Dissertation sur les causes et les variations des vents

imagette-retaillee[Alexandre Moatti – décembre 2014] C’est une curieuse histoire épistémologique que nous raconte A. Persson, historien de la météorologie, à propos de l’explication de la circulation des vents dominants (d’ouest dans les zones tempérées de l’hémisphère Nord, d’est sous le tropique du Cancer – vents alizés) ; circulation aujourd’hui représentée par les fameuses « cellules de Hadley ». Voici, en vrac, les différents protagonistes de cette intrigante affaire.

L’Anglais Halley (1656-1742) – celui de la comète éponyme – a bien conscience avec Newton (et à l’inverse de Galilée et Kepler) que l’atmosphère est solidaire de la Terre par gravité. Il explique en 1686 les vents tropicaux d’est par un afflux d’air vers le point subsolaire (point de la Terre le plus proche du Soleil), qui se meut vers l’ouest.

Son compatriote Hadley (1685-1768) – le découvreur de l’aberration des étoiles – tente une théorie « de bon sens » en 1735 : l’air se déplaçant depuis le tropique du Cancer vers l’Équateur se trouve dans des latitudes à vitesse de rotation plus élevée et, tout en conservant sa vitesse absolue, apparaît comme « en retard », provoquant ainsi des vents venant du nord-est ou d’est. Mais s’il semble avoir raison sur les directions des vents, Hadley exprime un salutaire doute scientifique sur leurs vitesses : suivant sa théorie physique, une simple brise à Santander deviendrait une tornade à Plymouth – nos zones tempérées ne sont pourtant pas connues pour être systématiquement affectées par des ouragans.

L’explication de Halley (pas de Hadley) prévaut assez logiquement pendant 150 ans. Intervient alors un mandarin allemand, Dove (1803-1879). Inventeur d’une « loi des vents » – qui en fait n’avait de validité que sur le nord de la Prusse ! –, il en infère en 1835 la même théorie physique que celle de Hadley, et prend appui sur le prestige de ce dernier pour imposer un « principe de Dove-Hadley ». Principe facile, trop facile, à « comprendre » et à enseigner, il en vient à détrôner l’explication de Halley. Notons au passage que l’appellation « Dove-Hadley » survit difficilement aux tensions européennes au début du XXe s., l’Angleterre reprenant son principe de Hadley et l’Allemagne son principe de Dove.

Or, fût-il de Dove, d’Hadley ou d’Hadley-Dove, ce principe était fondé sur des prémisses physiques totalement erronées : de nombreux météorologistes, studieux, moins mandarinisés, l’avaient signalé dès les années 1850, s’opposant à Dove, parfois au détriment de leur réputation : le Danois Schouw, le Français Delaunay, le Hollandais Buys-Ballott, l’Américain Ferrel. Mais l’inertie scientifique est grande et après tout, encore une fois, les « cellules de Hadley », c’est facile à comprendre, à se rappeler, à enseigner – d’où l’inertie sans doute…

Et ces météorologues, ils l’avaient, l’explication physique correcte : c’est la force de Coriolis qui explique cette rotation vers leur droite des masses d’air se dirigeant vers l’équateur (et non la théorie de la « pulsion solaire » de Halley – pas de Hadley, qui n’avait pas vraiment de théorie).

Mais la science aime bien faire et refaire, toujours et encore, les expériences. Elles avaient été imaginées en 1892, mais il faut attendre 1950, et traverser opportunément l’Atlantique, pour voir réaliser des expériences à la Halley (pas Hadley), avec Dave Fultz et son équipe à l’université de Chicago : dans une… poêle à frire, avec un bec Bunsen en son centre représentant le point subsolaire, point-clef de l’explication de Halley – finalement plus solide que celle de Hadley, trop « facile ».

Et pourtant, en 1730, un Français, et même un Lyonnais, d’origine protestante mais enrôlé chez les jésuites, fils d’un peintre de renom, Nicolas Sarrabat, s’était intéressé à la théorie de Halley (pas de Hadley – qui d’ailleurs écrivit son article en 1735) et avait fait les expériences de la poêle ! Et tiré des conclusions en tous points conformes à la circulation atmosphérique, sous les tropiques (alizés), comme au-dessus.

Morale de l’histoire. On aurait mieux fait, au début du XIXe s., de retrouver Sarrabat 1730 (à l’appui d’Halley) que Hadley 1735. Mais on a retrouvé un auteur connu (pour d’autres découvertes), et non Sarrabat, encore aujourd’hui totalement inconnu (si ce n’est grâce à BibNum !) – même son père le peintre Daniel Sarrabat est (un peu) plus connu, c’est dire : une exposition lui a été consacrée en 2011 au splendide monastère de Brou, dans l’Ain.

Morale n°2. La célébrité, c’est tenace. Comme une inertie à la Zénon. On parle toujours des « cellules de Hadley ». Le centre de recherche en climatologie de l’Office météorologique britannique porte son nom.

Morale n°3, que nous tirons avec A. Persson. Halley (et avec lui Sarrabat) avait une explication physique censée, mais finalement erronée. Hadley avait une théorie erronée quasi dès le départ – mais au moins expliquait-il honnêtement que quelque chose n’allait pas avec ses vitesses de vent. Halley et Hadley, pour une fois réunis, avaient été honnêtes et assez rigoureux. Le mandarin ultérieur qui a joint son nom à celui de Hadley l’a peut-être moins été. Célébrité et rang social, quand vous nous tenez !

 L’analyse, ici, est de Anders Persson – FRMetS (Fellow of the British Royal Meteorological Society), Chercheur émérite à l’université d’Uppsala, membre honoraire de la Société suédoise de météorologie.


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