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Waves composing the tide

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La marée peut être considérée comme la somme de marées élémentaires strictement périodiques appelées composantes harmoniques.

La courbe de marée d'une onde composante est une sinusoïde dont l'amplitude et la phase ne dépendent que du lieu d'observation. Ainsi la hauteur de la marée à un instant t peut s'exprimer par la formule suivante :

h(t) = Z0 + Σi (Ai cos(qi t + Voi - Gi))

  • Z0 est le niveau moyen, rapporté au zéro des cartes, autour duquel oscille le niveau de l'eau.
  • Ai et Gi, appelés constantes harmoniques, sont respectivement l'amplitude et la situation à Greenwich de l'onde élémentaire et ne dépendent que du port considéré ;
  • qi est la vitesse angulaire de l'onde élémentaire
  • Voi est la valeur de l'argument astronomique pour t = 0 



On répartit les composantes harmoniques en quatre grands groupes :

  • les ondes semi-diurnes dont la période est voisine de douze heures ;
  • les ondes diurnes dont la période est voisine de 24 heures ;
  • les ondes de longues périodes : bimensuelle, mensuelle, semestrielle, annuelle...
  • les ondes supérieures et composées de périodes quart-diurne, tiers-diurne...


Les ondes diurnes et semi-diurnes sont généralement les plus importantes. Elles génèrent la forme générale de la marée en un lieu et déterminent le type de la marée. Toutefois, dans les zones de faible profondeur, les ondes supérieures et composées peuvent devenir très importantes.

Les ondes composantes à longues périodes ont des amplitudes faibles et peuvent être considérées comme des variations du niveau moyen.

L'ensemble de ces ondes, chacune par sa période, son amplitude et sa phase constitue le spectre de la marée qui forme la carte d'identité de la marée dans le port désigné. Chaque port a un spectre de marée caractéristique. Pour les sites où la marée est importante, la prise en compte de plus d'une centaine d'ondes composantes peut être nécessaire pour un calcul précis.

Ce spectre est déterminé en analysant les observations réalisées pendant une longue période (au minimum 29 jours, correspondant à une lunaison, mais de préférence, plus d'une année pour obtenir une bonne précision). La connaissance de ce spectre permet de prédire la marée astronomique.

Les composantes les plus importantes sont les suivantes :

  • composantes semi-diurnes :
    • l'onde M2 est la marée générée par la "Lune moyenne", astre fictif animé d'un mouvement uniforme sur une orbite circulaire située dans le plan de l'équateur et ayant la même période de révolution que la Lune réelle. Cette marée présente deux pleines mers et deux basses mers par jour lunaire (24 h 50 min) ;
    • l'onde S2 représente la marée due au "Soleil moyen", astre fictif animé d'un mouvement uniforme, sur une orbite circulaire située dans le plan de l'équateur et ayant même période de révolution que le Soleil réel. Elle représente deux pleines mers et deux basses mers par jour solaire (24 h).
  • composantes diurnes :
    • l'onde K1 a pour origine les variations de déclinaison de la Lune et du Soleil. Elle est marquée par une pleine mer et une basse mer par jour sidéral (23 h 56 min) ;
    • l'onde O1 est induite par les variations de déclinaison de la Lune. Elle présente une pleine mer et une basse mer par jour lunaire.