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A Albert I de Monaco, le Prince savant

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A Albert I de Monaco, le Prince savant
Histoire
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La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
Albert Ier de Monaco,
le Prince savant
Michel Hontarrède
Météo-France
1, quai Branly - 75340 Paris Cedex 07
lbert Ier de Monaco (1848-1922) fut
prince régnant de la principauté de
Monaco de 1889 à 1922. Surnommé le Prince savant ou le Prince
navigateur, il se passionne pour l’exploration océanographique. Accompagné de
scientifiques, il organise sur ses yachts
successifs de nombreuses expéditions en
Atlantique, des Açores au Spitzberg,
pour étudier l’océanographie physique,
la biologie, la météorologie, etc.
(Carpine, 2002 ; Carpine-Lancre et
Rainier III, 1998). Nous relatons ici,
d’une part, les travaux consacrés à
l’étude du Gulf Stream à l’aide de flotteurs dérivants (premières campagnes, de
1885 à 1887) et, d’autre part, la campagne de 1904 durant laquelle la haute
atmosphère fut sondée à l’aide de ballons et de cerfs-volants. Albert Ier s’est
également intéressé à l’organisation opérationnelle de la météorologie. Nous rapportons dans cet article ses propositions
et son action pour développer l’observation météorologique en Atlantique.
A
Résumé
Trois aspects des travaux scientifiques d’Albert Ier de Monaco sont
présentés. Il s’agit, dans l’ordre chronologique, de ses campagnes de lancement de flotteurs dans l’Atlantique
pour étudier le Gulf Stream, de ses
propositions pour la création de stations de mesures météorologiques
sur les îles de l’océan Atlantique et de
ses campagnes avec Hugo Hergesell
pour l’étude de la haute atmosphère
au-dessus des océans à différentes
latitudes.
Abstract
Albert I, Prince of Monaco,
“Le Prince savant”
Three aspects of the scientific works
of Albert I, Prince of Monaco, are
presented in the chronological order.
They are described his launchings of
floats into the Atlantic Ocean to
study the Gulf Stream, his proposal
for the establishment of weather stations on the Atlantic islands and his
oceanic campaigns with Hugo
Hergesell for the study of the high
atmosphere above the oceans at different latitudes.
Des bouteilles
à la mer
Fin du XIXe siècle : l’époque est à l’exploration des océans. L’Angleterre a
financé l’expédition du Challenger, un
tour du monde en quatre ans, de 1872 à
1876, consacré à l’étude des fonds
marins. De 1880 à 1883, la Marine
nationale française organise des croisières océanographiques dans le golfe
de Gascogne, puis en Atlantique nord,
à bord du Travailleur, puis du
Talisman. La pose des câbles télégraphiques transcontinentaux est alors
une activité en plein essor qui nécessite de connaître la profondeur des
océans et la nature des fonds.
L’existence ou non d’une vie dans les
abysses est un sujet qui excite la curiosité des chercheurs. La recherche de
zones riches en poisson, que la pêche
pourrait exploiter, intéresse également
les gouvernements.
Photo 1 - Au centre de la photo : Albert Ier de Monaco (1848-1922) qui fut prince régnant de la principauté de
Monaco de 1889 à 1922. (© Institut océanographique de Monaco, Fondation Albert Ier, prince de Monaco)
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La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
Albert Ier est un esprit ouvert, en harmonie avec son siècle (photo 1). Il veut
faire profiter la science de sa fortune et
de ses compétences de navigateur. En
1885, il prépare une première croisière
scientifique à bord de son yacht privé,
l’Hirondelle, une goélette de 200 tonneaux. Il apprend alors que le professeur Pouchet, du Muséum de Paris, a
obtenu du Conseil municipal un financement qu’il compte utiliser pour étudier les courants de l’Atlantique nord.
Même si Albert Ier s’intéresse surtout à la
vie dans les grandes profondeurs, cette
étude n’est pas pour lui déplaire. La
connaissance de la circulation océanique
n’est-elle pas indispensable à la géographie zoologique pour comprendre la
répartition, l’évolution, voire la disparition des espèces ? Ne peut-elle pas
contribuer à expliquer les migrations
humaines à une époque où les moyens
pour naviguer étaient rudimentaires ?
Enfin, en améliorant la navigation à l’estime, en offrant la possibilité d’éviter les
zones de vent contre-courant, toujours
mauvaises, cette étude n’est-elle pas de
nature à améliorer tant la rapidité que la
sécurité et le confort des traversées ?
Si le Gulf Stream – qui répand les eaux
chaudes du golfe du Mexique au sein de
l’Atlantique – est déjà bien connu, son
devenir au-delà de la longitude des
Açores l’est beaucoup moins. Des bois
flottés et des fruits exotiques ont certes
été retrouvés sur les côtes d’Écosse,
d’Irlande et de Norvège. Des bouteilles
ont bien été jetées à la mer au début du
XIXe siècle, mais ces flottages, naturels
ou expérimentaux, n’ont pas été faits
avec la rigueur nécessaire et en nombre
suffisant pour en tirer une conclusion
scientifique. C’est pourquoi le 9 juillet
1885, l’Hirondelle quitte Lorient, avec
vingt hommes à bord et 169 flotteurs
destinés à être mis à l’eau selon un plan
bien précis.
Photo 2 - Flotteur en cuivre. (© Institut océanographique de Monaco, Fondation Albert Ier, prince de Monaco)
Comme les bouteilles, ils contiennent le
message suivant dans un tube de verre
emballé dans du coton et du carton :
« Dans le but d’étudier les courants de
la mer, avec l’aide du conseil municipal
de la ville de Paris, ce papier a été jeté
à la mer par les soins de SA le Prince
héréditaire de Monaco, à bord de son
yacht l’Hirondelle et en sa présence.
Toute personne qui trouvera ce papier
est priée de le faire parvenir aux autorités de son pays pour être transmis au
gouvernement français, en indiquant,
avec le plus de détails possibles, le lieu,
la date et les circonstances où ce papier
aura été retrouvé. »
Signé : « Albert, Prince héréditaire de
Monaco ; G. Pouchet, professeur au
Muséum de Paris. »
Un résumé du message est traduit en
russe, norvégien, danois, anglais, allemand, hollandais, espagnol, portugais et
arabe.
Après une traversée sans histoire, au
cours de laquelle sont pratiqués
quelques chalutages par grande profondeur, l’Hirondelle atteint Horta, sur l’île
centrale de l’archipel des Açores, le
20 juillet. Là, en attendant des conditions météorologiques favorables, on
Trois types de flotteurs sont embarqués :
– 10 sphères en cuivre de 10 litres,
pesant 4 kg, composées de deux
hémisphères boulonnés avec joint en
caoutchouc, réalisés par l’arsenal de
Lorient (photo 2) ;
– 20 fûts en chêne de 20 litres, très
solides, goudronnés pour l’étanchéité, réalisés sur le modèle des fûts de
bière par la brasserie de Tantonville
(Meurthe-et-Moselle) ;
– 139 bouteilles de formes variées
(photo 3).
Sphères de cuivre et fûts sont, de plus,
lestés afin de ne pas flotter trop haut et
de ne pas prêter de prise au vent.
Photo 3 - Bouteille avec message. (© Institut océanographique de Monaco, Fondation Albert Ier, prince de
Monaco)
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observe les pratiques locales de la
pêche au cachalot.
Le 27 juillet, appareillage de Corvo, la
plus petite et la plus occidentale des îles
de l’archipel. L’idée est de répartir bouteilles et fûts le long d’une ligne longue
de 200 milles, perpendiculaire à la
direction supposée du Gulf Stream ; une
approche logique pour étudier le courant. La mise à l’eau commence à
55 milles dans le nord-ouest de Corvo,
une bouteille tous les milles, et se termine le lendemain à 1 heure de l’aprèsmidi. Les 63 derniers flotteurs sont
lancés de demi-mille en demi-mille.
L’Hirondelle est de retour à Lorient le
31 août.
Les résultats ne tardent pas. La première bouteille est retrouvée le 17 septembre à l’île Sao Miguel (Açores) et, le
26 janvier 1886, 11 flotteurs ont déjà
été ramassés sur les côtes de l’archipel.
Première constatation : la dérive a eu
lieu vers le sud-est et non vers le nordest comme on le supposait. Malheureusement, les lignes tracées entre le point
de départ et le point d’arrivée des flotteurs se croisent allègrement et on ne
peut rien déduire de plus de cette dérive
(on sait aujourd’hui que les courants
marins n’ont rien d’un long fleuve tranquille et qu’ils sont parcourus de méandres qui s’isolent en tourbillons pendant
plusieurs semaines). Les trajectoires qui
se croisent sont imputées à des courants
locaux entre les îles.
Albert Ier (1886) conclut un peu rapidement que « le Gulf Stream proprement
dit ne s’avance pas au-delà du
40e degré de latitude nord et s’incline
vers le sud à mesure qu’il gagne le méridien des Açores ». Malgré les résultats
de l’expérience, et ne pouvant renoncer
à l’idée que c’est le Gulf Stream qui
donne aux côtes d’Europe son climat
tempéré, il ajoute : « Pourtant des cas de
flottage vers l’est ou même l’est-nordest peuvent se présenter par l’effet des
vents dominants qui entraînent, vers
cette direction résultante, une nappe
d’eau toute superficielle ; celle-ci maintenue à une température élevée par ses
échanges avec les vents précités,
répand, de concert avec eux et jusque
sur nos côtes, une chaleur humide capable, aux îles Sorlingues par exemple, de
faire vivre certains palmiers et fleurir
des aloès. Enfin, l’océan nous rappelle
parfois sa force brutale quand il produit
ces tempêtes atmosphériques dont la
météorologie sait maintenant tracer la
marche plusieurs jours d’avance. »
La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
En 1886, ce sont quelque 510 bouteilles
« fermées par un bouchon de liège
recouvert de brai et d’un gant de caoutchouc » qui sont mises à l’eau « le long
du 20e méridien à l’ouest de Paris »,
soit par 18° W, entre les latitudes du cap
Finisterre (Espagne) et le sud de
l’Angleterre. Il s’agit cette fois d’étudier les courants qui arrosent les côtes
d’Europe.
Trois ans plus tard, 57 flotteurs ont été
retrouvés et Albert Ier en tire les conclusions suivantes(1) : « D’abord, quelques
flotteurs de la région méridionale ont
gagné rapidement les côtes de Portugal
et d’Espagne (Galice), dont ils étaient
les plus rapprochés, tandis que d’autres, flottant sans être arrêtés le long de
ces terres, ont pris le chemin du sud et
ce sont égrenés sur toute la partie plus
méridionale du Portugal, la côte du
Maroc, parmi les Canaries et jusqu’aux
Antilles comme ceux de 1885.
Ensuite, un nouveau groupe venu de la
région centrale du lancement arriva sur
les plages du golfe de Gascogne au sud
de la Gironde, subissant, lui aussi, une
influence vers le sud ; ces unités défilèrent successivement le long des côtes de
la Biscaye, des Asturies, de la Galice,
du Portugal, du Maroc, et gagnèrent les
Canaries, visitant ainsi les mêmes
régions que le groupe précédent, mais
beaucoup plus tard, en faisant partout,
comme lui, constater leur passage.
Enfin, la région septentrionale envoya
ses flotteurs sur les côtes de Bretagne,
où les uns furent tout de suite ramassés,
tandis que les autres inclinant à leur
tour vers le sud, tombèrent dans la
même voie que ceux du précédent
groupe à la suite desquels ils longèrent
les mêmes terres.
On ne voit donc ici nul indice d’une
marche des eaux du golfe de Gascogne
vers le nord, ce qui permet de rayer sur
les cartes le courant de Rennell (2).
D’autre part, il semble que les eaux de
la Gironde et de la Loire conjuguées
refoulent au large de leurs estuaires et
des côtes voisines la marche du grand
courant océanien, car, dans tout
l’espace compris entre l’île de Groix et
la Gironde, aucun flotteur n’apparut. »
En 1887, le professeur Pouchet, toujours subventionné par le conseil municipal de Paris, fait construire un millier
de flotteurs en cuivre, d’une contenance
d’environ deux litres, présentant une
protubérance lestée de graviers afin
qu’ils soient suffisamment enfoncés
pour ne pas présenter de prise au vent.
Ils doivent être mis à l’eau par
l’Hirondelle sur un axe s’étendant des
Açores à Terre-Neuve. Il semble que le
plan initial de lâcher, qui prévoyait
d’augmenter la densité au milieu de
l’axe, n’ait pas été respecté par le professeur Pouchet. Pour la première fois,
celui-ci est à bord et dirige les opérations. Or, en début de mission, le vent
contraire impose à la goélette qui, rappelons-le, ne dispose d’aucun moteur,
de tirer des bords. Le professeur
Pouchet s’impatiente et fait mettre à
l’eau les flotteurs sans tenir compte de
l’avis du marin sur la progression du
navire. D’où une pénurie de flotteurs
sur la fin du parcours. C’est du moins
ce qu’Albert Ier reprochera publiquement au professeur Pouchet. Il lui
reprochera également d’avoir publié les
résultats de ces trois années d’expérience sous son seul nom sans lui en
avoir fait part. Entre le navigateur et le
scientifique, le torchon brûle.
Mais revenons sur les résultats de cette
troisième expérience.
Au 25 août 1889, la mer a rendu
101 flotteurs. Les bouteilles les plus au
sud sont retrouvées aux Açores, à
Madère et aux Canaries. Celles du
groupe le plus nord se retrouvent massivement en Bretagne et en Irlande, certaines ont obliqué vers le sud et sont
retrouvées sur les côtes du golfe de
Gascogne, du Portugal, du Maroc, tandis que d’autres se sont dirigées vers
l’Écosse, les Shetlands et le nord de la
Norvège (Albert Ier, 1889). Elles mettent ainsi en évidence la division de ce
que l’on nomme aujourd’hui la dérive
nord-atlantique en une branche allant
vers le sud et une autre vers le nord-est.
Quelques flotteurs atteignent l’Islande
et d’autres sont repris par le courant
froid qui descend du nord le long des
côtes orientales du Groenland, entraînés
à nouveau vers l’Amérique.
Là encore, Albert I er note quelques
« anomalies ». Certains flotteurs du
groupe sud ont voyagé vers le nord et
inversement. Un flotteur est même entré
en Méditerranée et a été retrouvé en
Tunisie. Qui plus est, il fait partie des
flotteurs largués le plus au nord, près de
Terre-Neuve. Albert Ier n’envisage pas
que la turbulence et la variabilité des
(1) Lors du Congrès international des sciences
géographiques, à Paris en 1890.
(2) James Rennell, géographe et cartographe britannique, publia en 1832 une carte des courants
de l’Atlantique nord faisant apparaître un courant
tournant dans le sens inverse des aiguilles d’une
montre dans le golfe de Gascogne.
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La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
Figure 1 - Carte des mines errantes observées dans l’océan Atlantique nord entre le 7 novembre 1918 et le 9 février 1920. Ces découvertes sont en accord avec les
prévisions du prince Albert Ier de Monaco. (© Institut océanographique de Monaco, Fondation Albert Ier, prince de Monaco)
courants de surface d’une semaine à
l’autre, voire d’un jour à l’autre, suffisent à expliquer ces « anomalies ». Pour
lui, seuls tempêtes et coups de vent peuvent dévier les flotteurs de la trajectoire
moyenne. Dans ses communications à
l’Académie des sciences, il annonce
qu’une étude sera entreprise pour
recouper les trajectoires des flotteurs
avec les données de vent recueillies par
les navires. Mais nous n’avons retrouvé
aucune communication sur cette étude.
Il aura sans doute renoncé devant la difficulté d’une telle entreprise.
En 1889, Albert Ier reçoit le grand prix
de l’Exposition universelle de Paris,
pour la présentation de la carte des courants de l’Atlantique nord.
En février 1892, 226 flotteurs sur les
1 675 lancés au cours des expéditions
de 1885, 1886 et 1887 ont été retrouvés.
Albert Ier (1892a) dresse une nouvelle
carte(1) de leur dérive qu’il soumet à
l’Académie des sciences. Il calcule les
vitesses de dérive en prenant soin de ne
(1) Carte publiée dans Scottish Geophysical
Magazine (Albert Ier, 1892b).
retenir que les flotteurs qui se sont
échoués sur des côtes habitées ou fréquentées par les pêcheurs, éliminant
ainsi les flotteurs qui auraient pu stationner longtemps à la côte avant d’être
repérés. Les flotteurs parvenus aux
Antilles, en Norvège et en Islande ne
sont donc pas pris en compte. Selon ses
calculs, les vitesses de dérive sont les
suivantes :
– entre les Açores, l’Irlande et la
Norvège, 3,97 milles par vingt-quatre
heures ;
– plus au sud, entre les Açores, la
France, le Portugal et les Canaries,
5,18 milles par jour ;
– des Canaries aux Antilles, aux
Bahamas et même jusqu’aux Bermudes, 10,11 milles par jour.
Quant aux deux flotteurs recueillis en
France après 4 ans et 3 mois de flottage pour l’un, 5 ans et 3 mois pour
l’autre, et ceux retrouvés à Madère
après 3 à 4 ans de flottage, ou encore
aux Bermudes, il émet l’hypothèse
qu’ils ont tout simplement fait le tour
de l’Atlantique, entraînés d’abord vers
le sud-est, puis vers le sud et vers
l’ouest dans le courant nord-équatorial.
Échappant à un échouage aux Antilles,
ils ont été repris par le Gulf Stream pour
venir finir leur longue dérive sur les
côtes européennes. Les temps de parcours se révèlent cohérents avec les
vitesses qu’il a calculées par ailleurs.
Ces résultats que l’on peut considérer
comme très positifs et, certainement, la
brouille avec le professeur Pouchet font
que les recherches sur les courants s’arrêteront là. Dorénavant, le prince consacrera ses croisières océanographiques à
d’autres sujets. Mais l’expérience
acquise concernant la dérive d’objets
flottants trouvera une application pratique directe au lendemain de la
Première Guerre mondiale. Suite au
conflit, des mines flottantes, en nombre
inconnu, dérivent au gré des courants en
Atlantique nord et en Arctique. Dans un
exposé à l’Académie des sciences
(séance du 23 décembre 1918), Albert
Ier (1918) affirme qu’au cours des trois
prochaines années et même au-delà,
existe un risque de rencontrer des mines
à peu près partout en Atlantique nord, et
plus particulièrement au fond et au sud
du golfe de Gascogne, sur les côtes du
Portugal, du Maroc, à Madère et aux
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Canaries. Il fixe une route à moindre
danger pour les navires circulant entre
Europe et États-Unis : sortir de la
Manche, faire route sur le 50e parallèle
nord jusqu’à 30° W, puis redescendre
sur la pointe sud des bancs de TerreNeuve. La côte est des États-Unis
devrait être protégée par le courant
froid de Terre-Neuve à la Floride,
encore qu’un retour des mines par le
nord ne soit pas à exclure. Il conclut
sur la menace que la guerre fait planer
sur la navigation, longtemps après
l’armistice.
En septembre 1919, 33 mines sont
signalées en Atlantique nord, corroborant ses prévisions (Albert Ier, 1919 ;
figure 1). En mars 1920, 34 nouvelles
observations de mines l’obligent à
remonter la limite des eaux dangereuses
à 58° N. Une nouvelle fois, le prince a
sous-estimé la capacité de l’océan à
disperser tout ce qui flotte. Si les
conclusions quant à la dérive moyenne
des eaux sont bonnes, le caractère turbulent des courants océaniques, capable
d’envoyer un flotteur vers le nord, puis
vers le sud, de le faire tourner sur luimême pendant des semaines, reste
encore à mettre en évidence.
Notons que, dans les années 1950, les
océanographes demandaient encore
aux bâtiments de la Marine nationale
et à certaines unités de la marine marchande de mettre à l’eau de petites cartes plastifiées dont la dérive, si elles
étaient retrouvées, renseignait sur les
courants marins, exactement comme le
fit Albert Ier à la fin du XIXe siècle. Le
procédé ne sera relégué au rayon des
antiquités qu’à la fin des années 1970,
avec la balise Argos. De nos jours, des
centaines de bouées dérivant à travers
les océans, suivies en continu par les
satellites météorologiques, sont utilisées comme traceurs des courants
océaniques.
Le prince
et la météorologie
Officier de marine de formation, sillonnant à la voile l’Atlantique nord et la
Méditerranée, Albert Ier ne peut être
indifférent à la science météorologique,
alors en plein essor. De plus, le Prince
savant fréquente assidûment l’Académie des sciences de Paris. Là, il
expose ses travaux menés lors des croisières océanographiques qu’il organise
tous les étés depuis 1885. Il connaît
donc parfaitement les préoccupations
La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
des météorologistes de l’époque. Il sait
leur besoin toujours plus grand de
mesures effectuées simultanément. Il
suit également les avancées extrêmement rapides des câbles sous-marins de
télégraphie. Le télégraphe ne relie pas
encore les Açores au continent, mais
cela ne saurait tarder, pense-t-il. Cela
l’amène à présenter un projet de stations météorologiques, au cours d’une
conférence du Congrès international
des sciences géographiques, à Paris, en
1890. Deux ans plus tard, lors d’une
séance de l’Académie des sciences, il
précise ce projet (Albert Ier, 1892c) :
« Des observations recueillies et centralisées aux îles du Cap Vert seraient intéressantes, parce que ces îles sont
placées non loin de la région où se forment la plupart des grands cyclones qui
passent sur les Antilles et les ÉtatsUnis, et qui, obliquant ensuite vers l’est,
atteignent souvent les côtes d’Europe.
Les îles Bermudes seraient très bien
situées au point de vue de notre continent pour un deuxième observatoire,
car on peut affirmer que la majorité des
perturbations dont le centre a passé au
voisinage de ces îles affecteront
l’Europe plus ou moins.
Enfin les Açores, que leur situation met
presque au centre des courbes tracées
par le déplacement des perturbations
atmosphériques nées sur l’Atlantique, et
par la circulation tourbillonnaire des
courants marins superficiels, les Açores
s’imposent comme troisième centre d’observation. Et même, je voudrais utiliser le
mont Pico, qui s’élève sur l’une d’elles à
la hauteur de 2 222 m, pour y établir un
poste supplémentaire qui fournirait des
observations sur les mouvements des
couches supérieures de l’atmosphère, au
milieu de l’Atlantique. »
Le prince propose encore d’utiliser
l’observatoire météorologique qu’il
vient de créer à Monaco pour concentrer les télégrammes météorologiques,
et suggère aux savants des différents
pays concernés d’en discuter. Car, en
météorologie comme en océanographie,
le prince fait toujours preuve d’une
vision internationale des problèmes.
En fait, l’importance stratégique des
Açores n’a pas échappé aux pionniers
de la prévision du temps. Des observations météorologiques y furent effectuées en continu dès 1864. Mais le
capitaine Chaves (1900), directeur de
l’observatoire de Ponta Delgada (Sao
Miguel, Açores), qui, à la demande du
prince Albert I er, rédigera quelques
années plus tard un rapport très complet
sur ce qu’il faudrait faire dans l’archipel
en matière d’observation météorologique, sismique, magnétique et autres,
rapporte : « L’isolement relatif des
Açores, le défaut de communications
régulières et spécialement télégraphiques furent, je pense, les principales
causes pour lesquelles les observations
demandées avec beaucoup d’insistance
par Le Verrier, en France, devinrent
quelques années plus tard si peu intéressantes, qu’ayant cessé d’être
envoyées(1) à l’observatoire de Paris,
personne n’a remarqué cette omission.
Je le tiens de M. Eugenio do Canto qui
a cessé en 1874, sur sa demande, d’être
directeur de l’observatoire.
Ayant eu l’honneur d’entrer en relation
avec SAS, le prince Albert I er , de
Monaco, lors de ses campagnes scientifiques dans les Açores, nous nous entretînmes d’un projet qui depuis quelque
temps occupait l’attention de Son
Altesse. Je veux parler de la création
dans quelques îles de l’Atlantique nord
d’un service météorologique. Son
Altesse insistait principalement sur
l’importance météorologique des
Açores, spécialement quand l’archipel
serait relié télégraphiquement avec le
continent européen. »
Ce rapport, publié en 1900 par l’imprimerie de Monaco, est d’une extrême
richesse. S’appuyant sur une carte montrant les trajectoires des centres des
dépressions au cours des cinq dernières
années (figure 2), l’auteur préconise de
créer trois observatoires : à Sao Miguel
à l’est, à Faial au centre et à Florès à
l’ouest. L’emplacement des observatoires, les bâtiments déjà existants tels
que les phares pouvant abriter les instruments, les difficultés de l’implantation
au sommet du mont Pico (photo 4),
souvent enneigé en hiver, sont discutés.
Le budget pour acquérir les terrains et
bâtir les édifices, le mobilier, les équipements, la rémunération des personnels,
tout est prévu.
Le prince Albert I er usera de son
influence pour que le projet aboutisse.
La première pierre de l’observatoire
météorologique d’Horta est posée en
1901. Albert I er financera lui-même
quelques instruments. À la mort du
prince, en 1923, les autorités portugaises, reconnaissantes, lui donneront le
nom de Observatorio Principe Alberto
de Monaco.
(1) En l’absence de télégraphe, l’envoi des observations météorologiques se faisait par courrier et
servait à reconstituer, a posteriori, la situation
météorologique pour étude.
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La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
Figure 2 - Carte du passage du centre des dépressions du 25 novembre 1894 au 9 septembre 1899. Cette carte des trajectoires des tempêtes fera sourire tout prévisionniste. Elle est manifestement biaisée par la présence d’observations beaucoup plus nombreuses au voisinage des Açores qu’au large de toute terre. Source : Chaves, 1900.
Photo 4 - Le mont Pico (2 351 m) sur l’île du même
nom dans l’archipel des Açores, photographié depuis
le port d’Horta (île de Faial). Lors d’un exposé à
l’Académie des sciences, le prince Albert Ier envisagea
d’y installer « un poste supplémentaire qui fournirait
des observations sur les mouvements des couches
supérieures de l’atmosphère. » (© Michel Hontarrède)
est au point. La Princesse Alice II est
équipée d’une machine à vapeur qui sert
à la fois à faire avancer le navire à une
vitesse suffisante, par temps calme, pour
lancer les cerfs-volants – le cerf-volant
nécessite un vent relatif d’au moins
7 m/s (14 nœuds) pour se maintenir en
l’air – et à manœuvrer le treuil qui
enroule le câble d’acier. Le même treuil
sert pour les sondages océaniques et
pour les cerfs-volants.
Ballons
et cerfs-volants
Tous les étés, Albert Ier reprend la mer,
emmenant hydrographes, océanographes,
zoologistes à travers l’Atlantique nord,
des tropiques jusqu’au Spitzberg. En
1904, il rapporte : « Ma campagne scientifique de 1904 a eu pour objet l’océanographie pure, la biologie marine, la
zoologie et, pour la première fois, la
météorologie de la haute atmosphère
océanienne. » À bord de la Princesse
Alice II, le professeur Hugo Hergesell(1) de
Strasbourg, directeur du service météorologique d’Alsace-Lorraine, dirige les opérations de mesure de température,
d’humidité, de pression et de vent en altitude à l’aide de cerfs-volants lancés
depuis le pont du yacht (photo 5).
Après quelques essais menés en
Méditerranée, en avril 1904, la technique
Les instruments météorologiques sont
eux aussi bien au point. Il s’agit d’appareils enregistreurs dont les stylets gravent en continu les courbes de pression,
température et hygrométrie de l’air sur
(1) Hugo Hergesell est le président de la
Commission d'aérostation scientifique créée par
le Congrès météorologique de Paris en 1896,
pour coordonner les efforts des différentes institutions météorologiques pour l'exploration de la
haute atmosphère. Elle a notamment mis en place
les premiers lancers simultanés de ballons en
Europe dès l'année de sa création.
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La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
se trouvant déjà à plusieurs centaines de
mètres de hauteur. La technique mise au
point consiste à utiliser une première
ligne, légère, de 50 mètres de longueur,
passant dans une poulie en tête de mât.
Une fois le cerf-volant hors des turbulences, la poulie est amenée sur le pont
et la ligne est reliée au câble du treuil.
Malgré toutes ces précautions, il arrive
que le câble d’acier se brise. L’attelage
retombe alors et se maintient avec les
cerfs-volants du bas à l’eau et ceux du
haut continuant à voler, entraînant le tout
à une vitesse proche de celle du vent(1).
Ces incidents ont permis de vérifier que,
même après avoir trempé dans l’eau plusieurs heures, voire plusieurs jours, l’enregistrement est récupérable. En effet,
même si le noir de fumée a disparu, la
courbe gravée par le stylet reste visible
dans la petite couche de graisse déposée
par la fumée des lampes à pétrole utilisées pour noircir les plaques.
Photo 5 - Hugo Hergesell avec l’un de ses appareils enregistreurs. (© Institut océanographique de Monaco,
Fondation Albert Ier, prince de Monaco)
de petites plaques de verre enduites de
noir de fumée. Pour emporter cet appareillage qui pèse 600 grammes, à des
hauteurs supérieures à 4 000 mètres,
plusieurs cerfs-volants sont attachés au
câble, tous les 500 à 1 500 mètres. En
employant un câble léger dans les hauts,
de plus forte section en bas, associé à
des cerfs-volants de taille variable,
petits en haut, plus grands en bas, les
scientifiques ont déjà réussi, à terre, à
emporter leurs instruments à une altitude de 6 000 mètres.
À bord de la Princesse Alice II, la mise
en œuvre d’un tel attelage est compliquée par les turbulences générées par le
gréement du navire. Par gros temps, ces
tourbillons sont si puissants qu’ils peuvent précipiter à la mer un cerf-volant
Photo 6 - Lancement d’un cerf-volant sur la Princesse Alice II.
(© Institut océanographique de Monaco, Fondation Albert Ier, prince de Monaco)
Au cours de l’été 1904, douze lancers
de cerfs-volants atteignant 4 500 m
d’altitude sont effectués dans la région
nord des alizés, entre le Portugal et les
Canaries (photo 6).
Ces mesures en altitude ont pour but de
valider les théories en cours sur la circulation générale de l’atmosphère, les alizés et leur courant de retour en altitude,
le contre-alizé. On connaît, depuis au
moins Christophe Colomb, l’existence
de ces vents réguliers de nord-est à est
dans l’hémisphère Nord, de sud-est à est
dans l’hémisphère Sud, qui soufflent
depuis les calmes subtropicaux en
direction de l’équateur. En 1686, l’astronome Halley en dressa une carte et
émit l’hypothèse d’un courant de retour
(le contre-alizé) ramenant l’air, en altitude, de l’équateur vers les calmes subtropicaux. L’idée fit son chemin, se
précisa, et un autre astronome lui donna
son nom, la « cellule de Hadley ».
Humbold a déjà observé ce contre-alizé
au sommet du Pico, aux Açores, mais
Hergesell pense qu’il s’agit là d’un effet
local dû au relief et à l’échauffement du
versant sud de la montagne, bien exposé
au soleil. C’est pour cela qu’il tient à
effectuer des mesures de vent en mer,
loin de toute terre perturbatrice, audessus de 1 500 m d’altitude, limite
supérieure de l’alizé.
(1) Il est amusant de noter que, récemment, des
chercheurs français ont mis au point un système
de mesure sur le même principe, l’Aéroclipper,
comprenant un ballon traînant une nacelle
immergée. Ce système permet d’effectuer des
mesures automatiques, simultanées, de l’air et de
la mer, rendues nécessaires pour la mise au point
des modèles couplés océan-atmosphère.
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La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
Mais au cours de cette campagne de
l’été 1904, le contre-alizé n’est pas tout
à fait au rendez-vous. Les vents mesurés en altitude sont de nord-ouest, et pas
de sud-ouest comme espéré.
Le contre-alizé est peut-être plus haut, à
une altitude supérieure aux 4 500 m
atteints par les cerfs-volants. Hergesell
imagine alors d’adapter à la mer la
technique des ballons-sondes déjà
utilisée à terre.
Ces petits ballons gonflés à l’hydrogène, libres, sans fil à la patte, peuvent
en effet atteindre des altitudes très élevées. En suivant leur trajectoire, ils
fournissent une excellente mesure de la
vitesse et de la direction du vent en altitude. En visant le ballon avec deux
théodolites (lunette de visée sur pied,
équipée de graduations pour mesurer
les angles, site et azimut), à intervalles
réguliers, et après quelques calculs trigonométriques, on connaît à tout
moment la position du ballon dans
l’espace d’où on déduit vitesse et direction du vent selon l’altitude. Avec un
seul théodolite, le calcul est encore possible car la vitesse ascensionnelle du
ballon est à peu près constante, de
l’ordre de 300 mètres à la minute avec
un tarage constant. Il suffit donc de
chronométrer l’ascension du ballon
pour connaître son altitude.
La méthode marche très bien sur terre.
Sur mer, l’emploi du théodolite, qui
demande à être parfaitement calé sur
l’horizontale, est impossible. Mais
mesurer un angle par rapport à l’horizon, tous les marins savent le faire, c’est
la fonction même du sextant. Quant à
l’azimut, le compas de relèvement fait
parfaitement l’affaire.
Les ballons peuvent aussi emporter les
appareils qui enregistreront la pression,
la température et l’humidité tout le long
de l’ascension. Pour les récupérer, il
suffit d’attendre qu’ils retombent. En
effet, la pression atmosphérique diminuant avec l’altitude, un ballon en
caoutchouc, fermé, se gonfle en s’élevant et finit, tôt ou tard, selon sa résistance, par éclater. Reste alors à le
retrouver. Si, à terre, dans une Europe
encore très rurale, les instruments sont
presque toujours récupérés, la faisabilité de la méthode reste à démontrer en
mer. Pour faciliter le repérage, le prince
et son équipage imaginent l’attelage
suivant : un premier ballon suivi,
50 mètres plus bas, d’un deuxième,
moins gonflé, portant les instruments
et, encore 50 mètres plus bas, d’un flotteur. Quand le premier ballon, le plus
gonflé, éclate, l’ensemble retombe. Le
deuxième ballon, qui n’a pas éclaté, sert
à la fois au repérage et à maintenir les
instruments hors de l’eau.
Pendant toute l’ascension, les ballons
sont suivis par la Princesse Alice II à
toute vapeur. Des observateurs aux bons
yeux, munis de jumelles, repèrent le
point de chute. La méthode fonctionne
puisque, au cours de l’été 1905, 18 lancers sont effectués, certains atteignant
14 000 m (photo 7). Les guetteurs sont
si habiles qu’ils arrivent même à retrouver le ballon, à sa descente, après sa traversée d’une couche nuageuse.
Les sondages de l’été 1905 confirment
ceux de l’été 1904. À la latitude des
Canaries, l’atmosphère est composée de
trois couches. La couche inférieure
épaisse de 1 500 à 3 000 mètres est celle
où souffle l’alizé ; elle est très humide
et la température de l’air décroît rapidement avec l’altitude. Elle est surmontée
d’une couche de transition, où la température varie peu. Au-delà de 4 000 mètres, la décroissance de la température
reprend. Cette troisième couche d’air
est très sèche, ce qui laisse penser
qu’elle est le siège d’un mouvement
descendant, manifestation du courant
de retour en altitude de l’alizé.
Malheureusement, à une exception
près, comme en 1904, Hergesell n’a pas
trouvé les vents de sud-ouest attendus,
mais des vents de nord ou de nordouest. Il ne récuse pas pour autant la
théorie du contre-alizé mais en déduit, à
juste titre, que le courant de retour ne se
manifeste peut-être pas de façon aussi
simple, sous la forme d’un vent d’altitude dont la direction serait exactement
opposée à celle du vent de surface.
Mais en 1905, la communauté scientifique a reconnu l’existence de cette
couche atmosphérique particulière
qu’est la stratosphère. Comme d’autres
chercheurs, dont son compatriote
Berson qui ira ensuite sonder l’atmosphère autour du lac Victoria en
1908, Hergesell va s’employer à vérifier qu’on la retrouve à toutes les latitudes. C’est pourquoi, en 1906, il est à
nouveau à bord de la Princesse Alice II,
alors en partance pour le Spitzberg.
Au cours de cette campagne, toutes les
techniques sont utilisées : cerfs-volants,
ballons non récupérés suivis par le
navire ou suivis au théodolite depuis la
terre, systèmes à deux ballons… Pour
des sondages limités en altitude, on a
également mis au point un système de
largage électrique du ballon supérieur,
déclenché par le stylet du barographe.
On utilise aussi des ballons captifs. Ces
derniers servent à maintenir tendu un
câble, le long duquel s’élève un autre
ballon emportant les instruments. C’est
le seul moyen d’obtenir un bon profil de
température par vent calme et temps de
brouillard. Car au cours de cette campagne dans les mers polaires, le brouillard,
fréquent au large, a beaucoup gêné les
opérations.
Photo 7 - Le prince Albert Ier bouchant les trous d’un
ballon- sonde. (© Institut océanographique de
Monaco, Fondation Albert Ier, prince de Monaco)
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La Météorologie - n° 71 - novembre 2010
Néanmoins, à d’autres moments et près
de terre, l’équipage prof ite d’une
transparence atmosphérique exceptionnelle. Ainsi un ballon a pu être suivi au
théodolite jusqu’à une altitude supérieure à 25 000 m.
Au cours de cette campagne de 1906,
quelque trente explorations de la haute
atmosphère sont effectuées, au cours
desquelles des vents de 60 m/s
(216 km/h) sont mesurés à une altitude
de 13 600 m, par 80° N. « Une vitesse
sans équivalent à la surface de la
Terre » dira le prince lors d’une conférence (1). Le professeur Hergesell et
le prince Albert de Monaco sont
ainsi les tout premiers observateurs –
si ce n’est les découvreurs – des jetstreams, ces vents violents de très
haute altitude.
Finalement, à force d’astuce et d’ingéniosité, les pionniers de cette époque
ont tenté et réussi une exploration
partielle de la haute atmosphère,
une trentaine d’années avant que
n’apparaissent les premières radiosondes.
Océanographie physique, organisation
opérationnelle de la météorologie,
étude de la haute atmosphère, le prince
Albert Ier (1932) caracole décidément
aux avant-postes du progrès et de la
connaissance.
(1) Conférence publiée dans le Scottish
Geographical Magazine. (Albert Ier, 1907).
Bibliographie
Albert Ier de Monaco, 1886 : Sur le Gulf Stream. Recherches pour établir ses rapports avec la côte de France - Campagne de l’Hirondelle de 1885. Paris, Gauthier-Villars,
41 p.
Albert Ier de Monaco, 1889 : Sur les courants superficiels de l’Atlantique nord. Comptes rendus Académie des sciences, vol. 108, 1151-1154.
Albert Ier de Monaco, 1892a : Sur une nouvelle carte des courants de l’Atlantique nord. Comptes rendus Académie des sciences, vol. 114, 264-268.
Albert Ier de Monaco, 1892b : A new chart of the currents of the North Atlantic. Scottish Geographical Magazine, 8 (10), 528-531.
Albert Ier de Monaco, 1892c : Projet d’observatoires météorologiques sur l’océan Atlantique. Comptes rendus Académie des sciences, vol. 115, 160-161.
Albert Ier de Monaco, 1907 : Meteorological researches in the high atmosphere. Scottish Geographical Magazine, 23 (3), 113-122.
Albert Ier de Monaco, 1918 : Marche des mines flottantes dans l’Atlantique nord et l’océan Glacial pendant et après la guerre. Comptes rendus Académie des sciences,
vol. 167, 1049-1056.
Albert Ier de Monaco, 1919 : Les mines errantes de l’Atlantique nord. Comptes rendus Académie des sciences, vol. 169, 562-566.
Albert Ier de Monaco, 1932 : Recueil des travaux publiés sur ses campagnes scientifiques par le prince Albert Ier de Monaco. Imprimerie de Monaco, 369 p.
Carpine C., 2002 : La pratique de l’océanographie au temps du prince Albert Ier. Édition Musée océanographique, 331 p.
Carpine-Lancre J. et Rainier III, 1998 : Albert Ier, prince de Monaco : des œuvres de science, de lumière et de paix. Édition Palais de SAS le Prince, 205 p.
Chaves F.-A., 1900 : Rapport sur l’établissement projeté du Service météorologique international des Açores. Imprimerie de Monaco, 57 p.
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