Le Livre d'Argent

@letoII 2/2 Concernant la forme de la Terre, je dirais qu'a priori, ça ne joue pas. Les simulations montrent que la seule rotation de la Terre sur elle-même ne provoquerait pas de marées sans la présence d'autres corps célestes pour attirer, donc je ne pense pas que la légère différence sur la forme de la Terre ait une influence ici… Mais je peux me planter, je ne suis pas spécialiste !
Ce qui va jouer, c'est surtout le relief sous-marin (l'eau liquide étant incompressible) et les effets d'accélérations qui apparaissent quand on met des côtes des deux côtés. Par contre, tu me fais penser qu'il faudra peut-être que je parle de cette histoire de forme des astres à l'occasion, il y a quelques trucs sympas à creuser ! :-)

@letoII Avec plaisir !
Ça n'est pas la partie la plus facile à visualiser en effet. Si ça peut aider, de mémoire (je n'ai pas refait la séance depuis quelques mois, et évidemment je ne suis pas au plané pour vérifier au moment de taper ceci), dans la séance sur les marées telle que mes collègues l'avaient préparé, à ce moment-là on présente pour illustrer une vidéo de deux personnes faisant du patinage artistique. La façon dont elles se tiennent en tournant l'une autour de l'autre les fait se rapprocher ou s'écarter sur une logique proche. 1/2

16/16 Le phénomène de base des marées est donc lui-même assez simple : du fait de la gravité, la hauteur d'eau va varier en fonction des positions de la Lune et du Soleil. Mais comme, dans l'univers, tout bouge, mais rien ne le fait au même rythme, ce phénomène très simple devient assez vite particulièrement complexe. Ce n'est pas toujours évident à expliquer, mais c'est très chouette à admirer.

Et nous allons donc nous arrêter ici pour cette semaine, mais nous avons maintenant environ toutes les informations requises pour attaquer la suite d'un thread récent que je vous avais teasé à l'époque. En tout cas si ça vous plaît toujours, donc n'hésitez pas à vous manifester ! :-)

15/16 On a donc des marées maximalement puissantes quand on se retrouve en position de Pleine ou de Nouvelle Lune pile au moment d'un équinoxe, dans une configuration où la Lune est au plus près de la Terre, et où les trois plans se croisent, ce qui peut donner des spectacles assez impressionnants sur Terre.

Et c'est dans ce genre de cas qu'on rencontre un autre bazar assez impressionnant, celui des langages humains, puisque ces évènements ont été baptisés « marées du siècle »… alors qu'ils se produisent environ tous les trente-trois ans. Ça fait des siècles plutôt courts.

14/16 Mais ce n'est pas tout : on a vu dans le même thread que les températures étaient davantage dues à l'angle entre l'équateur et l'écliptique qu'à la distance de la Terre au Soleil. Eh bien ça joue aussi pour les marées : le Soleil va tirer davantage quand ces deux plans se croisent, donc au moment des équinoxes.

Et tout ce qu'on vient de voir… vaut aussi pour la Lune, qui tourne en ellipse autour de la Terre dans son propre plan, qui n'est ni celui de l'écliptique, ni celui de l'équateur. Elle va donc tirer moins quand elle est la plus éloignée de nous ; et l'amplitude va varier selon la différence de hauteur entre ces plans.

13/16 Et comme le temps que met la Lune à faire un tour de la Terre ne correspond pas au temps que met la Terre à faire un tour du Soleil, le moment où se produisent les phases de la Lune se décale d'une année sur l'autre, et avec lui la force des marrées. C'est encore une source de bazar… et ce n'est encore pas la seule.

Par exemple, on a vu dans le thread sur les saisons que l'orbite d'un corps céleste autour d'un autre n'est jamais un cercle parfait, mais une ellipse. Ce qui veut dire que la Terre va être plus ou moins éloignée du Soleil au fil du temps, et la Lune plus ou moins éloignée de la Terre. Et on a vu que l'éloignement jouait sur l'attraction gravitationnelle, et donc sur la force des marées.

Au fait, si vous avez manqué le thread sur les saisons, c'était le dernier de 2025 : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B1eLdfHtgGiD0P7Qvo

12/16 Et donc si la marée varie selon les phases de la Lune, c'est simplement parce que ces phases sont dues à la position de la Lune par rapport au Soleil. Pendant la Nouvelle Lune, nous ne voyons pas notre satellite, car celui-ci se trouve du côté du Soleil. La gravité des deux astres tirent donc l'eau du même côté : les marées sont assez fortes.

À la Pleine Lune, les deux astres sont chacun d'un côté. Or, on a vu que l'effet centrifuge nous donnait une marée plus forte du côté opposé à l'astre : de nouveau, ces effets s'additionnent, et les marées sont aussi plus fortes. En revanche, lors des quartiers, les deux astres forment un angle droit. le Soleil retient alors l'eau au niveau des marées basses et l'empêche de suivre la Lune : les marées sont alors moins fortes.

11/16 En effet, dire que les marées sont dues à la Lune, c'est un peu trop simplifier. Notre Soleil joue un rôle également, puisque sa masse retient, par gravité, la Terre autour de lui. Comme il est environ 400 fois plus loin de nous que ne l'est la Lune, et que la distance joue beaucoup, il n'est qu'un acteur secondaire sur les marées.

Mais comme il est autour de dix millions de fois plus lourd (si je recompte bien), il a quand même son mot à dire, et on verrait des marées se produire sur Terre même si la Lune n'était pas là, juste à cause du Soleil. Elles seraient simplement de plus faible ampleur dans ce cas (mais un peu moins bazardesques, du coup).

J'avais d'ailleurs déjà mentionné ça dans un vieil article où j'expliquais le même genre de choses un peu différemment, si ça vous branche : https://fadrienn.irlnc.org/articles/sciences/maree_histoire_de_lune/

10/16 Mais il nous en reste une certaine quantité à voir si on ne regarde pas seulement les horaires des marées, mais également leurs intensités. La mer ne monte en effet pas aussi haut tous les jours. Et notamment, elle va varier en fonction des phases de la Lune.

Or vous savez, en tout cas j'espère, que la Lune ne change pas de masse au fil du temps. Si on en voit une partie plus ou moins grosse, c'est seulement à cause de l'angle par lequel le Soleil l'éclaire. Alors qu'est-ce qui cause cet effet sur la hauteur d'eau ? Eh bien, simplement le Soleil lui-même.

9/16 En une journée de 24h, donc, nous voyons s'enchaîner deux marées hautes et deux marées basses. Quoique pas tout à fait. Parce que si la Terre tourne sur elle-même, la Lune tourne autour de la Terre. Et donc, au bout de pile 24h, quand la Terre revient à la même position, la Lune a eu le temps de bouger un peu… et il faudra environ cinquante minutes supplémentaires pour la rattraper.

C'est donc pour cette raison que l'horaire des marées, au lieu de se répéter à l'identique chaque jour, se décale dans le temps, une marée haute se produisant environ douze heures et vingt-cinq minutes après la précédente. C'est déjà une première couche de bazar.

8/16 La Terre tourne sur elle-même en un jour (c'est même avec ça qu'on définit le jour, à la base). La partie de la Terre qui est située juste pile sous la Lune, donc au plus près de notre satellite, à l'instant T va donc s'en éloigner pendant douze heures. Là, elle sera au plus loin de la Lune, avant de recommencer à s'en approcher pendant les douze heures qui suivent.

Comme la gravité tire moins dès qu'on s'éloigne et que les objets en mouvement ont tendance à s'éloigner dès qu'on tire moins dessus (c'est ce qu'on appelle l'effet centrifuge), il y a donc à chaque instant deux endroits sur Terre où l'eau peut monter le plus : celui situé pile sous la Lune, et celui situé pile à l'opposée. Entre les deux, fatalement, l'eau est plus basse.

7/16 Plus il y a d'eau, plus il y a de masse, et donc plus l'attraction sera importante, d'où les marées plus fortes observées par Pytheas dans l'Atlantique (et dans la Manche, qui est très liée à l'océan) que celles observés par ses contemporains restés en Méditerranée (qui n'est liée à l'océan que par un petit détroit, et est donc presque une étendue d'eau à part).

Même si, en vrai, l'amplitude des marées est aussi pas mal affectée par les reliefs (des côtes autant que sous-marins. Et d'ailleurs leur rythme peut être affecté aussi), mais ce n'est pas de ce bazar-là que je voulais parler ici. Si ça vous intéresse, venez voir la séance sur les marées au Planétarium de Bretagne, mes collègues et moi y donnons un peu plus de détails sur ces aspects-là et quelques autres.

6/16 Néanmoins, nos astres ne sont pas complètement monolithiques : si l'attraction de la Lune ne suffit pas à faire bouger globalement la Terre, elle attire néanmoins un peu plus la partie qui est située juste sous elle, et donc légèrement plus proche (la distance, au carré dans l'équation, joue pour beaucoup). Et donc la Terre se déforme très légèrement au passage de la Lune, de quelques millimètres, soit trop peu pour qu'on le remarque.

Mais si la matière solide bouge peu, la matière liquide, pour sa part, se déplace bien plus librement. Notre Terre étant en grande partie recouverte d'étendues d'eau liquide plus ou moins grandes, celles-ci vont donc pouvoir se déplacer pour suivre la Lune, avec un déplacement qui peut cette fois atteindre plusieurs mètres.

Juste à cause de la gravité, donc. La Lune n'a aucun pouvoir particulier à part ça, mais bon, vous le saviez déjà, non ? https://skeptikon.fr/w/ofvyBdoFGtVvrTYmMNP62M

5/16 Il faut bien sûr des masses assez énormes pour que cette attraction ait des effets notables. D'où le fait que ce phénomène nous préoccupe surtout quand il est question d'astres. En l'occurrence, c'est la gravité qui provoque l'attraction mutuelle entre la Terre et la Lune, comme entre la Terre et le Soleil.

Dans les deux cas, cette attraction est bien mutuelle : la Lune attire la Terre autant que l'inverse ; la Terre attire le Soleil autant que l'inverse. Mais la différence de masse énorme entre l'un et l'autre de ces astres fait que, dans leur danse à deux autour de leur centre de masse commun, l'un des deux va faire pas mal de chemin, tandis que l'autre ne va quasiment pas bouger.

4/16 Tout vient donc de la loi de la gravité universelle exprimée par Newton, qui nous dit que toute matière attire la matière environnante, cette attraction étant proportionnelle au produit des masses m₁ et m₂ des deux objets considérés, divisé par le carré de leur distance d. Noté comme une équation : « F = G × (m₁ × m₂) ÷ d² » (où G est la constante gravitationnelle).

Bon, en vrai, cette loi n'est pas si universelle que ça : pour calculer correctement l'orbite de Mercure, par exemple, il faut tenir compte d'effets relativistes. Mais on n'aura pas besoin de dégainer Einstein cette fois-ci, et on gardera les histoires de relativité pour un prochain thread. Pour celui-ci, cette équation nous suffira largement.

3/16 Mais pour comprendre le phénomène, il faudra donc attendre les travaux de Sir Isaac Newton sur la gravité… et même un peu plus, puisque le premier à avoir appliqué ces travaux correctement pour expliquer la marée a été un mathématicien et astronome français, Pierre-Simon (de) Laplace, dont on risque de reparler dans d'autres threads car il on lui doit un certain nombre d'autres choses assez sympas.

Et en 1799 où il a publié ces travaux-là, la France et la Grande Bretagne n'étaient pas en très bon termes, et une meilleure connaissance du phénomène des marées a permis à notre marine quelques victoires sur celle de nos voisins d'outre-Manche. Mais assez parlé d'Histoire pour cette fois, et venons-en au fait.

Puis de toute façon, tant qu'à remonter dans le passé en nageant, autant le faire sur beaucoup plus longtemps, comme la semaine dernière : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B4SNAs3P90U7c9lUcy

2/16 Vous l'aurez remarqué, l'eau des océans de la Terre a une fâcheuse tendance à monter et à descendre. Ça fait un moment que c'est comme ça : ici en Europe, on a des traces écrites à ce sujet depuis le voyage de Pytheas, ce marin phocéen qui avait franchi les colonnes d'Hercule (le détroit de Gibraltar, quoi) pour aller s'aventurer vers le nord, et peut-être faire le tour de la Grande Bretagne.

On ne sais pas forcément quelle a été sa route exacte, d'autant qu'il n'a rien écrit lui-même, ses récits ont été mis par écrit par d'autres. Je me disais que @hist_myth pourrait vous raconter ça, mais visiblement, il n'y a pas assez de matière intéressante. On sait par contre qu'il a parlé de marées tellement plus fortes que celles de la Méditerranée que ses contemporains ont jugé qu'il exagérait. C'est peut-être de là que vient la réputation des marseillais, d'ailleurs.

Un des trucs que je trouve les plus fascinants avec l'univers, c'est à quel point une seule règle simple peut engendrer une complexité énorme. On a pu constater ça ces dernières semaines en parlant d'évolution, mais ça peut se constater aussi bien dans pas mal d'autres cas, y compris pour des phénomènes qui ont lieu à nos échelles de temps.

Nous allons donc passer ce nouveau #Vulgadredi à parler d'un cas où une seule règle simple peut être suffisante pour un niveau de prise de tête mine de rien assez notable. Cette règle simple, c'est l'équation de la gravité d'Isaac Newton, et ce bazar cauchemardesque, ce sont nos marées. Ça vous dit ? Alors attaquons les seize pouets de ce #VendrediVulga.

@John_Livingston Comme disait Coluche, l'intelligence, quoi que t'en sois pourvu, t'as l'impression d'en avoir assez, vu que c'est avec ça que tu juges.

@gee Tiens, pour compléter cet article, tu pourrais y ajouter les liens parus depuis vers ton dessin de Superflu dans le style de la chaîne météore (listé dans les illus de Noël 2025) et vers la version dessinée par @davidrevoy pour la #ComicsBattle, non ?