Elle va où, la mer qui va? Nature
C’est vrai, ça, toute cette eau qui nous lèche les pieds à marée haute, où diable s’en va-t-elle disparaître quelques heures plus tard à marée basse? De l’autre côté de la Terre, sûrement, pour mieux revenir ensuite nous voir, mais pourquoi et comment?
Pour comprendre le phénomène des marées, il faut d’abord expliquer le phénomène d’attraction qu’exercent les corps massifs les uns sur les autres. La théorie de la gravitation a été énoncée par Issac Newton (1643-1727) à la suite, paraît-il, de l’observation d’une pomme en train de tomber d’un arbre. Pourquoi la pomme tombe-t-elle vers le bas, vers la Terre, au lieu de s’envoler vers le ciel, ou encore de rester suspendue, immobile? Parce que la petite pomme et notre immense planète sont deux corps matériels qui s’attirent mutuellement, qui exercent l’un sur l’autre une force d’attraction. Celle-ci, nommée force gravitationnelle, Newton a pu la calculer: elle est proportionnelle à chacune des deux forces, selon les masses respectives en présence, et inversement proportionnelle au carré de la distance qui sépare les deux corps matériels.
Les forces gravitationnelles jouent un rôle important en astronomie. Celles qui s’exercent sur notre planète sont principalement les forces d’attraction de la Lune et du Soleil. Ces forces maintiennent la Terre en orbite dans son mouvement de rotation autour du Soleil, et maintiennent de même la Lune en orbite autour de la Terre. Elles se manifestent aussi en chaque point de notre planète, provoquant une déformation de sa surface. Le dessin ci-contre illustre cette déformation.
Les forces appliquées aux éléments de matière situés hors du plan qui contient l’axe reliant directement le centre de la Terre à celui de la Lune ont une direction qui provoque un aplatissement de la Terre, lui donnant une forme ellipsoïdale qui présente deux renflements: le premier du côté qui fait face face à la Lune, le second sur le côté opposé.
N’oublions pas que la Terre est en rotation sur elle-même et effectue un tour complet en 24 heures. Dans ce mouvement, chaque renflement se déplace à la surface du globe comme une vague roulant autour de de celui-ci avec une période de 24 heures. Une vague, comme n’importe quelle onde, peut être définie comme une déformation qui se déplace. Sur les parties solides de la planète, du fait de la rigidité de la croûte terrestre, la déformation, donc aussi le mouvement, sont imperceptibles, alors que sur les parties liquides, moins denses, cette vague donne lieu aux marées que l’on observe en un lieu donné deux fois par 24 heures. Lorsque la mer se retire, c’est donc tout simplement que l’amplitude de la vague, après avoir atteint son maximum, décroît à nouveau. La mer qui repart vers le large ne fait que combler localement le creux qui suit la vague.
Les marées ne sont pas toujours de même force. A l’effet de la Lune, le plus important, s’ajoute celui du Soleil, plus faible du fait de son éloignement. Lorsque les deux effets se conjuguent, c’est-à-dire lorsque Lune et Soleil sont du même côté par rapport à la Terre, leurs forces d’attraction cumulées donnent lieu aux plus fortes marées (marées de vive-eau). Par contre, lorsque le Soleil est à 90 degrés par rapport à la Lune, la marée est faible (marée de morte-eau).
A ces effets principaux s’ajoutent d’autres effets secondaires: structure des côtes, profondeur des océans, force de Coriolis, etc., qui font de la prévision des marées un exercice difficile. Cela implique des calculs complexes, effectués par les services de la marine à l’intention des navigateurs.
_Claude Joseph | Interface sciences-société de l’Université de Lausanne, Roger Gaillard | coordinateur du Réseau romand Science et Cité
