La marée n'est pas la seule cause des variations du niveau de la mer

La variation du niveau de la mer ne se limite pas à la marée. Les mers et les océans sont en permanence soumis à des forces diverse périodiques ou aléatoires. Les effets de la météorologie sur le niveau de la mer sont loin d'être négligeables. L'atmosphère et la mer sont deux milieux en interaction permanente.

La réponse des océans à l'action de l'atmosphère est diverse. Cela va du simple clapot au train de houles résiduelles qui arrivent sur nos côtes. Ces ondes de faible période (2 à 20 secondes) sont générées par les vents qui soufflent en surface. Les hommes se sont relativement bien prémunis contre ces effets en protégeant les ports et en construisant des jetées.

Les tempêtes provoquent aussi des surcotes qui sont quelquefois lourdes de conséquences sur les hommes et leur environnement. Les Pays Bas et la Grande Bretagne se sont dotés d'un réseau de surveillance le long de leurs côtes après les inondations majeures qui eurent lieu en 1953. En France, les habitants du littoral Atlantique et de La Manche se souviennent encore de l'ouragan qui s'abattit le long des côtes dans la nuit du 15 au 16 octobre 1987. On a observé cette nuit-là des surcotes allant jusqu'à 2,5 m (1,6 m à Brest) : heureusement la tempête a eu lieu en période de morte eau et donc de faible marnage.

Marégramme enregistré le 16 octobre 1987 à Brest (voir figure)

Ces effets de surcotes sont en général liés aux dépressions atmosphériques. Mais les surcotes sont quelquefois (très rarement le long de nos côtes) dues aux tremblements de terre qui secouent le fond des océans. L'onde créée se propage et provoque ce que l'on appelle communément des tsunamis. Ces phénomènes sont imprévisibles et ne sont que peu ou pas observés en Atlantique alors que dans le Pacifique, les tsunamis sont plus fréquents. Un réseau d'alerte, centralisé par l'Université de Hawaii, a été mis en place dans le Pacifique pour tenter de détecter et suivre l'évolution d'un tel événement.

Les surcotes-décotes, la houle, les tsunamis... sont à effet quasi-immédiat, mais il est des changements qu'on ne peut percevoir qu'après une longue durée d'observation. C'est le cas de l'évolution du niveau moyen des océans (en collaboration avec le Permanent Service for Mean Sea Level, PSMSL). Il a souvent été entendu ou lu que le niveau moyen des océans montait de façon sensible depuis quelques décennies (1 à 2 mm par an). On explique généralement et contradictoirement cette élévation soit par l'effet de serre qui serait causé par l'activité industrielle accrue depuis la fin du 19ème siècle, soit par une variation normale du climat, soit encore par les mouvements de la croûte terrestre.

L'étude des variations du niveau de la mer, la description de ces phénomènes, même statistiques, est essentielle.

Les surcotes et les décotes

Les surcotes et décotes sont les différences entre la marée prédite et la hauteur d'eau observée. Les surcotes sont des différences positives (plus d'eau que prévu), les décotes des différence négatives (moins d'eau que prévu). Les décotes et surcotes sont causées essentiellement par la météorologie, une dépression provoquant un effet de surcote et un anticyclone provoquant un effet de décote.

Il est aujourd'hui possible de déterminer les périodes de retour et les probabilités d'observation de ces niveaux exceptionnels. Ces données statistiques permettent de déterminer la cote des plus hautes mers et indirectement la limite des domaines terrestre et maritime.

La période de retour est la période pour laquelle on a observé en moyenne une fois la hauteur d'eau donnée sur une longue durée de mesures.

La probabilité d'observation des surcotes est la probabilité d'observer une hauteur supérieure à la surcote (par exemple, une chance sur 100 d'avoir une surcote supérieure à 50 cm à Brest). On a vérifié, hors zone d'estuaire, que la probabilité d'observation des surcotes est indépendante des hauteurs d'eau prédites.

La probabilité d'observation portant sur les hauteurs d'eau est la probabilité d'observer une hauteur de Pleine Mer, supérieure à une valeur donnée (par exemple, une chance sur 100 d'observer une hauteur supérieure à 7,8 m à Brest). La probabilité d'observer une Pleine mer supérieure à une valeur donnée est la combinaison de la probabilité d'avoir une hauteur d'eau prédite (marée) et de la probabilité d'observer une surcote donnée. Cette combinaison est le résultat, non pas d'une simple sommation de ces deux probabilités, mais du calcul d'un produit de convolution.

Extrait du rapport sur la statistique des niveaux extrêmes le long des côtes de France


Les résultats de ces études sont statistiques et sont d'autant mieux estimés que la durée d'observation est longue. Certains événements exceptionnels tels que l'ouragan d'octobre 1987 échappent aux statistiques. La surcote de 1,6 m observée à Brest cette nuit du 16 octobre1987 en est un exemple probant. Elle dépasse de plus de 50 cm la surcote plausible tous les 100 ans. La situation de morte-eau (faible marnage) qui régnait ce jour-là a limité son impact mais une situation similaire pour un coefficient de 115 à Brest et une pleine mer prédite de 7,5 m aurait provoqué une pleine mer d'environ 9,1 m (référencée au zéro hydrographique) soit plus de 80 cm du niveau probable tous les 100 ans. La violence de cette tempête était un événement d'une ampleur qui fut, malgré le choc émotionnel ressenti et relayé par la presse, totalement sous-estimée.