Le phénomène des marées

[Tympan]

Je ne savais pas trop où placer ce sujet...

 

 

Je vous donne un petit cours sur le phénomène des marées....

 

C'est le brouillon: pas la peine de chercher pendant des heures à travers les fichiers les différents dessins cité: ils sont en cours de réalisation et suivront d'ici peu. Cette info peut être très utile aux plongeurs qui plongent dans le courant des marées sans trop savoir ce qu'est une marée. Pour nous les p'tits belges, c'est très intéressant vu que nous sommes souvent amenés à aller plonger dans la Manche ou en Zélande (Pays-Bas)....

 

Bonne lecture....

 

Les marées

 

Définition:

 

La marée est un mouvement périodique journalier: la mer monte et descend suivant un rythme et une amplitude variant selon le lieu et le temps et suivant un rythme tout à fait prévisible.

 

Les acteurs:

 

La terre: c’est sur elle que l’on constatera les effets de ce phénomène

 

La lune: elle tiendra le rôle de la vedette.

 

Le soleil: il tiendra le second rôle. En effet, son influence est deux fois moins importante que celle de la lune.

 

Explications:

 

De nombreuses forces entre en jeu pour expliquer ce phénomène !

 

- Si la terre était isolée et immobile, la surface de l’eau ressemblerait à une sphère. En effet, seule la force de pesanteur agirait. (Dessin 1)

 

- La terre n’est pas isolée puisque la lune est présente! Si la terre et la lune étaient immobiles, il y aurait attraction et… collision! (Dessin 2) Il faut savoir que la terre s’éloigne de 2 cm de la lune chaque année, ce qui influence les marées terrestres.

 

 

- La terre tourne sur elle-même autour du soleil tandis que la lune tourne autour de la terre, ce qui entraîne des mouvements complexes et la création de forces centrifuges qui contrebalancent les forces d’attraction. La résultante de la combinaison de ces forces fait apparaître une force appelée la force des marées.

 

Cette force s’exercera en tout point du globe. Elle ne se ressent pas sur l’homme mais sur les océans qui se déforment afin de prendre une forme de ballon de rugby. On trouvera des zones de “basse marée” et de “pleine marée”. (Dessin 3)

 

On peut calculer précisément les marées depuis 1839. Il existe ce que l’on appelle les “annuaires papier” reprenant en chaque endroit les heures et les hauteurs de marée. Il est également possible de consulter le logiciel Shomar ou le site internet: http://www.shom.fr

 

Ce dont il faut tenir compte:

 

- L’heure:

 

Il faut vérifier le système horaire proposé. Le Shom travaille en heures d’hiver. Il faudra donc rajouter une heure d’avril en octobre.

 

- La hauteur d’eau:

 

Elle sera exprimée en mètres. Le “0” ou « zéro hydrographique » est équivalent à la hauteur portée sur les cartes maritimes. Il correspond au niveau des plus basses mers possible.

Les cartes terrestres et les cartes IGN considèrent, elles, une hauteur d’eau à mi-marée.

 

Combien de marées par jour?

 

On aura deux marées basses et deux marées hautes par jour. (Dessin 4)

 

Lorsque la mer monte, pour atteindre la pleine mer, c’est le flot ou flux.

 

Lorsque la mer descend, pour atteindre la basse mer, c’est le jusant ou reflux.

 

Entre la pleine mer et la basse mer apparaît une dénivellation que l’on appellera le marnage. Ce rythme est régulier et est conditionné par le mouvement des astres. Il conditionnera la vie des populations du littoral.

 

- Pourquoi ce rythme est-il régulier?

 

La terre tourne sur elle-même en 24 heures (23h56’4,09” pour être précis!). A cause de cette rotation, un point quelconque de la terre connaît donc successivement quatre situation: PM, BM, PM, BM.

 

En principe, deux pleines mers et deux basses mers devraient être séparées de 12 heures et une basse mer devrait être séparée d’un pleine mer de 6 heures… Ce n’est pas le cas! La réponse est astronomique:

 

Pendant que la terre tourne sur elle-même en 24 heures, la lune tourne autour de la terre. En 24 heures, elle effectue un déplacement correspondant à 13°. La déformation des océans suivant le mouvement de la lune, il faudra donc que la terre de 360° + 13°, ce qui lui demandera 24 heures plus +/- 50 minutes.

 

La différence entre une PM et une BM sera donc de +/- 6h12’

 

Ce n’est malheureusement pas tout! En effet, ce décalage de 50’ correspond à une moyenne. Il est irrégulier. Pourquoi?

 

- La lune ne tourne pas suivant un cercle mais suivant une ellipse autour de la terre (Dessin 5) A certains moments, la lune est très éloignée de la terre (apogée). A d’autres moments, elle est proche de la terre (périgée).

- La vitesse de révolution autour de la terre varie. Quand la lune s’approche de la terre, sa vitesse augmente et l’angle (13°) augmente (15°). Quand elle s’éloigne, sa vitesse diminue et l’angle diminue (10°).

- En fonction de la période de lunaison un décalage apparaît également.

 

La combinaison de tout cela fait que l’on a des décalages de 30’ à 1h40.

 

Jour après jour, la mer atteint des niveaux de PM et de BM différents mais dont les variations sont également périodiques: Pendant une huitaine de jours, la mer monte de plus en plus haut et descend de plus en plus bas. Le marnage augmente donc (le revif). Puis durant une huitaine de jours, c’est l’inverse, le marnage diminue (le déchet) et ainsi de suite…

 

Il y a une symétrie entre les pleines mers et les basses mers par rapport à une cote constante appelée niveau de mi-marée.

 

Lorsque le marnage est important, on appelera cela des marées de vives eaux.

 

Lorsque le marnage est faible, on appelera cela des marées de mortes eaux.

 

Ces mouvements périodiques sont encore d’origine astronomique.

 

Les marées de vives eaux correspondent aux périodes de nouvelle et de pleine lune (sygyzies).

 

Les marées de mortes eaux correspondent aux périodes de premier et dernier quartiers (quadratures).

 

Il y a également un décalage d’un jour et demi à deux jours, appelé “âge de la marée” correspondant au temps de propagation de la marée à la surface du globe.

 

 

Et le soleil, alors?

 

Si on parle des phases lunaires, cela implique que l’on parle du soleil. En effet la lune ne produit pas de lumière! Elle ne fait que réfléchir la lumière du soleil et présente, vue de la terre, différents aspects (Dessin 6)

 

La lune tourne autour de la terre en 29 jours, 12 heures, 44 minutes et 2 secondes, ce qu’on appelle le mois lunaire ou une lunaison.

 

Il faut savoir que le soleil exerce des forces sur la terre deux fois moindres que celles de la lune mais s’exerçant dans le même sens.

 

On peut donc maintenant combiner les effets de la lune et du soleil (Dessin 7).

 

L’importance de la marée se traduit par un coefficient appelé “coefficient des marées”, s’exprimant en centièmes entre 20 et 120.

 

Si le marnage est important, le coefficient sera élevé.

 

120: VE exceptionnelle

95: VE moyenne

75: Marée moyenne

45: ME moyenne

20: ME exceptionnelle

 

Les forces de marée sont d’autant plus fortes que la lune est proche de la terre. Il existe, tout comme pour les PM et BM un décalage entre les phases de la lune et les coefficients (âge de la marée).

 

Les marées d’équinoxe:

 

Elles ont lieu tous les six mois (octobre-septembre et mars-avril). C’est à cette période que les marées sont les plus fortes. Elles ne sont pas dues à la proximité du soleil (le soleil est le plus proche de la terre le 03/01). C’est le fait que le soleil passe dans le plan de l’Equateur (Dessin 8) ce qui renforce l’action du soleil.

 

Si on est dans un solstice, les VE auront un coefficent inférieur à 100

 

Tous les 4 ans et demi on aura de très fortes marées d’équinoxe (2002). C’est une combinaison “pleine lune ou nouvelle lune avec le jour de l’équinoxe” (coef >115)

 

Marées du siècle: coef. 119 pour 21/03/2015 et 03/03/2033

 

Calcul du marnage:

 

M=2*U*C

 

U est un coefficient de hauteur, exprimé en mètres par port mais variant géographiquement.

 

C est le coefficient des marées.

 

Les marées sont plus fortes dans les mers peu profondes et le long des côtes présentant des entrants.

 

Il y a un grand écart entre les heures de marée (8heures entre la Bretagne et la Belgique) dans les mers peu profondes et présentant des rétrécissements. Cela constitue des freins à la progression de la marée.

 

On peut également y apporter des corrections géographiques (pression, vents forts).

 

La loi des douzièmes: (Dessin 9)

 

Elle exprime la manière dont la mer monte et descend. La montée et la descente des eaux ne se manifestent pas suivant une droite mais suivant une sinusoïde. La vitesse n’est donc pas constante. La mer monte et descend très vite à mi-marée. Par contre, de part et d’autre de la BM et de la PM, le niveau de la mer ne semble plus bouger. C’est ce qu’on appelle l’étale, qui dure une quizaine de minutes.

[Magicien]

Merci Tympan, c'est super clair même pour un béotien comme moi. Ne reste qu'un truc (j'ai ptêt mal lu) : que sont VE et ME?

[Tympan]

VE: vives eaux

ME: mortes eaux

PM: pleine mer (marée haute)

BM: basse mer (marée basse)

[Lina]

Salut Tympan,

 

Très interessant ton petit exposé sur les marées. C'est juste que moi j'ai jamais vu de marée...je sais ca peut paraitre bizare mais j'ai jamais vu la mer monter ou descendre. On n'a pas ca en mediterannée nous. Je crois que c'est due au fait que c'est une mer "fermée" (enfin presque). Tu confirmes?

 

 

Lina

[sub tortue]

il y a des marées en méditéranée aussi, seulement elles sont beaucoup moins importanates, de l'odres de quelques disaines de centimetres contre qq metres en atlantique.

[Lina]

Merci la Tortue. Quand tu parles de marée de qq dizaines de cm c'est dans la même journée? Franchement j'y ai jamais prêté attention.

Par contre j'ai remarqué que la mer en hiver était souvent + haute que l'été. Sais pas si ca a un rapport...

 

Lina

[Narsil]

Très intéressant, merci !

 

Peux-tu donner des liens sur les dessins auquels tu fais référence ?

 

Et oserais-je ajouter que si la grande majorité des marées sont semi-diurne (deux PM et deux BM par 24 heures), il existe aussi des endroits où la marée est diurne (une PM et BM par 24h) en mer de Chine par exemple, et des combinaisons des deux dans le golf du Siam.

 

Lina : il y a des marées en Méditerannée : aujourd'hui 24 septembre 2002 à Marseille : BM de 0.26m à 04h52, PM de 0.4m à 10h49, BM de 0.25m à 16h54 et PM de 0.41m à 23h09 !

[Lina]

Merci Narsil,

 

J'y avais jamais prête attention...trop faible pour qu'on s'en rende compte...

[Scubacastor]

Super

 

je vais m'en servir pour toutes mes sorties en méditerranée

 

A noter qu'en méditerranée, les variations les plus notables de niveau sont dûes à la pression atmosphérique. Il y a une sorte de marée atmosphérique. Les jours de dépression, le niveau tend à monter et par beau temps, il diminue.

 

Par ailleurs, il y a différents types de marée dans le monde répondant à si je me souviens bien de mes cours d'océano physique des harmoniques (ou des combinaisons ?) différentes dans l'onde de marée. Je crois que le type qui nous concerne est le M2. Conjuguée à la topographie des cotes, cela explique que le niveau d'eau soit très variable d'une région à l'autre de la planète.

[Tympan]

En Méditerrannée, les marées sont faibles vue qu'elle constitue une mer fermée. De plus son volume d'eau est beaucoup plus faible que celui d'un océan. De plus ce phénomène sera encore réduit le long des côtes françaises du fait que les fonds sont profonds: elles y sont inférieures à 40 cm mais cependant plus fortes à Marseille (baie) qu'à Toulon (cap)/ Mais là où il existe des fonds peu profonds (-200m) les marées prennent de l'importance.... Venise par exemple!

 

Ailleurs sur terre:

 

il y a en effet des zones du monde où pour des raisons de configuration géographique des côtes et des profondeurs de mer, le phénomène devient plus complexe:

 

En effet, on trouve:

 

les marées diurnes au Vietnam (1 marée haute et 1 basse par jour) dans la baie d'Along

 

Les marées semi diurnes à inégalités diurnes (2 hautes et 2 basses par jour mais le marnage varie très fort entre 2 marées consécutives)

 

Plus complexe encore, les marées mixtes en Indonésie et dans les Antilles.... Un mélange de tous les types en fonction des lunaisons!

 

PS: On rencontre également les marées dans les estuaires des fleuves: la Seine, la

[Tympan]

Il n' y a pas de liens.... C'est du personnel que je rédige pour un cours... Je dois encore pondre ces dessins que j'ai sur papier!

[Narsil]

Tu peux surfer sur le tsunami qui sort du port autonome au jusan ;-)

 

Cette question de topographie des fonds qui dicte la forme de l'onde de marée explique aussi pourquoi la forme de cette onde n'est que rarement sinusoïdale, et dont le rêgle des douzièmes est une approximation (souvent suffisante)

[Tympan]

Exact pour la pression atmosphérique qui diminue. On appelle cela les corrections géographiques". Tu peux y rajouter les vents forts.

 

En effet, ce sont des ondes créant des harmoniques, d'où des noeuds et des ventres; Il apparaît également des ondes stationnaires ce qui explique que, même en mer du Nord il y ait des points sans marée!!!! On les appelle les points amphidromiques autour desquels l'onde des marées tourne: les marées y sont totalement nulles....

 

Si on me crée un forum "environnement et marées", Veux bien être modérateur!

 

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[Tympan]

Narsil, contrairement à l'astronomie qui explique que la marée progresse d'est en ouest, bien souvent on s'aperçoit que la marée progresse d'ouest en est (notamment en manche). Ceci est la preuve du rôle majeur de la géographie qui vient sérieusement contrarier la progression des ondes de marée.

 

Quant au Tsunami, c'est encore autre chose dont je comptais vous parler d'ici peu!

[Invité guest]

Et pour compléter le tableau tu peux parler des marées terrestres et des deltas lié au variations de distances terre soleil.

 

Mais si on veut être plus précis encore, la marée étant un phénomène gravitationnel on pourrait calculer les variations de marées en fonction des interactions gravitationnelle Terre Mars, Terre Jupiter et Terre Vénus... Si si véridique mais complètement inutilse...

 

Autre amusement intellectuel : Imaginer que la terre soit une planète double de même masse de type terre-lune ... Imaginer la hauteur des marées ....

 

Pour les Tsunami c'est encore plus drôle : c'est de la mécanique des fluides ...

 

Quand à la sinusoide c'est l'approche la plus efficace pour faire une analogie avec une autre science... C'est souvent pas la peine de se prendre la tête avec la relativité d'Einstein quand Newton suffit à prédire un phénomène.

Donc la Sinusoide est trés bien ...

Le tout étant de savoir si le modèle est suffisemment précis pour faire des prédictions suffisantes à son besoin ....

 

A+

pS : j'ai le neuronne fondu maintenant