DU TONNERRE

ne les décharge que partiellement ; en second lieu, ces nuages croissent et se renoufellent pendant quelque temps, et les parties qui se forment, apportent arec elles de nouvelles quantités d'électricité. Quand les nuages cessent de se régénérer, les éclairs deviennent de plus en plus rares et de plus en plus ^les, et l'orage s*éteint peu à peu. Une partie de Télectricité des nuages est aussi enlevée par la pluie abondante qui accompagne les orages, et qui éprouve souvent une recrudescence marquée après chaque coup de tonnerre ; la nuit, les gouttes de pluie peuvent paraître lumineuses en arrivant à terre.

iNirée 4e l'ériair. — Les éclairs isolés n*ont qu'une durée inappréciable. 1. Weatstone a prouvé que cette durée n'est pas d'un millionième de seconde. Poar cela, il recevait la lumière d'éclairs nocturnes, sur un disque portant des rayons très serrés, et auquel il imprimait une très grande vitesse de rotation. Qoelle que fût cette vitesse et le nombre des rayons, le disque paraissait toojoars Gxe pendant qu'il était illuminé par l'éclair ; il n'avait donc pas le temps k se déplacer pendant la durée de ce dernier. Désignons par n le nombre de laors que fait le disque par seconde, et par r, le nombre de ses rayons, la hrée de l'éclair est moindre que le temps que met un rayon pour venir prendre h place de celui qui le précède. Or, ce temps est égal à une fraction de la èrréc d'un tour, égale à 1 : r, ou à la fraction de seconde i : nr. Si le isqoe était éclairé au moyen d'une lampe dont on découvrirait un instant la hniére, en levant et abaissant aussi rapidement que possible un écran, ce disque fvattrait toujours d'une teinte uniforme, et l'on n'y distinguerait aucun rayon. Souvent les éclairs sont discontinus, comme s'ils étaient produits par ihsieurs décharges se succédant très rapidement, et provoquées les unes par les Ulres, à des intervalles de temps sensibles à cause de l'imparfaite conductibilité in nuages. Cela se voit directcmenl; mais on peut le reconnaître aussi, comme fa&it M. Dove, au moyen du disque tournant : les rayons semblent osciller, farte qu'ils apparaissent successivement dans différentes positions, pendant les loiDinations instantanées et très rapprochées.

fiHairs de seconde classe. — Indépendamment des éclairs dont nous Tenons de parler, qu'il nomme éclairs de première classe, Arago dislingue des êeifttr» de seconde classe, qui consistent en lueurs instantanées qui illuminent les nuages, tantôt sur leur contour seulement, tantôt par toute leur surface. La couleur de ces lueurs est rouge intense, quelquefois bleuâtre ou violette ; il De paraît pas qu'elle soit accompagnée de bruit perceptible. On peut regarder ces sortes d'éclairs comme des décharges ou des mouvements brusques de fluide, qui se font dans l'intérieur d'un même nuage imparfaitement conducteor, en produisant des lueurs analogues à celles que l'on observe sur une lame de verre humide avec laquelle on cherche h décharger une machine électrique. Du reste, quelques-unes de ces lueurs peuvent être dues à des éclairs «le première classe séparés de l'observateur par un rideau de nuages, qu'ils iHuninent subitement.

*3W. Des éelairs sans tonnerre. — A la suite des journées chaudes.

on aperçoit souvent à Thorizon des lueurs connues sous le nom d'ec^tn de chaleur; elles sont dues à des orages lointains dont le bruit ne parvient pas jusqu'à l'observateur, tandis que les éclairs, reflétés par ratmosphère, se distinguent à une distance beaucoup plus grande '. Cette explication, donnée par Sénôque, a été souvent vérifiée ; on a constaté que des orages avaient éclaté du côté où Ton avait aperçu des éclairs de chaleur, et à la même heure. M. Kaeratz a fait bien des fois cette observation. Souvent aussi, Tapparition de ces lueurs a été suivie d'orages venus, pendant la nuit, des points de rhorizoo où on les avait aperçues.

Indépendamment de ces éclairs à l'horizon, on a observé des éclairs silencieux, dans des conditions toutes différentes. Le Père de Lozeran de Fesc parle d'éclairs ires vifs et non accompagnés de bruit. Deluc le jeune cite un orage dans lequel il vit au zénith de% éclairs nombreux, après lesquels il n'entendait rien. Or, il y a des nuages orageux qui sont à plus de 8 kilomètres de hauteur; si ces éclairs jaillissaient à de semblables hauteurs (ce qu'on ne dit pas), M concevrait que le son, éprouvant de nombreuses réflexions en traversant dei couches d'air de densité croissante (I, 530), ait pu s'affaiblir au point d'être à peine perceptible ; c'est ainsi que le bruit du tonnerre ne s'entend pas ordi* nairement à plus de 5 à 6 lieues, tandis que le bruit du canon se distingue encore à plus de 30 lieues. De plus, les vents violents qui régnent autour des nuages orageux, empêchent la propagation régulière des ondes sonores, et peuvent, dans certains cas, réduire notablement la distance à laquelle elles se propagent. Du reslp, parmi les éclairs observés par DpIuc, il y en avait qai étaient accompagnés d'un très faible bruit ; un seul produisit une violente explosion, ce qui peut tenir à ce qu'il s'était produit à une bien moindre dislance que les autres.

On voit que les faits précédents ne prouvent aucunement l'existence d'éclairs sans tonnerre. Le fait suivant semble, au premier abord, trancher la question: M. Griswold se trouvant dans l'Illinois, â 400 mètres environ d'une trombe^ vit des éclairs éblouissants allant des nuages à la terre, tout près ou le long de la surface extérieure de la trombe, et il n'entendit aucun bruit. Il admet néanmoins que lo bruit existait, mais que le tourbillon d'air enveloppant la trombe détruisait les ondes sonores. Cette explication ingénieuse nous parait satisfaisante, et il ne manque pas de raisons spécieuses pour Tappuyer.

S'il n'y a pas de motifs pour ailmettre qu'il existe des éclairs non accompagnés dun ébranlement de l'air , nous n'en voyons pas, non plus, d'admettre

* Plusieurs olnervations directes prouvent que le bruit du tonnerre ne parvient guère qo*i .') ou ti licufs, tandis que la lueur des éclairs se distingue à plus de 25 licuej«. Pour éoftier une idce de Ténorme distance à laquelle peut ainsi parvenir la lumière réfléciiie par ratow spbèrc, nous dirons que des observateurs ont pu voir , à 60 Viciiez de distance , la luear d0 quelques grammes de poudre que Ton brûlait à Tair libre pour faire des signaui, tandis ^wb^ rondeur de la terre empêchait de voir la flamme elle-même.

Dr TONNERRE.

le tonnerre sans éclairs. Arago cite bien quelques observations où l'on a entendu le bruit du tonnerre sans voir d'éclairs ; mais comme il n*est pas dit que le phénomène ait été observé pendant la nuit, ni si le bruit était fort ou faible, ces observations ne nous semblent pas concluantes; car il suffirait que Torage eût été éloigné, et les éclairs séparés de Tobservateur par un rideau de nuages, pour que Téclair n*eût pas été aperçu en plein jour.

ia«4. lOULimT ou TOnnu. — La décharge de nos appareils est accompagnée d'une explosion instantanée, tandis que le bruit du tonnerre se prolonge avec des diminutions et des augmentations d'intensité alternatives suivies d'un grondement sourd qui va en s'affaiblissant graduellement. On a d'abord- attribué ce résultat à des échos renvoyés par les montagnes ou par les nuages ; mais alors le bruit devrait toujours aller en diminuant d'intensité, puisque les sons réfléchis qui arrivent les derniers ont parcouru le plus d'espace. Il faut donc diercher une autre cause, tout en reconnaissant que des réflexions sur les images peuvent contribuer h l'effet général ; car les membres du Bureau des loDj^itudes, dans leurs expériences sur la vitesse du son (I, 435), ont remarqué que le bruit du canon se répétait plusieurs fois quand il passait quelques nuages. C'est par exemple à de scm- Uables échos qu'on peut attribuer le groodemcnt sourd qui termine les eoops de tonnerre.

R. Hooke a donné l'explication suinote, en s'appuyant sur la grande bogoeur de l'éclair et sur la transmissioD progressive du son : l'éclair n'a psde durée appréciable, l'ébranlé- ■eot qu'il produit dans l'air existe kùc au même instant dans tous les points de son parcours. Or, un ébrnnleoent se propage avec une vitesse deSST" par seconde. Les ébranlements produits en fl, c. b (fig. 1020), arriveront donc à l'oreille d'un observateur placé en A , les uns après les autres. Par exemple , si la différence entre les distances 6A et aA est de SS?" , le son engendré en h arrivera en A , une secondeaprès r^lui qui a pris naissance en a. Comme, entre ces deux distances, il y en a une infinité d'autn-s passant des unes aux autres d'une manière continue, on voit que le bruit sera lui-même continu.

Les changements d'intensité proviennent de deux causes : 1» l'éclair, dans ses Tasles sinuosités, passe à travers des couches d'air de densité très différente, soit à cause des inégalités dans la pression, provenant des diverses hauteurs, soit à cause des quantités variables d'humidité ; or, l'intensité du son à son origine, dépend de la densité du milieu ébranlé (I, 525). "â* Différents points <ie l'éclair pouvant être à la même dislance de l'observateur, les ébranlements

Fig. 4020.

produits en ces points arriveront en même temps à i*oreille, et produiront un renforcement subit.

Il y a des coups de tonnerre déchirants, que Lucrèce compare au cri do papier ou du parchemin que Ton déchire, et qui ne sont que des bruits violents séparés par des interruptions très courtes. On peut les expliquer, soit par plusieurs décharges presque simultanées, soit par des décharges ayant lieu en même temps entre plusieurs nuages qui sont sous Tinfluence les uns des autres, comme les losanges des tubes étincelants, de manière à former un éclair interrompu, accompagné par conséquent d*un bruit discontinu.

Evalaatloa de la dlstanee et de la longaeor de Téelalr. — Le SOn parcourant 337" par seconde, le nombre de secondes écoulées entre le moment où Ton voit Téclair et le commencement du bruit du tonnerre étant multiplié par 337, donnera la distance du point le plus rapproché de l'éclair. Quand on n'a pas besoin d'une grande précision, on peut mesurer le temps par les battements du pouls, qui marquent à peu près des secondes.

La durée du roulement qui suit l'éclair peut donner une idée de sa longueur; car cette durée, multipliée par 337, fait connaître la différence entre les distances de SCS deux extrémités à l'oreille de l'observateur. Cette différence est plus petite que la ligne droite qui joindrait les deux extrémités de l'éclair ; car, dans le triangle qui aurait pour sommets les points a, 6, A (fig. 1020), le c^té fà est plus grand que la différence des deux autres /7À, bk. Or, Delisle a observé, à Paris, des roulements de tonnerre ayant duré 39", 41» et 45*, ce qui correspond à 3,3 ; 3,4; 3,8 lieues! mais il faut remarquer que le grondement sourd qui termine le roulement aurait dû en être séparé, parce qu'il doit être attribué h des échos sur les nuages.

f 36S. DE LÀ FOUORB. — Quand un nuage fortement électrisé est assez rapproché de la terre, il décompose par influence Félectricilé neutre du sol, principalement dans les objets élevés, attire vers la surface le fluide de nom contraire, et refoule dans les profondeurs de la terre, le fluide de même nom. Le nuage est alors soumis à une attraction, qui accumule son électricité dans ses parties inférieures, et tend à le faire descendre ; et, les gouttes de pluie facilitant la décharge, les deux fluides en présence, se joignent à travers l'air; et le point du sol où aboutit rélincclle est foudroyé. Dans ce cas , on entend un coup simple, parce que l'éclair étant à peu près vertical, et de peu de longueur, ses difl*érents points sont à des distances sensiblement égales de l'observateur. Quelquefois cependant le coup est déchirant; nous allons voir pourquoi.

Foudres bifnrqoées. etc. — On a VU l'éclair se bifurquer, et même, mais bien plus rarement, se Infurquer en approchant du sol ; phénomène analogue à celui qui s'observe dans l'étincelle des machines. Il paraît que la subdivision peut aller au-delà de ce que l'observation a constaté ; car, en examinant les efl'els produits par un seul coup de foudre, on a reconnu plusieurs fois que l'éclair avait dû aboutir en même temps à cinq ou six points assez éloignés les

DU TOPINERHE. 217

uns des antres. C'est quand la foudre se subdivise ainsi, que le bruit est déchirant, parce qu*il y a plusieurs lignes d'ébranlement inégalement distantes de Tobsenratear.

%Z9m. Des obJeUi exposés à le foadire. — Les objets les plus élevés sont naturellement les plus exposés à être foudroyés : les arbres isolés, les clochers, les navires en mer, les sommets des montagnes, sont fréquemment frappés de la foudre. Cependant la nature des corps a une grande influence , qui peut l'emporter môme sur celle de la hauteur. Ainsi, les corps bons conducteurs, dans lesquels le fluide contraire à celui du nuage peut s'accumuler en grande quantité, sont atteints de préférence à d'autres plus élevés ; on a vu , par exemple, la foudre frapper des buissons aux pieds de hautes tours construites en matériaux secs mauvais conducteurs, dans lesquels la décomposition da fluide neutre n*avait pu se faire qu'à un faible degré. Le tonnerre frappe seavent les cheminées, tant à cause de leur position élevée, que de la conductibilité de la suie qui en garnit l'intérieur, et que le fluide ne manque pas de suivre. Les arbres sont dans le même cas ; ils sont bons conducteurs, excepté ks arbres résineux, que la foudre n'atteint que rarement. On ne saurait donc trop recommander de ne jamais se réfugier sous les arbres isolés, en temps forage. 11 faut éviter aussi le voisinage des meules de blé ou de fourrage, qui ferment un point culminant au milieu des champs, et dont les couches superfideltes deviennent conductrices, par la pluie qui ruisselle à leur surface.

Si quelque partie du sol est douée d'un pouvoir conducteur prononcé, soit h cusede sa nature, soit à cause de la présence de couches aquifères. la foudre powra les frapper de préférence à des édifices ou à des points élevés situés dans ie voisinage. La foudre frappe souvent la surface des eaux. On voit parfois le ^ide se soulever en obéissant à l'attraction de l'électricilé du nuage, le montiêrie ainsi formé se déplacer en même temps que ce dernier, et la foudre Mler en faisant bouillonner l'eau, et quelquefois en tuant un grand nombre délaissons.

I867. Do trajet de la foudre dans les édifices. — Quand la foudre frappe un édifice, la route que suit le fluide est très irréguliére et en apparence capricieuse. Mais quand on examine avec attention l'état des lieux, on reconnaît toujours que partout ou il y a eu un changement brusque de direction, ce diangement a été provoqué par quelque cause; le plus souvent par la présence de quelques pièces de métal cachées dans l'épaisseur des murs. Ces pièces agissent pour diriger le fluide, comme les losanges des tubes élincelants. — L'existence de causes déterminantes est bien évidente dans les deux faits qui soiTcot : le 25 avril 1670, la foudre frappa le clocher de l'abbaye de St-Médard, àSoissons, et parcourut l'édifice, en se divisant et en suivant plusieurs routes très uréguliéres, où elle marqua son passage par divers dégâts. Onze ans auparavant, le môme édifice avait été foudroyé, et le fluide avait suivi exactement les mêmes routes et produit les mêmes effets. L'autre fait est cité par Arago, dans sa Notice sur le tonnerre : la foudre frappa le clocher d'Antrasme,

près de Laval, pénétra dans l'église, y fondit des dorures, perça des tnms, et produisit différents dégâts qui furent réparés avec soin. Un an après, la fondre produisit les mêmes effets, en passant exactement par les mêmes points.

LMnfluence des masses métalliques est attestée par une foule de faits. La foudre suit les tiges de métal, les tuyaux de descente des toits, les domret des cadres et des lambris. En 17.73, le tonnerre tombe, à Naples, sur l'hAlei de lord Tyiney, traverse sept pièces dans lesquelles il y avait plus de 300 pe^ sonnes, Qt deux antichambres où attendaient au moins 250 domestiques, et cela sans blesser personne dangereusement, grâce aux dorures des corniches des plafonds, et des baguettes des tapisseries et des fauteuils ; le fluide parcourut ces dorures en fondant et volatilisant Tor. — On a vu la foudre mm un fil de fer, en le fondant en partie ; puis, arrivée en un certain point , le quitter brusquement pour traverser un mur, h la hauteur de Textrémité d*ai fusil appuyé du côté opposé. En 1750, à la Martinique, des soldats se réfogiert près du mur d*une petite chapelle; deux sont tués par la foudre, qui pereek mur derrière eux h la hauteur d*un système de barres de fer soutenant ■ tombeau, du côté opposé, etc., etc.

Quand la foudre trouve des corps bons conducteurs et de dimensions solsantos, elle les suit sans produire de dégâts: ce n*est qu*au moment où di quitte ces corps, au moment oii elle trouve de la résistance, que ses eRell désastreux se manifestent. Ainsi, quand le fluide parcourt une barre de fer,ei est sôr de trouver des dégâts notables h Textrémité de cette barre. Ce résHhiti facile à concevoir, a été constaté fréquemment.

«3«8. BFFBT8DB LÂFOiniu.>-Les eflcts de la foudre sont semblaUeià ceux que nous produisons au moyen de nos batteries; seulement, ils sontbetf- j coup plus intenses. Ainsi, il y a des efi'ets physiques^ mécaniques, chimiqwti, ï magnétiques et physiologiques. |

1. Kcrets physiqnes. — La foudre met le feu aux édifices, aux amas fe| fourrage. Quelquefois l'incendie se déclare en plusieurs points à la fois, ceqMJ fait qu'il est diflicile de s'en rendre maftre.

Les tiges minces métalliques, comme les fils de fer des sonnettes, des seinerios des horloges, sont souvent fondues pr la foudre : quand la décharge eit| faible, les fils sont simplement raccourcis. Sigaud-Lafond cite un couple foudre {'iO juin 1600) qui tortilla un gros fil de fer, comme un crin qu'on aarat approché d'une flamme ; efl*et produit aussi par la décharge des batteries (1336). On a vu les chaînons de grosses chaînes se souder les uns aux autres, k manière a former une barre rigide; les marteaux des horloges se souder à h cloche. Les masses métiilliquos trop considérables n'éprouvent de fusion qii leur superficie, particulièrement aux angles. Les corps altérables par le feiif* Nont en conUict avec les nuHaux, restent le plus souvent intacts : c'est aii> qu'une bourse dans laquelle les pièces de monnaie présentent des traces k fusion, le cuir du fourreau d'une épée, ne sont pas brûlés par le métal «• fusitui. Os résultats siuguliei^s, cités par Si-nèque, avaient conduit Franklill