Hydrographie - La science des marées
Histoire de l'hydrographie
Parce que nous sommes loin d’être les premiers à nous pencher sur le sujet, parce que depuis la nuit des temps, l’Homme s’est toujours interrogé sur le phénomène des marées, voici un petit aperçu des principaux travaux concernant les marées.
Grecs et romains furent les premiers à étudier les marées, poussés par les nécessités de la guerre et du commerce sur les côtes de l’Atlantique, en Afrique, et dans l’Océan indien. Aristote, vers 350 avant J-C, attribua à la lune certains de ces déplacements marins.
La relation entre l’âge de la Lune et l’amplitude de la marée, les effets de la déclinaison de l’astre, mais aussi la concordance de leurs variations furent observés bien avant le début du XVIIIème siècle. Kepler émit le premier l’hypothèse que les eaux des mers devaient toujours se diriger vers la lune. Il dût pourtant abandonner sa théorie au vu des critiques de Galilée. Celui -ci considérait en effet que les marées étaient liées au mouvement de translation et de rotation de la terre.
Ce fut Newton qui, en 1687, posa les fondements véritables de toutes les recherches ultérieures, en rattachant la théorie des marées à son grand principe de la gravitation universelle. Il démontra ainsi que le moteur des marées réside dans l’attraction exercée sur les molécules des océans par la Lune et le Soleil.
La mécanique des fluides étant trop peu avancée à cette époque, il fallut attendre près d’un siècle pour qu’un progrès appréciable soit réalisé dans l’explication du phénomène des marées. Laplace, dans le quatrième livre de la Mécanique Céleste, envisagea le problème sous son aspect dynamique.
La théorie dynamique, ainsi formulée, s’appuie sur deux principes:
- celui des oscillations forcées
- celui de la superposition des petits mouvements
L'application de ces principes permit à Laplace d'établir une expression de la dénivellation et de la distance de l'astre. Cette formule, dite formule de Laplace, admet que les amplitudes sont proportionnelles à leurs valeurs théoriques et que les marées correspondantes sont déphasées par rapport à la marée théorique.
Après Laplace, Whewell envisagea les marées sous la forme d'ondes parcourant les océans. Airy reprit cette conception et étudia la propagation des ondes marées, notamment dans les courants et les rivières, en tenant compte des frottements.
Lord Kelvin, en 1870, décomposa le potentiel de la force génératrice de la marée en une somme de termes périodiques. Il inventa ainsi une machine mécanique, le Tide Prédictor, pour faire la somme de tous les termes et tracer la courbe de marée.
Le Tide Predictor
A la fin du XIXème siècle, la théorie dynamique fut reprise par Poincaré qui indiqua les méthodes de calcul au moyen desquelles on pourrait obtenir la solution du problème des marées sur un globe où les océans sont séparés par des continents.
Hough, astronome au Cap, compléta la théorie de Laplace en déterminant la nature et la période des oscillations libres des océans.
Enfin, aux États-Unis, Harris (1897), montra l’importance des phénomènes de résonances dans la formation des marées et parvint à expliquer de manière satisfaisante les particularités du phénomène dans divers ports du globe.
La somme de ces travaux permet aujourd’hui de comprendre véritablement le phénomène des marées. Charge à nous de vous initier aux rudiments du mécanisme, et plus si affinités.