Depuis quinze ans, Jacques rêve de découvrir le contenu d'un petit bâtiment accoté à la jetée, près de la capitainerie du port de Bayonne : il s'agit du marégraphe. L'ensemble des instruments qui s'y trouvent est indirectement lié à sa profession d'animateur de la Société d'Astronomie Populaire de la Côte Basque, puisque la Lune est la principale responsable du phénomène des marées en raison de l'attraction gravitationnelle qu'elle exerce sur la Terre, conjointement avec le Soleil et les autres planètes du système solaire.

Suite à la proposition d'un journaliste travaillant pour la chaîne de télévision TVPI de l'interviewer au sujet de la marée qui va atteindre un coefficient exceptionnel de 119 le samedi 20 mars, Jacques suggère de choisir le site du marégraphe (plutôt que celui du château - observatoire Abbadia d'Hendaye) pour y être filmé.

Ce n'est pas très simple d'obtenir les autorisations et il faut s'y prendre longtemps à l'avance, car plusieurs entités en sont responsables. Il faut en premier lieu s'adresser au SHOM (service hydrographique et océanographique de la Marine), basé à Brest. Ensuite, il faut s'adresser au partenaire local, le Conseil Régional d'Aquitaine, car le marégraphe est situé dans le port de Boucau - Bayonne détenu par la Région et géré par la Chambre de Commerce et d'Industrie (CCI) Bayonne Pays basque. Enfin, il faut bien sûr que l'hydrographe en poste, Gilles Louis, un jeune ingénieur fort sympathique, se rende disponible pour ouvrir le local et donner de son temps pour fournir les explications sur le rôle du marégraphe et le fonctionnement des instruments. Le lundi 16 mars, toutes les conditions sont réunies, même météorologiques, puisque, malgré les nuages et le vent qui rafraîchit sérieusement l'atmosphère, il ne pleut pas.

Depuis peu, un nouveau panneau explicatif (photo ci-dessus) a été fixé près de la porte d'entrée. Le Service hydrographique et océanographique de la Marine — le SHOM — est l’héritier du premier service hydrographique officiel au monde, qui avait été créé en 1720 au début du règne de Louis XV (sous la Régence, de 1715 à 1723). Voici les dates clés :

• 1696 : Publication du « Neptune françois ».
• 1720 : Création du « Dépôt des cartes et plans de la Marine ».
• 1886 : Création du « Service hydrographique de la Marine ».
• 1947 : Don du fonds ancien — minutes et cartes — au Département des cartes et plans de la Bibliothèque nationale de France.
• 1971 : Création du « Service hydrographique et océanographique de la Marine ».
• 2007 : Création de l'établissement public administratif qui conserve le nom de « Service hydrographique et océanographique de la Marine ».

Marégraphe de Bayonne Boucau : Données diffusées par REFMAR, Réseau de référence des observations marégraphiques, du 8 au 20 mars 2015

L'hydrographe est un spécialiste des sciences marines et des techniques de mesure des différentes données environnementales (mesures de positions, profondeurs, marée, courants, salinité, température, nature du fond, gravimétrie, magnétisme…). Il nous explique que l'emplacement du détecteur a été choisi de façon à mesurer uniquement la hauteur de la marée, sans perturbation due à l'effet des vagues et du clapot. En effet, la marée est due aux forces de gravitation essentiellement de la Lune et du Soleil qui, soit s'ajoutent (marée de vive-eau), soit se contrecarrent (marée de morte-eau). Le premier cas se produit lorsque la phase lunaire est en Nouvelle Lune ou en Pleine Lune, c'est-à-dire lorsque les trois astres sont à peu près alignés (sont "en syzygie", "conjonction" ou "opposition"), le second cas en Premier ou Dernier Quartier, lorsque les trois astres forment un angle droit (sont "en quadrature"). Par contre, les vagues sont essentiellement produites par les vents, et parfois par les séismes. Les vives-eaux et mortes-eaux interviennent avec un certain retard par rapport aux syzygies et aux quadratures. Ce retard est l'âge de la marée qui dépend de la configuration de la côte et du lieu considéré.

Le port de Bayonne est équipé d'un marégraphe RONIM (Réseau d'Observation du NIveau de la Mer) depuis le mois de juin 1999. Au 31 Décembre 2012, le réseau RONIM (SHOM) est constitué de 43 marégraphes (41 au 1er janvier 2012) dont 9 dans les territoires d'Outre-mer, 1 en Principauté de Monaco et un dans le port de Toamasina (Madagascar). L’ensemble du réseau est constitué de télémètres radar et de centrales d’acquisition de nouvelle génération. L'observatoire est géré par le SHOM en partenariat avec le Conseil Régional Aquitaine – Service développement et exploitation du port de Bayonne (Service maritime de Bayonne - St Jean-de-Luz avant 2007). Le marégraphe de Bayonne-Boucau est équipé depuis décembre 2009 d'un capteur Krohne Optiflex 1300C* et d'une centrale d'acquisition MARELTA** qui transmettent les données en temps réel. Comme on le voit sur le schéma ci-contre, un rayon lumineux (radar) est émis par l'instrument qui reçoit l'onde réfléchie et calcule en fonction du temps écoulé la distance où se trouve la surface de l'eau (on est dans l'embouchure de l'Adour, il faut donc établir préalablement le niveau zéro par diverses méthodes***). A la manière d'un sismographe, une aiguille donne les évolutions de l'onde de marée. Le matériel appartient au SHOM, le bâtiment à la région Aquitaine, et il y a en plus un instrument (celui qui est au premier plan sur la photo de droite) qui donne des informations pour le dragage du port. La précision des mesures prises par le marégraphe est à deux centimètres près. L'onde de marée se propage et grossit aux abords de la côte (il y a une différence d'une dizaine de centimètres entre le port et la plage, en raison de la pente). Une autre tête est immergée pour suivre les crues avec un enregistrement en temps réel : l'alarme est donnée par liaisons radio et satellite, de façon à ne pas avoir de coupure avec la foudre qui détruit les liaisons filaires. Les données sont traitées par paquets. Les informations fournies par le satellite Jason, franco-américain, qui a pris la suite du satellite Topex-Poséidon, développé par la Nasa et le Cnes, portent sur la « topographie océanique », c'est-à-dire le relief de la surface de l'océan qui est donné avec une précision de quelques centimètres. Ce n'est pas assez précis pour la côte et les passages ne sont pas assez fréquents et réguliers, c'est la raison pour laquelle on emploie ce matériel spécifique et local du marégraphe. Les données satellitaires sont valables pour de longues périodes, elles servent à la cartographie mondiale. - Photo ci-contre : Derrière le marégraphe, l'ancien système de repérage de la hauteur des marées, quelque peu abîmé.

(*) C'est un transmetteur de niveau radar à ondes guidées (TDR) destiné à la mesure de distance, niveau, interface, niveau et interface ainsi que le volume et la masse. La veille technologique effectuée au SHOM a conduit à adopter à partir de 1997 les télémètres à émission électromagnétique en lieu et place des télémètres acoustiques dans les ports à fort marnage (plus de 6 mètres en vive-eau moyenne). Ces télémètres cumulent en effet les avantages de pouvoir mesurer les marnages les plus importants grâce à une portée du signal d'environ 30 m et d'être insensibles aux variations de température, en raison de la nature même du signal.

(**) La centrale MARELTA, développée par la société ELTA selon les spécifications de l'EPSHOM, permet de traiter le signal du télémètre. Le traitement du signal consiste à échantillonner le signal sur 2 minutes et en calculer la moyenne. La valeur moyenne est archivée à une date correspondant au milieu de la période d'intégration.

(***) Le zéro hydrographique – ou zéro des cartes marines – est le niveau de référence des cartes marines et des annuaires de marée. C’est l’équivalent en mer de la surface de référence des altitudes à terre portées sur les cartes de l’IGN. Il est déterminé avec le GPS. La tour de contrôle envoie sa position et une vérification est effectuée avec la position GPS de la station du marégraphe.

Je découvre en écoutant Jacques parler avec l'hydrographe que seule la France utilise le système des coefficients de marée, associé à l'amplitude de l'oscillation de la marée semi-diurne. Le coefficient permet de façon simple et rapide de connaître l'importance de la marée un jour donné et en particulier les dates des grandes marées. En 2073, il s'élèvera au montant encore jamais atteint (depuis le XIXe siècle que ce calcul de coefficient existe) de 120 (pour la marée haute). De même, le coefficient minimal de 20 n'a encore jamais été atteint. Ce samedi 20 mars, il était de 119 - mais c'est la marée basse, beaucoup plus spectaculaire, que tout le monde est allé voir le matin vers 11 heures -. Partout ailleurs, on parle de marnage, qui est plus concret : c'est la différence entre une pleine mer et une basse mer successives. Le marnage varie selon la période de vive-eau, moment où il est plus fort et la période de morte-eau où, a contrario, il est plus faible. Le marnage maximal observé dans le monde est dans la baie de Fundy, au Canada entre la Nouvelle-Écosse et le Nouveau-Brunswick. Le marnage peut y atteindre jusqu'à 16 m. En France, dans la baie du Mont-Saint-Michel, le marnage peut atteindre jusqu'à 13 m par forts coefficients. On constate sur la photo ci-dessous que beaucoup de rochers sont à découvert à la Grande Plage de Biarritz. Toutefois, je me souviens que dans ma jeunesse, on pouvait aller quasiment à pied sec jusqu'à la Roche Plate, sans parler de la Roche Ronde sur la plage de Miramar, face au Palais. L'érosion côtière, ici aussi, a fait son ouvrage avec le déficit de sédiments transportés par les courants.

L'hydrographe a pour mission le suivi des dragages et de la cartographie de navigation de façon à calculer le tirant d'eau pour le passage des bateaux de fort tonnage. Il communique au pilote la profondeur de l'Adour à l'embouchure et ce sont les capitaines des bateaux qui prennent leur responsabilité pour décider s'ils entrent ou pas. Ces mesures ne permettent pas de détecter les effets d'un réchauffement planétaire sur la dilatation de l'eau, elles donnent simplement le niveau bas de l'Adour à marée basse (donc pas directement celui de la marée). De ce fait, le marégraphe de référence est celui de Saint Jean de Luz, car il est capable de donner directement le niveau de la marée basse. L'interlocuteur au SHOM de Brest est Guillaume Voineson. Il a participé à la mise en place en 2012 du système d'alerte aux tsunamis et aux tempêtes détaillé dans le document en lien, et qui exploite justement les données fournies par les marégraphes dont les réseaux ont été étendus et modernisés. Le lancement du Centre d'alerte aux tsunamis (http://www.info-tsunami.fr/) qui associe au CEA le CNRS et le SHOM a permis l’ajout d’une capacité de transmission des données brutes en temps réel pour l’ensemble des marégraphes de métropole afin de se doter de la capacité nécessaire à un tel système d’alerte. Ce projet renforce la partie activité opérationnelle de la marégraphie et crée un réseau disponible pour l’activité de Vigilance Vagues Submersion (VVS) dont Météo France est le référent.

Pour devenir hydrographe, Gilles Louis a d'abord effectué des études d'ingénieur à Brest, puis il a intégré une école spécialisée. Il signale l'existence d'un ouvrage de référence rédigé par Bernard Simon sur la théorie et la pratique de la marée, qui est maintenant disponible gratuitement au téléchargement : La marée, qui existe sous format papier depuis 2007. Publié par l'Institut océanographique, ce livre s'adresse plus particulièrement aux personnes intéressées par l'observation, l'analyse et la prédiction des variations du niveau marin pour les besoins de la navigation maritime, de l'hydrographie et des aménagements côtiers.

Instruments du marégraphe de Bayonne Boucau : SHOM, Marégraphe côtier numérique (Coffret temps réel), MARELTA : ELTA (Electronics for Harsh environments), 31702 Blagnac (www.elta.fr), Limnimètre (Cote : 3,427m) : Hydrologic Grenoble LPN 8/1, SHOM, CAPT. RADAR DISTANCE OPTIFLEX 1300 C (Propriété de l'Etat) : materiel@shom.fr, KROHNE, Level-Radar, SatLink2 - Logger-Transmitter 100-300-1200 BPS, Marégraphe côtier numérique : Coffret alimentation, ENAG Chargeur de batteries, MAR-Info 009, MAR-Alim 009, MAR-Modem 09, MAR-Radio 09