th h

Siemens, guidé par diverses considérations, a transformé ce rap-

h de la densité à l’intérieur de la terre. Il a fini par admettre qu’il était préférable de faire une graduation empirique en comparant les indications du bathomètre avec les résultats fournis en des points déterminés par des sondages directs.

port en

et l’a même diminué pour tenir compte de la variation

L’instrument (fig. 19) se compose d’une colonne de mercure contenue dans un tube d’acier évasé en coupe à ses deux extrémités. Le fond sur lequel repose le mercure est une feuille d'acier gaufrée dans le genre de celles qui servent à la construction des baromètres anéroides ; la surface en est relativement considérable. Or, d’après les lois de l'hydrostatique, la pression exercée sur Le fond par le liquide pesant renfermé dans le tube, paraîtra d’autant plus considérable que la surface de ce fond sera plus grande par rapport à la section du tube. On est donc maître de modifier à volonté la sensibilité de Pinstrument.

Pour mesurer les différences de poids du mercure, le système repose sur quatre ressorts d'acier en spirale qui entourent symétri-

quement le tube, en soutiennent le fond et équilibrent exactement la

pression. La température n’a pas d'influence parce que la diminution

d’élasticité des ressorts, conséquence de

l'élévation de la température, est compensée

par une diminution égale dans le poids de

la colonne mercurielle. En effet, le mercure

se dilatant, passe dans le réservoir supé-

— rieur et devient ainsi sans action sur le phénomène à mesurer.

Le tube d’acier est étranglé vers son extré-

mité supérieure, afin de diminuer linfluence

—| À= des oscillations du navire et est suspendu =. — à la Cardan, un peu au-dessus de son =} — centre de gravité, de manière à demeurer — — toujours vertical.

— = Pour rendre visibles les mouvements de — = la colonne mercurielle, celle-ci communique = à sa partie supérieure avec un tube en verre —= | — fin enroulé horizontalement en spirale, rem-

pli d'huile et gradué empiriquement. Lorsque la tranche d’eau sur laquelle passe le navire augmente d'épaisseur, la pression exercée par le fond du bathomètre sur les ressorts à boudins diminue, le mercure monte et pousse devant lui la colonne d'huile qui s’avance dans le tube de verre. L’inverse a lieu quand la couche d'eau diminne d'épaisseur et la colonne d'huile recule.

Siemens a dressé une table de correction relative à la pression atmosphérique et à la latitude géographique.

L’instrument a été expérimenté à bord du Faraday. D’après les sondages directs, le 31 octobre 1875, le navire était à midi, par 82 brasses, à 1h 8° par 204 brasses et à 2h 20’ par 69 brasses; le bathomètre à indiqué aux mêmes moments des profondeurs de 82,218 et T8 brasses. Cet accord est aussi complet qu’on peut le désirer en tenant compte du fait que la ligne de sonde donne la profondeur immédiatement au-dessous du navire, tändis que le bathomètre indique la profondeur moyenne d’une certaine surface dont l’étendue

dépend de la profondeur. Le bathomètre doit néanmoins présenter des inconvénients, car après avoir, au moment de sa découverte, vivement attiré l'attention par la commodité apparente de son emploi, on a aujourd’hui cessé de s’en servir.

Mesure de la profondeur de l'Océan au moyen des ondes de propagation des tremblements de terre. — L’onde produite sur la mer par une secousse de tremblement de terre se propage avec une vitesse qui est fonction de la profondeur de l’eau. Les formules exprimant cette relation sont les suivantes :

D’après Aiïry :

v2 h = 5 ess D’après Airy et Bache :

} 2e v? a V2 y 98000 D’après Russell :

h—= hs 7 9,8182

Ces trois formules dans lesquelles L représente la profondeur de l’eau, et » la vitesse en mètres, sont presque identiques ; elles s’appliquent aux ondes dont la hauteur est très petite relativement à la profondeur de l’eau et où cette dernière est à son tour très petite par rapport à la distance séparant deux ondes successives.

MM. de Hochstetter et Geinitz ont appliqué cette formule aux ondes produites par les tremblements de terre qui se sont fait sentir à Arica, le 23 août 1868 et à Iquique, le 9 mai 1877. Ces ondes se sont propagées de la côte du Pérou aux îles Sandwich et en Australie à travers l'océan Pacifique, avec une vitesse comprise entre un minimum de 146,5 m et un maximum de 216 mètres par seconde ; ils en ont déduit les valeurs :

Entre Arica et les îles Sandwich, profondeur moyenne... 4,691" Entre Iquique et Hilo, profondeur moyenne............. 4,252 Entre: Ilquauéeb Honolulu. een Ten. "4,060

Machine à sonder du bureau topographique fédéral suisse. — L'hydrographie des lacs suisses, dont la superficie totale dépasse

9 100 kilomq, entre au même titre que le levé des terrains dans les attributions du bureau topographique fédéral. Ses ingénieurs exécutent les sondages et tracent les courbes de niveau de 10 en 10 m et, lorsqu'il est nécessaire, de 5 en 5 m. Ces courbes s’étendent sur tout le pays à partir du niveau de la mer en admettant que le repère zéro de la pierre du Niton (R. P. N.), bloc erratique échoué dans le port de Genève, est à l’alüitude absolue 376.86 m au-dessus du niveau de la Méditerranée, à Marseille, et elles se continuent sans qu’il soit fait de distinction entre les terrains secs ou occupés par les eaux. Le contour des lacs est tracé comme simple ligne topographique.

Fig. 20.

Les sondages se font avec un fil d'acier chargé d’un poids de 10 kilog. Ce poids M (fig. 20) est constitué par une tringle de fer portant à l’une de ses extrémités un anneau auquel on attache le fil

d’acier et dont l’autre extrémité est filetée. On y enfile à volonté un ou deux boulets de fonte pesant respectivement 7 et 3 kilog, percés dans toute leur longueur et retenus en place par un écrou formant capuchon, vissé à l'extrémité inférieure de la tringle et qui, pour être protégé contre les chocs, pénètre entièrement dans une cavité pratiquée à La base des boulets. Quand on désire obtenir des échantillons du fond, on dévisse l’écrou et on le remplace par un cône recouvert d’une rondelle de cuir ou sondeur à coupe.

La machine à sonder, construite d’après les plans de M. lingénieur Haller, est solidement installée sur le fond du bateau. Elle se compose d’un tambour A, sur lequel s’enroule le fil; celui-ci passe sur une première roue de fonte B, puis sur une seconde roue C, située plus bas et reliée à un compteur de tours D; ensuite, sur une première poulie E et, en dernier lieu, sur une seconde poulie, indépendante de la machine, fixée au bordage du bateau et qui surplombe l’eau où s’immerge le fil. Le poids total du plomb et du fil est équilibré par un contrepoids K et par une lentille métallique H, mobile le long d’un bras de levier, ce qui facilite considérablement le réglage ; de sorte que, dès que le plomb touche le fond, un sysième approprié déclanche la communication entre la seconde roue C et le compteur qui cesse de marquer les tours. On est donc aussitôt averti de la fin de la descente. Le fil peut continuer à descendre d’une faible quantité et la roue qui le supporte à tourner, mais ces tours ne sont plus inscrits sur le compteur gradué en centaines, dizaines et unités de mètres et indiquant les décimètres par un dispositif analogue à un vernier. On manœuvre la descente au pied avec un frein et l’on remonte par une manivelle.

La forme sphérique du plomb est préférable à la forme allongée qu’on lui donne souvent; car, dans ce dernier cas, il pénètre toujours quelque peu dans le fond vaseux et mou du lac, tandis que le boulet n’enfonce pas ; avec ce système, on peut garantir les profondeurs à 1 décimètre près.

Avant de commencer les opérations, on mesure l’allongement du fil d’acier sous l’action du poids qui lui est suspendu. Pour cela, après l'avoir fixé solidement à un arrêt bien résistant, à une muraille, par exemple, on le fait passer sur deux poulies disposées horizontalement l’une à côté de l’autre et, entre les deux, sur une troisième poulie folle chargée d’un poids égal à celui dont il sera

ensuite fait emploi dans les sondages. Il est alors facile de connaître l'allongement et on introduit cette correction dans les chiffres marqués à chaque sondage par le compteur.

Jusqu’à 1400 mètres de la rive, la position d’un sondage est déterminée à la stadia ; au delà de cette distance, on se sert du sextant à la facon habituelle. La stadia est très suffisamment précise et le pointage du sondage soit sur le terrain, soit sur le plan, est beaucoup plus rapide. Le lac est préalablement coupé par des séries de lignes droites transversales espacées de 250 à 500 mètres, parallèles entre elles, autant que possible perpendiculaires au rivage et le long desquelles se feront les sondages à des intervalles variant de 50 à 100 mètres. On dressera ainsi une série de profils transversaux déterminant les points de passage des courbes isobathes.

Deux ingénieurs travaillent en même temps : l’un que nous appellerons l'ingénieur A s’embarque sur un bateau monté par quatre hommes ; deux sont uniquement chargés de manœuvrer le bateau soit à La rame, soit à la voile, pour se rendre au travail ou revenir à terre; deux autres tiennent les avirons lorqu’on change de place ; mais, pendant les sondages, ils surveillent alternativement la descente du plomb et le relèvent ensuite à la manivelle. Le bateau porte un mât vertical blanc coupé de bandes rouges et noires égales, larges de 20 cm et écartées les unes des autres de la même longueur.

L'ingénieur B resté à terre, où il relève la topographie, installe une planchette au point où l’une des droites tracées sur le plan rencontre le bord et oriente sa lunette stadia dans la direction de ceite ligne. On sait que la lunette est munie à son intérieur d’un réticule de quatre fils, l’un vertical, les trois autres horizontaux et également espacés. Un aide l'accompagne et tandis que le bateau portant lingénieur À s'éloigne, il le maintient dans l’alignement en agitant à droite ou à gauche un drapeau. Au delà de 1 400 m la position de chaque sondage est fixée par une double mesure d'angle faite au sextant ou au cercle horizontal; en deçà de 1 400 m, chaque fois qu’on descend le plomb, on hisse un pavillon : aussitôt l’ingénieur B lit dans sa stadia l'intervalle correspondant, sur le mât divisé, à l'intervalle de deux des fils horizontaux du réticule, et un simple calcul lui fournit la distance à laquelle se trouve le bateau et par conséquent le sondage. Pendant ce temps, l’ingénieur A se borne à prendre, comme vérification, l’angle entre deux points de repère

fixes. Non seulement on obtient ainsi plus d’exactitude qu’on n’en aurait au moyen de deux angles, surtout lorsque, comme il arrive souvent, un seul ou tous deux sont très aigus, mais on évite la longue et fastidieuse répétition de la construction du segment capable. Si on le juge nécessaire, on recueille un échantillon du fond avec le cône. L’opération achevée, on amène à terre et à bord, les pavillons d'observation : on avance vers la rive d’une cinquantaine de coups d’aviron, c’est-à-dire d’une centaine de mètres, en se maintenant toujours dans l'alignement et l’on procède comme précédemment pour un nouveau coup de sonde. Les intervalles sont d’ailleurs variables et dépendent de l'importance de la localité, des variations des courbes isobathes, de la diversité de nature du fond. Dans les faibles profondeurs voisines du rivage, on fait usage d’une règle en bois divisée, ferrée du bout, et qu'on plonge dans l'eau à l'avant du bateau.

Chaque coup de sonde, à une profondeur de 300 mètres environ exige de 9 à 10 minutes pour la descente et la remontée du plomb; on est ensuite de 4 à 11 minutes en marche pour gagner le point suivant; chaque mesure, dans les conditions les moins favorables, ne se prolonge jamais au delà de 20 minutes.

Dans le cas où un seul opérateur devrait exécuter le plan topographique d’un lac, il devrait se résoudre à n’employer que le sextant en se rattachant à une base exactement mesurée sur le rivage. La mesure des profondeurs se fait alors à l'aide d’une corde divisée en mètres, dizaines de mètres et cinquantaine de mètres par des lanières de cuir ou d’éloffes de diverses couleurs. On attache l’une de ses extrémités à un treuil portatif fixé lui-même par des pinces à un banc de l’embarcation et elle court sur une poulie assujettie au bordage. Cette disposition est extréèmement commode et, ce qui est un grand avantage, les appareils sont aisément démontables et d’un transport facile.

Pour recueillir les échantillons du fond, on se sert du cône ou, plus simplement encore, d'un petit seau en métal { qu’on attache à une cordelette amarrée à la ligne de sonde, un peu au-dessus du plomb, et qu’on remonte avec précaution après lavoir traîné sur le fond pendant l’espace de quelques coups d’aviron.

1 F.-A. Forel, La Faune profonde des lacs suisses, mémoire couronné par la Société helvétique des sciences naturelles ; Georg, Genève 1885.