comprendre le calcul de marée

Qui n’a jamais talonné? Allez, dans une vie de marin ça finit toujours par arriver. Erreur de navigation, calcul de marée fait à l’arrache, bateau qui dérape au mouillage. Il m’est même arriver de m’échouer exprès, à marée montante, parce que je cherchais mon passage en mode bateau-cross dans une rivière non balisée.

Mais ça, c’était avant.

Désormais, grâce à cet article, ça ne vous arrivera plus jamais! Dans la première partie je vous rappelle le mécanisme à l’origine des marées. Un peu de culture scientifique, ça ne fait pas de mal! Dans la seconde vous apprendrez à faire un calcul de hauteur d’eau avec la fameuse règle des douzièmes. Je vous ai même concocté un petit tableau pour vous faciliter le travail. Et à la fin nous verrons comment les applis de marée peuvent nous simplifier grandement le travail!

 

[lwptoc depth= »2″ hierarchical= »1″]

Si la mer Méditerranée est moins affectée par le phénomènes des marées, d’autres zones de navigation se caractérisent par un marnage impressionnant. C’est le cas du nord de la Bretagne, où des marnages supérieurs à 10 mètres vous invitent à ne pas jeter l’ancre n’importe où. Je pense à l’île de Bréhat pour laquelle j’ai rédigé un tuto croisière en période de vives-eaux. Mais pourquoi la marée n’est-elle pas la même en tout point du globe? Et pourquoi les hauteurs et les heures changent-elles tout le temps?

Je ne le savais pas moi-même dans le détail. Mais je suis allée chercher ces informations pour vous les résumer et les simplifier autant que possible. Je vous promets que vous allez apprendre des trucs que vous ne connaissiez pas!

Qu’est-ce qu’une marée?

Une marée est un cycle de variation de la hauteur des océans sur la Terre, sous l’action des forces gravitationnelles et orbitales de la Lune, du Soleil et de la Terre.

Le cycle de la marée comprend 4 phases:

• Le flot ou flux: période de marée montante.
• l’étale de haute mer : période où l’eau est à son plus haut niveau
• le jusant ou reflux: période de marée descendante
• l’étale de basse mer: période ou l’eau est à son plus bas niveau

Jusque là tout le monde suit. Ok, mais attendez la suite les amis.

Dans nos régions, (en Europe occidentale) la marée est semi-diurne. C’est à dire qu’un cycle de marée dure environ 12h, et donc, il s’en produit 2 par 24 heures. Ailleurs elle peut être diurne, ou mixte.

Pour procéder aux calculs de marée on découpe la durée d’une marée diurne en 12 heures marées de durée égale. Mais ces heures ne durent pas 60 minutes, vous allez comprendre pourquoi dans quelques lignes.

Qu’est ce qui fait monter et descendre la mer?

Le premier qui me répond « la lune, bien sûr! » passe sous la quille! Ce n’est pas si simple en effet. Pour bouger une telle masse d’eau il faut de la force. Et quelle force! Ou plutôt quelles forces!

 

3 forces principales sont en jeu ici:

La force centrifuge

Grâce à vous j’ai ainsi découvert que la Lune ne tourne pas autour de la Terre. Non, je n’ai pas bu, et je ne délire pas non plus. La vérité, on ne vous la cache pas, mais on ne vous l’explique pas pour ne pas compliquer l’affaire. Mais moi je vous dis tout 😉

Il faut imaginer des haltères avec la Lune à un bout de la barre, et la Terre à l’autre bout. Le point d’équilibre des deux masses, ou Barycentre, se situe à 4650 km du centre de la Terre.

Et tenez vous bien: ce sont la Lune ET la Terre qui tournent, mais autour de ce point B. C’est donc la co-rotation des deux astres qui génère la force centrifuge qui est en partie à l’origine des marées!!!

 

Ainsi la force centrifuge liée à la rotation du système Terre-Lune projette la masse des océans vers l’extérieur de la course de la Terre. Un peu comme quand vous prenez un virage un peu vite en voiture: vous êtes repoussé vers l’extérieur de la courbe.

 

La force gravitationnelle de la Lune

Exactement comme le marin et la bouteille de rhum, les astres s’attirent entre eux. La force, appelée gravitationnelle, est proportionnelle à la masse des corps et à leur proximité dans l’espace. Plus la Lune est proche de la Terre, plus sa force gravitationnelle est élevée. Plus la bouteille de rhum est pleine… à moins que ce soit l’inverse?

 

 

– la force gravitationnelle du Soleil: ils est bien plus gros que la Lune, mais il est aussi vraiment beaucoup plus éloigné. Du coup la force gravitationnelle qu’il exerce sur la Terre et ses océans est deux fois moindre que celle de la Lune. Mais quand même, il tire fort lui aussi!

Voyons comment cela fonctionne globalement:

Ces forces s’additionnent ou se soustraient selon les positions du Soleil et de la Lune par rapport à la Terre. Suivant ces paramètres orbitaux la force gravitationnelle change de direction et d’intensité. La force centrifuge ne change pas car la vitesse de rotation du système Terre-Lune est toujours la même.

Les grandes marées ou vives-eaux sont provoquées par l’alignement des trois astres (pleine lune et nouvelle lune).

Dans cette configuration l’effet des forces gravitationnelles s’additionnent. Elles déforment la Terre et ses océans en une ellipsoïde, lui donnant la forme d’un ballon de rugby.

En revanche, si le Soleil et la Lune forment un angle droit par rapport au centre de la Terre, leurs effets se soustraient, les marées sont beaucoup plus faibles, appelées mortes-eaux.

Pourquoi il n’y a pas de marées en Méditerranée?

Nous avons vu que la masse de l’océan est attirée aux deux extrémité du ballon de Rugby, créant deux niveaux de pleine mer et de basse mer à la surface du globe.

Or la Terre tourne sur elle-même. Cela crée une onde, appelée onde de marée dont le trajet est modifié par le relief de la Terre. Les continents, leurs côtes et les variations de profondeur des océans contraignent le déplacement des masses d’eau.

La Méditerranée par exemple est reliée aux océans par le détroit de Gibraltar. Mais celui-ci ne laisse pas entrer suffisamment d’eau pour que le niveau puisse monter autant que dans l’Atlantique le temps d’une marée. Il y a donc bien des marées en mer Méditerranée, mais le marnage ne dépasse pas 50 cm.

La Manche de son côté reçoit en un espace restreint et dans peu de profondeur l’onde de marée des énormes masses d’eau de l’Atlantique. A l’approche des côtes l’onde ralentit mais son amplitude augmente d’où l’importance du marnage.

Au Mont Saint Michel, face à la Manche justement, toute cette eau déviée par la presqu’île du Cotentin doit se répartir dans une zone de faible profondeur. Résultat la marée s’étale dans l’immensité de la baie, parcourant des kilomètres le temps d’une marée.

Enfin selon la topographie l’onde marée se réfracte sur le relief, générant de nouvelles ondes qui ont la propriété de se soustraire ou de s’additionner entre elles. On voit que le phénomène est complexe.

Pourquoi un cycle de marée ne dure pas exactement 12 heures (et nous oblige à calculer des heures-marées)?

Encore un truc qui nous complique la navigation. La coupable, c’est la Lune. Tout simplement parce qu’elle effectue un tour complet de la Terre non pas en 24 heures, mais en 24 heures ET 50 minutes. Du coup un cycle de marée dure 12h 25 minutes, et une marée dure 6h 13 minutes, approximativement.

 

La météo agit-elle sur la marée? Ou bien c’est l’inverse?

Des croyances circulent selon lesquelles si le beau temps prend avec la marée il va durer etc. Ce sont de pures croyances. Par contre la hauteur d’eau varie légèrement selon la pression atmosphérique. Quand la pression est élevée, en présence d’un anticyclone, la hauteur d’eau subira une décote de quelques dizaines de centimètres. Inversement en présence d’une dépression importante, l’eau subira une surcote.

Comment calculer la surcote ou la décote du niveau de la mer?

Il faut savoir que le niveau zéro des cartes est calculé pour une pression atmosphérique de référence de 1013,25 hPa. On ajoute alors 1cm d’élévation de l’eau par hectopascal en moins.

Exemple: Si la carte indique des fonds de 1m à marée basse (par coefficient de 120), avec un baromètre à 1003 hPa il faut rajouter 10cm à cette mesure. Dans l’autre sens, si la pression augmente de 10 hPa, la hauteur diminuera de 10 cm.

Mais ce n’est pas tout: un vent fort soufflant depuis le large peut provoquer une élévation du niveau de la mer jusqu’à un mètre. Un vent aussi fort soufflant depuis la terre aura l’effet inverse: il diminuera le niveau de l’eau.

Ainsi la combinaison d’une pleine mer de vives-eau avec une dépression très creuse soufflant depuis le large peut générer des inondations à la pleine mer sur des terres peu élevés, typiquement des îles.

Pour en savoir plus je vous suggère de vous référer à ce cours délivré par Ifremer ou à la video ci-dessous.

L’importance du pied de pilote

Si vous êtes encore là à me lire, bravo, vous êtes de la graine de scientifique! Ou bien vous voulez juste savoir à quelle heure vous vous échouerez – volontairement – au mouillage?

Le calcul nous allons le voir ci-dessous permet une grande précision… théorique! En effet plusieurs erreurs indépendantes de notre volonté peuvent se glisser dans nos estimations.

– Les fonds évoluent: la vase, le sable se déplacent avec les courants. Les indications portées sur les cartes, surtout si elles ne sont pas à jour, sont donc à considérer avec prudence.

– L’impact du vent est difficile à estimer.

– En navigation, la houle peut modifier la hauteur d’eau disponible sous la quille, en plus ou en moins… Une houle de 2 mètres par exemple va osciller de 1m au dessus et en dessous du niveau de la mer.

– Au mouillage, le bateau évite sur son ancre, et même sur sa bouée. Les fonds peuvent remonter à quelques mètres de l’endroit ou vous avez initialement positionné votre voilier.

– Le marin est faillible. Surtout s’il boit du rhum.

Donc la prudence impose de rajouter à vos calculs de marée une marge d’erreur, appelée Pied de pilote.

Je vous conseille d’utiliser dans vos calculs de marée un pied de pilote de:

• 50 cm minimum au mouillage
• 1m minimum en navigation.
• évitez les hauts-fonds quand la houle est significative

Comment faire un calcul de marée?

Matériel nécessaire:

• Annuaire des marées papier ou électronique
• carte marine détaillée de votre mouillage
• Papier,
• crayon,
• cerveau ou calculatrice.

Connaître l’heure de la haute ou de la basse mer

Imaginons que nous voulions passer le Raz de Sein en voilier. Nous faisons route de Brest vers Concarneau. Pour profiter au mieux des courants et par sécurité, nous avons intérêt à le franchir au tout début de la renverse, peu après l’étale de haute mer.

Sites et applications de marées

Tapons « marées pointe du raz » ou « marées raz de sein » sur un moteur de recherche, et nous obtiendrons notre information sous forme d’annuaire des marées.

C’est super pratique, car tous les ports principaux français et leurs ports rattachés s’y trouvent répertoriés sur de nombreux sites.

Vous pouvez aussi télécharger l’appli Marée.info sur votre téléphone, elle fait également très bien le job.

Si vous naviguez à l’étranger par contre il vous faudra chercher d’autres applications et d’autres sites dans la langue du pays où vous naviguez.

Pour info en anglais annuaire des marées se dit « tide times ». Donc pour trouver l’horaire des marées à Plymouth vous pouvez écrire « tide times Plymouth » 🙂

Or il se peut que vous n’obteniez pas de réponses satisfaisantes. Dans ce cas vous aurez besoin d’un annuaire des marées papier et des corrections à appliquer pour les ports rattachés. Pour les passages délicats, il faudra vous référer également à un guide nautique qui vous indiquera à quel moment de la marée vous y présenter.

Calcul du Marnage

Le marnage est la différence de hauteur d’eau entre la basse mer et la pleine mer. Il permet de répondre à la question suivante:

Aurons nous assez d’eau pour mouiller à Molène ce soir?

1. Regardons les coefficients de marée pour savoir quelle marée prendre en compte. Ici ils diminuent, cela veut dire que le marnage diminue aussi. A la basse mer de dimanche matin la hauteur d’eau sera plus élevée.

Nous devons prendre en compte la hauteur d’eau la plus basse que nous pourrons trouver pendant notre séjour au mouillage.

2. Nous savons à présent que nous aurons au minimum 2,38m de hauteur d’eau au-dessus des cartes.

Nous pouvons corriger cette hauteur en ajoutant la décote ou la surcote liée à la pression barométrique.

La pression est de 1023 hP. Nous perdons 1 cm d’eau par hP au dessus de 1013hP donc encore 10 cm d’eau.

La hauteur d’eau à 17h46, à la basse mer sera de 2.28m au dessus du niveau des cartes.

4. Notre voilier à un tirant d’eau de 1,70m. Ajoutons le pied de pilote de 50 cm, cela porte à 2.20m la hauteur minimum que nous voulons trouver à marée basse.

5. Sachant que la mer aura une hauteur de 2,28m au dessus du zéro des cartes, nous pouvons mouiller dans une zone ou la carte indique 0m et même une hauteur négative de -8 cm. (Bon, je sais, en réalité aucune carte n’est aussi précise, ça n’aurait pas de sens.)

Mais voilà, c’est ça la mesure qui nous permet de savoir où nous pourrons jeter l’ancre. Il nous faut une zone d’évitage où la hauteur sur la carte soit au minimum de – 8 cm.

Donc nous pouvons regarder la carte du mouillage et retenir une zone qui nous conviendrait. Ici toute la zone en bleu convient.

Calcul de la hauteur d’eau nécessaire pour mouiller sans s’échouer suivant notre heure d’arrivée

Si nous arrivons pile poil à la basse mer, donc à 17h46, nous saurons que la mer ne descendra plus, et nous pourrons simplement nous fier à la carte et au sondeur pour trouver le meilleur endroit. Notre sondeur devra afficher 2,20m minimum (avec la décote météo)

Mais dans la vraie vie, les choses ne se déroulent pas comme ça. Admettons que nous arrivions à 15h15 au port de Molène.

Quelle est la hauteur minimum que le sondeur doit nous indiquer à 15h15 pour ne pas nous échouer ensuite à basse mer?

C’est là que nous aurons besoin de la règle des douzièmes.

La règle de douzièmes

Durant les 6 heures que dure une marée, la hauteur d’eau et les courants varient selon une courbe en cloche, d’abord doucement, puis rapidement en milieu de marée puis à nouveau doucement.

Pour faciliter les calculs, on divise le marnage en 12 parties égales. Ensuite on considère que la hauteur d’eau varie d’1 à 3 douzième suivant l’heure de marée.

heure marée	1	2	3	4	5	6
variation de hauteur d'eau/marnage	1/12e	2/12e	3/12e	3/12e	2/12e	1/12e

Calcul du douzième de marnage

Dans notre exemple nous voyons que la mer est haute à 11h07 et qu’à la pleine mer, la hauteur d’eau au-dessus du zéro des cartes sera de 6,38m.

Puis la mer sera basse à 17h46 pour une hauteur de 2,38m (sans la décote)

Donc le marnage est de 4 mètres. Par conséquent le douzième de marée vaut 4/12= 0.33m ou 33cm.

Calcul de l’heure-marée

La marée dure de 11h07 à 17h46, soit 6h39 minutes, soit 399 minutes. L’heure marée vaut 399/6=66,5 minutes ou 1h 06 minutes et 30 secondes.

A partir de là on peut remplir notre tableau des douzièmes avec ces valeurs pour connaître la hauteur d’eau à chaque heure. Comme le 12e vaut en réalité 0.333333etc. j’avais 4 cm en rab que j’ai répartis dans le tableau. Même raisonnement pour les 30 secondes de l’heure marée.

heure marée	11h07	12h13	13h20	14h26	15h33	16h39	17h46
hauteur d'eau	6,38m	6,04m	5,39	4,39	3,41	2,71	2,38

Calcul de la hauteur d’eau à l’heure voulue

A partir du tableau nous voyons que 15h15 se situe entre la 3e et 4e heure de marée. Pendant ces 66 minutes l’eau monte de 3/12e soit de 1 mètre. Donc elle descend en moyenne de 100cm/66 min= 1.5cm/minute

De 14h26 à 15h15 il s’est écoulé 49 minutes, donc l’eau est descendue de 49*1.5=74 cm.

A 14h26 la hauteur était de 4.39m, donc à 15h15 la hauteur est de 4.39-0.74= 3,65m au dessus du zero des cartes.

Elle va donc descendre encore de 3,65-2,38=1,27m.

Si  on veut 2,20 m à la basse mer, il nous faudra 3,47m au sondeur à 15h15 pour jeter l’ancre!!!

Et puis on peut tenir compte de la décote et considérer qu’elle va descendre de 10 cm de plus… donc là je préfère les rajouter au sondeur et porter mon pied de pilote à 60cm, c’est plus simple. Alors là je chercherai un minimum de 3,57m au sondeur.

CQFD

Méthode super simple et rapide pour connaître la hauteur d’eau à tout moment

La méthode que je viens de vous donner est celle qu’on utilise quand on n’a pas accès à un logiciel ou à un site de marée. Parce qu’en réalité, la plupart d’entre eux nous donnent aussi la courbe de la marée… il suffit donc de chercher sur cette courbe la hauteur d’eau à l’heure voulue. Plus besoin de calculer les douzièmes. C’est évidemment plus précis, vu que la règle des douzièmes est une approximation. Donc on voit que là où avec la règle des douzièmes j’ai trouvé 3,65m, eux ils trouvent 3,78 cm à 15h15.

Et en plus sur marée.info ils proposent en option de calculer la surcote ou la décote météo!!!

Franchement, il ne faut pas s’en priver!!

 

Et vous, vous êtes plutôt crayon-papier ou appli de marée???