Instrumentation et mesure

Plusieurs générations d'instruments et différentes techniques d'observation du niveau de la mer se sont succédé au fil des siècles. L'échelle de marée est le plus ancien instrument de mesure du niveau de la mer. Il reste encore très présent dans les ports, car il est le seul appareil à permettre d'avoir une mesure directe de la hauteur d'eau. Les innovations technologiques ont permis de passer des mesures ponctuelles lues avec une échelle de marée à des observations en continu acquises à l'aide de marégraphes : marégraphe mécanique à flotteur puis, marégraphe (capteur) de pression, marégraphes numériques à ultrasons et radar. De nouvelles techniques de mesures du niveau de la mer s'appuyant sur les mesures GNSS (Global Navigation Satellite Systems) émergent, comme les bouées GNSS ou la réflectométrie GNSS.

Date de sortie 05/02/2025

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Les instruments historiques

Le nilomètre, est le moyen de mesurer les variations de hauteur d'eau du Nil. Mis en place en Égypte dès le IVème 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 s'ensuivre.

Nilomètre de l'île d'Éléphantine - Assouan (Crédits Olaf Tausch, mars 2011)

 

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 habituellement de jour, au voisinage des pleines et basses mers, ont été utilisées par Laplace pour élaborer sa théorie dynamique de la marée.

 

Fichier vidéo
La lecture du niveau de la mer sur une échelle de marée peut s'avérer très complexe lorsque l'instrument est installé dans une zone peu protégée et que la mer est bien formée. Crédits Shom, N. Pouvreau, 2011).

Le marégraphe à flotteur est un appareil destiné à enregistrer automatiquement les variations de hauteur de la mer. Il se compose de deux parties principales : un appareil enregistreur et un système destiné à transmettre à cet appareil les mouvements du niveau marin. 

 

Six parties composent le marégraphe à flotteur :

  1. tambour du marégraphe recevant la feuille de papier sur laquelle sera tracée les courbes du niveau de la mer dit marégramme
  2. mécanisme d’horlogerie faisant tourner le tambour
  3. règle sur laquelle roule le chariot suivant la hauteur de la mer
  4. chariot porte-crayon roulant sur la règle
  5. flotteur se trouvant dans le puits de tranquillisation
  6. systèmes de 2 poulies permettant la réduction de la hauteur d’eau entre l’observation et l’enregistrement

 

Principe de fonctionnement du marégraphe d’après la Planche 2 de l’ouvrage de Rollet de l’Isle (1905). Les numéros entourés sur la figure correspondent à : (1) tambour du marégraphe recevant la feuille de papier sur laquelle sera tracée les courbes du niveau de la mer dit marégramme ; ‚ (2) mécanisme d’horlogerie faisant tourner le tambour ; (3) règle sur laquelle roule le chariot suivant la hauteur de la mer ; (4) chariot porte-crayon roulant sur la règle ; (5) flotteur se trouvant dans le puits de tranquillisation ; (6) systèmes de 2 poulies permettant la réduction de la hauteur d’eau entre l’observation et l’enregistrement.

 

Rollet de l’Isle (1905). Observation, étude et prédiction des marées. Publication du Service hydrographique de la marine, n°13-155, 287pp.