• Caracteristiques

    CARACTERISTIQUES

     

    Les vagues sont des ondes, et comme toutes les ondes on peut les caractériser par :

    • la célérité : c’est la vitesse de la vague, noté c.
    • la longueur d’onde : c’est la distance entre deux crêtes successives, elle est notée lambda ou L.
    • la période : c’est l’écart temporel entre deux vagues, elle est notée P.
    • l’amplitude (aussi appelée hauteur de la vague) : c’est la distance verticale entre un creux et la crête suivante, noté h.

     

    Caracteristiques

     

    L’énergie d’une vague, c’est son énergie cinétique (représentée par la vitesse), plus son énergie potentielle. (L'énergie potentielle est une énergie qui a le potentiel de se transformer en une autre forme d'énergie).

     

                              Evague = Ecinétique + Epotentielle

     

    Les vagues sont d'autant plus rapides que leur longueur d'onde est grande, et, à longueur égale, les grosses vagues sont légèrement plus rapides que les petites vagues.

    En l'absence de vent qui les entretiennent ou les font grossir, les vagues s'éteignent progressivement (et d'autant plus vite que leur longueur d'onde est petite). C'est pour cela que les seules vagues qui arrivent à traverser les océans (même par temps calme) sont les houles longues, aux crêtes espacées de plusieurs centaines de mètres.

     

    Souvent à peine sensible en pleine mer, la houle s'amplifie au voisinage de la côte et lorsque la profondeur diminue (hauts-fonds).  Les vagues ralentissent et gonflent (leur hauteur augmente) par effet d'embouteillage. C’est le déferlement :

    Lorsque qu’une vague arrive sur les côtes, elle ne s'atténue pas. Quand le fond remonte en pente douce, à un certain moment, les mouvements circulaires des vagues ne pourront plus se former et ils deviendront des ellipses.

    En raison des frottements sur le fond et des efforts internes du fluide (mouvement contraint en elipse), sa célérité C va diminuer, et sa longueur d'onde aussi. La vitesse diminuant, c'est l'énergie cinétique qui va diminuer du même coup.

    Il faut alors rappeler un principe suivant : l'énergie de la vague est la somme de l’énergie cinétique et potentielle, et puisque l’énergie ne peut se perdre, elle va donc se transformer en énergie potentielle. Ici, l’énergie potentielle va faire augmenter l'amplitude. C'est le déferlement : la vague va au bout d'un moment s'affaler sous l'effet de la pesanteur.

    Voici le phénomène qui se produit et qui entraine le déferlement:

     Caracteristiques

    On distingue enfin des ondes longues et des ondes courtes :

    • Les ondes courtes

      Caracteristiques

    La houle est produite au large (profondeur supérieure à 4000m) La houle est une onde de longueur d'une centaine de mètres, elle est largement inférieur à la moitié de la profondeur, donc est considérée comme une onde courte. Les vagues ayant la longueur d'onde la plus grande se propagent le plus vite. 

    La vitesse de propagation des ondes en eau profonde est donnée par l'expression :

     

     

    • Les ondes longuesCaracteristiques

    Les ondes longues sont localisées près des côtes, en eau peu profonde. Les particules  d'eau se déplacent en suivant la forme d'une ellipse, contraint par la faible profondeur. Dans ce cas, l'onde est appelée onde longue.

    La vitesse de propagation des ondes en eau peu profonde est donnée par l'expression:

    Selon la théorie de Airy, les particules d'eau se déplacent en formant un cercle (ondes courtes) puis le mouvement des particules varie quand l’onde approche des côtes où la profondeur diminue, ce qui entraîne un écrasement des orbites circulaires, et en vient à former  une ellipse. Dans ce cas, la longueur d'onde est augmentée, ce qui crée un écart plus important entre deux ondes successives.

     

     

    Voici les termes descriptifs en fonction des hauteurs des vagues :

     

    Termes descriptifs

    Hauteurs

    petite houle

    vagues < 2 m

    houle modérée

    vagues 2 à 4 m

    grande houle

    vagues > 4 m

    Et voici l’échelle de Beaufort, indiquant l’état de la mer, associé à la vitesse du vent. La difficulté, en particulier aux moyennes latitudes et dans les zones tropicales soumises aux cyclones, c’est d'être capable d'extraire de l'énergie des houles moyennes, tout en résistant aux vagues de tempêtes, beaucoup plus puissantes.

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    Caracteristiques

     

     

    Récemment, une étude, publiée en décembre 2012 dans le Bulletin of American Meteorological Society, (équipe de l'Ifremer en collaboration avec des chercheurs de plusieurs organismes:Université du New Hampshire, NOAA, CLS, SHOM, Université des Açores et IPGP) a relevé un nouveau record des plus hautes vagues jamais mesurées en mer : la tempête Quirin, qui s’est abattue en février 2011 dans l'Atlantique nord, l’emporte avec des vagues de 20,1 m !

     

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