La Marée

                                                                                                                Version F du 27/12/05

           1  –  Quelques bases 

         Le phénomène des marées est très complexe et une fois de plus, il nous rappelle que la nature ne se laisse pas dompter par l’homme . Depuis des siècles, les savants s’y sont intéressés : Képler, Galilée, Copernic, Descartes, Wallis, mais c’est Newton, à la fin du  XVII ème siècle, qui en publiant la théorie de la gravitation, y a apporté la première explication scientifique ; il a fallu attendre encore un siècle pour que Laplace en 1775 décrive le phénomène à partir d’ondes se propageant dans les océans et permettant de calculer les premiers horaires de marées (à Brest). C’est  à la fin du XIXème que Kelvin et Darwin ont développé une méthode de calcul ( méthode harmonique) capable de pré-déterminer les marées en tenant compte des phénomènes de déformation et de propagation des ondes dans les zones à faible profondeur .

La marée est un phénomène résultant des forces d’interaction entre la terre  la lune et en moindre mesure le soleil qui agissent sur la masse liquide des océans . Son importance dépend des positions et distances relatives de la terre à la lune et au soleil ; Les marées les plus fortes se produisent quand la lune et le soleil s’alignent avec la terre (syzygies) ; elles correspondent aux pleines et nouvelles lunes . L’amplitude de la force génératrice de la marée varie au rythme des lunaisons . L’action due au soleil se conjugue toujours à celle de la lune ; elle est particulièrement plus forte lors des marées d’équinoxe de printemps et d’automne lorsque le soleil passe à la verticale de l’équateur terrestre .

La marée est un phénomène (presque) cyclique : période au bout de laquelle on retrouve des valeurs identiques ; cette période s’appelle Saros ou période chaldéenne ; elle est égale à 223 lunaisons soit 6585.3 jours ou 18,03 ans . C’est la raison pour laquelle aucune table de marées universelle ne peut être établie .

Les tables de marées sont calculées par le SHOM (Service Hydrographique et Océanographique de la Marine) pour les grands  ports car la position géographique (latitude, longitude) et les caractéristiques du littoral entraînent des marées différentes en chaque lieu . Par facilité, on rattache un port local au grand port le plus proche mais il convient de faire de faibles corrections d’heure et  de hauteur d’eau en fonction des observations locales ( ces variations dépendent des différences de configuration du littoral : écarts de  latitude, longitude, profondeur, ouverture de la côte, estuaire etc…) .

 Les marées en Atlantique Nord sont de type semi-diurne (2 PM et 2 BM par jour). La période nécessaire à la rotation de la terre pour retrouver la lune au même méridien terrestre est de 24h 50 min     ( la lune tourne autour de la terre dans le même sens de rotation,  il faut donc une durée supérieure à 24 h pour la rattraper avec le même alignement ) .

 Cette période constitue la période fondamentale de la marée .

                              

                                               La Cotinière un jour de mer bien agitée

        2 – Le Marnage

Le Marnage exprime la différence de hauteur d’eau entre une pleine mer et la basse mer consécutive . Le niveau d’eau moyen évolue aussi, il ne permet pas de déterminer un point fixe de référence même si cette variation est faible sur une courte période.

        

                                    L'ancien marégraphe de Saint Malo

                                                   à La Rochelle, le marnage est le suivant 

 

Evolution des marées et des hauteurs d’eau au cours d’un mois

 

  3 - La Hauteur d’eau

 La Hauteur d’eau est éminemment variable

Elle dépend :

-          du marnage ( différence entre les hauteurs d’eau consécutives de PM et BM) caractérisé par le coefficient (variant de 20 à 120) ;

-          du niveau moyen d’eau qui varie en fonction des positions relatives terre, lune, soleil et d’autres phénomènes célestes .

Ces éléments sont pris en compte dans les calculs des tables de marées ;

-          de la pression atmosphérique ( calculée à la pression nominale : 1013 hpa) ; des écarts de    plusieurs dizaines de centimètres + 0,5 m à 963 hpa, - 0,2 m à 1033 hpa ) sont observés ; ce point ne peut pas être prévu dans le calcul des tables .

La situation physique du plan d’eau de bassin de Marennes Oléron a des caractéristiques très particulières : faible profondeur favorisant l’influence du vent et des courants, rétrécissement des zones de propagation des ondes de marée (estuaire de la Seudre), réflexion d’ondes entre le continent et l’île d’Oléron ; ces conditions entraînent des variations de la hauteur d’eau non constantes et non prévisibles dans le contexte météo ( effets du vent et de la pression atmosphérique )

La détermination de la hauteur d’eau nécessite une référence fixe à partir de laquelle toutes les observations vont se rapporter . Nous disposons au ponton de la rue G. Gobeau de 2 références fixes, l’escalier d’accès et le pilier de maintien du ponton gradué tous les 0.5 mètres . Je retiendrai le pilier car cette référence permet d’ exprimer la hauteur d’eau disponible au ponton ( donnée nécessaire pour tenir compte du tirant d’eau du bateau) ;

le seul inconvénient de ce choix est qu’il est très difficile d’apprécier, en approche sur son bateau, la hauteur d’eau sur le pilier, aussi nous utiliserons également les repères visibles de loin que constituent les marches de l’escalier .

Deux repères s’avèrent importants à connaître :

-          1 mètre d’eau au ponton signifie que l’eau atteint le niveau de la 2ème marche de l’escalier,

-          0.45 m séparent le niveau de l’eau et celui du ponton ( ponton à flot) facilitant la lecture sur la règle

 

En utilisant la table des hauteurs d’eau établie pour le port de La Rochelle, la hauteur d’eau ramenée au ponton de la rue G. Gobeau  peut s’établir en réduisant la hauteur d’eau de 3.90 m ( donnée à fiabiliser par l’observation )

Elle constitue une estimation ( à améliorer…) à partir de laquelle des écarts significatifs (de 0 à 40 cm ) pourront être constatés compte tenu des paramètres cités ci-avant  

            La connaissance de la hauteur d’eau disponible est un facteur déterminant pour la sécurité et la préservation des bateaux ( hélices de moteurs) ; il convient donc de prendre une marge raisonnable de sécurité pour tenir compte de son tirant d’eau et de l’état de la mer (clapot, roulis dû au trafic) ; certes, aujourd’hui le sondeur nous donne la profondeur avec une bonne précision mais elle doit être, sans cesse comparée aux repères que chacun peut se construire par l’observation des lieux .

  La détermination de la hauteur d’eau permettant l’accessibilité au ponton avant et après la pleine mer (PM ) est calculée en considérant la forme périodique ( assimilable à une onde sinusoïdale) du phénomène de la marée .

Le phénomène peut être considéré comme symétrique ( approximation) pour déterminer les hauteurs d’eau. Il faut savoir que cela n’est pas vrai, chacun peut remarquer que la montée de l’eau ( flux ou montant) est généralement plus rapide que la descente ( reflux ou perdant) mais la complexité du phénomène ne permet pas d’exploiter au plan théorique, cette différence dans les calculs .

         

A partir de ces courbes, on en déduit la durée pendant laquelle l’eau est présente  pour une hauteur d’eau donnée ( par exemple 0,5 m) pour l’accès au ponton ; cette hauteur est également requise pour la navette en saison .

Ces calculs ont été élaborés d’après une soixantaine d’observations effectuées d’avril à Septembre 2004 et 2005 .

Trois caractéristiques sont à retenir :

-          pour des coefficients < 32, le niveau d’eau de pleine mer ne permet pas d’atteindre la hauteur de 0,55 m au ponton ( hauteur minimale nécessaire au tirant d’eau des bateaux). 

-          pour les marées de Morte Eau ( coef < 55) la vitesse de montée ( ou descente) de la marée est faible ; le marnage est faible, la hauteur d’eau reste faible à pleine mer ; cela conduit à une durée réduite de la présence d’eau au ponton ( ex : PM ± 0 heure 50’ au coef 35 pour une hauteur d’eau de 0,55 m ) ; au cours de cette période de morte eau, une faible variation du coefficient entraîne une forte variation du temps nécessaire pour atteindre le niveau d’eau requis ; dans cette période, du jour  au lendemain, on observe des décalages importants d’horaire auquel l’eau est au même niveau au ponton . L’horaire est très sensible au coefficient : une variation de coef de 5, entraîne un décalage de 30’  ex : 0h50’ à 35 et 1h20’ à 40 soit 6’ par unité de coef !) ; ceci s’ajoute au retard journalier de l’heure de pleine mer ( 50’ / jour) .

-          pour les marées de Vive Eau ( coef > 55 ) la vitesse de montée ( ou descente) de la marée est forte ; le marnage est fort, la hauteur d’eau est élevée à la pleine mer ; la présence de l’eau au ponton est durable ( ex : PM ± 2h 20’ au coef de 70 pour une hauteur de 0.55 m) ; au cours de cette période de vive eau, une faible variation du coefficient n’a que peu d’incidence sur l’heure à laquelle la hauteur d’eau est la même du jour au lendemain. Une variation de coef de 5 entraîne un décalage de 3’ ex : 2h33 à 90 et 2h 36 à 95 soit 30’’ / unité de coef ) ; par contre au cours de cette période, il convient d’être très précis sur les horaires limites de montée ou descente de l’eau car la vitesse de la marée est élevée et ne pardonnera aucun retard !

                        Il faut rappeler que les phénomènes de montée et de descente de l’eau ne sont pas tout à fait symétriques ( la montée est en général plus rapide que la descente ), comme ces résultats sont basés sur l’observation, ils en rendent en partie compte ; les conditions météo ont une influence importante ( pression atmosphérique, force et direction du vent ) ; ces calculs ne peuvent pas en tenir compte à priori, mais les relevés y servant de base, ont souvent été réalisés dans des conditions de beaux jours ( Pression atmosphérique ³ 1013 mbar ).


Compte tenu de l’ensemble de ces remarques, une précision excessive est à bannir aussi on peut retenir en synthèse, le tableau des horaires suivant :

Pour chacune des valeurs retenues, l’écart ( attente ) n’excède pas plus ou moins 10 minutes  . 

4 - Conclusion

L’amélioration de la connaissance des marées au plan local, passe obligatoirement par l’observation et le recueil d’un nombre important d’ informations ciblées afin de fiabiliser les références d’analyse .  

            Bien entendu les marins locaux ( professionnels ou plaisanciers) n’ont pas attendu ces éléments pour naviguer, mais ils ont tous été amenés à un moment ou un autre, à faire ces évaluations et chacun s’est forgé sa propre expérience des lieux . La mise en commun de ce savoir permettrait de constituer une référence utile pour tous les plaisanciers et principalement pour les novices .

            Je me tiens à votre disposition pour prendre en compte vos remarques et fiabiliser ces données .

contact :         jeanpierre@nauticseudre.info