Les marées

• La loi d’attraction universelle
• Influence des objets célestes sur la mer
• Révolution et rotation de la Lune
• Vives-eaux et mortes-eaux

La loi d’attraction universelle

Isaac Newton, un très grand scientifique anglais, a exposé en 1687 une loi de notre univers, qu’on appelle loi de l’attraction universelle ou loi universelle de gravitation. Cette loi dit que deux masses quelconques de l’univers s’attirent avec une force inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Expliquons d’abord ce qu’est la proportionnalité par un exemple. Sur l’autoroute, la vitesse de la voiture ne change pas (ou presque pas). La durée du voyage est proportionnelle à la distance : plus on va loin, plus c’est long d’y aller. SI la durée du voyage était inversement proportionnelle à la distance, ça serait drôlement pratique pour les grandes distances : plus on irait loin, moins ça serait long d’y aller. Par contre, ça ne serait pas du tout pratique pour les très petites distances : plus la distance est petite, plus le temps serait long !
Mais pour l’attraction universelle, on comprend que c’est inversement proportionnel, plus c’est loin, moins on est attiré et plus deux masses sont proches, plus la force d’attraction est grande.
C’est la force d’attraction ou gravité qui fait que les objets et êtres tiennent sur la terre, ces petites masses sont tout près de la grosse masse de la terre qui les attire très fort. Dans l’espace, les petites masses ne sont plus assez attirées par la masse de la terre et elles flottent en apesanteur. Et quand on s’approche de la Terre, l’attraction est de plus en plus forte et à une certaine distance, on tombe vers la Terre à cause de la gravité.

Influence des objets célestes sur la mer

La masse liquide des mers et des océans est attirée par les trois objets célestes les plus puissants : la Terre (sinon la mer s’envolerait), la Lune et le Soleil. Une partie de la marée s’explique avec la combinaison des forces d’attraction du Soleil et de la Lune.
D’autre part, la Terre tourne sur elle-même ce qui produit une force centrifuge qui s’applique aux objets situés à la surface de la Terre. La force centrifuge écarte les objets du centre de la rotation, c’est ce qui se passe quand on est sur un manège, on est poussé en dehors du manège. L’eau des mers et des océans est donc poussée par la rotation de la Terre, c’est la deuxième composante de la marée.
Ces deux forces déforment la surface des océans pour former deux bourrelets d’eau, de chaque côté de la Terre. Si on trace un trait du centre de la Terre au centre de la Lune, on a ce qu’on appelle l’axe Terre-Lune et les bourrelets sont sur cet axe. Comme la Terre tourne sur elle-même, l’axe Terre-Lune tourne aussi et les bourrelets suivent ce déplacement.
Chaque bourrelet est une énorme vague qui fait le tour de la Terre. Quand la vague commence à arriver à un endroit de la Terre, la mer commence à monter à cet endroit. Quand le plus haut de la vague est là, c’est la marée haute : la mer est montée à son maximum. Quand le haut de la vague est passé, la mer commence à descendre. Environ 6 heures plus tard, c’est le creux de la vague : c’est la marée basse. Mais l’autre vague commence à arriver, la mer monte de nouveau jusqu’à son maximum : la deuxième marée haute. Puis quand le haut de la deuxième vague est passé, la mer descend jusqu’à son minimum : la deuxième marée basse.
Au bout de 24 heures, la Terre est revenue au même point, mais la Lune s’est légèrement déplacée donc il faut encore 50 minutes pour que les bourrelets reviennent à la même place : le cycle de la marée est donc de 24 heures et 50 minutes.

Révolution et rotation de la Lune

La Lune est un satellite de la Terre : elle tourne autour de la Terre. La période de révolution est de 29,5 jours, ce qui veut dire qu’elle est revenue au même point au bout de ce temps de 29,5 jours. La Lune tourne aussi sur elle-même et elle fait un tour complet aussi en 29,5 jours. Comme la période de révolution est égale à la période de rotation, la Lune présente toujours la même moitié à la Terre. Cette moitié de Lune, un hémisphère, est appelée « face visible de la Lune ». L’autre hémisphère – qu’on ne voit jamais – est la « face cachée de la Lune ». Lorsqu’on voit quelque chose, c’est parce que une lumière est dirigée sur cette chose, et que la lumière est réfléchie. Cela veut dire que la lumière rebondit sur la chose et vient dans notre œil. Si on voit la Lune, c’est parce que la lumière du Soleil est réfléchie par la Lune.
Sur le dessin en dessous, le Soleil est représenté par une lampe de poche. La Lune tourne autour de la Terre et un observateur situé sur la Terre la regarde.
Nouvelle Lune
La Lune est exactement entre le Soleil et la Terre : on appelle ça une conjonction. La face cachée de la Lune est éclairée par le Soleil mais on ne la voit jamais. La face visible est dans l’ombre de la face cachée, donc on ne la voit pas non plus. C’est la nouvelle Lune, il n’y a pas de Lune visible dans le ciel.
Pleine Lune
C’est l’opposé de la situation précédente. La Terre est exactement entre le Soleil et la Lune : on appelle ça une opposition. La face visible de la Lune est totalement éclairée par le Soleil. C’est la pleine Lune, on voit le disque complet de la face visible.
Premier quartier
Une fois la nouvelle Lune passée, le Soleil éclaire le bord de la face visible et on commence à voir la Lune. Au départ, c’est un tout petit croissant brillant qui va grandir jusqu’à la pleine Lune. On dit que la Lune est croissante, car on la voit de plus en plus. Au moment où l’angle entre le Soleil, la Terre et la Lune forme un angle droit, on dit que la Lune est en quadrature avec le Soleil. C’est ce qu’on appelle le premier quartier ; en Europe, on voit la lune comme un D majuscule.
Dernier quartier
Une fois la pleine Lune passée, l’angle avec le Soleil fait qu’on voit de moins en moins la Lune ; on dit que la Lune est décroissante. Au moment où l’angle entre le Soleil, la Terre et la Lune forme de nouveau un angle droit, c’est ce qu’on appelle le dernier quartier ; en Europe, on voit la lune comme un CI (un D majuscule inversé).

Vives-eaux et mortes-eaux

La Lune et le Soleil attirent les bourrelets de la marée dans leur direction, selon leurs positions respectives, l’attraction se renforce ou est diminuée.
Les marées de vive-eau
Quand le Soleil, la Lune et la Terre sont sur la même ligne, les forces d’attraction du Soleil et de la Lune s’additionnent. C’est ce qui entraine des grandes marées, qu’on appelle marée de vive-eau. Cet alignement se produit à la nouvelle Lune et à la pleine Lune.
Les marées de morte-eau
Quand le Soleil, la Lune et la Terre sont en quadrature, les forces d’attraction du Soleil et de la Lune se contrarient. Ce sont les marées de morte-eau, qui sont des marées faibles. Les marées sont les plus faibles au premier quartier et au dernier quartier.
Autres facteurs
La marée, c’est compliqué. Des circonstances peuvent se combiner pour avoir des marées exceptionnellement grandes :
* le passage du Soleil dans le plan équatorial, qui se fait aux équinoxes, donc deux fois par an ;
* lorsqu’une pleine Lune ou une nouvelle Lune coïncide avec le moment où la Lune est le plus proche de la Terre, ce qui se produit tous les 27,5 jours ;
* et d’autres positions particulières du Soleil.