qu'à 70 km. de hauteur, minimum généralement accepté par les partisans du système, la pression de l'atmosphère (moins de 0,1 mm.) est tellement faible que l'intensité du son, à la descente, tomberait nécessairement bien au-dessous du seuil de la perception. On sait, en effet, que le son ne se propage pas dans le vide, et les expériences classiques, exécutées avec la machine pneumatique ordinaire, montrent que l'affaiblissement de l'intensité avec la raréfaction de l'air se fait déjà sentir énergiquement à des pressions de l'ordre du em. Or ici il s'agit d'un vide au moins cent fois plus avancé. Donc l'intensité du son, parvenu à 70 km. de hauteur, est déjà quasi nulle. De plus, il est impossible d'imaginer une cause plausible qui le renforcerait à la descente, et il est certain, au contraire, que les réflexions internes sur les couches de densité et de température croissantes doivent continuer à les affaiblir, comme à la montée. Dans ces conditions, leur perception auditive à grande distance devient un paradoxe insoutenable.

Actuellement, la faveur est donc revenue à la théorie météorologique, qui attribue la portée considérable du son, avec toutes les particularités qui s'y rattachent, aux seuls facteurs météorologiques, et notamment aux variations du vent et de la température.

Il est facile d'imaginer des combinaisons de températures et de mouvements atmosphériques capables de produire les effets acoustiques observés, et on reconnaît sans peine qu'elles sont de telle nature et aussi d'un ordre de grandeur tel qu'elles doivent souvent se trouver réalisées. En règle tout à fait générale d'abord, les rayons sonores ont une tendance à monter, parce que la température de l'air a ordinairement son maximum près du sol, et baisse à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère. Si alors il se rencontre plus haut une

inversion de température suffisante, le rayon montant peut être ramené à l'horizontalité, puis rabattu vers le sol, exactement comme les rayons lumineux dans le mirage, mais avec une courbure inverse.

Le vent agit de la même manière par ses variations de vitesse. Au niveau du sol il est toujours ralenti par le frottement et par les obstacles auxquels il se heurte. S'il est de même sens que la propagation du son, il inclinera l'onde en avant et rabattra le rayon sonore vers le sol; s'il est de sens contraire, il inclinera l'onde en arrière, et relèvera le rayon. Mais, à partir de quelques kilomètres de hauteur, sa vitesse se ralentira le plus souvent, puisque les perturbations les plus violentes de l'atmosphère ne dépassent pas la limite inférieure de la stratosphère. Alors l'effet inverse se produira et les rayons, relevés d'abord, seront ensuite rabattus. A fortiori en sera-t-il ainsi, si le vent inférieur est surmonté d'un courant entraîné dans le sens opposé.

Que des conditions pareilles à celles que nous venons de décrire existent réellement assez souvent dans l'atmosphère, cela n'est pas douteux, d'après les observations. Nous en donnerons des exemples. Il est non moins certain que leur ordre de grandeur est suffisant pour produire les effets attendus. Il n'est pas sans importance de le montrer, au moins approximativement, par un calcul élémentaire. La nature des trajectoires réelles des rayons sonores dépend évidemment de la loi de variation admise pour la vitesse. Ainsi, Rayleigh trouvait une chaînette, Jäger et Mohn un cercle, Matthiesen une parabole, V. Kommerell une cycloïde. Comme il s'agit, en tout cas, de courbes extrêmement surbaissées, elles diffèrent très peu d'un arc de cercle, et nous nous contenterons de cette première approximation.

Désignons par r le rayon de l'arc décrit par une trajectoire sonore qui part horizontalement du sol, par

h la hauteur à laquelle cette trajectoire aura été relevée après le parcours dont la projection horizontale est d. Nous aurons, d'après une propriété élémentaire bien connue d√h(2r-h), et puisque les arcs parcourus sont proportionnels aux vitesses, les rayons. retrh des arcs commençant au sol et à la hauteur h le seront aussi.

:

Soient alors les conditions atmosphériques suivantes : température 10° au sol, 0° à 3 km., vent nul. La seconde relation nous donnera tout d'abord r 168 km. En l'introduisant dans la première, nous trouvons d=31,6 km. Ce qui signifie qu'un rayon sonore partant horizontalement de la source sera parvenu à 3 km. de hauteur à la distance 31,6 km. de l'origine. Supposons maintenant sur les 3 km. suivants une inversion qui ramène la température à 10°: le rayon recevra une courbure inverse qui le rendra de nouveau horizontal à 6 km. de hauteur, après un second parcours de 31,6 km. En vertu de la symétrie, dans le cas idéal choisi, il reviendra finalement au sol en décrivant des courbes inverses des précédentes, après un parcours total en projection horizontale de 126,4 km. Avec des différences de températures plus fortes que l'exemple extrêmement modéré choisi, nous obtiendrions aisément des portées deux ou trois fois plus considérables.

Par un calcul également facile, dont nous laissons le soin au lecteur demeuré encore sceptique, on se convaincra semblablement que les vitesses des vents observées en fait suffisent, et au delà, pour produire les effets demandés par la théorie. Rien n'empêche d'ailleurs d'admettre plusieurs ondulations successives des rayons sonores entre le sol et le niveau de retour, comme le suggérait déjà M. van Everdingen à propos du bombardement d'Anvers. On aurait donc plusieurs zones de silence successives, mais de peu d'étendue, qui ne pourraient évidemment être distinguées que

dans des expériences instituées ad hoc et soigneusement préparées.

Un des avantages de cette théorie, c'est qu'en s'abstenant de faire sortir la trajectoire du son de la troposphère, elle évite, non seulement la perte d'énergie dans le vide avancé de la stratosphère, mais aussi, jusqu'à un certain point, l'affaiblissement géométrique proportionnel au carré de la distance à l'origine. En effet, tous les rayons restent alors compris dans une nappe de petite épaisseur par rapport à la distance, dans laquelle l'expansion latérale est seule possible en principe. L'intensité, après un premier parcours de quelques kilomètres, deviendrait donc inversement proportionnelle à la simple distance.

Bien des phénomènes d'observation quotidienne s'expliquent d'après ces principes. Aux petites distances (dans la zone d'audibilité normale) on entend mieux et plus loin sous le vent qu'à contre-vent. Dans le premier cas, les rayons sonores voisins de l'horizon sont ramenés vers le sol; dans le second, ils sont relevés et les rayons horizontaux, eux-mêmes, passent bientôt au-dessus des têtes. On entend mieux aussi, et pour la même raison, par temps froid et brumeux que par temps chaud, mieux la nuit que le jour, le gradient de température étant faible et souvent négatif (températures croissantes) dans la première alternative, positif dans la seconde. On entend mieux d'une position élevée et on s'y fait mieux entendre, parce que les rayons concavité tournée vers le ciel qui y passent, ont leur point de tangence plus loin sur le sol. Enfin, il est plus facile de se faire entendre dans une salle fermée qu'en plein air, parce que l'air chaud, qui s'accumule au plafond, y réalise presque toujours l'inversion de température.

On rattachera sans peine au même point de vue l'explication de certains grondements mystérieux,

qu'on perçoit quelquefois au bord de la mer par temps chaud et calme. Les marins belges les appellent Mistpoeffers. Ailleurs on les connaît sous les noms divers de Bramidos, Brontidi, Marina, Barisal-guns, Seeschiessen, etc.

Il y a une vingtaine d'années on s'en est occupé beaucoup, sans aboutir à des conclusions fermes, parce qu'on ne croyait pas pouvoir les rapporter sûrement à des exercices de tir (éventuellement des orages ou des fractures de roches), étant donné qu'il n'y en avait pas eu, informations prises, dans le voisinage. Ce que nous avons appris pendant la guerre sur la portée du son du canon rend très probable qu'il ne s'agissait pas d'autre chose, mais que la source était seulement à chercher beaucoup plus loin qu'on ne croyait. Ainsi, sur la côte belge, on les entend le plus souvent par vent d'Est et en été; jamais, semble-t-il, la nuit. Ce sont justement les conditions qui doivent permettre d'entendre les tirs d'artillerie effectués, soit dans l'estuaire de la Tamise, soit au loin dans la Manche.

Nous remarquerons encore que l'intervention du vent doit être plus fréquente ou plus effective que celle de la température. Ce qui le montre, c'est la dissymétrie habituellement constatée dans les observations, notamment quand il s'agit d'éruptions ou d'explosions. On pourrait répéter ici, mais avec quelque atténuation, ce qui a été dit de la théorie physique : les niveaux thermiques sont généralement horizontaux sur de grandes étendues, et par suite, les déviations du son dues à la température devraient être ordinairement symétriques dans toutes les directions, car ce n'est qu'exceptionnellement que la source sonore se trouvera près de la lisière des strates agissantes. Le vent seul est toujours dissymétrique. C'est donc lui qui doit être, vraisemblablement, le facteur dominant.

(A suivre)

V. SCHAFFERS, S. J.