Comment sont calculées les prédictions de marée

Comment les marées sont prédites : le forçage gravitationnel de la Lune et du Soleil, les composantes harmoniques comme M2 et S2, et pourquoi les niveaux d'eau observés diffèrent de la prédiction astronomique.

Les marées peuvent être prédites des années à l'avance parce qu'elles sont commandées par les mouvements de la Lune et du Soleil, connus avec une grande précision. La marée en un lieu est la réponse de l'océan à ce forçage gravitationnel, façonnée par le trait de côte et la profondeur locaux. La méthode qui transforme l'astronomie en table des marées s'appelle l'analyse harmonique.

La marée comme somme de composantes

L'analyse harmonique traite la marée comme la somme de nombreuses ondes simples, chacune appelée composante. Chaque composante a une fréquence fixée par l'astronomie — la façon dont la Terre, la Lune et le Soleil se déplacent les uns par rapport aux autres — tandis que son amplitude et son calage sont déterminés en ajustant les composantes à une période d'observations réelles du niveau de l'eau en ce lieu. Les principales composantes comprennent :

• M2 — la composante lunaire semi-diurne principale, de période 12.42 heures ; généralement la plus grande.
• S2 — la composante solaire semi-diurne principale, de période 12.00 heures.
• N2 — une composante lunaire due à l'orbite elliptique de la Lune.
• K1 et O1 — les principales composantes diurnes, qui rendent une pleine mer du jour plus grande que l'autre en de nombreux endroits.

Le cycle familier vives-eaux/mortes-eaux en découle naturellement : M2 et S2 ont des périodes légèrement différentes, si bien qu'elles se déphasent et se rephasent, se renforçant tous les 14.8 jours pour produire les vives-eaux et se compensant en partie pour produire les mortes-eaux.

Prédire l'avenir

Une fois connues l'amplitude et la phase de chaque composante pour un lieu, prédire la marée revient simplement à évaluer la somme à n'importe quel instant futur. Les fréquences astronomiques ne changent jamais, de sorte que le calcul est déterministe et peut être mené des décennies à l'avance.

Pourquoi la marée réelle diffère

Une prédiction n'est que la marée astronomique. Elle n'inclut pas la météo. Des vents forts, une pression atmosphérique basse ou haute, de fortes pluies et le débit des rivières peuvent élever ou abaisser le niveau réel de l'eau — une surcote de tempête peut ajouter un mètre ou plus au-dessus de la prédiction, tandis qu'une haute pression et des vents de terre peuvent maintenir l'eau bien en dessous. Les prédictions sont donc un excellent guide pour le moment et l'ampleur de la marée, mais le niveau observé le jour même peut différer.