Marées et courants de marée
   

Phénomène des marées

Avant de décrire les courants de marée, il peut être intéressant d’étudier au préalable le phénomène des marées.

A l'origine de ce phénomène se situe l’attraction gravitationnelle. La Lune, proche de la Terre, exerce sur les masses d'eau une force attractive suffisamment forte pour les "déplacer". Lorsque la Lune se situe à la verticale d’un point de la surface océanique, les masses d’eau se gonflent : c’est ce qu'on appelle la pleine mer. Le même phénomène se produit au même instant aux antipodes. A l'inverse, c'est la basse mer pour tous les lieux où l'on voit la Lune à l'horizon.

L'action du Soleil se limite, à cause de sa position éloignée de la Terre, à renforcer ou s’opposer aux effets de la Lune:

          Phénomène de syzygie

Les distances séparant les trois astres varient au cours du temps. L’amplitude des marées de deux eaux vives successives n’est donc pas toujours la même. ( les forces attractives de la Lune et du Soleil sont proportionnelles à la distance qui les sépare de la terre et varient au cours du temps ) :

La rotation de la Lune autour de la Terre , de la Terre sur elle-même … ayant un caractère périodique , on comprend que le rythme des marées ait lui-même ce caractère . Le jour lunaire ayant une période de 24H50 , un lieu devrait donc connaître 2 pleines mers et 2 basses mers durant cette période . C’est ce qui se produit sur nos côtes , la marée est alors dite semi-diurne . Néanmoins comme l’illustre la figure ci-dessous , ce cycle diffère dans l’espace . On observe une marée haute et une marée basse par jour à Fort de France , la marée est diurne .

Ces "anomalies" du cycle de la marée sont dues à la déformation de l'onde-marée par la configuration du littoral et par la force de Coriolis .

Ainsi distingue-t-on généralement 4 types de marées : les marées semi-diurnes , diurnes , mixtes ( tantôt semi-diurnes , tantôt diurnes ) et à inégalité diurnes .

Les différents types de marées.
   

Ces marées dissipent une quantité considérable d'énergie sur le plateau continental . Depuis longtemps l'homme a donc de rêver de la domestiquer . Ces 'rêves' effectués à différentes périodes ont ainsi donné naissance , à de nombreux ouvrages auxquels nous allons consacrer le prochain paragraphe .
   
   

L'énergie marémotrice

Les premiers ouvrages , utilisant l'énergie marée-motrice , remontent à l'an mille , sous l'aspect de moulin à marée , utilisés par les arabes pour moudre le blé . Ils sont ensuite apparus en France au douzième siècle sur les côtes bretonnes et normandes .
Leur principe était le suivant :

- l'eau s'écoulant entrainait alors une roue à aubes créant la force motrice .

Au 19ème siècle , certains chercheurs ont ensuite proposé des systèmes de turbine fondés sur la compression de l'air par l'eau de mer .

Mais , en France , les premiers projets de grande envergure ont vu le jour entre les deux guerres mondiales :

C'est à la fin des années 60 que les travaux vont alors commencé , le barrage étant mis en eau en 1966 .Nous allons nous pencher plus précisément sur cette usine marémotrice qui est l'exemple le plus 'connu' de l'utilisation de l'énergie marémotrice .

Cette usine comporte des turbines spéciales : des groupes bulbes qui peuvent fonctionner dans les deux sens de l'écoulement de l'eau , à marée descendante et à marée montante , et permettent une utilisation optimale de l'énergie alors mis en jeu . L'usine en comporte 24 , d'une puissance unitaire de 10000 kW , ce qui représente une puissance globale de 240000 kW .

Contrairement aux moulins à marée qui ne produisaient de l'énergie une fois par marée , l'usine de la Rance produit de l'énergie à marée montante et à marée descendante : le cycle est dit double effet .Le principe reste identique mais grâce aux bulbes qui permettent de turbiner dans les deux sens d'écoulement de l'eau , l'énergie peut être produite aussi bien au remplissge qu'au vidage du bassin . Le groupe bulbe permet aussi de pomper et de surélever ainsi le niveau du bassin en fin de remplissage par rapport au niveau de la mer . La production s'en trouve ainsi accrue puisque l'eau pompée sous une faible hauteur travaillera quelques heures plus tard sous une chute plus élevée .

Ce principe est illustré ci-dessous :


   
  Principe de l'usine de la Rance

   

L'onde marée

Elle est la 'résultante' des ondes qui apparaissent suite au soulèvement et au rabaissement des eaux durant les marées . Chaque bassin , selon ses caractéristiques ( sa taille , sa configuration ) , a une période d'oscillation propre et filtre ainsi les ondes qui se présentent et retient celles avec lesquelles il se trouve le plus en harmonie . Certaines marées suivent ainsi le rythme lunaire , d'autres le rythme solaire ...

Lorsque la période de l'onde-marée se rapproche sensiblement de la période d'oscillation propre du bassin , il se produit le phénomène de résonnance . L'onde est alors considérablement amplifiée .

L'onde-marée semble se propager autour de points amphidromiques (cf figure) . Elle se déplace à grande vitesse au large ( 600 km/h ) et sa longueur d'onde peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres .

Lorsqu'elle se rapproche des côtes , elle ralentit et son amplitude augmente . Elle se diversifie alors selon le relief sous-marin et la configuration des côtes .

Pour suivre son déplacement , on peut tracer des lignes cotidales obtenues en reliant les points où la pleine mer se produit au même moment .

Points amphidromiques en mer du Nord
   

Courant de marée

Généré par le phénomène des marées , il est à distinguer nettement de l'onde marée de part sa nature : contrairement à l'onde-marée , les courants de marée déplacent les eaux .

Ils sont périodiques et se manifestent différemment au large et près des côtes . Au large ils sont giratoires et font le tour de l'horizon pendant une marée complète . Ils tournent , sous l'influence de la force de Coriolis , vers la droite dand l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud .

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 . Le courant qui suit la marée montante est alors appelé courant de flot et celui qui accompagne la marée descendante le courant de jusant .

Cependant, le courant de marée est déphasé par rapport à la marée; ce déphasage est quasi nul près des côtes et augmente lorsque l'on s'éloigne vers le large. Ainsi, les "renverses" de courant de marée ne correspondent pas nécessairement aux étales de marée : en Manche , les renverses de courant se produisent à la mi-marée .

D'autre part , la vitesse d'un courant de marée est proportionnelle à l'amplitude de la marée et varie selon la morphologie côtière : elle augmente par exemple dans les passages ressérés ( chenal ) et au niveau de 'pointes' : les courants sont ainsi fréquemment accélérés en Manche , dans le raz de Portland , au cap Lizard ...

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Suite de l'exposé

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