Les pluviomètres en boules d’Otto Lütschg

Vous avez peut-être déjà fait vous-même un pluviomètre, savamment conçu avec une bouteille en plastique découpée en 2 dont le goulot était renversé dans la partie intérieure, et de belles graduations ondulantes minutieusement tracées au feutre épais en fin de vie. Hélas ce petit chef-d’œuvre local finit plutôt rapidement dans la poubelle recyclable. Pourtant, avec un peu plus d’acharnement, vous auriez peut-être pu développer un instrument qui puisse au moins valoir de déco à défaut d’être utile ; bien qu’il faille admettre que le pluvio, de base, c’est un bac en plastique plutôt moche. Imaginez alors la surprise, quand au fond du jardin de votre voisin savant (et probablement fou), il a trouvé l’idée d’accrocher un genre de grossière boule à facettes sur un poteau, et qu’il vous dit que c’est de la science de précision : vous habitiez alors sûrement dans les années 30 tout près de chez Otto Lütschg, directeur des services hydrologiques à l’Office central de météorologie suisse à Zurich, qui a passé sa vie à planter des pluviomètres partout dans les Alpes, avec notamment quelques-uns de ses surprenants pluviomètres en boules.

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Il s’est notamment pris de passion pour l’étude des pluies qui alimentent la rivière la Baye de Montreux, qui avait subie une crue catastrophique en 1927. Dix ans plus tard, un article de La Météorologie revenait en détail sur l’entreprise d’Otto Lütschg et les objectifs et caractéristiques des trois pluviomètres en boules qui ont servi pour l’étude de ce bassin versant :

Le service hydrométéorologique de la Baye-de-Montreux

Il ne s’agit en somme que d’un bien minime organisme fluvial et de conditions physiques bien moins dangereuses que celles qui sévissent dans les bassins de maints torents savoyards ou dauphinois. Cependant, la Baye-de-Montreux mérite de devenir célèbre en raison d’études uniques en leur genre dont elle est l’objet, par l’initiative et sous le contrôle de notre ami M. O. Lütschg, l’éminent spécialiste de l’hydrométéorologie alpestre, maintenant Directeur de l’Institut hydrologique national, créé par le Polytechnicum de Zurich.

M. O. Lütschg, le premier au monde a employé par masses les totalisateurs Mougin, seuls instruments jusqu’à présent reconnus capables de mesurer avec une approximation suffisante les précipitations en haute montagne. Les chutes d’eau varient dans des proportions considérables d’un lieu à un autre très voisin, par exemple selon l’altitude, le long d’une pente, du talweg au sommet, ou aux mêmes altitudes, d’un secteur l’autre d’une vallée. Donc des récepteurs très nombreux deviennent nécessaires si l’on veut déterminer avec précision suffisante les précipitations qui arrosent un bassin montagneux. Le nombre de ces appareils doit être vingt fois, cinquante fois plus grand que dans un pays de plaines et de collines. inutile de dire que cette nécessité rend pratiquement impossible la détermination de la lame d’eau moyenne sur un grand bassin alpestre comme celui de l’Isère. Si l’on désire une véritable exactitude on doit limiter ses recherches à quelques dizaines de km².

Ainsi a fait M. O. Lütschg dans ses études célèbres sur la haute Saaser-Visp (20 récepteurs pour 65,25 km²), le Waggital (18 récepteurs pour 42,36 km²), les bassins de la Barberine (15 stations pour 28,10 km²), de la Salanfe (6 récepteurs pour 18,43 km²) les bassins de Grimsel, du lac de Davos, du glacier du Rhône, du glacier d’Aletsch.
Dans le bassin de la Baye-de-Montreux, la densité des appareils atteint un chiffre record 60 (soit plus de 4 par km²) dont 46 totalisateurs Mougin et 13 pluviomètres ordinaires Hellmann.
Quatre stations sont équipées de pluviomètres enregistreurs pour l’étude des averses de grande intensité. Toutes les stations fonctionnent depuis le 1er septembre 1931.

Pluviomètres en boules

Avant d’indiquer les premiers résultats de ces mesures, nous nous étendrons quelque peu sur un appareil nouveau, employé par M. O. Lütschg, mais encore inconnu de la plupart des géographes ; il a pour objet d’éliminer les perturbations produites par les vents, car ces troubles aérodynamiques frustrent les récepteurs horizontaux d’une fraction plus ou moins grande des précipitations. Le pluviomètre en boule, inventé par le Pr. Dr. Robert Haas et par M. O. Lütschg est percé de trous circulaires disposés de telle manière que, sous n’importe quel angle de vent, la surface réceptrice égale celle du pluviomètre Hellmann : 50 cm². Des tubes récepteurs aboutissent aux orifices, et dépassent légèrement la surface extérieure de façon à empêcher l’eau qui ruisselle sur la boule, en dehors des trous, de s’introduire par ceux-ci. La pénétration des tubes à l’intérieur empêche que l’eau entrée par les ouvertures ne puisse ressortir par les orifices inférieurs, et se perdre. Grâce à une tôle en croix à l’intérieur, les gouttes poussées par un vent violent ne peuvent traverser la boule de part en part. En définitive, toute l’eau recueillie par les ouvertures arrive finalement au fond de la boule puis dans un récipient qu’on vide pour la mesure.

Dans le bassin de la Baye-de-Montreux fonctionnent trois pluviomètres à boule ; l’un à Sonzier-sur-Montreux (712 m.), non loin d’un anémographe, d’un totalisateur et d’un Hellmann, un second près de l’arête des Verraux, à proximité du totalisateur des Courcys (1.885 m.) ; un troisième aux Avants, à côté d’un pluviomètre normal.
Dès maintenant, les comparaisons entre ces divers appareils ont révélé des faits de la plus haute portée.
À Sonzier, par rapport au pluviomètre ordinaire, la boule indique un déficit de 4,4 p. 100 pour les petites pluies (moins de 10 m/m par jour) ; un excédent de 3,5 à 21,5 p. 100 pour les chutes d’eau plus fortes (+18,2 p. 100 pour celles de 30 à 70 mm.). L’excédent moyen d’avril à octobre 1933, et d’avril à septembre 1934 représente 8,5 p. 100 contre 7,2 p. 100 aux Avants.
Aux Coureys, lieu bien plus haut et bien plus éventé, du 1er mai au 1er août 1934, l’excédent atteint 34,5 p. 100 en moyenne, par rapport aux chiffres du totalisateur. Il n’est point tombé au-dessous de 8,5 p. 100 et a atteint 68,9 p. 100. En saison froide, il comporterait des chiffres plus élevés, car le vent incline et trouble bien plus la trajectoire des flocons de neige que celles des gouttes d’eau.

L’obliquité des versants

Comment douter après cela que les récepteurs plans n’indiquent pour la montagne des précipitations trop faibles ? D’autre part, même s’ils ne subissaient pas ces pertes, dues à la déviation des gouttes et des flocons, ils pourraient encore nous tromper sur l’alimentation liquide des petits bassins très accidentés, car on calcule les volumes liquides d’après les relevés aux pluviomètres et la surface indiquée par la carte, c’est-à-dire d’après la projection verticale du relief. Mais en réalité, l’orientation du relief, son altitude, la raideur des pentes changent les données du problème : si un bassn est en majeure partie composé d’un versant très incliné vers l’Ouest, et si le vent pluvieux dominant frappe ce côté, les choses se passeront comme si la surface réceptrice dépassait, et parfois de beaucoup, celle que l’on établit d’après la carte ; le résultat sera contraire si, pour un même vent pluvieux, le bassin fait face à l’Est.

Dans l’espoir de résoudre ces difficultés, M. Pers, professeur au lycée de Grenoble, a inventé d’ingénieux appareils, le stéréopluviomètre et vectopluviomètre que nous examinerons dans une note prochaine. Mais pour le moment revenons aux mesures de M. O. Lütschg.

Promis, on reviendra un jour sur ces stéréopluviomètres et vectopluviomètres qui valent très sûrement le détour. D’ici-là vous pouvez essayer de tuner un peu votre bouteille en plastique.

La source

La Météorologie : revue mensuelle de météorologie et de physique du globe et Annuaire de la Société météorologique de France, Société Météorologique de France, janvier 1937, « Les études hydrométéorologiques de M. O. Lütschg dans le bassin de la Baye de Montreux », M. Pardé, pp. 171-175 – disponible dans les archives de la Bibliothèque Nationale de France.

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