Quel phénomène explique l'existence des marées océaniques sur Terre ?

Les marées océaniques sont les variations périodiques du niveau de la mer, visibles lorsque le rivage se découvre puis se recouvre. Elles résultent principalement de l’attraction gravitationnelle de la Lune et, dans une moindre mesure, de celle du Soleil. Ce phénomène ne dépend donc pas seulement de la quantité d’eau présente dans les océans : il est lié à la manière dont les forces gravitationnelles s’exercent sur l’ensemble de la Terre et à la rotation de notre planète.

La Lune, principale responsable

La Lune est le principal agent des marées parce qu’elle est beaucoup plus proche de la Terre que le Soleil. Son attraction gravitationnelle n’est pas exactement la même en tous les points de notre planète : elle est un peu plus forte sur la face tournée vers la Lune et un peu plus faible sur la face opposée. Cette différence, appelée force génératrice de marée, déforme les océans et produit deux zones de niveau marin plus élevé, l’une du côté de la Lune et l’autre du côté opposé. La seconde s’explique par le mouvement de l’ensemble Terre-Lune autour de leur centre de gravité commun et par l’inertie du système. La rotation de la Terre fait ensuite défiler les continents à travers ces renflements d’eau. Dans les régions soumises à un régime semi-diurne, cela se traduit généralement par deux marées hautes et deux marées basses au cours d’un jour lunaire, qui dure environ 24 heures et 50 minutes. L’intervalle entre deux marées hautes successives est alors proche de 12 heures et 25 minutes, mais ce rythme n’est pas identique partout.

Le Soleil module l’amplitude

Le Soleil exerce lui aussi une attraction sur les océans. Malgré sa masse considérable, son éloignement rend son effet générateur de marée inférieur à celui de la Lune. Son influence s’ajoute toutefois à celle de notre satellite. À la nouvelle lune et à la pleine lune, lorsque le Soleil, la Terre et la Lune sont approximativement alignés, les deux effets se combinent : les marées hautes sont plus élevées et les marées basses plus faibles. Ce sont les marées de vives-eaux. Au premier et au dernier quartier, les directions relatives des forces gravitationnelles réduisent au contraire leur effet global ; les différences entre marée haute et marée basse sont alors moins importantes. On parle de marées de mortes-eaux. Les phases de la Lune ne créent donc pas les marées à elles seules, mais correspondent à des configurations qui modifient l’action combinée de la Lune et du Soleil.

Des marées différentes selon les côtes

La gravitation détermine l’origine des marées, mais elle ne suffit pas à prévoir leur hauteur sur chaque littoral. La forme des bassins océaniques, leur profondeur, la configuration des côtes et les échanges avec les mers voisines modifient fortement la propagation de l’onde de marée. Dans certaines baies peu profondes et resserrées vers l’intérieur, l’eau est concentrée et l’amplitude peut devenir très importante, comme dans la baie du Mont-Saint-Michel. Ailleurs, les marées sont faibles ou présentent un rythme différent. Certaines régions connaissent principalement deux marées par jour, d’autres une seule, tandis que des régimes mixtes alternent entre ces comportements. Les vents, la pression atmosphérique et les surcotes liées aux tempêtes peuvent aussi modifier temporairement le niveau observé, sans constituer la cause astronomique des marées.

Un phénomène qui touche aussi la Terre solide

Les forces responsables des marées agissent également sur les continents et sur le fond des océans. La Terre solide se déforme légèrement au passage de la Lune et du Soleil : ces variations, appelées marées terrestres, sont beaucoup moins visibles que les mouvements de la mer, mais elles peuvent être mesurées par des instruments géodésiques précis. Elles rappellent que le phénomène ne correspond pas simplement à une montée et à une descente locales de l’eau. Les marées océaniques sont la manifestation la plus évidente de forces gravitationnelles périodiques, dont l’expression finale dépend à la fois de la position des astres et de la structure des bassins marins.