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Origin of the tide

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La marée astronomique est une manifestation de la loi de la gravitation universelle appliquée au système formé par la Terre, le Soleil et la Lune.

La force génératrice de la marée est la résultante de deux forces :

  • la force d'attraction gravitationnelle exercée par l'astre, proportionnellement à sa masse et en raison inverse du carré de sa distance
  • la force centrifuge identique en tout point de la Terre, due au mouvement de la Terre sur son orbite autour du centre de gravité du système Terre-astre.
Force génératrice de la marée


Au centre de la Terre, ces deux forces se compensent exactement. Lorsque l'astre est au-dessus de l'horizon, la force d'attraction exercée par l'astre est la plus importante. Lorsque l'astre est au-dessous de l'horizon, c'est la force centrifuge qui l'emporte.

Si l'océan était en équilibre avec la force génératrice de la marée, sa surface prendrait la forme d'un ellipsoïde de révolution dont le grand axe serait dirigé vers l'astre. Ce phénomène a reçu le nom de marée statique.

Marée statique


Du fait de la rotation de la terre autour de son axe, un observateur situé à sa surface observerait généralement deux pleines mers et deux basses mer par jour, l'une dans la direction de l'astre, l'autre dans la direction opposée, deux basses mers étant observées lorsque l'astre est à l'horizon.

Il peut arriver, pour les latitudes élevées, lorsque la déclinaison est importante, que l'astre n'atteigne pas l'horizon. La pleine mer secondaire a alors disparu et la marée devient de type diurne : on observe une seule pleine mer et une seule basse mer par jour.

Deux cycles fondamentaux sont donc observés dans la marée statique, le cycle diurne et le cycle semi-diurne.

Mais la théorie statique n'est que la représentation d'un équilibre qui, en raison de l'inertie des masses d'eau, n'est jamais atteint. La marée observée est en fait très différente. Elle présente un retard, appelé âge de la marée, par rapport à la force génératrice et, surtout, les amplitudes observées sont très éloignées des amplitudes prévues par la théorie statique.

La réponse de la mer à la force génératrice de la marée prend la forme d'une onde générée de manière diffuse à travers les océans. Cette onde se propage avec une célérité dépendant de la profondeur, se réfléchit sur les talus continentaux, générant des interférences qui peuvent être constructives ou destructives, renforçant ou au contraire atténuant certaines fréquences. C'est ainsi que certains bassins océaniques privilégient les composantes semi-diurnes tandis que d'autres privilégient les composantes diurnes. C'est ainsi également que les marnages sont très variables : ils peuvent atteindre 16 m au Canada, dans la baie de Fundy, mais sont parfois insignifiants, notamment dans les mers fermées, telles que la Méditerranée et la Baltique.