Marée

La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans causé par l'effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil.

Ce mouvement de marée n'est pas limité aux eaux, mais affecte toute la croûte terrestre, même s'il est dans ce cas plus difficile à percevoir.

Origine du phénomène

Le phénomène est dû à la déformation de la surface des océans par suite des attractions combinées des autres corps célestes. Ce mouvement peut même détruire l'astre qui le subit : si la force de marée l'emporte sur la force de gravitation de ses constituants, l'astre se désagrège (voir l'article limite de Roche).

Phénomène physique

L'attraction gravitationnelle étant inversement proportionnelle au carré de la distance, l'astre (principalement la Lune dans le cas de la Terre) attire plus fortement les masses (liquides et solides) proches. En particulier, le point le plus proche de la Lune est plus attiré que le point à l'opposé. Si l'on fait la moyenne des actions, on peut décomposer la force en chaque point de l'axe Terre-Lune en deux forces :

une force d'attraction moyenne ;
une force centripète (par rapport au bari-centre Terre/Lune).

Il s'ensuit une déformation de la surface des mers, mais aussi des sols, qui diffère donc de ce qu'elle serait sans la présence de notre satellite et du soleil.

Pour la mer, on peut comparer cette déformation à une énorme vague qui serait de forme régulière si les fonds des océans « étaient réguliers et s'il n'y avait pas de côtes ».

Une explication historique très répandue ajoute que la Lune et la Terre tournent autour du centre d'inertie de l'ensemble Terre-Lune et cette rotation provoque une autre déformation, par force centrifuge, ce qui explique qu'il y ait deux marées par jour.

Une analyse du phénomène par la mécanique newtonienne détaillée ici montre qu'aucun effet centrifuge n'est nécessaire pour expliquer le phénomène. Cette interprétation resulte d'une difficulté à appréhender l'affaiblissement de la gravité terrestre aux points les plus proches et les plus éloignés de la lune provoquée par le champ de gravité décroissant du satellite.

Une description détaillée est donnée sur le site du SHOM ://www.shom.fr/fr_page/fr_act_oceano/maree/maree_f.htm.

Les marées

Pour la Terre, seule la Lune et le Soleil ont des impacts significatifs, qui s'additionnent ou se contrarient selon les positions respectives de la Terre, de la Lune et du Soleil. En fait, la Lune est beaucoup plus proche de la Terre que le Soleil, mais a aussi une masse beaucoup plus petite, de telle sorte que leurs attractions sont d'ordres de grandeur comparables : celle du Soleil est environ la moitié de celle de la Lune. Les autres corps célestes sont trop éloignés pour que leur influence soit sensible. Historiquement, Bernardin de St-Pierre avait persuadé l'Académie des Sciences de l'époque que ce n'était pas la Lune mais la fonte (alternée avec le gel nocturne) des glaciers qui provoquait les marées. Poussant jusqu'au bout son raisonnement, la grande amplitude des marées d'équinoxe se justifiait par l'action conjuguée des glaciers arctiques et antarctiques. Dans l'antiquité, Platon pensait que les marées étaient provoquées par des oscillations de la Terre. Plus tard, Galilée, se basant sur les travaux de Copernic, décrit l'origine des marées comme résultant de la rotation de la Terre et de sa révolution autour du Soleil.

Le phénomène de marées est dû à la combinaison de l'attraction exercée par la lune et celle (plus faible) exercée par le soleil sur la masse des océans. Cette attraction combinée est cependant perturbée ou même parfois contrariée par d'autres phénomènes physiques comme l'inertie des masses d'eau, la forme des côtes, les courants marins, la profondeur des mers, ou encore le sens du vent local.

Les courants marins : La Terre se déplace au cours de sa circonvolution entre deux lignes de circonférence formant une couronne dont l'écartement est le diamètre de la Terre, environ 12 756 km. Ceci nous amène à constater que la circonférence intérieure est plus courte que l'extérieure. Cette différence se traduit par 80 150 km en 1 an soit environ 220 km par jour et un peu plus de 9 km/h qui correspond à la différence de vitesse de déplacement dans l'espace entre l'intérieur et extérieur de la couronne, soit la face midi et la face minuit de notre globe terrestre. Cette différence est à l’origine des courants marins à contresens de la rotation le long de l'équateur.

L’inertie : C'est une force qui s'oppose au mouvement d'une masse que l'on veut déplacer (augmentation de vitesse) ou arrêter (diminution de vitesse). Quand la masse est importante, l'inertie est importante. C'est le cas de la masse d'eau de tous les océans du globe, qui tente de contrarier les mouvements auquels elle est soumise par attraction combinée de la lune et du soleil.

Il y a généralement deux cycles de marée par jour (il y a des exeptions) dont les instants de haute mer et de basse mer varient avec la lune (attraction prépondérante).

La marée se manifeste essentiellement sur les côtes maritimes, où la mer monte ou se retire suivant un cycle lié, d'une part à la rotation de la Terre et à sa révolution autour du Soleil, d'autre part à la rotation de la Lune autour de la Terre. Ce cycle complet (marée basse et marée haute) dure environ 12 heures 25 minutes.

L'effet piston : Lorsque les côtes se resserrent en entonnoir, comme dans le fond de certaines baies (baie du Mont-Saint-Michel, baie de Fundy, etc.) il y a amplification de la hauteur des marées qui peuvent dépasser 14 mètres entre les basses eaux et les hautes eaux. Il s'y produit aussi un retard horaire progressif comme en Manche de l'entrée à Dunkerque.

Les mers intérieures sont peu sujettes aux marées car les masses d'eau et les distances entre les côtes concernées sont beaucoup plus faibles que dans les océans. C'est notamment le cas de la Méditerranée, où l'étroitesse du détroit de Gibraltar empêche le passage de l'onde de marée.

Il faut noter que la terre subit aussi l'influence de la Lune, ou tout au moins des marées, les continents flottent sur un manteau de magma liquide et de ce fait se déplacent comme les océans. À Paris les jours de grandes marées on se trouve 30 centimètres plus haut que les jours de marées basses.

Le marnage

Le marnage est la différence entre le niveau des plus hautes mers et celui des plus basses mers. Ces deux niveaux définissent les domaines marin (toujours immergé) et terrestre (toujours émergé). La zone alternativement couverte et découverte par la mer limitée par ces deux niveaux est appelée l'estran ou zone de marnage, ou encore « zone de balancement des marées »; on utilise aussi de plus en plus l'anglicisme zone intertidale.

Voir l'article détaillé Estran.

Coefficient de la marée

Il s'exprime en centièmes et varie de 20 à 120, et indique la force de la marée. Les grandes marées ou marées de vive-eau se produisent lorsque la Lune et le Soleil se trouvent en conjonction ou opposition (appellée syzygie) par rapport à la Terre (situation de pleine ou de nouvelle lune); leurs forces d'attraction s'ajoutent. Les marées seront d'autant plus fortes que le plan de l'orbite lunaire sera voisin de celui de l'orbite terrestre, ce qui intervient aux équinoxes (21 mars et 21 septembre). Ce phénoméne explique que les plus grandes marées (marées d'équinoxes) ont lieu lors de la première syzygie qui suit l'équinoxe.

Inversement, les marées sont faibles (marée de morte-eau) lorsque la Lune est à 90° de l'axe Soleil-Terre (situation de premier ou dernier quartier). De même, les plus faibles ont lieu aux alentours des solstices d'été et d'hiver (21 juin et 21 décembre)

C = 45 définit une morte-eau moyenne

C = 95 une vive-eau moyenne

C = 100 une vive-eau équinoxiale moyenne

C = 120 la plus forte marée possible

On notera que si U est, en un lieu donné, le demi marnage de la plus forte marée de vive-eau survenant après une syzygie équinoxiale moyenne (C = 100), alors la hauteur (h) de la haute mer d'une marée de coefficient (C) est :

h = (1,2 + C)U

de même la hauteur à la basse mer : h = (1,2 - C)U

Lieux de marées remarquables

Baie de Fundy au Canada les plus fortes du monde avec plus 16 mètres de marnage, au fond du bassin des Mines.
Le Canal de Bristol (Grande-Bretagne) avec 15 mètres de marnage.
Les plus fortes de France (jusqu'à 14 mètres de marnage) dans la baie du Mont Saint Michel, où il est traditionnellement dit que «la mer monte à la vitesse d'un cheval au galop».
Le Saltstraumen en Norvège, remplissant un fjord de 400 millions de mètres cubes.
Horizontal Falls en Australie Occidentale, région des Kimberley (10 mètres de marnage environ).
Pondichéry et certains ports du Vietnam où il n'y a qu'une seule marée par jour.

Voir aussi

Liens externes