Introduction.

Parmi les phénomènes de la nature, la marée est l'un des plus majestueux par son ampleur et par sa puissance; l'un des plus surprenants par sa régularité et par la discrétion de ses causes. On comprend sans peine non seulement qu'il se soit imposé à l'attention des navigateurs mais encore qu'il ait, depuis la plus lointaine antiquité, suscité les recherches des savants les plus émérites.

Cependant, comme il participe à la fois de la mécanique céleste en raison des forces qui l'engendrent, et de la mécanique des fluides par suite du milieu sur lequel elles s'exercent, la connaissance et l'explication de ce phénomène n'ont pu se préciser qu'au fur et à mesure du progrès des sciences mathématiques.

Le but primitif de ces études était de s'intéresser particulièrement aux marées existant aux voisinage des côtes; le problème posé étant alors celui de la prédiction du phénomène en un lieu donné: il est théoriquement résolu de manière théorique, mais la simulation numérique est en proie à ses propres limites ainsi qu'à une connaissance imparfaite des reliefs sous marins.

Les fondements de ces approches informatiques paraissent définitives mais ces points de vue sont très empiriques et font appel aux observations "in situ".

Le deuxième point de vue, procède d'un esprit de synthèse. Il s'agit de rechercher l'explication théorique des causes particulières qui font varier en chaques point la physionomie du phénomène, de découvrir comment la marée se propage à travers mers et océans et quelles influences viennent modifier son caractère.

Malgré un nombre colossal d'observation passé, on est bien loin de pouvoir prédire les marées actuelles d'une manière purement théorique. Ce désarroi est encore plus flagrant si il s'agit de les déterminer pour un point quelconque du globe par la seule théorie.

Seule l'observation minutieuse et laborieuse permet d'anticiper localement les marées.

Ainsi on observe, sur la cote atlantique deux marées hautes et basses par jour; une prépondérance des marées dites semi-diurnes par rapport aux diurnes.

Mais ces phénomènes ne sont pas valables partout au monde.

Par exemple:

Concernant les amplitudes, la marée diurne est presque toujours faible, dépassant rarement un mètre mais atteignant exceptionnellement 11 m au cap Astronomique (plus forte marée diurne connue). La marée semi-diurne a ainsi presque partout une prépondérance marquée.

Les plus faibles amplitudes s'observent dans les mers presque fermées; insensible en mer noire et de 10 à 20 cm sur les cotes méditerranéenne française.

Mais aussi au cœur des océans, comme le montre Tahiti (0,4 m) et la Réunion (1 m).

Historique.

Grecs et romains furent les premiers à étudier les marées, poussés par les nécessités de la guerre et du commerce sur les côtes de l’atlantique, en Europe, Afrique, mer rouge et océan indien où celles-ci sont importantes.

Aristote, vers 350 avant J-C attribua les marées à la lune.

La relation entre l’âge de la lune et l’amplitude de la marée, les effets de la déclinaison de l’astre, mais aussi la concordance de leurs variations diurnes, semi-diurnes et mensuelles avec les mouvements de la lune et du soleil furent observés bien avant le début du XVIIème siècle où Képler émit le premier l’hypothèse que les eaux de mer devaient toujours se diriger vers la lune.

Il dût abandonner sa théorie devant les critiques de Galillée qui attribuait les marées au mouvement de translation et de rotation de la terre.

Ce fut Newton qui, en 1687, posa les fondements véritables de toutes les recherches ultérieures en rattachant la théorie des marées à son grand principe de la gravitation universelle. Il admet que la cause des marées réside dans l’attraction exercée sur les molécules des océans par la lune et le soleil, seuls astres à considérer en raison de leur proximité où de leur masse.

Il proposa la théorie statique, qui suppose que la surface des mers est une surface équipotentielle, mais aboutit à un échec.

La mécanique des fluides était trop peu avancée à son époque pour qu’il puisse donner une théorie plus approfondie des marées.

Il fallut attendre près d’un siècle pour qu’un progrès appréciable soit réalisé dans l’explication du phénomène.

Laplace, au quatrième livre de la mécanique céleste envisagea le problème sous son aspect dynamique.

La théorie dynamique qu’il fut le premier à formuler et qui est à la base de tous les développements ultérieurs s’appuie sur deux principes:

L'application de ces principes permis à Laplace d'établir une expression de la dénivellation et de la distance de l'astre.

Cette formule dite formule de Laplace admet que les amplitudes sont proportionnelles à leur valeurs théoriques et que les marées correspondantes sont déphasées par rapport à la marée théorique.

Après Laplace, Whewell envisage la marée sous la forme d'ondes parcourant les océans.

Airy reprit cette conception et étudia la propagation des ondes-marées notamment dans les courant et les rivières en tenant compte des frottements.

La formule de Laplace se prête mal aux prédictions des marées à forte inégalité diurne. Pour résoudre ce problème, lord Kelvin, en 1870, décomposa le potentiel de la force génératrice de la marée en une somme de termes périodiques.

Il inventa une machine mécanique, le Tide Prédictor, pour faire la somme de tous les termes et tracer la courbe de marée.

A la fin du XIXème siècle, la théorie dynamique fut reprise par Poincaré qui indiqua les méthodes de calcul au moyen desquelles on pourrait obtenir la solution du problème des marées sur un globe où les océans sont séparée par des continents.

Hough, astronome au Cap, compléta la théorie de Laplace en déterminant la nature et la période des oscillations libres des océans.

Enfin, aux Etats-Unis, Rollin A. Harris (1897), montra l’importance des phénomènes de résonances dans la formation des marées et parvint à expliquer de manière satisfaisante les particularités du phénomène dans divers ports du globe.

Page mise à jour le 25/11/06