Caractéristiques générales
La marée de l'estuaire du Saint-Laurent est de type semi-diurne : le niveau de l'eau connaît généralement deux pleines mers et deux basses mers au cours d'une journée lunaire. L'onde de marée naît dans l'océan Atlantique, entre dans le golfe du Saint-Laurent, puis se propage vers l'amont dans l'estuaire, où elle interagit avec le débit d'eau douce provenant des Grands Lacs et des tributaires du fleuve.
L'estuaire est habituellement divisé en trois tronçons, qui présentent des comportements de marée distincts :
- l'estuaire maritime, de Pointe-des-Monts à l'embouchure du Saguenay, aux eaux salées et profondes ;
- l'estuaire moyen, de l'embouchure du Saguenay à l'île d'Orléans, zone de mélange des eaux douces et salées ;
- l'estuaire fluvial, de l'île d'Orléans jusqu'au secteur de Trois-Rivières, où l'eau est douce mais toujours soumise à la marée.
Le marnage, soit la différence de hauteur entre la pleine mer et la basse mer consécutives, constitue la principale mesure de l'amplitude de la marée. Il varie selon les secteurs, le cycle lunaire, le débit du fleuve et les conditions météorologiques.
Propagation et amplification
Le trait le plus remarquable des marées du Saint-Laurent est l'amplification progressive de l'onde à mesure qu'elle remonte vers l'amont. À l'inverse de nombreux estuaires où la marée s'atténue rapidement, le Saint-Laurent concentre l'énergie de l'onde dans un chenal qui se rétrécit et devient moins profond.
Des travaux publiés dans la revue Géographie physique et Quaternaire font état d'un marnage d'environ 4,2 m à l'embouchure de l'estuaire et pouvant atteindre 7,5 m vers la tête de l'estuaire. Un rapport technique déposé au Bureau d'audiences publiques sur l'environnement (BAPE) décrit une amplification marquée entre Rivière-du-Loup et Portneuf, ainsi qu'un marnage moyen de 4,4 m à Québec.
| Secteur | Marnage signalé |
|---|---|
| Embouchure de l'estuaire | environ 4,2 m |
| Québec (moyenne) | 4,4 m |
| Vers la tête de l'estuaire (maximum signalé) | jusqu'à 7,5 m |
En amont de Québec, le frottement sur le fond et l'opposition du débit fluvial finissent par dissiper l'onde. Son influence diminue graduellement dans l'estuaire fluvial et s'éteint dans le secteur de Trois-Rivières, à la hauteur du lac Saint-Pierre, à une distance considérable de la mer.
Asymétrie de la marée à Québec
Dans la région de Québec, la géométrie du fleuve modifie la forme de l'onde. Le rétrécissement du chenal et la diminution de sa profondeur produisent une marée asymétrique : la montée de l'eau est plus rapide que sa descente.
Selon les conditions moyennes rapportées dans un document du BAPE portant sur l'estuaire fluvial :
- le flot (marée montante) dure environ 4,5 à 5,5 heures ;
- le jusant (marée descendante) dure de 7,5 à 8,3 heures.
Cette asymétrie résulte de la déformation de l'onde en eau peu profonde : la crête de l'onde se propage plus vite que son creux, ce qui raccourcit la phase montante. Le débit d'eau douce du fleuve, qui s'écoule vers l'aval, prolonge par ailleurs la phase descendante.
L'asymétrie a des effets concrets sur la dynamique des courants, sur le transport des sédiments et sur l'exondation des battures. Elle influe aussi sur la planification de la navigation commerciale et des activités riveraines dans la région de la Capitale-Nationale et de Chaudière-Appalaches.
Cycles et variations
Au cycle semi-diurne se superpose l'alternance des vives-eaux et des mortes-eaux, liée aux positions relatives de la Lune et du Soleil. Les vives-eaux, au moment de la nouvelle lune et de la pleine lune, présentent les marnages les plus grands ; les mortes-eaux, aux quartiers de lune, présentent les plus faibles.
Une étude publiée en 2016 dans Le Naturaliste canadien a examiné la croyance populaire selon laquelle les marées d'équinoxe seraient les plus hautes de l'année. Elle conclut que, statistiquement, les plus grands marnages se situent autour des équinoxes dans l'estuaire maritime, mais que les niveaux d'eau les plus élevés n'y surviennent pas nécessairement à ce moment. L'étude insiste sur la distinction entre l'amplitude de la marée, d'origine astronomique, et le niveau d'eau total, qui dépend aussi de facteurs météorologiques tels que les surcotes associées aux tempêtes.
Le niveau observé peut donc s'écarter sensiblement des prédictions astronomiques sous l'effet :
- des variations saisonnières du débit fluvial, notamment lors de la crue printanière ;
- de la pression atmosphérique et des vents persistants ;
- de la présence de glace en hiver.
La coïncidence d'une forte marée de vives-eaux et d'une surcote de tempête constitue un facteur de risque reconnu de submersion pour les littoraux de l'estuaire.
Courants de marée
Dans une grande partie de l'estuaire, la circulation de l'eau est dominée par les courants de marée et par le débit du fleuve. Les courants alternent entre une phase dirigée vers l'amont, pendant le flot, et une phase dirigée vers l'aval, pendant le jusant. Dans l'estuaire fluvial, où le débit d'eau douce est important, le courant de jusant tend à dominer.
Le Service hydrographique du Canada, rattaché à Pêches et Océans Canada, publie l'Atlas des courants de marée du Canada consacré à l'estuaire du Saint-Laurent, du cap de Bon-Désir jusqu'à Trois-Rivières. L'atlas représente les courants de surface heure par heure par rapport à la pleine mer d'une station de référence, pour des conditions estivales types. Sa présentation ne tient pas compte des courants engendrés par le vent. Une édition numérique a été diffusée en 2022, et les données de courants de surface sont également accessibles par l'intermédiaire de l'Observatoire global du Saint-Laurent.
Ces courants jouent un rôle déterminant dans le mélange des eaux douces et salées, dans le transport des sédiments en suspension et dans la sécurité de la navigation. Le fleuve est une voie maritime majeure, où le pilotage obligatoire des navires tient compte du régime des marées.
Mesure et prédiction
Les hauteurs de marée sont mesurées et prédites à des stations de niveau d'eau réparties le long de l'estuaire. Chaque station possède sa propre référence verticale, généralement le zéro des cartes marines. Les hauteurs publiées ne correspondent donc pas à une valeur uniforme valable partout dans l'estuaire : elles doivent être interprétées par rapport à la station concernée.
Le Service hydrographique du Canada publie pour ces stations des prédictions de marée, des observations en temps réel et des prévisions de niveau d'eau. La station de Saint-Laurent-de-l'Île-d'Orléans (numéro 03110) sert de référence pour la région de Québec. Ces données sont diffusées dans les tables des marées, sur le site officiel des marées du gouvernement du Canada et par des services Web destinés aux utilisateurs spécialisés.
Les prédictions reposent sur l'analyse harmonique de longues séries d'observations, qui décompose la marée en constituantes astronomiques. Dans l'estuaire fluvial, la forte influence du débit d'eau douce complique toutefois la prédiction, ce qui justifie le recours à des prévisions intégrant les conditions hydrologiques.
Effets sur le milieu et le territoire
Le régime des marées façonne profondément les rives de l'estuaire. L'importance du marnage expose à chaque basse mer de vastes estrans, appelés localement battures, constitués de vasières, de platiers rocheux et de marais littoraux. La dynamique sédimentaire de ces littoraux, étudiée notamment dans Géographie physique et Quaternaire, dépend de l'action combinée des marées, des vagues, des glaces et du débit fluvial.
Dans l'estuaire fluvial et l'estuaire moyen, les marais à scirpe des rives de la Côte-de-Beaupré, de l'île d'Orléans et de la Côte-du-Sud se développent dans la zone de balancement des marées. Ces milieux constituent des haltes migratoires importantes, notamment pour la Grande Oie des neiges, au cap Tourmente.
La marée a également marqué l'occupation humaine du territoire. Les fermes riveraines ont longtemps exploité les battures pour le pâturage, et des pêches à fascines ont tiré parti du va-et-vient des eaux. Les installations portuaires, les quais et les ouvrages de protection des berges sont conçus en fonction de l'amplitude locale de la marée, et les activités nautiques et de cueillette sur l'estran sont réglées sur les heures de basse mer.