NOAA Marées et courants

Chapitre 4 – Variations de l’amplitude des marées : Inégalités des marées

Comme le montrera la figure 6, la différence de hauteur, en pieds, entre les marées hautes et basses consécutives se produisant à un endroit donné est connue sous le nom d’amplitude. L’amplitude des marées en un lieu donné est soumise à de nombreux facteurs variables. Les influences d’origine astronomique seront d’abord décrites.

1. L’effet de la phase lunaire : Marées de printemps et de morte-eau. Il a été noté plus haut que les forces gravitationnelles de la lune et du soleil agissent sur les eaux de la terre. Il est évident qu’en raison de la position changeante de la lune par rapport à la terre et au soleil (Fig. 3) au cours du cycle mensuel des phases (29,53 jours), l’attraction gravitationnelle de la lune et du soleil peut agir diversement le long d’une ligne commune ou à des angles changeants l’un par rapport à l’autre.

Lorsque la lune est en nouvelle phase et en pleine phase (les deux positions étant appelées syzygie), les attractions gravitationnelles de la lune et du soleil agissent pour se renforcer mutuellement. Comme la force de marée résultante ou combinée est également augmentée, les marées hautes observées sont plus élevées et les marées basses plus basses que la moyenne. Cela signifie que l’amplitude de la marée est plus grande à tous les endroits qui présentent une marée haute et une marée basse consécutives. Ces marées supérieures à la moyenne résultant des positions de syzygie de la lune sont connues sous le nom de marées de printemps – un terme qui implique simplement une « remontée » de l’eau et n’a aucun rapport avec la saison de l’année.

Lors des phases de premier et de troisième quarts (quadrature) de la lune, les attractions gravitationnelles de la lune et du soleil sur les eaux de la terre s’exercent à angle droit l’une par rapport à l’autre. Chaque force tend en partie à contrecarrer l’autre. Dans l’enveloppe de la force de marée représentant ces forces combinées, les forces maximales et minimales sont réduites. Les marées hautes sont plus basses et les marées basses sont plus hautes que la moyenne. Ces marées d’amplitude diminuée sont appelées marées de mortes-eaux, d’un mot grec signifiant « maigre ».

2. Effets de parallaxe (Lune et Soleil). Comme la lune suit une trajectoire elliptique (figure 4), la distance entre la terre et la lune varie au cours du mois d’environ 31 000 milles. La force de marée de la lune agissant sur les eaux de la terre changera en proportion inverse de la troisième puissance de la distance entre la terre et la lune, conformément à la variation de la loi de la gravitation de Newton mentionnée précédemment. Une fois par mois, lorsque la lune est la plus proche de la terre (périgée), les forces génératrices de marées seront plus élevées que d’habitude, produisant ainsi des amplitudes de marées supérieures à la moyenne. Environ deux semaines plus tard, lorsque la lune (à l’apogée) est la plus éloignée de la terre, la force lunaire génératrice de marées sera plus faible, et l’amplitude des marées sera inférieure à la moyenne. De même, dans le système terre-soleil, lorsque la terre est la plus proche du soleil (périhélie), vers le 2 janvier de chaque année, l’amplitude des marées sera accrue, et lorsque la terre est la plus éloignée du soleil (aphélie), vers le 2 juillet, l’amplitude des marées sera réduite.

Lorsque le périgée, le périhélie et la nouvelle ou la pleine lune se produisent à peu près en même temps, il en résulte des amplitudes de marée considérablement augmentées. Lorsque l’apogée, l’aphélie et la première ou le troisième quartier de lune coïncident approximativement au même moment, il en résulte normalement des amplitudes de marée considérablement réduites.

3. Effets de la déclinaison lunaire : L’inégalité diurne. Le plan de l’orbite de la lune n’est incliné que d’environ 5o par rapport au plan de l’orbite de la terre (l’écliptique) et donc la révolution mensuelle de la lune autour de la terre reste très proche de l’écliptique. L’écliptique est incliné de 23,5o par rapport à l’équateur terrestre, au nord et au sud duquel le soleil se déplace une fois par semestre pour produire les saisons. De la même manière, la lune, en effectuant une révolution autour de la terre une fois par mois, passe d’une position de distance angulaire maximale au nord de l’équateur à une position de distance angulaire maximale au sud de l’équateur au cours de chaque demi-mois. (La distance angulaire perpendiculairement au nord et au sud de l’équateur céleste est appelée déclinaison.) Deux fois par mois, la lune traverse l’équateur. Sur la figure 5, cette condition est représentée par la position en pointillés de la lune. L’enveloppe de force de marée correspondante due à la lune est représentée, de profil, par l’ellipse en pointillés.

Puisque les points A et A’ se trouvent le long du grand axe de cette ellipse, la hauteur de la marée haute représentée en A est la même que celle qui se produit lorsque ce point tourne vers la position A’ quelque 12 heures plus tard. Lorsque la lune est au-dessus de l’équateur – ou à certaines autres déclinaisons égalisant les forces – les deux marées hautes et les deux marées basses d’un jour donné sont à une hauteur similaire en tout lieu. Les marées hautes et basses successives sont alors également presque également espacées dans le temps, et se produisent deux fois par jour. (Voir le diagramme supérieur de la figure 6.) C’est ce que l’on appelle le type de marées semidiurnes.

Cependant, avec le changement de la distance angulaire de la lune au-dessus ou au-dessous de l’équateur (représentée par la position du petit cercle plein dans la figure 5), l’enveloppe de la force de marée produite par la lune est inclinée, et une différence entre les hauteurs de deux marées quotidiennes de même phase commence à se produire. Les variations des hauteurs des marées résultant des changements de l’angle de déclinaison de la lune et des lignes d’action correspondantes de la force gravitationnelle donnent lieu à un phénomène connu sous le nom d’inégalité diurne.

Dans la figure 5, le point B se trouve sous un renflement de l’enveloppe de marée. Une demi-journée plus tard, au point B’, il se trouve à nouveau sous le bourrelet, mais la hauteur de la marée n’est évidemment pas aussi grande qu’au point B. Cette situation donne lieu à une marée biquotidienne présentant des hauteurs inégales dans les hautes ou basses eaux successives, ou dans les deux paires de marées. Ce type de marée, qui présente une forte inégalité diurne, est appelé marée mixte. (Voir le diagramme du milieu de la figure 6.)

Enfin, comme le montre la figure 5, on voit que le point C se trouve sous une partie de l’enveloppe de la force de marée. Une demi-journée plus tard, cependant, alors que ce point tourne à la position C’, on voit qu’il se trouve au-dessus de l’enveloppe de la force. À cet endroit, les forces de marée présentes ne produisent donc qu’une seule marée haute et une seule marée basse chaque jour. Le type de marée diurne qui en résulte est représenté dans le diagramme inférieur de la figure 6.

Chapitre 5 – Facteurs influençant les hauteurs locales et les heures d’arrivée des marées.