Marée (Tide)

Les marées représentent la fluctuation périodique du niveau de la mer, principalement causée par les forces gravitationnelles différentielles exercées par la Lune et le Soleil, en conjonction avec les effets d'inertie découlant de la mécanique orbitale du système Terre-Lune et du mouvement de rotation de la Terre.

Les marées sont la montée et la descente périodiques du niveau de la mer résultant des forces gravitationnelles différentielles exercées principalement par la Lune et le Soleil, combinées aux effets d'inertie associés au mouvement orbital du système Terre-Lune et à la rotation de la Terre.

Bien que ces forçages astronomiques établissent le potentiel fondamental des marées, les marées observées empiriquement subissent des modifications significatives par des éléments terrestres, tels que la configuration morphologique des bassins océaniques, des marges continentales, la topographie des fonds marins, l'effet Coriolis, la dissipation d'énergie de friction dans les environnements marins peu profonds et les caractéristiques de résonance des côtes.

Les variations des marées se manifestent sur des échelles de temps allant de quelques heures à plusieurs années, influencées par de multiples déterminants de l'intervalle lunitidal. Pour une documentation précise, des marégraphes positionnés à des endroits fixes surveillent en permanence les niveaux d'eau. Ces instruments ne tiennent pas compte des fluctuations induites par les vagues de périodes inférieures à la minute. Les données collectées sont ensuite référencées par rapport à une donnée désignée, généralement appelée niveau moyen de la mer.

Bien que les marées constituent généralement la source prédominante de variabilité à court terme du niveau de la mer, le niveau de la mer est en outre sensible aux altérations dues à la dilatation thermique, au stress du vent et aux différences de pression atmosphérique, qui peuvent conduire à des ondes de tempête, en particulier dans les zones marines peu profondes et les régions côtières.

Les phénomènes de marée s'étendent au-delà des environnements océaniques, se manifestant dans tout système où une force gravitationnelle spatio-temporelle variable le champ existe. Par exemple, le corps solide de la Terre subit de subtiles déformations dues aux marées terrestres, bien que celles-ci soient moins visibles que les mouvements des marées océaniques.

Caractéristiques

Les marées océaniques présentent un schéma cyclique, généralement montant et descendant approximativement semi-diurne. Le cycle des marées comprend quatre étapes distinctes :

• La cessation de la récession des eaux, marquant un minimum local, est appelée marée basse.
• L'augmentation ultérieure du niveau de la mer sur plusieurs heures, inondant la zone intertidale, est appelée inondation.
• L'arrêt de la remontée de l'eau, signifiant un maximum local, est désigné comme marée haute.
• La diminution ultérieure du niveau de la mer sur plusieurs heures, exposant la zone intertidale, est connue sous le nom de reflux.

Les courants oscillants générés par les forces de marée sont identifiés comme des courants de marée ou des courants de marée. L'instant auquel le courant de marée cesse est appelé étale d'eau ou marée étale, après quoi la marée inverse sa direction, indiquant une phase de retournement. Bien que l'étale d'eau coïncide généralement avec des périodes proches des hautes et basses eaux, certains emplacements géographiques présentent des écarts notables entre le moment de l'étale de marée et les occurrences de hautes et basses eaux.

Les marées sont fréquemment classées comme étant soit semi-diurnes, caractérisées par deux hautes eaux et deux basses eaux par jour, soit diurnes, avec un seul cycle de marée par jour. Les deux hautes eaux quotidiennes présentent généralement des hauteurs inégales, un phénomène connu sous le nom d'inégalité quotidienne ; celles-ci sont désignées comme hautes eaux supérieures et hautes eaux inférieures dans les tableaux de prévision des marées. En conséquence, les deux basses eaux quotidiennes sont distinguées comme étant les étiages supérieurs et les étiages inférieurs. Cette inégalité quotidienne n'est pas uniforme et diminue généralement lorsque la Lune est positionnée au-dessus de l'équateur.

Niveaux de référence

Les niveaux de marée de référence suivants sont définis, classés du plus haut au plus bas :

• Marée astronomique la plus élevée (HAT) – Représente l'élévation de marée maximale prévue. Il est important de noter que des facteurs météorologiques peuvent augmenter la hauteur du HAT.
• Sources d'eau moyennes de haute eau (MHWS) – Indique l'élévation moyenne des deux marées hautes se produisant pendant les périodes de marée de vive-eau.
• Couteaux moyens des hautes eaux (MHWN) : représente l'élévation moyenne des deux marées hautes observées pendant les périodes de morte-eau.
• Niveau moyen de la mer (MSL) – Constitue le niveau moyen de la mer. Le MSL reste constant pour un emplacement géographique donné sur des durées temporelles prolongées.
• Les mortes-eaux moyennes (MLWN) – Indique la dépression moyenne des deux marées basses se produisant pendant les périodes de morte-eau.
• Sources d'eau basses moyennes (MLWS) – signifie la dépression moyenne des deux marées basses observées pendant les périodes de marée de vive-eau.
• Marée astronomique la plus basse (LAT) – Désigne la dépression de marée minimale prévue.

Variation de la plage : marées de vive-eau et de morte-eau

La plage semi-diurne, qui représente la différence de hauteur entre les hautes et les basses eaux sur environ une demi-journée, présente une fluctuation bihebdomadaire. Environ deux fois par mois, pendant les phases de nouvelle lune et de pleine lune, le Soleil, la Lune et la Terre s'alignent dans une configuration appelée syzygie. Dans cet alignement, la force de marée solaire augmente la force de marée lunaire, ce qui entraîne une amplitude de marée maximale, un phénomène connu sous le nom de marée de vive-eau. Ce terme ne vient pas de la saison mais du sens étymologique de « sauter, éclater ou s'élever », semblable à une source naturelle. Les Marées Syzygy sont une désignation alternative pour les marées de vive-eau.

À l'inverse, lorsque la Lune est dans son premier ou son troisième quartier, le Soleil et la Lune sont positionnés à 90° l'un de l'autre par rapport à la Terre, une configuration connue sous le nom de quadrature. Pendant ces périodes, la force de marée solaire contrecarre partiellement la force de marée lunaire, conduisant à l'amplitude de marée minimale. Ce phénomène est appelé marée morte ou morte. Le mot « neap » dérive d'un terme anglo-saxon signifiant « sans électricité ». Les Marées en quadrature sont une désignation alternative pour les marées de morte-eau.

Les marées de printemps sont caractérisées par des eaux hautes supérieures à la moyenne, des eaux basses inférieures à la moyenne, une durée réduite des « eaux étales » et des courants de marée intensifiés. En revanche, les marées creuses produisent des conditions de marée plus douces. Environ sept jours séparent les marées de vive-eau et les marées de morte-eau.

Constituants de marée

Constituants des marées représentent l'effet cumulatif de divers facteurs influençant les fluctuations des marées sur des échelles temporelles spécifiques. Les éléments clés comprennent la rotation de la Terre, les positions relatives de la Lune et du Soleil par rapport à la Terre, l'élévation de la Lune au-dessus de l'équateur terrestre et la bathymétrie. Les variations avec des périodes inférieures à une demi-journée sont classées comme des constituants harmoniques, tandis que les cycles s'étendant sur des jours, des mois ou des années sont désignés comme des constituants de longues périodes.

Les forces de marée exercent une influence sur l'ensemble du système terrestre. Au sein de la croûte terrestre, ces forces induisent des déplacements verticaux périodiques mesurables en centimètres, un phénomène appelé marée terrestre. Parallèlement, dans l'atmosphère, les forces gravitationnelles de la Lune et du Soleil, combinées au chauffage solaire, génèrent des oscillations de pression, de densité et de vent à l'échelle mondiale, appelées marées atmosphériques. Alors que les marées terrestres se manifestent par une déformation élastique, les marées atmosphériques sont principalement observées sous la forme de fluctuations des gradients de pression et de la configuration des vents.

Constituant principal semi-diurne lunaire

Le constituant de marée le plus important dans la majorité des endroits est le principal semi-diurne lunaire, alternativement identifié comme le constituant de marée M2 ou le constituant de marée M§56§. Cette composante présente une période d'environ 12 heures et 25,2 minutes, soit précisément la moitié d'un jour lunaire de marée. Un jour lunaire de marée représente l'intervalle moyen entre les zéniths lunaires successifs, correspondant au temps nécessaire à la Terre pour effectuer une rotation par rapport à la Lune. Les horloges de marée de base sont conçues pour surveiller cette composante. Le jour lunaire dépasse le jour terrestre en durée car la direction orbitale de la Lune s'aligne avec la direction de rotation de la Terre.

En raison de la direction orbitale de la Lune autour de la Terre coïncidant avec la rotation axiale de la Terre, environ 24 heures et 50 minutes sont nécessaires pour que la Lune réapparaisse à la même position céleste. Au cours de cet intervalle, la Lune subit un point culminant (passage aérien) et un passage sous les pieds (correspondant à des angles horaires de 00h00 et 12h00, respectivement). Par conséquent, dans de nombreuses régions, la période de forçage maximal des marées correspond à la durée susmentionnée d’environ 12 heures et 25 minutes. Il est important de noter que le moment précis de la marée la plus haute ne coïncide pas invariablement avec la plus grande proximité de la Lune avec le zénith ou le nadir ; cependant, la période de forçage reste déterminante pour l'intervalle entre les marées hautes.

Le champ gravitationnel de la Lune s'atténue avec l'augmentation de la distance, ce qui entraîne une force différentielle exercée sur la Terre. Plus précisément, une force légèrement plus forte que la moyenne agit sur le côté de la Terre faisant face à la Lune, tandis qu'une force légèrement plus faible affecte le côté opposé. Cette gravitation différentielle amène la Lune à induire un léger « étirement » de la Terre le long de l’axe reliant les deux corps célestes. Bien que la Terre solide subisse une certaine déformation, l'eau océanique, en raison de sa nature fluide, présente une mobilité significativement plus grande en réponse à cette force de marée, en particulier lors d'un déplacement horizontal.

La rotation de la Terre modifie continuellement l'ampleur et la direction des forces de marée en tout point donné de sa surface. Bien que l'océan n'atteigne jamais l'équilibre (ce qui signifie que le fluide n'a pas suffisamment de temps pour répondre pleinement à une force de marée constante), ces forces de marée dynamiques induisent néanmoins des fluctuations rythmiques de la hauteur de la surface de la mer.

Un régime de marée caractérisé par deux marées hautes et deux marées basses de hauteurs différentes au cours d'une même journée est classé comme une marée semi-diurne mixte.

Distance lunaire

Les variations de la distance Lune-Terre influencent également les amplitudes des marées. Au périgée, lorsque la Lune est la plus proche de la Terre, l'amplitude des marées s'étend ; à l'inverse, à l'apogée, lorsque la Lune est la plus éloignée, la portée diminue. Chaque année, le périgée s'aligne avec une nouvelle ou une pleine lune environ six à huit fois, ce qui entraîne des marées printanières du périgée, qui présentent l'amplitude des marées maximale. La différence de hauteur entre une marée vive au périgée et une marée vive se produisant à l'apogée lunaire dépend du site mais peut atteindre jusqu'à un pied.

Autres constituants

Environ 62 constituants des marées sont suffisamment importants pour être inclus dans les modèles de prévision des marées marines. Celles-ci englobent les influences gravitationnelles solaires, l'obliquité (inclinaison) de l'équateur terrestre et de l'axe de rotation, l'inclinaison du plan orbital lunaire et la trajectoire elliptique de l'orbite terrestre autour du Soleil.

Les constituants des eaux peu profondes comprennent les débordements, définis comme des harmoniques supérieures d'une fréquence de marée dominante singulière, et les marées composées, qui résultent des interactions entre les principaux constituants lunaires et solaires. Bien qu'ils possèdent généralement des amplitudes inférieures au potentiel fondamental des marées, ces constituants introduisent des asymétries entre les phases montantes et descendantes des marées dans les estuaires et les environnements du plateau continental.

Phase et amplitude

Compte tenu de la prévalence du constituant de marée M₂ dans la plupart des régions, le concept de stade ou de phase de marée, exprimé en heures après la crue, s'avère très précieux. Le niveau de marée peut également être quantifié en degrés, 360° représentant un cycle de marée complet. Les lignes reliant les points de phase de marée constante sont appelées lignes cotidales ; celles-ci sont comparables aux courbes de niveau indiquant une altitude constante sur les cartes topographiques et, lorsqu'elles sont représentées, constituent une carte cotidale ou une carte cotidale. Les hautes eaux se produisent simultanément le long des lignes de marée s'étendant du littoral vers la mer, et les phases de marée (représentées par les lignes de marée) progressent le long de la côte. Les constituants des phases semi-diurnes et de longue période sont référencés à partir des hautes eaux, tandis que les constituants diurnes sont référencés à partir de la marée de crue maximale. Il est important de noter que cette discussion et les explications ultérieures ne sont strictement exactes que lorsqu'on considère un seul constituant de marée.

Dans un bassin océanique se rapprochant d'une forme circulaire entourée d'un littoral, les lignes cotidales convergent radialement vers l'intérieur, pour finalement se rencontrer en un endroit singulier appelé point amphidromique. Un point amphidromique est caractérisé par des eaux hautes et basses simultanées, une condition remplie par un mouvement de marée zéro. (De rares exceptions existent lorsque les marées circulent autour des îles, comme la Nouvelle-Zélande, l'Islande et Madagascar.) Le mouvement des marées diminue généralement à mesure que l'on s'éloigne des côtes continentales ; par conséquent, des contours d'amplitude constante (définie comme la moitié de la distance verticale entre les hautes et les basses eaux) coupent les lignes cotidales et diminuent jusqu'à zéro au point amphidromique. Pour une marée semi-diurne, un point amphidromique peut être conceptualisé comme le centre d'un cadran d'horloge, où l'aiguille des heures indique la direction de la ligne cotidale des hautes eaux, diamétralement opposée à la ligne cotidale des basses eaux. Les hautes eaux circulent autour du point amphidromique toutes les 12 heures, se déplaçant dans la direction des lignes cotidales qui avancent et s'éloignent de celles qui reculent. Cette rotation, induite par l'effet Coriolis, s'effectue généralement dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord. L'écart d'une phase cotidale par rapport à la phase d'une marée de référence désignée est appelé époque. La marée de référence est définie comme le constituant hypothétique de la « marée d'équilibre » sur une Terre sans terre, mesurée à 0° de longitude (le méridien de Greenwich).

Dans l'Atlantique Nord, la circulation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre des lignes de marée autour du point amphidromique fait que la marée haute atteint le port de New York environ une heure plus tôt que le port de Norfolk. Au sud du cap Hatteras, la dynamique des marées devient considérablement plus complexe, excluant une prévision fiable uniquement basée sur les modèles de lignes de marée de l'Atlantique Nord.

Historique

Histoire de la théorie des marées

Dans les traditions préscientifiques, la montée et la descente périodiques des marées étaient souvent attribuées à des explications mythologiques ou animistes. Par exemple, des textes indiens et est-asiatiques décrivaient la mer comme respirant ou pulsant comme une entité vivante, tandis que d'autres récits invoquaient l'influence d'une force maritime surnaturelle.

L'étude de la physique des marées a joué un rôle crucial dans les étapes naissantes de la mécanique céleste. Initialement, l'apparition de deux marées quotidiennes était attribuée à l'attraction gravitationnelle de la Lune. Par la suite, une explication plus précise a émergé, détaillant l'interaction entre les forces gravitationnelles de la Lune et du Soleil.

Vers 150 avant JC, Séleucus de Séleucie a postulé que la Lune était la cause des marées. L'œuvre de Ptolémée, Tetrabiblos, faisait également référence à l'influence de la Lune sur les corps aquatiques.

En 725, Bède, dans son ouvrage De temporum ratione (Le calcul du temps), établit un lien entre les marées semi-diurnes, les hauteurs de marée fluctuantes et les phases de la Lune. Il a observé que les marées montaient et descendaient constamment 4/5 d'heure plus tard chaque jour, reflétant les heures de lever et de coucher retardées de la Lune. Bede a en outre souligné que sur deux mois lunaires (59 jours), la Lune tourne autour de la Terre 57 fois, correspondant à 114 marées. Il a également noté des variations mensuelles de la hauteur des marées, désignant les marées croissantes comme malinae et les marées décroissantes comme ledones. Le mois, expliqua-t-il, était segmenté en quatre périodes de sept ou huit jours, caractérisées par une alternance de malinae et de ledones. Dans le même texte, Bède reconnaissait la capacité des vents à entraver le flux des marées. En outre, il a documenté les variations géographiques du timing des marées, notant que les marées se produisaient plus tôt au nord de son emplacement (Monkwearmouth) et plus tard au sud. Il a élucidé ce phénomène en affirmant que la marée « déserte ces rivages pour pouvoir à plus forte raison inonder d'autres lorsqu'elle y arrive », et que « la Lune qui signale ici la montée de la marée, signale sa retraite dans d'autres régions loin de ce quartier du ciel ».

La compréhension médiévale ultérieure des marées dérive en grande partie des écrits des astronomes musulmans, devenus accessibles dans les traductions latines à partir du XIIe siècle. Abu Ma'shar al-Balkhi (décédé vers 886), dans son Introductorium in astronomiam, a postulé que la Lune était responsable des marées descendantes et montantes. Il a également exploré l'influence du vent et des phases de la Lune par rapport au Soleil sur les régimes de marée. Au XIIe siècle, al-Bitruji (décédé vers 1204) a avancé la théorie selon laquelle les marées résultaient de la circulation générale des cieux.

Dans son traité de 1608, De spiegheling der Ebbenvloet (La théorie du flux et du reflux), Simon Stevin réfuté de nombreuses idées fausses dominantes concernant les marées descendantes et montantes. Stevin a défendu le concept selon lequel l'attraction lunaire provoquait les marées, articulant des définitions claires pour le flux, le reflux, la marée de vive-eau et la marée morte, tout en soulignant la nécessité d'enquêtes plus approfondies.

En 1609, Johannes Kepler a également proposé avec précision que la gravitation lunaire était la cause des marées, fondant son hypothèse sur des observations et des corrélations anciennes.

Dans son ouvrage de 1632, Dialogue concernant les deux principaux systèmes mondiaux, initialement intitulé Dialogue sur les marées, Galileo Galilei a intégré sa théorie des marées comme élément central de son argument physique en faveur de l'héliocentrisme copernicien. Il a postulé que les marées résultaient des mouvements synergiques de la rotation et de la révolution de la Terre. Galilée a explicitement répudié l'affirmation de Kepler concernant l'influence lunaire sur les mers, qualifiant une telle attraction lunaire d'invocation de qualités occultes plutôt que de cause mécaniquement compréhensible.

Isaac Newton (1642-1727) fut le pionnier de l'explication des marées, les attribuant à l'attraction gravitationnelle exercée par les corps célestes. Sa théorie complète, détaillée dans les Principia (1687), utilisait la gravitation universelle pour élucider comment les attractions lunaires et solaires génèrent des forces de marée. Avant Pierre-Simon Laplace, Newton et ses contemporains abordaient ce phénomène à travers une théorie de l'équilibre, un modèle de système statique qui approchait le comportement des marées dans un océan hypothétique et non inertiel recouvrant uniformément la Terre. Bien que le concept de force génératrice de marée (ou son potentiel) reste crucial dans la théorie moderne des marées, il sert désormais de fonction de forçage intermédiaire plutôt que de résultat définitif. La théorie contemporaine intègre en outre la réponse dynamique des marées de la Terre à ces forces appliquées, une réponse modulée par des facteurs tels que la profondeur de l'océan, la rotation planétaire et d'autres variables environnementales.

En 1740, l'Académie Royale des Sciences de Paris a institué un prix pour le traité théorique le plus convaincant sur les marées. Ce prix prestigieux a été décerné conjointement à Daniel Bernoulli, Leonhard Euler, Colin Maclaurin et Antoine Cavalleri.

Maclaurin a appliqué la théorie newtonienne pour démontrer qu'une sphère lisse recouverte d'océan, soumise à la force de marée d'un corps céleste singulier, prendrait la forme d'un sphéroïde allongé (un ovale tridimensionnel allongé) avec son axe principal orienté vers le corps perturbateur. Il fut également le premier à documenter l'influence de la rotation de la Terre sur le mouvement. Euler a ensuite identifié la composante horizontale de la force de marée comme le principal moteur des phénomènes de marée, plutôt que son homologue vertical. En 1744, Jean le Rond d'Alembert étudia les équations des marées atmosphériques, même si ses modèles n'incorporaient pas les effets de rotation.

En 1770, la barque de James Cook, le HMS Endeavour, s'échoua sur la Grande Barrière de Corail. Les premières tentatives pour renflouer le navire lors de la marée haute qui a suivi se sont révélées infructueuses ; cependant, la marée qui a suivi a réussi à le déloger. Au cours de la période de réparation de sept semaines à l'embouchure de la rivière Endeavour, Cook a méticuleusement observé les régimes de marée. Il a noté que pendant les marées creuses, les deux marées quotidiennes présentaient des hauteurs similaires, tandis que pendant les marées de printemps, la marée du matin montait de 7 pieds (2,1 m) tandis que la marée du soir atteignait 9 pieds (2,7 m).

Pierre-Simon Laplace a développé un système d'équations aux dérivées partielles qui corrèle le courant horizontal de l'océan avec son élévation de surface, établissant ainsi la théorie dynamique fondamentale des marées. Ces équations de marée de Laplace restent pertinentes dans l'océanographie contemporaine. William Thomson, 1er baron Kelvin, a ensuite reformulé les équations de Laplace en utilisant le tourbillon, permettant ainsi de dériver des solutions qui décrivent les vagues induites par les marées et piégées par les côtes, maintenant reconnues comme des ondes de Kelvin.

À la suite de Laplace, des chercheurs tels que Kelvin et Henri Poincaré ont avancé son cadre théorique. S'appuyant sur ces progrès et sur la théorie lunaire d'E. W. Brown, qui détaillait la mécanique orbitale de la Lune, Arthur Thomas Doodson publia en 1921 la première formulation moderne du potentiel de génération de marée sous forme harmonique. Les travaux de Doodson ont identifié 388 fréquences de marée distinctes, et plusieurs de ses méthodologies continuent d'être utilisées.

La trajectoire historique de l'observation des marées.

Depuis l'Antiquité, la sophistication de l'observation et du discours des marées a progressivement évolué, se concentrant d'abord sur les récurrences quotidiennes, puis sur la relation complexe entre les marées, le Soleil et la Lune.

D'anciens documents d'observation des marées indiquent que Pythéas, lors de son expédition dans les îles britanniques vers 325 avant JC, a noté des modèles de marée en corrélation avec le cycle lunaire. Des fragments attribués à son travail, Sur l'océan, suggèrent une reconnaissance précoce du lien entre l'amplitude des marées et les phases lunaires.

Au cours du IIe siècle avant JC, Séleucus de Séleucie, un astronome hellénistique, a caractérisé avec précision le phénomène de marée pour étayer son modèle héliocentrique. Il a postulé à juste titre que la Lune était à l'origine des marées, bien qu'il ait émis l'hypothèse que cette interaction était facilitée par le « pneuma ». Seleucus a également observé que le moment et l'ampleur des marées différaient selon les endroits du monde. Comme l'a documenté Strabon (1.1.9), Séleucus a été le premier à établir un lien entre les marées et l'attraction gravitationnelle lunaire, notant en outre que la hauteur des marées dépend de la position de la Lune par rapport au Soleil.

Le Naturalis Historia de Pline l'Ancien documente de nombreuses observations de marées ; par exemple, les marées de vive-eau se produisent quelques jours après ou avant la nouvelle et la pleine lune et atteignent leur apogée autour des équinoxes, bien que Pline ait également enregistré plusieurs corrélations désormais considérées comme spéculatives. Dans sa Géographie, Strabon a expliqué que les marées dans le golfe Persique présentaient leur amplitude maximale lorsque la Lune était la plus éloignée du plan équatorial. Ces observations ont été faites malgré l'amplitude des marées relativement limitée dans le bassin méditerranéen. Notamment, les courants vigoureux observés dans le détroit d’Euripus et le détroit de Messine ont posé une énigme à Aristote. Dans le cinquième livre de La Vie d'Apollonios de Tyane, Philostrate a exploré les marées, reconnaissant l'influence de la Lune mais attribuant les phénomènes aux « esprits ». Vers 730 après JC en Europe, le vénérable Bède a documenté la montée synchrone de la marée sur une côte des îles britanniques et sa chute sur une autre, détaillant davantage la progression temporelle des hautes eaux le long de la côte de Northumbrie.

La première table des marées en Chine est apparue en 1056 après JC, principalement destinée aux visiteurs désireux d'observer le célèbre mascaret de la rivière Qiantang. La première table des marées britannique connue est attribuée à John Wallingford, décédé comme abbé de Saint-Albans en 1213, qui calculait les crues quotidiennes 48 minutes plus tard et trois heures plus tôt dans l'estuaire de la Tamise par rapport à son emplacement en amont à Londres.

En 1614, Claude d'Abbeville publia le traité "Histoire de la mission de pères capucins en l'Île de Maragnan et terres circonvoisines", dans lequel il révèle que le peuple Tupinamba possédait une compréhension de la relation entre la Lune et les marées avant la reconnaissance européenne.

William Thomson (Lord Kelvin) a lancé la première analyse harmonique systématique des enregistrements de marée en 1867. L'un des principaux résultats a été la construction d'une machine de prévision des marées, qui utilisait un système de poulies pour synthétiser six fonctions temporelles harmoniques. Cet appareil était « programmé » grâce au réglage d'engrenages et de chaînes pour modifier les phases et les amplitudes. Des machines comparables sont restées utilisées jusque dans les années 1960.

Le premier enregistrement connu du niveau de la mer d'un cycle complet de printemps et de morte-sonde a été documenté en 1831 au Navy Dock, dans l'estuaire de la Tamise. Vers 1850, de nombreux ports majeurs avaient établi des stations de marégraphes automatiques.

John Lubbock fut parmi les pionniers dans la cartographie des lignes cotidales pour la Grande-Bretagne, l'Irlande et leurs côtes adjacentes en 1840. William Whewell approfondit ensuite ses recherches, aboutissant à une carte presque mondiale en 1836. Pour assurer la cohérence de ces cartes, il postula l'existence d'une région médio-océanique dépourvue de montée ou de descente des marées, où les lignes cotidales convergent. La présence d'un tel point amphidromique, terme maintenant utilisé pour décrire ces endroits, a été corroborée en 1840 par le capitaine William Hewett, RN, grâce à des sondages méticuleux effectués dans la mer du Nord.

Par la suite, à la fin du 20e siècle, les géologues ont identifié des rythmes de marée, qui servent de preuve géologique de la présence d'anciennes marées, en particulier pendant la période carbonifère.

Physique

Théorie de l'équilibre

Le modèle fondateur, attribué à Isaac Newton, qui élucide le phénomène de deux marées quotidiennes est appelé théorie de l'équilibre. Cette théorie intègre trois simplifications principales : 1) l'omission des masses continentales de la Terre, 2) l'hypothèse d'une viscosité négligeable de l'eau, permettant une réponse gravitationnelle instantanée, et 3) le mépris du frottement entre la Terre et l'eau. Au sein d'un système de coordonnées co-rotatif avec le système Terre-Lune, la distance Terre-Lune reste constante, signifiant un état d'équilibre. Cet équilibre est conceptualisé comme un équilibre entre la force gravitationnelle de la Lune et la force centrifuge générée par la rotation. Au cœur de la Terre, ces forces sont précisément égales et opposées. Cependant, à d’autres endroits, ces forces ne s’équilibrent pas parfaitement et la force résiduelle qui en résulte est appelée force génératrice de marée. À la surface de la Terre, les points les plus proches de la Lune subissent une attraction gravitationnelle légèrement plus forte, tandis que les points les plus éloignés présentent une force centrifuge légèrement plus forte. Aux pôles, situés à l’écart de l’axe Terre-Lune, une force nette mineure est dirigée vers l’intérieur vers la Terre. L’eau des océans est peu affectée par ces forces spécifiques. À l’inverse, dans les régions situées entre les pôles et l’équateur, une composante de cette force mineure agit horizontalement sur la surface terrestre, dirigée vers l’équateur. Cette force horizontale ne rencontre aucune résistance opposée. Par conséquent, l’eau des océans s’écoule en réponse, s’éloignant des pôles et s’accumulant près de l’équateur. Ce processus aboutit à la formation d’un double renflement de marée aligné sur l’axe Terre-Lune, le renflement du côté le plus proche de la Lune étant légèrement plus grand. Lorsque la Terre tourne sur son axe, divers points de sa surface traversent ces renflements, fournissant ainsi une explication générale de l'apparition de doubles marées quotidiennes. L’eau océanique et la Terre solide sont toutes deux soumises à ces attractions gravitationnelles différentielles ; cependant, la Terre rigide résiste à la déformation, conservant sa forme approximativement sphérique, tandis que le fluide se redistribue pour s'adapter au déséquilibre, formant ainsi les renflements caractéristiques. La marée d'équilibre représente cette condition de marée idéalisée, fondée sur l'hypothèse d'une Terre sans terre.

Forces

La force de marée générée par un corps céleste massif (appelé par la suite la Lune) sur une petite particule située sur ou à l'intérieur d'un corps étendu (appelé par la suite la Terre) est définie comme la différence vectorielle entre la force gravitationnelle exercée par la Lune sur cette particule et la force gravitationnelle qui serait exercée sur la particule si elle était positionnée au centre de masse de la Terre.

Alors que la force gravitationnelle exercée par un corps céleste sur Terre présente une relation carrée inverse avec sa distance à la Terre, la force de marée maximale démontre une proportionnalité cubique inverse approximative à cette distance. Si la force de marée générée par chaque corps était équivalente à sa force gravitationnelle totale – une condition non remplie en raison de la chute libre de la Terre entière, et pas seulement de ses océans, vers ces corps – un modèle distinct de forces de marée se manifesterait. Par exemple, l’influence du Soleil semblerait considérablement plus puissante que celle de la Lune. Bien que la force gravitationnelle solaire sur Terre soit en moyenne 179 fois supérieure à la force lunaire, la distance moyenne du Soleil à la Terre est 389 fois plus grande, ce qui entraîne un gradient de champ plus faible. La proportionnalité globale peut être exprimée comme suit :

${\displaystyle {\text{force de marée}}\propto {\frac {M}{d^{3}}}\propto \rho \left({\frac {r}{d}}\right)^{3},}$

Ici, M désigne la masse du corps céleste, d représente sa distance, ρ signifie sa densité moyenne et r indique son rayon. Le rapport r/d est en corrélation avec la taille angulaire de l'objet observé depuis la Terre. Bien que le Soleil et la Lune présentent des diamètres apparents presque identiques dans le ciel terrestre, la force de marée du Soleil est considérablement plus faible que celle de la Lune. Cette disparité est due au fait que la densité moyenne du Soleil est nettement inférieure et que son influence de marée ne représente que 46 % de celle de la Lune. Ainsi, lors d'une marée de vive-eau, la Lune représente 69 % de la force de marée totale, tandis que le Soleil y contribue à hauteur de 31 %. Plus précisément, l'accélération des marées lunaires, mesurée le long de l'axe Lune-Terre à la surface de la Terre, est d'environ 1,1ק1516§−7 g. En revanche, l'accélération des marées solaires, le long de l'axe Soleil-Terre à la surface de la Terre, est d'environ 0,52ק2122§−7 g, où g représente l'accélération gravitationnelle à la surface de la Terre. Les effets de marée exercés par d'autres planètes fluctuent en fonction de leurs différentes distances par rapport à la Terre. À son périgée, l'influence des marées de Vénus équivaut à 0,000113 fois celle du Soleil. À l'inverse, dans différentes configurations orbitales, Jupiter ou Mars peuvent exercer l'influence prédominante des marées planétaires.

La surface de l'océan est classiquement modélisée par le géoïde, une surface équipotentielle théorique qui tient compte à la fois de la force gravitationnelle de la Terre et de la force centrifuge résultant de sa rotation. Par la suite, l’influence d’objets célestes externes importants, notamment la Lune et le Soleil, doit être prise en compte. Ces entités célestes possèdent de puissants champs gravitationnels qui s'atténuent avec l'augmentation de la distance, induisant des déviations de la surface de l'océan par rapport au géoïde. Cette interaction établit une surface océanique en équilibre dynamique, caractérisée par des renflements orientés à la fois vers et directement opposés à la Lune. La rotation de la Terre par rapport à cette configuration évolutive génère le cycle diurne des marées. La surface océanique s’efforce continuellement d’atteindre cette configuration d’équilibre en perpétuel changement, même si elle ne l’atteint jamais complètement. Le désalignement entre la surface réelle de l'océan et cet état d'équilibre crée une pente apparente, incitant l'eau à accélérer vers le bas de la pente.

Équations de marée de Laplace

Les profondeurs océaniques sont considérablement inférieures à leurs dimensions horizontales. Par conséquent, la réponse océanique au forçage des marées peut être modélisée avec précision à l'aide des équations de marée de Laplace, qui intègrent les caractéristiques suivantes :

• La vitesse verticale (ou radiale) est considérée comme négligeable et l'absence de cisaillement vertical implique un régime d'écoulement en nappe.
• Le forçage appliqué est exclusivement horizontal (tangentiel).
• L'effet Coriolis se manifeste sous la forme d'une force d'inertie fictive, agissant perpendiculairement à la direction de l'écoulement et directement proportionnelle à la vitesse.
• Le taux temporel de changement de hauteur de la surface est directement proportionnel à la divergence négative de la vitesse, adaptée à la profondeur. Lorsque la vitesse horizontale induit un étirement ou une compression de la nappe océanique, le volume d'eau s'amincit ou s'épaissit par conséquent.

Les conditions aux limites stipulent un débit nul perpendiculairement aux côtes et une condition de glissement libre au niveau du fond marin.

L'effet Coriolis, une force d'inertie, dévie les flux s'approchant de l'équateur vers l'ouest et les flux s'éloignant de l'équateur vers l'est, facilitant ainsi la formation de vagues piégées côtières. De plus, un terme de dissipation, analogue à la viscosité, peut être incorporé dans les équations.

Amplitude et périodicité des marées

L'amplitude théorique maximale des marées océaniques induites par la Lune est d'environ 54 centimètres (21 pouces). Cette valeur représente l'amplitude pouvant être atteinte dans des conditions idéalisées, notamment une profondeur océanique uniforme, l'absence de masse continentale et la rotation synchrone de la Terre avec l'orbite de la Lune. De même, le Soleil génère des marées d'une amplitude théorique d'environ 25 centimètres (9,8 pouces), constituant 46 % de l'amplitude des marées de la Lune et présentant un cycle de 12 heures. Lors des grandes marées, ces deux effets se combinent en synergie, aboutissant à une amplitude théorique de 79 centimètres (31 po). À l’inverse, aux marées creuses, l’amplitude théorique diminue à 29 centimètres (11 po). Compte tenu de la nature elliptique de l'orbite de la Terre autour du Soleil et de l'orbite de la Lune autour de la Terre, les amplitudes des marées présentent des variations dues aux fluctuations des distances Terre-Soleil et Terre-Lune. Cette excentricité orbitale introduit une variation de la force de marée et de l'amplitude théorique d'environ ±18 % pour les marées lunaires et ±5 % pour les marées solaires. Si le Soleil et la Lune occupaient simultanément leurs positions orbitales les plus proches et s'alignaient pendant une nouvelle phase de lune, l'amplitude théorique des marées pourrait atteindre 93 centimètres (37 pouces).

Les amplitudes réelles des marées présentent des variations substantielles, dues à des facteurs tels que les variations bathymétriques, les masses continentales et la période naturelle de propagation des ondes océaniques, qui se rapproche de la période de rotation de la Terre. Par exemple, une onde de surface de grande longueur d'onde nécessiterait environ 30 heures pour parcourir la moitié de la circonférence de la Terre le long de l'équateur en l'absence de masse continentale (en revanche, la lithosphère terrestre possède une période naturelle d'environ 57 minutes). De plus, la réponse de l'océan aux forces de marée est considérablement compliquée à la fois par les marées terrestres, qui induisent un déplacement vertical du fond marin, et par l'auto-attraction gravitationnelle des marées elles-mêmes.

Dissipation

Les oscillations des marées terrestres génèrent un taux de dissipation moyen d'environ 3,75 térawatts. Les mouvements des marées marines représentent environ 98 % de cette dissipation d'énergie. Cette dissipation se produit lorsque les courants de marée à l’échelle du bassin induisent des courants à plus petite échelle, entraînant une perte d’énergie turbulente. La traînée de marée qui en résulte exerce un couple sur la Lune, transférant progressivement le moment cinétique sur son orbite et provoquant une augmentation progressive de la séparation Terre-Lune. Parallèlement, le couple égal et opposé exercé sur Terre réduit sa vitesse de rotation. Par conséquent, sur les échelles de temps géologiques, la Lune s'éloigne de la Terre à un rythme d'environ 3,8 centimètres (1,5 pouces) par an, prolongeant ainsi la journée terrestre.

Au cours des 600 derniers millions d'années, la durée d'une journée terrestre a augmenté d'environ 2 heures. Sous l'hypothèse simplificatrice d'un taux de décélération constant, cela suggère qu'il y a 70 millions d'années, la durée du jour était d'environ 1 % plus courte, ce qui entraînait environ quatre jours supplémentaires par an.

Bathymétrie

La morphologie des côtes et des fonds marins influence considérablement la propagation des marées, ce qui exclut une règle simple et universelle permettant de prédire les périodes de crues, basée uniquement sur la position céleste de la Lune. Par conséquent, les caractéristiques côtières locales, y compris la bathymétrie et la configuration du littoral, ont un impact sur la prévision des marées, conduisant à des écarts potentiels entre les heures et les hauteurs réelles des hautes eaux et celles dérivées de modèles prédictifs, en raison de l'influence de la morphologie côtière sur les courants de marée. Néanmoins, pour tout endroit spécifique, la relation entre l'altitude lunaire et le moment de la marée haute ou basse (appelé intervalle lunitidal) reste relativement cohérente et prévisible, tout comme le moment des marées par rapport à d'autres points le long du même littoral. Par exemple, à Norfolk, en Virginie, aux États-Unis, la marée haute se produit régulièrement environ deux heures et demie avant le passage de la Lune au zénith.

Les masses continentales et les bassins océaniques entravent la libre circulation mondiale de l'eau, et leurs diverses géomorphologies influencent les fréquences des marées. Par conséquent, les régimes de marée présentent des variations régionales considérables. Par exemple, la côte est des États-Unis et les côtes atlantiques de l’Europe connaissent principalement des marées semi-diurnes, tandis que la côte ouest des États-Unis est caractérisée par des marées mixtes. Les modifications anthropiques du paysage peuvent également modifier considérablement les régimes de marée locaux.

Observation et prévision

Minutage

Les forces de marée lunaires et solaires génèrent de longues ondes étendues qui se propagent dans tout l'océan, traçant des chemins représentés sur les cartes co-tidales. L’heure d’arrivée d’une crête de vague dans un port spécifique détermine l’heure locale des hautes eaux. Le temps de propagation océanique de ces ondes introduit un décalage temporel entre les phases lunaires et leurs effets de marée correspondants. Par exemple, les marées de vive-eau et de morte-eau dans la mer du Nord se produisent respectivement environ deux jours après la nouvelle/pleine lune et le premier/troisième quartier de lune. Ce phénomène est appelé âge de la marée.

La bathymétrie océanique dicte de manière significative le moment précis et l'amplitude des marées à des endroits côtiers spécifiques. Des exemples extrêmes notables incluent la baie de Fundy, située sur la côte est du Canada, qui est fréquemment citée pour posséder les marées les plus élevées du monde, une caractéristique attribuée à sa géomorphologie, sa bathymétrie et sa proximité uniques avec le bord du plateau continental. En novembre 1998, des mesures à Burntcoat Head, dans la baie de Fundy, ont documenté une amplitude de marée maximale de 16,3 mètres (53 pieds) et un extrême maximum prévu de 17 mètres (56 pieds). Des mesures comparables effectuées en mars 2002 au bassin Leaf, dans la baie d'Ungava, dans le nord du Québec, ont donné des valeurs similaires (tenant compte des incertitudes de mesure), avec une portée maximale de 16,2 mètres (53 pieds) et une limite maximale prévue de 16,8 mètres (55 pieds). Bien que la baie d'Ungava et la baie de Fundy soient toutes deux positionnées de manière similaire par rapport au bord du plateau continental, la baie d'Ungava reste libre de glace seulement environ quatre mois par an, tandis que la baie de Fundy gèle rarement.

Southampton, au Royaume-Uni, connaît un phénomène de double crue, qui résulte de l'interaction entre les constituants de marée M₂ et M§67§, identifiés comme des débordements d'eau peu profonde de la marée lunaire principale. De même, Portland présente un double étiage en raison du même mécanisme sous-jacent. La marée M§1011§ est répandue sur toute la côte sud du Royaume-Uni ; cependant, son impact est plus prononcé dans la zone située entre l'île de Wight et Portland, principalement parce que la marée M§14_{15§ atteint son amplitude minimale dans cette région spécifique.}

La mer Méditerranée et la mer Baltique présentent leurs plus grandes amplitudes de marée à proximité de leurs connexions étroites avec l'océan Atlantique, conséquence du fait que leurs modes d'oscillation ne s'alignent pas sur des périodes de forçage astronomique substantielles. De manière analogue, le golfe du Mexique et la mer du Japon connaissent des marées exceptionnellement minimes pour des raisons identiques. Dans d'autres contextes géographiques, comme le long de la côte sud de l'Australie, la réduction des amplitudes de marée peut être attribuée à la proximité d'un point amphidromique.

Analyse

La théorie gravitationnelle d'Isaac Newton a fourni le cadre initial pour expliquer l'apparition typique de deux marées quotidiennes, plutôt qu'une seule, ouvrant ainsi la voie à une compréhension globale des forces de marée et de leur dynamique. Bien qu’il puisse sembler que les phénomènes de marée puissent être prédits uniquement grâce à une connaissance précise des forçages astronomiques instantanés, le comportement réel des marées à un endroit spécifique est influencé par les forces astronomiques qui s’accumulent dans la masse d’eau sur plusieurs jours. De plus, pour obtenir des prévisions précises, il faut des informations détaillées sur la morphologie de tous les bassins océaniques, y compris leur bathymétrie et la configuration du littoral.

La méthodologie contemporaine d'analyse des marées utilise la technique d'analyse harmonique introduite par William Thomson dans les années 1860. Cette approche postule que les théories astronomiques concernant les mouvements du Soleil et de la Lune définissent de nombreuses fréquences composantes, chacune associée à une composante de force qui induit le mouvement des marées. Surtout, à chaque emplacement géographique spécifique de la Terre, les marées répondent à chacune de ces fréquences avec une amplitude et une phase uniques caractéristiques de ce site particulier. Par conséquent, à chaque endroit d’intérêt, les hauteurs de marée sont méticuleusement mesurées sur une durée prolongée – dépassant généralement un an pour les ports nouvellement étudiés – afin de faciliter la différenciation analytique des réponses à chaque fréquence génératrice de marée significative. Ce processus permet d'extraire les constantes de marée pour un nombre suffisant de composantes connues les plus importantes des forces de marée astronomiques, permettant ainsi une prévision pratique des marées. Les hauteurs de marée devraient correspondre à la force de marée, présentant une amplitude et un retard de phase cohérents pour chaque composante. Étant donné que les fréquences et les phases astronomiques peuvent être déterminées avec précision, les futures hauteurs de marée peuvent être prédites avec précision une fois que la réponse aux composantes harmoniques des forces astronomiques génératrices de marée a été établie.

Les principaux modèles observés dans les phénomènes de marée comprennent :

• la variation semi-diurne ;
• l'inégalité diurne ;
• le cycle printemps-sande ;
• la variation annuelle.

La Marée astronomique la plus haute (HAT) est définie comme la marée printanière du périgée, qui se produit lorsque le Soleil et la Lune sont à leur plus grande proximité orbitale avec la Terre.

Dans l'analyse de fonctions variant périodiquement, la méthodologie conventionnelle implique l'application des séries de Fourier. Cette technique analytique utilise des fonctions sinusoïdales comme ensemble de base, avec des fréquences qui sont des multiples entiers (zéro, un, deux, trois, etc.) de la fréquence d'un cycle fondamental spécifique. Ces multiples sont désignés comme harmoniques de la fréquence fondamentale, et l'ensemble de la procédure est appelé analyse harmonique. Lorsque l’ensemble de fonctions sinusoïdales choisi représente avec précision le comportement modélisé, un nombre relativement petit de termes harmoniques suffit. Étant donné que les trajectoires orbitales sont approximativement circulaires, les variations sinusoïdales sont particulièrement adaptées à la modélisation des phénomènes de marée.

Dans l'analyse pratique des hauteurs de marée, la méthodologie des séries de Fourier nécessite une application plus sophistiquée que la simple utilisation d'une seule fréquence et de ses harmoniques associées. Les régimes de marée sont donc décomposés en de nombreuses sinusoïdes, chacune possédant des fréquences fondamentales distinctes. Ces fréquences correspondent, comme dans la théorie lunaire, à diverses combinaisons de mouvements de la Terre et de la Lune, ainsi qu'aux paramètres angulaires qui délimitent la configuration et la position de leurs orbites respectives.

Pour l'analyse des marées, l'analyse harmonique s'étend au-delà des harmoniques dérivées d'une fréquence singulière. Par conséquent, les harmoniques constitutives sont dérivées de plusieurs fréquences fondamentales, divergent de la caractéristique de fréquence fondamentale singulière d’une méthodologie de base des séries de Fourier. Représenter ces phénomènes uniquement à travers une série de Fourier avec une seule fréquence fondamentale et ses multiples entiers nécessiterait un grand nombre de termes et présenterait des limitations temporelles importantes quant à son applicabilité.

L'étude de la hauteur de la marée par analyse harmonique a été initiée par Laplace, William Thomson (Lord Kelvin) et George Darwin. À. Doodson a ensuite développé cette recherche en établissant la notation Doodson Number pour catégoriser systématiquement les nombreux termes résultants. Cette méthodologie a par la suite atteint une standardisation internationale. Les complexités inhérentes à ce modèle proviennent de la représentation conceptuelle de la force de montée des marées comme une somme de plusieurs termes constitutifs. Plus précisément, chaque terme adhère à la structure mathématique suivante :

${\displaystyle A_{o}\cos(\omega t+p),}$

dans lequel

A_o représente l'amplitude ;

ω désigne la fréquence angulaire, généralement exprimée en degrés par heure, correspondant à la variable t lorsqu'elle est mesurée en heures ;

p signifie le déphasage par rapport aux conditions astronomiques au temps t = 0.

Cette formulation comprend un terme spécifiquement pour la Lune et un deuxième terme distinct pour le Soleil. Le paramètre de phase p associé à l'harmonique primaire du terme lunaire est désigné comme l'intervalle lunitidal ou, alternativement, l'intervalle des hautes eaux.

Un affinement ultérieur implique l'incorporation de termes harmoniques qui représentent les configurations elliptiques des orbites. Pour y parvenir, l'amplitude est considérée comme une quantité variable dans le temps, oscillant autour de l'amplitude moyenne A_o, plutôt qu'une constante. Plus précisément, A_o dans l'équation précédente est remplacé par A(t), où A lui-même représente une fonction sinusoïdale supplémentaire, conceptuellement analogue aux cycles et épicycles dans les modèles astronomiques ptolémaïques. Cette substitution donne l'expression suivante :

A ( t ) = A o ( §3031§ + A un cos ⁡ ( ω un t + p un ) ) , {\displaystyle A(t)=A_{o}{\bigl (}1+A_{a}\cos(\omega _{a}t+p_{a}){\bigr )},}

Cette expression indique une valeur moyenne A_o, modulée par une variation sinusoïdale de grandeur A_a, caractérisée par une fréquence ω_a et une phase p_a. La substitution de cette expression pour A_o dans l'équation initiale donne un produit comprenant deux facteurs cosinus :

A o ( §2021§ + A un cos ⁡ ( ω un t + p un ) ) cos ⁡ ( ω t + p ) . {\displaystyle A_{o}{\bigl (}1+A_{a}\cos(\omega _{a}t+p_{a}){\bigr )}\cos(\omega t+p).}

Il est établi que pour toute variable x et y,

cos ⁡<!-- ⁡ --> x cos ⁡<!-- ⁡ --> o = §2526§ §2728§ cos ⁡ ( x + o ) + §5253§ §5455§ cos ⁡ ( x − o ) , {\displaystyle \cos x\cos y={\tfrac {1}{2}}\cos(x+y)+{\tfrac {1}{2}}\cos(x-y),}

Il est évident qu'un terme composé, formé par le produit de deux termes cosinus possédant chacun une fréquence distincte, équivaut à trois termes cosinus simples. Ces termes sont ensuite ajoutés à la fréquence d'origine, ainsi qu'à des fréquences représentant la somme et la différence des deux fréquences constitutives du terme produit. Cela donne trois termes, au lieu de deux, car l'expression complète est donnée par ${\displaystyle (1+\cos x)\cos y}$. De plus, la force de marée exercée sur un emplacement spécifique dépend également de la position de la Lune (ou du Soleil) par rapport au plan équatorial (c'est-à-dire au-dessus ou en dessous). Ces caractéristiques orbitales introduisent des périodes supplémentaires sans commune mesure avec un jour et un mois, conduisant à une multitude de combinaisons résultantes. Grâce à une sélection méticuleuse de fréquences astronomiques fondamentales, le nombre de Doodson quantifie systématiquement les ajouts et les différences spécifiques nécessaires pour dériver la fréquence de chaque terme de cosinus simple individuel.

Il est crucial de noter que les marées astronomiques n'intègrent pas explicitement les influences météorologiques. En outre, les modifications des conditions environnementales locales, telles que la migration des bancs de sable ou le dragage des entrées de port, peuvent avoir un impact significatif sur le moment et l'ampleur réels des marées, en particulier lorsque ces conditions s'écartent de celles présentes lors des mesures. Les entités qui publient une « marée astronomique la plus élevée » pour un lieu donné peuvent gonfler cette valeur. Cette exagération sert souvent de marge de sécurité pour tenir compte des incertitudes analytiques, de la distance du point de mesure le plus proche, des changements temporels depuis la dernière observation, de l'affaissement du sol et d'autres facteurs, atténuant ainsi la responsabilité potentielle en cas de dépassement d'un ouvrage d'art. Par conséquent, une prudence particulière s'impose lors de la détermination de l'ampleur d'une « poussée météorologique » en déduisant la marée astronomique de la marée observée empiriquement.

Une analyse méticuleuse des données de Fourier, couvrant un intervalle de dix-neuf ans (désigné comme National Tidal Datum Epoch aux États-Unis), utilise des fréquences connues sous le nom de constituants harmoniques de marée. Cette durée de dix-neuf ans est favorisée en raison de la récurrence presque exacte des positions relatives de la Terre, de la Lune et du Soleil au sein du cycle métonique, une période suffisante pour englober la composante nodale lunaire de 18,613 ans. Une telle analyse peut être effectuée uniquement avec la connaissance de la période de forçage, évitant ainsi une compréhension détaillée de la dérivation mathématique ; par conséquent, des tables de marées pratiques ont été compilées depuis des siècles. Les amplitudes et phases dérivées facilitent ensuite la prédiction des marées anticipées. Alors que les constituants d'environ 12 heures (appelés constituants semi-diurnes) exercent généralement l'influence principale, des constituants importants existent également vers 24 heures (diurnes). Les composantes supplémentaires à plus long terme comprennent celles qui se produisent tous les 14 jours (ou bimensuels), mensuellement et semestriellement. Bien que les marées semi-diurnes prédominent le long de la plupart des côtes, certaines régions, comme la mer de Chine méridionale et le golfe du Mexique, présentent des régimes de marées principalement diurnes. Au sein des zones semi-diurnes, les constituants principaux, M§1415§ (lunaire) et S§1819§ (solaire), possèdent des périodes légèrement divergentes. Cet écart entraîne des variations bimensuelles (période de 14 jours) dans leurs phases relatives et, par conséquent, dans l'amplitude de la marée combinée résultante.

Dans le tracé M₂ susmentionné, chaque ligne cotidale représente une différence de phase d'une heure par rapport aux lignes adjacentes, avec des lignes plus épaisses indiquant les marées en phase d'équilibre à Greenwich. Dans l'hémisphère nord, ces lignes présentent une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de points amphidromiques, provoquant la propagation de la marée M§6_{7§ vers le nord, depuis la péninsule de Basse-Californie jusqu'en Alaska et de la France vers l'Irlande. A l’inverse, dans l’hémisphère Sud, ce sens de propagation est dans le sens des aiguilles d’une montre. Cependant, la marée M§1011§ se propage dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de la Nouvelle-Zélande, un phénomène attribué à l'effet de barrière des îles, qui permet des hauteurs de marée différentielles sur leurs côtés opposés. (Notamment, les marées se propagent vers le nord le long de la côte est et vers le sud le long de la côte ouest, conformément aux prévisions théoriques.)}

Une exception se produit dans le détroit de Cook, où les courants de marée relient périodiquement les hautes eaux aux basses eaux. Ce phénomène se produit parce que les lignes de marée situées à 180° autour des amphidromes sont dans des phases opposées, illustrées par les hautes eaux se produisant en face des basses eaux à chaque extrémité du détroit de Cook. Étant donné que chaque constituant de marée possède une configuration distincte d'amplitudes, de phases et de points amphidromiques, les modèles observés pour M₂ ne sont pas transférables à d'autres composants de marée.

Tables des marées

Les tables de marée fournissent des heures et des amplitudes prévues (ou « amplitude des marées ») pour des emplacements géographiques spécifiques. Ces prévisions sont soumises à de nombreuses influences, telles que l'alignement du Soleil et de la Lune, la phase et l'amplitude de la marée (représentant le régime des marées des océans profonds), les systèmes amphidromiques océaniques et la morphologie du littoral et la bathymétrie proche des côtes.

Bien que les tableaux proposent des prévisions, le moment et la hauteur réels des marées sont influencés par des facteurs météorologiques tels que le vent et la pression atmosphérique. De nombreuses régions côtières présentent des marées semi-diurnes, caractérisées par deux marées hautes et basses quotidiennes à peu près égales. À l’inverse, d’autres endroits connaissent des marées diurnes, avec une seule marée haute et basse par jour. Une troisième classification courante est la « marée mixte », qui implique deux marées d'ampleur inégale se produisant au cours d'une journée.

Calcul illustratif

En raison du mouvement orbital de la Lune autour de la Terre dans le même sens que la rotation de la Terre, un point terrestre doit tourner sur une distance supplémentaire pour se réaligner, ce qui entraîne une période entre les marées semi-diurnes de 12,4206 heures, soit environ vingt-cinq minutes de plus que douze heures. Les deux pointes de marée quotidiennes ne sont pas équivalentes en ampleur. Les deux marées hautes quotidiennes présentent des hauteurs maximales alternées : une haute plus basse (un peu moins de trois pieds), suivie d'une haute plus élevée (un peu plus de trois pieds), puis une autre haute plus basse. Un schéma similaire est observé pour les marées basses.

Lorsque la Terre, la Lune et le Soleil sont alignés (syzygie, c'est-à-dire configurations Soleil-Terre-Lune ou Soleil-Lune-Terre), leurs influences gravitationnelles combinées génèrent des marées de vive-eau ; à l’inverse, lorsque ces deux forces s’opposent, par exemple lorsque l’angle Lune-Terre-Soleil approche les quatre-vingt-dix degrés, des marées creuses se produisent. Au cours de sa progression orbitale, la Lune se déplace depuis des positions situées au nord de l'équateur jusqu'au sud de l'équateur. Ce décalage orbital fait diminuer l'alternance des hauteurs de marée haute, pour finalement devenir égale (à l'équinoxe lunaire, lorsque la Lune est positionnée au-dessus de l'équateur). Par la suite, l'alternance réapparaît avec la polarité opposée, augmentant jusqu'à une différence maximale avant de diminuer à nouveau progressivement.

Courant de marée

L'analyse de l'influence des marées sur les courants ou le débit présente des défis importants, tout comme la collecte de données pertinentes. La hauteur de marée, une quantité scalaire, présente une variation douce sur de vastes zones géographiques. À l’inverse, le débit constitue une quantité vectorielle, possédant à la fois une ampleur et une direction, qui peut fluctuer considérablement avec la profondeur et sur de courtes distances, principalement influencée par la bathymétrie locale. De plus, même si l'axe central d'un chenal offre l'emplacement le plus avantageux pour les mesures, le déploiement d'équipements de mesure du courant se heurte souvent à l'opposition des marins en raison de l'obstruction potentielle des voies navigables. Un écoulement traversant un canal courbe peut conserver une ampleur constante malgré des changements de direction continus le long de son trajet. Contre-intuitivement, les flux de crue et de reflux ne présentent souvent pas de directions diamétralement opposées. La morphologie du canal en amont dicte la direction de l'écoulement plutôt que la configuration en aval. De même, la formation de tourbillons peut être limitée à une seule direction d'écoulement.

Malgré ces complexités, l'analyse des courants de marée est généralement parallèle à celle des hauteurs de marée. Dans un scénario simplifié, à un endroit spécifique, le flux de crue se déplace principalement dans une direction, tandis que le flux de reflux se déplace dans une direction alternative. Les vitesses de crue reçoivent classiquement un signe positif, tandis que les vitesses de reflux reçoivent un signe négatif. Cette approche analytique traite ces vitesses de manière analogue aux hauteurs de marée.

Dans des scénarios plus complexes, les flux primaires de flux et de reflux peuvent ne pas être les facteurs dominants. Au contraire, la direction et l'ampleur du flux délimitent une trajectoire elliptique sur un cycle de marée complet lorsqu'elles sont tracées sur un graphique polaire, divergeant d'une simple progression linéaire le long des axes de reflux et de crue. Par conséquent, l’analyse dans de tels cas peut impliquer des paires de directions orthogonales, désignées comme primaires et secondaires. Une approche méthodologique alternative consiste à représenter les flux de marée sous forme de nombres complexes, étant donné que chaque valeur possède intrinsèquement à la fois une ampleur et une direction.

Les informations concernant le flux de marée sont généralement diffusées via des cartes marines, où elles sont présentées sous forme de tableau, détaillant les vitesses d'écoulement et les relèvements par incréments horaires, avec des tableaux distincts fournis pour les marées de vive-eau et de morte-eau. Le référencement temporel de ces données est établi par rapport aux hautes eaux d'un port désigné présentant un régime de marée comparable, quelle que soit sa distance géographique.

De manière analogue aux prévisions de hauteur de marée, les prévisions de débit de marée dérivées uniquement de paramètres astronomiques ne tiennent pas compte des conditions météorologiques, qui possèdent la capacité de modifier complètement les résultats prévus.

Détroit de Cook

Le flux de marée traversant le détroit de Cook, situé entre les deux principales îles de la Nouvelle-Zélande, présente une étude de cas remarquable en raison de la relation déphasée presque exacte des marées de chaque côté, ce qui fait que les hautes eaux d'un côté coïncident avec les basses eaux de l'autre. Ce phénomène génère des courants puissants, accompagnés d'un changement presque négligeable de la hauteur de marée au point central du détroit. Cependant, alors qu'une onde de marée maintient généralement un écoulement unidirectionnel pendant six heures avant de s'inverser pendant une durée équivalente, des ondes spécifiques peuvent s'étendre pendant huit ou dix heures, l'onde inverse ultérieure étant considérablement diminuée. Dans des conditions météorologiques particulièrement sévères, la houle inverse peut être entièrement supprimée, provoquant la persistance du flux dans une seule direction pendant trois périodes de houle successives ou plus.

Les caractéristiques du cycle de marée du détroit de Cook présentent également des variations côtières. Le long de la côte ouest et au sein de Tasman/Golden Bay, les amplitudes de marée adhèrent généralement à un cycle bimensuel printemps-morte conventionnel, caractérisé par des amplitudes amplifiées pendant les marées de vive-eau et des amplitudes réduites pendant les marées de morte-eau, un phénomène principalement influencé par la syzygie de la Lune et du Soleil. À l'inverse, dans certaines régions côtières orientales, y compris les zones proches de Wellington et Napier, le régime des marées démontre une modulation mensuelle plus prononcée, qui est en corrélation avec les signaux périgée-apogée (variations de la distance orbitale de la Lune), et par conséquent n'affiche pas aussi distinctement un signal bimensuel printemps-sommet.

Une représentation graphique des marées du détroit de Cook, jusqu'en novembre 2007, délimite les hauteurs et les heures des hautes et basses eaux. Ces points de données ne sont pas des mesures directes mais plutôt des calculs dérivés de paramètres de marée établis à partir de mesures historiques s'étalant sur plusieurs années. Les cartes marines relatives au détroit de Cook fournissent des informations complètes sur les courants de marée. Par exemple, l'édition de janvier 1979, couvrant les coordonnées 41°13,9′S 174°29,6′E (situées au nord-ouest du cap Terawhiti), faisait référence aux horaires des marées jusqu'à Westport, alors que le L'édition de janvier 2004 a utilisé Wellington comme point de référence.

Près du cap Terawhiti, situé dans le détroit central de Cook, la variation de la hauteur de marée est négligeable, tandis que le courant de marée atteint sa vitesse maximale, en particulier autour de l'important Karori Rip. Au-delà des influences météorologiques, les courants dominants dans le détroit de Cook sont façonnés par les différences de hauteur de marée entre les deux extrémités du détroit. Il est significatif qu'une seule des deux marées de vive-eau à l'extrémité nord-ouest du détroit, près de Nelson, se reflète par une marée de vive-eau correspondante à l'extrémité sud-est (Wellington) ; par conséquent, la dynamique des marées ne correspond pas aux caractéristiques des deux ports de référence.

Nantucket Shoals

Dans la région des Nantucket Shoals de l'océan Atlantique, les courants de marée présentent une nature rotative, dans laquelle la direction du flux se déplace progressivement à travers tous les points cardinaux tout au long d'un cycle de marée, au lieu d'osciller simplement de manière linéaire. Sur les hauts-fonds, ces courants présentent généralement une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, avec des vitesses maximales allant généralement de 1,5 à 2,5 nœuds et des minimums avoisinant 0,5 nœud ; cependant, les vitesses sont sujettes à des variations considérables en fonction de la position géographique et de la phase de marée. Étant donné le changement de rotation continu dans la direction du courant, plutôt qu'un renversement brusque, une période d'étale distincte, caractéristique des simples courants inverses, est absente. Au lieu de cela, la vitesse du courant fluctue tout au long du cycle, tandis que son vecteur directionnel subit une modification perpétuelle.

Production d'électricité

L'énergie marémotrice peut être exploitée grâce à deux méthodologies principales : le déploiement de turbines hydrocinétiques au sein des courants de marée ou la construction de bassins de retenue qui régulent le débit d'eau à travers les turbines. Pour le premier, le rendement énergétique dépend uniquement de la dynamique temporelle et de l’ampleur du courant de marée. Néanmoins, les emplacements optimaux des courants peuvent être inaccessibles en raison d’une obstruction potentielle de la navigation maritime par les installations éoliennes. À l’inverse, cette dernière approche implique des coûts de construction importants pour les barrages de retenue, entraîne une perturbation importante des cycles hydrologiques naturels et entrave la navigation maritime. Néanmoins, l’utilisation de plusieurs bassins de retenue offre la flexibilité nécessaire pour produire de l’électricité à des intervalles prédéterminés. À ce jour, la mise en œuvre de systèmes de production d'énergie marémotrice reste limitée (l'installation de La Rance à Saint-Malo, en France, en étant un exemple notable) et ces projets rencontrent de nombreux défis. Au-delà des considérations écologiques, les difficultés inhérentes à la résistance à la corrosion et à l'atténuation de l'encrassement biologique présentent des obstacles techniques considérables.

L'énergie marémotrice présente une plus grande prévisibilité que l'énergie éolienne ; cependant, l'efficacité de la turbine diminue considérablement à de faibles vitesses d'écoulement, et étant donné que la puissance de sortie est proportionnelle au cube de la vitesse, les périodes de production de pointe sont intrinsèquement de courte durée. De telles fluctuations peuvent être atténuées via des solutions de stockage d'énergie, des systèmes sophistiqués de contrôle de turbine, des réseaux d'énergie marémotrice distribués ou grâce à l'hybridation avec d'autres sources d'énergie renouvelables.

Navigation

Les flux de marée sont cruciaux pour la navigation maritime, et le fait de ne pas tenir compte de ces flux peut entraîner d'importantes inexactitudes de position. En outre, les hauteurs de marée revêtent une importance considérable ; par exemple, de nombreuses rivières et ports comportent une « barre » peu profonde à leur entrée, empêchant les navires ayant un tirant d'eau important d'entrer à marée basse.

Avant l'adoption généralisée des systèmes de navigation automatisés, la maîtrise du calcul des effets de marée était une compétence essentielle pour les officiers de marine. Historiquement, le certificat d'examen de lieutenant de la Royal Navy attestait la capacité d'un candidat à « changer ses marées », ce qui signifie sa maîtrise des calculs de marée.

Les informations concernant les horaires et les vitesses des courants de marée sont généralement présentées dans des cartes des marées ou dans un atlas dédié aux courants de marée. Ces cartes sont généralement publiées en séries séquentielles. Chaque graphique individuel représente le débit de marée moyen pour un intervalle spécifique d'une heure entre les hautes eaux successives, en omettant la période résiduelle de 24 minutes. Une flèche directionnelle sur la carte des marées indique à la fois la direction et la vitesse moyenne du flux (exprimée de manière conventionnelle en nœuds) pour les marées de vive-eau et de morte-eau. En l'absence d'une carte des marées dédiée, la majorité des cartes marines intègrent des « losanges de marée », qui corrèlent des emplacements spécifiques sur la carte avec une présentation tabulaire de la direction et de la vitesse du flux de marée.

La méthodologie conventionnelle pour compenser les influences des marées pendant la navigation comprend trois étapes : (1) calculer une position « à l'estime » (DR) basée sur la distance parcourue et la route suivie, (2) marquer cette position sur la carte avec une croix verticale et (3) projeter une ligne partant de la DR dans le sens du courant de marée. Le déplacement du navire le long de cette ligne projetée, provoqué par le courant de marée, est ensuite calculé à l'aide de la vitesse de marée, ce qui donne une « position estimée » (EP), qui est classiquement désignée par un point entouré d'un triangle.

Les cartes hydrographiques indiquent les profondeurs d'eau cartographiées à des points spécifiques via des sondages et des courbes de niveau bathymétriques, qui délimitent la morphologie du fond marin submergé. Ces mesures sont référencées à un « niveau de référence cartographique » spécifique, généralement défini comme le niveau d'eau à la marée astronomique la plus basse (LAT). Cependant, des données alternatives ont été historiquement utilisées, et les facteurs météorologiques peuvent provoquer des variations de marée supérieures ou inférieures aux prévisions astronomiques. Par conséquent, les profondeurs cartographiées représentent la colonne d’eau minimale disponible pendant un cycle de marée. De plus, des « hauteurs de séchage » peuvent être indiquées, ce qui signifie l'élévation des fonds marins exposés à la marée astronomique la plus basse.

Les tables des marées fournissent des données quotidiennes sur les hauteurs d'eau hautes et basses et leurs heures correspondantes. Pour déterminer la profondeur réelle de l'eau, il faut ajouter la profondeur cartographiée à la hauteur de marée prévue. Pour les périodes intermédiaires, les profondeurs d'eau peuvent être interpolées à l'aide des courbes de marée, qui sont généralement disponibles pour les ports importants. En l'absence de courbes de marée précises, la « règle des douzièmes » offre une approximation suffisante. Cette méthode postule que l'augmentation de la profondeur sur la période de six heures entre les basses eaux et les hautes eaux suit une répartition spécifique : 1/12 pendant la première heure, 2/12 pendant la deuxième, 3/12 pendant la troisième, 3/12 pendant la quatrième, 2/12 pendant la cinquième et 1/12 pendant la sixième.

Considérations biologiques

Écologie intertidale

L'écologie intertidale se concentre sur l'étude des écosystèmes situés entre les laisses de basse et de haute mer des environnements côtiers. Durant les périodes de marée basse, cette zone devient exposée (ou émergée), tandis qu'à marée haute, elle est submergée (ou immergée). Par conséquent, les écologistes des zones intertidales analysent les interactions complexes entre les organismes et leur environnement physique, ainsi que les relations interspécifiques. Les interactions écologiques prédominantes dépendent des caractéristiques spécifiques de la communauté intertidale. Les classifications primaires de ces communautés sont généralement déterminées par le type de substrat, en distinguant les rivages rocheux des habitats à fonds meubles.

Les organismes habitant les zones intertidales sont confrontés à un environnement très fluctuant et souvent difficile, nécessitant des adaptations spécialisées pour survivre et même prospérer dans ces conditions. Une caractéristique importante est la zonation verticale, où la communauté biologique se sépare en bandes horizontales discrètes d'espèces particulières, chacune occupant une élévation spécifique au-dessus de la laisse de basse mer. La limite supérieure de répartition d'une espèce est principalement dictée par sa tolérance à la dessiccation, tandis que la compétition interspécifique établit généralement sa limite inférieure.

Les populations humaines utilisent les régions intertidales à la fois pour leur subsistance et pour leurs activités récréatives. Des dommages directs aux écosystèmes intertidaux peuvent résulter d’une surexploitation. En outre, d’autres impacts anthropiques, notamment l’introduction d’espèces envahissantes et les effets du changement climatique, exercent des influences néfastes importantes. La création de zones marines protégées représente une stratégie viable permettant aux communautés de sauvegarder ces habitats critiques et de faciliter les recherches scientifiques.

Rythmes biologiques

Les cycles de marée d'environ 12 heures et bimensuels influencent profondément les organismes intertidaux et marins. Par conséquent, leurs rythmes biologiques se manifestent fréquemment comme des multiples approximatifs de ces périodicités de marée. De nombreux autres taxons animaux, notamment les vertébrés, présentent des rythmes circatidaux comparables. Des exemples illustratifs incluent les périodes de gestation et l’éclosion des œufs. Chez l'homme, le cycle menstruel se rapproche d'un mois lunaire, qui est un multiple pair de la période des marées. Ces parallèles observés suggèrent une potentielle lignée évolutive commune à tous les animaux, provenant d'un ancêtre marin.

Autres phénomènes de marée

Marées internes

Les courants de marée oscillants au sein d'un océan stratifié, lorsqu'ils interagissent avec une topographie irrégulière du fond marin, induisent la génération d'ondes internes caractérisées par les fréquences de marée.

Marées des lacs

Des lacs importants, notamment Supérieur et Érié, peuvent présenter des amplitudes de marée de 1 à 4 cm (0,39 à 1,6 po) ; cependant, ces fluctuations subtiles sont souvent masquées par des phénomènes météorologiques comme les seiches. Par exemple, l'amplitude des marées dans le lac Michigan serait comprise entre 1,3 et 3,8 cm (0,5 à 1,5 po), ou encore 4,4 cm (1+3⁄§56§ po). De telles amplitudes de marée minimes sont entièrement éclipsées par d'autres influences plus importantes, ce qui conduit à classer ces lacs comme étant effectivement sans marée.

Marées atmosphériques

Au niveau du sol et aux altitudes aéronautiques typiques, les marées atmosphériques sont considérées comme négligeables, car leurs effets sont masqués par des phénomènes météorologiques plus importants. Ces marées proviennent à la fois de forces gravitationnelles et thermiques et constituent les principaux processus dynamiques au sein de la mésosphère et de la basse thermosphère, à environ 80 à 120 kilomètres (50 à 75 mi) au-dessus de la surface de la Terre, au-delà desquels la densité moléculaire est insuffisante pour maintenir un comportement fluide.

Marées terrestres

Les marées terrestres, également connues sous le nom de marées terrestres, exercent une influence sur l'ensemble de la masse de la planète, qui se comporte comme un gyroscope fluide enfermé dans une croûte remarquablement fine. La croûte terrestre subit des déplacements (verticaux, longitudinaux et latitudinaux) en raison des forces gravitationnelles de la Lune et du Soleil, des effets des marées océaniques et des variations de la pression atmosphérique. Bien que généralement insignifiante pour la plupart des activités humaines, l'amplitude semi-diurne des marées terrestres peut atteindre environ 55 centimètres (22 pouces) à l'équateur, dont 15 centimètres (5,9 pouces) sont attribuables à l'influence solaire. Ce phénomène revêt une importance considérable pour l’étalonnage des mesures des systèmes de positionnement global (GPS) et de l’interférométrie à très longue base (VLBI). Des mesures angulaires astronomiques précises nécessitent des données précises sur la vitesse de rotation de la Terre et le mouvement polaire, tous deux modulés par les marées terrestres. Les marées terrestres semi-diurnes M₂ présentent une phase presque synchrone avec la Lune, affichant un décalage par rapport à la marée lunaire semi-diurne primaire de la Terre de 0,204°±0,047°, ce qui se traduit par un retard d'environ 25 secondes. Par conséquent, on estime que cette marée solide dissipe un minimum de 110 GW (150 000 000 hp) d'énergie marémotrice, ce qui représente environ 5 % de l'énergie dissipée par les marées océaniques.

Marées galactiques

Les marées galactiques font référence aux forces gravitationnelles exercées par les galaxies sur leurs étoiles constitutives et sur les galaxies satellites en orbite autour d'elles. Au sein du système solaire, l'influence des marées galactiques sur le nuage d'Oort serait responsable de la genèse de 90 % des comètes à longue période.

Noms erronés

Les tsunamis, qui sont des vagues importantes générées par l'activité sismique, sont parfois étiquetés à tort comme des raz-de-marée. Cette nomenclature découle cependant de leur ressemblance avec les phénomènes de marée plutôt que d'une quelconque relation causale directe. D'autres phénomènes qui utilisent le terme marée mais qui ne sont pas liés aux marées gravitationnelles comprennent la marée de retour, la marée de tempête, la marée d'ouragan et les marées noires ou rouges. Beaucoup de ces applications ont des racines historiques, reflétant une définition plus ancienne de la « marée » comme « un segment de temps, une saison » ou « un courant, un ruisseau ou une inondation ».

Importance culturelle

Au-delà de leurs implications scientifiques, les marées ont historiquement possédé une profonde signification culturelle, influençant les récits mythologiques, les œuvres littéraires, les expressions linguistiques et les perspectives humaines sur le monde. Les chercheurs et les historiens observent que le flux et le reflux rythmés de l’océan ont servi de métaphore omniprésente pour des concepts tels que le temps, la transformation et la condition humaine dans diverses traditions culturelles. Parallèlement, les historiens de la culture ont méticuleusement documenté la manière complexe dont les phénomènes de marée s'entremêlent avec le folklore et le discours littéraire.

Avant l'avènement de l'élucidation scientifique, de nombreuses sociétés anciennes interprétaient fréquemment les mouvements de marée à travers des cadres cosmologiques ou les attribuaient à des interventions divines. Cette approche a souligné à la fois un sentiment de respect et un élément de mystère dans la compréhension des rythmes océaniques par l'humanité.

Tout au long de l'histoire, les artistes et les poètes ont constamment utilisé l'imagerie des marées pour étudier les thèmes de la métamorphose et de l'introspection. Les marées sont fréquemment présentées dans le folklore et les métaphores littéraires, symbolisant les cycles de vie, le destin et la nature fluctuante des émotions. De plus, l'influence gravitationnelle de la Lune est évidente dans les pratiques cérémonielles côtières et les traditions maritimes, soulignant la relation complexe entre les périodicités naturelles et les récits culturels.

Remarques

Remarques

Références

• Historique de la prévision des marées Archivé le 09/05/2015 sur la Wayback Machine
• Amirauté britannique Easytide
• Prévisions des marées pour l'Australie, le Pacifique Sud et le Pacifique Sud. Antarctique
• Prédicteur de marée et de courant, pour les stations du monde entier