L'échelle de marée : La réfèrence en marégraphie
La lecture directe du niveau de la mer sur l'échelle de marée est à la source des premières données marégraphiques. Parmi les plus anciennes connues, figurent celles de Brest. De 1711 à 1716, ces mesures, relevées de jour au voisinage des pleines et basses mers, ont été utilisées par Laplace pour élaborer sa théorie dynamique de la marée.
Utilisation de l'echelle de marée
L'échelle peut être utilisée directement comme aide à la navigation. Actuellement, sa finalité première est de permettre l'étalonnage et le contrôle de la hauteur d'eau. Mesurée par les autres systèmes de mesures marégraphiques.
En effet, pour être conforme aux normes relatives à la mesure du niveau de la mer pour l'hydrographie (normes définies par le Bureau Hydrographique International) un observatoire permanent doit comporter obligatoirement une échelle de marée. Celle-ci demeure l'unique instrument de lecture directe du niveau externe au puits, ce qui en fait l'instrument de base pour le contrôle global du niveau mesuré à l'intérieur (bon fonctionnement du puit et validation des mesures enregistrées). Pour assurer un bon contrôle, il convient de fixer l'échelle de marée à proximité immédiate de l'observatoire.
Précaution d'installation
Le matériau de construction et l'emplacement de l'échelle doivent suivre les règles du bon sens. Le matériau doit résister à la corrosion et être facile à nettoyer afin d'assurer une lecture correcte de la graduation. Quant à son implantation, il faut éviter les sites à risques (destruction ou détérioration) ou les endroits cachés par les navires à quai. Il est important, en outre, que l'échelle soit verticale. Si cela s »avère impossible (cas des quais ou des jetées présentant un certain fruit), la graduation établie devra restituer les hauteurs réelles.
Bien que cela ne soit pas une règle absolue, l'ajustement du zéro de l'échelle au niveau du zéro hydrographique est recommandé pour éviter toute mauvaise interprétation de la part d'usager vivement non avertis.
Dans certains cas, particulièrement dans les zones à forts marnages, il peut s'avérer impossible de poser une seule échelle couvrant la totalité de la variation de hauteur. Deux échelles au moins sont alors nécessaires ; l'échelle de pleine mer sera adossée par exemple à un quai, l'échelle de basse mer étant implantée à un endroit non découvrant.
Exemple d'échelle de marée
Voici un exemple d'échelle de marée :
La graduation, tous les 10 cm, est réalisée par une succession de carrés, rouges ou noirs, ayant un intervalle blanc de même dimension. Le groupement par séries alternées de trois carrés d'une même couleur permet l'estimation immédiate du mètre. La résolution de 10 cm peut paraître grossière, mais l'évaluation du quart de graduation (± 2.5 cm) est relativement aisée : une meilleure précision serait illusoire compte tenu des vagues et du clapotis presque toujours présents. Le calage précis en hauteur de la mesure indiquée par les marégraphes enregistreurs est obtenu par la moyenne de plusieurs lectures de l'échelle de marée. D'autres types d'échelles sont utilisées par d'autre organismes.
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Lecture à l'échelle
La lecture à l'échelle est parfois difficile, notamment en présence de vagues où il est d'usages de prendre la moyenne des valeurs successives extrême (hautes et basses). Cependant, les vagues n'ayant pas un profil sinusoïdal, mais d'avantage trochoïdal (la cote des crêtes étant supérieure à la décote des creux), il faut prendre conscience que cette méthode donne une valeur supérieur à celle du niveau réel.
Prise en compte du fruit d'un quai
Les quais ne sont pas toujours parfaitement perpendiculaires au plan d'eau. Un angle, plus où moins important, peut exister entre le quai (trait rouge) et le plan vertical (trait bleu). Le fruit du quai est l'angle que fait la plus grande pente du quai avec la verticale.
Cet angle introduit une erreur sur les mesures lors des lectures de hauteur d'eau avec :
- le ruban d'une sonde lumineuse glissant le long du quai ;
- une échelle de marée graduée sans prise en compte du fruit du quai.
Il est nécessaire de corriger du fruit du quai les lectures brutes pour obtenir le tirant d'air réel
Quand mesurer le fruit d'un quai ?
Cette tâche est à effectuer pour les cas suivants :
- nouvelle échelle de marée ;
- échelle de marée non utilisée depuis une longue période ;
- doute sur la valeur du fruit préalablement déterminée.
Caractériser le fruit d'un quai consiste à déterminer l'angle α que fait le plan du quai avec la verticale.
Comment mesurer le fruit d'un quai ?
Le principe est simple : plaquer une longue règle (au moins 2 mètres) sur la paroi du quai en laissant une partie de la règle dépasser du quai.
Deux mesures sont à faire :
- la longueur de la partie de la règle qui dépasse du quai (D sur le schéma) ;
- la distance verticale de l'extrémité de la règle au quai (h sur le croquis) au moyen d'un fil à plomb.
Le fruit du quai est l'arccosinus du rapport de h sur D : α= arcos(h/D)
Rattachement de la cote de l'échelle de marée
La cote de l'échelle de marée est établie par rapport à un minimum de trois repères fixes à terre. Ils sont choisis suffisamment éloignés les uns des autres afin d'éviter leur destruction simultanée, lors par exemple de travaux portuaires. L'un d'entre eux est sélectionné comme repère fondamental ; un repère du nivellement terrestre est habituellement recommandé pour ce rôle. Leur cotes respectives, par rapport au zéro hydrographique et au nivellement terrestre (s'il existe), sont consignées dans une fiche avec des plans et éventuellement des photos pouvant aider à retrouver ces repères.
Pour en savoir plus
- Fiche technique REFMAR n°1 : Installation d'une échelle de marée
- Fiche technique REFMAR n°2 : Détermination du fruit d'un quai et correction à appliquer sur les lectures à l'échelle de marée
- Les références de hauteur
- Le zéro hydrographique
Références
- Simon B. (2007). La Marée - La marée océanique et côtière. Edition Institut océanographique, 434pp.
Dernière mise à jour : 12/06/2013