Pourquoi y a-t-il des marées ?
Pourquoi y a-t-il des marées ?
Le niveau de la mer varie sous l’influence de l’action de la Lune et du Soleil. Sur les côtes de l’Atlantique et de la Manche, le phénomène est semi-diurne, c’est-à-dire que l’on observe deux marées par jour. Dans les régions équatoriales et polaires, dans de nombreux ports du Pacifique et de l’Océan Indien et sur les côtes de Sibérie, en Alaska et en Asie du Sud-Est, le rythme est diurne, c’est-à dire que l’on n’observe qu’une seule marée par jour.
Commençons par les marées semi-diurnes. La Lune, bien que moins massive que le Soleil, a une action de marée 2,25 fois plus forte en raison de sa proximité. L’attraction lunaire sur l’eau des océans se combine à la force centrifuge due au mouvement de rotation du système Terre-Lune, force de même nature que celle qui nous projette à l’extérieur d’un manège.
Mais alors que la force gravitationnelle diminue avec la distance à la Lune, la force centrifuge est globalement constante. L’intensité et la direction de la résultante de ces deux forces, que nous appellerons force de marée, dépend de l’endroit du globe. Sur la partie de l’Océan qui se trouve du côté de la Lune, la force de gravitation l’emporte, alors qu’aux antipodes c’est la force centrifuge qui prédomine.
Sur l’axe Terre-Lune se forment donc deux bourrelets, où le niveau des océans va avoir tendance à monter. Dans les régions situées à 90 degrés, la force résultante est dirigée vers le centre de la Terre, ce qui se traduit par deux dépressions où le niveau de l’eau va avoir tendance à descendre. Comme la Terre tourne sur elle-même, marée haute et marée basse se succèdent deux fois par jour.
Cette théorie statique, échafaudée par Newton (1642-1727), explique l’existence des marées mais ne permet pas d’en saisir toutes les fantaisies. Elle reposé sur l’idée que la surface des mers prend à chaque instant la figure d’équilibre correspondant à l’astre attirant.
Elle laisse ainsi sous-entendre que la pleine mer coïncide avec le passage de la Lune au méridien, ce qui est inexact car l’eau est un fluide qui ne répond pas instantanément à la sollicitation de la Lune. À Brest, par exemple, le décalage, que l’on nomme établissement du port, est d’environ trois heures. En outre, selon la théorie de Newton, l’amplitude des marées ne dépasserait pas soixante centimètres. C’est Pierre-Simon de Laplace (1749-1827) qui, le premier, bâtit une véritable théorie dynamique des marées, en liaison avec les équations de la mécanique des fluides. La formule semi-empirique de Laplace sera utilisée jusqu’en 1993 par le SHOM (service hydrographique et océanographique de la marine) pour prévoir les marées sur la côte atlantique, Elle n’a été détrônée qu’avec le développement du calcul informatique et l’essor des méthodes numériques.
Comment explique-t-on les marées diurnes ? En général, La Lune ne se trouve pas dans le plan de l’équateur et les deux bourrelets qui correspondent aux hautes mers ne sont pas symétriques. Le bourrelet situé du côté de la Lune est plus marqué.
Une pleine mer sur deux est plus forte, ce qui privilégie une composante diurne. Dans nos régions, la différence est peu marquée (trente centimètres à Brest), mais il existe des endroits où le caractère diurne l’emporte, et d’autres où la marée est mixte, alternativement diurne et semi-diurne, comme en Indochine ou aux Antilles.
Les théories actuelles privilégient la méthode harmonique, qui considère la marée comme une superposition d’ondes. Diurnes, semi-diurnes, le SHOM prend en compte près de 150 composantes !
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