LA MAREE, PHENOMENE ASTRONOMIQUE

A –

Nos ancêtres de la Haute Antiquité pensaient que le flux et le reflux des eaux était dus à des vents venant du Soleil – c’était le cas d’Aristote – ou bien à des mouvements sous-marins en rapport avec une sorte de vie de la Terre, en profondeur.

Ce sont des navigateurs marseillais qui ont finalement trouvé l’origine de ces pulsations océanes.

Pythéas, au IVème siècle av. JC, est à la fois marin, astronome et mathématicien. Son sens de l’exploration l’amène en Angleterre et jusqu’en mer Baltique. Il consigne ses observations dans « Description de l’Océan » où il explique que les marées sont dues à l’influence de la Lune.

Cette théorie est reprise par la plupart des géographes et astronomes qui suivent, au point que l’idée devient courante dès le 1^er siècle de notre ère.

Pline l’Ancien (23-79 ap. JC) complète cette connaissance en évoquant le rôle conjugué du Soleil et de la Lune dans son « Histoire Naturelle ».

Bien établi, ce savoir va pourtant être oublié pendant tout le Moyen-Age.

Durant la Renaissance, même les pères de l’astronomie moderne tels que Kepler ou Galilée, refusent aux marées une cause extra-terrestre. Pour Galilée, c’est la rotation de la Terre qui provoque ce phénomène !

C’est Newton en 1687 qui va redonner au Soleil et à la Lune les rôles qu’ils n’auraient jamais du perdre en développant ses lois sur la gravitation universelle. Seulement l’attraction spontanée de nos deux astres se vérifie mal lorsqu’il s’agit de prévoir les marées.

A cette action, il faut ajouter la théorie dynamique de Laplace (1799) pour commencer à anticiper correctement les retards et les variations d’amplitudes constatés : le savant français introduit la notion d’onde à son modèle.

Lord Kelvin perfectionne la prévisibilité des marées en inventant la théorie harmonique en 1867. Celle-ci tient compte d’observations locales et d’évolutions dans le temps.

Aujourd’hui, le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM) calcule les marées par ordinateur, selon la formule harmonique, et assure la plus large diffusion de ses prédictions auprès du public.

B –

A l‘évocation de l’historique des recherches qui ont été nécessaires pour comprendre et surtout pour prévoir les marées, on comprend que nous sommes en présence d’un phénomène très complexe. C’est d’abord l’influence des astres qui est responsable des mouvements d’eau, mais ceux-ci sont compliqués à l’infini par des paramètres terrestres globaux ou locaux.

Nous nous limiterons ici à l’aspect astronomique des marées, ce qui nous permettra de comprendre l’essentiel du phénomène.

Notre pièce se joue essentiellement en trois actes et avec trois acteurs : la Terre, la Lune et le Soleil.

Si la Terre était seule dans l’univers, la masse d’eau qui la recouvre serait également répartie à sa surface ; l’attraction de notre planète s’en chargerait.

La Lune est notre satellite naturel. Elle tourne autour de la Terre. Sa masse est très modeste, mais sa proximité lui permet de jouer le premier rôle.

Le Soleil, lui, est très éloigné , mais sa masse considérable lui donne tout de même le deuxième rôle … Il y a aussi d’autres acteurs comme Vénus ou Jupiter dont les rôles sont très peu significatifs, mais non nuls toutefois.

Premier acte : La Terre tourne sur elle-même en un jour.

Durant ce temps, les observateurs que nous sommes vont se retrouver une fois avec la Lune au-dessus de la tête, une fois à leur perpendiculaire d’un côté, une fois sous ses pieds de l’autre côté de la Terre, et une fois encore à leur perpendiculaire, mais de l’autre côté. Comme la Lune attire l’eau, l’observateur verra une mer haute lorsque la Lune sera au-dessus de sa tête, et aussi lorsque la Lune sera sous ses pieds puisqu’il y aura un effet conjugué d’alignement Terre-Lune. Inversement, lorsque la Lune est perpendiculaire à l’observateur la mer est basse. Schématiquement, et typiquement aussi, la mer est haute deux fois par jour et basse deux fois par jour.

La Lune tourne autour de la Terre en vingt-sept jours. Mais comme la Terre se déplace pendant ce temps-là, il se passe vingt-neuf jours entre deux alignements Soleil-Lune-Terre. C’est ce qu’on appelle une lunaison, soit la période qui s’écoule entre deux Nouvelle Lune. On peut l’observer directement dans le ciel.

En Nouvelle Lune, le Soleil est en quelque sorte « derrière » la Lune. Il éclaire sa face cachée : nous ne la voyons pas. Cet alignement superpose, additionne les forces d’attraction. Lorsque cet alignement est au-dessus de nos têtes, l’eau monte très haut. Quelques heures plus tard, l’alignement est perpendiculaire à notre axe observateur-Terre et l’eau qui est à nos pieds descend très bas. Comme ces mouvements sont très importants, on les appelle des marées de « vive eau ».

En Premier Quartier, Le Soleil, la Lune et la Terre forment un triangle. L’attraction de la Lune reste dominante, mais le Soleil « tire » de son côté, à 90°. Les mouvements d’eau ont alors peu d’amplitude, ce sont des marées de « morte eau ».

En Pleine Lune, le Soleil est « de l’autre côté » de la Terre pour l’observateur et éclaire la Lune en pleine face. On retrouve un alignement Soleil-Terre-Lune, des forces conjuguées, donc des marées de vive eau.

En Dernier Quartier, le scénario est le même qu’en Premier Quartier : les marées sont de morte eau.

Troisième acte : les marées d’équinoxe.

Les vives eaux ont lieu en mars et en septembre, aux équinoxes, et les mortes eaux ont lieu en juin et en décembre aux solstices.

On pense souvent que ce rythme annuel est lié à la variation de distance entre le Soleil et la Terre, et c’est une idée fausse. Là, la rotation de la planète entre en jeu.

Aux solstices, le Soleil est au plus haut, ou au plus bas au-dessus de l’horizon. Aux équinoxes, le plan de l’équateur passe par le Soleil. A la force d’attraction de notre étoile s’ajoute alors la force centrifuge produite par la rotation de la Terre.

Et notre pièce se joue tous les jours, toutes les lunaisons, toutes les années avec une multitude de contre-temps, de rebondissements maintenant calculés, attendus comme dans un classique de boulevard avec, pourtant, à chaque fois, une représentation unique comme savent le faire les bons acteurs.

La marée dite « du siècle » du 27 mars 1967 était moins forte que celle du 9 mars 1993. Des milliers de facteurs périodiques sont intégrés dans les prévisions, mais il suffit parfois d’un coup de vent pour changer la représentation.

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