Marégraphe

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Exemple de marégraphe avant son immersion Un marégraphe est un instrument permettant de mesurer le niveau de la mer à un endroit donné.
Marégraphe

Exemple de marégraphe avant son immersion Un marégraphe est un instrument permettant de mesurer le niveau de la mer à un endroit donné.

Principe

Le principe du marégraphe est simple : situé dans un emplacement précisèment identifié, le marégraphe enregistre le niveau de la mer au cours du temps. La complication du marégraphe n'est donc pas le principe mais la technologie mise en jeu, pour l'étalonnage des mesures, l'enregistrement...

Types de marégraphes

Il existe différents types de marégraphe. Il est possible de les séparer en deux classes : les marégraphes de surface(type 1) et les marégraphes plongeurs (type 2).

type 1-Echelles et marégraphes à flotteur.

Pour effectuer des mesures du niveau de la mer il semble logique de se placer au niveau de la surface et d'enregistrer les évolutions de cette surface dans le temps. Deux types de marégraphes fonctionnent suivant ce principe. D'une part les échelles, encore visibles dans bien des ports et à proximité des ponts enjambeant les rivières, leur principe est simpliste : il revient à placer une référence graduée à partir du fond et à faire une mesure directe du niveau de la surface. Ce système de mesure n'est intéressant que par sa simplicité car il nécessite la présence d'un observateur et ne permet pas un enregistrement pérenne de la mesure. Et d'autre part, les marégraphes à flotteur ont un principe quasiment aussi simple que les échelles. Plongés dans un puits de tranquilisation qui les place à l'abri de la houle et des clapots, les flotteurs oscillent en fonction des marées et par un savant jeu de poulies permettent une mesure sur un rouleau de papier déroulant en fonction du temps. La précision des mesures de ces deux types de marégraphes est dépendante de l'observateur.

type 1-Marégraphes numériques côtiers.

Kerguelen - équipé d'un radar Mars 2006 Autre type de marégraphe de surface, les marégraphes numériques côtiers fonctionnent par un principe d'émission-réception d'ondes acoustiques (40-50 kHz ou radar (> 1 GHz)). Un transducteur est placé à la surface de l'eau, il émet une impulsion et capte le signal réfléchi. Le temps écoulé entre l'émission et la réception du signal est traduit en hauteur de la colonne d'eau. Le transducteur effectue plusieurs mesures périodiquement puis les mesures sont moyennées afin de limiter les effets de la houle ou du clapot. Le réseau d'observation des côtes françaises est principalement constitué de ce type de marégraphe.

type 2-Marégraphes de pression de fond.

La seconde catégorie de marégraphes est constituée de marégraphes à capteur de pression. Placés sur le fond des océans, ils mesurent la pression environnante. Cette pression est caractéristique de la hauteur de la colonne d'eau et de la pression atmosphérique en surface. La connaissance de la pression atmophèrique et de la densité de l'eau est indispensable pour obtenir les variations du niveau de la mer par l'équation : P_ = g \int_^\eta \rho dz + P_ Crozet Mars 2006 avec :
- P : la pression
- \rho : la masse volumique
- g : la constante gravitationnelle
- -H : la profondeur par rapport à une référence
- \eta : l'élévation de surface Le marégraphe de pression de fond est constitué d'un quartz dont la fréquence varie par effet piezo-électrique en fonction de la pression. Cette fréquence est enregistrée puis intégrée (moyennée) sur une période afin de s'affranchir des effets de la houle. La fréquence propre du quartz est dépendante de la température, il est donc nécessaire d'effectuer une mesure de la température simultanément à la mesure de pression. Ce type d'appareil possède une précision de mesure autour de 2 à 3 cm, en fonction de la précision des mesures de température et de pression atmosphérique. Très autonomes, ces appareils fournissent des données dans des régions situées au large des côtes, ils présentent donc un très grand intérêt. Leur mise en oeuvre dans les grands fonds des océans est un problème majeur et en limite ainsi le déploiement. Il est de plus, fréquent de perdre l'appareil par vol ou perte du balisage de surface ou en raison d'un chalutage accidentel. Enfin, en raison des difficultés de maintenance, la durée des mesures est souvent limitée. Image:remontee_1.png|Remontée du marégraphe au large de Crozet à bord du marion dufresne 2 Image:remontee_2.png|Le marégraphe dans sa cage avec les largeurs Image:remontee_3.png|Etat du marégraphe après 1 an à 250m de profondeur

Marégraphes célèbres

Marseille

Le marégraphe de Marseille Un marégraphe fut mis en place en 1883 au numéro 174 de la Corniche à Marseille, dans l'Anse Calvo. Le but est de déterminer une origine des altitudes françaises. Les mesures ont été effectuées en continu du 1/1/1884 au 31/12/1896, sur 13 ans. Le 1/1/1897, la moyenne arithmétique de l'ensemble des mesures effectuées pendant ces treize années a déterminé le niveau moyen de la mer en ce lieu. Ce niveau moyen a été adopté comme l'altitude zéro de référence français. La pièce qui "fixe" ce niveau de référence est un rivet de bronze dont la calotte sphérique est constituée d'un alliage extrêmement résistant de platine et d'iridium qui a été enchassé dans une plaque de granit elle-même scellée dans le rocher à une cote de 1, 68 mètre au-dessus du niveau zéro (niveau moyen de la mer, à Marseille, dans l'Anse Calvo, entre 1844 et 1896). Ce rivet est appelé le "repère fondamental du nivellement général de la France". le marégraphe (appareil de mesure et observatoire) est aujourd'hui classé monument historique. Il continue de suivre avec précision les oscillations de la mer et un technicien de l'IGN continue chaque semaine à entretenir le mécanisme et à noter les mesures du marégraphe. En parallèle, un MCN (marégraphe côtier numérique) et une station GPS permanente ont été installés. Le MCN fait partie d'un réseau national d'observatoires marégraphiques, gérés par le SHOM (Service Hydrographique et océanique de la Marine) et d'un réseau mondial. Les observations du marégraphe analogique servent aujourd'hui à valider les observations du MCN et à calibrer les observatoires satellitaires. Les observations marégraphiques depuis 1884, à part quelques interruptions pour maintenance, constituent à ce jour une des plus longue séquence d'observations dans le monde du niveau de la mer. A ce titre elles intéressent la communauté scientifique (océanologues, climatologues, ...), notamment comme paramètre dans les nombreux modèles mathématiques permettant de prévoir l'évolution du niveau des océans.

Voir aussi

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Sujets connexes
Balisage   Carte altimétrique   Carte topographique   Constante gravitationnelle   Densité   France   Fréquence propre   Houle   Institut géographique national (France)   Marseille   Masse volumique   Niveau de la mer   Nivellement général de la France   Océan   Pont   Port-aux-Français   Port (marine)   Poulie   Pression   Pression atmosphérique   Période   Quartz (électronique)   Radar   Température   Transducteur  
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