Marée - Définition

Historique de l’étude des facteurs causaux des marées

Dans l'Antiquité, le phénomène de marée est remarqué par Hérodote dans la mer Rouge, et les Grecs avaient également noté les courants capricieux de certains détroits méditerranéens. Ils prirent pleinement conscience du phénomène en s'aventurant en dehors de la méditerranée, au IV^e siècle av. J.-C. (Pythéas en Atlantique, Alexandre le Grand en Inde). Platon pensait que les marées étaient provoquées par des oscillations de la Terre. Un lien avec la position de la Lune est proposé par Antigone de Caryste et Ératosthène, au III^e siècle av. J.-C. Mais les observations les plus précises sont effectuées par Posidonios au I^er siècle av. J.-C. à Cadix. Il décrit trois phénomènes périodiques liées aux marées : les deux marées quotidiennes, correspondant aux deux culminations (inférieure et supérieure) de la Lune ; la période semi-mensuelle correspondant aux syzygies avec le Soleil ; la période semi-annuelle correspondant aux marées d'équinoxe. Il évalue correctement le décalage entre le passage de la Lune et le soulèvement des eaux. Il est à l'époque impossible d'expliquer ce phénomène, et Posidonios y voit une manifestation d'une sympathie universelle et d'une attirance des flots pour la Lune réputée humide. Cette sympathie contribua à justifier l'astrologie et fut rejetée à la Renaissance.

Au VIII^e siècle, Bède le Vénérable approfondit les observations de Posidonios et étudie les variations des marées d'un point à l'autre de la côte anglaise.

Au XVII^e siècle, Galilée, se basant sur les travaux de Copernic, décrivit l'origine des marées comme résultant de la rotation de la Terre et de sa révolution autour du Soleil. Il y voyait un phénomène prouvant le mouvement de la Terre et dont il avait besoin pour fonder l'héliocentrisme. Son raisonnement était juste, mais incomplet : la rotation et la révolution de la Terre produisent un phénomène de marée de faible amplitude comparée aux actions de la Lune et du Soleil.

La théorie de la gravitation de Newton permit de revenir à l'influence lunaire, basée sur des principes scientifiques. Cette théorie fut largement adoptée au cours du XVIII^e siècle, même si, au début du XIX^e siècle, Bernardin de Saint-Pierre tenta de persuader l'Académie des sciences française 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, il justifiait la grande amplitude des marées d'équinoxe par l'action conjuguée des glaciers arctiques et antarctiques.

Autres facteurs influant sur 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.

Cette attraction combinée de la Lune et du Soleil 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.

De plus, un cycle long s’établit aussi sur une période de 18,6 ans durant lequel le niveau moyen des pleines mers augmente de 3% par an durant 9 ans, puis diminue de 3% durant 9 ans, et ainsi de suite. Ce cycle exacerbe puis diminue les effets de la montée des océans induite par le réchauffement climatique Selon l'IRD, là où l'amplitude des marées est naturellement forte (ex : Baie du Mont Saint-Michel) ce cycle contribuera dans les années 2008-2015 proportionnellement plus à l'élévation du niveau de la pleine mer, ou des grandes marées hautes que le seul réchauffement climatique (jusqu'à + 50 cm, c'est-à-dire 20 fois l'expansion thermique de l'océan consécutive au réchauffement climatique global). Inversement de 2015 à 2025 la phase décroissante de ce cycle devrait conduire à un ralentissement apparent du phénomène de montée de l'océan, et probablement de l'érosion du trait de côte qui lui est généralement lié.

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. Cela 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). Plus la masse est grande, plus l'inertie sera importante. C'est le cas de la masse d'eau de tous les océans du globe, qui tente de contrarier les mouvements auxquels 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 exceptions) 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 intracontinentales et 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.

La Terre subit aussi l'influence des marées, puisque les roches du manteau terrestre bien que solides, sont déformables (visqueuses), et de ce fait se déplacent comme les océans. À Paris, aux heures de marée haute, on se trouve environ 30 centimètres plus haut qu'aux heures de marée basse.