Échelle de marée

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.

Même si cela est moins vrai aujourd'hui, tout observatoire marégraphique doit pouvoir disposer, à proximité immédiate, c’est-à-dire à portée de vue et proche du marégraphe, d’une échelle de marée, instrument de référence implanté pour les lectures directes du niveau de la mer. Celle-ci peut être utilisée pour l’étalonnage et le contrôle par comparaison avec les hauteurs mesurées par d’autres systèmes de mesures.

Date de sortie 05/02/2025

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L'échelle de marée : L'instrument historique

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'échelle de marée

L'échelle peut être utilisée directement comme aide à la navigation. Même si cet usage tend à diminuer, elle peut aussi servir pour l'étalonnage et le contrôle des autres instruments mesurant le niveau de la mer.

Observatoire marégraphique de Nuku Hiva (Polynésie française) du UHSLC. De gauche à droite : capteur de pression immergé, capteur radar sur potence, antenne GNSS et échelle de marée. Crédits Shom/GOP, juin 2009.
Observatoire marégraphique de Nuku Hiva (Polynésie française) du UHSLC. De gauche à droite : capteur de pression immergé, capteur radar sur potence, antenne GNSS et échelle de marée. Crédits Shom/GOP, juin 2009.

Même si cela est de moins en moins répandu, un observatoire marégraphique permanent doit pouvoir disposer d’une échelle de marée. Il convient d’installer l'échelle 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 vivement recommandé afin d’éviter toute mauvaise interprétation de la part d'usagers 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

Échelle de marée classiquement déployée dans les ports

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.

Autres types d'échelles de marée pouvant être rencontrées

Exemple d'échelle
Exemples d'échelles
Echelle sur une balise

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.  

Lecture d'une échelle de marée en condition défavorable

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).

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.

Cette tâche est à effectuer pour les cas suivants :

  • installation d'une nouvelle échelle de marée
  • échelle de marée non utilisée depuis une longue période
  • lorsqu'un doute subsiste 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.

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. Leurs 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.

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