MARÉES, COURANTS et HAUTEUR D'EAU
INFLUENCE DES PLANÈTES
Les océans sont soumis à l'attraction des planètes, attraction d'autant plus forte que la planète est proche et de masse importante. L'attraction en un point de la terre est en fonction inverse du carré de la distance terre-planète. De ce fait l'attraction de la lune, proche de la terre est beaucoup plus importante que celle du soleil très éloigné.
De même l'attraction de la lune est plus forte au zénith (Z) qu'aux parties plus éloignées (A et B). Les océans sont donc "aspirés" en Z : c'est la pleine mer PM et se "vident" en x et y c'est la basse mer BM.
Au nadir (N) l'attraction lunaire n'existe plus. L'océan est à son niveau normal ni "gonflé" ni "dégonflé".
La mise en mouvement des eaux n'est pas instantanée et le plein effet de l'attraction ne se mesure que 3 heures après le zénith.
La terre effectuant une rotation par 24 heures chaque point quelconque de la terre (toujours situé sur un méridien) se trouve tour a tour exposé au zénith, perpendiculairement au zénith (A et B) et au nadir.
A chacune de ces 4 positions correspond une marée soit toute les 6 heures.
Les positions relatives de la terre du soleil et de la lune définissent 3 actions différentes.
En époques de syzygies
- opposition de vives eaux
- conjonction de vives eaux
En quadrature
- mortes eaux
L'importance des marées est variable selon la position des astres. Les coefficients de marées ( exprimés en centièmes de 20 à 120) permettent d'identifier l'amplitude des marées mais ne permettent pas de connaître la valeur qui est différentes en chaque point du globe.
COEF. |
MARÉES |
Marnage |
Référence |
20 |
Mortes eaux |
Le plus faible |
|
45 |
Mortes eaux moyennes |
|
|
70 |
Moyenne |
moyen |
|
95 |
Vives eaux moyennes |
|
PM = Zéro des feux |
120 |
Vives eaux |
Le plus fort |
BM = zéro des cartes |
QUELQUES DÉFINITION :
Étale de basse mer : Temps pendant lequel le niveau bas de la mer reste sensiblement constant.
Étale de pleine mer : Temps pendant lequel le niveau haut de la mer reste sensiblement constant.
Marnage : Différence de niveau entre étale de basse mer et étale de pleine mer
Amplitude : idem marnage
Flot : marée montante depuis l'étale de basse mer jusqu'à l'étale de pleine mer
Jusant : marée descendante depuis l'étale de pleine mer jusqu'à l'étale de basse mer
Courant de flot : courant accompagnant la marée montante
Courant de jusant : courant accompagnant la marée descendante
Coefficient de marées : Grandeur (de 20 à 120) caractérisant l'importance de la marée
Marées de vives eaux : marées de coefficient > 70
Marées de mortes eaux : marées de coefficient < 70
Niveau de référence : ou zéro des cartes, niveau de l'étale de basse mer de marée coefficient 120
Niveau moyen : c'est le niveau qu'aurait la mer si les marées n'existaient pas.
Durée du flot : en moyenne 6 heures et 12 minutes pour les cotes atlantiques. Change continuellement.
Heure marée : c'est le 1/6me de la durée du flot ou du jusant
Équinoxe : périodes de l'année ou la durée de la nuit et égale à la durée du jour.
Solstice : Période de l'année ou le jour est le plus long.
Syzygie : Période ou lune et soleil additionnent leur action, période de vives eaux (les grandes marées).
Quadrature : Fait que la lune et le soleil se contrarient. C'est la périodes mortes eaux.
HAUTEUR D'EAU
RAPPELS :
Le zéro des cartes niveau est le plus bas niveau que peut atteindre la mer donc par marées de coefficient 120. Les hauteurs d'eau portées sur les cartes (les sondes) se réfèrent à ce zéro.
En B hauteur d'eau en BM de coefficient 120.
En C Rocher découvrant : les cotes sont soulignées.
En D roche affleurante en BM de coefficient 120.
Les hauteurs de foyers des phares (E) sont données par rapport au niveau de PM pour une marée de coefficient 95.
Les hauteurs terrestres (A) sont données par rapport au niveau moyen de la mer
La hauteur d'eau varie avec la marée et avec d'autres facteurs tels que le vent et la pression atmosphérique.
Quand la pression atmosphérique est haute (> 1003 Hecto-Pascal) la mer est "écrasée" il convient alors de corriger la hauteur d'eau à la baisse.
Quand la pression atmosphérique est basse (< 993 Hecto-Pascal) la mer est "aspirée" il convient alors de corriger la hauteur d'eau à la hausse.
Un tableau spécial de l'annuaire des marées donne ces valeurs.
Quand la tempête souffle les "creux" enlèvent de l'eau.
Du fait de ces phénomènes impondérables le résultat des calculs n'est pas exploitable dans tous les cas , une appréciation personnelle du risque est indispensable.
L'annuaire des marées
édité chaque année par le SHOM il donne pour les principaux ports et pour chaque étale - la hauteur d'eau au-dessus du zéro des cartes.
- Les horaires qui sont portés en heure locale (TU+1 ) : ajouter 1 heure pour l heure d'été.
Les coefficients de marée sont identiques pour tous les ports de France métropolitaine.
La carte SHOM 7033 se réfère à PORT NAVALO
PROFONDEUR :
Pour connaître la profondeur à un instant donné il faut donc ajouter à la sonde portée sur la carte la hauteur la hauteur d'eau de la marée du port le plus rapproché.
Nota : Les ports ne figurant pas dans cette liste figurent sur une autre liste dite des ports rattachés permettant le calcul des hauteurs d'eau par rapport aux ports de rattachement. Ce calcul n'est pas au programme du permis hauturier.
Formule N° 5
P = H + S
La Profondeur symbole P
La hauteur d'eau de la marée symbole H
La sonde symbole S
La règle des douzièmes permet ce calcul.
Pour tenir compte des erreurs et incertitudes les pilotes ajoutent à leur tirant d'eau une "sécurité" c'est le pied de pilote.
La profondeur nécessaire à un navire est donc égale au :
Formule N° 6
Profondeur nécessaire à un navire
= tirant d'eau + pied de pilote
RÈGLE DES DOUZIÈMES
La courbe des marées est une fonction périodique sinusoïdale.
La période est divisée en 12 durées égales c'est l'heure marée
L'amplitude de la marée est divisée en 12 hauteurs égales.
A partir de l'étale chaque période de 1 douzième correspond une variation de la hauteur d'eau exprimée en douzième du marnage.
1° heure |
1 douzième |
2° heures |
2 douzièmes |
3° heure |
3 douzièmes |
4° heure |
3 douzièmes |
5° heure |
2 douzièmes |
6° heure |
1 douzième |
Hauteur d'eau à une heure déterminée
L'accès à un port ou à une passe est quelquefois conditionné par le tirant d'eau du navire. Il faut donc déterminer pour chaque passage :
- Soit le créneau horaire pendant lequel le niveau d'eau est suffisant
- Soit vérifier si le niveau d'eau est suffisant à l'heure prévue.
Exemple 1 :
Quelle sera la hauteur d'eau dans le port de Cherbourg le 9 juillet à 12 heures 30
Dans l'annuaire cherchons les horaires et les niveaux de la marée le 9 juillet :
PM 8h 48 6,0 mètres
BM 15 h 32 1,3 mètre
1 - Calculons l'heure de TU+1 de l'annuaire passons à TU +2 heure locale d'été.
8h 48 -> 9h 48
15h 32 -> 16h 32
2- Calculons la valeur du 1/12°
Amplitude : 6,0 – 1,3 = 4,7 m
Le 1/12° 4,7/12= 0.39 m
3- Calcul de l'heure marée
Intervalle : 16h 32 – 9h 48 = 6h 44
Heure marée : (6h 44 /6) = 1h 07 soit 67 minutes d'horloge
4- Temps passé depuis l'étale précédent 12h 20
nous sommes marée descendante et ce depuis l'étale de pleine mer de 9h 48'
soit 12h 20 – 9h 48 = 2h 32' ou (2x60)+32 = 152 minutes d'horloge
Conversion en heure marée : 152 x (60/67) = 136' ou 2h 16' minutes de marée.
5- Baisse du niveau d'eau depuis l'étale de pleine mer (règle des 1/12°)
La première heure de 1/12° = 0,39
La deuxième heure de 2/12 = 0,39 x 2 = 0,78
La troisième heure de 3/12 m = 0,39 x 3 = 1,17
Mais seulement les 16 premières minutes nous ne retenons donc qu'un seul 12°. Soit au total 4 12°
soit : 0,39 x 4 = 1,56
6 Hauteur d'eau à 12h20 :
6.0 – 1,56 = 4,44m
Nota
Une extrapolation de la 3° heure marée donnerait pour hauteur
16' sur 60' soit (0.39 x 3) x (16/60) = 0.31
Soit (0.39 x 3 ) + 0.31 = 1.48m
Hauteur d'eau à 12h20 :
6.0 – 1.48 = 5,52m
Soit un gros écart avec les 4,44m.Aucune de ces 2 méthodes n'étant rigoureusement exacte nous retenons la plus sécurisante soit 4.44m.
Exemple 2 :
Le capitaine d'un navire de 3,6m de tirant d'eau désire entrer au port de Cherbourg en conservent un pied de pilote de 0,40m. Quelle sont les heures limites le matin du 9 juillet.
2 Calcul
2.1 – de combien peut baisser le niveau ,
6,0m – (3.6m + 0,4m) = 2 m
2.2 - Calculons la valeur du 1/12°
Amplitude : 6,0 – 1,3 = 4,7 m
Le 1/12° 4,7/12= 0.39 m
2.3 – Nombre de 12° ?
2m / 0.39 = 5,12 douzièmes soit 5 par sécurité.
2.4 – Conversion en heures marée.
1° heure 1 douzième
2° heure 2 douzièmes
et 2/3 de la 3°heure soit 40 minutes marée.
Soit 2 heures 40 marées.
2.5 – conversion en heures horloge.
(2x60) + 40 = 160 minutes marée
160 x )67/60) = 179 minutes horloge
soit 2 h 59' horloge
2.6 – Heures limites d'accès :
Sur le flot : 9h 48 – 2h.59 = 6h 49
sur le jusant : 9h 48 + 2h 59 = 12h 47
le créneau : entre 6h 49 et 12h 47
NOTA :
D'autres facteurs difficiles à prendre en compte influent sur le niveau de la mer (vent de terre, vent de mer, pression atmosphérique ), aussi il est inutile de trop pousser les calculs, mieux vaut préserver la sécurité.
COURANTS PORTES SUR LES CARTES
Indications fournies par les cartes :
La carte 7033 donne les caractéristiques des courants de marée définis par :
La direction
La vitesse
Un courant de marée change continuellement, comme les marées, après une courte période de courant nul il change de sens : c'est la renverse
Marque de courant :
Sur la carte un losange signale l'existence d'un courant dans la zone ou il figure.
La lettre contenue dans le losange renvoie au tableau des courants de marées.
Tableau des courants de marées
Utilisation du tableau :
Les horaires :
Les caractéristiques du courant sont données heure par heure avant ou après la PM.
Compte tenu de l'imprécision de ces informations l'heure marée est considérée comme heure horloge pour les tracés de route.
La zone d'influence est située sur la carte par les valeurs L et G (latitude et longitude)
La direction du courant est donnée en degrés pour
Les marées de vives eaux VE (coéf >70)
Les marées de mortes eaux ME (coéf <70)
La vitesse du courant est donnée en noeuds pour les marées de VE et de ME
DÉTERMINATION DES COURANTS
Exemple :
Le 25 juillet nous faisons route vers le Taillefer. On envisage de prendre le passage de la Teignouse avec un Cv au 216.
- Quels sont les courants auquel nous pourrions être soumis ?
- Quelle heure de passage est la plus favorable ?
Solution :
Le passage de la Teignouse fait l'objet d'un courant identifié sur la carte par la lettre A. Le tableau des courants en haut et à droite de la carte 7033 propose 2 possibilités : Vives eaux ou morte eaux:
Le coefficient de marée donné par le tableau le 25 juillet est de 95 le matin et 92 le soir (noter que la référence de ce tableau est Brest.....mais il est valable pour toute la cote Française) Nous sommes donc en vives eaux et nous utiliserons la partie gauche du tableau A.
Traçons sur un papier millimétré heure par heure la direction et l'intensité du courant à partir de A.