# I - ÉTUDE DE LA MAGNÉTOSPHÈRE

## A - Satellite F.R.1 (1965 - 101 A).

Le programme F.R.1 concerne l'étude de la propagation dans l'ionosphère et la magnétosphère d'ondes très longues provenant d'émetteurs T.B.F. au sol et accessoirement de sources naturelles. Ce programme résulte de la coopération du Centre National d'Etudes Spatiales avec la National Aeronautics and Space Administration. Un groupe de techniciens sous la direction de C. FAYARD et un groupe de chercheurs sous celle de L.R.O. STOREY ont été chargés, au Centre National d'Etudes des Télécommunications, des études correspondantes.

Les lancements en 1963 et 1965 de deux expériences préliminaires en fusée à Wallops-Island ont permis de mettre à l'épreuve des techniques particulières de mesure (antenne dipôle double-sphère [127], égalisation de potentiel à cathodes chaudes) et de mesurer le champ créé dans l'ionosphère par l'émetteur ondes très longues d'Annapolis dans le but de calculer la densité électronique et les fréquences de collision [108].

Lancé le 6 décembre 1965 à l'aide d'une fusée Scout, le satellite est sur une orbite quasi-circulaire à l'altitude de 750 km dont l'inclinaison de 75°9 sur l'équateur permet l'exploration de l'ionosphère au-dessus de l'émetteur de Sainte-Assise puis, sur la même orbite, dans la région conjuguée magnétique au-dessus de l'Afrique du Sud.

La préparation de l'expérience donna lieu à de nombreux travaux théoriques sur la basse ionosphère [3, 4, 5, 32, 33].

La parfaite réussite technique de l'expérimentation et l'état d'avancement de son dépouillement indiquent que les buts scientifiques recherchés seront atteints.

Dans un but légèrement différent l'équipe de J. DELLOUE et M. GARNIER détermina expérimentalement les trajectoires des signaux émis par des émetteurs ondes longues européens et reçus en Afrique du Sud après propagation dans le mode sifflement [53, 53, 55].

L'équipe de du CASTEL, utilisant les mêmes couples de points conjugués, étudia le guidage, par des irrégularités d'ionisation alignées sur le champ magnétique, d'ondes décamétriques [58, 61, 64].

## B - Réseau de réception de sifflements

Le groupe du Laboratoire de Physique de l'Exosphère (J. DELLOUE) a mis en évidence par l'emploi d'un réseau de quatre bases longues de quelques dizaines de kilomètres, deux à deux alignées, des fronts d'ondes sphériques provenant de sources isolées, de dimensions restreintes (quelques kilomètres) et situées au niveau de la région D [51]. De telles émergences sont vraisemblablement liées à l'existence d'irrégularités qui facilitent la traversée du gradient D.

Les déterminations de normales au front d'onde ont été effectuées en synchronisme en deux points distants de 136 km. L'expérience a montré qu'un sifflement, issu d'un éclair donné, apparaissait aux deux
points comme deux phénomènes électromagnétiques complètement indépendants [56]. Les décalages de plusieurs dizaines de millisecondes south vent observés entre les instants d'arrivée des composantes suggèrent que deux points situés à une distance de cet ordre sont en général illuminés par des chemins magnétosphériques voisins mais différents.

Antérieurement le même groupe avait étudié la polarisation du sifflement suivant sa direction d'arrivée au-dessous de l'ionosphère. Circulaire de la verticale à 15° le signal était de plus en plus elliptique à mesure que la normale de l'onde s'éloignait de la verticale pour abouvir à une polarisation rectiligne pour les rares signaux se propageant horizontalement vers le récepteur [50].

### C - Etude de l'occurrence et de la dispersion des sifflements.

Au Laboratoire de Physique de la Haute Atmosphère (Professeur R. RIVAULT), un important travail a porté sur l'étude des variations de l'occurrence et de la dispersion des sifflements radioélectriques enregistrés à Poitiers de 1957 à 1962 [34, 36]. On a pu définir les conditions les plus favorables à la propagation de ce mode (faible absorption dans la basse ionosphère, guidage par colonnes, gradient horizontal d'ionisation dans la région F). Les variations relatives de densité électronique dans l'ionosphère et la magnétosphère ont été étudiées en périodes magnétiquement calmes et des maximums et minimums diurnes, annuels ou semi-annuels ont été mis en évidence. L'effet des orages magnétiques sur la dispersion des sifflements et sur les fréquences critiques de la région F2 aux deux stations sensiblement conjuguées de Poitiers et Cape town a été analysé : il peut s'interpréter par l'existence dans la magnétosphère d'une région interne calme et d'une région externe perturbée où l'ionisation est fortement réduite. La transition a lieu à une altitude d'autant plus basse que l'orage magnétique est plus intense [35] et pouvant atteindre 2,5 rayons terrestres.

Les enregistrements horaires ont été systématiquement poursuivis pendant les Années Internationales du Soleil Calme. Les données d'occurrence et les dispersions pour 1962, 1964, 1965 ont été calculées et sont disponibles. Egalement dans le cadre des A.I.S.C., des enregistrements synoptiques ont été effectués à Poitiers et en Afrique du Sud dans la bande 1-20 kHz : le dépouillement des enregistrements est en cours.

Les trajectoires réelles de certains sifflements ont été déterminées par une extension de la méthode d'extrapolation de la "noise frequency" proposée par R. L. SMITH et D. L. CARPENTER [46] et un équipement d'enregistrement couvrant la gamme 1-50 kHz vient d'être mis en service pour améliorer la précision de la détermination.

Des différences importantes ont été décelées dans l'évolution diurne de l'occurrence des sifflements entre maximum et minimum d'activité solaire [38]. Essentiellement nocturne au maximum solaire, l'occurrence devient prépondérante en fin d'après-midi et en début de matinée au minimum solaire.

Une étude de l'occurrence de la diffusion ionosphérique à Poitiers et à d'autres stations, et en particulier dans la région conjuguée, et de
l'occurrence des sifflements à mis en évidence une corrélation entre ces deux phénomènes [131].

Enfin des sifflements de dispersion extrêmement faible ($10^{5/2}$) reçus en périodes magnétiquement calmes entre 01.00 et 06.00 TML en février, mars, avril, depuis 1961 ont été décrits [37]. Leur interprétation conduit à admettre une propagation sub-ionosphérique sur une grande distance, après un parcours magnétosphérique le long d'une trajectoire de faible latitude géomagnétique.

## D - Analyse numérique de la dispersion des sifflements

Le groupe de L.R.O. STOREY au Groupe de Recherches Ionosphériques a étudié la variation de la dispersion des sifflements aux fréquences inférieures à 2 kHz afin d'en déduire la répartition verticale des ions positifs et des électrons dans la basse magnétosphère. Des sifflements de basse latitude -pour lesquels l'effet est relativement plus important ont été enregistrés en Afrique du Sud et traités par une technique spécialement mise au point pour déceler la faible contribution des ions au temps de parcours des différentes fréquences. Les formes d'ondes, digitalisées, sont corrélées avec celle d'un sifflement théorique de caractéristiques connues et voisines : la précision est de l'ordre de la milliseconde.

Ces méthodes digitales de dépouillement des sifflements radioélectriques ont été appliquées par C. BEGHIN à de nombreux sifflements enregistrés au sol ou captés dans la magnétosphère même, à l'aide des satellites Alouette I et Injun 3 [11]. La précision obtenue lors de ce dépouillement a permis une évaluation de la répartition et de la nature des ions dans la basse magnétosphère [12].

Sur la suggestion de R. GENDRIN, ces nouvelles méthodes digitales ont été appliquées à des sifflements "protoniques", sifflements d'une structure particulière dont le spectre d'énergie se concentre aux alentours de la gyrofréquence des protons et qui ne peuvent être captés qu'à partir d'un satellite [13, 74].

## II - ÉTUDE DU PLASMA IONOSPHÉRIQUE

### Sondeur à diffusion incohérente de R.S.R.

En septembre 1965, l'équipe de H. CARRU, M. PETIT et P. WALDTEUFEL mettait en servir un sondeur ionosphérique bistatique à diffusion incohérente [28, 107]. Ses caractéristiques sont les suivantes :

* **Emission** : St-Santin-de-Maurs (Cantal) ; puissance émise 75 kW en ondes entretenues ; antenne fixe de surface efficace 100 m x 20 m ; fréquence : 935 MHz.

* **Réception** : Nançay (Cher) ; antenne du grand radiotélescope comportant un miroir mobile de surface 200 m x 40 m ; analyse spectrale par filtrage et intégration numérique.
Cet ensemble permet une étude, entre 80 et 600 km, de la densité électronique et ionique et de la composition de l'ionosphère, à partir d'une analyse spectrale fine [141, 142, 31]. On a notamment mis en évidence un chauffage par photoélectrons issus des régions magnétiquement conjuguées de l'ionosphère [30].

### III - DYNAMIQUE DE L'IONOSPHÈRE

#### A - Radar météorique de R.S.R.

Dès 1963 l'équipe A. SPIZZICHINO, I. REVAH et C. TAIEB lancait une étude des vents dans la région E d'abord à l'aide de mesures goniométriques sur une liaison par diffusion avant [115, 109, 47, 48, 110, 112] puis avec un radar à 30 MHz en ondes entretenues travaillant sur les échos des traces météoriques [49, 119, 121].

La première série d'expériences indiquait déjà un mouvement général apparent de descente des couches E-sporadiques [116, 117]. La météorode du radar météorique permettait de confirmer ce résultat et d'analyser en détail les cisaillements de vents dans la basse ionosphère [111, 113, 118, 120]. Une interprétation en termes d'ondes de marées et d'ondes de gravité semble possible. Par ailleurs un résultat clair a été énoncé sur l'inclinaison des couches E-sporadiques [81].

#### B - Etude par fusées des couches E-sporadiques

Outre les études indiquées précédemment et qui permettaient d'étudier à partir du sol les couches E-sporadiques, R.S.R. et G.R.I. ont entrepris des mesures in situ de la densité et de la température électronique dans la basse ionosphère lors de l'apparition de ce type de couches [27].

La théorie qui relie les cisaillements de vent à la formation de ces couches a été approfondie [40, 41, 104, 9, 1] l'influence des ions minoritaires montrée théoriquement [42] a conduit R.S.R. à mener une étude de la composition ionique de la basse ionosphère grâce au spectromètre embarquable de l'Institut franco-allemand de Sarrelouis [2].

Enfin dans le cas particulier de la zone équatoriale magnétique les conséquences des instabilités du plasma ionosphérique ont été indiquées [126, 143].

La contribution française à l'ensemble des études sur la basse ionosphère a fait l'objet d'un exposé très complet [125] de L.R.O. STOREY et A. SPIZZICHINO.

#### C - Observations de nuages artificiels

Pour étudier le mouvement des particules neutres à partir de 80 km et au dessus, le Service d'Aéronomie du C.N.R.S. (J.E. BLAMONT, M. L. LORY-CHANIN) a poursuivi et diversifié l'exploitation des méthodes fondées sur la réalisation de nuages artificiels.
Les principaux résultats ont porté sur la turbulence de l'atmosphère au-dessus de 90 km [22] la température ionosphérique [24, 94] ses variations brutales [23, 25].

Une méthode similaire fondée sur la fluorescence moléculaire a été mise au point [6, 7, 8].

## D - Vents ionosphériques

Un perfectionnement des dispositifs de mesure des "vents ionosphériques" par la diffraction des ondes radioélectriques sur des irrégularités de l'ionosphère a été mise au point par A. HAUBERT [84]. Il permet de distinguer entre une figure de diffraction au sol qui se déplace régulièrement sans déformation importante, cas où une interprétation en termes de "vents ionosphériques" est possible, de figures plus complexes comportant des évanouissements sur place ou des effets de rotation du plan de polarisation de l'onde reçue qui doivent faire appel à d'autres interprétations [86].

# IV - MORPHOLOGIE DE L'IONOSPHÈRE

## A - Réseau des stations ionosphériques

Les observations régulières de l'ionosphère ont été poursuivies dans les stations ionosphériques appartenant ou associées au réseau scientifique français du G.R.I. selon le programme des A.I.S.C., à Garchy (Nièvre, France), Tamanrasset (Algérie), Bangui (République Centrafricaine), Ouagadougou (Haute-Volta), Port-aux-Français (Kerguelen), Dumont d'Urville (Terre Adélie), ainsi que dans les stations de la Faculté des Sciences de Poitiers (Vienne, France), et celles de la D.P.I. du C.N.E.T. à Saclay (Essonne, France), Dakar (Sénégal), Djibouti (Côte Française des Somalis), Tananarive (Madagascar) et Tahiti (Polynésie française). Une nouvelle méthode de détermination des hauteurs réelles d'ionisation a été proposée par C. TAIEB [128, 129].

## B - Sondeurs aéroportés

Dans les régions africaines de basse latitude, le phénomène de l'anomalie équatoriale de la couche F en période de calme magnétique a été étudié par le G.R.I. en utilisant des sondages aéroportés, associés à des sondages en stations fixes (du CASTEL et al. 63 ; VILA, 140). Les observations semblent avoir montré le rôle des photoélectrons dans le processus de formation de l'anomalie. La mise en place en 1966 de stations d'observations des satellites sondeurs ionosphériques à Colomb-Béchar (Algérie) et Ouagadougou (Haute-Volta) permettra de compléter par des observations en contre-haut ces observations en contre-bas.

L'éclipse de soleil visible en Afrique en 1966 a donné lieu à une étude spéciale par sondages en stations fixes ou temporaires et par sondeur aéroporté. Cette étude non encore publiée rejoint une préoccupation antérieure de A. HAUBERT [85].
### C - Interprétations des sondages en contre-haut

L'équipe de du CASTEL a entrepris le dépouillement d'ionogrammes des satellites Alouette. Une interprétation de certaines traces anormales en termes de propagation guidée a été avancée [59] ; mais c'est surtout l'observation des perturbations itinérantes qui a retenu l'attention de cette équipe [69, 139, 62, 65, 66]. La technique mise au point consiste à effectuer des sondages aéroportés en suivant du nord vers le sud le trajet des perturbations ionosphériques dans la zone subaurorale de l'hémisphère nord. Ces observations sont comparées ultérieurement avec les sondages obtenus en contre-haut par satellites.

### D - Station de retrodiffusion de Valensole

En ondes décamétriques DELLOUE parvient, lors d'expériences de rétrodiffusion, à obtenir des échos provenant en plusieurs bonds de très longues distances (antipode et au-delà). Une balise répondeuse installée à Tahiti a corroboré ces résultats tandis que des prévisions sur la distance des échos étaient faites tant par le tracé des rayons que par des abaques de transmission. Le but est, une fois les conditions moyennes bien connues, de mesurer et de suivre le déplacement des perturbations ionosphériques [39, 54, 57].

### E - Effets Doppler et Faraday et scintillation des signaux de satellites reçus au sol.

Au Laboratoire de Physique de l'Atmosphère, le Professeur E. VASSY a entrepris dès le lancement des premiers satellites une étude des signaux reçus au sol en vue d'en déduire les propriétés du milieu parcouru par ces signaux. Les travaux de J. MASS et en particulier sa thèse [95, 96] ont débuté une série d'études de PAPET-LEPINE et BERTIN [16, 17, 18, 19, 20, 21, 105, 106]. Les techniques mises au point pour l'analyse des effets Doppler-Fizeau et Faraday ont permis, même dans des conditions difficiles (mouvement complexe propre du satellite, faible hauteur au-dessus de l'horizon) [138] d'étudier le contenu total électromagnétique et son évolution ainsi que l'existence de certaines irrégularités d'ionisation [134, 135, 136, 137]. Ces travaux sont réalisés en coopération avec différents laboratoires européens (Joint Satellite Studies Group).

Des études du même type ont été entreprises par le laboratoire de Radioélectricité de la Faculté des Sciences de Rennes (Pr. MEVEL).

### F - Ondes myriamétriques

Dans le double but de mieux connaître la région D et surtout d'analyser plus en profondeur les limitations à la synchronisation des bases de temps entre stations éloignées B. DECAUX et son équipe ont étudié la variation de la phase des signaux reçus des émetteurs de fréquence étalon en T.B.F. [43, 44, 45].
# V - ONDES HYDROMAGNÉTIQUES DANS LA MAGNÉTOSPHÈRE

## Stations conjuguées de Sogra et de Kerguelen

Le Groupe de Recherches Ionosphériques (R. GENDRIN) a poursuivi et développé depuis janvier 1964, en coopération avec l'Institut de Physique de la Terre de Moscou, un programme d'étude des phénomènes E.B.F. et T.B.F. observés en deux points conjugués : îles de Kerguelen et Sogra (U.R.S.S.).

On a mis en évidence une importante relation d'antiphase pour les maxima d'amplitude des oscillations structurées enregistrées aux deux points conjugués. Les résultats, obtenus par des techniques d'auto-corrélation [26] ou de superposition [132, 90], ont fait l'objet d'une présentation au Congrès de BOULDER sur les Ultra Basses Fréquences en 1964 [73].

La comparaison des amplitudes des signaux reçus aux deux points conjugués a montré un renforcement statistique de l'amplitude en janvier et février dans l'hémisphère nord [90], mais il ne semble pas y avoir de relation entre l'amplitude des phénomènes et la densité électronique dans la basse ionosphère [88].

La polarisation des oscillations hydromagnétiques structurées est inverse aux deux points conjugués : la propagation le long de la ligne de force se fait donc suivant un seul et même mode de polarisation (droit ou gauche) et il semble que les deux modes soient possibles [75, 76].

Le phénomène des I. P. D. P. (Intermittent Pulsations of Diminishing Period) a également fait l'objet d'études au point de vue spectral [77]. Les signaux sont présents simultanément aux deux points conjugués et leur polarisation identique. Une corrélation nette avec l'apparition des couches Es de type R a été constatée [79].

Ces études ont été reprises à l'occasion de communications au Colloque inter-Unions de Belgrade (1966) [89, 133, 87].

Sur le plan théorique, les conditions de vraie résonance gyromagnétique ont été clarifiées [71] et les coefficients d'amplification que l'on peut attendre de telles instabilités dans la magnétosphère ont été calculés [70]. Le cas de la propagation non strictement longitudinale a été également envisagé.

Indépendamment, R. STEFANT a considéré des cas d'interaction de gyrorésonance non typiquement "résonnants" [124] et proposé un mécanisme d'émission E.B.F. par battement entre deux fréquences voisines [122, 123].

## Emissions T.B.F.

Le Groupe de Recherches Ionosphériques (R. GENDRIN) a montré par une étude d'enregistrements simultanés aux deux points conjugués de Kerguelen et Sogra que le souffle est toujours présent simultanément aux deux stations et que les amplitudes y varient de façon similaire. Le choeur de l'aube, lorsqu'il apparaît simultanément aux deux stations,
est suivi avec un retard de 14 à 18 heures d'une perturbation ionosphérique mondiale à décroissance de $f_0 F_2$. Pendant les périodes magnétiquement très calmes, aucune émission T. B. F. n'est présente [80].

Sur le plan théorique, le mécanisme d'interaction de gyrorésonance invoqué pour expliquer certaines émissions T. B. F. a permis de définir un projet d'expérience sur fusée de mesures simultanées du bruit T. B. F. et de comptage de particules.

Ces travaux expérimentaux ont été l'occasion d'exposés de mise au point concernant la propagation des ondes T. B. F. et E. B. F. [72, 78] et d'une étude en collaboration avec le groupe R. A. HELLIWELL à Stanford sur la mise en évidence du rôle de la propagation transverse et l'existence d'une zone de piégeage des ondes T. B. F. entre 400 et 800 km d'altitude [114].

Enfin l'étude expérimentale des ondes E. B. F. ayant entraîné la mise au point de fluxmètres intégrateurs par R. STEFANT, l'étude des résonances de la cavité Terre-Ionosphère fut rendue possible et à permis d'atteindre les propriétés de la région D à partir des variations en intensité et en fréquence de ces résonances [66, 68].

# VI - INTERACTION PARTICULES-IONOSPHÈRE

## A - Etude par fusée de l'accélération de particules dans l'ionosphère

Au Service d'Aéronomie une étude par fusées, menée par F. S. MOZER en collaboration avec P. BRUSTON [98, 99, 100] a montré qu'aux alentours de 300 km d'altitude le flux des particules montantes pouvait être supérieur à celui des particules descendantes [101, 102] et que l'existence d'un champ électrique vertical important pouvait en être inférée [103]. Le même groupe réalisa une expérience destinée à vérifier cette hypothèse, son résultat qui semble positif n'est pas encore publié.

## B - Effet des particules sur l'Ionosphère polaire.

Au G. R. I., A. LEBEAU, dans sa thèse [93], grâce à la notion de midi magnétique, présentait un tableau cohérent de l'heure locale de différents phénomènes liés aux perturbations de l'ionosphère dans les régions de haute latitude [91, 92].

Ceci suggérait la précipitation de particules d'énergie moyenne dans l'ionosphère au voisinage du midi magnétique. Une expérimentation par fusées est actuellement entreprise pour vérifier cette hypothèse par J. J. BERTHELIER [15].

Ces mêmes perturbations de la basse ionosphère en régions de haute latitude ont fait l'objet d'un travail de A. MENDEL [97].

C. TAIEB à l'occasion de sa collaboration à l'équipe de M. A. POMERANTZ étudia également l'effet de certaines particules énergétiques sur les caractéristiques de l'ionosphère aux hautes latitudes [10, 130].
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[143] WALDTEUFEL P. - Etude de l'instabilité liée à la couche E-sporadique équatoriale. Ann. Géophys., 21, [4] 579-604, 1965.
<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>Figure 1 - Schéma A, Schéma A', Schéma B.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>Figure 2 - Distribution du nombre d'événements en fonction du paramètre d/D mesuré pour les configurations A et A' et B.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_26.png" /><figcaption>Figure 3 - Loi de dépendance du temps de transit $\Delta t$ avec l'importance radioélectrique E ; écarts types et coefficient de corrélation linéaire déduits de l'ensemble des observations (a), et des observations "sûres". (b).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>Figure 4 - Distribution du temps de transit après réduction à une énergie de référence $E_0$</figcaption></figure>

$$= 20 \ 10^{-17} \text{J} \cdot \text{M}^{-2} \text{Hz}^{-1}.$$
<figure><img src="image_28.png" /></figure>
# SECTION
D'OCÉANOGRAPHIE PHYSIQUE
TABLE DES MATIERES

<table><thead><tr><th></th><th>Pages</th></tr></thead><tbody><tr><td>Etude de l'indicatrice de diffusion de la lumière par les eaux de mer par A. IVANOFF</td><td>221</td></tr><tr><td>Contribution à la théorie, l'observation et la prédiction de la marée pendant les années 1963 à 1966, par M. EYRIES</td><td>225</td></tr><tr><td>Régime des côtes et de la houle par R. BONNEFILLE</td><td>228</td></tr><tr><td>Recherches géodynamiques sous-marines par L. GLANGEAUD</td><td>232</td></tr><tr><td>Applications de la spectrométrie gamma à l'Océanographie par R. CHESSELET et C. LALOU</td><td>239</td></tr><tr><td>Morphologie et Sédimentologie littorales et sous-marines par A. GUILCHER</td><td>244</td></tr><tr><td>Hydrologie et dynamique de la Méditerranée par H. LACOMBE</td><td>256</td></tr><tr><td>Régime du détroit de Gibraltar par H. LACOMBE</td><td>260</td></tr><tr><td>Etudes théoriques et dynamique des mers effectuées depuis 1963 par B. SAINT-GUILY</td><td>264</td></tr><tr><td>Interaction Océan-Atmosphère par J. GONELLA</td><td>266</td></tr></tbody></table>
# ETUDE DE L'INDICATRICE DE DIFFUSION DE LA LUMIERE
PAR LES EAUX DE MER

A. IVANOFF

Professeur à la Faculté des Sciences de Paris

L'indicatrice de diffusion des eaux de mer est une caractéristique optique très importante tant sur le plan pratique que sur celui des développements théoriques. Sa connaissance, qui laissait beaucoup à désirer il y a quelques années encore, a fait de grands progrès grâce aux travaux cités dans la bibliographie qui suit.

Ces recherches ont utilisé deux appareils. L'un, d'une conception assez nouvelle, est spécialement destiné à la mesure "in situ" des coefficients de diffusion correspondant aux petits angles, compris entre 1°30' et 14°. Il a permis de montrer que les indicatrices de diffusion des eaux de mer sont plus "pointues" vers l'avant que ne le laissaient supposer les extrapolations faites d'après les mesures effectuées aux angles supérieurs à 10° ou 15°, et que 80 % de l'énergie totale diffusée l'est à des angles inférieurs à 10° [1] [2] [3]. L'autre diffusiomètre, plus classique, est destiné au domaine angulaire 30°-150°, et utilise des échantillons d'eau de mer. Il a été démontré que la diffusion par les eaux de mer peut être considérée comme étant la somme de deux termes en proportion variable, à savoir la diffusion moléculaire, qui suit les lois classiques, et la diffusion par les particules en suspension, qui suivrait sensiblement une loi en 1/λ. Malgré la grande différence entre les propriétés diffusantes des eaux de la Manche et celles de la Méditerranée, l'indicatrice de diffusion par les particules est sensiblement la même dans les deux cas [4] [11], ce qui laisse supposer qu'elle varie peu pour l'ensemble des eaux de mer, résultat assez étonnant à priori. Des mesures faites sur des suspensions de particules artificielles de diverses dimensions ont montré que celle dont l'indicatrice de diffusion se rapproche le plus de celle des particules en suspension dans les eaux de mer est une suspension contenant des particules de 0,5 à 10 µ de diamètre. La diffusion moléculaire de l'eau, de solutions de chlorure de sodium, et de l'eau de mer optiquement pures, a fait l'objet d'une étude particulière [12]. Le rapport des coefficients de diffusion de l'eau et du benzène à 90° a été mesuré à cinq longueurs d'ondes et la dispersion spectrale observée est en accord avec la théorie. L'accroissement du coefficient de diffusion avec la concentration du chlorure de sodium est de même conforme aux prévisions que l'on peut faire à partir de la masse moléculaire du soluté.
## MESURES DE ROUTINE DU COEFFICIENT DE DIFFUSION DE LA LUMIÈRE PAR LES EAUX DE MER

Ces mesures, effectuées à bord, sur des échantillons d'eau de mer, à 90° du faisceau incident, ont été poursuivies durant diverses campagnes océanographiques : celle du "CHAIN" dans l'Atlantique Ouest [9], celles de la "CALYPSO" dans la Mer Tyrrhénienne (juillet 1964) et dans le canal de Sicile (mai 1965 et juillet 1966). On a retrouvé le fait qu'en dehors de l'influence des côtes ou des seuils, le coefficient de diffusion, maximum dans les couches superficielles, diminue ensuite pour atteindre vers 400 à 600 m de profondeur une valeur minimale de laquelle il ne s'écarte pratiquement plus aux immersions plus grandes ; ce qui laisse supposer que les particules formées dans la zone éclairée se désagrègent et se solubilisent en partie durant leur sédimentation. La profondeur à laquelle la teneur en particules diffusantes commence à décroitre semble parfois liée à celle de la thermocline, au niveau de laquelle existe un fort gradient de densité. Par ailleurs, on observe assez souvent à partir de quelques centaines de mètres de distance du fond une augmentation progressive du coefficient de diffusion, qui reste inexpliquée.

Dans le Canal de Sicile, les propriétés diffusantes des eaux de mer présentent des particularités. L'élévation de température caractéristique des immersions auxquelles coulent les eaux "intermédiaires" provenant de la Méditerranée orientale, coincident souvent avec une brutale augmentation du coefficient de diffusion. Il est probable toutefois qu'il s'agit là non pas d'un parallèlisme entre propriétés hydrologiques et optiques, mais d'une influence de la complexité du relief du fond et des tourbillons qu'il provoque.

## MÉTHODE OPTIQUE DE DÉTERMINATION DU COEFFICIENT DE DIFFUSION TURBULENTES DES EAUX A LA VERTICALE

En écrivant que pour un régime stationnaire la sédimentation des particules en suspension dans les eaux de mer est équilibrée par les phénomènes de diffusion turbulente, on trouve que le coefficient de diffusion à la verticale peut être déduit de la connaissance de la répartition en fonction de la profondeur, de la teneur des eaux en matières en suspension, jointe à celle de leur vitesse de sédimentation moyenne. Or, cette répartition et cette vitesse de sédimentation peuvent être déterminées assez aisément par voie optique, à condition d'admettre que la relation existant entre la teneur des eaux en particules en suspension et leur coefficient de diffusion optique, est indépendante de la profondeur et des effets de la sédimentation.

La méthode a été appliquée pour la première fois durant l'été 1965 dans un lagon des Iles Bermudes, et a conduit à un coefficient de diffusion turbulente variant entre 25,4 cgs à 7 m de profondeur et 2,0 cgs au voisinage immédiat du fond, à 13,5 m de profondeur (valeur moyenne entre la surface et 10 m de profondeur : 37,4 cgs). Elle fera le sujet d'une communication à la 14ème Assemblée Générale de l'U.G.G.I.
# ÉTUDE DU RÉSIDU SOUS-MARIN DE LUMIÈRE DU JOUR

Les variations de la luminance de la pleine eau au voisinage immédiat de la direction apparente du soleil ont fait l'objet d'une étude par voie photographique [5]. Dans les eaux limpides de la Méditerranée à 50 m de profondeur, la luminance diminue dans un rapport de l'ordre de deux à 5° de la direction de luminance maximum, dans un rapport de l'ordre de quatre à 10°, plus rapidement ensuite.

Par ailleurs, ont été poursuivies durant les diverses campagnes océanographiques faites en Méditerranée les mesures des variations de l'éclairement sous-marin avec la profondeur, pour diverses parties du spectre [10].

# MÉTHODES DE DOSAGE COLORIMÉTRIQUES

Bien qu'il s'agisse là en fait de Chimie Océanographique, nous inclurons dans ce Compte-rendu d'activité concernant l'Optique Océanographique deux études de dosages chimiques par colorimétrie, ces études faisant appel à des méthodes optiques.

Les tentatives faites antérieurement pour doser l'oxygène dissous dans les eaux de mer par colorimétrie de l'iode ont échoué du fait que les spectres d'absorption de l'iode libre et de l'iode complexé à l'état d'ions $I_3^-$ ne sont pas les mêmes, et que la proportion de ces deux états de l'iode varie avec la teneur en oxygène. Il est indispensable de procéder au point "isobestique", pour lequel l'iode libre et l'iode complexé à l'état d'ions $I_3^-$ présentent le même facteur d'absorption. Ce point isobestique n'est pas déplacé par l'ion chlorure. La précision de la méthode colorimétrique ainsi mise au point n'est pas meilleure que celle de la méthode de dosage classique de WINKLER, mais par contre elle est beaucoup plus rapide et d'un emploi plus sûr à bord d'un navire [7] [8].

Par ailleurs, ont été étudiés les fondements théoriques de la méthode colorimétrique d'ARMSTRONG de dosage des nitrates [6].

# BIBLIOGRAPHIE

[1] BAUER D. - Mesure dans la mer du coefficient de diffusion de la lumière pour les angles compris entre 3 et 14°. *Rapp. et Proc. Verb. C.I.E.S.M.M.*, vol. 18, 819-820, 1965.

[2] BAUER D. et MOREL A. - Etude aux petits angles de l'indicatrice de diffusion de la lumière par les eaux de mer. *Ann. Géophys.*, sous presse.

[3] IVANOFF A. et BAUER D. - Au sujet de la mesure du coefficient de la lumière par les eaux de mer pour les angles compris entre 14° et 1°30'. *C.R. Acad. Sci.*, t. 260, 631-634, 1965.
[4] IVANOFF A. et MOREL A. - Au sujet de l'indicatrice de diffusion des eaux de mer. *C.R. Acad. Sci.*, t. 258, 2873-2878, 1964.

[5] IVANOFF A. et MOREUIL J.L. - Au sujet de la répartition des luminances sous-marines au voisinage immédiat de la direction apparente du soleil. *C.R. Acad. Sci.*, t. 258, 4711-4712, 1963.

[6] LEROY M. - Dosage des nitrates dans les eaux naturelles. Interprétation de la méthode d'ARMSTRONG. *Cahiers Océanographiques* n° 1, 53-59, 1967.

[7] MOREL A. - Détermination de l'indicatrice de diffusion de la lumière de quelques eaux méditerranéennes. *Rapp. et Proc. Verb. C.I.E.S.M.*, vol. 18, 817-818, 1965.

[8] MOREL A. - Mise au point d'une méthode spectrophotométrique pour le dosage de l'oxygène dissous dans les eaux de mer. *Bull. de l'Inst. Océanogr. Monaco*, vol. 64, n° 1332, 1-31, 1965.

[9] MOREL A. - Résultats des mesures de diffusion de la lumière effectuées lors de la croisière n° 25 du bâtiment océanographique américain "CHAIN". *Cahiers Océanographiques*, vol. 2, 107-123, 1965.

[10] MOREL A. - Résultats expérimentaux concernant la pénétration de la lumière du jour dans les eaux méditerranéennes. *Cahiers Océanographiques*, vol. 3, 177-185, 1965.

[11] MOREL A. - Interprétation des variations de la forme de l'indicatrice de diffusion de la lumière par les eaux de mer. *Ann. Géophys.*, 21, 2, 281-284, 1965.

[12] MOREL A. - Etude expérimentale de la diffusion de la lumière par l'eau, les solutions de chlorure de sodium et l'eau de mer optiquement pures. *J. Chim. Phys.*, 63, 10, 1359-1366, 1966.
CONTRIBUTION A LA THEORIE,
L'OBSERVATION ET LA PREDICTION DE LA MAREE
PENDANT LES ANNEES 1963 A 1966

M. EYRIES

Ingénieur Hydrographe en Chef — Service Central Hydrographique
de la Marine

Les recherches, exécutées au cours de ces quatre dernières années, et qui concernent le phénomène de la marée, ont porté essentiellement sur l'emploi des modèles mathématiques ou analogiques, les méthodes d'observation, d'analyse et de prédiction, utilisant notamment les ordinateurs, enfin sur l'adaptation d'instruments d'observation classiques et la mise au point d'instruments nouveaux.

Un symposium, qui avait pour sujet : les instruments d'observation et les méthodes de calcul à l'aide d'ordinateurs, a été organisé à Paris, en mai 1965, par le Comité National Français de Géodésie et Géophysique. Il a fait l'objet de la publication n° 27 de l'Association Internationale d'Océanographie Physique.

Les travaux sur modèles ont concerné particulièrement la Manche dont le modèle analogique avait été monté sur la plaque tournante de l'Université de Grenoble et où le projet des usines marémotrices avait provoqué un volume important d'observations et de nombreuses études partielles. On a abouti à des cartes de lignes cotidales et isoamplitudes qui concordent avec les éléments naturels là où ils sont observés et qui rendent compte des déformations remarquables de l'onde ; ces cartes ont été obtenues à la fois par le modèle analogique [4] et le modèle mathématique [14-15] ; dans l'un et l'autre, le frottement sur le fond était pris en compte. L'évaluation du frottement sur le fond, si importante dans le schéma des mers littorales, était très précisément déterminé par ailleurs en considérant le transfert d'énergie [1-2].

Le montage d'un modèle tournant du détroit de Gibraltar a permis d'entreprendre l'étude d'ondes internes, engendrées par la marée à l'inter-surface des eaux méditerranéenne et atlantique [3].

Enfin, l'exploitation de deux modèles fixes, l'un de la baie de Somme par le Laboratoire Central d'Hydraulique [17], l'autre de l'estuaire du Gabon par le Centre de Recherche et d'Essai de l'Electricité de France, a éclairé certains caractères particuliers aux marées d'estuaire et abouti au tracé de cartes de courant.

Les travaux d'analyse et de prédiction ont été exécutés à peu près totalement au Service Hydrographique de la Marine. Le "transfert sur ordinateur" de la méthode d'analyse harmonique classique a été "optimisé" [16] et celui des méthodes de prédiction accompli aussi bien pour la prédiction harmonique [5] que pour la prédiction de Laplace qui est
encore utilisée pour les Ports de France. Une méthode d'analyse pour de très courtes durées d'observation a été mise au point [12] elle implique l'usage d'une marée de référence naturelle ou artificielle. Enfin des procédures de contrôle, par l'ordinateur, du relevé et de la traduction numérique des marégrammes analogiques ont été mises à l'épreuve et ont permis l'étude du facteur humain dans les erreurs de traduction.

Le perfectionnement des instruments classiques d'observation reste un souci constant pour les spécialistes de la "marémétrie" [6-8] en particulier une étude soignée des tubes poreux de médimarémètre pourrait amener un regain d'intérêt pour cet instrument [7] ; cependant le fait marquant de ces dernières années a été la mise au point d'un marégraphe de grandes profondeurs [9 - 10 - 11] le prototype de cet instrument, construit par l'Association pour l'Etude des Grandes Profondeurs Océaniques, a permis d'obtenir un enregistrement de marée par 4070 m de profondeur ; l'opération s'est déroulée à bord du câblier "Ampère", au large des côtes marocaines par mer force 5. La première version de l'appareil est utilisée, depuis, sur le plateau littoral des côtes françaises de l'Atlantique ; une deuxième version plus évoluée, avec un enregistrement "in situ" est en cours d'essais.

Les premiers résultats de ces mesures ont montré que l'amplitude de la marée au large est encore une part importante de l'amplitude à la côte et ont permis la rectification des lignes cotidales dans le Golfe de Gascogne.

## BIBLIOGRAPHIE

[ 1 ] BONNEFILLE R. - Etude énergétique de la marée dans le Golfe de St-Malo à partir des observations en nature. *Bulletin du Centre de Recherches et d'Essais de Chatou* n° 5, 1963.

[ 2 ] BONNEFILLE R. - Note sur le coefficient de frottement de la marée dans les mers littorales. *Bulletin du Centre de Recherches et d'Essais de Chatou* n° 4, 1963.

[ 3 ] BONNEFILLE R. - Note préliminaire sur la réalisation d'un modèle réduit tournant du Détroit de Gibraltar. *Cahiers Océanographiques*, XVIème année n° 5, mai 1964, p. 1 à 20.

[ 4 ] CHABERT d'HIÈRES G. - Réglage et exploitation de la plaque tournante de Grenoble. *La Houille Blanche*, mars-avril 1962, n° 2, p. 244 à 254.

[ 5 ] DARS M. - Prédiction de la Marée au Service Hydrographique Français. *Public* n° 27. *Association Internationale d'Océanographie Physique*.

[ 6 ] DUCHER G. - Les Marémètres à l'Institut Géographique National. *Bulletin d'Information de l'Association des Ingénieurs Géographes* n° 29, juillet 1964.
[7] DUCHER G. - Les Médimarémètres. *Bulletin d'Information de l'Association des Ingénieurs Géographes* n° 30, novembre 1964, p. 65-95.

[8] DUCHER G. - Les Marégraphes. *Bulletin d'Information de l'Association des Ingénieurs Géographes* n° 33, novembre 1965, p. 40-56.

[9] EYRIES M., DARS M. et ERDELY L. - Marégraphie par grand fond. Rapport technique n° 17 du Sous-Comité de la Recherche Océanographique de l'Organisation du Traité de l'Atlantique Nord.

[10] EYRIES M. - Sur un instrument permettant de mesurer la marée aux grandes profondeurs océaniques. C.R. Acad. Sci., 2 novembre 1964, t. 259, p. 3059-3062.

[11] EYRIES M. - Marégraphie par grandes profondeurs. *Publication n° 27 de l'Association Internationale d'Océanographie Physique*.

[12] EYRIES M. - L'analyse d'une courte durée d'observation de la marée ou du courant de marée. *Revue Hydrographique Internationale*, vol. XLIII, n° 1, janvier 1966, p. 95-102.

[13] GAILLARD P. - Recherches théoriques et expérimentales sur les oscillations non linéaires des liquides pesants dans les bassins et les canaux de profondeur constante. *Publications Scientifiques et Techniques du Ministère de l'Air*, décembre 1963, n° 402.

[14] HYACINTHE J.L. - Sur le modèle mathématique des mers littorales. Application à la Manche. C.R. Acad. Sci., 25 juillet 1966, t. 263, p. 181-184.

[15] HYACINTHE J.L. - Courbes relatives aux dénivellations de marée dans la Manche obtenues à l'aide d'un modèle mathématique. C.R. Acad. Sci., 17 août 1966, t. 263, p. 271-274 et 22 août 1966, t. 263, p. 439-442.

[16] ROUMÉGOUX L. - L'analyse harmonique par la Méthode des Heures Spéciales à l'aide d'un ordinateur de bureau. *Public, n° 27, Association Internationale d'Océanographie Physique*.

[17] YAYER - La marée en baie de Somme, son régime particulier et son évolution. Communication présentée à la Section Océanographie Physique du Comité National Français de Géodésie et Géophysique, juin 1965.
# REGIME DES COTES ET DE LA HOULE

## R. BONNEFILLE

Chef de la Division Hydraulique Maritime
du Laboratoire National d'Hydraulique de Chatou

Cette partie du rapport traite des questions scientifiques étudiées en France pendant les années 1963 à 1966, relatives au régime des côtes et à la houle. Ces questions concernent surtout les portions du littoral français étudiées soit du point de vue de l'intérêt scientifique pur, soit du point de vue d'un aménagement portuaire ou balnéaire, les deux aspects étant souvent difficilement séparables. Les travaux font l'objet de thèses ou de rapports de Laboratoire ; ils sont souvent présentés ou discutés en dehors du Comité aux réunions de l'Association des Sémentologistes français.

Le Centre de Géologie Marine de Caen (Professeur L. DANGEARD) et le Laboratoire de Dinard (Professeur F. RUELLAN) portent leur effort sur l'étude des sédiments du Golfe normand breton, tel que l'établissement de cartes sédimentologiques [10, 20, 21] et l'interprétation des actions hydrauliques (2 et thèse de P. HOMMERIL) et sur l'étude du transport littoral à partir des minéraux lourds [13]. L'estuaire de la Seine a été particulièrement étudié : détermination des zones d'actions marines par l'examen des minéraux lourds et par immersion de traceurs radioactifs [14].

L'estuaire de la Somme fait l'objet d'une étude du Laboratoire Central d'Hydraulique de France de Maisons-Alfort (L.C.H.F.) à propos des modifications du régime de la marée du fait de l'envasement, et surtout de la fixation d'un cordon naturel de galet, en utilisant un traceur radioactif (tantale 182) suivi pendant 6 mois, afin de déterminer l'amplitude du transfert de galets et l'épaisseur de la couche de charriage [1].

La mise en suspension de la vase par la marée, son transport et son dépôt ont été examinés par le L.C.H.F. à propos de l'estuaire de la Vilaine. Cet estuaire a également fait l'objet d'une étude sémentologique et morphologique très complète [7]. Parmi les études sémentologiques, citons encore celles concernant les triages granulométriques dans l'Aber Benoît [9] et le transport littoral le long de la côte des Landes [12]. Les traceurs radioactifs ont été aussi employés pour étudier le cheminement des vases dans l'estuaire de la Gironde [16].

Les conditions hydrauliques (houle, marée) et sémentologiques de la Baie de la Baule ont fait l'objet de campagnes de mesure du L.C.H.F., ces conditions ont été reproduites ensuite sur modèle réduit par le Laboratoire National d'Hydraulique de Chatou (L.N.H.).
La préparation des projets d'une série de ports de plaisance sur la côte du Languedoc-Roussillon a demandé un gros effort d'étude sur cette côte. Des épis expérimentaux ont permis d'évaluer le transport littoral en corrélation avec les mesures de houle et des expériences de traceurs radioactifs [8]. L'étude de la radioactivité naturelle le long du littoral languedocien a montré l'importance relative des alimentations en sédiment des différentes parties du littoral (A. RIVIÈRE).

Du point de vue études générales signalons les ouvrages de mise au point de J. LARRAS sur les régimes des estuaires et des côtes [17] et de F. OTTMANN sur la Géologie Littorale [19]. Les études à caractère fondamental effectuées en Laboratoire concernent : le tassement des vases (L. C. H. F.), les profils d'équilibre des plages [22], le début d'entraînement des sédiments par la houle [5], le transport littoral [6] et la théorie des modèles réduits [15].

Les méthodes de mesure de la houle au voisinage de la côte ont progressé de façon importante grâce à l'emploi des sondeurs à ultrason inversé, et au traitement de leurs données sur ordinateur [3]. Le Golfe de Fos a été particulièrement étudié par la Société Grenobloise d'Etudes et d'Applications Hydrauliques (S. O. G. R. E. A. H.) et le L. N. H. L'emploi des ordinateurs pour les calculs théoriques est maintenant étendu aux cas de la réfraction [18] et de la diffraction [11] avec l'application à la détermination des efforts sur les structures et comparaison avec les résultats expérimentaux [4].

BIBLIOGRAPHIE

[ 1 ] BEAUCHESNE Cdt - Etude du mouvement des galets le long de la côte Bas-Champs de la Somme, présentée à la réunion de la Section d'Océanographie Physique du 21 juin 1966 à Paris.

[ 2 ] BEIGBEDER Y. - Remarques sur un plan de vagues par vent d'W-N-W dans la région comprise entre la plage du Val André et le Cap d'Erquy. *Congrès International de la Mer*, Saint Cast, 1964.

[ 3 ] BONNEFILLE R., CORMAULT F. et VALEMBOIS J. - Progrès des méthodes de mesure de la houle naturelle au Laboratoire National d'Hydraulique. 10ème Conférence du Coastal Engineering, Tokio, septembre 1966.

[ 4 ] BONNEFILLE R. et GERMAIN P. - Action de la houle sur des ouvrages isolés de grandes dimensions. *Congrès de l'Association Internationale des Recherches Hydrauliques*, Londres, 1963.

[ 5 ] BONNEFILLE R. et PERNECKER L. - Le début d'entraînement des sédiments sous l'action de houle. *Bulletin du Centre de Recherches et d'Essais de Chatou*, n° 15, p. 27-32, mars 1966.
[6] BONNEFILLE R. et PERNECKER L. - Etude théorique et expérimentale du transport littoral. 10ème Conférence du Coastal Engineering, Tokio, septembre 1966.

[7] BOUYSSÉ P. et VANNEY J.R. - La Baie de la Vilaine. Etude sédimentologique et morphologique. *Cahiers Océanographiques*, n° 4, p. 319-341, avril 1966.

[8] COURTOIS G. et MONACO A. - Méthodes des traceurs radioactifs appliquées à l'étude des transits sédimentaires le long du littoral roussillonais. *Cahiers Océanographiques* n° 2, p. 139-149, février 1966.

[9] COTTON DE BENNETOT M., GUILCHER A. et SAINT-REQUIER A. - Morphologie et sédimentologie de l'Aber Benoît (Finistère). *Cahiers Océanographiques* n° 6, p. 377-387, juin 1955.

[10] DAGORNE A. - La répartition des fonds sédimentaires et rocheux au large du littoral de Saint-Briac à Paramé. Essais de représentation cartographique zonale. Congrès des Sociétés Savantes de Rennes, 1966.

[11] DAUBERT A. et LEBRETON J.C. - Diffraction de la houle sur des obstacles à parois verticales. *La Houille Blanche*, n° 4, p. 337-343, juillet 1965.

[12] DUGAS F. - Etude du déplacement des sables sur la partie nord du littoral des Landes. *Thèse de doctorat du 3ème cycle soutenue le 2 mars 1966*, Faculté des Sciences de Paris.

[13] Giresse P. - Exemples de transport côtier sur le littoral catalan espagnol, mécanisme de triage. *Cahiers Océanographiques*, n° 2, p. 99-106, février 1965.

[14] Giresse P. - Contribution des traceurs radioactifs à l'étude de la dynamique des dépôts de l'estuaire de la Seine. *Cahiers Océanographiques* n° 1, p. 35-42, janvier 1966.

[15] GRESLOU L. - Méthodes d'investigation sur modèles réduits des différents problèmes d'hydraulique côtière. *La Houille Blanche*, n° 6, p. 707-715, octobre 1964.

[16] HEUZEL M. et PERNECKER L. - Emploi des traceurs radioactifs pour étudier l'évolution d'un nuage de vase dans un estuaire. 10ème Conférence du Coastal Engineering, Tokio, septembre 1966.

[17] LARRAS J. - Embouchures, estuaires, lagunes et deltas. *Collection du Centre de Recherches et d'Essais de Chatou*, Eyrolles, Paris, 1964.

[18] LEPETIT J.P. - Etude de la réfraction de la houle monochromatique par le calcul numérique. *Bulletin du Centre de Recherches et d'Essais de Chatou*, n° 9, p. 3-25, 1964.

[19] OTTMANN F. - Introduction à la géologie marine et littorale. *Masson*, Paris, 1965.
[20] RUELLAN F. - La carte géomorphologique du Golfe normand breton au 1/10 000 ; premiers résultats. 10ème Congrès International de photogrammétrie, Lisbonne, 1964.

[21] RUELLAN F. - Le rôle de la photographie aérienne dans les études du littoral. 10ème Congrès International de photogrammétrie, Lisbonne, 1964.

[22] SITARZ J. - Contribution à l'étude de l'évolution des plages à partir de la connaissance des profils d'équilibre. Thèse soutenue le 28 juin 1963, Faculté des Sciences de Paris.
# RECHERCHES GEODYNAMIQUES SOUS-MARINES (1963-1966)

## L. GLANGEAUD

Professeur à la Faculté des Sciences de Paris

Les travaux de géologie et géodynamique sous-marines de la Faculté des Sciences de Paris et de son laboratoire de Villefranche-sur-Mer ont porté sur les points suivants :

### 1 - TECHNOLOGIE GÉOPHYSIQUE

Mise au point d'appareils de sismique continue et applications à des cas précis. M. AGARATE a utilisé, avec une légère transformation, le P.D.R. pour des enregistrements de sismique continue à faible profondeur et de grande résolution, type Mud penetrator. MM. BELLAICHE, LEENHARDT et PAUTOT ont pu, avec ce type d'appareil, enregistrer et suivre des niveaux aquifères d'origine terrestre dans des vases sous-marines du Wurmien supérieur au Sud de Fréjus, et les vérifier par carottage.

MM. GLANGEAUD, BOBIER et POUTIERS ont mis au point un carottier en acier amagnétique, avec dispositif automatique enregistrant l'orientation des carottes sous-marines au moment de leur prise.

### 2 - SÉDIMENTOLOGIE

Des études sédimentologiques de terrains quaternaires ont été réalisées dans la Manche (G. BOILLOT), dans le Golfe de Gascogne (F. DUGAS et J.M. MÁRTIN), au large du Portugal (W. NESTEROFF et autres), en Méditerranée dans le Golfe du Lion, la baie de Fréjus (G. BELLAICHE), les régions de Cannes et Villefranche-sur-Mer, avec bathymétrie, carottages et coupes avec Mud penetrator. L'étude des variations paléoclimatiques et sédimentologiques des dépôts quaternaires de la bordure du Roussillon (Pyrénées) (J.P. BARUSSEAU et al.) et dans le Golfe du Lion ont permis de montrer que la régression préflandrienne (Wurmien) est descendue, en Méditerranée, à -110 m, avec dépôt de plage sur la plate-forme continentale.

M. GENNESSEAUX a montré que de nombreux remaniements se produisaient sur la pente de la région de Nice, dans les terrains villafranchiens et pliocènes. Les galets du Var, d'âge quaternaire, peuvent ainsi être entraînés le long du canyon du Var jusqu'à la base de la pente continentale, au-dessous de 2 000 mètres.
Dans sa thèse, M. NESTEROFF a décrit en détail les différents faciès littoraux de la région de Cannes.

Les mouvements des sables littoraux furent étudiés au moyen de traceurs radioactifs naturels ou artificiels par MM. BELLAICHE, DUGAS, MARTIN et PAUTOT, en Méditerranée et en Atlantique.

M. NESTEROFF a continué ses travaux sur les turbidites, avec M. HEEZEN, notamment sur le Bassin australien, la Mer Rouge et différentes régions côtières françaises. En collaboration avec M. SABATIER et le Laboratoire de Minéralogie de la Sorbonne, il a essayé d'analyser et de classer les sédiments argileux de différents océans, recueillis par l'équipe HEEZEN, notamment dans l'Océan Indien, l'Arctique, la Mer Rouge et le Golfe du Mexique, ce qui lui a permis une vue d'ensemble sur la sédimentation argileuse marine actuelle mondiale.

MM. BOBIER et POUTIERS en utilisant l'appareil indiqué plus haut, ont pu préciser que le paléomagnétisme des sédiments côtiers pouvait être dû à l'orientation préférentielle de particules sous l'action des courants.

### 3 - GÉODYNAMIQUE ET GÉOPHYSIQUE SOUS-MARINES

En 1966, la croisière Géomède 1 (Géologie de la Méditerranée n° 1) du "Jean CHARCOT" (D.G.R.S.T.) a réalisé, sous la direction scientifique de L. GLANGEAUD, en collaboration avec la "CALYPSO" du Commandant COUSTEAU, plus de 8000 km d'enregistrements sismiques continus ainsi que 5000 km de magnétométrie par l'Institut de Physique du Globe de Paris (M. SCHLICH et al.). Des structures entièrement inconnues furent ainsi découvertes dans le fond de la Méditerranée, notamment un grand fossé d'effondrement (rift ligurien) analogue à la Mer Rouge actuelle, de plus de 1400 km de long, partant d'Impéria, continuant au Sud-Ouest entre les Baléares et la Corse, puis se dirigeant vers la Mer d'Alboran et le détroit de Gibraltar.

Ce fossé contient de nombreux diapyrs (dômes salifères). Cette unité a joué un rôle capital dans l'histoire géologique de la Méditerranée occidentale. Comme l'a montré D.A. FAHLQUIST dans sa thèse, elle correspond à une zone amincie de l'écorce terrestre dont l'épaisseur est, par place, inférieure à 10 km, au-dessus du Moho.

L. GLANGEAUD et al. ont pu relier ce grand fossé aux unités structurales alpines. Il s'est formé au début du Secondaire par une distension ayant séparé la Corse et la Sardaigne du bloc continental européen. Son prolongement vers le Nord correspond à la zone sub-briançonnaise (L. GLANGEAUD, J. ALINAT, A. GUILLAUME, O. LEENHARDT, J. POLVECHE). Cette découverte et les structures ainsi mises en évidence permettent de préciser l'âge et l'origine de la Méditerranée occidentale. Les différents blocs mosaïques bordant la Méditerranée occidentale ont ainsi enregistré les déplacements généraux des masses afri-
caines et européennes, ainsi que les réactions du Manteau. Ces mouvements d'ensemble sont une des causes des nombreuses phases orogéniques reconnues sur les bords de cette mer.

Les dernières phases orogéniques sont celles d'âge pontien (13 à 11.10⁶ années) et d'âge plio-quaternaire (3 à 1.10⁶ années). Elles sont responsables de l'affaissement final de plus de 3000 m des bordures qui étaient émergées au Pontien. En même temps les zones côtières se surélevaient en formant des chaînes de montagnes dépassant 2000 m au-dessus du fond de l'Océan. Ainsi, entre le Pontien et le Quaternaire moyen, la déformation des "bordures continentales" a dépassé 4000 m de dénivellation verticale. On doit donc tenir compte de ces phénomènes récents (néotectonique) pour reconstituer les structures profondes plus anciennes de la Méditerranée.

Comme L. GLANGEAUD l'a montré depuis 1947, les oscillations verticales de la partie supérieure du Manteau ont joué un rôle important dans ces phénomènes orogéniques récents et anciens. La morphologie, actuelle et ancienne, des marges continentales a été fortement influencée par ces déformations à grand rayon de courbure.

En accord avec les théories de J. BOURCART sur les flexures continentales, L. GLANGEAUD et ses élèves : G. BELLAICHE, M. GENNESSEAUX, G. PAUTOT, O. LEENHARDT, ont apporté de nouveaux arguments en faveur de l'origine aérienne et continentale des canyons sous-marins. Dans la Méditerranée, presque tous ces canyons correspondent à des vallées creusées à l'air libre au Pontien et affaissées, avec la marge continentale, pendant le Pliocène et le Quaternaire. Ces vallées ont été envahies au cours de leur affaissement par la transgression pliocène.

Les dépôts pliocènes et villafranchiens ont été ensuite fortement déformés par des flexures et failles marginales. Ce phénomène s'est produit sur tout le pourtour en Afrique du Nord, sur les côtes européennes, sur les rivages corses et sardes. On a donc là un phénomène géodynamique d'ensemble qui a modelé le visage actuel de la Méditerranée occidentale.

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# APPLICATION DE LA SPECTROMETRIE GAMMA A L'OCEANOGRAPHIE

## CHESELET ET LALOU

Centre des Faibles Radioactivités — C.N.R.S. Gif-sur-Yvette (91)

De nombreux laboratoires étrangers, notamment aux Etats-Unis, ont poursuivi des recherches utilisant la spectrographie γ, mais en gé- néral comme moyen d'analyse en laboratoire. En France, en dehors de certains laboratoires qui utilisent cette méthode dans un but de protec- tion sanitaire (Département de protection sanitaire du Commissariat à l'Energie Atomique et Service Central de Protection contre les radiations ionisantes du Ministère de la Santé publique), le Centre Scientifique de Monaco utilise, pour ses recherches scientifiques en océanographie, la spectrométrie γ à bas niveau en laboratoire. Ainsi, le manganèse 54, le cérium 144, l'antimoine 125, le ruthénium 106 ont été retrouvés dans la couche 0-4 cm de sédiments prélevés à 110 m de profondeur au large du Cap Ferrat. Par ailleurs des tuniciers, mollusques, éponges ont été analysés en spectrométrie γ. Ce laboratoire réalise actuellement des sondes de spectrométrie γ in situ pour les grandes profondeurs.

Depuis 1960, le Service d'Electronique Physique du Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay et le Centre des Faibles Radioactivités du Centre National de la Recherche Scientifique ont utilisé de façon extensive la spectrométrie gamma à très haute sensibilité pour l'étude de la radio- activité artificielle du milieu marin. L'aspect fondamental de ces études se développe essentiellement, depuis 1962, au Centre des Faibles Radio- activités de Gif-sur-Yvette. De nombreuses mesures analogues à celles citées ci-dessus y ont été faites : abondance quantitative de divers radio- éléments dans les holothuries et éponges. Cependant, nous allons parler ici plus spécialement des études géophysiques.

Les océans qui recouvrent 72 % de la surface du Globe constituent un vaste collecteur pour l'ensemble des poussières de toutes origines qui circulent dans les basses couches de l'atmosphère. Ces poussières comprennent, entre autres, des radionuclides injectés dans l'atmosphère par les essais nucléaires. Dans notre étude, nous avons utilisé certains de ces radionuclides pour tenter d'élucider les lois de leur comportement dans l'eau de mer et du comportement des poussières qui les portent et nous en servir, ensuite, comme traceur des masses d'eau.

Notre étude a porté sur les concentrations en zirconium 95 - niobium 95, ruthénium 103, ruthénium 106 - rhodium 106, cérium 141, cérium 144 - praséodyme 144 qui sont des émetteurs γ à vie moyenne (1 mois à 1 an). Cette caractéristique favorise l'étude des mécanismes à évolution rapide. De plus, ces émetteurs étaient prépondérants dans les retombées radioactives à l'époque de nos mesures (1961-1963).
La mer n'est pas un milieu homogène et elle contient une quantité énorme de matière organique et inorganique en suspension. Cette matière a la propriété de fixer par différents processus les éléments radioactifs ou non lors de leur introduction dans le milieu marin. Cette fixation peut conduire à de très fortes concentrations d'éléments trace, par exemple le fer, le strontium, le radium ou le vanadium, et il est indispensable, pour comprendre les mécanismes de transport de ces éléments, de tenir compte du rôle de vecteur joué par la matière en suspension.

Nous avons étudié les modalités de fixation des particules radioactives par le plancton, le détritus organique marin et les débris minéraux apportés par les fleuves.

Les principaux résultats obtenus au cours de cette étude sont les suivants :

Alors que dans l'eau de pluie, après filtration sommaire sur papier, seulement 10 % de l'activité due aux émetteurs étudiés se retrouvent au-delà du filtre, dans l'eau de mer filtrée in situ même sur membrane Millipore de 0,45 micron, on retrouve 90 % de l'activité au-delà du filtre. Il y a donc solubilisation, ou tout au moins dispersion extrême des poussières dès leur introduction dans la mer.

Une expérience de laboratoire sur des poussières radioactives provenant de la retombée nous a permis de montrer qu'effectivement, dès leur introduction dans l'eau de mer, les particules porteuses de l'activité changent d'état et que l'activité qu'elles portent se retrouve en quelques heures dans la fraction soluble. Ces variations d'état gouvernent les phénomènes d'adsorption et d'absorption par la matière en suspension dans l'eau de mer. C'est ainsi que nous avons pu montrer, par une étude systématique sur des pêches planctoniques effectuées pendant un an dans la région de Nice, que le plancton qui ne peut retenir dans ses organes filtrants que des particules d'une certaine taille présente une radioactivité qui est beaucoup plus sensible aux variations de la retombée immédiate non encore solubilisée qu'aux variations de l'activité résiduelle de l'eau de mer.

Par contre, le détritus organique fixe par adsorption les radioéléments déjà solubilisés et son activité est en relation directe avec l'activité résiduelle de l'eau de mer.

On a pu, par ailleurs, montrer que ce détritus avait un grand pouvoir de concentration ; son activité spécifique peut atteindre dix fois celle du plancton situé dans les mêmes masses d'eau (superficielles).

La matière non organique en suspension, que nous avons étudiée à l'embouchure du Var, peut, en particulier pour les lanthanides, entrer en compétition avec la matière organique dans la fixation des radio-nuclides. Par sédimentation, elle peut ensuite jouer un rôle de nettoyage de la radioactivité de la mer.

Toutefois, malgré leur grand pouvoir de concentration, toutes ces particules ne portent qu'une fraction minime de l'activité totale de l'eau de mer car elles ne s'y trouvent qu'en très faibles concentrations (0,1
à 10 g/cm³) et l'essentiel des nuclides précités, en particulier au large, reste en solution dans l'eau de mer. Pour les suivre il est donc nécessaire de disposer d'une méthode aussi rapide et sensible que possible, utilisable au large.

La méthode directe de spectrométrie γ in situ de l'eau de mer mise au point à Gif en 1961-1962 nous a permis, par l'établissement de nombreux gradients de concentration en Méditerranée Occidentale et dans le golfe de Gascogne, l'évaluation globale de l'activité portée par les couches superficielles (jusqu'à 300 mètres) dans ces régions.

L'étude de ces gradients a montré l'accumulation de la radioactivité dans la couche située au-dessus de la thermocline, aussi bien, du reste, de l'activité en solution que de l'activité liée aux particules. L'allure des gradients a permis le calcul de coefficients de diffusion dans cette couche. Pour la fraction en solution, les valeurs de ces coefficients sont très voisines de celles qui ont été calculées par certains auteurs dans le cas de la diffusion thermique turbulente.

Dans certains cas on constate que la radioactivité augmente de façon très importante au niveau de la thermocline. L'augmentation a été attribuée à l'activité portée par les particules. Celles-ci s'accumuleraient au niveau de la thermocline avant de reprendre leur descente vers le fond. Dans ce cas, l'activité portée par les particules devient importante devant celle des produits en solution.

Les mesures in situ dans le golfe de Gascogne à diverses profondeurs pendant la grande retombée radioactive de 1963 ont amené plusieurs conclusions intéressantes :

1/ la thermocline a un relief local, conservé plusieurs mois dans le système de référence lié au mouvement général de la mer, et elle est une barrière pour les produits radioactifs ;

2/ la concentration des produits radioactifs dans l'épaisseur des eaux mélangées situées au-dessus de la thermocline est inversement proportionnelle à cette épaisseur ;

3/ les taches de forte activité situées dans les régions où la thermocline est peu profonde ne se mélangent que de façon négligeable, en l'espace de plusieurs mois, avec les régions à plus faible activité situées dans le voisinage.

L'accumulation de l'activité pendant quelques mois dans une couche bien déterminée a permis l'évaluation de la retombée correspondante. Nous avons comparé les résultats de cette évaluation aux résultats des mesures effectuées sur des prélèvements recueillis sur le continent.

Ceci nous a permis d'établir un rapport *retombées maritimes / retombées continentales* qui a toujours été trouvé supérieur à 1 et qui, pour les ruthéniums, dans le golfe de Gascogne, a atteint 7.

Cette constatation est en accord avec les conclusions obtenues plus récemment par un certain nombre d'auteurs. Il semble, si les résultats obtenus dans des zones limitées peuvent être généralisés, que l'évalua-
tion des retombées atmosphériques à la surface de la terre doive tenir compte du fait que les taux de retombées radioactives mesurés sur les océans sont plus élevés que ceux mesurés sur les continents.

Seule l'étude détaillée de la répartition des radio-éléments dans le milieu marin pouvait permettre d'établir cette comparaison qu'il s'avérait impossible d'effectuer directement.

Les méthodes de spectrométrie γ in situ ont un seuil de sensibilité vers 2 pC/litre, ce qui correspond à une retombée d'aérosols radioactifs d'environ 200 mC/km² en admettant une épaisseur moyenne de mélangé de 100 m. Après avoir dépassé très largement ce seuil, la radioactivité est actuellement très en dessous de ce seuil : les produits à longue période comme le Césium 137 représentent actuellement (décembre 1966) environ 1 pC/litre.

Il semble donc que les applications en géophysique de la spectrométrie γ doivent se limiter actuellement à l'étude des masses d'eau marquées par les isotopes rejetés par l'industrie nucléaire en certains points bien déterminés, ou par des explosions nucléaires relativement moins importantes et plus localisées que celles de la période 1958-1963.

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# MORPHOLOGIE ET SEDIMENTOLOGIE LITTORALES ET SOUS-MARINES

## A. GUILCHER

Professeur à la Faculté des Lettres et Sciences Humaines de Paris

### QUESTIONS GÉNÉRALES ET MÉTHODOLOGIQUES

Durant les quatre années 1963-1966, BERTHOIS a poursuivi ses travaux sur des estuaires très variés [20, 22, 24, 30] et a publié un ouvrage d'ensemble [21] sur les techniques d'études estuariennes. DAN-GEARD et ses associés [39, 83] et NESTEROFF [95] ont contribué à la connaissance des turbidites. CLOS-ARCEDUC [36] a montré ce qu'on pouvait attendre des photos aériennes dans les études de dépôts littoraux. De très nombreux documents de microstructures sédimentaires littorales ont paru [5, 91], et DANGEARD s'est intéressé à la photo sous-marine en relation avec la géologie [40]. L'utilisation des traceurs radioactifs pour suivre la migration des sédiments a été continuée [55, 38]. Un nouveau type de marais littoral a été défini [75], tandis que VERGER donnait les caractères des goulets et deltas de marée [124]. On a étudié [34] la variabilité des galets sur une même plage, et exposé la méthode et la valeur des prises de photos sous-marines avec la troïlka [50]. OTTMANN a fait paraître un ouvrage d'ensemble sur les problèmes de notre rubrique [102] ; GUILCHER a fait le point des travaux récents en la matière [61], et donné deux chapitres à un traité collectif en anglais [58].

### CÔTES DE FRANCE

La thèse de ELHAI sur la Basse-Normandie comporte une partie littorale capitale [44] ; le même a analysé avec PRENANT les dépôts littoraux anciens du Médoc [46]. Un travail détaillé concerne la baie de Saint-Brieuc [18], et l'on s'attache aux dépôts littoraux actuels et anciens du Trégorrois [83 bis, 107, 108] et à la côte sud-ouest du Léon [70]. En Bretagne aussi, la sédimentologie de l'Aber-Benoît a été caractérisée [37] ; en Normandie, on s'occupe de l'érosion de la plage de Coutainville [19], et, par les élèves de DANGEARD, de diverses autres évolutions des plages de ce pays [81, 82, 82 bis] et de l'estuaire de la Sienne [51, 55]. VIGARIE apporte une contribution au problème de l'origine des sédiments de l'estuaire de la Seine, surtout marine d'après ses conclusions [125]. Les falaises de Haute-Normandie retiennent l'attention [116, 117]. Entre Loire et Gironde se situent une étude de marais [84] et celle de la pointe de la Coubre [47]. En Méditerranée, l'école
de RIVIERE s'occupe toujours de la côte languedocienne et roussillonnaise
[110, 38], tandis que la Corse et les formations anciennes de Provence
et des Alpes-Maritimes [42, 32, 90] ne sont pas oubliées.

## FONDS EN AVANT DES CÔTES DE FRANCE

Les principales contributions concernent les fonds de l'Atlantique
et de la Manche, surtout ceux proches des côtes, comme suite aux dra-
gages du "Kornog", avec l'équipe de GUILCHER qui comprend notamment
HINSCHBERGER, PINOT et VANNEY [63, 69, 76, 77, 78, 109, 119,
120, 121, 122, 33 bis], l'équipe de DANGEARD avec HOMMERIL et
LARSONNEUR [79, 80, 85, 86], celle de RUELLAN avec Melles BEIG-
BEDER et DAGORNE [111, 112, 113], et BOILLOT qui a publié une
thèse sur la Manche occidentale [31] et qui continue en collaboration
[89]. Plus au large, ce sont BERTHOIS et BENOIT [26, 29] qui ont
travaillé sur la pente continentale du Golfe de Gascogne et de part
et d'autre vers le Nord et le Sud (cartographie et interprétations morpho-
tectoniques). Sur les fonds méditerranéens devant Antibes a été publiée
la thèse de NESTEROFF, soutenue antérieurement [94].

## CÔTES EUROPENNES HORS DE FRANCE

Les deux grandes thèses de GODARD sur l'Ecosse [56] et de NONN
sur la Galice [100] contiennent chacune, surtout la seconde, une partie
littorale. Par ailleurs, GUILCHER a fait diverses études sur les côtes
de l'Ouest et du Sud-Ouest de l'Irlande [57, 65, 68], et a donné un tableau
d'ensemble de la morphologie littorale des Îles Britanniques [59]. ELHAI
a étudié des pollens littoraux près de Porto [45].

## CÔTES EXTRA-EUROPENNES

On relève des études de plages d'Algérie [35, 87], un travail sur
la côte rocheuse du Liban [48], et un autre sur les niveaux anciens du
Levant [123]. Au Spitsberg, Mme MOIGN poursuit des recherches
depuis plusieurs années [92, 93], et on peut en rapprocher les travaux
sédimentologiques, également en mers froides, de BERTHOIS au Groen-
land et aux Îles Kerguelen [23, 27]. Des parties des côtes d'Amérique
du Sud ont été étudiées par OTTMANN et PASKOFF [103, 104, 105],
seuls ou en collaboration. D'autres recherches concernent les sédiments
côtiers actuels ou anciens de Nouvelle-Calédonie [3, 4, 6, 7, 114], et
les oolithes de la côte occidentale d'Afrique [53, 54], mais les plus
importantes et détaillées ont été celles de BATTISTINI relatives aux
côtes de Madagascar [8, 9, 10, 11, 12, 15, 16], et de l'Afrique orien-
tale [17]. Une datation absolue de terrasse marine ancienne au Vietnam
[115] est à rapprocher de celles pour Madagascar [9, 11].
## RÉCIFS CORALLIENS

AUBERT DE LA RUE a poursuivi des études antérieures en Polynésie [1, 2], OTTMANN a caractérisé un récif du Brésil [101], mais il faut surtout noter deux séries de travaux : d'une part, ceux de BATTISTINI [10, 11, 12, 13, 14, 15] et de PICHON [106] sur des récifs de Madagascar ; d'autre part, ceux de GUILCHER et ses associés aux Comores [25, 66, 71], en Nouvelle-Calédonie [66, 67, 118], en Polynésie [62, 64, 72, 73, 74, 41], et en général [60, 73], portant sur les formes actuelles des récifs, les sédiments des lagons, les récifs anciens, les foraminifères.

## MORPHOLOGIE ET SÉDIMENTOLOGIE SOUS-MARINES LOIN DES COTES FRANCAISES

Là encore, la répartition géographique est vaste, avec des études de sédiments profonds de NESTEROFF, Melle DUPLAIX, BERTHOIS et leurs associés, concernant l'Atlantique, la Méditerranée, l'Océan Indien et ses mers bordières, la Mer Polaire [23 bis, 43, 96, 97, 98, 99], et, pour les marges continentales, des investigations sur les canyons sous-marins du Cap Lopez [33], devant les côtes d'Algérie [88], et dans le sud de Madagascar [28].

## LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

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# HYDROLOGIE ET DYNAMIQUE DE LA MEDITERRANEE

## H. LACOMBE

Professeur au Muséum National d'Histoire Naturelle

Les nombreuses études françaises conduites depuis quelques années en Méditerranée se sont déroulées soit dans un cadre national soit dans le cadre du Sous-Comité de Recherche Océanographique de l'O.T.A.N. (1962, 1963, 1964, 1966). Les données des campagnes récentes n'ont pas encore été exploitées. Seules les données de 1962 ont été publiées (PÉLUCHON 1965).

Des travaux de caractère systématique ont porté sur l'étude des mécanismes de formation des eaux profondes. Des recherches diverses ont conduit à une meilleure connaissance de la circulation dans la mer, notamment grâce à un recours plus fréquent à l'exécution de mesures directes de courant en surface et en profondeur.

L'amélioration de nos connaissances de la circulation à partir des éléments hydrologiques (méthode dynamique et analyse des masses d'eau) (ALLAIN 1963, LE PICHON et TROADEC 1963) porte sur divers points de la circulation, notamment en ce qui concerne la mer Tyrrhénienne (LE FLOCH et ROMANOVSKY 1966) où les auteurs ont été conduits à suivre l'évolution des valeurs extrêmes tant des températures que des salinités pour étudier les mécanismes de mélange de l'eau intermédiaire dont les caractéristiques, dans le canal de Sicile, présenteraient d'importantes fluctuations.

## FORMATION DES EAUX PROFONDES

La zone de formation d'eau profonde en Méditerranée occidentale localisée par TCHERNIA a été l'objet d'études systématiques, tous les hivers depuis 1960 (sauf 1962). Mais seul l'hiver très froid de 1963 a permis d'apporter des vues nouvelles (P. TCHERNIA, H. LACOMBE, G. PÉLUCHON, non encore publié) sur le mécanisme en question, grâce à des mesures répétées de la fin janvier à la fin mars 1963. Il apparaît qu'en des durées de l'ordre d'une semaine seulement pourrait s'établir, sur une couche de 2300 m d'épaisseur, une homogénéisation des eaux, à la fois en T, S et en densité potentielle ; le phénomène semble se produire d'abord selon des "filaments" ou des "cheminées" verticales localisées, puis s'étendrait ensuite jusqu'à intéresser les eaux d'une aire considérable dans laquelle s'efface alors intégralement toute trace d'eau intermédiaire. Il est remarquable que l'homogénéité des eaux soit
alors presque parfaite : par exemple les valeurs maximales et minimales de T, S et de σt potentiel entre 0 et 2260 m sont respectivement 12°83 à 12°68 ; 38,396 à 38,419 (incertitude de l'ordre de 0,01 °/‰) d'où σt potentiel : 29,087 à 29,107. C'est là une homogénéité remarquable dont il semble ne pas exister d'exemple sur une telle épaisseur d'eau.

L'évolution dans le temps des caractères de la couche homogène au cours de son augmentation d'épaisseur s'explique bien par une cyclose verticale déclenchée par l'augmentation de densité en surface et intéressant une couche mélangée de plus en plus épaisse, englobant peu à peu et enfin totalement la couche d'eau intermédiaire. Les relations entre les conditions météorologiques extrêmes de l'hiver 1963 et de l'hydrologie dans la région Nice-Corse ont été bien mises en évidence par GOSTAN (sous presse) et par BRACONNOT et al 1966.

Les mesures directes de courant, notamment celles de LE FLOCH 1963 dans le canal de Corse ont conduit à l'estimation du flux franchissant ce canal. Ce flux est orienté vers le Nord et est variable selon les époques, puisque de $1,547 \times 10^6 \text{ m}^3/\text{sec}$ en février 1960 il est passé à $0,436 \times 10^6 \text{ m}^3/\text{sec}$ seulement en août 1960. Ces conditions dynamiques ont été reliées aux conditions hydrologiques régnantes.

Des mesures directes ont été effectuées dans la zone Provence-Corse par l'équipe du Laboratoire d'Océanographie Physique du Muséum en octobre 1962 et 1963 à partir de la "CALYPSO", en dérive avec positions obtenues par chaîne de Radionavigation Rana et estimation du mouvement relatif de l'eau à 20, 500 et 1000 m d'immersion pendant des durées de 25 heures à chaque "station" dérivante. L'existence est reconnaue d'un courant cyclonique des eaux dans le secteur, les vitesses périphériques étant de l'ordre de 0,7 noeud, vers le NE le long des côtes de Corse, vers le SW le long des côtes de Provence. Au large les courants sont plus faibles et plus irréguliers.

En profondeur, 500 et 1000 m, les courants sont beaucoup plus faibles et sont de l'ordre de 3 à 10 cm/sec au plus. Il est à noter que au centre du bras de mer entre Provence et Corse des oscillations d'inertie d'une période de 17 à 18 heures ont été suggérées par ces mesures. Elles ont été confirmées par les mesures faites à partir de la Bouée-Laboratoire (voir article : Interaction Océan-Atmosphère).

Le courant géostrophique déduit de l'hydrologie simultanée s'accorde assez bien, en surface, avec les valeurs données par les mesures directes (courantomètre et G.E.K.) (H. LACOMBE, P. GUIBOUT et L. GAMBERONI 1965).

L'ensemble des mesures effectuées au cours des campagnes effectuées sous l'égide du Sous-Comité de Recherche Océanographique de l'O.T.A.N. n'a pas encore été publié. On peut penser qu'il amènera une grande amélioration de nos connaissances.
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REGIME DU DETROIT DE GIBRALTAR

H. LACOMBE

Professeur au Muséum National d'Histoire Naturelle

Depuis 1958, les navires de recherches français ont effectué de nombreuses campagnes dans le détroit de Gibraltar et ses abords orientaux et occidentaux. Mais la variabilité des conditions physiques et dynamiques est telle que, dès l'Année Géophysique Internationale, il a paru utile d'y opérer à plusieurs navires ; ceci eut surtout lieu depuis 1961, grâce à l'intervention du Sous-Comité de Recherche Océanographique de l'Organisation du Traité de l'Atlantique Nord. Cet organisme a mis sur pied des campagnes concertées à plusieurs navires en mai et juin 1961 dans le détroit lui-même, en 1962 en mer d'Alboran, en 1965 à l'Ouest du détroit.

Les données récoltées par les navires en 1961 et 1962 ont été publiées. Mais leur exploitation n'a pas encore été intégralement assurée.

Les campagnes antérieures à 1960, et notamment celles de la "WINNARETTA-SINGER" et du "PASSEUR DU PRINTEMPS" (1958), (ROMANOVSKY et LE FLOCH 1963), puis du "PRESIDENT THEODORE TISSIER" (1959), (ALLAIN 1964) avaient, tout en accroissant très notablement nos connaissances sur le régime du détroit, surtout attiré l'attention sur la variabilité de tous les caractères physiques et dynamiques de la région, et la liaison de cette variabilité avec les marées et les conditions météorologiques régnant sur le bassin de la Méditerranée occidentale.

L'exploitation, inachevée, des campagnes postérieures met l'accent sur l'aspect synoptique des phénomènes, aspect qui n'a pas encore été saisi dans toute l'ampleur que permettent les observations simultanées dont les données brutes n'ont été entièrement publiées qu'en 1966 (Rapports Techniques du Sous-Comité Océanographique de l'O.T.A.N. n° 2, 3, 4, 7, 10, 14, 21, 30, 31).

Mais d'ores et déjà nos connaissances ont considérablement progressé dans les domaines suivants :

* connaissance, au moins approchée, des courants dans toutes les parties du détroit grâce à des mesures directes dont l'essentiel a été réalisé par l'équipe du Laboratoire d'Océanographie Physique du Muséum (plus de 50 cycles de marée semi-diurne, mesures à 4 ou 5 immersions). On a pu en particulier mettre en évidence la très soudaine augmentation du courant entrant rencontrée dans la partie centrale du détroit, environ 2 heures après la pleine mer ; cette véritable discontinuité de courants
réagit profondément sur la structure hydrologique : rapide augmentation d'immersion de l'interface entre eaux atlantique et méditerranéenne. Elle semble aussi déclencher (R. FRASSETTO) des ondes internes à courte période.

Le régime des courants de marée est particulièrement irrégulier au voisinage du rocher de Gibraltar : des phases du courant de marée y varient notablement avec la profondeur.

● examen des caractéristiques générales locales de l'onde interne affectant l'interface des eaux atlantique et méditerranéenne et dont la période est celle de la marée. Le contraste entre l'évolution locale, en fonction du temps, de l'onde interne dans la partie Ouest et la partie Est du détroit est remarquable. Au centre du détroit, et notamment sur le Seuil, l'onde interne locale (en fonction du temps) a un profil très irrégulier, souvent très abrupt. Il paraît possible de rattacher l'ascension des isohalines sur le Seuil, peu avant la pleine mer, au régime des courants profonds sortants à l'Est du Seuil ; des courants ascendants importants existeraient sur le versant Est du Seuil et amèneraient près de la surface des eaux proprement méditerranéennes. Le phénomène est associé à une divergence des courants à l'Est du Seuil. Les ondes internes semblent être engendrées sur le Seuil même (B. SAINT-GUILY)... Diverses études théoriques (IWATA 1963) et des essais sur le modèle tournant du détroit réalisé au Centre de Recherches et d'Essais de Chatou (R. BONNEFILLE 1964) permettront sans doute de comprendre le mécanisme de l'onde interne.

Les liaisons entre les courants et l'hydrologie pourront être étudiées en détail, avec des conséquences sur la connaissance des valeurs du coefficient de diffusion turbulente dans le détroit, D'ores et déjà, il est clair que les gradients verticaux importants de salinité se rencontrent à la même immersion que les gradients verticaux importants de salinité simultanés.

L'exploitation des mesures disponibles conduira à définir au moins de façon approchée le profil *instantané, dans l'espace*, de l'interface entre eaux animées de mouvements moyens inverses.

● le traitement des observations de courants de septembre 1960 (LACOMBE et al. 1964) a conduit à des flux moyens, entrant, sortant et net dans l'Ouest du détroit de 1,08 ; 0,90 ; 0,18 $10^6 m^3/sec$ confirmant que les valeurs de SCHOTT sont trop élevées. Le traitement préliminaire des observations de mai-juin 1961 conduit, pour 28 cycles de marée à des valeurs 1,25 ; 1,19 ; 0,06, ce qui conduirait à admettre des flux plus élevés à la fin du printemps.

De fait les valeurs individuelles afférentes aux divers cycles de marée successifs sont très variables :

- d'une part elles mettent en évidence l'existence d'une composante diurne appréciable du courant de marée (de l'ordre de 5 à 10 cm/sec),

- d'autre part la variabilité d'une période diurne à la suivante est considérable pour les flux moyens sortants ou entrants (50 % en plus
ou en moins de la valeur moyenne). Il en résulte pour les flux nets moyens sur un cycle de marée diurne des variations considérables jusqu'à $10^6 \text{ m}^3/\text{sec}$ dans un sens ou dans l'autre. Les flux moyens ont été mis en relation avec la distribution des pressions atmosphériques sur la Méditerranée Occidentale (M. CREPON, voir rapport interaction océan-atmosphère).

* la mise en oeuvre, d'ailleurs quelque peu impromptue, en 1960, d'un "G. E. K. vertical" pour évaluer les flux d'eau a conduit J. MARTIN (1964) à montrer les possibilités pratiques de mise en oeuvre de cette technique.

Les études effectuées dans les abords Est et Ouest du détroit ont conduit à diverses constatations intéressantes :

* à l'Est :

- le régime superficiel des courants en mer d'Alboran, étudié au G. E. K. semble très cohérent (GROUSSON et FAROUX 1963) ; ce fait est corroboré par diverses autres études (A. CAPART, notamment).

- en profondeur le régime semble comporter deux cellules de circulations opposées ; cette étude a paru en 1962 (PÉLUCHON et DONGUY, rapports techniques O. T. A. N. n° 2). Les données hydrologiques ont été récemment publiées (voir PELUCHON 1965 article Méditerranée).

* à l'Ouest :

- les études de MOSBY et BOYUM (1962 et 1963) ont été complétées par une campagne concertée en septembre 1965 à laquelle ont participé 6 navires dans le cadre O. T. A. N. (Projet "Méditerranean Outflow"). Les résultats préliminaires atteints, notamment grâce à des mesures simultanées de courant et d'hydrologie, montrent que la veine d'eau méditerranéenne ruisselant sur le fond jusqu'à au moins une soixantaine de milles à l'Ouest du détroit reste très bien individualisée tant par ses caractères hydrologiques que par ses caractères dynamiques (1,8 noeud dans la veine par 700 m de fond). Les gradients verticaux de salinité et de vitesse atteignent des valeurs très comparables, dans la couche de transition, à celles que l'on rencontre dans le détroit même.

Le relief du fond a une incidence considérable sur l'écoulement. Certaines élévations modérées du fond (quelques dizaines de mètres) semblent canaliser l'écoulement : d'où de forts gradients horizontaux de salinité et de courant de part et d'autre de ces élévations du fond, comme cela ressortait des travaux de BOYUM (O. T. A. N. Rapport Technique n° 7 fig. 7).

Les données de cette dernière campagne seront publiées aussitôt que possible.
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LACOMBE H. - Courants de densité dans le détroit de Gibraltar. "La houille Blanche", n° 1, p. 38-43, 1965.

LACOMBE H. et TCHERNIA P. - Quelques considérations sur le régime du détroit de Gibraltar d'après les mesures de 1960. *Comm. Intern. Explor. Scient. Méditerranée*. XVII, fasc. 3, 1963. Comité d'Océanographie Physique p. 933.

LACOMBE H., TCHERNIA P., RICHEZ Mme C. et GAMBERONI L. - Deuxième contribution à l'étude du détroit de Gibraltar. (Travaux de 1960). *Cah. Océanog. XVI* (4), p. 283-314, avril 1964 et *Rap. Techn. Sous-Comité Océanog. O.T.A.N.* n° 14, fasc. 6, juillet 1964.

MADELAIN F. - Etude hydrologique et dynamique au large de la péninsule ibérique. *Thèse 3ème cycle*, fac. des Sc. de Paris, 8 juin 1965.

MARTIN J. - Expérience de G.E.K. vertical dans le détroit de Gibraltar. *Cah. Océanog. XVI* (6), p. 377-392, mai 1964 et *Rap. Techn. Sous-Comité Océanog. O.T.A.N.* n° 14, fasc. 6 juillet 1964.

ROMANOVSKY V. et LE FLOCH J. - Hydrologie et courantométrie dans le détroit de Gibraltar. *Cah. Océanog. XV* (5), p. 315-319, mai 1963.
# ETUDES THEORIQUES DE DYNAMIQUE DES MERS
## EFFECTUEES DEPUIS 1963

### B. SAINT-GUILY

Muséum National d'Histoire Naturelle

Les recherches ont porté d'abord sur l'étude de la circulation générale produite par le vent dans les océans. Les hypothèses d'Ekman ont été à la base des modèles utilisés. Les conditions d'uniformité à réaliser en présence d'îles importantes ont été précisées. Une étude des courants généraux dans l'océan Atlantique a été effectuée à l'aide de ce modèle théorique et d'une méthode de calcul analogique. Ce travail a montré que le dessin des côtes et la dissymétrie Est-Ouest des vents jouaient un rôle comparable à celui de la variation du facteur de Coriolis avec la latitude, dans l'intensification Ouest des courants. Une étude des courants généraux dans l'océan Indien en mousson d'été, a été faite de la même manière ; les conclusions en sont moins nettes.

Le problème de la génération de la houle par le vent a été étudié et résolu sous la forme d'une équation intégrale, par une méthode plus rigoureuse que celle employée par J.W. MILES.

D'autres recherches théoriques ont porté sur l'effet de la rotation de la terre sur la propagation des ondes liquides de gravité. Le cas simple d'un milieu inhomogène avec une densité exponentielle a été discuté en détail. La propagation des ondes lorsque l'axe de rotation est incliné sur la verticale a aussi été examinée. Enfin l'étude de l'effet de la variation de l'inclinaison avec la latitude sur les modes de surface et les modes internes en milieu homogène et inhomogène a été commencée.

## BIBLIOGRAPHIE

* BELLEVAUX C. - Sur la génération de la houle par le vent. *Cah. Océanog.* XVI (6), p. 463-474, juin 1964.

* MOREAU DEFARGES A. - Etude par analogie rhéoélectrique des courants induits par le vent dans l'Océan Atlantique. *Thèse 3ème cycle, fac. des Sc. de Paris*, 30 novembre 1963.

* SAINT-GUILY B. - Sur les ondes liquides de gravité dans un bassin tournant d'axe incliné sur la verticale. *C.R. Acad. Sci.*, t. 261, p. 4845-4848, juin 1963.
SAINT-GUILY B. - Ondes liquides de gravité en milieu inhomogène et dans un bassin tournant. *Journ. de Méc.*, II, (4), p. 425-435, décembre 1963.

SAINT-GUILY B. - Ondes de gravité dans un bassin tournant d'axe incliné sur la verticale ; effet de la variation de l'inclinaison avec la latitude. *Journ. de Méc.*, IV (3), p. 295-303, septembre 1965.
INTERACTION OCEAN-ATMOSPHERE

J. GONELLA

Muséum National d'Histoire Naturelle

Une équipe du Laboratoire d'Océanographie Physique du Muséum National d'Histoire Naturelle poursuit depuis mars 1962 des études et des recherches sur les échanges d'énergie de toute nature entre océan et atmosphère, en particulier :

a) sur la force d'entraînement du vent sur la surface marine,

b) sur la génération des courants de vent,

c) sur la réponse du niveau marin aux variations de pression atmosphérique,

d) sur les transferts de chaleur sensible et sur l'évaporation.

Ce programme général a motivé une mise au point sur la technique des mesures à effectuer en mer par tous temps, ce qui a conduit :

- à la réalisation d'une bouée porteuse d'instruments : trois anémomètres et dix capteurs de température placés à différents niveaux ;

- à la mise au point de sondes thermiques de très grande précision (0°005 C) et de leurs abris dans l'air ;

- à la réalisation d'une centrale automatique de mesures océanographiques : 30 voies de mesures différentes (température, vitesse de vent, rayonnement solaire) enregistrées sur ruban perforé. Toutes les 15 minutes une mesure est faite sur chaque voie.

Dans chaque partie du programme les résultats expérimentaux suivants ont été obtenus :

a) sur la force d'entraînement du vent sur l'eau

Le coefficient de frottement ("drag coefficient $C_{10}$") a été obtenu par deux méthodes différentes :

- par la nature des profils de vitesse du vent au-dessus de la mer, dans des conditions très proches de la neutralité thermique : dans la gamme de vitesses de vent de 2 à 17 m/sec, la valeur calculée à partir de ces profils est $C_{10} = 11,6 \cdot 10^{-4}$;

- par la nature des courants induits par le vent ; les observations ont conduit à un $C_{10} = 20,10^{-4}$.
b) sur la génération des courants de vent

De nombreux résultats expérimentaux ont été comparés aux résultats théoriques déduits de la théorie d'EKMAN en régime impulsionnel ou en régime permanent, (mesures effectuées à la Bouée-Laboratoire $\varphi = 42°47'$ N. G = 07° 29' E.).

* En régime impulsionnel : l'amplitude des oscillations d'inertie des masses d'eau que l'on observe dans les mers est effectivement fonction :

- de l'amplitude du coup de vent générateur,

- de sa durée d par rapport à la période d'inertie T (les amplitudes maxima ont été observées lorsque d était proche de (n + 1/2)T, n entier);

* en régime permanent : étant donné les conditions exceptionnelles pendant la durée des mesures, il a été possible de mettre en évidence la spirale d'EKMAN avec des mesures de courants aux trois immersions suivantes : 10 m, 25 m et 75 m. Le coefficient de viscosité turbulente v déduit de la valeur des amplitudes du courant moyen est de 800 C.G.S. (profondeur d'EKMAN correspondante D = 125 m).

c) sur la réponse du niveau marin aux variations de pression atmosphérique

Une étude sur l'influence de la pression atmosphérique sur le niveau moyen de la Méditerranée occidentale et sur le flux à travers le détroit de Gibraltar a été entreprise par M. CREPON. Il en ressort que le niveau moyen de la Méditerranée occidentale est sensiblement le niveau statique. Il y a une correspondance étroite entre les variations de niveau moyen et celles de l'opposé de la pression atmosphérique surtout pour les ports situés sur la côte nord de la Méditerranée occidentale.

Si l'on admet qu'il y a proportionnalité entre le flux à travers le détroit de Gibraltar et la différence des niveaux moyens de part et d'autre du détroit, l'équation de continuité n'est plus vérifiée. Il y a là une anomalie dont il n'a pas été possible de donner une explication.

d) sur les transferts de chaleur sensible et l'évaporation

Trois mois de mesures effectuées pendant l'été 1965 sur un lac (la Godivelle - Puy-de-Dôme), ont montré que :

- la nature du profil thermique dans l'air au voisinage de la surface de l'eau est fonction de la vitesse du vent. Pour une gamme déterminée de vitesses de vent, le gradient moyen entre deux points de l'atmosphère au voisinage de la surface de l'eau est fonction linéaire de la différence de température entre l'eau (à 10 cm) et l'air (à 3 m). La pente des droites représentatives du phénomène est fonction croissante de la vitesse du vent. Le transfert de chaleur sensible dépendrait doublement de la vitesse du vent à la fois par le coefficient de transfert turbulent et par la valeur de $d\theta/dz$.

- la tempérautre de surface de l'eau serait inférieure de $0°2 à 0°3 C à la température de l'eau subsuperficielle (ici 10 cm). Ce
résultat se déduit du fait que des droites représentatives précédentes ne se rencontrent pas à l'origine des axes. Ce phénomène doit être relié directement à l'évaporation. Cette hypothèse est renforcée par les résultats suivants obtenus tout récemment : sauf par vent nul, la température de l'eau à 10 cm de profondeur est toujours inférieure de 0°01 à 0°02 C à la température de l'eau à 50 cm, quel que soit l'écart de température entre l'air et l'eau.

Malheureusement nos mesures directes d'évaporation du lac ne sont pas suffisamment nombreuses pour qu'on puisse en déduire des lois statistiques en fonction des différents paramètres météorologiques.

Le dépouillement et l'exploitation de données analogues obtenues en mer (à la Bouée-Laboratoire) sont en cours.

## ANNEXE

A l'occasion d'une campagne de mesures effectuées à bord de frégates météorologiques (été 1964 ; point K) il a été observé qu'à 1/3°C près, il y a une bonne correspondance entre la mesure de la température au thermomètre-seau et celle faite par la technique des rayons infrarouges.

## BIBLIOGRAPHIE

### A. Publications parues :

- CREPON M. - Influence de la pression atmosphérique sur le niveau moyen de la Méditerranée occidentale et sur le flux à travers le détroit de Gibraltar. Présentation d'observations. *Cahiers océanographiques*, XVII, 1, p. 15-32, janvier 1965.

- GONELLA J. - Contribution à l'étude des échanges entre l'air et la mer en Méditerranée occidentale (Bassin provençal). *Cahiers océanographiques* XVI, 7, p. 547-556, juillet-août 1964.

- GONELLA J. - Rap. et P.V. des réunions de la C.I.E.S.M.M. (résumé) XVIII, fasc. 3, contribution n° 147.

- GONELLA J. - Phénomènes transitoires et oscillations d'inertie des masses d'eau en Méditerranée occidentale. Profils thermiques dans l'air au voisinage de la surface d'un lac. Annexe I du P.V. de la réunion du 22 juin 1966 de la section d'Océanographie Physique (Comité National Français de Géodésie et Géophysique) p. 1-4.

- GONELLA J. et MARTIN J. - Centrale de Mesures Océanographiques. *Cahiers océanographiques*, XVIII, p. 381-422, mai 1966.

- LACOMBE H. et GONELLA J. - Oscillations d'inertie des masses d'eau en Méditerranée occidentale. C.R. Acad. Sci., Paris, t. 259, p. 2487-2490, 12 octobre 1964.
LACOMBE H., GONELLA J. et ESKENAZI G. - Détermination de la force de frottement exercée par le vent sur la surface de la mer par grandes profondeurs. C.R. Acad. Sci., t. 263, p. 320-323, 25 juillet 1966.

B. Publications à paraître ou en préparation :

CREPON M. - Etude des courants en régime impulsionnel.

GONELLA J. - Sur l'observation de la spirale d'EKMAN à la Bouée-Laboratoire. Coefficient du frottement du vent sur la mer. Viscosité turbulente de la couche d'eau superficielle.

GONELLA J., CREPON M. et MADELAIN F. - Résultats des mesures de courants effectuées à bord de la Bouée-Laboratoire avec les courantomètres "Mécabolier".

GONELLA J., ESKENAZI G. et FROPO J. - Résultats des mesures de vent et de courant à la Bouée-Laboratoire au cours de l'année 1964. A paraître aux Cahiers océanographiques, mars 1967.

GONELLA J., ESKENAZI G. et BOROVI J. - Résultats des mesures effectuées au lac de la Godivelle. Evaporation et profils thermiques.
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# SECTION DE VOLCANOLOGIE
TABLE DES MATIERES

<table><thead><tr><th></th><th>Pages</th></tr></thead><tbody><tr><td>Les météorites par J. ORCEL</td><td>275</td></tr><tr><td>Volcanologie régionale par P. BORDET</td><td>277</td></tr><tr><td>Méthodes paléovolcanologiques par L. GLANGEAUD</td><td>292</td></tr><tr><td>Travaux sur la rhéologie des laves par H. SAUCIER</td><td>295</td></tr><tr><td>Sismo-volcanologie ou géophysique des volcans par G. BLOT</td><td>298</td></tr><tr><td>Géochimie des laves par J. L. CHEMINÉE</td><td>300</td></tr><tr><td>Gaz volcanique par M. CHAIGNEAU</td><td>306</td></tr><tr><td>Les études de Paléomagnétisme relatives à la Volcanologie durant les années 1963 à 1966 par A. ROCHE</td><td>309</td></tr></tbody></table>
# SECTION DE VOLCANOLOGIE

Les travaux volcanologiques français, de 1963 à 1966, se répartissent en divers domaines de recherches. Pour chacun d'eux, un rapport donne un aperçu des principaux résultats et une liste bibliographique :
- **Météorites** : J. ORCEL.
- **Volcanologie régionale** : P. BORDET.
- **Méthodes paléovolcanologiques** : L. GLANGEAUD.
- **Rhéologie des laves** : H. SAUCIER.
- **Sismo-volcanologie** : C. BLOT.
- **Géochimie** : J. L. CHEMINÉE.
- **Gaz volcanique** : M. CHAIGNEAU.
- **Paléomagnétisme** : A. ROCHE.

Dans son rapport, A. ROCHE fait état des résultats obtenus dans le Mont-Dore, la chaîne des Puys, le Velay, l'Aubrac (France) le Kai-serstuhl (Allemagne), etc... Dans de nombreux cas, il a été possible d'utiliser ces données pour préciser l'âge encore mal défini de certaines formations. L'auteur insiste sur la complexité des variations du champ magnétique et met en garde contre des interprétations trop hâtives.

Des différents rapports, publiés ci-après, nous retiendrons plus particulièrement :

- les récentes études sur les Météorites,

- la reconnaissance et l'étude préliminaire d'une importante zone volcanique à l'ouest de Ghazni, en Afghanistan, volcanisme récent, d'âge pléistocène, s'étendant sur une surface estimée à 4 000 km²; l'étude du volcanisme tertiaire et quaternaire du Tibesti sur une zone de 14 000 km² et l'étude de l'éruption (1912) du Katma¹,

- une nouvelle synthèse de l'évolution volcanotectonique du Mont-Dore,

- la distinction de trois types de comportement des roches volcaniques en fonction de la température,

- les rapports entre séismes profonds ou intermédiaires et phénomènes superficiels : tremblements de terre, éruptions volcaniques ; la réalisation des prévisions établies à partir de cette théorie,

- l'établissement de corrélations entre différents constituants des laves (V - SiO₂, K - Th, Sc - Co, etc...),

- les variations très importantes de la teneur en eau et en anhydride carbonique, en rapport avec les explosions, observées aux bouches éruptives du Stromboli.
Une partie des résultats (géochimie, sismo-volcanologie) est le
fruit de la participation de chercheurs français (Centre National de la
Recherche Scientifique, Facultés des Sciences, Institut Catholique, Ecole
Normale Supérieure) aux missions de l'Institut international de Recherches
volcanologiques (I. I. R. V., Catane), dirigées par H. TAZIEFF : Etna et
Stromboli (Sicile) (8 missions, 1963-1966), Katmaı' (Alaska, 1963), Islande
(1965), Nyragongo (Congo, 1966) ; sous l'égide de l'U. N. E. S. C. O. :
Irazu (Costa-Rica, 1964), Bali (Indonésie, 1964-1965). Indépendamment
de l'I. I. R. V., citons encore les intéressantes missions en Afghanistan
(1963), au Tibesti (1965), au Mont Cameroun (1966) et l'observation des
éruptions des volcans de Ambrym, Lopevi et Gaua (Nouvelles-Hébrides).

La fréquence des missions à l'Etna et au Stromboli a rendu pos-
sible la mise au point d'un matériel qui permet d'enregistrer de manière
aussi continue que possible les variations d'un certain nombre de para-
mètres physiques et plus particulièrement chimiques, et de suivre ainsi
leur évolution en rapport avec l'activité du volcan.

Jean-Louis CHEMINÉE
# LES METEORITES

## J. ORCEL

Membre de l'Institut — Professeur au Muséum National d'Histoire Naturelle

M. J. ORCEL et ses collaborateurs Mme E. JÉRÉMINE et M.A. SANDRÉA ont poursuivi leurs recherches sur la constitution minéralogique et chimique des météorites. Ils ont étudié avec M. J. BAHEZRE la météorite tombée à Bosso (république du Niger) le 19 février 1962 vers 12 heures. Deux aérolithes ont été recueillis et communiqués au Service des mines de la République du Niger. Le spécimen utillisé pour l'étude pesait 1250 g avant les prélèvements nécessaires. Il a été donné au Muséum par M. GUILLEMIN du B.R.G.M. Il s'agit d'une météorite de type chondritique présentant des traces d'écrasement. Elle renferme les minéraux suivants : clinohypersthène, hypersthène, olivine, plagioclase, ferronickels (kamacite et taenite) cuivre natif, chromite, ilménite.

L'étude, au moyen de la microsonde électronique, de la chromite, de l'ilménite, et des ferronickels permet de préciser la composition chimique de ces minéraux et de mieux interpréter l'analyse chimique globale.

Au point de vue structural on relève plusieurs preuves de l'évolution des chondres, mais la roche ne paraît pas avoir subi un métamorphisme intense dans la protoplanète d'où elle provient.

D'autre part, M. J. ORCEL, en collaboration avec M. ALPERN, du CERCHAR, poursuit des recherches sur les météorites carbonées, en s'efforçant d'en préciser la composition minéralogiques.

Dans ce but, il a appliqué les techniques microscopiques de la pétrographie des charbons et l'analyse à la microsonde électronique, à des sections polies de la météorite carbonée d'Orgueil.

On a surmonté ainsi les difficultés dues aux contaminations terrestres, et on a déterminé divers constituants minéralogiques : magnétite, pyrrhotite, chondrule d'olivine, antigorite, dolomite, oldhamite.

Mais les observations recueillies n'ont apporté aucune preuve de l'existence de microorganismes fossiles dans cette météorite.

Signalons encore que le 27 juin 1966, une météorite est tombée dans le territoire de St-Séverin (Charente). Il s'agit d'une véritable averse. L'ensemble des morceaux recueillis jusqu'à présent pèse 267 kg.

Le plus gros (113 kg) a été immédiatement transporté au Centre des faibles radioactivités de Gif-sur-Yvette. Ainsi les premières mesures
de radioactivité, effectuées par spectrométrie gamma ont pu commencer
60 heures seulement après la chute.

Cette météorite appartient au groupe des amphotérites bréchiformes.

Le Laboratoire de Minéralogie du Muséum en poursuit actuellement
l'étude en collaboration avec le Centre de Gif.

Enfin, depuis 1958, M. ORCEL a consacré son cours du Muséum,
à l'étude des météorites. Il a envisagé successivement les circonstances
de leur chute, leur constitution minéralogique et leur structure, leur
composition chimique et isotopique (y compris les radioisotopes), les
théories sur leur origine et leur genèse, et les données diverses sur
leur âge.

Il a montré également l'importance de l'étude des météorites pour
notre connaissance de la structure et de la composition minéralogique
du manteau de la terre.

Enfin, dans ses cours de 1966, il a exposé l'état de nos connais-
sances actuelles sur les tectites et discuté les théories émises sur leur
origine, notamment la théorie de l'origine lunaire.

BIBLIOGRAPHIE

[1] JÉRÉMINE Mme E., ORCEL J., SANDRÉA A. et BAHEZRE J. - La météorite de Dosso (République du Niger). *Geochimica et Cosmo-chimica Acta*, 1964, vol. 28, pp. 1119-1124.

[2] ORCEL J. et ALPERN B. - Etude de la microstructure de la météorite carbonée d'Orgueil. C.R. Acad. Sci., t. 262, p. 1393-1397. 28 mars 1966, Série D.
# VOLCANOLOGIE REGIONALE

P. BORDET

Professeur à l'Institut catholique de Paris

## FRANCE

**Nord.** Dans le Nord de la France, un certain nombre de sondages ont atteint des roches volcaniques liées aux formations primaires [118-120-121]. L'Ardenne a fait l'objet d'une étude remarquable concernant le développement du magmatisme et du volcanisme en rapport avec son évolution géodynamique [26].

**Bretagne.** Les études qui y ont été poursuivies ont montré un développement important du volcanisme basique : dans le Briovérien [84], le primaire inférieur [15-32-44], le Dinantien [64-138], le Permo-carbonique [123-138]. Un affleurement particulier a permis d'aborder le problème des Lamprophyres [58]. Le volcanisme paléozoïque a été étudié également en Vendée [145].

**Est.** Trois formations ont fourni des roches volcaniques : le socle cristallophyllien de Haute-Savoie et de Côte d'Or [68-99-153-10-67-74]. Le permien du Nord des Vosges [137] et du bassin de Blanzy-Creusot [67], enfin la nature de plusieurs petits pointements d'âge indéterminé a été révisée [45-48].

**Massif central.** La région la plus étudiée est celle du Mont-Dore dans laquelle sont poursuivies simultanément des études de pétrographie [49], de volcanologie dynamique, de stratigraphie, de géochimie, de paléomagnétisme et de gravimétrie (cf. rapports sur la géochimie et les méthodes paléovolcanologiques).

Vient ensuite le Cantal [142], les recherches s'y poursuivent sur le plan de l'histoire géologique [71-85], du dynamisme volcanologique [50], de la composition des laves [115-158-106-49-83], enfin de la structure [142-159].

Les Monts d'Auvergne, dont la géologie est généralement assez bien connue, ont donné lieu à des recherches sur des points particuliers : études locales [111], enclaves profondes [46-163], géochimie, paléomagnétisme. Des produits volcaniques ont été également signalés dans le houiller de Messeix [38].
L'activité volcanique de l'Aubrac a été parallélisée avec sa structure tectonique [134], tandis que ses roches étaient analysées par des procédés modernes [59-60-61-62-160].

Parallèlement ont été étudiés les sols volcaniques des Coirons [116]. Enfin, les derniers restes de l'activité fumerollienne, en rapport avec le volcanisme, ont été signalés [140].

Quant au socle ancien, il a révélé l'existence de roches volcaniques plus ou moins métamorphiques dans le Puy de Dôme [7], le Limousin [56], l'Albigéois [70].

**Alpes.** Dans cette région, les études sont principalement orientées sur les problèmes du volcanisme géosynclinal : roches vertes [166-167], Spilites [147-100]. On y a également signalé de nouvelles occurrences de roches volcaniques acides ou basiques [114-57-75-54-31].

**Languedoc.** L'inventaire des pointements volcaniques, multiples et discontinus, a été poursuivi [55-97-110-134-18-72-77-135]. Le fonctionnement profond de ce volcanisme a été abordé par diverses méthodes [76] : étude des enclaves [47], de la Géochimie, de la Séismicité locale [2-3].

**Pyrénées.** Deux problèmes ont principalement retenu les chercheurs, celui des laves anciennes liées à la série primaire plus ou moins métamorphique [39-154] et celui, encore confus, des roches vertes de la série secondaire : Cherzolites, ophites, spilites [131-162-104-136].

**Sud-Est.** Deux ensembles de roches volcaniques ont été étudiés : le volcanisme permien de l'Estérel vers ses problèmes complexes de nature [144] de fonctionnement [41-91-92] et d'association minéralogique [130-161], enfin, celui, beaucoup plus réduit, de Basse-Provence [190].

**Corse.** Le grand complexe ophiolitique du cap Corse a été étudié dans le cadre de la série des schistes lustrés [98-155], tandis que des rhyolites minéralisées en BCP [1] étaient signalées.

## EUROPE

**Espagne.** Dans cette région, les études ont porté sur des volcanismes anciens : Silurien [113-17-73], permien [119] ou au contraire sur le volcanisme subactuel du Nord-Est 89.

**Italie.** Deux orientations de recherches s'y dessinent : l'étude du volcanisme basique lié aux dépôts géosynclinaux de Calabre [42-43], de l'Apennin [105] ou de Sicile [112] ; l'étude des volcans actifs ou subactifs : Etna [169-16], Stromboli, Lipari (cf. rapports sur la géochimie et sur les gaz).

**Grèce-Yougoslavie.** C'est aussi à l'étude du volcanisme géosynclinal que se sont attachés les chercheurs, en particulier en Eubée [93-
94-95-96] ainsi que dans les Dinarides yougoslaves [14]. L'île de Lesbos a fait l'objet d'une étude particulière [127].

## AFRIQUE

**Afrique du Nord.** Les formations charriées du Rif marocain continennent des roches vertes d'origine géosynclinale [8-9]. Du manganèse accompagne les formations volcaniques de la région de Melilla [19].

De son côté, le vieux socle du Mont Atlas a révélé un volcanisme d'âge cambrien [146].

Les curieuses "alounites" ont été retrouvées dans la région de Kénifra (Moyen-Atlas) [11].

Quant à l'Algérie, elle montre une association très complexe de roches volcaniques acides et basiques tertiaires dans la région Edough Cap de Fer [101].

**Sahara.** Des roches volcaniques y ont été trouvées par sondage à Rhourde el Baguel et à Hassi-Messaoud [122].

**Hoggar-Tibesti.** Le Hoggar comporte un précambrien très complexe dans lequel les roches volcaniques acides et basiques jouent un rôle important [86-51-87], celui-ci supporte des ensembles volcaniques récents dont les dynamismes aberrants méritent une étude approfondie [81-82]. C'est au même groupe que se rattachent les manifestations volcaniques du Tibesti, mais leur ampleur et leur variété en font un ensemble pro-blement unique au monde [164-165].

**Niger.** La découverte de roches d'origine profonde dans les com-plexes annulaires subvolcaniques pose, à nouveau, le problème de leur origine [27].

**Volcanisme récent ou actuel.** Ses manifestations ont été décrites en diverses régions [168], Cap Vert [156] ; Sénégal [65], Mauritanie [117] et surtout Congo [149-66-51].

**Madagascar-Réunion.** Les ensembles volcaniques de Madagascar ont fait l'objet de plusieurs descriptions [4-5-6-102], ainsi que ceux de la Réunion [13-157].

## ASIE

Outre un travail signalant l'activité magmatique tertiaire en Sibérie [57], les travaux les plus notables concernent la découverte d'un impor-tant volcanisme subactuel en Afghanistan, dans la partie centrale de l'Asie où toute l'activité volcanique était jusqu'ici inconnue [34-107-108].
## AMÉRIQUE

Les travaux récents se répartissent en trois chapitres :

- l'étude de l'éruption du Katmai dont on connaît l'importance en ce qui concerne la théorie des ignimbrites [33-35-36-37] ;

- celle du volcanisme des Antilles françaises [88] ;

- enfin, la surveillance du volcanisme actif au Chili [148], à Costa-Rica aux Iles Santa Cruz [150].

## OCÉANIE

La surveillance des volcans actifs ou subactifs a été poursuivie dans les îles océaniennes ; Indonésie [152], Lopevi [132-129], Matthew [132-128], de la Possession [69], Nouvelles-Hébrides [28-29-30-109].

A cette occasion, l'évolution de l'activité volcanique a pu être mise en rapport, dans cette région, avec celle de l'activité séismique.

Cette constatation, une importante découverte de la volcanologie moderne, a pu être étendue à différentes autres régions, au Japon en particulier (cf. rapport sur la séismovolcanologie).

Les rapports entre les activités volcanique et tectonique ont été signalés dans différentes régions du Pacifique [77-78]. Enfin certaines roches volcaniques ont été datées [103].

## MERS AUSTRALES - ANTARCTIQUE

Une série d'études ont montré l'importance du volcanisme dans les îles des mers australes et ont insisté sur son caractère subactif. [12-20-21-22-23-24-25-125-126].

Une synthèse géologique de l'Antarctique y met en évidence le rôle des volcans [53].

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