FLOTTEUR DU CHALLENGER

vitesse 2 V notée expérimentalement. En composant suivant le parallélogramme des forces AB= vet AC = 2 V, on aura en longueur et en direction AD = »', vitesse du courant profond. On pourra graphiquement prendre À B = » et AE — V, joindre B à E et prolonger d’une longueur égale ED — BE, puis joindre A à D.

Il est d’usage d'évaluer la vitesse d’un courant par l’espace qu’il parcour!l pendant une heure.

Si l'on veut économiser le temps, on détermine, comme il est dit précédemment, les éléments du courant de surface pendant que le plomb de sonde ou la drague est immobile au fond et dans une embarcation amarrée.. Cette donnée obtenue, on étudiera les courants profonds avec une embarcation libre, On se détache et on laisse le navire remonter son plomb de sonde ou poursuivre son opération de dragage.

On abandonne à la fois, en un point quelconque A (fig. 44), un double flotteur de surface et un double flotteur de fond. Le premier est muni d’une cordelette divisée qu’on laisse filer. On suit le double flotteur de fond, en ayant soin de ne gèner en rien son mouvement. Au bout d’une unité de temps, le flotteur de surface étant en B, tandis que le flotteur de fond est en E, on mesure la distance BE, ainsi que l’azimut NEB—:". Il est alors facile de tracer A D en

longueur et en direction.

Flotteur du «Challenger ».— On s’est servi, à bord du Challenger, d'un indicateur de forme différente’. Il se compose (fig. 45), de quatre barres de fer réunies deux par deux à chaque extrémité d’une barre verticale, et qui peuvent, à volonté, se replier les unes sur les autres, afin de tenir moins de place. Au moment d’en faire usage, on les maintient en croix avec une corde, et on y fixe quatre pièces rectangulaires de toile à voile, cha-

* Report on the scientific results of the voyage of H. M.S$. Challenger during the years 4873-76. Narrative, vol. I, p. 80.

cune d’une largeur de 65 cm sur 130 cm de hauteur; on leste d’un poids de plomb pesant 95 kilog et on attache une corde ayant la longueur requise pour atteindre la profondeur désirée. On fixe à une bouée de surface ayant 165 cm de hauteur, 33 cm de diamètre au milieu, s’effilant aux extrémités, et capable de supporter un poids de 33 kilog dans l’eau. On a même quelquefois employé deux ou plusieurs de ces bouées. On opérait comme il a été indiqué à propos du flotteur de Mitchell.

Cet appareil possède de sérieux désavantages : la bouée supérieure présente trop de prise au vent; en outre, la surface du flotteur profond n’est ni égale ni dans un rapport connu avec la surface immergée de la bouée. Il s’introduit ainsi dans la construction précédente un élément non évalué, l’action relative de chaque courant sur

50 brasses ©

: 5 encablures = 0.5 milles 0 1 2 3 en 5

chaque flotteur qui s’égalise avec l’appareil de Mitchell. Les savants du Challenger ont cependant exécuté avec cet instrument des mesures jusqu'à une profondeur de 600 brasses. La fig. 46 montre la rose des directions obtenue le 24 avril 1873 entre les Canaries et les îles du Cap Vert. Le courant de surface était N. 60° E., 0,24 milles à l’heure, celui du flotteur inférieur, à 50 brasses, était E, 0,24 milles à l'heure ; la véritable direction, à 50 brasses, était donc N. 750 E, 0,46 milles à l'heure.

RHÉOBATHOMÈTRE. 95

Rhéobathomètre de Stahlberger. — Dès la fin du XVILesiècle 1, Hooke avait songé à employer, pour évaluer la profondeur de l'Océan, un flotteur libre consistant en une sphère de bois léger, lestée d’un poids capable de l’entraîner, qui, arrivé au fond, se détachait par le choc et permettait à la sphère de remonter à la surface. Hooke avait remarqué qu'un pareil système était susceptible de fournir des indications sur la force et la direc- Fig. 47. tion des courants compris entre le fond et la surface. L'idée a été reprise par Stahlberger, dont l'appareil perfectionné porte le nom de rhéobathomètre.

Le rhéobathomètre (fig. 41) consiste en une bouée légère, A, portant à son extremité inférieure un anneau ouvert, de laiton creux et élastique R, analogue au ressort d’un manomètre métallique. Cet anneau se comprime et se serre sous l'influence de la pression. À son intérieur est une pince 0, qui, suffisamment serrée par l'anneau, s’ouvre et laisse échapper son lest par retournement d’un récipient G, de forme spéciale. Une vis micrométrique permet de régler d'avance le degré de compression et par conséquent la profondeur à laquelle aura lieu le retournement. On immerge l'appareil libre; il s'enfonce jusqu'à la profondeur voulue; à ce moment le ressort se comprime, le crochet s'ouvre, le récipient se retourne, vide son lest, et tout le système ainsi allégé remonte à la surface. Il y aurait tout avantage à remplacer le récipient à lest par un simple sac rempli de pierres et sans valeur, qui serait abandonné à chaque opération.

Pour étudier avec cet appareil un courant sous-marin*, à la profondeur H-k, on immerge successivement le rhéobathomètre à la profondeur h, puis à la profondeur H. Appelons £ et T les temps qui lui sont nécessaires dans chaque cas, pour descendre et remonter, soient d la distance entre un flotteur de surface et l'appareil au

1 Lowthorp's Abridyment, Phil. Trans. II, 257 in Chall. Rep. Narralive, XXXIV. # E. Stahlberger. Das Rheobathomeler, Fiume, 1873; in F: Attimayr, Aandbuch der Oceanographie und maritimen Meteoroloqré, X, 112.

moment où il émerge, Z son azimut, dans le premier cas, D et Z' les mêmes éléments dans le second cas; en posant :

S—DcosZ —dcosZ, el S, =D sin Z'— dsin Z,

on a les valeurs

pour les composantes perpendiculaires entre elles de la vitesse relative de l’eau à la surface par rapport à la vitesse de l’eau à la profondeur H-k. Si on connaît les éléments du courant de surface, 1l sera facile d’en conclure les éléments du courant profond. Soient yet y, les composantes de vitesse du premier, celles du second seront en valeur absolue C — y et C, — y,, dont la résultante donnera la vitesse et la direction du courant profond.

On pourrait encore se servir d'une sphère de Hooke, fixée à une profondeur déterminée à la ligne de sonde ou au fil d’acier, et qu’on détacherait au moment convenable, depuis la surface, par l'envoi d'un messager.

Supposons que AB représentant la surface de l’eau (fig. 48) et AF une profondeur connue H, le courant ait même force et même direction dans toute la tranche H; on abandonne en même temps du point À un premier flotteur et un second du point F. Il est évident que, dans ce cas, le second flotteur viendra choquer le premier, en apparaissant à la surface à une distance AB de A dépendant de la profondeur, de la rapidité du courant et de la légèreté du flotteur qui le fait remonter plus ou moins rapidement, et qu'il sera aisé de déterminer en observant son azimut et en mesurant, par une cordelette attachée au flotteur de surface, la distance parcourue jusqu'au moment du choc.

Supposons maintenant que de À en F, sur une profondeur H (fig. 49), le courant ait partout la même force et la même direction

Fig. 48.

RHÉOBATHOMÈTRE. 97

indiquées par la droite AB, mais que cette force et cette direction varient de Fen E et soient alors CS par FG. On abandonne en même temps les deux flotteurs en À eten E. Le premier suit la ligne AB, le second la ligne EG + GC, et vient apparaître en C.

On peut mesurer la distance AB parcourue jusqu’à l'instant de lémersion, et, comme depuis ce moment le flotteur profond marche parallèlement au flotteur de surface et avec la même vitesse, on a tout le loisir nécessaire pour mesurer, sinon la ligne BC ellemême, du moins une ligne qui lui est égale et parallèle. On prend les azimuts + et + des directions AB et BC.

Dans le triangle A PQ, on connaît AP —} calculé d’après le chemin qu'aurait parcouru le flotteur de surface pendant le temps écoulé depuis sa mise en marche jusqu’à sa rencontre avec le flotteur profond, si ce dernier avait été abandonné à la profondeur AF —H, et le chemin AB qu’il a parcouru jusqu'au moment où le flotteur profond a apparu en C, l'angle APQ—++% et PQ = 4. On cherche AQ= x et l'angle PAQ = « ou PQA =.

On a, d’après les formules connues,

DEN 0 cos N cos ( —

98 COURANYS-

Cette méthode, soit par le rhéobathomètre, soit par la sphère de Hooke, entraîne à d’assez longs calculs. On est mal assuré du fonctionnement régulier de la bouée creuse. Si elle est en métal, elle se comprime; si elle est en liège, elle s’imbibe d’eau et sa force ascensionnelle se modifie dès le début ou après usage. En outre, il est nécessaire de connaître les profondeurs où ont lieu les changements dans les courants et toutes les variations d'intensité et de direction entre la surface et la profondeur à laquelle on lâche le flotteur libre. Pour tous ces motifs, la méthode ne saurait être très recommandée.

Mesureur d'Arwidson. — L’apparcil (fig. 0), basé sur Le principe de l’anémomètre de Robinson, sert à mesurer la vitesse d'un courant superficiel ou profond, mais il n’en donne pas la direction. Une croix ’, dont chacune des quatre branches S, S, S, est terminée par une demi-boule creuse, tourne autour de l’axe À, communique avec un double compteur de tours ZZ' et est fixée au milieu d’une monture en métal B. En K est une sphère très lourde; R et R’ sont deux anneaux où sont attachées deux cordes indépendantes l’une de l’autre.

On descend l’appareil en le tenant par la corde H; les ailettes, maintenues par l'arrêt E, demeurent immobiles. Quand on a atteint la profondeur voulue, on mollit H et on tire brusquement la corde U, la sphère pesante fait chavirer appareil, de sorte que l’arrêt E tombe et prend la position E'; les boules commencent alors à tourner et les tours à s'inscrire. Après un temps déterminé, on exécute le mouvement inverse en mollissant U et en tirant H, l’arrêt reprend la position E et immobilise les ailettes. On remonte au moyen de la corde H. On a calculé préalablement la constante de chaque appa-

Fig. 50.

1 Handbuch der naulischen Instrumente, p. 461.