Histoire des mesures des marées au Canada

Le Canada compte plus de 100 000 milles (160 930 kilomètres) de littoral avec des régimes de marées assez particuliers. Apprenez-en plus sur les marées et les courants, et sur la façon dont le Canada a élaboré un système permettant de les mesurer.

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Importance des registres de marée

Les premières années des levés sur les marées et courants ont débuté dans les années 1930, 1940 et le début des années 1950. Elles ont connu moins de développement et de financement.

Avant la fin du 19e siècle, on avait accès à des enregistrements sur les marées dans divers ports majeurs. Ces enregistrements étaient utilisés pour obtenir des prédictions de marées dans d’autres ports à partir des différences observées. Halifax est l’un des rares endroits au Canada qui avait des enregistrements bien documentés disponibles pour la période de 1851 à 1852 et de 1860 à 1861.

Un nombre croissant de catastrophes maritimes dans le fleuve Saint-Laurent et le golfe du Saint-Laurent ont démontré :

  • la nécessité d'effectuer de nouveaux levés sur les marées et courants
  • l'importance de publier des tables des marées pour les eaux canadiennes

Cela a mené à la création d'un comité en 1884 pour recueillir ce type de renseignements. Le Canada a finalement autorisé des levés additionnels en 1890. Ces levés ont permis l’achat de 3 nouveaux instruments pour mesurer les marées appelés marégraphes, et le traitement des enregistrements disponibles.

Relevés systématiques de marée

W. Bell Dawson, a été nommé ingénieur-en-charge du levé sur les marées et courants en 1893. Cela a marqué le début des levés systématiques des marées et des courants au Canada et a ouvert la voie à :

  • la capacité de produire des prédictions de marées précises
  • une meilleure compréhension des caractéristiques des phénomènes liés aux marées au Canada

À la fin du 19e siècle, la station de surveillance des marées autonome et typique était équipée de 2 puits de tranquillisation. Ces derniers étaient bien ancrés le long du mur d’un quai ou d’un caisson. Les puits étaient construits de planches de bois. L’un d’eux renfermait le système de flotteur et de contrepoids pour le marégraphe. Le deuxième était utilisé pour la jauge visuelle.

Un abri était normalement construit par-dessus les puits sur lesquels étaient installés les instruments. Durant les mois d’hiver, il fallait chauffer l’installation à l’aide de lampes à l’huile ou d’un petit poêle. Souvent, cet équipement ne fonctionnait pas bien et produisait de la fumée et des taches qui recouvraient le mécanisme de l’horloge. Pour cette raison :

  • des nettoyages fréquents et des réparations occasionnelles devaient être effectués
  • les marégraphes devaient être surveillés constamment pour alimenter la source de chaleur et maintenir le mécanisme du marégraphe en fonctionnement

L’heure de l’horloge devait être ajustée une fois par semaine par l’entremise de messages télégraphiques.

Les stations de surveillance des marées permanentes nécessitaient également :

  • des visites régulières
  • un nivellement à l’aide d’un niveau à bulle entre le marégraphe et des points de référence annuels

Points de référence et éléments de référence

W. Bell Dawson croyait qu’il était important d’établir des points de référence et d’autres éléments de référence. Il installa des points de référence en :

  • installant de meilleurs indicateurs
  • mesurant l’altitude avec précision
  • recueillant des données sur les marées
  • documentant les résultats et en les publiant

Il a ensuite publié :

  • Tide Levels and Datum Planes in Eastern Canada, 1917
  • Tide Levels and Datum Planes on the Pacific Coast, 1923

W. Bell Dawson croyait également qu’il était nécessaire de recueillir des observations sur les marées de courte durée dans le plus grand nombre possible d’endroits. On pouvait ainsi faire des ajustements pour établir des prédictions de marées dans les ports secondaires. Les tables de marées de 1925 contenaient des données pour environ 350 ports secondaires. La présentation des enregistrements sur les marées et leur analyse prenaient beaucoup de temps. Ce travail était aussi coûteux avant l’arrivée des ordinateurs.

Les premières prédictions calculées pour un port canadien à partir des constantes harmoniques ont été celles de Halifax en 1891. Malgré le fait qu’elles furent publiées, la distribution des tables ne fut que limitée. On décida alors de distribuer les tables de marées sans frais directement aux almanachs de réputation dans l’espoir que cela en améliorerait la distribution.

Durant les années suivantes, les tables furent encore fournies aux almanachs, mais elles furent aussi distribuées directement aux journaux et aux compagnies maritimes. La première série de tables de marées imprimée pour le Ministère fut celle de Charlottetown, Pictou et St. Paul Island en 1898. La deuxième série, pour Victoria et Sands Head, fut publiée en 1901. Dès 1907, les tables de marées étaient imprimées en 2 volumes, un pour la côte Atlantique et un second pour la côte du Pacifique.

Relevés actuels

W. Bell Dawson effectua également des levés sur les courants. En 1894, il entreprit son premier levé sur les courants dans le détroit de Belle Isle et le détroit de Cabot. En 1895, il entreprit un levé dans l’embouchure de l’estuaire du Saint-Laurent entre Gaspé et Mingan. En 1896, il poursuivit ses levés dans le chenal entre l’île d’Anticosti et le détroit de Belle Isle.

Ces levés devaient d’abord recueillir de l’information le long des routes de navigation des navires à vapeur et des grands voiliers le long de la côte Atlantique. L’accent fut principalement mis sur l’obtention des mesures des courants de surface jusqu’à une profondeur de 18 pieds (5,5 m). Ces courants avaient un effet direct sur le mouvement des navires.

W. Bell Dawson a été en mesure de fournir des renseignements utiles aux communautés marines et scientifiques. Il s’est fondé sur ses 3 levés afin de déterminer :

  • des mesures directes des courants
  • d’autres propriétés physiques des eaux recueillies

Ses rapports décrivant les caractéristiques des courants furent corroborés par les connaissances locales des pêcheurs et des capitaines de navires sur les courants.

Niveaux d'eau

La mesure systématique du niveau d’eau des eaux intérieures des Grands Lacs et du cours supérieur du fleuve Saint-Laurent a joué un rôle économique important au Canada.

Des données obtenues d’échelles de niveau d’eau au canal de Beauharnois près de Montréal, malgré qu’elles ne sont pas continues, datent de 1845. Des lectures quotidiennes recueillies sur une base annuelle à partir d’échelles de niveau à l’Écluse no 1 du canal de Lachine ont débuté en 1856. Ces lectures étaient normalement prises par le maître-éclusier sous l’autorité du ministère des Canaux et des chemins de fer.

En 1906, le ministère des Travaux publics commença à enregistrer sur une base continue les niveaux d’eau dans les Grands Lacs à l’aide d’enregistreurs automatiques. Cet enregistrement appuyait le programme de nivellement du canal de navigation de la Baie Georgienne.

Des enregistreurs automatiques furent également installés dans :

  • le bas Saint-Laurent afin de soutenir le programme de nivellement du canal de navigation entre Montréal et Québec en 1912
  • sur le haut Saint-Laurent en 1915

Dès 1930, 19 enregistreurs automatiques étaient en fonctionnement dans les Grands Lacs. De plus, 25 enregistreurs automatiques étaient installés dans le fleuve Saint-Laurent. Tous, sauf 5, étaient en fonctionnement tout au long de l'année.

La première publication et distribution des bulletins mensuels et annuels des niveaux d’eau a eu lieu en 1925. La distribution de l’information sur les niveaux d’eau au public par l’entremise de communiqués de presse débuta en 1929. Les niveaux d’eau anormalement élevés des Grands Lacs en 1929 et 1945 précipitèrent l’intérêt du public pour les niveaux d’eau.

Modifications apportées à la collecte des données

Durant les années 1950 et 1960, des changements importants ont eu lieu dans l’installation d’enregistreurs dans les eaux intérieures. Tant la méthode de collecte de données que le traitement de ces données ont été modifiés. L’établissement du Niveau de référence international des Grands Lacs durant cette période contribua grandement à ces changements. Un seul niveau de référence verticale est maintenant utilisé pour tous les Grands Lacs et le système du fleuve Saint-Laurent.

En 1959, les enregistreurs sur bande à diagramme commencèrent à remplacer les unités Haskell. Au début des années 1960, des unités de télémétrie dédiées furent installés pour l’obtention de données en temps réel par certains utilisateurs spécifiques. Le traitement automatique des données fut également introduit. Les données numériques enregistrées sur bandes perforées pouvaient maintenant être transférées sur des cartes perforées et ensuite traitées à l’aide d’ordinateurs. La première publication des sommaires annuels des enregistreurs de niveaux d’eau compilés à partir des données obtenues des enregistrements numériques date de 1962.

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