III. -- DÉPLACEMENTS DU SOMMET MESURÉS PAR VISÉES DIRECTES

Pour mesurer ces déplacements, on a installé en saillie sur la terrasse de la troisième plate-forihe et sur l'angle côté Est, une mire en tôle vernie dont la face inférieure regardant le pilier Est portait des anneaux concentriques de 20 mm de lal^geur, alternativement rouges et blancs. Le nombre de ces anneaux était de 10 et leur diamètre extrême de 0,40 m. Ces anneaux étaient numérotés et étaient divisés en secteurs par les huit divisions du quadrant.

Cette mire convenablement orientée était observée à Taide d'un théodolite fixé sur un solide massif de maçonnerie établi à la base du pilier Est. Il avait été réglé une ibis pour toutes par un temps calme, sans soleil et à une température d'environ 10°, de telle sorte que le croisement des fils du réticule coïncidât avec le centre de la mire. Quand un déplacement se produisait, le centre des réticules venait se projeter sur l'un des cercles ou entre deux cercles concentriques; on en lisait le numéro et on notait la position sur le secteur correspondant, laquelle était immédiatement rapportée, aussi approximativement que possible, sur un diagramme en papier représentant la mire à Téchellè réduite.

De 1893 à 1895, P^"^ noter les déplacements dus à la température, on a fait d'une manière à peu près régulière trois observations par jour ; à 7 heures du matin, à midi et à 7 heures du soir. On a fait en outre, accidentellement, quelques observations supplémentaires, quand il se présentait de fortes températures. Pendant cette même période, et toutes les fois que des coups de vent se produisaient, on observait les déplacements avec une grande lunette de 2,50 m diî distance focale, et on reproduisait sur le papier, aussi exactement que possible, leJ^ dimensions et la position de la courbe en forme d'ellipse, parcourue sur la mire par le croisement des fils du réticule.

Cette série d'observations a donné lieu à un grand nombre de diagrammes dont nous nous bornerons à examirler quelques-uns.

§ 1. — Déplacements dus aux vents.

Les diagrammes qui les indiquent sont de beaucoup les moins nombreux, d'abord parce que les coups de vent, qui seuls agissent sur la Tour d'une façon sensible, sont assez rares, puis parce qu'ils se produisent le plus souvent pendant les heures de nuit auxquelles aucune

observation n'a été faite. Même pendant le jour, la mire est souvent masquée par la pluie qui accompagne, assez habituellement, les grands vents.

On a pu cependant, à plusieurs reprises, constater que sous l'effet du vent le sommet décrit à peu près une ellipse dont le centre varie avec la position du sommet à ce moment (position due aux circonstances de température, ainsi qu'il sera indiqué plus loin) et dont le grand axe est en rapport avec la vitesse du vent.

Ainsi le 20 décembre 1893 (voir fig. 59) entre 11 heures et midi^ l'un

des jours pendant lesquels le déplacement a été maximum, le grand axe de cette ellipse était de o,io m et son petit axe de d,o6 ???. La direction du vent était Sud et le maximum de sa vitesse moyenne a été de j i,8 ??i ; mais la vitesse réelle donnée par l'appareil à indications instantanées a été beaucoup plus grande et a atteint 44 m. Il est remarquable qu'à cette vitesse maximum, qui a eu lieu à ii*'25', Tellipse correspondante

indiquée en pointillé avait un grand axe de 0,06 m seulement. Les énormes à-coups qui se produisaient à ce moment avaient ainsi un moindre effet de déplacement que ceux dus à un vent plus continu*

Dans le grand coup de vent du 12 novembre 1894, l'observation a été faite de } à 4 heures. La vitesse moyenne a varié à ce moment de 27,6 ??i à jo 7n avec une vitesse maximum absolue de 42, 50 m {voir fig. 40). Le grand axe de l'ellipse a été de 0,07 ???, le petit axe de 0,05 ni. On a aussi constaté comme précédemment que c'était sous les grands à-coups que le déplacement était le moindre ; il n'atteignait que 0,05 nié

Le fort de la tempête a eu lieu à 6** 12' (vitesse moyenne maximum 42 7?))^ mais à ce moment le déplacement n'a pas été mesuré, non plus que la \itesse absolue qui est peut-être allée jusqu'à 50 m.

Le déplacement de 0,10 m est le maximum qui ait été observé. Sous les vents violents ordinaires, le déplacement n'est guère que de 0,06 à 0,07 ?w.

Il est très inférieur à celui que le calcul faisait prévoir. Il y a donc presque certitude que les prévisions introduites dans les calculs pour l'action du vent sont très supérieures à la réalité. Nous l'avons déjà constaté pour l'élévation de la pression par mètre carré. Il est probable qu'il en est de même pour l'évaluation des surfaces exposées au vent.

§ 2. — Déplacements dus à la température.

Nous avons dit que la position originelle du théodolite avait été fixée en choisissant une journée sans vent, un temps couvert et une température uniforme de 10*, puis en faisant coïncider le zéro de la mire avec le centre du réticule.

Les mêmes circonstances se sont reproduites le 26 décembre 1893 et pendant toute la journée la Tour est demeurée stationnaire, ce centre correspondant au zéro de la mire.

Par d'autres temps couverts, mais avec une température plus élevée (15** à 18*), les observations combinées des 6 et 7 juin 1893 ont donné des déplacements très faibles ; la mire s'est déplacée le matin par rapport au centre du réticule de 0,04 7n dans la direction 0. et est revenue le soir dans la même position, en se déplaçant extrêmement peu à midi.

Mais quand la chaleur solaire agit sur la Tour, par les jours de beau temps, les déplacements prennent une grande amplitude. Nous prendrons comme exemple les observations combinées des 15 et 16 août 1894, que nous représenterons par le graphique ci-contre (fig. 41), dans lequel le déplacement de la mire par rapport au réticule fixe est représenté à l'échelle du quart. A 5 heures du matin, le centre de la mire est placé sur la ligne 0. à 4 r/n du centre; il reste sur cette ligne jusqu'à 8 heures en atteignant 13 cm. Il s'en éloigne du côté N. en atteignant 15 cm. Il se rapproche alors du centre, dans le secteur N.-O., au fur et à miesure de la marche du soleil, qu'il semble fuir. A 3 heures, il est dans la ligne N. à une distance de 7 on. Le mouvement de rapprochement continue dans

le quadrant N.-E.; à partir do 3 heures et à une distance de 6 ir/w, le réticule revient franchement au centre qu'il doit occuper vers 8 heuresdu soir; la course totale est d'environ 24 c/w, parallèlement à Taxe E.-O. et de 10 rm par rapport à Taxe N.-S. La Tour semble donc eh quelque sorte fuir devant le soleil et s'incliner dans le quadrant N.-O., ce qui est. naturel, puisque les arêtes regardant le soleil sont les plus échauffées, et

Fig. /|i.

en se dilatant davantage portent le sommet de la Tour du côté opposé.

Les courbes sont assez souvent plus simples ; telle est celle du 17 mai 1894, qui est comprise tout entière dans le quadrant N.-O. (Voir iïg. 41) et dont ramplitûde est de 12 cm. On peut la considérer conime Une courbe moyenne par beau lemps.

Quand, par une belle journée, le soleil se voile avec des alternatives, ces courbes deviennent bien moihs régulières ; les mouvements d'allon-^ gement et de torsion de la Tour suivent ces alternatives d'une façon très sensible et les rapprochements ou les éloignements du centre coïncidemt

avec les refroidissements ou les échauffements dus à raction solaire.

En résumé, on peut dire que le sommet marqué par la tige du paratonnerre est à peu près constamment en mouvement ; ce mouvement est surtout accentué pendant le milieu de la journée, el ce n'est que vers les heures du lever et du coucher du soleil qu'il possède une fixité relative,' au milieu de la nuit seulement, il doit être tout à fait immobile.

Ce déplacement du sommet rend extrêmement difficile de s'assurer de la parfaite verticalité de la Tour. Cependant, en mai 1893, M. Muret, géomètre de la Ville de Paris, a procédé avec le plus grand soin à cette opération. Il n'a trouvé qu'un écart tout à fait insignifiant qu'il attribue lui-même à un effet de température.