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Source http://notech.franceserv.com/oceanologie.html 

Vague et houle: la vie superficielle de l’océan est modelée par le vent. Les frottements de celui-ci sur l’eau vont créer des rides fugitives, puis des ondulations, des vaguelettes et enfin des vagues, allant (presque) dans le sens du vent qui les a créé.

LE FETCH

COMMENT LE VENT INTERVIENT-T-IL DANS LA FORMATION DES VAGUES ?
La longueur de Fetch, communément appelée Fetch est une distance horizontale au long de laquelle le vent qui souffle provoque la génération de rides, de clapots, puis de vagues.

Le Fetch est donc un facteur très important de la formation des vagues. Néanmoins, il est considéré que les distances supérieures à 1000 milles (environ 1850km) ne contribuent plus à la poursuite du développement du phénomène.
Lors du processus de la création des vagues, le vent est le seul apport d’énergie à la surface de l’eau. Le transfert d’énergie est obtenu par la déformation de la surface de l’eau et la contrainte exercée sur cette dernière.
La croissance des vagues dépend de plusieurs facteurs :

• La hauteur, la période et la direction des vagues existantes,
• L’angle entre la direction du vent et celles des vagues.
• Le ratio de la vitesse du vent à la vitesse de phase (on appelle «vitesse de phase » la vitesse de déplacement des crêtes des vagues).
• La durée de l’action du vent.
• La force et la fréquence des rafales contribuent également à la croissance des vagues.

La déformation de la surface de l’eau et le grossissement des vagues sont principalement dues à l’effet du vent, mais d’autres facteurs peuvent entrer en compte, tels que :

• Les courants marins,
• Les marées,
• Les interactions des vagues entre elles.

 

Mer du vent: système de vague qui se forme sur place sous l’action du vent actuel; l’importance des vagues dépend :

• Force du vent
• Durée de son action
• Fetch: distance sur laquelle le vent exerce son action sans rencontrer d’obstacle ou sans (trop) changer de direction
• A noter que l’irrégularité du vent en force et en direction fait que la mer du vent n’est jamais très homogène

Départ: Vagues fortement cambrées, célérité faible par rapport à celle du vent, puis progressivement:

• Hauteur augmente
• Longueur augmente
• Période augmente
• Vitesse augmente

La forme est optimale si le fetch est assez grand. On a une forme non optimale si le fetch est trop court. Le plus souvent plusieurs système de vagues se combinent, suite aux changement du vent. Dans une mer fermée, les vagues ne peuvent s’allonger correctement et elles sont courtes et abruptes.

Caractéristiques des vagues: Au passage de chaque ondulation les particules de liquides effectuent un mouvement orbital, les vagues ne correspondant pas à un mouvement horizontal de l’eau. On peut ressentir ce mouvement en bateau lorsque les vagues sont suffisamment importantes.

cambrure: hauteur sur longueur h/l; dés que la cambrure dépasse 1/7 la vague devient déferlante, i.e. déplacement d’eau dans le sens horizontal
train de vague: la forme de la vague se déplace suivant un mouvement périodique:
Période T: temps qui s’écoule entre le passage de deux crêtes successives en un point donné
Célérité c: distance parcourue par une vague en un temps donné; c=l/T

Prés de la terre: quand la profondeur de l’eau est inférieur à une demi longueur de vague, la vitesse et la longueur d’onde diminuent, seule la période reste constante; le mouvement des particules n’est plus circulaire, il décrit une ellipse qui s’aplatit progressivement jusqu’à devenir un mouvement de va et vient dans les toutes petites profondeurs. La vitesse ne dépend plus que de la profondeur, donc même vitesse pour toutes les houles en un même lieu peu profond. La hauteur des vagues augmente, jusqu’à déborder puis s’aplatir progressivement jusqu’au bord.

Sur la plage les vagues déferlent, sur une falaise les vagues s’y réfléchissent et se réfractent.

Systèmes de vagues: à la rencontre d’un obstacle les vagues pivotent progressivement, devenant parallèle aux lignes de niveau, donc au rivage; La houle est ainsi plus espacée dans les baies et concentrée sur les pointes. Dans le cas où la houle serait oblique par rapport à la cote, il y aurait création d’un courant côtier.

Houle: pulsation plus lente, plus ample, se propageant dans une direction très différente, parfois, du vent actuel, et semblant être douée d’une certaine autonomie. i.e. vagues sorties de leur aire génératrice, née d’un vent qui a pu souffler de très loin, mais ayant changé de direction ou allant moins vite que les vagues qu’il a généré.

• Energie très grande se dissipant très lentement
• Plus la longueur est grande, plus elles vont loin
• Peu à peu leur hauteur diminue, leur longueur augmente
• Les systèmes de vagues se conjuguent et se contrarient

Les obstacles rencontrés par la mer sont:

En elle même: houles croisées, vent contre-courant. Lorsque courant et vent sont opposés:

• Les vagues formées par le vent se trouvent freinées
• Leur longueur diminue
• Leur hauteur augmente
• Lorsque la cambrure devient excessive elles se brisent et déferlent
• Cela donne souvent une mer hachée et abrupte
• Conseil: passer bien au large des caps longés par les courants, lorsque vent et courants sont de sens contraire

Profils des fonds: si le fond remonte brusquement les vagues sont freinées, leur hauteur augmente, elles brisent et déferlent ; e.g. au bord des cotes, là où la remontée des fonds est brutale, les vagues déferlent toutes au même endroit. La barre peut s’établir sur une grande longueur (e.g. banc d’Argouin sur la cote occidentale de l’Afrique) ou bien être très localisée (e.g. accumulation de sédiments transportés par une riviére)

Ile ou roche: on a des phénomènes de réfraction, diffraction, interférence, analogue à ceux rencontrés en optique; e.g. une côte franche assimilable à un arc de cercle concave et accore, est sujet au phénomène de diffraction: la houle pivote allégrement, rendant agité le plan d’eau prés du musoir, et se dirige ensuite vers F, point de concentration; ceci est accompagné d’une dispersion d’énergie: la houle est brisée. Il en va naturellement tout autrement en pente douce.
La houle passant de part et d’autre d’une île se reforme derrière, l’interférence des deux houles créant souvent une mer confuse.

Cap: un cap accore fait que la houle pivote sur son extrémité comme sur un musoir
Si le cap est prolongé par des rochers +/- immergés la houle se casse, l’abri est bon
Si le fond est en pente douce autour de la pointe, il n’y a pas d’abri
Bosse ou pointe: une bosse ou une pointe sur le rivage est une lentille convergente, i.e. concentration d’énergie, donc éviter d’y mouiller

Vallée ou baie sur le rivage: une vallée ou une baie sur le rivage est une lentille divergente, i.e. zone plus calme qu’aux alentours

En étudiant les fonds on doit pouvoir prédire quelle sera l’état de la mer en tel ou tel point de la côte suivant la direction du vent.