Lire l'eau : les tidal datums et les termes de levé qui piègent les débutants

La vedette hydrographique tourne au ralenti au-dessus du chenal et la nouvelle recrue lit la profondeur sur l'écran : 8.2 metres. La carte scotchée sur la console indique 6.5. "La carte est fausse", annonce-t-il. Le chef de mission ne lève pas les yeux. "La carte est bonne. La carte est mesurée à partir du chart datum (zéro hydrographique). Vous mesurez l'eau sur laquelle vous flottez, et la marée est montée d'un mètre sept." Une version de cet échange se produit dans chaque nouvelle équipe de levé, à chaque quai de ravitaillement et sur chaque chantier qui installe une jetée en mer. Les mots relatifs au niveau de l'eau sont précis, et presque tous les problèmes viennent de la confusion sur le zéro à partir duquel un nombre est mesuré.

Le zéro est un choix

Un tidal datum (niveau de référence des marées) est une hauteur de référence définie en faisant la moyenne d'une phase de la marée sur un long enregistrement. Le chart datum est celui qui se trouve sous chaque profondeur sur une nautical chart (carte marine), et il est délibérément fixé bas, de sorte que la plupart du temps, l'eau qu'un marin trouve est supérieure à ce que la carte indique. Aux États-Unis, ce zéro est le MLLW, mean lower low water, une moyenne sous laquelle descendent environ la moitié des basses mers inférieures. De nombreux autres pays utilisent le LAT (plus basse mer astronomique), le niveau le plus bas que l'astronomie seule puisse produire, sous lequel la marée ne descend presque jamais sans l'aide de la météo.

Fixez le zéro bas et certaines marées descendent encore en dessous. C'est une minus tide, imprimée avec un signe moins dans le tide book (annuaire des marées) et accueillie avec joie par les pêcheurs de palourdes. Le sol qui se couvre et se découvre avec la marée est cartographié avec une drying height (hauteur d'assèchement), une hauteur au-dessus du chart datum plutôt qu'une profondeur en dessous, soulignée pour que personne ne la lise mal. Un rock awash (roche à fleur d'eau) se situe juste au niveau du zéro, perçant la surface à marée basse.

La famille des moyennes

Le chart datum a des parents, et ils sont faciles à confondre car leurs noms ont tous trois ou quatre lettres commençant par M. Le MHW fait la moyenne de chaque pleine mer, et dans de nombreux endroits, il fixe le trait de côte légal, de sorte que les avocats spécialisés en droit immobilier s'y intéressent autant que les marins. Le MHHW ne fait la moyenne que de la higher high water de chaque jour, ce qui compte sur les côtes avec une mixed tide (marée mixte), où les deux pleines mers quotidiennes diffèrent sensiblement. Cette différence est la diurnal inequality (inégalité diurne), et c'est pourquoi les plaisanciers de la côte ouest parlent de la low-low, la plus basse des deux basses mers de la journée. Le MSL (niveau moyen de la mer) est la moyenne de toutes les hauteurs horaires, et le MTL est simplement à mi-chemin entre la pleine mer moyenne et la basse mer moyenne.

Aucune de ces moyennes n'est rapide à calculer. Chacune est calculée sur une tidal datum epoch, une fenêtre fixe de 19 ans choisie pour couvrir le nodal cycle (cycle nodal), le lent vacillement de l'orbite de la Lune qui fait monter et descendre les marnages.

Ensuite, il y a le côté terrestre. Les ingénieurs et les géomètres travaillent en NAVD, le North American Vertical Datum, un système de référence géodésique qui n'a rien à voir avec les marées locales. Son zéro n'est ni le MSL ni le MLLW, et l'écart entre eux change d'un port à l'autre. L'erreur classique et coûteuse sur un chantier en bord de mer est un plan qui mélange les élévations NAVD avec les profondeurs MLLW sans le préciser. "Quel datum ?" est la première question qu'un vétéran pose à propos de n'importe quel chiffre sur un plan.

D'où viennent les chiffres

Tout cela repose sur un tide gauge (marégraphe), souvent installé dans une petite tide house au bout d'une jetée. Les marégraphes à flotteur et acoustiques se trouvent dans un stilling well (puits de tranquillisation) qui amortit les vagues. D'autres utilisent un bubbler (marégraphe à bulle) poussant du gaz à travers un orifice sous-marin, un pressure gauge (capteur de pression) immergé, ou un microwave radar sensor (capteur radar à micro-ondes) regardant vers la surface. De nombreuses stations enregistrent des six-minute data, et une flatline dans cet enregistrement signifie un capteur gelé ou à sec, pas une journée calme.

Le marégraphe enregistre par rapport à un station datum, un zéro arbitraire fixé en toute sécurité sous les plus basses eaux. Ce qui relie ce zéro au monde réel est un anneau de bench marks (repères de nivellement) sur terre, des brass caps (chevilles en laiton) estampillées fixées dans le béton ou la roche mère. Les géomètres effectuent un leveling (nivellement) depuis les repères jusqu'au marégraphe, en terminant par closing the loop (fermer le cheminement) sur le repère de départ pour voir quelle erreur s'est glissée. Un tide staff (échelle de marée) boulonné à la jetée permet une vérification visuelle rapide, et un staff shot, un ensemble de lectures de l'échelle enregistrées à côté du marégraphe, prouve que le marégraphe lit toujours correctement. Si une tempête emporte la jetée, les bench marks maintiennent les datums en vie.

Prédit contre observé

Une tidal prediction (prédiction de marée) est de l'astronomie pure : la marée construite à partir de chaque harmonic constituent (constante harmonique), dirigée dans la plupart des endroits par M2, l'onde lunaire principale. Des prédictions complètes sont publiées pour une reference station (station de référence) ; une subordinate station (station secondaire) voisine les emprunte avec des corrections de temps et de hauteur.

La mer ne lit pas les tables. Le niveau observé moins le niveau prédit est le residual (résidu), et c'est là que réside la météo. Le vent de mer et la basse pression accumulent une storm surge (onde de tempête). Le vent de terre éloigne l'eau dans un set-down, et un vent vraiment fort donne une blowout tide qui laisse les bateaux posés dans la vase au quai. Une king tide n'est pas du tout une tempête, juste une grande spring tide (marée de vive-eau) avec la Lune proche de la Terre, et elle est prédite à la minute près.

Sur le bateau de levé

Un hydrographic survey (levé hydrographique) est l'endroit où tout cela devient de l'arithmétique. Chaque sounding (sondage) que le bateau mesure est pris depuis une surface d'eau en mouvement, il a donc besoin d'une tide correction (correction de marée) pour le ramener au chart datum. Loin du marégraphe, l'équipage applique le tide zoning, divisant la zone en secteurs qui décalent chacun l'enregistrement du marégraphe en temps et en hauteur. Sur de nombreux chantiers, le marégraphe est complètement contourné : un ERS prend les hauteurs directement du positionnement par satellite RTK et les convertit en chart datum avec un separation model (modèle de séparation).

Viennent ensuite les propres corrections du bateau. Le static draft (tirant d'eau statique) est la profondeur à laquelle le transducteur se trouve au repos ; le squat (surenfoncement) est la profondeur supplémentaire à laquelle il navigue à la vitesse de levé ; le heave (pilonnement) est le balancement dû aux vagues. Un bar check ou une lead line (ligne de sonde) à main confirme que le sondeur correspond à la réalité. Des crosslines (profils transversaux) traversent les lignes principales comme vérification indépendante, et toute discordance entre les deux est un bust que quelqu'un doit expliquer avant que les données ne quittent le bateau.

Ce qui atteint finalement la carte est shoal-biased (biaisé vers les hauts-fonds) : partout où les profondeurs sont éclaircies, la moins profonde l'emporte, et au-dessus d'une épave ou d'une roche, la carte montre sa least depth (profondeur moindre). La carte a le droit d'être pessimiste. Elle n'a jamais le droit de promettre de l'eau qui n'est pas là.

Cinq mots à apprendre en premier

• Chart datum : le zéro sous chaque profondeur cartographiée, fixé bas délibérément.
• MLLW : le chart datum dans les eaux américaines, mean lower low water.
• Minus tide : une basse mer qui tombe en dessous de ce zéro.
• Residual : ce que la météo a fait à la marée prédite.
• Bust : deux mesures du même endroit qui ne concordent pas.

Et en cas de doute sur une hauteur ou une profondeur, posez d'abord la question du vétéran : "Quel datum ?"