Comment mesure-t-on le niveau de la mer ?
On mesure le niveau de la mer de deux manières complémentaires : depuis la côte, avec des marégraphes qui enregistrent la hauteur de l’eau en un point fixe, et depuis l’espace, avec des satellites altimétriques qui mesurent la hauteur de la surface de tous les océans. En combinant ces mesures, les scientifiques peuvent suivre l’élévation du niveau moyen des mers, l’un des principaux indicateurs du réchauffement climatique.
Les marégraphes, une mesure ancienne
Un marégraphe enregistre en continu la hauteur de la mer, qui varie avec les marées, le vent et la pression atmosphérique. En faisant la moyenne de ces mesures sur une longue période, on obtient le niveau moyen de la mer en ce lieu. En France, le marégraphe de Marseille, mis en service à la fin du XIXe siècle, sert de référence au système officiel des altitudes : quand une carte indique qu’un sommet culmine à une certaine altitude, celle-ci est mesurée à partir de ce niveau moyen. À Brest, les relevés du niveau de la mer remontent au début du XVIIIe siècle, ce qui en fait l’une des plus longues séries au monde.
Les marégraphes ont une limite : ils mesurent la hauteur de l’eau par rapport à la côte, qui peut elle-même s’enfoncer ou se soulever. On les équipe donc souvent de récepteurs GPS qui mesurent ces mouvements du sol.
Les satellites altimétriques
Depuis 1992, une série de satellites franco-américains, puis européens, mesure le niveau des océans depuis l’espace : TOPEX/Poseidon, puis Jason-1, Jason-2, Jason-3 et, depuis 2020, Sentinel-6 Michael Freilich. Leur principe repose sur trois mesures :
- un altimètre radar envoie des impulsions vers la mer et mesure le temps de leur aller-retour, d’où l’on déduit la distance entre le satellite et la surface de l’eau ;
- un radiomètre mesure la vapeur d’eau de l’atmosphère, qui ralentit les ondes radar, afin de corriger cette distance ;
- des systèmes de localisation précise, comme le système français DORIS, le GPS et des réflecteurs laser, permettent de connaître la position du satellite à quelques centimètres près.
En soustrayant la distance mesurée de l’altitude du satellite, on obtient la hauteur de la mer. Le satellite repasse au-dessus des mêmes points environ tous les dix jours, ce qui permet de cartographier l’ensemble des océans et de suivre leur évolution.
Ce que montrent les mesures
Les mesures convergent : le niveau moyen des mers s’élève, et cette élévation s’accélère. Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), il a augmenté d’environ 20 centimètres entre 1901 et 2018. Depuis le début des mesures par satellite, le rythme dépasse 3 millimètres par an en moyenne, et il a augmenté au cours des dernières décennies.
Pourquoi la mer monte-t-elle ?
Deux grandes causes expliquent cette hausse. La première est la dilatation thermique : en se réchauffant, l’eau de mer occupe plus de volume. La seconde est l’apport d’eau provenant de la fonte des glaciers de montagne et des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique. Selon le GIEC, la fonte des glaces contribue désormais davantage à la hausse que la dilatation thermique. Localement, le niveau de la mer peut monter plus ou moins vite que la moyenne mondiale, selon les courants, les vents et les mouvements du sol.
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