OCÉAN ET MERS (Eaux marines)Mouvements

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Courants

Les courants généraux de l'océan mondial procèdent de deux moteurs essentiels : les différences de densité et l'action des vents. Les mouvements des eaux qui en résultent sont toujours modifiés par la force de Coriolis, issue de la rotation de la Terre et qui provoque une déviation du courant par rapport à la direction du vent vers la droite dans l'hémisphère Nord et vers la gauche dans l'hémisphère Sud (fig. 1).

Courants marins

Vidéo : Courants marins

Classification et fonction des courants marins.Les courants marins sont des déplacements à l'échelle planétaire des masses d'eau des mers et des océans.Les facteurs qui déterminent ces mouvements sont les vents et la différence de température et de densité des eaux, selon lesquels on... 

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Circulation océanique en surface

Dessin : Circulation océanique en surface

La circulation océanique en surface. Les principaux courants de surface sont mis en mouvement par les vents dominants, mais ils dépendent aussi de la configuration des continents et de la distribution de l'ensoleillement. 

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Différences de densité

Lorsqu'elles sont en grandes masses, les eaux de densités et de salinité différentes ne se mélangent pas ; si elles se trouvent en contact, la plus dense tend à passer au-dessous de celle dont la densité est moindre. Ces forces dites thermohalines (car liées à la température et à la salinité) jouent un rôle particulièrement important dans la formation des eaux profondes et de fond des océans ; celles-ci, qui sont évidemment les plus denses, ne se forment que dans les hautes latitudes, d'une part parce que les basses températures augmentent la densité, d'autre part parce que la formation de glace tend, sinon à augmenter la salinité, du moins à empêcher qu'elle ne soit trop abaissée par les précipitations. En réalité, ce mécanisme de formation des eaux profondes et de fond des océans ne se manifeste qu'en un petit nombre de zones privilégiées : la principale se trouve dans la mer de Weddell et, à un moindre degré, dans la mer de Ross, et l'on peut dire que les grands fonds du Pacifique et de l'océan Indien sont occupés essentiellement par des eaux qui proviennent de ces deux zones de l'océan Austral. Dans l'océan Atlantique également, l'eau d'origine antarctique occupe la majeure partie des grands fonds, surtout à l'ouest de la dorsale médiane. Toutefois, il y a aussi un écoulement épisodique d'eau d'origine arctique, à partir de la mer de Norvège, par-dessus le seuil qui barre transversalement l'Atlantique septentrional de la côte est du Groenland à l'extrémité nord de l'Écosse par l'Islande et les îles Féroé ; cette eau arctique profonde descend en latitude, en passant au-dessus de l'eau antarctique de fond, plus dense qu'elle, et se retrouve dans les couches subsuperficielles vers 600 sud où elle forme ce qu'on appelle l'« eau antarctique circumpolaire ». Sauf circonstances particulières (par exemple, les plongées hivernales d'origine convective, appelées par certains auteurs « cascading »), les mouvements de ces eaux profondes et de fond sont lents ou très lents : dans les eaux de fond de l'océan Pacifique, leur vitesse de déplacement paraît être de l'ordre de 0,03 centimètres par seconde (fig. 2).

Schéma de la circulation générale des courants océaniques

Dessin : Schéma de la circulation générale des courants océaniques

Les eaux profondes froides, qui se sont formées dans le nord de l'Atlantique nord, envahissent l'ensemble des bassins océaniques (océan Atlantique, océan Pacifique et océan Indien) en formant des courants profonds qui constituent la circulation thermohaline (en bleu). Ces eaux, qui se... 

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Action des vents

L'autre élément moteur essentiel des courants généraux réside dans les vents ; ceux-ci entraînent les molécules d'eau de surface, et le mouvement se transmet de proche en proche aux molécules situées plus profondément. Toutefois, ces courants engendrés par les vents se modifient en fonction de la profondeur. En effet, d'une part, le frottement diminue la vitesse du courant quand la profondeur croît ; d'autre part, la force de Coriolis dévie le courant de plus en plus au fur et à mesure que l'on s'enfonce ; il en résulte que la distribution des vitesses et des directions d'un courant de vent aux différentes profondeurs s'ordonne suivant une spirale dite d'Ekman (fig. 3). La profondeur D, dite profondeur de frottement, à laquelle il y a inversion de direction par rapport au courant de surface en même temps qu'annulation de la vitesse, est donnée par la formule : D = 7,6 W/√sin ϕ, où W est la vitesse du vent en m/s et ϕ la latitude. Le schéma de la spirale d'Ekman n'est valable que lorsque l'épaisseur de la couche d'eau est supérieure à la profondeur de frottement ; dans les aires côtières, la déviation du courant par rapport à la direction du vent est moindre.

Spirale d’Ekman

Dessin : Spirale d’Ekman

En surface, l'eau est mise en mouvement par les vents. Un courant océanique superficiel se crée, du fait de la force de Coriolis due à la rotation de la Terre, à 450 par rapport à la direction du vent (vers la droite dans l'hémisphère Nord, comme ici, vers la gauche dans l'hémisphère... 

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Les grands systèmes de courants engendrés par les vents dans l'océan planétaire dérivent directement des traits généraux de la circulation atmosphérique (fig. 4). Celle-ci est dominée par l'existence, aux latitudes moyennes des deux hémisphères, de zones anticycloniques autour desquelles s'organisent deux systèmes de vents d'ouest dominants. Aux hautes latitudes, ces vents soufflent de l'est ; aux latitudes assez basses, règnent les alizés qui soufflent du nord-est dans la zone tropicale de l'hémisphère Nord et du sud-est dans la zone tropicale de l'hémisphère Sud. Les deux zones intéressées par les alizés sont séparées par la zone dite des calmes équatoriaux, centrée non sur l'équateur géographique mais sur l'équateur thermique, légèrement décalé vers le nord par rapport au précédent. En gros, la circulation océanique est calquée sur la circulation atmosphérique et comporte, dans chaque moitié septentrionale et méridionale des deux grands océans étendus dans le sens des méridiens (Atlantique et Pacifique), un vaste circuit anticyclonique des eaux ; la force de Coriolis confère à ces circuits une certaine dissymétrie et les courants de direction générale méridienne sont plus puissants sur la rive occidentale des grands océans dans l'hémisphère Nord et sur la rive orientale dans l'hémisphère Sud (fig. 5).

Circulation atmosphérique

Dessin : Circulation atmosphérique

Le schéma de la circulation atmosphérique dans l'hémisphère Nord à basse altitude est conditionné par la présence aux latitudes moyennes d'un centre de haute pression (anticyclone) où règnent de forts vents d'ouest, tandis que les vents d'est dominent dans la stratosphère. L'air de... 

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Circulation de surface

Dessin : Circulation de surface

Schéma de la circulation de surface d'un grand océan 

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De part et d'autre de la zone des calmes équatoriaux, les alizés provoquent la formation de deux courants portant d'est en ouest, dits nord-équatorial et sud-équatorial, et qui alimentent en eau réchauffée par leur passage aux basses latitudes les portions occidentales des circuits anticycloniques en direction des moyennes et hautes latitudes : Kuroshio dans le Pacifique nord, courant est-australien dans le Pacifique sud, Gulf Stream et dérive qui le prolonge dans l'Atlantique nord, courant du Brésil dans l'Atlantique sud, courant des Aiguilles dans le sud de l'océan Indien. On notera, en passant, que certains de ces courants d'eaux assez chaudes viennent au contact, sur la rive occidentale des océans, de courants secondaires d'eaux froides qui tendent à plonger sous ces eaux tièdes, au niveau de la zone d'affrontement : ainsi en est-il du courant du Labrador par rapport au Gulf Stream et de l'Oyashio par rapport au Kuroshio.

Schéma de la circulation générale des courants océaniques

Dessin : Schéma de la circulation générale des courants océaniques

Les eaux profondes froides, qui se sont formées dans le nord de l'Atlantique nord, envahissent l'ensemble des bassins océaniques (océan Atlantique, océan Pacifique et océan Indien) en formant des courants profonds qui constituent la circulation thermohaline (en bleu). Ces eaux, qui se... 

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Les courants nord- et sud-équatorial sont alimentés, le long des rives orientales des océans, par des eaux venant des hautes latitudes, et de façon plus importante dans l'hémisphère Sud (courant du Pérou dans le Pacifique, courant de Benguela dans l'Atlantique) que dans l'hémisphère Nord (courant de Californie dans le Pacifique, courants des Canaries dans l'Atlantique). Les eaux de ces courants, qui descendent en latitude sur la rive orientale des océans, sont déviées vers le large par la force de Coriolis ; l'action de celle-ci, jointe aux effets de vents soufflant parallèlement à la côte et vers les basses latitudes, rejette vers le large les eaux de surface et provoque le soulèvement d'eaux in [...]

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Circulation océanique en surface

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  • : membre de l'Institut de France, commandeur de la Légion d'honneur, professeur émérite de l'université de la méditerranée Aix-Marseille-II

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Pour citer l’article

Jean-Marie PÉRÈS, « OCÉAN ET MERS (Eaux marines) - Mouvements », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ocean-et-mers-eaux-marines-mouvements/