Vortex

“ Quand un ballon est captif, on voit la corde qui le tient s’incliner et osciller, suivant que les rafales augmentent ou diminuent. Dans ces conditions il résiste au vent, comme un arbre, une maison, comme la voile d’un navire retenu par l’eau, comme un cerf-volant tirant sur sa corde. Tous ces objets opposent une résistance parce qu’ils sont fixés ou qu’ils ont un point d’appui ; s’il vient à leur manquer, ils cèdent un vent et le suivent. ”

“ Lorsqu'un vaisseau fait voile par un vent de côté, l'effet du vent a une tendance à le renverser, et s'il porte mal la voile, c'est-àdire, s'il manque de stabilité, il ne saurait marcher autrement qu'en face du vent. La position du centre de gravité, comparée à celle du métacentre, ou centre imaginaire de pression , détermine le degré de stabilité: et le moyen généralement pratiqué pour l'augmenter, est d'affaiblir les poids supérieur et les agrès, de diminuer sa hauteur, et d'accroître sa largeur, en ayant soin de
charger le lest le plus profondément dans la cale. ”

“ Par la vague ; déjà plein, inondé, le trou
Fait par la pelle, est sans vaillance, faible et mou ;
L’eau brusque, envahissante, anéantit, éreinte
Les bords inconsistants, fragiles, de l’empreinte ;
Le pourtour, cédant sous le choc, est affalé ;
Le vide, maintenant, sera vite comblé ;
L’eau, n’ayant pas grand fond, est claire et diaphane.
⁂
En l’air un cerf-volant marche à souhait ; il plane
En oscillant, instable, inquiet et campé
Vers le silence, assez haut ; il est découpé
En forme de ballon sans passagers, et flotte
Soutenu par le vent rapide qui le frotte ”

“ Dans cet état de choses, on voit manifestement qu'entre les faits que nous venons de recueillir, au sujet de l'impulsion du vent sur une surface en repos, ou, ce qui revient au même, de la résistance de l'air en repos à une surface en mouvement, on voit, disons-nous, qu'il y a une bien grande lacune entre ces faits et les moyens d'évaluer la puissance mécanique du vent, telle que l'industrie l'emploie. ”

“ Il est évidemment très malaisé de comprendre comment dans une atmosphère animée d’un mouvement, — D’une ondulation, d’une vibration rapide, — où le vent se propage avec une vitesse considérable, une explosion peut, plusieurs heures après, déterminer une condensation de la vapeur d’eau ”

“ Sous l’empire de cette force de répulsion, qui se manifeste dans l’élasticité des vapeurs, la diffusion des corps odorants et l’expansion de toute matière gazeuse, et qui est un phénomène incontestable de la nature, les éléments qui tombent vers les centres d’attraction abandonnent la direction rectiligne de leur mouvement, et leur chute verticale se transforme en des mouvements curvilignes autour du centre d’attraction. ”

“ Pour que cet air, en s'allumant, se change en foudre, il suffit que les nuages s'entre-choquent ou se compriment réciproquement par leur masse en s'échauffant par la rapidité de leur mouvement à travers l'espace. ”

“ Quand les vents durent, les rides de l'eau sont uniformes en vitesse et en hauteur ; quand les vents changent sous l'attraction des courants d'appel, les rides de l'eau changent également de direction, plus lentement, à cause de la force d'impulsion et de la force de résistance de l'élément liquide, et l'on a alors le spectacle de lames, de vagues de différente élévation, marchant en sens contraire, se heurtant, s'entre-croisant, se poursuivant, reproduisant tous les mouvements de l'air. ”

“ Toutes les couches atmosphériques doivent prendre à la longue un même mouvement angulaire de rotation, commun au corps qu’elles environnent ; car le frottement de ces couches les unes contre les autres et contre la surface du corps doit accélérer les mouvements les plus lents et retarder les plus rapides, jusqu’à ce qu’il y ait entre eux une parfaite égalité. ”

“ Il faut chercher autre chose, et, si l'on ne peut diriger un ballon, le maintenir au moins dans les courants atmosphériques favorables. A mesure que l'on s'élève, ceux-ci deviennent beaucoup plus uniformes, et sont constants dans leur direction ; ils ne sont plus troublés par les vallées et les montagnes qui sillonnent la surface du globe, et là, vous le savez, est la principale cause des changements du vent et de l'inégalité de son souffle. Or, une fois ces zones déterminées, le ballon n'aura qu'à se placer dans les courants qui lui conviendront. ”

“ C’est par cette raison que l’eau éteint le feu, & qu’un soufflet l’allume; car l’eau empêche que les oscillations que l’air communiquoit au Feu, parviennent jusqu’à lui, & le soufflet au contraire rend les vibrations de l’atmosphere plus fortes & plus fréquentes.
La force avec laquelle un soufflet double de Forge pousse l’air dans le Feu, étant égale à la 30e. partie du poids de l’atmosphere, cette force doit faire sortir l’air avec une grande vîtesse, & le renouveller à chaque moment. On peut juger par-là combien un vent violent doit augmenter le Feu. ”

“ La vitesse donne une force sustentatrice passive, si je puis m'exprimer ainsi, qui est la résistance de l'air. Les rameurs et les aéroplanes mécaniques qui font de la vitesse utilisent cette force secondairement : « la sustentation est une fleur qui vient de la vitesse » a-t-on dit.
Le vent est une force active, c'est-à-dire un mouvement qui se décompose sur l'aile du voilier en sustentatrice et propulsive. ”

“ Lancées avec moins de force, elles ne font que glisser et tomber mollement, sans frapper ni blesser. Elles jaillissent tantôt d’entre les nuages, tantôt d’un air pur, s’il déborde en principes inflammables. Et même ne tonne-t-il pas quelquefois dans le ciel le plus serein, comme il arrive en un temps couvert, par une collision atmosphérique ? L’air, si transparent, si sec qu’il puisse être, est pourtant compressible ; il peut former des corps analogues aux nuages, et qui, choqués, fassent explosion. ”

“ Considérons une masse fluide homogène animée originairement d’un mouvement de rotation et se refroidissant lentement. Si le refroidissement est assez lent, le frottement interne détermine la révolution de l’ensemble dans toutes ses parties avec la même vitesse angulaire. Le moment de rotation demeurera d’ailleurs constant. ”

“ On sait bien que tout corps en mouvement dans l’air subit une pression sur la face avant ; que cette pression augmente rapidement avec la vitesse ; qu’elle se modifie avec les dimensions et les formes du corps en mouvement, avec le plus ou moins de poli de sa surface, avec le plus ou moins d’inclinaison sur la direction suivie. ”

“ Personne n’a jamais dit que la goutte restera suspendue en l’air, précisément à cause de l’égalité entre son propre poids et la résistance de l’air, qui lui sera devenue rigoureusement égale.
7. Un vaisseau muni de voiles est sur mer ; le vent en soufflant enfle les voiles, il fait prendre au vaisseau, dans les premiers instans, un mouvement uniformément accéléré. Mais ce vaisseau ne peut avancer à moins qu’il n’écarte l’eau qui est devant lui ; et cette eau lui résiste proportionnellement au quarré de sa vitesse. Le choc du vent sur les voiles suit le même rapport : qu’en résultera-t-il ? ”

“ Les molécules qui composent la masse atmosphérique sont soumises à deux forces simultanées et contraires : la force répulsive , conséquence du mouvement de rotation, et la force attractive du globe terrestre. — L'existence de ces deux forces fait admettre une limite à l'atmosphère. — Hauteur de l'atmosphère. 77 § 3. Pression atmosphérique.
L'air exerce des pressions dans tous les sens sur les corps qui y sont plongés. — Mesure de la pression de l'air. ”

“ Je ne voyais que par intermittence le plan en relief qui se déroulait sous nos yeux ; un épais brouillard me masquait toute la surface vers laquelle je me dirigeai, des petits nuages en quantité considérable s'enchevêtraient devant moi avec une mobilité extrême, et formaient entre la terre et la nacelle un rideau mouvant de l'effet le plus fantastique : ces masses vaporeuses couraient avec une vitesse telle que je crus un instant que je marchais en sens inverse de la direction qu'ils suivaient. ”

“ Il est même possible de déterminer la position du centre de gravité tellement que ce mouvement de rotation contre le vent compense exactement la translation que le système a subie en sens contraire, de sorte que la fusée se maintienne dans sa direction quel que soit le vent. ”

“ Maintes fois j'ai examiné les mouvements des aérostats planant dans l'atmospllère, et j'ai vu que, lorsqu'un balIon marche presque en ligne droite, et avec un mouvement de rotation, son axe, quoique incliné, conserve toujours son parallélisme ; mais dès que, par une ondulation atmosphérique, le mouvement direct du ballon se change en un mouvement circulaire, l'axe perd tout de suite son parallélisme et l'un de ses bouts se dirige constamment vers le centre du mouvement de révolution. ”

“ Tous ceux qui se sont attachés à l’étude de ces dangereuses tempêtes, qui balaient souvent des espaces immenses, ont observé que le mouvement de rotation s’opère toujours dans le même sens à l’intérieur du tourbillon aérien. ”

“ Que par l'action du feu on arrive à porter la force de l'air d'une atmosphère à cinq seulement, qui empêchera de prendre sur ces cinq atmosphères une force suffisante pour
injecter continuellement de l'air nouveau dans le dilateur, de manière à obtenir un mouvement continu qui ne cesserait qu'avec la chaleur dilatante? Sur ce point notre conviction est entière; on obtiendra, par une bonne dilatation de l'air, une force expansive qui dépassera toutes les merveilles produites par la vapeur d'eau. ”

“ Les mouvements de l'air sont également causés par la chaleur solaire et la rotation terrestre, et la force vive de l'air, que nous utilisons par les moteurs à vent et les voiles du navire, est encore une force produite par le soleil. ”

“ Une brise s’était levée, venant du nord, et la toile, gonflée par le souffle propice, était tendue comme la sphère d’un ballon sous la poussée de l’air chaud ou des gaz plus légers que l’air.
Le vent poussa donc l’embarcation avec la vitesse d’un char attelé à de robustes coursiers. ”

“ Cet air dont je parle, fluide subtil qui coule par les mille pores du fer jusque dans ses moindres atomes, le meut et le précipite : comme le vent qui enfle la voile des navires, il aide et favorise l’élan d’un corps inerte.
Enfin, tous les êtres doivent avoir de l’air dans leur substance, puisque leur substance est poreuse, et que l’air les enveloppe, les baigne de toutes parts. Or, celui que les entrailles du fer recèlent, y flotte tourmenté d’une agitation perpétuelle ”

“ La direction du vent, qui est déterminée par la répartition de la pression atmosphérique, la rotation de la terre, la force centrifuge et le frottement de l'air à la surface du globe, se déduit très simplement de la position du centre du tourbillon qui est luimême fixé par la pression la plus basse (1) . ”

“ Mais aujourd'hui, nous savons que l'air est pesant et tend à tomber vers le centre du globe, comme toute autre matière soumise aux lois de l'attraction et de la pesanteur. Le vent n'est que de l'air qui se déplace en vertu son poids, et nous sentons que l'air, même calme, résiste plus ou rnoins à nos mouvements. ”

“ Le ballon ira droit à son but si celui-ci est dans la direction du vent; sinon il courra des bordées;, mais il glissera latéralement dans et sur l'air, comme le vaisseau fait sur la mer. Le vent vient en aide au ballon, car je ne puis trop le répéter, celui-ci porte en lui-même le grand élément, le principal moyen pour obtenir ce mouvement. ”

“ Lorsque les vents prennent naissance en un lieu donné par suite d’une augmentation de la pesanteur de la couche d’air superposée, ils se propagent par impulsion, ils poussent devant eux les couches atmosphériques, ils se font sentir d’abord dans les lieux d’où ils paraissent provenir. ”

“ III.—DE LA LOCOMOTION DANS L'AIR. Les vents. — La chute d'un corps dans l'air et dans le vide. — Les oiseaux et les ballons. — La direction des ballons paraît une utopie. — Invention d'un moteur à poudre.
Nous connaissons déjà l'air parce que nous en avons dit à propos des tempêtes qu'il soulève à la surface des mers, et nous n'avons pas besoin d'insister de nouveau sur la violence des mouvements dont sa masse est souvent agitée pour faire comprendre les difficultés que trouve l'homme à s'y mouvoir dans une direction déterminée. ”

“ D’autre part on sait que lorsque le vent augmente il tend à faire monter le cerf-volant par la pression exercée sur sa face inférieure, et au contraire à abaisser et à coucher vers le sol le ballon sphérique captif. ”

“ La force du vent peut s'évaluer de deux manières : soit par la pression qu'il exerce sur une surface déterminée, soit par la vitesse qu'il possède. La vitesse du vent s'évalue en mètres par seconde, sa pression s'évalue en kilogrammes par mètre carré. ”

“ Voilà ce qui arrive parfois, alors que la rage du vent, incapable de rompre le nuage dont elle s’empare, l’abaisse pourtant, du haut des cieux vers les flots : espèce de colonne qui tombe peu à peu, masse que l’effort d’un bras robuste semble précipiter des airs pour l’étendre sur les eaux. Puis, quand il la crève, le vent rapide jaillit de ses flancs, et gagne la mer, où il excite dans les vagues un étrange bouillonnement. ”

“ Le vent n'est pas autre chose que l'air mu, soit par une simple impulsion, soit par le mélange des vapeurs.
2. Les vents produits par la simple impulsion de l'air se forment de quatre manières, soit par le mouvement propre de l'air, soit par la dilatation de l'air par la chaleur solaire, soit par l'arrivée d'un air soumis à un froid subit, soit enfin par la compression exercée sur lui par les corps étrangers. Outre celles-ci, il est une cinquième manière qui consiste dans l'agitation et la secousse de l'atmosphère, suite de l'influence des astres ”

“ En même temps que l' air tend à se mouvoir dans le sens des gradients , il subit l' action de la rotation terrestre et celle de la force centrifuge qui se développe dans tous les mouvements tournants . ”