Trois cents ans de mesures marégraphiques en France: outils, méthodes et tendances des composantes du niveau de la mer au port de Brest Nicolas Pouvreau To cite this version: Nicolas Pouvreau. Trois cents ans de mesures marégraphiques en France: outils, méthodes et ten- dancesdescomposantesduniveaudelamerauportdeBrest. Climatologie. UniversitédeLaRochelle, 2008. Français. NNT: . tel-00353660 HAL Id: tel-00353660 https://theses.hal.science/tel-00353660 Submitted on 16 Jan 2009 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. THÈSE DE DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE LA ROCHELLE Spécialité : géophysique présentée par Nicolas POUVREAU Pour l’obtention du grade de DOCTEUR de L’UNIVERSITÉ de LA ROCHELLE Directeur de thèse : Guy Wöppelmann Trois cents ans de mesures marégraphiques en France : outils, méthodes et tendances des composantes du niveau de la mer au port de Brest. soutenue le 26 septembre 2008 devant le jury composé de Paolo PIRAZZOLI Rapporteur Frédérique REMY Rapportrice Guy BOISTEL Examinateur Jean-Claude MERCIER Examinateur Lucia PINEAU-GUILLOU Examinatrice Guy WÖPPELMANN Directeur de thèse THÈSE DE DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE LA ROCHELLE Spécialité : géophysique présentée par Nicolas POUVREAU Pour l’obtention du grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ de LA ROCHELLE Directeur de thèse : Guy Wöppelmann Trois cents ans de mesures marégraphiques en France : outils, méthodes et tendances des composantes du niveau de la mer au port de Brest. soutenue le 26 septembre 2008 devant le jury composé de Paolo PIRAZZOLI Rapporteur Frédérique REMY Rapportrice Guy BOISTEL Examinateur Jean-Claude MERCIER Examinateur Lucia PINEAU-GUILLOU Examinatrice Guy WÖPPELMANN Directeur de thèse Remerciements Je remercie tous ceux qui, de près ou de loin, m’ont soutenu durant cette thèse. 1 2 Table des matières REMERCIEMENTS.................................................................................................... 1 TABLE DES FIGURES............................................................................................ 11 LISTE DES TABLEAUX........................................................................................... 17 INTRODUCTION...................................................................................................... 21 CHAPITRE 1. POURQUOI S’INTERESSER AUX OBSERVATIONS HISTORIQUES DU NIVEAU DE LA MER ?...................................................................................... 25 1.1. Pourquoi observer la marée ?..................................................................................................................26 1.1.1. Besoins en ingénierie.........................................................................................................................26 1.1.1.1. Pour prédire la marée................................................................................................................27 1.1.1.2. Pour réduire les sondages bathymétriques................................................................................27 1.1.1.3. Pour la détermination du zéro hydrographique.........................................................................27 1.1.1.4. Pour la calibration des mesures d’altimétrie satellitale.............................................................28 1.1.1.5. Pour la réalisation d’un réseau d’alerte aux tsunamis...............................................................28 1.1.2. Un Indicateur du changement climatique...........................................................................................29 1.1.2.1. Evolution du niveau moyen de la mer......................................................................................30 1.1.2.2. Causes et tendances de l’augmentation du niveau de la mer....................................................32 1.1.2.3. Pour l’étude des surcotes et des décotes...................................................................................32 1.2. Pourquoi s’intéresser aux mesures anciennes ?......................................................................................33 1.3. Généralités sur la marée et sur son analyse.............................................................................................35 1.3.1. Description du phénomène de marée.................................................................................................36 1.3.1.1. La théorie statique : force génératrice de la marée...................................................................36 1.3.1.2. La théorie dynamique : onde de marée.....................................................................................36 1.3.2. Analyse harmonique de la marée.......................................................................................................37 1.3.2.1. Présentation..............................................................................................................................37 1.3.2.2. MAS, logiciel pour analyser et prédire la marée......................................................................39 1.4. Quelques définitions...............................................................................................................................41 1.4.1. Naissance et essor de la marégraphie.................................................................................................41 1.4.1.1. Flux et reflux de la mer............................................................................................................41 1.4.1.2. Tydologie..................................................................................................................................41 1.4.1.3. Marégraphie..............................................................................................................................42 1.4.2. Matériel utilisé pour mesurer le niveau marin...................................................................................44 1.4.2.1. Echelle de marée......................................................................................................................44 1.4.2.2. Marégraphe...............................................................................................................................45 1.4.2.3. Médimarémètre........................................................................................................................47 1.4.3. Niveaux moyens de la mer.................................................................................................................47 1.4.3.1. Niveau moyen de la mer...........................................................................................................48 1.4.3.2. Niveau moyen de mi-marée......................................................................................................51 1.4.3.3. Niveau moyen de mi-marnage..................................................................................................52 1.4.3.4. Niveau moyen de la pleine mer et niveau moyen de la basse mer............................................52 3 PARTIE I. Evolution des méthodes d'observation du niveau marin en France CHAPITRE 2. DE L’ECLOSION DES ACADEMIES NAISSENT LES PREMIERS PROTOCOLES........................................................................................................ 57 2.1. 1666 : Première procédure pour observer le niveau marin.....................................................................57 2.2. 1675 : Première description d’appareil et première spécification publiée dans un journal français.......60 2.3. 1679 : Premières mesures et première méthode confrontée au terrain....................................................61 2.4. Bilan au crépuscule du 17ème siècle.........................................................................................................63 CHAPITRE 3. POUVOIR ABSOLU DES SAVANTS DE L’ACADEMIE ROYALE DES SCIENCES SUR LES MESURES DU NIVEAU MARIN. ................................. 65 3.1. Diffusion du premier manuel recommandé par l’Académie Royale des Sciences (1701) et réponses obtenues................................................................................................................................................................65 3.1.1. Détails sur le mémoire.......................................................................................................................66 3.1.2. 1701-1702 : Premiers résultats obtenus.............................................................................................67 3.1.2.1. Protocole suivi par Baërt à Dunkerque entre 1701 et 1702......................................................68 3.1.2.2. Protocole retenu par Du Bocage au Havre en 1701 et 1702.....................................................69 3.1.2.3. Confrontations entre le mémoire et les réalités du terrain........................................................70 3.2. Protocole modifié, nouvelles demandes et nouvelles observations........................................................70 3.2.1. Détails sur le mémoire.......................................................................................................................71 3.2.2. Réactions aux demandes d’observation du niveau de la mer en 1710...............................................72 3.2.2.1. Au Havre avec Champigny.......................................................................................................72 3.2.2.2. A Brest avec Coubard...............................................................................................................73 3.2.3. Observations faites à Brest entre 1711 et 1716..................................................................................74 3.2.4. Autres sites d’observations................................................................................................................75 3.3. Protocole mis en place par Cassini II en 1716 : méthodes, réponses et observations.............................76 3.3.1. Principes du second imprimé, sur la manière d’observer les marées.................................................77 3.3.2. Réactions aux demandes du mémoire et observations obtenues........................................................79 3.3.2.1. Réponses reçues par M. de Luzancay à Nantes........................................................................79 3.3.2.2. Réaction de M. Champigny au Havre.......................................................................................81 3.3.2.3. Observations réalisées à Lorient...............................................................................................81 3.3.2.4. Autres observatoires.................................................................................................................82 3.3.3. Bilan de cette seconde demande d’observation..................................................................................82 3.4. 1720-1771 : Désintérêt des savants à observer le niveau marin ?...........................................................82 3.4.1. Observations ponctuelles et personnelles du niveau de la mer..........................................................82 3.4.1.1. Nouvelles de Saint Malo en 1729.............................................................................................83 3.4.1.2. Evénements notables au Havre en 1732...................................................................................85 3.4.2. Singularités pour trois zones du royaume entre 1750 et 1772............................................................86 3.4.2.1. Premières observations en Méditerranée..................................................................................86 3.4.2.2. de Fourcroy de Ramecourt, un ingénieur aux idées révolutionnaires.......................................87 3.4.2.3. Observations faites à Fouras pour le compte de l’arsenal de Rochefort...................................90 3.5. Renouveau d’étudier le flux et reflux de la mer à la fin du 18ème siècle.................................................91 3.5.1. 1763 : La "révélation" de Lalande......................................................................................................91 3.5.2. 1777 : Mémoire sur les observations à faire du Flux et Reflux de la Mer.........................................93 3.5.3. Réactions et conséquences du mémoire pour différents ports de France...........................................97 3.5.3.1. A Lorient..................................................................................................................................97 4 3.5.3.2. A Saint-Malo..........................................................................................................................100 3.5.3.3. Au Havre................................................................................................................................101 3.5.3.4. A La Rochelle.........................................................................................................................102 3.5.3.5. A Toulon................................................................................................................................105 3.5.3.6. A Brest....................................................................................................................................107 3.5.3.7. Bilan des mesures obtenues par l’Académie..........................................................................111 3.5.4. Observations éparses entre 1780 jusqu’en 1803..............................................................................112 3.5.4.1. Sur les côtes de basse Normandie...........................................................................................112 3.5.4.2. A Bordeaux.............................................................................................................................113 3.5.4.3. En Guadeloupe.......................................................................................................................114 3.5.4.4. A Brest....................................................................................................................................115 CHAPITRE 4. L’INSTITUT DE FRANCE ET LE BUREAU DES LONGITUDES, NOUVEAUX COMMANDITAIRES D’OBSERVATIONS, POUR LE COMPTE DE LA REPUBLIQUE........................................................................................................ 119 4.1. Présentation des deux entités................................................................................................................119 4.2. Méthode proposée en prairial, an XI (avril-mai 1803) par la commission de l’Institut........................120 4.2.1. Origine.............................................................................................................................................120 4.2.2. Mémoire rédigé par Lévêque, Rochon et Laplace le 26 Floréal an XI............................................121 4.3. Réponses et portées de cette suite de recommandations.......................................................................129 4.4. Suivi singulier des mesures faites au port de Brest par le Bureau des Longitudes...............................132 4.4.1. Demandes faites avant 1803............................................................................................................132 4.4.2. Traitement particulier de Brest dans le mémoire de 1803................................................................133 4.4.3. Premier ouvrage portant exclusivement sur des observations du niveau de la mer.........................133 4.5. Bilan d’action des académiciens...........................................................................................................146 CHAPITRE 5. NOUVEAUX BESOINS DE LA MARINE : NAISSANCE DE L’HYDROGRAPHIE MODERNE............................................................................ 149 5.1. Naissance de la tydologie.....................................................................................................................150 5.2. Les hydrographes, ces marins qui mesurent la mer..............................................................................152 5.2.1. Besoin de mesurer le niveau de la mer pour la réalisation des cartes bathymétriques.....................153 5.2.2. Comment observer le niveau marin lors des levés bathymétriques ?...............................................154 5.3. Chazallon, "père" du premier réseau marégraphique français..............................................................157 5.3.1. Biographie de l’hydrographe...........................................................................................................157 5.3.2. Pourquoi un tel réseau ?...................................................................................................................160 5.3.2.1. Perfectionnement des connaissances sur la marée..................................................................160 5.3.2.2. Compétition "positive" avec les anglais.................................................................................162 5.3.2.3. Limites des observations financées avec les fonds votés annuellement par l’Assemblée......163 5.3.2.4. Prédire et propager : naissance de l’Annuaire des marées.....................................................165 5.3.3. Présentation de la structure..............................................................................................................167 5.3.3.1. Sa mise en place.....................................................................................................................167 5.3.3.2. Son évolution..........................................................................................................................174 5.3.3.3. Les autres réseaux de mesures du niveau de la mer...............................................................176 5.3.4. Observatoires marégraphiques.........................................................................................................179 5.3.4.1. Automatisation des observations grâce à l’invention du marégraphe.....................................179 5.3.4.2. Pérennité des échelles de marée, la référence verticale..........................................................182 5.3.4.3. Les observateurs, garants de mesures précises.......................................................................182 5.3.4.4. Réglages en temps des appareils............................................................................................190 5.3.4.5. Principales erreurs liées aux mesures du MCM......................................................................192 5
Description: