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Monthly Archives: mars 2015

Coef

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Tout a déjà été écrit sur la marée du siècle de ce 21 mars 2015. Vous en trouverez ainsi le pourquoi du comment sous la plume de Dominic Bourgeois, ici, sans oublier les risques de surcote et de décote,  tels qu’on les a notamment connus avec Xynthia. Mais ce que l’on dit rarement, c’est d’où vient le sacro-saint coefficient de marée (119 ce 21 mars pour un maximum possible de 120). Il n’est d’ailleurs guère employé hors de France. Cela tient à l’histoire de la connaissance du phénomène.

 

 

Pierre-Simon de Laplace (1749-1827) en habit de chancelier du Sénat sous l’Empire (automne 1803). Huile sur toile de Jean-Baptiste Paulin Guérin (© RMN / Château de Versailles / Franck Raux)

 

 

Le coefficient de marée découle des travaux de l’astronome, mathématicien et physicien, Pierre-Simon de Laplace (1749-1827). Le savant compara les observations de la hauteur d’eau effectuées au port de Brest entre juin 1806 et juillet 1815 avec celles réalisées depuis un siècle (elles servirent à définir le premier zéro hydrographique de nos cartes marines comme je l’ai déjà raconté ici et ). Laplace fut le premier à envisager la marée comme un problème d’hydrodynamique et non plus un phénomène statique tel que l’avait pensé Newton (on trouvera ici un bon résumé de l’histoire de la connaissance de la marée et là, un survol de l’oeuvre pléthorique de Laplace, fondamentale dans l’histoire scientifique mondiale).

 

Afin de comparer les marnages des ports, Laplace a inventé l’unité de hauteur qu’il définit – ainsi que le rapporte Bernard Simon, grand spécialiste de l’histoire de la marée au Service hydrographique et océanographique de la Marine (SHOM) -, comme “ la valeur moyenne de l’amplitude (demi marnage) de la plus grande marée qui suit d’un jour et demi environ l’instant de la pleine lune ou de la nouvelle lune, vers les syzygies d’équinoxe ”.

 

 

En France, dès le XVIIe siècle, nombres de cartes font référence aux plus basses mers d’équinoxe pour l’établissement des sondes, « comme il parait de basse mer dans les plus grandes des marées ». Tel est le cas de cette Carte topographique de l’Aunis, l’île de Ré, partie de l’île d’Oléron et des entrées de la Charente par Pierre Massiac de Sainte-Colombe (1676), manuscrite à l’encre, seulement rehaussée de bleu sur la mer (1 : 46 965, 1 470 X 1 140 millimètres). Contrairement à ce que son titre pourrait laisser croire, c’est une remarquable carte marine. Elle est ainsi l’une des premières à figurer la fosse de Chevarache comme le montre cet extrait consacré à l’île de Ré (la fosse est juste au-dessus de la rose des vents, le Nord est en bas comme l’indique la fleur de lys). Elle donne aussi des indications précises sur la nature des fonds. Non seulement les bancs présentant un danger pour la navigation, mais aussi les grands fonds du large, où l’auteur, soucieux que le plomb suiffé aide la navigateur à se positionner, distingue le « gros sable rouge », le « sable vazard », la « vase noire », la « vase ferme », etc. Il mentionne aussi plusieurs fois des « grouails d’huîtres » et il est ainsi l’un des premiers à évoquer l’exploitation de l’espace maritime. (© Olivier Chapuis, Cartes des côtes de France, Chasse-marée/Glénat, 2ème éd., 2009 pour le texte / Bibliothèque nationale de France pour l’image)

 

 

La notion de coefficient de marée découle de cette définition afin de caractériser les variations du marnage, donc de l’amplitude. En attribuant par convention le coefficient 100 au marnage moyen des vives-eaux qui suivent la syzygie d’équinoxe, le coefficient est égal à la différence entre la hauteur de la pleine mer au-dessus du zéro hydrographique et la hauteur du niveau de mi-marée au-dessus de ce même zéro, divisée par l’unité de hauteur, le tout étant multiplié par cent.

 

On obtient ainsi des coefficients de 20 (marées de morte eau les plus faibles) à 120 (marées de vive eau les plus fortes), lesquels n’ont jamais été atteints depuis qu’on utilise la référence des coefficients. Cela souligne le caractère exceptionnel du 119 de ce 21 mars 2015 que l’on n’avait pas revu depuis le 10 mars 1997.

 

Le coefficient permet de calculer la hauteur à la pleine mer dans un port dont on connaît l’unité de hauteur. Elle est égale à la hauteur du niveau de mi-marée au-dessus du zéro hydrographique que l’on ajoute au produit de l’unité de hauteur par le coefficient, ce produit étant divisé par cent. Pour la hauteur de la basse mer, on retranche ce même produit divisé par cent de la hauteur du niveau de mi-marée au-dessus du zéro hydrographique.

 

 

En 1693, le Neptune françois – ici un extrait concernant la baie de Douarnenez de la 5ème carte particulière des costes de Bretagne contenant les environs de la rade de Brest (1693), due à Denis de La Voye (1 : 100 000, 600 X 805 millimètres, carte gravée coloriée) – marque la volonté de définir des symboles, légendés dans des Remarques (à droite). C’est l’origine des signes conventionnels actuels. La dernière ligne précise que « Les chiffres marquent les brasses d’eau dans la basse mer aux plus grandes marées » (© Olivier Chapuis, À la mer comme au ciel, Presses de l’université de Paris-Sorbonne, 1999)

 

 

Le succès de la notion de coefficient de marée dans notre pays vient du fait qu’il est calculé pour Brest. C’est en effet le port où l’on a observé le phénomène en France depuis le plus longtemps, en l’occurrence depuis le règne de Louis XIV (soutenue en 2008, la thèse de doctorat de Nicolas Pouvreau – l’un des meilleurs experts du SHOM qui est le référent national pour l’observation du niveau de la mer – y fait référence avec son titre Trois cents ans de mesures marégraphiques en France ; elle peut être téléchargée gratuitement ici).

 

Or, ce coefficient peut être utilisé avec une précision correcte (quant au coefficient, pas quant à la hauteur d’eau) pour l’ensemble des côtes occidentales de France, à condition de tenir compte du décalage entre la pleine mer de Brest et celle du port concerné (exemple : l’onde de marée met à peu près huit heures pour se propager en Manche, de Brest à Dunkerque). La formule de calcul du coefficient est l’amplitude semi-diurne divisée par 3,05 – qui est l’unité de hauteur à Brest -, le tout multiplié par cent.

 

En connaissant l’unité de hauteur de n’importe quel port et le coefficient de marée, on peut donc se livrer à des calculs rapides de hauteur d’eau à pleine mer et basse mer, et du marnage (égal en centimètres à deux fois le produit de l’unité de hauteur par le coefficient). Mais ces calculs ne peuvent être utilisés en navigation. Ils sont si imprécis que pour un même coefficient, la hauteur d’eau prédite en un port donné n’est pas identique. En effet, les coefficients pour la pleine mer de Brest ne sont calculés qu’avec les composantes semi-diurnes de la marée. Or, les hauteurs prédites le sont avec toutes : longues périodes, diurnes, semi-diurnes, quart-diurnes…

 

C’est justement parce que les marées ne sont pas semi-diurnes partout que la notion de coefficient ne s’est guère imposée ailleurs (voir la carte). En France même, elle a mis du temps à s’inscrire dans l’annuaire des marées comme on va le voir. Mais elle est devenue si populaire que lorsque les équations de Laplace (1776) – qui ne permettaient au début de prédire que la pleine mer et la basse mer – ont cédé la place à la méthode actuelle des harmoniques au milieu du XIXème siècle, la formule de Laplace a néanmoins été conservée pour le calcul du coefficient de marée tel qu’il est encore proposé aujourd’hui dans les annuaires.

 

 

En bleu, les zones de marées semi-diurnes telles qu’elles existent sur les côtes occidentales de la France métropolitaine. En vert, les zones de marées semi-diurnes à inégalités diurnes. En jaune, les zones de marées de type mixte. En rouge, les zones de marées diurnes. (© SHOM)

 

 

L’Annuaire des marées des côtes de France – le premier annuaire au monde digne de ce nom – est dû à l’ingénieur hydrographe Antoine-Marie Chazallon (1802-1872). Celui-ci s’impose au Dépôt général de la Marine (le SHOM actuel) comme le grand spécialiste de la question, inventeur à la fois du marégraphe et de la méthode des harmoniques telle qu’elle a été utilisée jusqu’à la fin du XXème siècle (elle n’est autre qu’un prolongement de celle de Laplace).

 

Cet annuaire est établi pour l’année 1839, alors que le projet est né en 1831-1832, lors des levés de l’archipel de Chausey, réputé pour ses marnages considérables. Les coefficients n’y figurent pas tandis qu’ils étaient déjà donnés pour les périodes des syzygies par le Bureau des longitudes. Mais il faudra attendre 1868 pour que les coefficients de marée soient insérés dans l’annuaire des marées, grâce à l’ingénieur hydrographe Pierre-Louis Gaussin. De nos jours comme depuis des générations, que l’on utilise ou pas des logiciels ou des applications, on ne saurait se passer de ce sacro-saint coef.

 

O.C.

 

 

Le premier Annuaire des marées des côtes de France est établi en 1838 pour l’année 1839. Il ne comporte pas encore les coefficients de marée qui y seront insérés en 1868. (© SHOM)

 

 

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Anton a cogné fort

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Le gradient de pression était considérable. La dépression Anton s’est creusée sur la mer Tyrrhénienne, le mercredi 4 mars 2015 en soirée. Nous valant le beau temps actuel sur toute la moitié Nord de la France, un puissant anticyclone se centrait sur le golfe de Gascogne et l’Ouest du pays, montant à 1042 hPa le jeudi 5 à la mi-journée, tandis qu’à l’Est de la Sardaigne, cela chutait à 995 hPa. Le couloir isobarique entre les deux centres de pression a généré un très fort flux de Nord sur la Méditerranée occidentale et l’Adriatique.

 

 

Dans sa carte de prévision à 36 heures des isobares et des fronts pour le jeudi 5 mars à 12h00 UTC sur la base du réseau du 04.03.15 à 00h00 UTC, le Deutscher Wetterdienst annonce clairement le très fort gradient de pression entre l’anticyclone Karin et la dépression Anton. (© Deutscher Wetterdienst – DWD)

 

 

Le jeudi 5 mars, outre une violente tramontane et un mistral musclé, on a ainsi enregistré des rafales à plus de 150 km/h (81 noeuds) en mer Tyrrhénienne. Des valeurs records ont été atteintes sur la côte orientale de la Corse (vent de Nord-Est, le gregale), avec 185 km/h (100 noeuds) à La Chiappa, près de Porto-Vecchio.

 

Elles ont dépassé les 200 km/h (108 noeuds) sur les collines de la Toscane, alors que la tempête se décalait le vendredi 6 mars vers les Balkans et les Carpates. La différence de pression entre le Nord et le Sud des Alpes a favorisé le vent de Nord-Est ainsi qu’un effet de foehn dans le Valais. En altitude, le courant jet établi de la Scandinavie au Maghreb atteignait 140 noeuds.

 

 

L’image satellitaire Meteosat-9-HRV du jeudi 5 mars à 12h00 UTC montre bien l’enroulement dépressionnaire d’Anton. (© Météo Suisse)

 

 

C’est en Croatie que les effets d’accélération dus au relief ont été les plus impressionnants. La bora (vent du Nord-Est) a soufflé des sommets dalmates vers l’Adriatique avec une rare violence, de Trieste au Nord-Ouest à Dubrovnik au Sud-Est. Des rafales à 166 km/h (90 noeuds) ont été relevées à Split, 210 km/h (113 noeuds) près de Zadar et 214 km/h (116 noeuds) un peu plus au Nord-Ouest, à Prizna.

 

Les précipitations ont également été considérables avec de la pluie sur la côte et de la neige sur l’arrière-pays et les états voisins, ainsi que sur les Apennins et les Abruzzes en Italie. Plus de 100 noeuds dans les rafales et un vent moyen de force 12 (plus de 64 noeuds), autant dire l’ouragan. Anton ? Un sacré cogneur.

 

O.C.

 

 

Dès le jeudi 5 mars, l’Adriatique s’est déchaînée en Croatie sous les effets de la bora (ici à Ražanac près de Zadar). (© Leo Banic)

 

 

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