Manuel d''''Océanographie Physique, Rouch 1922

PREMIÈRE PARTIELES PROSspDÉS CHAPITltE PREMIER .^ SONDAGES PAR FAIBLES PROFONDEURS Le sondage est l'opération qui consiste à mesurer la fondeur delamer.Onemploietrèssouventlemotsonde pou

et d'adaptation réservés pour tous pays.

ÙC

Copyright 1922 by

Massonet C'^, éditeurs.

INTRODUCTION

Ce livre,comme la plupart deceux quej'ai publiésjusqu'à

queje professe àl'École Navale

Ausens général, l'océanographie estlapartie de laphie qui s'occupe delamer L'océanographie physique com- prendl'étude des caractèresphysiques dela mer, profondeur,étendue, température, propriétés physiques et chimiques,

géogra-mouvements.

L'océanographie physique est une science d'observation

les mesurer C'est cette considération qui m'a dicté le plan

de l'ouvrage Dans la première partie, j'expose les dés et les méthodesd'observations ; la deuxième partie est

procé-consacréeà l'examen des principauxrésultats acquis jusqu'à

Désirant faire avant tout un ouvrage pratique,— celui

que j'aurais souhaité avoir moi-même lorsque je suis partipour ma première mission océanographique, — j'ai pensé

que je ne devais pas surchargerce manuel de l'exposé

histo-rique des questions, ni de l'examen de toutes les théories,

de toutes les hypothèses qui ont été émises sur les mènes si complexes de la mer Les faits acquis sont encore

phéno-en si petit nombre que les explications sont souvent maturées

pré-Je me contente d'étudier l'instrument qui m'a paru le

meilleur Les procédés indiqués sont ceux qui ont étéapprouvés etrecommandés à plusieurs reprisespar leConseilpermanent international pour l'exploration.de la mer, et ils

viennent d'être encore adoptés par le Congrès pour ration de la Méditerranée, dont j'ai Thonneur de fairepartie

exigentunescience toute particulière, par exemplel'analysedes fonds marins, l'analysecomplète del'eau de mer,etbiend'autres.Celivrea été écritpourdes lecteurs qui ne sontpasforcément chimistes ou minéralogistes, et je ne pouvais pasparlerde choses que je ne connais pas suffisamment Je n'ai

forma-tion des rivages, les coraux, les volcans sous-marins, etc.

Par contre, j'ai pensé que, tout en essayant de conserver

à cet ouvrage un caractère élémentaire, je ne pouvais pasescamoter, sous prétexte qu'elle était difficile, l'étude de la

marée (1).

11 n'est pas possible aujourd'hui d'écrire un livre surl'océanographie physique sans faire plusieurs emprunts aux

l'océanogra-phie, et ce modeste manuel, à cơté des traités

Je suis aussi heureux de profiter de cette occasion pouradresser un souvenir à M. Camille Vallaux, dont les leçons

«Géographie généraleappliquée à l'étude des mersr, m'ont donnéle gỏt d'une science qui m'aprocuré bien desjoies et

Enfin, si un ouvrage de cette sorte comportait une

tous des développements théoriques, qui, quoique très élémentaires,

cace, je l'aurais dédié à JeanCharcot, qui a tant faitpour le

développement des études océanographiques en France et

grâce auquel j'ai pu faire, dans l'Antarctique, la plus belle

et la plus intéressante campagne océanographique qu'un marinpouvaitrêver

PREMIÈRE PARTIE

LES PROSspDÉS

CHAPITltE PREMIER .^

SONDAGES PAR FAIBLES PROFONDEURS

Le sondage est l'opération qui consiste à mesurer la fondeur delamer.Onemploietrèssouventlemotsonde pour

pro-désigner la profondeur elle-même : on dira par exemple une sonde de 10 mètres, de 20 mètres

L'étude des profondeurs dela mer auvoisinage des terres

doit être très complète pour fournir aux navigateurs descartes exactes Quand les profondeurs ne dépassent pas une

vingtaine ou une trentaine de mètres, les sondages se tiquent simplement en lançant un plomb dans la mer au bout d'une ligne graduée Nous n'insisterons pas sur cetteopération, qui, quoique très simple, demande, pour donnerdes renseignements exacts, desprécautions minutieuses Cessondages-làsontd'ailleursplutôtduressortde l'hydrographie

pra-que de l'océanographie proprement dite

Au-dessus de 30 mètres jusqu'à 200 mètres, les sondages

dont les plusrépandussont lesondeur Thomson etlesondeurWarluzcl.Cesdeuxinstrumentspermettent de sonder jusqu'à

une profondeur de 200 mètres, sans qu'il soit nécessaire destopperlenavire C'estlà un avantagesérieuxennavigation,carilpermet de multiplierlessondes au moment d'unatter-

OCÉAyO GRAPII E PHYS 10UE

,s^^

L'usage du sondeur, imaginé par sir William Thomson

monde.

Le modèleactuellement enservice dans la marine fran-

Le sondeur se compose

d'un touret en fonte, surlequel sont enroulés500 mè-

tresdecâble d'acier galvanisé

une charge de 240

Kilogram-mes (fig. 1).

L'axe du touret, qui peutrecevoir des manivelles, est

portépar unchâssis en bois,

de formerectangulaire,évidé

à la partie inférieure et

A sa partie supérieure, le châssis porte, sur une de ses

déroulés Cette indication est donnée parvme aiaruille née par l'axe du touret au moyen d'un train d'engrenages

action-Le touret comprend deux parties distinctes (fig 2) :

l** Un anneau T en forme de V sur lequel est enroulé

le câble d'acier;

2*' Un tambour, constitué par deux flasques P, P', pendants l'un de l'autre et pouvant être rendus solidaires

indé-L'anneau est logé entre les deux flasques du tambour :

il peut tournerlibrement,ouêtre entraînéparle mouvement

du tambour, suivant que les flasques sont écartés ou

mou-Fig I,

SO.\DAGES PAR FAIBLES PROFONDEURS

1 des flasques; lorsqu'il est r

)ilisé par le loquet L si l'on

portant un brasB, que l'onpeut

im-mobiliserparun loquet en bronze L,

mobile autour d'un axe horizontal,

et qui est logé à la partie supérieure

lui un

immobi

tourneles manivelles de l'arbre dans

un sensou dansl'autre,on rapproche

ou on éloigne les flasques que porte

rap-prochés, ils immobilisent l'anneau V

qui devient complètement solidaire t

poulie fixée sur l'arrière du

navire Afin d'éviter les

coques qui peuvent se

pro-duire dans le câble lorsque

attaché directement aucâble,

mais à un bout de ligne en

filin, long de 3 mètres

envi-ron,qui letermine.Surcette

bridures, un étui en laiton,

percé à ses deux extrémités

de deux trous permettant à

(fig 3).

Dans l'éiui, on introduit

un tube enverre,biencalibré,

8 OCÉANOGRAPHIE PHYSIQJE

oncuivre collée à,la gomme-laque, et l'intérieur est enduitd'une couche de chromate d'argent (CrO^Ag) de couleurbrune Entre le chlorure de sodium[(NaCl) de l'eau de mer

qui pénètre dans letube, et le chromate d'argent, il se duitla réaction suivante :

pro-CrO^Ag -h .\aCI = .\gCI -|- CrO^X.i.

Lechlore du chlorure de sodium secombine avec l'argent

transforme en une coloration blanche la coloration brune detoutelapartie dutube dans laquelle a pénétré l'eau de mer

Le chromesecombineavecle sodium pourfaireun chromate

de soude (CrO^Na)soluble, quiestentraîné parl'eau de mer,lorsque celle-ci s'échappe du tube

l'inté-rieur du tube de sonde, et, d'après la loi de Mariotte, elle

pénètre d'autant plus que la pression est plus grande Cettepression est égale au poids de la colonne d'eau située au-dessus du tube, augmentée de la pression atmosphérique

La longueur de la partie non décolorée du tube, sement proportionnelle au volume d'eau qui a pénétré, peut

a atteint le fond Le volume occupé par l'eau dans le tubevarie très lentement, dès que la profondeur est un peugrande Le tube Thomson ne peut donc donner des indica-tions précises qu'à des profondeurs ne dépassant pas 1.50 à

200 mètres

profon-deur correspondant à la longueur de la partie non

déco-lorée

Si lapression barométrique est comprise entre 730 et 750

Si la pression est comprise entre 750 et 760 millimètres, il faut

SOyDAGES PAR FAIBLES PROFONDEURS

de fond; si la pressionestcompriseentre 770 et 780 millimètres, il

10 kilogrammes et estévidé à sa partie inférieurepour voirune masse desuif, quiramènera unéchantillondu fond

rece-Si l'on veut ramasser des échantillons du fond pour desanalyses ultérieures précises, on suspend au fil de sonde,

Léger,dontilsera question plus loin (p. 21) Maisleseur Léger ne fonctionne bien que si la vitesse du navire est

ramas-inférieure à 5 nœuds.

suspendu à l'extérieur du navire, on engage le bras B de

demi-tour ou d'un tour, on écarte les flasques du tambour,

doigl en cuivre (fig 3), qu'on tient appuyé sur le fil

pen-dant le déroulement, on estprévenu de l'instantó leplomb

touche le fond, en sentant le fil mollir brusquement A ce

manivelle, on rapproche les flasques de l'anneau T, et onarrête ainsi le déroulement du fil. Lorsque les flasquesserrentbien l'anneau, on soulève le loquet L, qui bloque

le bras de l'écrou R, et on enroule le fil.

Trois hommessuffisentpour lamanœuvre, quelle quesoit

la vitesse du navire Le plomb atteint le fond en quelquessecondes, etilfaut d'une demi-minuteà cinq minutes pour

le rentrer par des fonds de 20 à 200 mètres On peut donc

facilement avoir une sonde toutes les dix minutes ou tous

les quarts d'heure

rapprochés, il n'est pas nécessaire d'employer un nouveau

tube de verre à chaque coup de sonde Il suffit, au moment

qui indique la longueur de fil déroulée On peut admettre

mer

10 OCÉANOGRAPHIE PHYSIQUE

«ffectué avec un tube de verre coloré, fournit le coeflicient

à employer pourles sondages suivants On vérifie, detemps

à autre, ce coefficient avec un nouveau tube de verre

Le rapport de la longueur du fil déroulé à la profondeur

est un peu supérieur à 2 pour des vitesses inférieures à

1 nœuds,etatteintpresque3,5pour unevitessede15nœuds.

Comme le sondeur Thomson, le sondeur Warluzel permet

de sonder, en marche, jusqu'à 200 mètres de profondeur.C'estun appareil plus simplequele sondeurThomson,etsonusage tend à se généraliser sur les navires français

Un fût tronconique, en fonte, fixé sur le pont, supporte

un toureten bronze, montésur un axe en acier, etsur lequel

estenroulé le fil de sonde, quiestuncâble d'acier galvanisé

La manœuvre est analogue à celle du sondeur Thomson,

mais le freinage est automatique En appuyantsur la

touretet le câble sedéroule ; il presse alorssur le fil, comme

dans le sondeur Thomson, avec un doigt en cuivre pour

«tâter le fond ». Lorsque la ligne cède brusquement sous la

pressiondu doigt,lefondestatteint;l'hommelâchela

la manivelle et vire Jusqu'à la vitesse de 10 nœuds, un homme suffit.

dérou-lement trop rapide du fil.La vitessenormalede déroulement

est d'environ 5 mètres par seconde

lai-ton T, fermé parlehaut, autour duquelestcoulé une masse

pour recevoir un deuxième tube t, appelé tube indicateur,

et, dans ce but, il porte à sa partie inférieure un bouchon à

que

SOyDAGES PAR FAIBLES PHOIOMJEi HS

percés dans sonvoisinage permettentl'introduction de leau dans le tube pendant la sonde

r)ans le tube T, cjui forme ainsi cloche à plongeur, on

introduit le tube indicateur, dont le bas est ferme et dont

le haut est muni d'un bouchon-valve h.

Pendant la descente, l'eau s'introduit dans le tube Y par

les trous de sa partie inférieure, remplit l'espace compris

pendant premiers mètres de

OCÉAyOCEAPHlE PHYSIQUE

descente, en refoulant l'air dans le tube indicateur, et

pénètre à son tour dans celui-ci. Pendant la remontée du plomb, cette eau reste dans la partie inférieure du tubeindicateur, et l'air, précédemment comprimé, s'évacue

peu à peu par le bouchon-valve

Le volume non occupé par l'eau dans le tube indicateurindique la profondeur atteinte On le mesure de la façonsuivante: la partie supérieure du tube indicateur porte une

double fenêtre en cellulọd marquée d'un traitnoir : lorsque

contraire,on dévisse le bouchon-valve,et l'on descend dans

letubeunejauge conique graduée jusqu'àcequel'eauvienne

Le sondeur Warluzel présente les avantages suivants :

Le sondage esttrèsrapide, il demande une minute environ

Un homme seul suffỵt d'ordinaire à la manœuvre, tandis

Le tube indicateur sert indéfiniment, et le sondage est,

On peut sonder en eau douce aussi bien qu'en eau salée,

tandis que les.tubes recouverts de chromate d'argent sont

Le sondeur peut s'installer très commodément auprès de

retour, fixée à un léger bout-dehors, débordant la coque du bâtiment (1).

Ils sont très commodes pour faire., le navire stoppé, toutes les

opé-rations habituellesque nous décrivonsplus loin (prises de température,

récolte d'échantillonsd'eau de mer, etc.)jusqu'à 300 ou 400mètres deprofondeur

CHAPITRE II

SONDAGES PAR GRANDES PROFONDEURS

Le sondage par grandes profondeurs présente des

dilii-cultés particulières

On ne se servait autrefois, dans les sondages même fonds, que de cordes de chanvre Ces cordes n'étaient pasassez solides pour résister à la traction du plomb, ou bien,

pro-ce qui arrivait leplus souvent, leursurfacerugueuse finissait

par exercer dans l'eau un frottement considérable, elles

étaient arrêtées dans leur mouvement de descente et se

pelotonnaient sur elles-mêmes à une certaine profondeur,sans jamais pouvoir atteindre le fond Ainsi s'expliquent

les prétendus abîmes sans fond des océans, que signalaient

les anciens navigateurs

On employa ensuite des fils métalliques de cuivre ou debronze phosphoreux, encore trop peu résistants, des fils

d'acier qui, pour éviter l'oxydation, devaient être conservésdans unlait de chaux ou dans un bain d'huile Ona pu ainsi

traction de 80 kilogrammes et ne pesant pas plus de 3

Mais la manœuvre de ce fil d'acier, dit corde à piano, est

Aujourd'hui, on se sert ordinairement d'un câble métalliquegalvanisé, formé de trois torons de trois fils d'acier chacun,

de2 à 3 millimètres de diamètre au maximum Cecâble est

beaucoup plussouple que la corde à piano; ilsupporte sans

14 OCÉASOGRAPHIE PHYSIQUE

15 a20kilogrammes pour 1 000mètres Il est assez résistantpour porter, en outre du plomb de sonde, divers appareils,thermomètres, bouteilles, etc., ce qui permet, en un seulcoup de sonde, de mener de front plusif^urs opérations dis-

Le principe des machines à sonder par grande profondeur

estlesuivant :

Dès que le plomb de sonde atteint le fond, son poids

n'agissant plus sur la

?," lignede sonde,lamachine

R à sonder est

immédiate-ment et

de sonde, B une poulie

de retour portant un

compteur de tours qui,

à tout instant, indiquera

la longueur de la ligne

filée, Pieplombdesonde,

G un point fixe solidaire

(fig 5).

La poulie de retour B

est tenue par l'intermédiaire d'un ressort à boudin R

Lorsque le poids P n'agit plus pour tendre le ressort R,

m//7//////////~////M

Fig.

une petite charge d'explosif (25 grammes suffisent) et à enregistrer,

provenant de la réflexion sur le fond. Étant donnés l'intervallequi

SOyOAGES PAR GRANDES PROFONDEURS IS

aussiun autre rôle. Les mouvements deroulis etde tangage

du navire rendent irrégulier le déroulement de la ligne desonde et provoquent des secousses brusques, capables

d'amener desruptures Leroulis et le tangage produisentdu

sonde diminuait,et le ressort agit pour serrer

automatique-mentle frein, ralentir ledéroulement de la bobineet

produire

Le réglage du frein est assez délicat Si le frein est trop

peut s'emballer, le fil faire des coques et casser

S'il n'y avait pas de frottement, il faudrait, à mesure que

laprofondeuraugmente, serrerle freinde la quantité pondant au poids de la ligne filée. Mais la résistance due à

etnond'unfilsimple.Enréalité,dans beaucoupdemachinesàsonder,il faudrait desserrerlefrein deplusen plus, àmesure

déroulement

enroulé directement sur lui, car il supporte des pressionsformidables, qui risquent de le faire éclater

Le problèmedeseffortssupportésparle tambourestétudiédans

les traités derésistance desmatériaux.Ou trouveque, suruntouret

de 0™,30 de diamètre et de 0'",25 do longueur, l'enroulementd'une ligne de sonde de 10 000 mètres, pesant 10 kilogrammes par

mètre carré. C'est là une pression analogue à celle que subit uncanon pendant un tir.

Si lamachineàsondercomprend deuxmoteurs,un pourremonter

alors à supporter de grands efforts de compression Avec les

données précédentes, si la ligne fait cinq tours sur un touret de

16 OCÉANOGRAPHIE PHYSIQUE

profondeur à atteindre est plus grande Par très grandeprofondeur, onestamené àemployerdes plombspesantplus

de 60 kilogrammes La vitesse de déroulement du câble est

tensionstropfortes.Le sondageest dit alorsàplombperdu{2)

Machineàsonder Lucas — La machineàsonder Lucas

de la London TelegraphConstruction Company.

em-ployées actuellement

rOcéan Indien, pour

les travaux phiquespréliminaires à

sur le Clievigné sur les côtes de l'Afrique Occidentale

Le fil de sonde est enroulé sur un tambour A, d'un seul

bloc d'acier fondu, qui peut contenir 8 000 à 10000 mètres

de câble de 1 à2 millimètres de diamètre

(1) Abord deVHirondelle, le prince de Monacose servait de la

ma-.chine àsonder Leblanc, qui est construitesurce principe.

ainsi d'ailleursquetoute autre opération d'océanographie,doit

n'a pas sa place dans cet ouvrage Mais, si je fais cette remarque,

c'estpour montrer àquelpoint l'océanographe,qui n'est pasoHlcier de

demanierlesinstruments, de déterminerles positions etdemanœuvrer

SONDAGES PAR GRANDES PROFONDEURS 17

Le filquitte letambour A parlapartie inférieureetpassesur lapoulieB, qui porte un compteur detours (1). La pou-

lieB commande unlevierBCD,articulé en C au bâti de la

machine etrelié àson extrémité D àun freinàruban F, fixé

en E àla partie supérieure du bâti(fig 6).

supérieure du bâti, et leur tension est réglée par la

ressorts rappellentlapoulie vers le tambour et, par

l'inter-médiaire du levier BCD, serrent le frein F et bloquent le

tambour Unpetit frein auxiliaire, mû parunevisT, permetd'arrêterla machine àtoutinstant

permettant d'actionner le tambour à l'aide d'un moteurélectrique ou à vapeur La vitessede déroulement du fil est

d'environ une heure par 4000 mètres La remontée peut se

par minute Le moteur doit avoir une puissance de 8 à

10 chevaux Toutefois, si on se sert comme fil de la corde àpiano et qu'on ne fasse que des opérations de sondages,

un moteur de 2 à 3 chevaux peut suffire.

La plus grande peut recevoir 7 000 à 8000 mètres de câble de

lieu d'être àla partie supérieure,estsurl'arrière.D'autrepart, le

guidage du fil pendant l'enroulement se fait, dans la premièremachine, àl'aide d'une fourche, dans laqueUepassele fil, et qu'onmanœuvre àl'aide d'unlevier. Dansla grande machine,lafourche

mètres

(2) Sans parlerd'une petite machine, construite sur le même

prin-cipe, permettant de faire des sondages jusqu'à 500 mètres de

profon-deur.

18 OCÉANO GRA PHIE PHYSIQUE

quecommandeunepetitemanivelleM manœuvréeàlamain(fig 7).

trois cylindres disposés en étoile à 120°l'unde l'autre, et qui

Fiff 7.

Ce dispositif est très souple et peu encombrant

Emplacement de la machine à sonder — Le choix del'emplacement est souvent limité par des considérationsétrangèresau sondage proprement dit(tuyautage de vapeur,par exemple, s'il s'agit d'un moteur de relevage à vapeur).Les principauxfacteurs dont ondoit tenircompte sontles

suivants :

SONDAGES PAR GRANDES PROFONDEURS

mémo-rable campagne océanographique dans l'océan Atlantique,

sur l'Hirondelle et la Princesse-Alice du prince de Monaco,

au-dessous de la poulie dans laquelle passe le fil de sonde

avant de tomber à l'eau, est installée une plate-forme,

analogue aux plates-formes de coupée, afin de faciliter la

Iln'estpasindispensable, d'ailleurs, quecesoitla machine

lOteur de relevage

Poulie de retour

Fis 8.

à sonder qui déborde elle-même la coque du navire Pour

rendre lasurveillance du moteurplus facile, il peut y avoir

intérêt à mettre la machine à l'intérieur du navire, avec un

retour supplémentaire sur le pont eten abord C'est la

dis-position actuelle du Pourquoi-Pas? dont la figure 8 donne

un schéma

2» Il fautpouvoir maintenir facilement, pendantla durée

du sondage, le navire à l'aplomb du fil de sonde, qui doit

profondeur Sur le d'Enlrecastreaux, qui dérivait peu, la

machine

OCÉAN GRA PHIE PHYSIQUE

F// de sonde

qui a un fardage très important, la meilleure position est à

pendantle sondage, le navire prend une position d'équilibrepas très éloignée du vent arrière, et la dérive est ainsi com-

battue

On peut sonder par houle assezforte, maisle fortclapotis

est très gênant: le sondage peut alors êtrebeaucoup facilité en filant de l'huile.

Plombs de sonde — Ainsi que nousl'avons indiqué, le sondage par grandes pro-fondeurs s'exécute généralement à plomb

perdu Les plombs sont des disques de fonte

ou des demi-sphères évidées d'une dizaine de

kilogrammes chacun Ils s'enfilent sur le

ramasseur de fond R etne sont pas attachésdirectement à la ligne de sonde Ils sontretenus par une petite élingue en filin E,qui passe dans un crochet d'un modèle spé-

cial C, dit déclencheur Brooke, du nom deson inventeur (fig 9). Lorsque le fond est

font basculer le crochet, articulé en a avec

le ramasseur de fond R ; Télingue est ainsi

rendue libre et, à la remontée, les plombsrestent sur le fond

deux instruments : le ramasseur Léger et le îube-bouieille

Buchanan.

Le ramasseur Léger (fig. 10) se compose de deux lourdes

d'une B de

SONDAGES PAR GRANDES

En touchant le fond, le loquet est soulevé et retombe

en laissant libresles deuxécopes,

qui se referment brusquement à

cause deleur poids, en

emprison-nant une certaine quantité de

matière L'instrument pèse

7i^s,500. Il est parfait pour tous

les fondssauf ceux de roche

Enarrivant surlefond,il découpe

un cylindre de vase, qui oiîre

l'avantage de présenter, sur une épaisseur assez grande,

une coupeverticaledu sol sous-marin Surles

fonds sableux, le tube Buchananrevient

tou-joursvide Ilfautchoisir l'instrument le plus

convenable à la récolte

Le tube T se visse en a sur une bouteille

B, destinée à recueillir l'eau C'est un

cylin-dre de bronze de 55 millimètres de

diamè-tre etde 50 centimètres de longueur, fermé

enhauteten baspar dessoupapes encuirou

en caoutchouc, qui, à la descente, laissent

passer l'eau de bout en bout, mais qui,

avec le fond, retombent sur leur siège et

emprisonnentainsiunlitred'eau

Un petit plomb, lâché en même tem])s

appuie, à la remontée, sur la soupape

supé-rieure pour la maintenir sur son siège

L'étanchéité de ces soupapes m'a paru difficile à assurer

Fi^' 11.

22 OCÉANOGRAPHIE PHYSIQUE

celte bouteille, qu'il faut particulièrement surveiller

Lorsque l'appareil a bien fonctionné, on possède à la fois

un échantillon d'eau et un échantillon du fond

CONSERVATION DES ECHANTILLONS DE FOND.

Les échantillons provenant des ramasseurs Léger sontconservésdansdes petits sacs detoileétiquetés Les boudins,

buvard, étendue sur un morceau de calicot On marque

immédiatement d'une manière indélébile, en les gravant

dans la matière molle avec la pointe d'un canif, les lettres

indiquant le haut et le bas du boudin, et on l'enveloppe,

Les fonds argileux étant difficiles à sécher complètement,

ilfaut assezsouvent changerlessacsentoileoulesmorceaux

payschauds

L'analyse des fonds est une opération compliquée, que

récolter les échantillons pour les remettre plus tard, avectoutes les indications utiles, au minéralogiste chargé d'en

Cependant il peut y avoir intérêt, au point de vue de la

navigation, àreconnaître les fonds d'une façonplus sûreque

nelepermettentlesdénominationscourantesetassezvaguesindiquées surles cartes marines En effet, leslignes qui déli-

mitentles fonds de même nature ne sont pas les mêmes que

pro-fondeur, combinéeavecla nature du fond,permetde fixer la

position du navire d'une façon approchée

Mais, pour que cette méthode porte ses fruits, il fautque

les fonds soient exactement reconnus On peut pour celaconserver dans des petits flacons de verre des échantillons-types, faciles à comparer à vue avec des échantillons qu'onvient de récolter sur le fond Ce procédé ne peut être

vue de

SONDAGES PAR GRANDES PROFONDEURS

publiédes cartesdelanaturedesfondssurlescôtesde France,

Dénominationà donner aux fonds — Si l'onveutdénommer

lesfondsd'une façonun peuprécise,sans enfaire l'analyse,onpeutemployerla méthode suivante, préconisée par M Thoulet

Onprendcommebaseladimension des éléments composants,et,

poiu cela, on utilise des tamis, dont les mailles ont une longueurdéterminée.Les plusgros,destinésauxgrossespierres,sontentoile

danslecommercepar numéros,quiexprimentlenombredemailles

que comporte un pouce, soit 27 millimètres Le numéro10 sœrête

Les galets sont les éléments ayant plus de 3centimètres;ensuite

élé-ments arrêtéspar les tamis 30 à 200 Tout ce qui traverse le

tamis 200constitue la vase.

Dosage rapide du calcaire — La proportion de calcaire

contenu dans un échantillon de fond constitue une caractéristique

simple de dosage que m'avait recommandé M Thoulet et qui est facile à employer

On le traite ensuite par l'acide chlorhydrique étendu de moitié

et on retranchela sommedes deux poidstrouvés du poidsinitial.

On a ainsi le poids du calcaire.

CHAPITRE m

MESURES RELATIVES A L'EAU DE MER

^

La température de l'eau de mer à toute profondeur est

un élément de première importance pour déterminer les

caractères physiques de la mer

etpour délimiter les régions farables ou non auxespècesanimales,

vo-e qui sonttrèssensiblesaux moindresvariationsthermiques

A la surface, la température de

Teau de mer se mesure avec un

thermomètre ordinaire On puise à

l'avantdu navire un seau d'eau demer,et on mesure immédiatement

sa température en y plongeant un

thermomètre.

Le Ihermomèlre plongeur,

petit tube en verre, qui se remplitd'eau lorsqu'il est plongé dans la

mer, ne donne pas de meilleuresindications, au contraire

Par grandes profondeurs, on se sert d'un ihermomèlre

à renversement,imaginé parlesconstructeursanglais Xegretti

et Zambra. Cet instrument marque la température en un

i

Fig \-2.

MESURES RELATIVES A VEAU DE MER 25

parla température des couches d'eau traversées pendant la

remontée

Le principe du thermomètre à renversement est le

étran-glement e du tube capillaire, tel que,si

onrenverse l'instrument, la colonnede

mercurese briseen ce point et tombe à

l'extrémité de la tige La longueur de

la colonne brisée est proportionnelle à

la température du point ó le

thermo-mètrea été retourné

pres-sions des abỵmes, le thermomètre est

enfermé dans un tube de cristal épais

mercure protège particulièrement le

réservoir

Divers perfectionnements ont été

apportés à l'instrument pour obtenir

que la colonne de mercure se brise

toujours en un point très précis On a

aussiajouté, dansletube de cristal

pro-tecteur, un thermomètre auxiliaire,

fixé contre la tige du grand

thermo-mètre, etdestinéàpermettre decorriger

les lectures de la petite dilatation qui a

pu se produire, pendant la remontée,

dans la colonne demercure brisée Une

table spéciale, fournie par le

de la différence des températures du

thermomètre auxiliaire et du

OCEA GRAPHIE PH LE

Montures à hélice Montures à messager — Les

thermomètres sont insérés dans une monture spéciale, mettantleurretournementàl'endroitvoulu

Remontée

Fig 14.

l'amiral Magnaghi Le thermomètre est maintenu droit au

départ par la tige E, commandée par une petite hélice enlaiton H A la descente, la rotation de l'hélice visse vers le

bas la tige E, etle thermomètre est maintenu droit dans samonture T A la remontée, l'hélice tourne en sens inverse,dévisse la tige E, qui libère le thermomètre. Celui-ci seretourne alors sous l'influence de son poids

Dansla monture àmessager, l'héliceest remplacée parun

Le messager estun petit cylindre en laiton en deux partiess'emboîtant l'une dans l'autre, et qu'on peut enfiler sur le fil de sonde (fig 15).

La

MESURES RELATIVES A L'EAU DE MER 27

Jamontureà hélice Le temps quemetlemessageràatteindre

la monture n'est d'ailleurs pas complètement perdu, car,

de toutes façons, il faut attendrequelques minutes avant de

lia 1j

retournerle thermomètre, afin qu'il se soit bien mis en

plongé

mon-28 OCEA.XOGRAPHJE PHYSIQUE

ture spéciale pour le thermomètre Le thermomètre est jours accompagné d'une bouteille Richard, dont le poids

tou-està peine supérieur àcelui d'une simple montureordinaire,

et qui présente beaucoup de commodité pour l'installation

du thermomètre (Voir au paragraphe suivant la description

dela bouteille Richard)

On peut, sans inconvénients, sur un câble de sonde de

2à 3millimètres, superposer quatreoucinqthermomètres.Si

ces thermomètres sont installés dans des montures à sager, il faut que chaque thermomètre, en se renversant,

qui remplisse ces conditions

d'accrocherlesmonturesdesthermomètresau filde sonde,ni

de les décrocher à la remontée On perd ainsi pas mal detemps, et, tout compte fait, étant donnéle grand risqueque présente une rupture du câble quand plusieurs instru-ments lui sont accrochés, il est souvent préférable de nese

servir que d'un seul instrument, qu'on immerge plusieurs

fois.

Comme la vitesse de remontée du fil est très grande, afin

de pouvoir stopper le moteur à temps, il est bon d'attacher

aucâbleun morceaudechiffon,ou un boutde filin,àquelquesmètres au-dessus de l'instrument, afin d'êtreprévenu de sonarrivée à la surface

RECOLTE DES ECHANTILLONS D EAU DE MER.

A part la bouteille Buchanan, dont il a été questionplus haut (p. 21), on se sert presque uniquementde hon-

leillesRichard pourrécolter des échantillons d'eau à des fondeurs diverses

pro-La bouteille Richard pèse 2 kilogrammes et rapporteenviron 350 centimètres cubes d'eau Elle se compose d'untube de 25 centimètres de long et de 4 centimètres de dia-

un R chaqueextrémité

MESURES RELATIVES A VEAU DE MER 2»

Les deux robinets sontreliés par une tige /, de façon à vrir et à se fermer en même temps La tige / porte deux

s'ou-capsules de cuivre c, destinées à recevoir un thermomètre

à renversement T.Labouteille peut basculer autour d'un

axe horizontal, situé à son tiers

positionde départ parun

mes-sager

La bouteille descend dans une

positionlégèrementoblique,afm que

ouvertures A la montée, l'hélice,

tournant en sens inverse, libère la

bouteille qui bascule, les deux

robi-netsRse ferment,etd'autantmieux

que le thermomètre les aide dans

ce sens par son poids, tout en se

renversant lui-même Dans la

obtenu par l'envoi d'un messager Un petit lest de plomb

aide la bouteille à venirbuter contre un arrêt-ressort,qui la

maintient après le retournement

quelconque La bouteille Richard a été reconnue très tique par toutes les expéditions océanographiques qui l'ont

pra-employée

Conservation des échanUllons d'eau de mer — Les

un bouchonparafTinéetportant, surune étiquette, toutesles

indications sur leur origine

Leséchantillons, quidoiventservir àdesanalysesdétaillées

cubessuffisentpour mesurerla chloruration Dansce dernier

cas, on emploie souvent des petits flacons de verre vert,

muni

Fi- 10.

30 OCÉANOGRAPHIE PHYSIQUE

ronne de caoutchouc, analogue à la fermeture ordinaire descanettes de bière (1).

Leflacon doittoujoursêtresoigneusementrincé avecl'eau

de l'échantillon à conserver La position géographique, la

date, l'heure de la station sont notées sur une étiquette

en parchemin, ficelée autour du goulot de la bouteille et

assurantsa fermeture

DENSITE DE L EAU DE MER.

Le poids spécifique, désigné par le symbole S'^, est le

rapport du poids de l'unité de volume de l'eau de mer

à P au poids du même volume d'eau distillée à T" Cepoids spécifique s'appelle densité, quand il est rapporté

pour symbole Si. C'est cette densité qui est généralementnotée

Pour certaines études,en particulier pour l'étude des

pression que l'eau possède in situ, c'est-à-dire à la place ó

elle se trouvait dans la masse océanique Le symbole nSireprésente cette valeur et signifie la densité de l'eau de mer

à la température /, à la profondeur de n mètres, et sous la

pressioncorrespondante aux n mètres de profondeur

Lecoefficient de compressibilité del'eau de mer,c'est-à-dire

la quantitédont l'unitédevolume de cette eau estdiminuée

par mètre de profondeur, est égal à 0,00 000 466

Letableau suivant donne, d'après Thoulet, lenombre parlequel on doit multiplier la densité trouvée pour une eau

la pression exercée parles couches sus-jacentes :

(1) Il estimportant que les bouteilles soienten verrevert, quiest le

seul à ne pas altérer à la longue l'eau de mer C'est d'ailleurs celui

tous les brasseurs Si on le désire,on peut se procurer des bouteilles,

contenant 200 centimètres cubes, au laboratoire hydrographique de

Copenhague (2 Jens Kofœssgade) Ces bouteillessont livréesdans des

MESURES RELATIVES A VEAU DE MER 31

Pargrandes profondeurs, le poids d'un litre d'eau de mer

peut dépasser ainsi d'une quarantaine de grammes le poids

obtenu sans tenir compte de la compressibilité

Mais cette augmentation de la densité de l'eau avec la

profondeur est bien loin de justifier l'idée,répandue

autre-fois, que l'eau devenait tellement lourde à unecertaine fondeur qu'un boulet de canon y flotteraitentre deux eaux

pro-Tout objet de densité supérieure à 1,1 arrivera sur le fonddes mers les plus profondes

Des tables dressées par Knudsen et un graphique de

M. Thoulet permettent de passer de S* à S\, l et 0, étantdestempératures différentes (1).

Mesurede la densité de F eau de mer par l'aréomètre.— La

détermination de la densité de l'eau de mer est une desopérations capitales de l'océanographie Les deux méthodes que l'on peut employer à bord d'un navire sont la méthode

par l'aréomètre et parla mesure de lasalinité

Un aréomètre est un flotteur de verre lesté par de la

instant le poids P et le volume immergé V, c'est-à-dire les

élémentsnécessairespour déterminerla densitéD parla

for-mule D = r^.

dereaude mer Il a été publié dansla collection des Résultats du

32 OCÉAN O GRA PHIE PHYSIQUE

L'aréomètre employé généralement est l'aréomètre deBiichanan à poids età volume variables (fig 17),

L'aréomètre esten verre Ilest lesté à sa partie inférieure

par une petite quantité de mercure Sa tige

cylindrique, parfaitement calibrée, a un mètre d'environ 3 millimètres et une longueur

dia-de 12 centimètres Le volume de sa portion

La tigepeut supporter àsonsommet un petitplateau en nickel P et des poids additionnels

en forme d'anneaux plats, de façon à faire

enfoncer l'aréomètre jusc{u'à ce que l'eau

place l'aréomètre dans l'éprouvette contenantl'eau de mer, en prenant bien soin qu'aucunebulle d'air ne reste adhérente à sa surface En

ajoutant des poids annulaires connus sur le

petit plateau cjui surmonte la tige de

l'instru-ment, leniveau affleure à une certaine

l'appareil et des poids ajoutés donne le poids P de l'eau

P

déplacée, et ^ donne la densité Sf à la température / de

la densité de l'eau à 4°

L'aréomètre est relativement facile à employer sur un

navire, en plaçant l'éprouvette sur une table à roulis, ou

donne ladensité à3 ou 4 unités près dela cinquièmemale Ilnécessitemalheureusement une quantité d'eauassezgrande(environ 1 litte)etne peutêtrepratiquement employé que pourleseauxde surface(1).

déci-Fis 17.

(1) Un modèle plus petit, necomportant pas de poidsadditionnels,

MESURES RELATIVES A L'EAU DE MER 33

Un litre d'eau de mer contient environ 35 grammes de

sels (Voir la deuxième partie, chapitre IV) Les trois sels

If splusimportants sont lechloruredesodium, lechlorure de

montré-que, bien que la quantité de sels en dissolution dans l'eau

de mer, c'est-à-dire la salinilé, varie considérablement, les

proportions des différents sels restent à peu près les mêmes

partout Dansces conditions, il sulfitde déterminer la

quan-tité d'un selcontenu dans un échantillon donné d'eau de

mer pour connaỵtre les quantités des autres sels, et parsuite la salinité

On dose généralementle chlore,et,quand on connaỵt le

poidsG duchlorecontenu dans un kilogramme d'eau de mer,,

on en déduit la salinité totale par la formule empirique :

O = 1,811 xG (1).

La méthode employée, préconiséed'ailleurs par leConseilpermanentinternationalpourl'explorationdelamer,esttrèssimple,etpointn'estbesoind'êtrechimistepourlapratiquer.Elle consiste à précipiter le chlore par une solution titrée

d'azotate d'argent, aiguisée de quelques gouttes de mate neutre de potasse, qui donne à l'échantillon une belle

chro-couleurjaune, etquisertd'indicateur(2).

L'azotate d'argent (AgNO^) précipite le chlore à l'état dechlorure d'argent blanc insoluble (AgCl) :

NaGl + AgNO^ = AgCl + Na.NO».

Au moment seulement ó tout le chlore est précipité,,

potasse (K-GrO*) etdonnelieu à une formation de chromate

(1) Knudscn a adopté la furmulo O =^ 0.030 + 1,S05 x C

solu-tiondechromatede pota.sse.

OCÉA NO GRA PHIE PHYSIQUE

d'argent (Ag^CrO^) qui produit une forte coloration rouge

moment ó tout le chlorure d'argent est précipité

Il suffỵt, pour appliquer cette méthode, d'avoir uneliqueur titrée d'azotate d'argent On peut faire cette

centi-mètre cube de la liqueur titrée Par exemple, 1 centimètre

cube d'une solution contenant 47^^,936 de nitrate d'argentpar litre d'eau distillée à 15° sature exactement Osr.Ol dechlore

Des burettes graduées (burettes de Knudsen) permettent

de mesurerlaquantité deliqueur nécessairepoursaturertout

le chlore contenu dans 15 centimètres cubes d'eau de mer,puisés avec une pipette graduée (Pipette de Knudsen) (1).

MESURES RELATIVES A VEAU DE MER 35

Dans la pratique, on ne détermine la chloruration qu'aumoaillage, et on traite à la suite toute une série dt'chan-

tillons. Toutes les dix mesures, on procède à une nation de chloruration d'une eau normale, dont la salinité

détermi-est très exactement connue Ces échantillons d'eau normale

sont fournis par le laboratoire hydrographique de

cette manière, on peut éliminer les erreurs d'expériences et

rendre parfaitement comparables entre elles les différentesmesures(1).

Une fois la quantité de chlore connue, il est aisé d'endéduirelasalinité etladensitéàdiversestempératures, grâce

auxtables hydrographiques établies par Knudsen.

L'erreur de la détermination de la densité par la mesure

de la chloruration est du même ordre que l'erreur de la

l'avan-tage très importantde ne nécessiterqu'une très faible

quan-tité d'eau On peut donc se servir,pour recueillir les

suite sans danger plusieurs bouteilles sur le même fd desonde

impor-tante d'une eau de mer; c'est celle qui permet le mieux desuivreune eau déterminéeaumilieudelamasse océanique,et

elle présente à l'esprit quelque chose de plus concret que la

2 X37s',ll et 4 X 37",U de nitrate d'argent cristallisé, qu'on doit

Knudsen et des fables hydrographiques dont nous avons parlé plus

haut (p. 31). L'avantage des pipettes et des burettes de Knudsen est

liquide, en lui faisant dépasserles robinets RR,qui sont fermés ensuite

au momentdel'opération (fig 18).L'opérationest décrite danstous ses détails etd'une façon minutieuse dansle Manuel pratique de Vanalyse

internaiio-nalepourVexploralion scientifique de laMéditerranée (!<'' avril 1920).

(1) C'est, en somme, l'application de la méthode bien connue des

normale d'une salinité voisine de celle des échantillons à analyser.

Suivant les régions, il faut se munir d'échantillons d'eau normale

36 OCÉANOGRAPHIE PHYSIQUE

densité, en indiquant immédiatement le poids des

sels-dissous dans 1kilogramme d'eau La teneur enselde l'océan

estunfacteur très important de l'existence,du

développe-ment etdeladiffusion des êtres organisésmarins

ré-fraction — Depuis longtemps les océanographes avaient pensé

àutiliser lesrelationsqui existent,dansunmêmeéchantillon d'eau,

de mer, au moyen d'un réfractomètre approprié, àla températureambiante, l'indice de réfraction, de la valeur duquel, à l'aide degraphiques et de tableaux spéciaux, on passe ensuite immédiate-ment à la connaissance de l'indice in situ, puis successivement à

celledeladensité in situ, deladensité normaleà0°, etdelà, si on

M Vaurabourga dressédestablesd'équivalenceentrelesindices

identiques

L'opération totale s'effectue en cinq minutes environ, sur unequantité de liquide de quelques centimètres cubes

La transparence de l'eau de mer se mesure parla deur à laquelle un disque métallique de 30 centimètres dediamètre, peint enblanc, cesse d'être vu L'observateurdoit

profon-semettre à l'abridusoleiletregaider le disque à traversune

est fermée par un disque de verre L'examen à traverscette lunette, dont la base est immergée dans l'eau, est de

beaucoup préférable à l'examen à l'œil nu, parce qu'on est

gênentlavue

Pourapprécierlacolorationdelamer,lemeilleurdispositifest d'en examiner une tranche horizontale au moyen d'unmiroirincliné à45° Onrapporte lacouleurà une gamme decouleurs, dite gamme de Forel, constituée par une série de

10tubesscellés,remplis d'unmélangeen proportionsdéfinies

grammede de cuivre

MESURES RELATIVES LE DE MER

contenant des proportions bien définies de jaune et de bleu,

Gomme la solution jaune est plus fortement colorée que

la bleue, à partir du numéro 5 (5 parties de jaune pour

"95 parties de bleu), on a une couleur nettement verte

Lorsque le vent a cessé, l'agitation persiste pendant un

certain temps, etles ondulations régulières, qui s'établissent

Les éléments de la houle sont :

La longueur L, exprimée en mètres, de crête en crête,

oudecreux encreux,mesuréeperpendiculairementaux

La hauteur oule creux H, hauteur du creux à la crête deslames;

Lapériode T, temps que mettent deux crêtes successives àpasser au même point fixe ;

céli'rité : V = =;

venirla houle

On mesure ces éléments, soit directement, soit par la

mesure d'autres éléments auxiliaires, ainsi qu'il est indiquéci-après (1).

simul-tanées, de direction et de vitesse difïérentes. La rencontre de ces