D’où viennent les marées
La gravité diminue avec la distance. Une lune attire la face proche d’une planète plus fort que son centre, et son centre plus fort que la face opposée. Cette différence étire la planète dans l’axe de la lune et forme deux bourrelets : l’un face à la lune, l’autre à l’opposé. C’est pourquoi la plupart des côtes connaissent deux marées hautes par jour.
La formule
Pour un astre de masse M à une distance d, l’accélération de marée sur une planète de rayon r vaut environ :
a_marée ≈ 2 × G × M × r ÷ d³
L’effet de marée diminue comme le cube de la distance, bien plus vite que la gravité elle-même, qui diminue comme le carré.
La Lune et le Soleil
- Lune : environ 1,1 × 10⁻⁶ m/s² à la surface de la Terre.
- Soleil : environ 0,5 × 10⁻⁶ m/s², soit 46 % de l’effet lunaire.
L’attraction du Soleil sur la Terre est environ 180 fois plus forte que celle de la Lune, mais son effet de marée est plus faible car il est environ 390 fois plus loin : le cube de la distance l’emporte.
Vives-eaux et mortes-eaux
- Vives-eaux : à la nouvelle et à la pleine lune, Soleil et Lune sont alignés et leurs effets s’additionnent, environ 1,46 fois la marée lunaire seule.
- Mortes-eaux : aux premier et dernier quartiers, ils agissent à angle droit et se compensent en partie, environ 0,54 fois la marée lunaire.
En France, le coefficient de marée (de 20 à 120), calculé par le SHOM, traduit cette amplitude : 95 et plus correspond à de grandes marées, les plus fortes survenant près des équinoxes. La géographie locale amplifie énormément l’effet : quelques centimètres en Méditerranée, plus de 14 m dans la baie du Mont-Saint-Michel, parmi les plus grands marnages au monde.
Exemple
Avec la masse de la Lune (0,0123 masse terrestre) à 384 400 km et le rayon terrestre (6 371 km), le calculateur donne environ 1,10 × 10⁻⁶ m/s², environ un dix-millionième de la pesanteur. C’est minuscule, mais appliqué à des océans entiers, cela déplace des volumes d’eau considérables.
Autres effets de marée
- Rotation synchrone : la Lune nous montre toujours la même face parce que les marées terrestres ont freiné sa rotation.
- Chauffage de marée : Io, une lune de Jupiter, est le corps le plus volcanique du Système solaire, déformé en permanence par les marées de Jupiter.
- Limite de Roche : trop près d’une planète, les marées peuvent disloquer une lune, une des origines proposées pour les anneaux.
- Les jours s’allongent : le frottement des marées ralentit la rotation de la Terre d’environ 2 millisecondes par siècle et éloigne la Lune d’environ 3,8 cm par an.