PRE U
Par suite, tout comme dans les thermosiphons à eau destinés au chauffage des maisons, une partie notable de ces 3 m. 45 d’air va se déverser latéralement ; la colonne sera allégée d’autant ; la dépression créée est par suite plus que suffisante pour que l’appel se propage à plus de dix kilomètres. On ne peut toutefois l’évaluer exactement : La comparaison avec le thermosiphon n’est point rigoureuse, la colonne ascensionnelle n’est pas incluse dans un tuyau étanche, l’air se déverse latéralement dans toute la partie du trajet située au-dessus du plan neutre, plan dans lequel la pression est la même dans la colonne et dans l’atmosphère, alors que, cependant, en haut elle est plus grande et en bas plus petite.
Dans le cas de l’air humide à 70 % la dilatation atteint 8 m. 82, la dépression créée est encore plus grande que ci-dessus.
Admettons, et c’est là une hypothèse défavorable, que le déversement latéral soit seulement de moitié, ci, une dépression de plus de 4 m. 41 de hauteur d’air. L'appel pourrait se propager à plus de 44 kilomètres de l’aire de surchauffe et s’étaler sur plus de 600.000 hectares si l’atmosphère de la région était en repos complet. Il est par suite permis d’affirmer que, pendant les périodes de calme à ciel pur, il est aisé à l’homme de prendre la maîtrise des vents, c’est-à-dire de les faire naître, de les diriger au mieux de ses besoins.
Détermination des quantités de pluie
Calculons maintenant le nombre de mètres cubes d’air qui seront appelés en une heure par des centres Vanne de dix hectares, et ce dans chacun des états atmosphériques envisagés jusqu'ici ; il nous sera ensuite aisé d’estimer l’importance
HO
des pluies produites et de dire quelle est la surface qu’il faut adopter pour les centres de coordination.
Le soleil déverse à Paris sur le sol 10 à 15 grandes calories par minute et par mètre carré de surface normale à ses rayons, mais nous pouvons en Algérie admettre 15 calories pour les heures chaudes de la journée comme première approximation, sans tenir compte de l’obliquité des rayons solaires.
D'autre part, pour échauffer de 1° un mètre cube d’air à 20° de température et 70 à 80 , d'humidité, il faut 0,286 calorie.
Examinons d’abord le cas de l’air marquant 70 %, à l’hygromètre ; l’accroissement de température doit en ce cas atteindre 4048, la dépense en calorie sera 1,28. Chaque mètre carré de notre aire de surchauffe à sec, terre pulvérisée ou pierrailles, pourra échauffer par heure 15 X 60 : 1,28 soit 703 mètres cubes et nos 10 hectares de mulch, 70 millions 300.009 mètres cubes,
Si, dans son ascension, l’air se refroidit à 0°, chaque mètre cube d’air abandonnera 12 gr. 00 — 4 gr. 83 soit 7 gr. 17 et nos 70.300.000 mètres cubes laisseront précipiter 503 mètres cubes 950 de pluie (4 gr. 83 est le poids de vapeur qui sature L mètre cube d’air à 0° centigrade et 760 m/m de pression).
De prime abord ce résultat paraît médiocre ; que l’on y réfléchisse un instant, on verra que tout au contraire il est dü plus haut intérêt : Adoptons cent hectares pour la couche pulvérulente ou graveleuse réservée aux cultures d’été ; nous obtiendrons 5.000 mètres cubes de pluie par heure pendant plusieurs heures, au cours des belles journées de soleil et de calme.
Cette eau nous ne l’avons prise ni dans la mer ni dans un chott, ni même empruntée à la végétation de nos champs.
Nous avons en effet implicitement supposé qu’ils étaient encore nus et, qui plus est, secs ; nous nous sommes borné à contraindre de l’air pas très humide (70 %) ,pas très chaud (200), comme point de départ, à converger vers un centre de
surchauffe, puis à s’élever dans le ciel de 1.080 mètres.
De plus, ainsi que nous l’avons montré, chaque pluie pourra en faire naître d’autres allant en s’amplifiant. C’est là une considération qu'il ne faut jamais perdre de vue ; notre objectif est, en effet, d’amorcer la pluie.
Ce type d'aménagement peut être adopté en mille et mille lieux, donner des pluies un peu partout.
Son rendement sera considérablement accru dès que la végétation couvrira le sol d’un épais tapis de verdure.
Si l’humidité de l’atmosphère est inférieure à 70 % l’air aura à se chauffer d’un plus grand nombre de degrés, la phase de condensation ne sera atteinte qu’à un niveau plus élevé, des pluies peuvent encore néanmoins se produire, mais c’est là une question sur laquelle nous aurons à revenir.
Notons d’ailleurs qu’il eût été logique d’admettre qu’en frôlant les terrains insolés et nus, l’air appelé se réchauffe et n'ait par suite à emprunter au mulch ou à la pierraille qu’une partie du calorique nécessaire ; la masse d’air appelé pourra donc être deux fois, quatre fois plus grande que nous ne l’avons calculé et il en sera de même du rendement en pluie,
Disons aussi qu’il ne suffit point que le calme règne et que le soleil brille pour bénéficier d’un état atmosphérique vraiment favorable aux pluies de chaleur ; il faut aussi que la décroissance de température dans l’atmosphère soit rapide.
Pour éviter toute critique, nous avons adopté une décroissance de 10 par 180 mètres qui est la variation moyenne, nous verrons un peu plus loin que le rendement en pluie s'accroît d'autant plus que la température dans l’atmosphère décroît plus vite.
Examinons maintenant notre deuxième cas : l'humidité de l’air qui afflue à la. périphérie de notre aire de coordination est de 80 %,. Chaque mètre carré de lagon absorbe 15 calories par minute. Il y a ici à la fois évaporation de la couche mince d’eau et chauffage de l’air au contact avec elle ; nous ne savons combien de calories : seront consommées de part et d’autre et une hypothèse s’impose.
Prenons le cas extrême, celui qui réduit au minimum l’appel d’air ; supposons que l’évaporation absorbe les 4/5 de la chaleur, soit 12 calories, et le chauffage de l'air 1/5, soit 3 calories.
Chaque mètre carré de lagon vaporisera en une minute 12/0,6 soit 20 grammes d’eau. Par tâtonnement on arrive à trouver que l’appel d’air sera de 9 mètres cubes 80, par mètre carré par minute, s’échauffant de 1005 et s’enrichissant de 2 gr. 04. C’est à 265 mètres de hauteur que commencera la phase de condensation. Arrivé à 00 chaque mètre cube d’air aura abandonné 15,78 — 4,83 soit 10 gr. 9 de pluie. L’appel par dix hectares sera, par heure, de 59 millions de mètres cubes d’air qui donneront 651 mètres cubes de pluie.
Supposons maintenant que nous laissions le lagon à sec ; tout le calorique est alors utilisé au chauffage de l’air, nous avons trouvé que sa température devra être accrue de 2077, soit une dépense en calories de 2,77 X 0,286 — 0,792 ; chaque mètre carré de lagon peut faire appel de 15/0,792, soit 18 m. 39 par minute, ci, 113 millions par heure pour nos dix hectares. La chute de pluie, si l’air se refroidit à O9, sera par mètre cube de 13 gr. 693 — 4 gr. 835 — 8 gr. 858 et au total de 1.004 mètres cubes par heure.
Reportons tous ces chiffres côte à côte :
Humidité Echo tement Enrichissement PEN Pluie Niveau + nécessaire Rue en millions DAT ReNte da l’air affluant vapeur pe en m.c. base des nuages : 70 % 4048 0,00 70 504 1.080 m.
Ce tableau permet de voir qu’il nous est loisible de faire varier la hauteur à laquelle se formeront les massifs nuageux et consécutivement, à brises égales, la distance à laquelle tombera la pluie en admettant l’eau sur une partie plus ou moins grande du lagon, lequel d’ailleurs devra être divisé en 3 à 4 anneaux concentriques pote être utilisé comme saline.
‘Dans les divers exemples ci-dessus, nous avons PR que la FEMPÉERIMEe de l’atmosphère était de 200, -
Les accroissements de pluies seraient 55 % à 259, 126 % à 300. Par contre, la diminution atteindrait 43 % à 159 et 76 % à 100.
Plus rapide est la décroissance de température vers le zénith plus copieuses seront les pluies
Nous avons dit que le rendement en pluie sera considérablement accru pendant les journées où la décroissance de température dans l’atmosphère est plus grande que sa valeur moyenne ; il est aisé d’en donner la preuve : Reprenons notre premier exemple, air à 20° de température, 70 %, d'humidité ; il renferme 12 grammes de vapeur par mètre cube et il faut qu'il se refroidisse à 14° pour être saturé.
Lorsque la température décroîft dans l’atmosphère de 10 par 180 m., c’est à 1.080 m. qu’il faut que l’air s’élève et pour ce, le chauffer de 4048.
Si elle décroît de 1° par 120 m., c’est à 6 X 120, soit 720 mètres, que l’atmosphère marque 14 et c’est à cette hauteur qu’il suffira que l’air monte. Dans cette ascension il se refroidira de 720 : 103, soit 70. I] faut que, arrivé à ce niveau, il mar- . que 14 ; sa température au bas de la colonne devra donc être 140 + 70 soit 210. Il est à 20°, il suffit par suite de la chauffer de 19 au lieu de 4048. La quantité d’air appelé pourra atteindre 886 millions de mètres cubes par heure et la pluie 2.400° mètres cubes. |
Accroissements des pluies dus à une atmosphère plus humide
Autre remarque : nous avons supposé ci-dessus que l'humidité de l’air était seulement de 70 % ; mais en bien des jours, en bien des heures, elle atteint spontanément 80, 85, 90, 95 %. Avec de l’air à 85 %, et la décroissance de 19° par 120 mètres, le rendement par calorie solaire est triplé, l’appel peut être de plus de un milliard de mètres cubes d’air par heure et la pluie atteindre 7.200 mètres cubes.
De même dans le cas d’un centre pluvigène de pleine mer, ou situé au milieu d’un grand chott, l’air affluant à la prairie de macrocystis ou au lagon, après long parcours rez les eaux, pourra marquer 90 et même 95 %, d'humidité.
L’échauffement à lui faire subir sera en ce dernier cas de 00138 si la décroissance dans l’atmosphère est de 1° par 120 mètres. Le volume d’air appelé par dix hectares de lagon et par heure sera de 23 milliards de mètres eubes ; et la pluie sera de 26.000 mètres cubes si le lagon était à sec.
Mais c’est là un cas extrême indiqué seulement comme limite des possibilités ; 1l suppose en effet la réalisation simultanée de deux conditions très favorables : humidité excessive de l’air, décroissance très rapide de la température dans l’atmosphère.
Surfaces des centres pluvigènes
De l’ensemble des chiffres donnés ci-dessus résulte que si, comme premier essai, il suffit de donner dix hectares à l’aire de coordination pour fournir la preuve que le problème de la production des pluies est radicalement résolu, ilfaudra, dans les applications, adopter des aires de cent hectares pour le moins, et mieux de quelques centaines d’hectares. Ceci nous amène à faire observer que, soit qu’il s’agisse de la mince lame d’eau d’un lagon ou de la couche pulvérulente ou caillouteuse aménagée
ER Du | ( 2 Re dl
au milieu des plaines ou plateaux dépourvus de toute nappe d’eau, l'augmentation des dépenses d'installation sera compensée à la fois par l’accroissement des pluies et par le rendement plus grand de la saline ou des cultures de printemps.
Dans le tableau suivant sont indiquées les surfaces des aires de convergence nécessaires pour donner cent mille mètres cubes de pluie en 4 heures (ou en d’autres termes une pluie de dix millimètres sur mille hectares), ceci par journée favorable aux pluies de chaleur suivant humidité, température, décroissance de ce dernier élément dans l’atmosphère avec l’altitude. Les chiffres ont été calculés en supposant une utilisation de dix calories par minute et par mètre carré.
Ce tableau donne une première indication et en chaque région, suivant objectifs visés et météorologie régionale, facilitera la détermination de la surface à donner aux aires d’appel..
Surfaces de coordination
mulch, pierrailles, lagon à sec, nécessaires pour donner cent mille mètres cubes de pluie
en 4 heures Température DÉCROISSANCE DÉCROISSANCE de de température dans l’atmosphère de température dans l’atmosphère l’atmosphère 1° par 150 mètres 1° par 180 mètres Humidité Humidité 70 DA 80 M 90 A 70 DS 80 s 90 A hectares hectares hectares hectares hectares hectares 15° 787,5 366,1 140,5 1.283 618 232 20° 458,1 225,0 89,7 746 380 145 259 300,0 152,5 62,1 490 260 103 800 210,5 107,2 44,6 334 132 74
Ces chiffres supposent que tout le calorique est emprunté à l’aire de coordination ; ils seraient réduits de moitié si moitié du calorique est pris à la zone périphérique, fait qui se produira bien des fois.
De même ils devraient être réduits de 1/3 si chaque mètre carré de la surface d’appel reçoit 15 calories solaires au lieu de 10 ainsi que le suppose le tableau ; or ce cas sera très fréquent. Si les deux conditions ci-dessus sont réalisées simultanément, les chiffres du tableau seraient trois fois plus petits.
Tours de centrage
Ces aires de surchauffe vont provoquer l’appel de l’air sur de vastes étendues et il est à présumer que, tant au milieu des champs de pierraille qu’au milieu des chotts ou des prairies de macrocystis, l’appel se centrera assez souvent et donnera spontanément naissance à une unique et puissante colonne ascensionnelle : il sera néanmoins de beaucoup préférable, surtout pour les aires de surchauffe de grande superficie, d'accroître la fréquence de ce centrage en installant en leur milieu une
tour conique en tôle ayant au moins 15 à 20 mètres de haut, à parois inclinées de 600, coiffée d’un segment sphérique.
Dès que le soleil luira à l’horizon, la moitié de la tour sera frappée par ses rayons et, en raison de leur faible capacité calorique, les tôles faisant face à l’Est s’échaufferont promptement. Il en sera d’ailleurs de même de tout le segment sphérique. L’air inclus dans la tour va, en effet, incessamment frôler la paroi chaude, s’élever au plafond et le réchauffer.
Bien avant que la température des terres se soit sensiblement accrue et que naissent les brises de mer, le segment sphérique servira de base à une colonne ascensionnelle dont l’appel, allant rapidement en croissant à mesure que le soleil monte, se fera sentir plus au loin.
Grâce à son relief, à sa forme, à sa parfaite adaptation au rôle qui lui est dévolu, la tour amorcera et centrera incessamment l’appel, quelque position qu’occupe le soleil dans le ciel. Elle évitera sans doute assez souvent les émissions, par petits paquets, des bouffées d’air chaud ou d’air humide, de même que la multiplication des petits tourbillons.
Pendant les journées de grand calme elle permettra, dès les premières heures du jour, de vaincre la viscosité des strates inférieures de l’atmosphère ; elle servira en quelque sorte de perce-ciel et de centre directeur. Finalement, elle accroîtra la fréquence des pluies.
Qu'il s’agisse d’un lagon au milieu d’un chott, d’un centre de coordination au milieu d’une plaine ou au large des rivages, c’est dans ses flancs que seront installés les magasins, les logements nécessaires à l’exploitation de la saline, des terrains en culture ou des industries de la mer. À défaut de tour métallique, il y aura lieu, tout au moins, d’édifier soit un ensemble de maisons distribuées sur une circonférence, soit des baraquements semblablement disposés, le tout avec toitures inclinées, faisant affluer vers le centre une colonne d’air surchauffé.
La tour de centrage n’est pas indispensable
La tour de centrage n’est pas indispensable à la production des pluies, mais elle paraît devoir en accroître la multiplication.
Comme premier essai on pourra se contenter d’un terre-plein de quelques dizaines d’ares sur lequel sera disposé un paillis. L’aire de surchauffe créée par ce paillis sera, bien entendu, protégée contre la submersion par une petite levée de
terre.
Ce revêtement sera constitué par de la paille de marais ou des roseaux ou des
herbes de prairies flottantes faucardées, etc. Ces végétaux, s’étant asséchés après quelques journées de coupe, deviendront peu conducteurs de la chaleur et permettront à l’air retenu par leurs éléments constitutifs de s’échauffer considérablement avant de s’élever dans l’atmosphère.
Au centre de ce terre-plein sera édifiée une paillotte conique de grande dimension qui pourra être construite sans difficultés par les indigènes avec les matériaux du pays, donc à peu de frais.
Le paillis devra être imprégné de chaux noircie ou de tout autre ignifuge noir bon absorbant des radiations solaires.
Des Pre
Dans le devis estimatif d’installation pluvigène à la Sebkha d’Oran, établi en juin 1918, j'étais arrivé à la somme de 40.397 fr. 37 pour une tour cônique en tôle, de 25 mètres de diamètre à la base et de 20 mètres de hauteur, pourvue de 4 canaux en spirale destinés à imprimer un mouvement de rotation à la colonne ascensionnelle. Mais, après deux ans d’expérimentation sur un petit modèle, j’ai reconnu que la rotation était beaucoup trop rapide et qu’il se formait une corde tourbillonnaire de fumée qui se rompait constamment. Il m’a suffi pour cela d’introduire au bas de chaque canal un brin de corde enflammé producteur de fumée. Mieux vaut donc ne pas armer la tour de canaux ; ce qui entraîne une économie sensible.
Choix de l’emplacement
Nous ne saurions trop insister sur l’importance extrême du choix de l’emplacement d’un centre de coordination. L'air se déplace avec une telle facilité qu'il faut attentivement, dans un grand rayon dans toutes les directions, rechercher s’il n’y a point des centres de perturbation, notamment terrains impropres aux cultures et qui, par suite, constitueront des aires de surchauffe adventices, grands élargissements sablonneux graveleux dans le lit des oueds, et tout particulièrement versants montagneux dénudés frappés par le soleil levant.
Si vers le milieu de cette plaine, de ce plateau, existe un mamelon, une butte à profils réguliers se raccordant bien avec les terrains avoisinants, la tour devra être édifiée en son point culminant. Les cent hectares réservés aux cultures d'été s’étaleront régulièrement tout autour suivant un cercle. Les allées d’arbres seront dirigées droit vers elles suivant les rayons. On se gardera d’édifier d'importantes constructions à quelque distance. Chacune d’elles consituerait, en effet, une aire de surchauffe, un centre d’appel donnant naissance à une dérivation des brises, à des remous. Finalement, tout sera disposé pour que l’air puisse arriver de tous les points de l’horizon sans rencontrer d’obstacles et affluer sous forme d’une nappe régulière, sans discontinuités ni tourbillonnements intenses.
L’ascension de l’air qui s’élève au-dessus de l’enceinte dépend de l’écart de température avec l’atmosphère du lieu. Il faut donc une aire de surchauffe au milieu de vastes étendues qui s’échauffent un peu moins.
Il importe de bien faire observer qu’il faut qu’il y ait tendance à l’ascension, non seulement au-dessus de l’enceinte, mais bien aussi tout autour, mais à un degré moindre. C’est ainsi qu’un îlot en pleine mer ne donnera pas de colonne ascensionnelle se couronnant de nuages si les eaux de la mer sont froides, autrement dit si la profondeur est grande ; la masse ascensionnelle ne comprendra en ce cas que l’air qui s’est échauffé au contact de l’île. Notons que, en s’élevant, l’air se refroidit; arrivé à une certaine hauteur il va redescendre ; l’on à alors un circuit fermé et l’appel vers le large n’a pas lieu.
Fréquence relative des pluies en chaque saison
j De ce qui précède le lecteur ne doit pas déduire que les centres de coordination envisagés ne donneront en saison froide que de très rares pluies ; ce serait restreindre singulièrement leur utilité.
er MES
Pour accroître la valeur économique de notre empire africain, ce sont aussi les pluies d'automne, d’hiver et de printemps qu'il faut multiplier ; et c’est ce que nous ferons.
Les considérations suivantes justifient cette affirmation. L’évaporation est, il est vrai, bien moindre en hiver ; mais d’autre part, la capacité de saturation de l’atmosphère subit une réduction non moins importante ; les chiffres ci-dessous le démontrent.
Les quantités de vapeur incluses dans une colonne d’air saturé de un mètre carré de base et s’élevant jusqu'aux limites de l’atmosphère sont les suivantes :
Temp. au niveau du sol Poids de vapeur 10° 26 k. 383 20° 52 k. 355 30° 97 k. 045
Ces chiffres ont été calculés dans le cas d’un état atmosphérique caractérisé par un abaissement de température de 1° par 200 mètres d’altitude.
Ainsi qu’on le voit, la capacité de saturation de l’atmosphère est à 100 trois fois et demie moindre qu’à 30° ; par suite, une évaporation trois fois et demie plus petite peut donner lieu à des pluies aussi fréquentes, mais celles-ci seront moins copieuses.
Examinons cependant l’objection qui pourrait être soulevée : Dans les pays du Nord, dira-t-on, les orages (autrement dit les pluies de chaleur) sont beaucoup plus nombreux en été qu’en hiver. Le fait est certain mais non pas absolument général. (C’est ainsi qu’à Bergen, en Norvège, la fréquence des orages est beaucoup plus grande en hiver qu’en été.)
Mais cette rareté pendant la saison froide paraît due à la trop fréquente nébulosité du ciel en bien des régions, ce qui n’est certes pas le cas sur nos rivages de l'Afrique du Nord.
En fait, là où les brouillards sont persistants, ils empêchent le sol de s’échauffer ; l’air à son contact reste froid ; il n’a donc pas tendance à s’élever dans le ciel, à former des nuages et à donner la pluie.
C’est même à la persistance des brouillards, ainsi qu’à l’action des courants marins froids qui provoquent leur formation, qu'est dû l’état désertique de certains littoraux océaniques. Nous l’avons vu en parlant du courant de Humboldt le long de la «costa » péruvienne (Lima).
L'importance des aires de surchauffe est donc considérable : Là où le soleil n’atteint point le sol, ne peuvent se former des massifs ascensionnels générateurs de nuages pluvigènes.
Mais pour bien établir que, pendant tout le cours de l’année, le soleil déverse sur la terre une quantité suffisante de calories, il suffit de constater que quelques orages se produisent en tout lieu au cours de l’hiver. Parfois même ils donnent de la neige.
Efficacité de l'intervention de l’homme
Autre constatation non moins importante : Kingston bénéfice de 150 orages par an, alors que sur ce même littoral de la Jamaïque, en des points voisins, ce
se (O6 =
nombre se réduit à 50. C’est donc que, à radiations solaires de même intensité, le rendement en pluie peut être triplé ; et c’est là un indice on ne peut plus favorable : Par avance il démontre combien sera efficace notre intervention.
Il ne faudrait point croire, en effet, que toutes choses soient distribuées, aménagées pour le mieux. Tout au contraire, partout on rencontre le manque de coordination, le gaspillage.
Finalement, on ne saurait douter qu’en substituant l’organisation au désordre, l’homme ne parvienne à restreindre progressivement les zones stériles, à accroître le domaine colonisable, à rendre la terre beaucoup plus productive.
Il faut, par la multiplication progressive des centres de coordination, assurer la remise en eau des lacs, des chotts, des immenses dépressions de notre empire africain, qui se sont peu à peu asséchés au cours des millénaires. Ce sera, certes, œuvre de longue haleine, mais chaque effort sera largement rémunérateur et en provoquera d’autres ; il y aura continuité, tout comme pour le défrichement et la mise en valeur des pays nouveaux.
Sur plus du cinquième des continents cette même restauration s’impose impérieusement. Il ne serait pas sans gloire pour la France d’être l’initiatrice de cette œuvre féconde.
