Instrumentation marégraphique
L'Homme mesure les hauteurs d'eau depuis de nombreux siècles. De nombreuses techniques sont utilisées pour quantifier cette grandeur. Les plus anciennes restent encore très courantes, voire irremplaçables, comme l'échelle de marée. L'instrumentation a naturellement évolué depuis cette simple échelle de marée qui sert encore aujourd'hui de référence aux technologies modernes comme les marégraphes radar en passant par les marégraphes à flotteur, les marégraphes à pression ou encore les marégraphes à ultrasons. Chaque système de mesure est détaillé dans les pages suivantes.
Le nilomètre : l'ancêtre de l'échelle de marée
Le nilomètre, est le moyen de mesurer les variations de hauteur d'eau du Nil. Mis en place en Egypte dès le 4ème siècle avant JC, le nilomètre se compose d'une échelle graduée qui permettait de quantifier la hauteur de crue du Nil. De ce niveau de crue dépendait le taxation des grains : plus la crue était bonne (ni trop forte, ni trop faible), plus le limon de crue abondait et plus les impôts étaient élevés en prévision des bonnes récoltes à venir qui devaient suivre.
Contrairement aux nilomètres dont on ne sait pas bien comment les zéros étaient déterminés par les Égyptiens, les échelles de marée, utilisées en France depuis le début du 18ème siècle étaient généralement référencées par rapport à la base des radiers des formes de radoub. C'est notamment le cas pour Brest par exemple où les mesures systématiques démarrent en 1711.
Marégraphe à flotteur et puits de tranquillisation
L'implantation d'un puits de tranquillisation est une nécessité pour établir un observatoire marégraphique permanent au voisinage d'une côte. Les nombreux marégraphes permanents sont essentiellement localisés dans les zones portuaires ou le long des estuaires navigables. L'utilisation des marégraphes à flotteur tend à disparaître à cause des enregistrements graphiques, dits analogiques mais surtout à cause des erreurs systèmatiques engendrés par la mécanique (frottements du flotteur dans le puits de tranquillisation, usure des pièces mécaniques, ...etc). Ces marégraphes mécaniques sont remplacés au profit de systèmes automatiques d'acquisition de données numériques.
Marégraphe numérique : marégraphe radar, marégraphe à pression, marégraphe ultrasonique
Il est peu de disciplines dans le domaine de la physique où s'offre un si grand choix de systèmes de mesure dont plusieurs ont effectivement fait l'objet de développement et d'application en matière de marégraphie.
La configuration du site d'implantation est un facteur à prendre en compte. Les types de capteurs et d'enregistreurs ne sont pas les mêmes d'une part pour les sites côtiers, où l'implantation d'un observatoire marégraphique est possible (ports, estuaires, zone de faibles fonds, et d'autre part pour ceux du large.
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L'observatoire marégraphique idéal
Un observatoire marégraphique de hauteurs d'eau idéale se compose classiquement d'une échelle de marée, élément essentiel car elle est la seule source de mesure directe, d'un marégraphe numérique composé d’un capteur pour l'acquisition des données, d'une centrale d'acquisition pour le traitement et l'archivage, le cas échéant, d'un système de transmission des données, et enfin de repères de nivellement pérennes aux alentours, pour le rattachement aux références verticales dont le zéro hydrographique. Une antenne GPS peut également être colocalisée à l’observatoire afin d’observer les mouvements verticaux du sol sur lequel repose l’ensemble des instruments marégraphiques.
Observatoire marégraphique idéal (Crédits SHOM, novembre 2014)
La bouée GNSS : marégraphe du futur ?
Avec l'évolution des moyens de traitement des données, le système de positionnement et de datation par satellites (en anglais Global Navigation Satellite System plus connu sous son acronyme anglais GNSS permet aujourd'hui de déterminer la hauteur ellipsoïdale d'un mobile, ici une bouée océanographique autonome, avec une grande précision. Ainsi l'implantation d'un récepteur GNSS sur cette bouée permet de mesurer la hauteur d'eau à chaque instant.
Quel marégraphe choisir ?
Il existe de nombreux fabricants spécialisés dans l'hydrographie ou l'instrumentation industrielle qui propose sur le marché des capteurs radar adaptés à la mesure du niveau de la mer. Le choix du capteur se fait selon le site d'installation (marnage, capteur à l'air libre, type de puits de tranquillisation), l'aspect financier et la qualité de mesure exigée.
Pour en savoir plus
Références
- Simon B. (2007). La Marée - La marée océanique et côtière. Edition Institut océanographique, 434pp.
- Pouvreau N. (2008). Trois cents ans de mesures marégraphiques en France : outils, méthodes et tendances des composantes du niveau de la mer au port de Brest. Thèse de doctorat de l'Université de La Rochelle, soutenue le 26 septembre 2008, 466 pp.
- Holgate S., T. Aarup (2003). Workshop on new technical developments in sea and land level observing systems. COI, Workshop Report N°193, 196pp.
Dernière mise à jour de la page : 03/11/2014