Quand la Lune et le Soleil bercent l’eau

Petite fille, lorsque j’allais chaque été sur l’archipel de Chausey, en Normandie, je me demandais souvent la raison pour laquelle, parfois, je voyais un très grand nombre d’îlots comparé à d’autres fois. Effectivement, sur ce petit bout de paradis, on ne dénombre pas moins de 365 îlots à marée basse contre environ 52 à marrée haute. Si maintenant, je sais que les marées sont dues à l’attraction de la Lune et à celle du Soleil sur les mers et les océans de la Terre, je reste toujours autant émerveillée quand je retourne, chaque été, à Chausey…

Les attractions de la Lune et du Soleil

L’attraction lunaire et l’attraction solaire qui s’exercent sur les étendues d’eau de notre planète, se traduisent par un va et vient des mers et des océans. En effet, toute la Terre est attirée par ces 2 astres, mais c’est la partie la plus « déformable », c’est à dire les mers et les océans, qui est la plus sensible à l’attraction. C’est le phénomène des marées. Dans l’Antiquité, on croyait qu’elles étaient provoquées par la respiration d’un monstre marin. C’est grâce à Newton que nous savons, désormais, qu’elles sont le résultat de 2 forces exercées sur la Terre :

  • La force d’attraction gravitationnelle (ou plus simplement, la gravité). Seuls la Lune et le Soleil exercent une attraction significative sur la Terre, en raison de leurs poids et de leurs distances. En effet, plus un astre a une masse importante et plus il est proche de la Terre, plus sa force d’attraction est grande. Le Soleil exerce une attraction non négligeable sur la Terre en raison de sa très grande masse (1,989.1030 kg), et la Lune en raison de sa faible distance (384 400 km). Cependant, l’action du Soleil est 2 fois plus faible que celle de la Lune, car sa masse, aussi grande soit-elle, n’est pas suffisante pour compenser la très grande distance qui le sépare de la Terre (149 600 000 km). Je ne vais donc représenter, sur le schéma ci-dessous, que l’effet de l’attraction lunaire. Le cercle bleu foncé représente les mers et les océans.
Plus un point situé sur la Terre est proche de la Lune, plus la force d’attraction gravitationnelle (représentée par les flèches rouges) est forte. Elle est donc beaucoup plus intense au zénith (point Z) qu’au nadir (point N).
  • La force centrifuge, liée à la rotation de la Terre autour du centre de masse Terre-Lune, a tendance à repousser les particules terrestres (solides et liquides) du centre de la Terre. C’est le même effet que lorsqu’on se trouve sur un manège qui tourne très vite autour de lui même. On a comme l’impression d’être déporté vers l’extérieur.
L’intensité de la force centrifuge (représentée par les flèches vertes) est constante quelque soit l’endroit où on se situe sur la Terre.
Maintenant que l’action de chacune de ces 2 forces n’a plus de secret pour vous, nous allons voir leur effet lorsqu’elles sont combinées. C’est ce qu’on appelle la force résultante, représentée en noir.
Action de la force gravitationnelle (en rouge), de la force centrifuge (en vert) et de la force résultante (en noire). La force résultante explique le phénomène des marées.

Comme vous pouvez le voir, la force résultante dépend de l’endroit où nous nous situons sur Terre :

  • Au centre (point O), la force gravitationnelle est totalement compensée par la force centrifuge. La force résultante est donc nulle.
  • Au zénith (point Z), la force gravitationnelle est plus intense que la force centrifuge. La force résultante est donc dirigée vers la Lune.
  • Au nadir (point N), c’est le contraire. La force résultante se dirige à l’opposée de la Lune.
  • Enfin, aux points situés au-dessus et en-dessous, la force résultante est dirigée vers le centre de la Terre.

Lorsque la force résultante est dirigée vers le centre de la Terre, la surface des eaux (mers et océans) a donc tendance à baisser, créant une basse-mer. A l’inverse, lorsque la force résultante est dirigée vers le ciel (au zénith et au nadir), la surface des eaux à tendance à monter, créant ainsi une pleine-mer.

L’amplitude des marées

Jusqu’à présent, j’ai négligé, intentionnellement, l’effet du Soleil pour plus de compréhension. Son attraction a beau être 2 fois plus faible que celle de la Lune, le Soleil a néanmoins un rôle dans les marées, suivant son alignement avec la Lune et la Terre.

Vive-eau et morte-eau – Crédit : Ifremer

Lorsque le Soleil et la Lune sont perpendiculaires, leurs effets se soustraient. On aura alors des marées de très faibles amplitudes. Ce sont les mortes-eaux.
Par contre, lorsque le Soleil et la Lune sont alignés, c’est à dire pendant les pleines et les nouvelles lunes, leurs effets se conjuguent. L’amplitude des marées est alors très forte, on parle de vives-eaux.

Au printemps et en automne (vers le 21 Mars et le 21 Septembre), lorsque le Soleil se situe dans le plan de l’équateur, son attraction sur la Terre est maximale. C’est alors que se produisent des marées exceptionnelles : les marées d’équinoxes.

La force des marées est définie par un coefficient, noté sur les annuaires des marées, compris entre 20 et 120 :

  • coefficient 20 : marées de morte-eau les plus faibles
  • de 20 à 70 : marées de morte-eau
  • coefficient 70 : marées moyennes
  • de 70 à 120 : marées de vive-eau (à partir de 100, on parle de grandes marées)
  • coefficient 120 : marées de vive-eau les plus fortes (= marées exceptionnelles)

En 2014, il y aura 87 jours de grandes marées, dont 42 à plus de 100. C’est le signal, direction la pêche aux bouquets à Chausey !

Amélie Cabasse

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4 réflexions au sujet de « Quand la Lune et le Soleil bercent l’eau »

  1. Bonjour,
    il y a, me semble-t-il une erreur au niveau de la force centrifuge : ce n’est pas la force centrifuge due à la rotation de la Terre autour de son axe qui compte (cette force centrifuge éloigne les particules du centre de la Terre donc aurait tendance à rapprocher de la Lune les particules au Zénith et à éloigner de la Lune les particules au Nadir), c’est la force centrifuge due à la rotation de la Terre autour du centre de masse Terre-Lune qui compte, non ?
    Cordialement.

    • Merci d’avoir relevé cette erreur. Effectivement, la force centrifuge liée aux marées est bien celle qui est due à la rotation de la Terre autour du centre de gravité du système Terre-Lune.

  2. La rotation de la Terre (que ce soit sur elle-même ou autour de la Lune) n’a en fait rien à voir avec le phénomène des marées, qui s’explique entièrement par la force de gravitation. Je viens de mettre au clair l’explication ici

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