A Tale of Two Tides

A Tale of Two Tides ^[1]

Pourquoi la mer monte-t-elle 2 fois par jour ?

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La mer qui monte, une scène banale.

Il y'a des choses comme ça, qu'on considère évidentes. On se pose la question une fois, quelqu'un nous illumine et tout est clair. Direction les archives de la connaissance, rayon 'les acquis'.

Puis un jour, pour une raison quelconque, on ressort le dossier. D'abord un petit tracas intellectuel. Puis très vite, l'impression de ne plus rien comprendre à la Nature. Avec elle, les évidences sont des faux amis dont il faut se méfier !

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 J'ai grandi dans une région où le niveau de la mer varie beaucoup dans une seule journée. L'été notamment, cela rythmait le quotidien, et il fallait en tenir compte pour les baignades, pêches ou sorties en bateau.

Pour expliquer ce phénomène de marée, on m'a souvent parlé de l'attraction exercée par la Lune sur mer. C'est une explication intuitive, et j'étais satisfé.

Jusqu'à maintenant. Car cette explication ne justifie qu'une seule des deux marées quotidiennes.

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La première marée

Pour simplifier, on imagine que la Terre est une sphère recouverte d'une pellicule d'eau, la mer. Aussi, et pour mieux visualiser le phénomène, on va ajouter un observateur immobile qui a les pieds dans l'eau. On regarde le tout depuis l'espace ^[2]:

La Terre effectue un tour complet sur elle même une fois par jour, de même que notre observateur. Si on décompose cette rotation en tranches de 6 heures, on a le schéma suivant:

Maintenant, on va ajouter la Lune à notre schéma. On suppose qu'elle ne bouge pas pendant la journée ^[3]. Du fait de l'attraction Lunaire ^[4], la mer est attirée aux endroits de la Terre les plus proches de la Lune. En ces lieux, la marée est haute. Inversement, elle est basse ailleurs:

Le raisonnement est assez simple. On comprend pourquoi dans un lieu donné, un observateur verra la marée varier pendant la journée. On comprend aussi pourquoi ce cycle se répète chaque jour.

Cependant, une question persiste: Pourquoi observons nous 2 marées par jour ? L'explication implique les mêmes acteurs, mais est un peu plus subtile ...

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La seconde marée

Si la mer monte, c'est qu'une force agit sur elle. Dans le cas de la première marée, on a vu que cette force est l'attraction Lunaire. De même, on va chercher une force pour expliquer la seconde marée.

Tout d'abord, il faut savoir que la Terre et la Lune tournent l'une autour de l'autre ^[5].

Continuons avec une analogie utile pour la suite. Quand une personne fait tourner une masse au bout d'une chaîne, elle se sent entraîner vers l'arrière et doit se pencher pour maintenir sa position. C'est donc qu'une force agit sur elle, représentée par la flèche en rouge ^[6]. C'est cette force qui nous intéresse:

Maintenant, faisons une petite pirouette intellectuelle. Avec un peu d'imagination, si on remplace:

• la corde par la gravité,
• la personne par la Terre,
• la masse par la Lune,

On obtient cela:

Appliquons cette force dans notre schéma initial:

On comprend mieux l'origine d'une seconde marée !

On constate que la force agit en un point du globe opposé à la première marée. Ceci explique que les deux marées hautes (et inversement, basses) aient lieu à environ 12h d'intervalle ^[7] du point de vue de l'observateur.

Aussi, cette force égale celle de l'attraction Lunaire ^[8], ce qui explique que les coefficients des deux marées soient proches.

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Voila résolu le mystère des deux marées, d'une façon générale.

En pratique, de nombreux facteurs spécifiques entrent en compte notamment pour le calcul précis des coefficients: la géographie, les phénomènes locaux (baie du Mont Saint Michel ...), l'alignement des astres, la topologie des fonds marins, les courants ... c'est tout une science, qui continue de s'affiner de nos jours grâce aux progrès des instruments de mesure et des techniques de traitement de données.

Toute cette complexité ne doit pas cacher la beauté profonde du phénomène. Car au fond, regarder la mer qui monte, c'est assister à une danse céleste parfaite et perpétuelle, d'un couple d'astres qui s'attirent autant qu'ils se repoussent.

Je me sens petit d'un coup ... Banal, j'avais dis ?

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Notes

Note#1: Une titre Anglais pour un article en Français. Je trouvais que ca sonnait bien, un vieux penchant pour les allitérations ...

Note#2: Tant qu'à faire ! Aussi simpliste qu'il soit, c'est un modèle suffisant pour raisonner à une certaine échelle. Et puis c'est mon histoire alors je fais ce que je veux :)

Note#3: Ce n'est pas vrai, la Lune effectue le tour de la Terre tous les mois environ. Mais c'est une approximation suffisante quand on raisonne sur une seule journée.

Note#4: Plus précisément, cette force se nomme la Gravité.

Note#5: C'est un fait souvent ignoré, mais la Terre tourne aussi autour de la Lune. Cependant, le barycentre de ce couple est très proche du centre de la Terre, du fait des masses et des distances en jeu.

Note#6: C'est la force centrifuge (la même que dans un essoreur à salade).

Note#7: La période exacte est de 12h25, ce qui explique le décalage progressif des marées.

Note#8: Le couple Terre Lune forme un système en équilibre, donc le bilan des forces est 0.

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Aller plus loin

Référence#1: Cours de l'université de Brest

Référence#2: Article de Wikipedia

Référence#3: Une approche chronologique