I - Les marées et les courants de marée
A- Définition. Observations

La marée est un phénomène caractérisé par une variation périodique du niveau de la mer. Son ampleur et sa période dépendent de l'endroit du globe où l'on se trouve : en Méditerranée le marnage est peu marqué (40 cm) alors qu'il peut atteindre 14m dans la baie du Mont Saint Michel. Certains pays n'observent qu'un seul cycle de marée par jour alors que d'autres en voient deux. Tous ces phénomènes sont dus à l'action gravitationnelle de la Lune et du Soleil qui interagissent et influencent les caractéristiques de la marée en fonction de leur position par rapport à la Terre. C'est la raison pour laquelle on observe des marées dites de vive-eau et d'autres de morte-eau. Cette théorie basée sur l'action des astres est la théorie statique à laquelle il faut ajouter une théorie dynamique pour coller réellement aux phénomènes observés : le courant de marée, déplacement horizontal, est créé par la marée qui , elle, agit verticalement sur les fluides.


B- Forces génératrices de la marée

La marée astronomique est une manifestation de la loi de la gravitation universelle appliquée au système formé par la Terre, le Soleil et la Lune. La force génératrice de la marée est la résultante de deux forces :

Si l'océan était en équilibre avec la force génératrice de la marée, sa surface prendrait la forme d'un ellipsoïde de révolution dont le grand axe serait dirigé vers l'astre. C'est ce que l'on appelle la marée statique.

Lorsque l'astre est au-dessus de l'horizon, la force d'attraction exercée par l'astre est la plus importante.Lorsque l'astre est au-dessous de l'horizon, c'est la force centrifuge qui l'emporte.

Marée de morte-eau ou de vive-eau :

La marée étant générée par la Lune et le Soleil, les actions de ces deux astres peuvent s'ajouter ou se contrarier selon leurs positions relatives. Les variations de hauteur d'eau sont conditionnées par les phases de la Lune.



Lorsque le marnage (dénivellation entre la pleine mer et la basse mer) passe par un maximum, la marée est dite de vive-eau. Elle correspond aux phases de nouvelle lune et de pleine lune appelées syzygies. Elle s'explique par les effets conjugués de la Lune et du Soleil.


Lorsque le marnage passe par un minimum, la marée est dite de morte-eau. Elle correspond aux phases de premier et de dernier quartiers de la Lune, appelées quadratures. Elle s'explique par les effets opposés de la Lune et du Soleil.


C - Les marées à la surface du globe

La réponse de la mer à la force génératrice de la marée prend la forme d'une onde générée de manière diffuse à travers les océans. Cette onde se propage avec une célérité dépendant de la profondeur, se réfléchit sur les talus continentaux, générant des interférences qui peuvent être constructives ou destructives, renforçant ou au contraire atténuant certaines fréquences. C'est ainsi que le cycle de la marée diffère dans l'espace : il existe des marées diurnes, semi-diurnes ou mixtes (voir schéma ci-dessous).

L'ensemble de ces ondes, chacune par sa période, son amplitude et sa phase constitue le spectre de la marée qui forme la carte d'identité de la marée dans le port désigné. Chaque port a un spectre de marée caractéristique. Pour les sites où la marée est importante, la prise en compte de plus d'une centaine d'ondes composantes peut être nécessaire pour un calcul précis.

Lignes cotidales et points amphidromiques :

D'après la théorie statique, les marées devraient se propager vers l'ouest, c'est souvent faux (dans la Manche d'ouest en est, dans l'Atlantique nord, du sud au nord). Ceci est du au fait qu'il faut tenir compte de l'existence des continents et de la force de Coriolis.

On appelle ligne cotidale le lieu des points où la pleine mer se produit au même instant. Les lignes cotidales concourent parfois toutes en un point où l'heure est indéterminée par ce que la marée y est nulle à chaques instant : ce sont les points amphidromiques autour desquels tournent les marées.

L'image ci-contre représente les lignes cotidales qui ont été mesurées dans la mer du Nord.


D - Les courants de marée

Les courants marins ont deux origines bien distinctes :

Les courants de marée ont des régimes divers, alternatifs ou giratoires.
En régime giratoire, le courant porte successivement dans toutes les directions avec des vitesses qui peuvent varier entre de larges limites. Les directions en période de vive-eau et en période de morte-eau sont en général les mêmes et ce, pour les mêmes heures de marée au port de référence.
La proximité des côtes transforme le courant giratoire en courant alternatif : il se propage dans une direction pendant la premiére moitié de la marée et dans la direction opposée pendant la seconde moitié.

La marée se manifeste comme une onde qui, en l'absence d'obstacles, prend la forme d'une onde progressive. En présence d'un obstacle (une côte par exemple), l'onde de marée donne naissance à une onde réfléchie qui, en interférant avec l'onde incidente, génère une onde stationnaire.

En général, on assiste à la superposition d'ondes stationnaires et progressives pouvant avoir des directions différentes. Il en résulte des courants, éventuellement tournants, pour lesquels :