Marées: la «double trempette»

C'est l'attraction lunaire qui cause deux «bourrelets» dans... (Photo Shutterstock, Arman Zhenikeyev)

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C'est l'attraction lunaire qui cause deux «bourrelets» dans les océans et qui, conjuguée au fait que la Terre tourne sur elle-même en 24 heures, nous donne deux marées par jour.

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(Québec) «Comment se fait-il que, la Terre tournant sur elle-même en une journée et la Lune autour de celle-ci en 28 jours, nous connaissions deux marées hautes (ou basses) par jour?» demande Gratien Dubé, de Québec.

Le principal «moteur» derrière les marées est la gravité de la Lune. Celle du soleil joue également, bien sûr, mais dans une mesure nettement moindre, et ne fait donc essentiellement que s'ajouter ou se soustraire à l'effet de l'astre nocturne.

Cette force d'attraction, comme on l'a déjà vu dans cette rubrique, est suffisamment grande pour former un petit bourrelet sur la Terre, même sur les continents -, mais comme l'eau est un fluide, les océans sont plus facilement déformables et l'effet de la gravité lunaire est plus évident sur eux.

Or comme le fait remarquer notre lecteur, si ce n'était que de cela, on n'aurait qu'un seul cycle de marée par jour : la marée serait haute du côté où se trouve la Lune, et basse de l'autre côté de la Terre. Or, chacun sait que ce n'est pas le cas.

Il y a donc forcément un autre facteur qui est à l'oeuvre, ici, et il est bien connu : c'est le rayon terrestre. En effet, la gravité est une force qui diminue «avec le carré de la distance», comme disent les physiciens. Cela veut dire que si l'on double la distance entre deux objets, ils s'attireront 22 = 4 fois moins forts; si l'on triple la distance entre les deux, la force sera 32 = 9 fois moindre; et ainsi de suite.

Cela implique donc que les océans du côté opposé à la Lune sont un peu moins attirés par celle-ci que la Terre ne l'est elle-même - la différence de force est d'environ 3 %. Pour cette raison, notre planète accélère vers la Lune un peu plus rapidement que les océans du côté opposé, et cette eau «retardataire» va alors s'accumuler et former un deuxième bourrelet du côté opposé à la Lune. Un peu comme l'eau qui, dans un bocal que l'on bouge brusquement, s'accumule momentanément d'un côté.

Voilà pourquoi nous avons deux marées par jour au lieu d'une seule.

***

«Mon père de 87 ans s'intéresse beaucoup aux marées. Il m'a dit qu'il y a trois ou quatre ans, les marées haute et basse prenaient chacune six heures, deux fois par jour, alors que maintenant, à sa connaissance, elles sont de quatre heures au montant et de huit heures au descendant. Si mon père voit juste, quelle en serait l'explication?» demande Jacques Boucher, de Québec.

Si le «moteur» principal des marées est la Lune, la manière concrète dont elles se manifestent en différents endroits du globe est une autre paire de manches. Ici, une foule de facteurs peuvent jouer - la distance par rapport à la mer, la forme générale du fond de l'eau, etc. Et dans le cas des marées à la hauteur de Québec, le courant du fleuve influence grandement le résultat final.

C'est que, explique Yves Gratton, océanographe du Centre Eau, Terre et Environnement de l'INRS, les rivières qui se jettent dans le Saint-Laurent ne s'arrêtent pas de couler quand vient l'heure du montant. Ainsi, pour que la masse d'eau de la marée remonte jusqu'à Québec, elle doit d'abord vaincre le courant du Saint-Laurent, ce qui retarde un peu le processus. Et à l'inverse, ce même courant «aide» la marée haute à redescendre. Le résultat final de tout ceci est que le courant se trouve, en quelque sorte, à «étirer» la marée basse et à «raccourcir» la haute.

C'est pourquoi le père de notre lecteur a raison de dire qu'il s'écoule environ quatre heures entre la marée basse et la haute, et huit heures de la haute à la basse. Mais le fait est que cela a toujours été le cas, constate-t-on en consultant les données de Pêches et Océans Canada. Par exemple, en avril 2012 - soit pendant la période où ledit papa croyait que les marées duraient toutes six heures -, le descendant devant Québec durait en moyenne 7h33, alors que le montant ne prenait que 4h51, d'après nos calculs.

Aux endroits situés au bord de la mer et qui ne sont pas affectés par un courant comme celui du Saint-Laurent, note M. Gratton, toutes les marées durent grosso modosix heures.

***

«Dans le passé, sauf erreur, les marées étaient plus élevées le matin que le soir. Maintenant, les marées sont plus élevées le soir. Quelle en est l'explication?» demande Hélène Hardy.

Comme on l'a vu ci-haut, c'est l'attraction lunaire qui cause deux «bourrelets» dans les océans et qui, conjuguée au fait que la Terre tourne sur elle-même en 24 heures, nous donne deux marées par jour.

Si la Lune restait bien sagement à un point fixe par rapport à la Terre, les marées auraient toujours lieu aux mêmes moments de la journée et de la nuit. Mais voilà, on est loin du compte : l'astre nocturne tourne autour de la Terre en 28 jours. Ce qui signifie que lorsque la Terre termine une rotation sur elle-même, la Lune n'est plus tout à fait au même endroit que la veille, s'étant déplacée d'environ 13° sur son orbite.

Cela a pour effet de décaler le cycle des marées d'environ50 minutes par jour.

Autres sources :

Carl R. Nave, «Tidal Influences», Hyperphysics Concepts, Georgia State University, 2012, goo.gl/gJSA90

Pêches et Océans Canada, «Québec», Tables de marées 2012, 2012, goo.gl/2GCcee

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