COULEUR DES EAUX NATURELLES

méthode qu'aux États-Unis, en Écosse et en Norvège; ni l’une ni l’autre de ces deux sciences agissant indépendamment ne serait en mesure de résoudre un problème aussi compliqué.

Couleur des eaux naturelles. — Newton supposait que la véritable couleur de la mer était le vert. Aiïtken adopta un mode d’observation direct employé précédemment par Scoresby et examina sur place de l’eau de mer à travers un tube noirci à l’intérieur; il immergea aussi des disques peints de couleurs différentes et reconnut qu'à une profondeur de deux pieds, le blanc passait au bleu, le jaune au vert, le pourpre au violet. M. Beetz chercha à généraliser ces expériences ; il fit pénétrer un rayon lumineux dans un récipient contenant un liquide quelconque et en étudia la nuance après plusieurs réflexions successives sur des glaces immergées qui obligeaient le rayon à traverser plusieurs fois la couche liquide et donnaient un résultat semblable à celui qu'on aurait obtenu si cette couche eût été beaucoup plus épaisse. M. Forel s’est servi, pour la même étude, d’un simple miroir plan qu'il immergeait à quelques centimètres de profondeur ; il se plaçait verticalement au-dessus et examinait la teinte de l’eau. En dernier lieu, M. von Schleinitz, à bord de la Gazelle, avait remarqué que la mer était d'autant plus bleue qu'elle contenait plus de sel et d'autant plus verte qu’elle en renfermait moins, ce qui lui fit attribuer la nuance au degré de salure.

En définitive, la nuance de la mer ou d’un lac, telle qu'elle apparaît à un observateur, est la résultante de rayons lumineux de colorations très diverses.

La couleur propre de l’eau est bleue ;

Par transmission, l’eau absorbe les rayons du côté rouge du spectre et renvoie les rayons du côté bleu;

Par action des particules fines en suspension, l’eau absorbe les rayons du côté bleu et renvoie des rayons du côté rouge;

Par diffusion, l’eau renvoie des rayons bleus ;

Les matières dissoutes donnent des colorations variables dans la gamme du jaune, du vert ou du brun.

La teinte est encore fonction des variables suivantes :

La profondeur de l’eau;

La couleur particulière du fond ;

L’intensité de la lumière du ciel;

La nébulosité ou la coloration du ciel ;

La hauteur du soleil au-dessus de l’horizon;

La température et la salinité qui font varier l’indice de réfraction de l’eau ;

L’agitation de l’eau à la surface, la direction du mouvement des vagues par rapport à l’observateur ;

La nature, la dimension et la quantité des matières minérales ou végétales grossières en suspension : ces variables dépendent de la nature géologique du fond, de sa profondeur, de la force, de la durée et de la direction de l’agitation superficielle, et fournissent en général des tons jaunes ou rouges ; |

La présence d'animaux en relation avec les conditions de température, de salure, d’éclairement, de courants ; la profondeur variable à laquelle ils s’enfoncent sous l’influence des plus légères modifications éprouvées par la mer et par l'atmosphère.

Dénominations données aux mers à cause de leur couleur. — Plusieurs mers portent le nom d’une couleur; cette désignation indique parfois la couleur des eaux : la mer Jaune est jaunie par les boues du Hoang-ho, le golfe Persique ou mer Verte des Orientaux offre une teinte verte due à des animaux et qui contraste avec le bleu foncé de l’océan Indien, tandis que, inversement, le Kuro-Siwo ou fleuve noir des Japonais contraste par son bleu foncé avec la nuance de la mer Jaune; la mer Blanche est pendant une partie de l’année recouverte de glace ou de neige. D’autres fois, le nom rappelle un caractère moins important, soit la présence de petites coquilles pourprées, abondantes sur les rivages de la mer Vermeille ou golfe de Californie, soit la teinte rosée des bancs de coraux de la mer Rouge, tandis que l’appellation de la mer Noire est peut-être due aux tempêtes dont elle est souvent le théâtre et pendant lesquelles les nuages sombres du ciel donnent leur reflet aux vagues.

Un phénomène remarquable et qui se rattache à l'optique de Ja mer est celui de la Grotte d’azur, près de Naples. Cette grotte dans . laquelle on ne pénètre qu’en bateau par une étroite ouverture a ses parois éclairées d’une brillante nuance d’azur, et si un nageur se plonge dans les eaux qui en remplissent le fond, ses mouvements font apparaître au sein de la masse liquide mille jeux de lumière, mille scintillations de ce même éclat azuré. L'effet s'explique aisé-

POLARISCOPE D’ARAGO. 38)

ment. La lumière éclairant la grotte n’y parvient qu'après avoir traversé l’eau et avoir accompli un très long trajet non pas en profondeur mais horizontalement; ils ont par conséquent pris la teinte azurée de la mer en lumière transmise d’autant plus éclatante que le soleil resplendit à l’extérieur et que l’eau est surtout limpide dans ses couches superficielles.

Polariscope d’Arago. — Arago’ s’est occupé de la coloration de l'Océan. Il pensait que l'eau de mer possède deux couleurs totalement différentes, le vert par lumière transmise et le bleu en lumière réfléchie, et il chercha à expliquer à l’aide de cette hypothèse les diverses teintes observées d’une mer peu profonde à fond de sable blanc. « Là où la mer est assez profonde, dit-il, la lumière se réfléchit « sur l’eau et paraît bleue, mais si la mer n’a pas assez de profon- « deur, le sable du fond éclairé ne recoit la lumière qu’à travers une « couche d’eau. Elle lui arrive donc déjà verte ; en revenant du « sable à l'air, la teinte verte se fonce quelquefois assez fortement « pour prédominer sur le bleu. » Cette théorie, qui ne tenait point compte des circonstances multiples sous l'influence desquelles se trouve le phénomène, le conduisit à imaginer un instrument, le polariscope, dont il recommanda lemploi pour servir à distinguer de loin à leur couleur les récifs cachés sous l’eau.

L’eau étant verte par lumière transmise et bleue par lumière réfléchie, supposons un écueil situé à une faible profondeur et entouré d’eau profonde. Pour un marin placé à bord de son navire, soit sur le pont ou même dans la mâture et à une certaine distance de l’écueil, celui-ci, aperçu par lumière transmise, présente une coloration verte qui pourrait servir à le faire reconnaître, mais qui n’est point perceptible parce qu'elle est mélangée, à la sortie de l’eau, d’une grande quantité de lumière réfléchie beaucoup plus intense et de coloration bleue. La mer semblera donc offrir partout la même teinte et rien ne viendra prévenir du voisinage du danger. Or toute lumière réfléchie par l’eau est polarisée complètement sous un angle d'environ 37° dont la tangente est égale à l’indice de réfraction, et si elle ne l’est pas complètement, en proportion d'autant plus considérable que l’angle sous lequel les rayons lumineux se réfléchissent

1 Arago, Œuvres complètes, IX, 108.

se rapproche davantage de 370. Il y aurait donc avantage à se débarrasser de la lumière réfléchie bleue parce que celle-ci étant éliminée, la couleur par lumière transmise qui n’a pas subi de réflexion reprendrait la prépondérance et la teinte verte de l’écueil deviendrait discernable.

Il existe certains corps cristallisés qui, interposés sur le trajet d’un rayon de lumière naturelle dont les ondes vibrent dans tous les azimuts, l'obligent à ne plus vibrer que dans un plan unique, en d’autres termes, le transforment en lumière polarisée. Un tel corps étant interposé sur le trajet d’un rayon polarisé, deux cas se présentent : ou bien le plan de vibration de cette lumière polarisée coïncide avec le plan suivant lequel le cristal oblige à vibrer la lumière qui le traverse et alors le rayon polarisé franchit le cristal sans éprouver de modification, ou bien les deux plans sont croisés à angle droit et le rayon polarisé, incapable de franchir le cristal, est éteint. Au contraire, un rayon de lumière naturelle entrant en même temps, passera bien qu’en prenant l’état de lumière polarisée non perceptible à l’œil humain. Un cristal de ce genre placé entre l’œil et la mer doit par suite arrêter les rayons bleus réfléchis, c’est-à-dire polarisés, et ne livrer passage qu'aux rayons verts provenant de l’écueil, non réfléchis et non polarisés. L'écueil se détachera en vert sur un fond sombre et deviendra donc visible.

L’instrument n'est d'aucun usage pratique pour les motifs suivants.

Les corps les plus commodes pour servir de poiariscopes sont un minéral brun violacé ou verdâtre appelé tourmaline et une combinaison de deux prismes de spath d'Islande nommée prisme de Nicol, du nom de son inventeur. La tourmaline absorbe beaucoup de lumière et communique sa propre teinte au rayon qui la franchit, ce qui est un double désavantage ; le prisme de Nicol incolore absorbe juste la moitié de la lumière qui le traverse et, comme par Pabsorption exercée par l'eau, l’écueil envoie une tente assez faible, quand celle-ci est encore affaiblie de moitié on n’en apercoit plus aucune trace. En outre, la lumière réfléchie n’est entièrement polarisée que sous langle de 57° ; sous une inclinaison diflérente, elle est incompièlement polarisée et peut donc traverser le polariscope. L'effet est exagéré par les moindres rides de la swface de l’eau dont la courbure réfléchit et diffuse la lumière dans tous les sens. Enfin le polariscope oblige à n’employer qu'un seul œil et la pratique apprend

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qu’on juge alors beaucoup moins bien des nuances qu’au moyen des deux yeux. ;

Transparence optique ; expériences de Bérard, du P. Secchi et du commandant Cialdi.— La transparence optique d’une nappe d’eau est la facilité plus ou moins grande que possède un observateur d’apercevoir un objet à travers cette nappe d’eau. La limite de visibilité ou distance au delà de laquelle l’objet immergé cesse d’être aperçu donne une mesure de la transparence.

L'étude de la transparence optique a été faite par Bérard, le P. Secchi et le commandant Cialdi, MM. Wolf et Luksch, par MM. Forel, et par les savants de la commission nommée par la Société de physique de Genève.

M. Bérard’, capitaine de vaisseau, commandant le Rhin, le 16 juillet 1845, pendant la traversée de l’île Wallis aux Mulgrave, dans le Pacifique, distingua à 40 m de profondeur une assiette de porcelaine blanche placée dans un filet et immergée dans la mer.

Le P. Secchi et le commandant Cialdi, à bord de l’?mmacolata Concezione, ont repris d’une facon systématique l'expérience de Bérard, au large de Civita-Vecchia, au mois d'avril 1865°. Ils immergèrent des disques de différentes dimensions, de différentes couleurs et, dans des conditions d'observation bien déterminées, notèrent la distance à laquelle ils cessaient d’être aperçus. L'un des disques était une assiette de faïence de 43 cm de diamètre, l’autre un disque de toile à voile tendue sur un cercle de fer, de diamètre égal à 2,87 m et peint à la céruse pure. Le temps était absolument calme et l’on avait même le soin de répandre sur le mer un peu d'huile qui supprimait les légères rides de la surface et améliorait la visibilité. On prenait la hauteur du Soleil. Les disques étaient descendus jusqu’à disparition puis remontés jusqu’à réapparition et on adoptait la moyenne des deux profondeurs.

Les expériences ont permis de formuler les lois suivantes.

Deux objets étant immergés en même temps, le plus grand est visible à la plus grande profondeur, mais il existe une limite au delà de laquelle la superficie devient sans influence.

‘ Arago, Notes sur quelques résultats obtenus pendant le voyage du capitaine Bérard à la Nouvelle-Zélande. Œuvres complètes, t. IX, p. 487. 2 Cialdi, Sul moto ondoso del mare, 23%:

Un objet immergé sera aperçu plus profondément lorsque l’observateur se trouvera à ombre parce qu’alors sa vue sera protégée contre les effets de la lumière réfléchie à la surface de l’eau et qui dissimule par son éclat la lumière beaucoup plus faible renvoyée par l’objet. Aussi est-il avantageux de se servir d’un tube ou lunette d’eau dont l’exirémité plonge dans l’eau et qui, selon MM. Secchi et Cialdi, doit avoir un diamètre d’environ 25 cm.

Toutes choses égales d’ailleurs, un observateur apercevra un objet immergé à une profondeur d'autant plus grande qu’il sera luimême placé plus près de la surface de l’eau. Cette loi semble être contredite par l’usage où l’on est de monter dans la mâture, afin d’apercevoir des récifs, et par ce fait d'expérience qu'on distingue mieux le fond du haut d’une falaise élevée ou d’un ballon. Un aéronaute dans une ascension au-dessus de Cherbourg, au mois d'août 4876, à aperçu d’une altitude de 1700 m le fond de la Manche avec une extrême netteté, à travers une épaisseur de 60 à 80 m d’eau. Le fait est vrai et d'autant plus intéressant qu'il permet d'appliquer l’aérostation à des levés hydrographiques rapides surtout avec l’aide de la photographie. Pour expliquer cette contradiction apparente, on remarquera que dans ce cas, le phénomène est différent. Un point À (fig. 91) au-dessous de l’eau envoie des rayons dans tous les sens. À cause de la réflexion totale les rayons émis visibles dans l'air seront uniquement ceux compris dans le cône MAM dont l'angle BAM correspond à l'angle de réflexion totale qui pour l’eau pure est de 370.

Par suite de la réfraction, le faisceau de rayons lumineux sortant de Peau sera d’autant plus serré qu’il sera plus près d’être parallèle à l'axe du cône. L'absorption lumineuse sera d'autant moindre que l'épaisseur d’eau parcourue par la lumière sera plus faible, c’est-à-dire dans la direction verticale. L'observateur se trouvant dans une position perpendiculaire au-dessus de l’objet est à l’abri des rayons réfléchis par la surface de l’eau. En dernier lieu, l'aéronaute embrassant un espace plus considérable, les

Fig. 91.

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nuances des divers fonds offriront un contraste qui rendra les contours plus nets. Toutes ces causes accessoires viennent modifier un phénomène qui, considéré seul, est bien conforme à l’énoncé de la loi.

La limite de visibilité augmente avec la hauteur du soleil parce que les rayons solaires ont alors plus d'énergie et à cause du trajet plus considérable que, pour une même profondeur, ils sont forcés d'accomplir au sein de l’eau, et qui produit un éclairage moindre de l’objet lorsqu'ils sont inclinés sur l’horizon. Cependant cette influence est beaucoup plus faible qu'on ne serait porté à le supposer.

La couleur du ciel ou sa sérénité exerce une influence sur la limite de visibilité car les nuages absorbant une partie de la lumière solaire et le gris du ciel réfléchi par l’eau altèrent et atténuent la nuance même de celle-ci.

Des essais ont été faits avec trois disques égaux : blanc, jaune d’ocre et de couleur de vase (color terroso o fango di mare, probablement bleu verdâtre). Le blanc possède la visibilité maximum, les autres couleurs sont d'autant plus promptement éteintes qu’elles sont plus obscures. Les diverses nuances du blanc montrent elles-mêmes des différences qui dépendent du pouvoir diffusif des enduits qui revêtent les objets. C’est ainsi qu'à dimension égale, une assiette de faïence disparaît plus profondément qu’un disque en toile à voile peint à la céruse.

Il n’y a aucun avantage à se servir pour examiner l’objet immergé, d’une lunette, d’un binocle ou d’un tube s’il n’est pas plongé dans l’eau. :

La conclusion générale de ces expériences est que pour un observateur placé au-dessus de l’eau « au delà d’une profondeur de 45 m les objets acquièrent, au moins dans la Méditerranée, la couleur de l’eau de la mer et par suite sont alors impossibles à distinguer ».

Expériences de MM. Wolf et Luksch.— MM. Wolf et Luksch ont exécuté des expériences dans l’Adriatique, en 1880, à bord de la Hertha. Ts immergeaient aussi des disques de diverses couleurs, mats ou brillants; à l’aide d’un appareil spécial , ils appréciaient le moment où le disque immergé était réduit à ne plus offrir que le dixième de l'intensité lumineuse qu'il aurait possédée dans Fair,

. notaient en centimètres la distance d et nommaient coefficient d’'ex-

ne 1 É tinction la valeur « — T Ils ont trouvé dans la mer « — 0,00021.

Expériences des savants suisses. — M. F.-A. Forel” a répété dans le lac Léman, en 1873, les expériences de MM. Secchi et Gialdi; il a adopté un disque en métal verni au blanc mat ou une assiette de faïence blanche de 95 à 30 cm de diamètre suspendu à une corde de 20 m de long graduée de mètre en mètre et afin de n'être pas troublé dans son observation par la lumière et les reflets du ciel, 1l s’abrite sous un parapluie foncé ou entoure sa tête d’un voile noir et regarde à travers un petit tonneau ou une caisse en bois défoncée qui arrête les vibrations de la surface de l’eau. L'eau est plus claire en plein lac que sur les bords, à l’extrémité d’un cap qu’au fond d’un golfe, sur une côte où l’eau est profonde que là où le fond s'incline très lentement, en hiver qu'en été. En effet, un disque blanc de 25 cm de diamètre disparaît à une distance minimum de 5,3 m au mois d’août, de 15,4 m en mars; la limite de visibilité moyenne est de 6,6 m en été et de 12,7 en hiver; jamais elle n’a dépassé 27 m. Ces différents phénomènes se rattachent à la stratification thermique des lacs, variable selon les saisons, et au degré de trouble apporté par la présence des matières étrangères en suspension et dont la quantité dépend précisément de la stratification thermique.

M. Forel a remarqué que la couleur de l’eau changeait avec le mouvement des vagues et le mode d’éclairement, parce que les plans en nombre infini que présente alors la surface éclairée agissent comme autant de miroirs réfléchissant et même décomposant différemment la lumière selon l'orientation. Une même nappe d’eau possède donc au même moment une nuance différente pour deux spectateurs qui l’observent de deux points différents.

Un phénomène accessoire du mouvement des eaux à la surface est la déviation de la traînée lumineuse produite par la réflexion des astres, et qui, parfois, sort du plan vertical passant par l'œil de Pobservateur et l’astre. Dans le cas où la crête des vagues est oblique

1 F.-A. Forel, le Lac Léman, Genève, 1886, et de la Pénétration de la lumière dans les lacs d’eau douce, Festschrift, für Albert von Külliker, 4887, et l’Éclairage des eaux profondes du lac Léman, Association française pour l’avancement des sciences, congrès d’Oran, 1888.

de gauche à droite et d'avant en arrière, la traînée est à droite du plan vertical, et à gauche lorsque les vagues ont une direction inverse.

En 1883, la Société physique et d’histoire naturelle de Genève chargea une commission, composée de MM. Phil. Plantamour, J.-L. Soret, Luc. de la Rive, Ch. de Candolle, Ed. Sarasin, Herm. Fol, R. Pictet, A. Rilliet et Ch. Soret, de faire des recherches sur la couleur et la transparence des eaux du lac de Genève’. Ces expériences furent faites la nuit, d’abord dans le Rhône. Une lampe électrique était enfermée dans une caisse en tôle munie d’une fenêtre ronde de 20 cm de diamètre, fermée par une glace. On enfoncait celle-ci dans l’eau le long d’un des piliers du pont de la machine hydraulique de Genève, qui fournissait l'électricité. Le faisceau lumineux lancé horizontalement à travers l’eau était reçu sur un miroir plan ajusté à l'extrémité d’une lunette d’eau placée au-dessous de la surface. On mesurait la limite de visibilité ou de vision nette, c’est-à-dire la distance, variable suivant les conditions générales des expériences, à laquelle on cesse brusquement de distinguer le point lumineux, et qui peut être appréciée avec une précision de quelques décimètres. On mesurait ensuite la limite, beaucoup moins facile à déterminer, de visibilité diffuse, distance à laquelle on cesse d'apercevoir toute illumination de l’eau. D’autres expériences ont été faites en divers endroits du lac Léman. On s’est alors servi, comme sources lumineuses, de bougies, de lampes à huile, de l’arc voltaïque et de lampes à incandescence Edison. Pour obtenir de la lumière colorée, on plaçait des verres colorés devant l’ouverture fermée d’une glace, et parfois d’une lentille de la caisse métallique étanche. Tantôt la source lumineuse était immergée à environ 1 m de profondeur; les observateurs, munis d’une lunette d'eau, s’éloignaient dans un canot et mesuraient les distances limites de visibilité nette et diffuse. D’autres fois, on enfonçait la lampe, et les observateurs examinaient depuis la surface, soit obliquement, soit en se plaçant directement au-dessus.

1! Rapport sur les expériences préliminaires de la Commission pour l'étude de la transparence du lac, présenté à la Société de physique et d'histoire naturelle de Genève, le 3 août 1884. Archives des sciences physiques et naturelles, août 1884, t. XII, présenté par M. J.-L. Soret. — Recherches sur la transparence des eaux du lac Léman, faites en 1884, 1885 et 1886 par une réunion de membres de la Société de physique. Rapport rédigé au nom de la Commission par M. Albert Rilliet. Mémoires de la Société de physique et d’histoire naturelle de Genève, t. XXIX, n° 44, Genève 1887.

On est arrivé aux lois suivantes :

4. La lumière diffuse se propage à une distance approximativement double de celle à laquelle on cesse d’apercevoir nettement le point lumineux ;

9. Les chiffres marquant les limites de visibilité nette et diffuse varient avec l’état de limpidité de l’eau. Pour vérifier cette loi. MM. J.-L. Soret et Ed. Sarasin ont exécuté des expériences de laboratoire en observant un objet brillant à travers des épaisseurs diverses de liquide troublé par un très léger précipité de chlorure d'argent ou par de l’encre de Chine, dans un colorimètre dont on faisait varier à volonté la longueur de la colonne. Ils ont reconnu que l’épaisseur d’une eau trouble nécessaire pour empêcher la vision d’un corps éclairé ou lumineux par lui-même que l’on regarde à travers cette eau, varie avec la dimension du corps. Plus le corps est grand, plus la limite Ge visibilité nette est considérable, sans qu’il y ait proportionnalité;

3. L’eau du Léman est beaucoup plus transparente en hiver qu’en été;

4. La limite de visibilité nette augmente avec l'intensité de la lumière, quoique bien moins rapidement que cette dernière. En effet, si on remplace la lumière électrique par une lampe à modérateur, la limite nette devient plus faible, mais non point dans le rapport de l'énorme différence d'intensité lumineuse. Dans une expérience avec

un disque blanc de Secchi, celui-ci, éclairé par le soleil, disparaissait

à une profondeur de 17 m, tandis qu'une lampe Edison. d'une puissance de 6 bougies, montrait la limite de vision nette à environ 33 m, et la limite de lumière diffuse à 52 m. À mesure que le jour baisse, la limite de visibilité d’un disque blanc ne varie que très lentement; cependant, la distance à laquelle disparaît le disque, de jour, est beaucoup plus faible que celle à laquelle on cesse de percevoir, de

nuit, la lumière des lampes ;

5. En comparant la limite de visibilité nette obtenue avec la lumière électrique, suivant qu’elle est ou n’est pas concentrée avec une lentille rendant les rayons parallèles, on trouve une différence sensible, quoique faible. Il en est de même de la limite de visibilité diffuse ;

6. Des différences notables se produisent dans la limite d’extinc-

TRANSPARENCE ACTINIQUE. 393

tion suivant que l’on se sert de lumière rouge, verte ou bleue. Les rayons rouges sont absorbés notamment plus que les autres ;

7. Les rayons les plus réfrangibles étant plus fortement interceptés par un milieu trouble que les rayons de courte longueur d’onde, un objet paraît jaune, orangé ou rouge à mesure qu’on se rapproche davantage de la limite de la visibilité nette.

Le maximum de distance obtenu par la Commission genevoise, pour une lampe électrique munie d’un régulateur Bürgin, est de 38,5 m pour la vision nette et de 82,8 m pour la lumière diffuse.

Transparence actinique. — La limite d’obscurité actinique est l’épaisseur d’eau maximum à travers laquelle une substance sensible aux rayons actiniques du spectre cesse d’être impressionnée. Les diverses substances offrant une différence considérable de sensibilité, la limite d’obscurité variera évidemment avec chacune d’elles.

La solution du problème de la transparence des eaux est d’une haute importance pour la botanique et la zoologie marines et lacustres ; cependant il pourrait être dangereux d'appliquer immédiatement les lois de la transparence actinique à la transparence optique ; l’une ne semble pas être rigoureusement proportionnelle à l’autre et ne saurait par conséquent être rigoureusement mesurée par celle-ci, car les rayons actiniques dont les substances sensibles indiquent leffet ne se confondent pas avec les rayons lumineux. Ils existent, il est vrai, dans la portion lumineuse du spectre, déjà vers la raie À, et se continuent à travers le bleu ; mais en outre, ils dépassent de beaucoup le spectre visible. Pour employer une excellente comparaison de M. le Dr Regnard, la plaque sensible est absolument aveugle dans la chambre éclairée à la lumière rouge où le photographe luimême distingue nettement les objets qui l'entourent.

Les premières recherches ont été faites en 1873 par M. Forel!, qui a constaté que du chlorure d’argent contenu dans une bouteille en verre blanc n’avait pas changé de couleur après avoir été immergé pendant trois jours à 60 m de profondeur dans le lac Léman. Quel-

1 F.-A. Forel, Matériaux pour l'étude de la faune profonde, $ VII. Bull. soc. vaud. sciences nat., XIII, 24, 4874. — Id. Instructions pour l’étude des lacs, p. 11. — Id., Expériences photographiques sur la pénétration de la lumière dans les eaux du lac Léman, Comptes rendus Acad. des sciences, 3 avril 4888. — Id., Éclairage des eaux profondes du lac Léman, Assoc. française pour l’ayancement des sciences, congrès d'Oran, 1888.

ques mois plus tard, le même savant employait le papier salé et albuminé sensibilisé par le nitrate d'argent et, avec cet indicateur, il trouvait que la limite d’activité actinique était en été par 45 m et en hiver par 100 m de fond, résultat d'accord avec ceux obtenus au moyen du disque de Secchi.

Le D: Asper', en 1881, s’est servi de plaques de Monkhoven au bromo-iodure d’argent dans les lacs de Zurich et de Walenstadt; il eut l’idée d’attacher à une même ligne de sonde, en les superposant, une série de ces plaques. Il installait pendant la nuit Pappareil entre deux eaux et le retirait la nuit suivante. Il a trouvé la limite aux environs de 150 ou 160 m. Déjà à 140 m, l’action est comparable à celle d’une exposition pendant une nuit claire et sans lune.

M. Forel, en 1887, a renouvelé son expérience avec le dispositif d’Asper mais en prenant toujours du papier albuminé sensibilisé. Il compara l'effet photographique à diverses profondeurs dans l’eau après une exposition de deux jours, à celui obtenu dans l’air grâce à une échelle de teintes obtenue en exposant à la lumière, pendant des temps déterminés, une suite de papiers sensibles.

Tout en reconnaissant combien il est difficile de comparer la sensibilité physiologique de la rétine humaine avec celle d’une substance photosensible, M. F.-A. Forel est d'avis que la rétine de homme ainsi que le nerf optique des animaux dont la sensibilité n’est pas beaucoup plus forte que celle des plaques Monkhoven extrasensibles, trouveraient leur limite d’obscurité absolue à une profondeur de peu plus grande que celle de ces plaques, c’est-à-dire vers 290 m. La courbe d'absorption de la lumière dans le lac Léman, telle qu’elle est indiquée par la comparaison avec Péchelle des teintes obtenue à l'air n’ayant pas la forme d’une courbe asymptotique, la région profonde des eaux serait absolument obscure pour les substances photosensibles ainsi que pour la rétine de l’homme et des animaux.

MM. Herm. Fol et Ed. Sarasin* ont à leur tour exposé à des profondeurs diverses dans le Léman des plaques au gélatino-bromure

1! Asper, Société helvétique des sciences naturelles, session d’Aarau, Archives de Genève, VI, 318, 4881. Ueber die Lichiverhältuisse in grossen Wassertiefen. Kosmos, |, 474, 1885.

* H. Fol et Ed. Sarasin, Pénétration de la lumière du jour dans les eaux du lac de Genève et dans celles de la Méditerranée. Mémoires de la Société de physique et d’histoire naturelle de Genève, t. XXIX, no 43, 1887.

TRANSPARENCE ACTINIQUE. 395

rapide de Monkhoven. Ces plaques étaient parfaitement protégées contre l’action de la lumière, sauf au moment de l'expérience, et étaient enfermées dans un appareil spécial consistant en une boîte munie de deux volets en laiton qu’on descendait dans l’eau. Pendant la descente, l'appareil reste fermé ; dès que le plomb de sonde touche le fond, il s'ouvre, laisse apparaître les plaques et se referme aussitôt que le: plomb quitte le fond en remontant avec la ligne de sonde. Pour opérer à des profondeurs diverses, il suffit donc de faire varier la distance séparant le poids de l’appareil.

Dans ces expériences, les plaques ont été exposées pendant dix minutes; on développait ensuite par un traitement uniforme de dix minutes à l’oxalate de fer; leur comparaison a permis de reconnaître les lois suivantes :

1. Les rayons du jour pénètrent dans le lac de Genève, en septembre, à 170 m de profondeur et probablement un peu au delà ; à cette profondeur, la force impressionnante, en plein jour, est à peu près comparable à celle que l’on perçoit par une nuit claire et sans lune.

2. À 120 m, l’action des rayons transmis est encore très forte.

3. En septembre, par un temps couvert, les rayons pénètrent en plus grande abondance et plus profondément dans l’eau qu’en août par un temps absolument beau (170 m au lieu de 130 m).

4. L’extrême limite de l’action des rayons du jour, dans le lac, en hiver (18 mars 1885), est un peu au delà de 200 m. Au mois d’avril, la profondeur est de 200 m environ.

Ces expériences furent recommencées dans la Méditerranée ; une première fois à bord de l’aviso de la marine française, l’Albatros, les 25 et 26 mars 1885, au large du cap Ferrat près de Villefranche par des profondeurs de 400 à 600 m, et une seconde fois, l’année suivante, à 4 400 m environ au large du cap du mont Boron qui sépare la rade de Villefranche du golfe de Nice, à bord de l’aviso le Corse. Après avoir constaté qu’au mois de mars, au milieu du jour et par un beau soleil, les dernières lueurs de l’éclairage diurne s'arrêtent à 400 m de la surface, MM. Fol et Sarasin cherchèrent à étudier la pénétration des rayons actiniques dans la profondeur de la mer à diverses heures du jour. Des plaques sensibles au gélatinobromure extrarapide Lumière, protégées par un vernis contre l’action de l’eau de mer, étaient disposées les unes au-dessus des

autres le long d’une ligne de sonde, enfermées dans une série de boîtes qui s'ouvrent au moment où le plomb repose au fond et se ferment dès que ce plomb, par le relèvement de la ligne, agit par son poids sur le ressort dont chacune d’elles est pourvue. On opéra par 550 m de profondeur. La durée de l’exposition et celle du développement à l’oxalate de fer furent respectivement de dix minutes comme précédemment.

On reconnut que la limite des rayons actifs se trouve très exactement vers 400 m en avril, au milieu du jour, par un beau temps, ce qui vérifie une loi déjà formulée.

Les couches situées à 300 m sont illuminées chaque jour non pas pendant un temps très court, mais pendant tout le temps que le soleil passe au-dessus de l’horizon ; à 350 m les rayons actifs pénètrent au moins pendant huit heures par jour.

MM. Fol et Sarasin ont même inventé un appareil à contenir les plaques dont l’ouverture est indépendante de l'intervention du fond. C’est un châssis circulaire horizontal portant une série de plaques photographiques obturées par des disques percés d'ouvertures et tournant sous l’impulsion d’un mouvement d’horlogerie. Quand le système est arrivé à la profondeur voulue, on met en marche par l’envoi d’un messager le long de la ligne de sonde, les disques commencent à tourner, leurs ouvertures passent devant les plaques, les découvrent, leur permettent de s’impressionner et sont ensuite remplacées par des parties pleines qui viennent recouvrir et protéger les plaques impressionnées. L'appareil fonctionne d’une façon très satisfaisante.

Le Dr Paul Regnard a exposé à l’Exposition universelle de 1889, avec les collections du prince de Monaco, sous le nom de photométrographe, un instrument destiné à mesurer l’intensité des rayons actiniques à travers une couche d’eau. Cet instrument est basé sur le principe de la lampe électrique sous-marine du même savant ; il se compose d’un cylindre percé, suivant sa génératrice, d’une fenêtre fermée par une glace et derrière laquelle se déroule avec une vitesse uniforme une bande de papier sensible mue par un mouvement d’horlogerie. Pour que le mécanisme ne subisse pas de troubles en conséquence de la pression supportée quand on l’immerge à de grandes profondeurs, la cavité cylindrique étanche communique avec un ballon en caoutchouc rempli d’air qui se comprime en descen-