CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES

nerie de l'instant où les ailettes ont fait, par exemple, 100 tours. Il suffit donc de compter l'intervalle de temps qui s'écoule entre deux sonneries. Il est évidemment possible d'évaluer la vitesse du courant en fonction des dimensions des ailettes et des aütres constantes de instrument ; cependant, le plus simple et le plus sûr consiste à graduer empiriquement le tourniquet qui offre cet avantage de fonctionner indéfiniment, de sorte qu'après une mesure faite à une certaine profondeur on peut, sans qu’il soit nécessaire de le remonter, le placer en un ou plusieurs autres points de la verticale et mesurer successivement plusieurs vitesses à des profondeurs diverses.

On mesure encore la vitesse des courants, à bord d'un bâtiment ou d’une embarcation mouillés, à l’aide de divers lochs mécaniques, lochs de Walker, de Massey ou de Haecke. Tous ces instruments consistent en un système tournant, hélice ou autre, en communication avec un enregistreur permettant de connaître le nombre des tours exécutés pendant un intervalle de temps connu. Chacun d’eux a sa constante qu’on détermine par des expériences préalables. C’est ainsi qu'on les graduera, par exemple, en les laissant à la traîne et en déterminant le temps que le bâtiment mettra à parcourir un espace repéré le long d’une côte. Il est à remarquer que ces constantes ne sont pas toujours les mêmes lorsque les vitesses chan-

gent.

Considérations générales. — La description des appareils précédents montre que toutes les méthodes de déterminations de courants présentent des inconvénients. Les flotteurs naturels et artificiels immergés dans la nappe d’eau tout à fait voisine de la surface obéissent plutôt au courant de l'air, c’est-à-dire au vent, qu’au courant de la mer, et, comme ils ne se découvrent guère que sur une côte et qu’au moment où on les relève, on ignore le plus souvent depuis combien de temps ils sont échoués, ils donnent toujours une vitesse moyenne trop faible par jour de voyage. La différence entre le point calculé et le point estimé, appliquée à la détermination de la vitesse

et de la direction d’un courant, n’est qu’une totalisation d’erreurs : 2 2

les autres appareils plus ou moins faciles à manœuvrer supposent la fixité du ravire ou de l’embarcation portant l’observateur. Or malgré les importants résultats du lieutenant J.E. Pillsbury pour les mouillages par grandes profondeurs, le mou au eâble ou du fil d'acier

permet au navire de dériver quelque peu sous l’action du vent et du courant de surface. Pour toutes ces causes et en attendant qu'on ait découvert un instrument indépendant ou n’exigeant pas l’immobilisation de l'observateur, le flotteur de Mitchell semble préférable. Il permet d'opérer en un temps très court, à bord d’une embarcation facile à immobiliser et, une fois le courant de surface mesuré, il n’exige plus aucune fixité pour les courants profonds. Quant aux appareils abandonnés et remontant subitement, on n'est jamais sûr que le délestage ait eu lieu à la profondeur voulue et lorsqu'un tel flotteur remonte, il est très difficile de l’apercevoir sur la vaste étendue des flots et par conséquent de noter le moment exact de son arrivée à la surface.

2, Étude des courants.

Calculs de Zôppritz. — On avait depuis longtemps reconnu le vent comme la cause principale des courants; Franklin, Rennell, John Herschell, Croll et d’autres encore l'avaient admis ; Zôppritz a appliqué le calcul à cette action de l'air en mouvement sur un liquide.

Supposons le vent soufflant horizontalement et d'une manière continue au-dessus d’une nappe d’eau en repos et illimitée; il entraînera par adhérence les molécules liquides et l'effet ne se bornera pas à la surface. Le mouvement se propagera successivement de haut en bas, les couches inférieures se mettront en marche les unes après les autres, de telle sorte qu'à un moment quelconque la vitesse sera décroissante de haut en bas et, à la surface, l’état stationnaire ne sera établi, au bout d’un temps indéfiniment long, que lorsque la vitesse de la couche superficielle sera précisément égale à celle de l'air.

Si la profondeur est finie, la couche d’eau en contact avec le sol possède une vitesse nulle; en remontant de bas en haut, la vitesse croît jusqu’à la surface où elle est maximum sans pourtant devenir jamais égale à celle du vent par suite du frottement exercé par les couches d’eau sous-jacentes. Lorsque l’état stationnaire est établi, en

1 Züppritz. Zur Theorie der Meeresstromungen, Wiedemanns Annalen der Phys. HI, 1878, 582, f. und Ann. der Hydrographie, 1878, 239.

CALCULS DE ZÔPPRITZ. 105

représentant par v, la vitesse à la surface, p la profondeur jusqu’au sol, v- la vitesse à la distance x de la surface, on a:

La différence entre la vitesse », et celle du vent excitateur dépend du frottement intérieur du liquide et est en général très faible.

D’après une formule de Hoffman adoptée par Züppritz, en prenant pour coefficient de frottement de l’eau de mer la valeur 0,0144 cal-

Es 1 culée avec la seconde et Le centimètre pour unités, la vitesse 7 ve COmM-

prise entre zéro et v, pénètre à la profondeur # au bout d’un nombre de secondes { donné par la relation .

— Vo Vi 176%,

ou

,» 1. Ve

= Lo

Ainsi la vitesse à 1 mètre de profondeur est :

APRES A TORRES ED A Pere de deteste cit 0.17 tv PR MS RS RM 2 liaduet ads sèe . 0.24% rod SO EE PS NT EE Re 0.38 To EL OR Re nm 0.53 to LE Re qua de Ga de à QT 0.93 vo

La vitesse v, de la surface met donc plus d’un mois à être communiquée à l’eau située à À m au-dessous. Inversement, dans les

mêmes conditions, 70? °xie 0,41 année, presque 5 mois, pour at-

teindre 10 m de profondeur ; pour À à 10 m, il faut 2,39 ans ou

, 1 ee ; z 29 mois et 10° atteindra 100 m qu’au bout de 239 ans. e- 5

On à encore établi par le calcul que, dans une nappe d’eau de surface illimitée et épaisse de 4 000 m reposant sur le sol, l’état stationnaire n’aurait lieu que 200 000 ans environ après que l’eau de la surface primitivement en repos aurait pris une vitesse uniforme. En

100 000 ans, l’état stationnaire ne serait pas encore atteint à 2 000 m où, au bout de 10 000 ans, on n’aurait encore que 0,037 w.

Züppritz a examiné aussi le cas où une masse d’eau limitée latéralement est mise en mouvement depuis la surface par un vent soufflant d’une manière constante et continue parallèlement à la rive, c’est-à-dire en d’autres termes, où le bassin étant en forme de canal et infiniment long, le vent souffle dans la direction même de ce canal. Il a reconnu que si deux courants sont parallèles, mais de directions diamétralement opposées dans un même plan, ils sont séparés par une nappe de vitesse nulle qui se comporte comme un véritable rivage. Deux courants parallèles opposés et superposés donnent lieu au même phénomène.

Tous ces chiffres et ces formules démontrent mathématiquement que l’action superficielle du vent pour produire les courants marins ne se fait sentir dans les profondeurs qu'au bout d’un temps exiraordinairement long même avec la condition aussi extra-naturelle et extra-favorable d’un courant d’air conservant sa direction et son intensité invariables pendant 100 000 années. Dans l’état actuel de nos connaissances, parler de milliers d’années équivaut à une affirmation sans grande sanction pratique. Un phénomène naturel tel qu’un courant n’est que la résultante variable de plusieurs phénomènes agissant alternativement ou simultanément les uns dans un sens, les autres dans un autre et variables eux-mêmes. Les mathématiques ne laissent pas de présenter quelque danger quand on les applique dans toute leur absolue rigueur aux choses de la nature; la pratique seule permet de fixer la limite au delà de laquelle commence la spéculation pure et notre connaissance des courants de même que la précision des instruments de mesure laissent encore beaucoup à désirer. Il convient maintenant de perfectionner les instruments, de mesurer beaucoup de courants aux mêmes points, à des époques différentes et de dresser des cartes dont la comparaison parlera aux yeux et contribuera plus que toutes les théories à faire avancer la science.

Courants de poids spécifique et de marées. — Les courants sont encore provoqués par d’autres causes que les vents et ils résultent aussi de la différence de poids spécifique dans les différentes parties de la masse liquide ainsi que de l'effet des marées.