QCM : Marées et formation de la houle — 33 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel scientifique a rattaché la théorie statique des marées au principe de la gravitation universelle ?

Pierre-Simon Laplace
Galilée
William Whewell
Isaac Newton

Isaac Newton

Explication

Isaac Newton a expliqué les marées par l’attraction gravitationnelle de la Lune et du Soleil sur les océans. Laplace est associé à une théorie dynamique, tandis que Whewell les décrit comme des ondes océaniques.

2. Quelle caractéristique distingue la théorie dynamique de Laplace de la théorie statique de Newton ?

Elle attribue les marées à l’action principale du vent
Elle considère les océans comme dépourvus de mouvements ondulatoires
Elle décrit le mouvement et l’évolution des marées
Elle compare les marées aux seules variations atmosphériques

Elle décrit le mouvement et l’évolution des marées

Explication

La théorie dynamique de Laplace analyse les marées comme un phénomène évolutif et sert de base aux développements ultérieurs. Elle ne se confond donc pas avec l’explication statique de Newton fondée sur l’attraction gravitationnelle.

3. Quelle définition décrit correctement la marée ?

Une oscillation de la surface marine principalement provoquée par le vent
Un déplacement des vagues provoqué par la circulation des courants
Une variation du niveau marin due à l’attraction de la Lune et du Soleil
Une variation de la température de l’eau liée au rayonnement solaire

Une variation du niveau marin due à l’attraction de la Lune et du Soleil

Explication

La marée correspond à une variation du niveau de la mer produite par les attractions gravitationnelles de la Lune et du Soleil. La houle, en revanche, est principalement engendrée par le vent.

4. Pourquoi la Lune exerce-t-elle l’effet de marée principal sur la Terre malgré une masse inférieure à celle du Soleil ?

Parce qu’elle possède une température de surface plus élevée
Parce qu’elle tourne plus lentement autour de la Terre
Parce qu’elle est beaucoup plus proche de la Terre
Parce qu’elle reçoit davantage de lumière solaire

Parce qu’elle est beaucoup plus proche de la Terre

Explication

L’effet de marée dépend fortement de la distance : la proximité de la Lune compense largement sa masse plus faible que celle du Soleil. La température, la vitesse de rotation et l’éclairement ne déterminent pas directement cet effet.

5. Quelle comparaison entre l’attraction gravitationnelle et la force centrifuge est correcte dans le phénomène des marées ?

L’attraction reste constante, tandis que la force centrifuge varie avec la distance
L’attraction varie avec la distance, tandis que la force centrifuge reste constante
Les deux forces varient de façon identique selon la distance à la Lune
Les deux forces restent constantes dans toutes les régions océaniques

L’attraction varie avec la distance, tandis que la force centrifuge reste constante

Explication

L’attraction gravitationnelle change d’intensité selon la distance aux corps célestes, alors que la force centrifuge est considérée comme constante. Cette différence contribue à la répartition des forces génératrices des marées.

6. Que produit une résultante des forces dirigée vers le centre de la Terre à la surface des océans ?

Une élévation de la surface correspondant à la pleine mer
Un abaissement de la surface correspondant à la basse mer
Une absence de variation correspondant à l’étale de marée
Une accélération horizontale correspondant à une houle océanique

Un abaissement de la surface correspondant à la basse mer

Explication

Une résultante orientée vers le centre terrestre abaisse la surface des océans et produit la basse mer. Une résultante dirigée vers le ciel élève au contraire la surface et produit la pleine mer.

7. Combien de pleines mers et de basses mers une marée semi-diurne présente-t-elle par jour ?

Une pleine mer et une basse mer, d’amplitudes identiques
Deux pleines mers et deux basses mers, d’amplitudes identiques
Une pleine mer et deux basses mers, d’amplitudes différentes
Deux pleines mers et deux basses mers, d’amplitudes différentes

Deux pleines mers et deux basses mers, d’amplitudes identiques

Explication

La marée semi-diurne comporte deux pleines mers et deux basses mers quotidiennes, avec des amplitudes identiques. Une différence d’amplitude caractérise la marée semi-diurne à inégalité diurne.

8. Quelle propriété caractérise une marée semi-diurne à inégalité diurne ?

Ses deux cycles quotidiens présentent des amplitudes identiques
Elle ne comporte qu’une pleine mer et une basse mer par jour
Ses deux cycles quotidiens présentent des amplitudes différentes
Elle combine plusieurs types de marées selon les saisons

Ses deux cycles quotidiens présentent des amplitudes différentes

Explication

Ce type de marée conserve deux pleines mers et deux basses mers par jour, mais leurs amplitudes diffèrent. Des amplitudes identiques correspondent à la marée semi-diurne régulière.

9. Quel rythme de variation caractérise une marée diurne ?

Deux pleines mers et deux basses mers par jour
Une pleine mer et deux basses mers par jour
Deux pleines mers et une basse mer par jour
Une pleine mer et une basse mer par jour

Une pleine mer et une basse mer par jour

Explication

La marée diurne comporte un cycle quotidien composé d’une pleine mer et d’une basse mer. Les marées semi-diurnes présentent deux cycles de pleine mer et de basse mer par jour.

10. Pourquoi la géométrie d’un bassin océanique influence-t-elle le type de marée observé ?

Elle favorise certaines composantes de l’onde de marée plutôt que d’autres
Elle supprime l’attraction gravitationnelle exercée par la Lune
Elle transforme directement la houle en courant permanent
Elle impose une amplitude identique à toutes les marées du bassin

Elle favorise certaines composantes de l’onde de marée plutôt que d’autres

Explication

La forme et les dimensions des océans favorisent le développement de certaines composantes de l’onde de marée, ce qui peut privilégier un type de marée. Elles ne suppriment pas l’attraction lunaire et n’imposent pas une amplitude universelle.

11. Quelle période correspond au flot dans le cycle de la marée ?

La phase durant laquelle le niveau d’eau descend
La différence entre les hauteurs de pleine et basse mer
La phase durant laquelle le niveau d’eau monte
L’intervalle où le niveau reste presque stable

La phase durant laquelle le niveau d’eau monte

Explication

Le flot désigne la marée montante, lorsque la hauteur d’eau augmente. Le jusant correspond à la phase descendante, et non à cette montée.

12. Comment appelle-t-on la période pendant laquelle la marée descend ?

L’étale, située près d’un maximum
Le flot, également appelé flux
Le jusant, également appelé reflux
Le marnage, mesuré entre deux niveaux

Le jusant, également appelé reflux

Explication

Le jusant est la période de baisse du niveau marin et porte aussi le nom de reflux. Le flot désigne au contraire la montée de la marée.

13. Comment calcule-t-on le marnage entre une pleine mer et une basse mer ?

M=h(PM)−h(BM)M = h(PM)-h(BM)
M=h(PM)+h(BM)M = h(PM)+h(BM)
M=h(PM)×h(BM)M = h(PM)\times h(BM)
M=h(BM)−h(PM)M = h(BM)-h(PM)

$$M = h(PM)-h(BM)$$

Explication

Le marnage est l’écart de hauteur entre la pleine mer et la basse mer, obtenu en soustrayant la hauteur de basse mer à celle de pleine mer. Une addition ou une multiplication ne représente pas cette différence de niveaux.

14. Pourquoi observe-t-on théoriquement deux pleines mers et deux basses mers par jour ?

La variation du vent déplace deux fois les océans chaque jour
La rotation terrestre fait passer deux régions de renflement devant un lieu
Le Soleil provoque quatre renflements répartis sur la Terre
La Lune produit un seul renflement qui reste face au même lieu

La rotation terrestre fait passer deux régions de renflement devant un lieu

Explication

La rotation de la Terre fait défiler un lieu sous les deux régions de renflement liées à l’attraction lunaire, ce qui produit deux pleines mers et deux basses mers. L’explication ne repose pas sur un renflement unique ni sur les vents.

15. Quelle configuration astronomique définit une syzygie ?

La disposition de ces trois astres selon un angle droit
La situation où les effets gravitationnels des astres se compensent
L’alignement de la Terre, de la Lune et du Soleil
La position de la Lune au premier ou au dernier quartier

L’alignement de la Terre, de la Lune et du Soleil

Explication

Une syzygie correspond à l’alignement de la Terre, de la Lune et du Soleil, lors de la nouvelle lune ou de la pleine lune. L’angle droit caractérise la quadrature, associée aux quartiers lunaires.

16. Quelle situation correspond à une quadrature ?

La Lune se trouve dans la phase de nouvelle lune
Les attractions gravitationnelles s’ajoutent pour accroître le marnage
La Terre, la Lune et le Soleil sont placés sur une même ligne
La Terre, la Lune et le Soleil forment un angle droit

La Terre, la Lune et le Soleil forment un angle droit

Explication

La quadrature est la configuration dans laquelle les trois astres forment un angle droit, au premier ou au dernier quartier. L’alignement et l’addition des effets gravitationnels caractérisent plutôt la syzygie et la vive-eau.

17. Que se passe-t-il lorsque la Terre, la Lune et le Soleil sont alignés ?

La marée devient stationnaire autour de la pleine mer
Les effets gravitationnels se compensent et produisent une morte-eau
Les effets gravitationnels s’ajoutent et produisent une vive-eau
Le marnage diminue malgré l’augmentation des attractions

Les effets gravitationnels s’ajoutent et produisent une vive-eau

Explication

L’alignement additionne les effets gravitationnels, augmente le marnage et provoque une vive-eau. La compensation des effets et la diminution du marnage correspondent à la configuration perpendiculaire.

18. Quel effet produit une configuration perpendiculaire des astres sur les marées ?

Elle additionne les effets gravitationnels et augmente le marnage
Elle compense les effets gravitationnels et diminue le marnage
Elle transforme la quadrature en alignement orbital
Elle décale le cycle des marées d’environ trente-six heures

Elle compense les effets gravitationnels et diminue le marnage

Explication

Lorsque les astres sont perpendiculaires, leurs effets gravitationnels se compensent davantage, le marnage diminue et une morte-eau apparaît. L’augmentation du marnage est liée à l’alignement, non à la quadrature.

19. Que représente le coefficient de marée calculé à Brest ?

Une hauteur d’eau égale à la différence entre pleine mer et basse mer
Une durée mesurant le retard entre la Lune et la marée observée
Une grandeur sans unité fondée sur le rapport du demi-marnage à l’unité de hauteur
Une valeur angulaire décrivant la position de la Lune par rapport au Soleil

Une grandeur sans unité fondée sur le rapport du demi-marnage à l’unité de hauteur

Explication

Le coefficient est une grandeur sans unité calculée comme le demi-marnage rapporté à l’unité de hauteur, puis multiplié par 100. Le marnage est en revanche une différence de hauteurs d’eau, donc une mesure de hauteur.

20. Quelle plage correspond aux valeurs réelles du coefficient de marée ?

De 70 à 120
De 20 à 120
De 45 à 95
De 21 à 119

De 21 à 119

Explication

Les coefficients réellement observés s’étendent de 21 à 119. L’intervalle de 20 à 120 est la plage théorique, qui inclut les limites idéales plutôt que les valeurs réelles.

21. Quelle différence permet de distinguer une surcôte d’une décôte ?

Une surcôte est prédite, tandis qu’une décôte est observée
Une surcôte concerne le courant, tandis qu’une décôte concerne le vent
Une surcôte est positive, tandis qu’une décôte est négative
Une surcôte est négative, tandis qu’une décôte est positive

Une surcôte est positive, tandis qu’une décôte est négative

Explication

Une surcôte correspond à une hauteur observée supérieure à la hauteur prédite, alors qu’une décôte traduit une différence négative. La confusion vient du signe : la décôte n’est pas une différence positive.

22. Quel dispositif permet d’enregistrer le niveau d’eau en un point fixe pendant une longue durée ?

Une perche lâchée transportée par le courant
Un traceur observé pendant son déplacement
Un capteur de pression installé en un point fixe
Un flotteur dérivant suivi depuis la côte

Un capteur de pression installé en un point fixe

Explication

Un capteur de pression enregistre les variations du niveau d’eau à un emplacement fixe sur de longues périodes. Les flotteurs, les perches et les traceurs servent plutôt à étudier le déplacement de l’eau.

23. Que met en évidence un ADCP lors de la mesure des courants dans la colonne d’eau ?

La variation du niveau d’eau, sans information sur la direction des courants
Le déplacement de flotteurs dérivants entre deux points de mesure
La différence entre hauteur observée et hauteur prédite pendant une tempête
L’alternance du flot et du jusant, avec des étales aux pleines et basses mers

L’alternance du flot et du jusant, avec des étales aux pleines et basses mers

Explication

L’ADCP mesure les courants sur toute la colonne d’eau et révèle l’alternance du flot et du jusant, ainsi que deux périodes de courant minimal aux étales. La mesure d’une différence entre hauteurs relève de l’étude des surcôtes et des décôtes.

24. Comment la loi des douzièmes répartit-elle la variation du niveau d’eau pendant six heures de marée ?

Selon 1/12, 2/12, 3/12, 3/12, 2/12 et 1/12
Selon six fractions identiques de 2/12 pendant toute la marée
Selon une progression régulière de 1/12 à 6/12
Selon 3/12, 3/12, 2/12, 2/12, 1/12 et 1/12

Selon 1/12, 2/12, 3/12, 3/12, 2/12 et 1/12

Explication

La loi des douzièmes utilise une répartition croissante puis décroissante, avec deux périodes centrales de 3/12. Elle ne correspond donc ni à six fractions identiques ni à une progression régulière.

25. Un marnage mesure 3,6 m3{,}6\ \text{m}. Quelle est la valeur d’un douzième de hauteur ?

3,0 m3{,}0\ \text{m}
0,6 m0{,}6\ \text{m}
1,2 m1{,}2\ \text{m}
0,3 m0{,}3\ \text{m}

$$0{,}3\ \text{m}$$

Explication

Un douzième de hauteur se calcule en divisant le marnage par 1212, soit 3,6/12=0,3 m3{,}6/12=0{,}3\ \text{m}. La valeur de 0,6 m0{,}6\ \text{m} correspondrait à deux douzièmes de ce marnage.

26. Pour une courbe type, quelle expression donne le facteur de hauteur à l’instant tt ?

f=h(PM)−h(BM)h(t)f=\frac{h(PM)-h(BM)}{h(t)}
f=h(t)−h(BM)marnagef=\frac{h(t)-h(BM)}{\text{marnage}}
f=marnageh(t)−h(BM)f=\frac{\text{marnage}}{h(t)-h(BM)}
f=h(t)−h(PM)dureˊe de la mareˊef=\frac{h(t)-h(PM)}{\text{durée de la marée}}

$$f=\frac{h(t)-h(BM)}{\text{marnage}}$$

Explication

Le facteur de hauteur compare la montée depuis la basse mer au marnage total, d’où f=h(t)−h(BM)marnagef=\frac{h(t)-h(BM)}{\text{marnage}}. La formule utilisant la basse mer au dénominateur ne représente pas cette normalisation.

27. Quelle caractéristique distingue la houle du clapot ?

La houle se déplace de façon désordonnée, tandis que le clapot forme des vagues parallèles
La houle apparaît près du rivage sous l’action des marées, tandis que le clapot vient du large
La houle vient du large sous forme de vagues organisées, tandis que le clapot est lié aux vents locaux
La houle est formée par les courants, tandis que le clapot résulte d’ondes presque identiques

La houle vient du large sous forme de vagues organisées, tandis que le clapot est lié aux vents locaux

Explication

La houle est un train d’ondulations parallèles et similaires qui se propage du large vers le rivage. Le clapot est associé à l’action des vents locaux, et non à une propagation régulière venue du large.

28. Quelle est la principale cause de formation des vagues et de la houle ?

Les courants, qui créent des ondulations régulières au large
La variation de profondeur, qui engendre les vagues en pleine mer
Le vent, qui transmet de l’énergie à la surface de l’eau
Les marées, qui soulèvent périodiquement la surface de l’océan

Le vent, qui transmet de l’énergie à la surface de l’eau

Explication

Le vent est la cause principale de la formation des vagues, en exerçant une action sur la surface de l’eau. Les marées modifient le niveau marin, mais elles ne sont pas à l’origine de la houle.

29. Quelle succession décrit correctement la formation et la propagation de la houle ?

Propagation depuis le rivage, création par les courants, organisation par les marées, disparition rapide
Friction de l’air, formation de rides, organisation par le vent, propagation puis extinction progressive
Friction de l’eau sur l’air, formation de rides, désorganisation par le vent, propagation accélérée
Formation de rides par les marées, amplification par le courant, arrêt immédiat après le vent

Friction de l’air, formation de rides, organisation par le vent, propagation puis extinction progressive

Explication

La houle se forme lorsque le vent frotte sur l’eau, crée des rides, puis organise ces rides avant leur propagation et leur extinction progressive. L’arrêt du vent ne provoque donc pas une disparition immédiate du train de houle.

30. Que représente la hauteur de houle HH ?

Le temps séparant deux crêtes lors de leur passage en un point
La distance horizontale entre deux crêtes successives
La vitesse moyenne de propagation des crêtes à la surface
La dénivellation verticale maximale entre une crête et un creux successif

La dénivellation verticale maximale entre une crête et un creux successif

Explication

La hauteur de houle mesure l’écart vertical maximal entre une crête et le creux qui lui succède. La longueur d’onde correspond, elle, à une distance horizontale entre deux crêtes.

31. Une houle présente deux crêtes successives séparées par 120 mètres. Quelle grandeur physique cette mesure indique-t-elle ?

La célérité moyenne de propagation
La période de passage des crêtes
La longueur d’onde de la houle
La hauteur verticale de la houle

La longueur d’onde de la houle

Explication

La distance séparant deux crêtes successives définit la longueur d’onde, ici égale à 120 mètres. La période serait exprimée comme un temps, tandis que la hauteur mesurerait une dénivellation verticale.

32. Comment calcule-t-on la cambrure d’une houle de hauteur HH et de longueur d’onde λ\lambda ?

H×λH \times \lambda
λH\frac{\lambda}{H}
H+λH + \lambda
Hλ\frac{H}{\lambda}

$$\frac{H}{\lambda}$$

Explication

La cambrure est définie comme le rapport de la hauteur sur la longueur d’onde, soit H/λH/\lambda. L’inversion du rapport ne correspond pas à la définition de cette grandeur.

33. À quel moment deux crêtes successives sont-elles séparées par la période TT ?

Lorsqu’elles passent successivement en un point fixe
Lorsqu’elles atteignent deux positions horizontales distinctes
Lorsqu’elles délimitent une dénivellation verticale maximale
Lorsqu’elles se propagent avec une vitesse moyenne donnée

Lorsqu’elles passent successivement en un point fixe

Explication

La période est le temps mesuré entre le passage de deux crêtes successives en un même point fixe. Une séparation entre positions correspond plutôt à une distance, comme la longueur d’onde.

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Qui rattache la théorie statique des marées à la gravitation universelle ?

Isaac Newton (1642-1727).

À quoi Isaac Newton attribue-t-il les marées ?

À l’attraction de la Lune et du Soleil sur les molécules des océans.

Qui développe une théorie dynamique des marées servant de base aux développements ultérieurs ?

Pierre-Simon Laplace (1749-1827).

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