Océanographie de la côte de la Colombie-Britannique - Pêches et ...

/te'
st au CM et 1 ré ku/ur -
PN
\
trajectoire du
pôle nord autour
du CM: une
fois tous les
27÷ jours
1
0 Attraction gravitationnelle
mutuelle -4--
i
1
axe
du CM
\ lune
•
FIG. 3.6 Système Terre-Lune. En haut : les trajectoires de la Lune et
du pôle nord (PN) autour du centre de masse (CM) pour le système
combiné. En bas : vue latérale de l'axe du centre de masse et de l'axe
de rotation de la Terre lorsque la Lune est à la déclinaison zéro.
toujours à la même profondeur.) La rotation du système
Terre-Lune autour de son centre de masse commun fait
que chaque parcelle de la Terre décrit une trajectoire circulaire
pendant une période d'un mois. Bien plus,
comme le montre la figure 3.7, le rayon orbital de chaque
parcelle est le même, indépendamment de sa distance
du centre de masse; conséquence importante, car
cela implique que la force associée à ces orbites circulaires
est d'amplitude et de direction égales pour chaque
portion de la Terre. Mais quelle est cette force? Un physicien
l'appellerait la force centripète, force totale nécessaire
pour que chaque particule de la Terre se déplace
dans son propre cercle en présence du champ gravitationnel
de la Lune. Cette force centripète est uniforme
sur la Terre entière et est partout dirigée vers la Lune à
angle droit par rapport à l'axe de rotation passant par le
centre de masse. (Pour expliquer les forces maréales, la
rotation de la Terre autour de son propre axe n'a pas
besoin d'être considérée.) Contrairement à la force
centripète, cependant, l'attraction gravitationnelle de la
Lune qui s'exerce toujours sur une parcelle de la Terre
dépend de la distance de cette parcelle et de son orientation
relativement au centre de la Lune (fig. 3.8). L'attraction
gravitationnelle de la Lune et la force centripète
ne sont identiques en force et en direction qu'en plein
centre de la Terre. À tous les autres endroits, il existe
une petite différence entre ces deux forces. C'est elle qui
entraîne la force marégénératrice sur la Terre.
-58-
Fm. 3.7 Abstraction faite de la rotation de la Terre autour de son
axe, chaque segment de la Terre décrit une trajectoire circulaire à mesure
qu'il se déplace autour du centre de masse (CM) du système
Terre-Lune. Les vecteurs (flèches) représentent la force centripète
locale (F), qui est équivalente sur tout le globe et égale à la force d'attraction
mutuelle entre les centres de la Terre et de la Lune. (Voir fig.
3.6)
Fia. 3.8 La soustraction du vecteur de force centripète (F) de la force
locale d'attraction (f) de la Lune sur une unité d'eau. Le vecteur
résultant (flèche courte et grasse) est la force marégénératrice, (f-F).
On obtient un résultat semblable en ajoutant le vecteur de la force centrifuge
(flèche discontinue) au vecteur f. La force marégénératrice attire
les eaux dans des creux et des renflements jusqu'à ce qu'elles
soient en équilibre avec le gradient de pression associé à la pente croissante
de la surface de la mer. Basses mers aux points W et Y; pleines
mers aux points N (nadir) et Z (zénith). Comparez à la fig. 3.9.
Avant d'aller plus loin, une approche scientifiquement
incorrecte mais conceptuellement pratique servira
à éclaircir les idées introduites jusqu'à maintenant. Au
lieu de débattre du principe d'une force centripète vers
l'intérieur, chaque parcelle en orbite sur la Terre peut
être considérée comme se déplaçant sous l'influence
d'une force centrifuge vers l'extérieur à mesure que le
système Terre-Lune tourne autour de son centre de
masse. (En vérité, une telle force n'existe pas, car un
objet en orbite circulaire a besoin plutôt d'une force
vers l'intérieur que d'une force vers l'extérieur. Ce
qu'on appelle couramment la force centrifuge n'est rien
de plus que la « répugnance » des objets en mouvement
à se déplacer en trajectoire courbe.) Malgré les objec-