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La marée est la variation du niveau de la mer. Elle est principalement due à l’action gravitationnelle( ou force d’attraction ) de la Lune et du Soleil, astres dont les mouvements peuvent être calculés avec précision sur des périodes de plusieurs centaines, voire plusieurs milliers d’années, par les astronomes. On distingue plusieurs phases dans un cycle de marée : la marée descendante ( appelée aussi le jusant), l’étale de marée basse, la marée montante ( appelée aussi le flot) et l’étale de marée haute.

Les forces génératrices de la marée

Il existe 2 forces qui génèrent la marée : la force d’attraction et la force centrifuge.

La force d’attraction gravitationelle

Dans notre système solaire, toutes les planètes sont attirées vers le soleil et gravitent autour de lui. Cette loi d’attraction universelle démontrée par Newton, se fait aussi sentir entre tous les astres de notre système solaire.

Ainsi, deux astres quelconques exercent l’un sur l’autre une force d’attraction (Fa) proportionnelle à la masse des astres, mais inversement proportionnelle au carré de la distance entre ces deux astres.
Autrement dit, la force d’attraction exercée par un astre sur la Terre est d’autant plus forte que sa masse est importante et qu’il est proche de la Terre.

La Terre subit la force d’attraction de tous les astres de l’Univers. Son expression est donnée par : F = G . (M . M’) / D²

Avec F = Force d’attraction (exprimée en Newton) G = constante de gravitation universelle = 6,67 . 10^-11 M et M’ les masses des 2 corps en présence D = Distance entre les centres de gravité des 2 masses

La force d’attraction est représentée par un vecteur (Fa) qui attire la surface du globe terrestre en direction de l’astre attracteur. Elle se manifeste de façon visible sur tous les corps déformables, comme la surface de l’eau. L’eau va donc s’accumuler là ou l’attraction est maximale, c’est-à-dire au point de la surface du globe situé le plus près de l’astre attracteur. Ce point situé directement sous l’astre est appelé zénithal, car il a l’astre attracteur à son zénith.

A la surface de la Terre, la différence entre ces deux forces est non nulle. La force générée par un astre est donc maximale lorsque l’astre se trouve au zénith ou au nadir (opposé du zénith) et minimale lorsque l’astre se trouve à l’horizon :

Le soleil exerce une attraction non négligeable sur la terre en raison de sa très grande masse : la lune aussi, en raison de sa faible distance à la terre. Les autres planètes influent de façon très négligeable car leur masse n’est pas assez importante pour compenser la très grande distance qui les séparent de la terre.

La force centrifuge

La lune tourne autour de la terre en 29 jours environ et le couple terre-lune tourne autour du soleil en 365 jours environ. Chaque astre exerce une attraction sur l’autre, qui tend à les rapprocher les uns des autres. Cependant, grâce à la vitesse du mouvement, une force centrifuge opposée à l’attraction maintient chaque planète en équilibre sur son orbite respective.

Sur terre, la force centrifuge est constante en tous les points du globe, et dirigée dans le sens opposé à l’astre attracteur. Elle est représentée par un vecteur (Fg) qui repousse la surface du globe terrestre en direction opposée de l’astre attracteur. Elle se manifeste de façon visible sur tous les corps déformables, comme la surface de l’eau. L’eau va donc s’accumuler, au point de la surface du globe situé à l’opposé de l’astre attracteur. Ce point situé à l’opposé de l’astre est appelé nadiral, car il a l’astre attracteur à son nadir.

La conséquence de l’addition de ces deux forces

La force d’attraction de l’astre (Fa) est une force centripète, qui tente d’attirer ce qui peut se déformer à la surface du globe, comme les masses d’eau des océans et des mers. La force centrifuge (Fg), est due à la rotation des astres l’un autour de l’autre. Elle est opposée à la force d’attraction qu’elle équilibre, de sorte que chaque planète reste sur son orbite. Elle est d’intensité constante en tous points du globe.

La force d’attraction centripète et la force de gravitation centrifuge s’équilibrent exactement au centre de la terre, de sorte qu’aucune déformation n’a lieu en ce point et que la terre et la lune restent sur leurs orbites respectives. A la surface du globe, la résultante de la force d’attraction et de la force centrifuge n’est pas nulle et se traduit par une force déformant la surface de l’eau des océans: c’est la force génératrice de la marée (FM) (voir ci-dessous).

Les types de marées

On peut distinguer quatre grands types de marées :

Type semi-diurne

La rotation de la terre sur elle-même en 24 h fait qu’un point de la surface du globe se trouve successivement du côté zénithal, où la force génératrice de la marée est maximale puis environ 6 heures plus tard, du côté de moindre attraction, puis 6 heures après, du côté nadiral, où la force génératrice de la marée est aussi maximale (PM) et encore 6 h après, du côté de moindre attraction (BM). Chaque point verra donc deux pleines mers et deux basses mers par journée de 24 heures, soit deux marées, ce qui explique la période semi-diurne de la marée.

Type diurne

Dans le type diurne, qui est le plus rare, on observe une pleine mer et une basse mer par jour (golfe de Tonkin). Le marnage est maximal quand la Lune passe près des Tropiques, c’est la marée tropique. Il est très faible quand la Lune est dans l’équateur.

Type semi-diurne à inégalité diurne

Il s’agit d’un cas intermédiaire entre les deux types de marées présentées précédemment. Aucune des composantes n’est négligeable, elles ont toutes deux leur importance quand au calcul du spectre. Il y a alors deux pleines et basses mers par jour, dont les hauteurs peuvent être très différentes.

Type mixte

Ici encore, il s’agit d’un cas intermédiaire, dans lequel les composantes diurnes sont très importantes. Deux cas se présentent : Soit la Lune est à l’équateur, et on constate alors deux pleines mers et deux basses mers par jour. Soit la déclinaison de la Lune est à son maximum. Dans ce cas, on observe une pleine mer et une basse mer.

Les vives eaux et les mortes eaux

En un mois il y a deux vives-eaux et deux mortes-eaux. En vives-eaux la pleine mer (PM) est très haute et la basse mer (BM) descend très bas. En mortes-eaux, la différence de hauteur d’eau entre la pleine mer et la basse mer est faible et s’écarte peu d’un niveau moyen appelé la mi-marée.

Les vives eaux

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. Si les trois astres sont alignés, les forces d’attraction qu’ils exercent s’additionnent et les marées sont importantes. Dans cette situation, les marées sont dites de vives-eaux, c’est-à-dire que le marnage est très important. Lorsque les astres sont ainsi alignés, ils sont dits en syzygie.

Les mortes eaux

Les mortes-eaux ont lieu au premier et au dernier quartier lunaire. La lune et le soleil forment alors entre-eux un angle de 90 degrés, configuration appelée quadrature. Chacun des astres exerce sa force d’attraction dans sa direction. Il n’y a donc pas d’addition de forces et l’effet obtenu est faible.