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Vagues, houle et marées

Publié le 05/12/2018

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LA MER EN MOUVEMENT

 

L'eau de mer, qui couvre 361 millions de kilomètres carrés (71 % de la superficie de la Terre) pour un volume de 1 370 millions de kilomètres cubes, est un liquide. Elle en possède les propriétés, en particulier la mobilité et la capacité de répondre instantanément à des contraintes produites par des agents extérieurs. L'activité de ces agents s'exerçant constamment sur la surface de l'eau de mer, celle-ci n’est jamais absolument plane. Elle est agitée en permanence de mouvements oscillatoires plus ou moins réguliers comme la houle et les vagues ou plus périodiques comme les marées. Ces mouvements ne réalisent des transports d'eau qu'à des distances relativement faibles et, à ce titre, se distinguent des courants marins, mouvements permanents capables d'entraîner les particules liquides très loin de leur lieu d'origine.

La houle, les vagues, les marées désignent des états de la mer agitée par des forces extérieures.

 

Ces mouvements se propagent à la surface des eaux comme

 

un choc le long d'une corde.

 

Les océanographes rendent compte de ces mouvements en termes d'oscillations ou d'ondes périodiques.

Amplitude et longueur d'onde

 

La surface de l’eau, soumise à une contrainte, est déformée, de façon régulière, de part et d'autre d'un niveau moyen. Ce mouvement de la surface de l'eau, qui se soulève puis s'abaisse, forme une onde.

On distingue la crête (le sommet) et le creux (le bas) de l’onde.

 

La distance verticale entre la crête et le creux est l'amplitude.

 

La distance horizontale entre deux crêtes ou deux creux successifs est la longueur d'onde : cette distance dépasse rarement 300 mètres.

Cambrure et période

 

• Le rapport entre la hauteur et la longueur d'onde se nomme la cambrure. Le point qui est alternativement au sommet d'une crête et au fond d'un creux définit le « ventre » de l'onde.

Le temps que met une crête

 

à parcourir une distance égale à la longueur d'onde s'appelle la période.

 

La vitesse de propagation d'une crête de vague correspond au rapport de la longueur d'onde à la période. Pour les grandes vagues océaniques, la vitesse de propagation est proportionnelle à la période : plus les vagues sont espacées, plus elles voyagent vite. La période des vagues est de l'ordre de quelques secondes.

 

Les vagues de grande période - les vagues du Pacifique ont souvent une période de 15 secondes - se propagent plus rapidement que des vagues de courte période - les vagues de Méditerranée ont une période de l’ordre de 4 à 8 secondes.

 

Les vagues engendrées par les séismes sous-marins se propagent sur des milliers de kilomètres,

 

à une vitesse considérable qui peut approcher 100 kilomètres/heure.

LE VENT, LES VAGUES ET LA HOULE

Vagues et houle

La mer est constamment agitée de mouvements oscillatoires plus ou moins désordonnés appelés vagues de manière générale.

Lorsque ces vagues présentent un mouvement régulier, organisé et orienté, c'est la houle.

« M·iit:ltJ·tdiJU la profonde fosse de Capbreton Sa hauteur augmente par rapport LE MASCARET dans le ciel forment un angle droit avance jusqu'à proximité de la côte à la profondeur de l'eau qui diminue, - on parle alors de morte-eau - ; DtFINITION n' cARAcrtRISTIQUES d'Hossegor, permettant aux vagues ce qui la rend instable : la crête • Ce phénomène résulte de la il est maximal lors des syzygies, • Une vague est une onde mécanique d'atteindre la côte en conservant se déplace plus vite que le creux ; rencontre entre le flux de la marée c'est-à-dire quand la Lune et le Soleil agitant la surface de l'eau, générée toute leur puissance.

la vague perd son équilibre, montante et le courant d'un fleuve au sont en conjonction ou en opposition par l'énergie du vent et entretenue • Près du rivage, lorsque la houle elle s'écroule.

lit peu profond.

Le mascaret remonte - on parle alors de vive-eau.

par la pesanteur, qui se propage à approche de la plage, la diminution • Le type de déferlement est fonction ainsi la Seine sur 30 kilomètres, • Ce type de marée se trouve surtout la surface de contact entre l'eau et l'air.

de la profondeur de l'eau entraîne une de la pente de la plage ainsi que la Garonne sur 160 kilomètres sur les côtes de l'océan Atlantique, • Comme toute onde, elle se caractérise réduction de la longueur d'onde.

Si elle de la cambrure naturelle de la houle et l'Amazone sur 1 ooo kilomètres ! principalement en Europe par une longueur d'onde, une est importante, celle-ci peut entraîner la considérée : plus les fonds remontent Une vague de mascaret de 14 mètres et en Afrique.

amplitude, une période et une vitesse.

destruction totale ou partielle de la vague.

rapidement, plus la houle est freinée de hauteur a été enregistrée sur Les marées diurnes • Plus la longueur d'onde d'une vague • Les crêtes des vagues se rapprochent brutalement et plus la vague est le Mékong, en Chine.

• Elles ne comportent qu'une pleine est importante, plus sa vitesse est les unes des autres, elles s'exhaussent.

creuse ; si la remontée des fonds mer et une basse mer par jour.

grande.

Cette vitesse croît avec son Les particules les plus profondes étant est lente, l'énergie de la vague Ces marées ont des variations amplitude.

Cependant, lorsque la vague ralenties, le sommet se déplace plus se dissipe progressivement L'ORI�INE DE LA MARtE d'amplitude bien plus importantes atteint le rivage, son amplitude est vite que la base : la houle se courbe, et la vague est plate.

• La marée astronomique est une que la marée semi-diurne.

affectée par la nature du relief sous- la vague déferle sur le rivage.

• L'écroulement de la crête provoque manifestation de la loi de la gravitation • Le marnage est maximal lorsque marin et par la configuration du rivage.

une vague de translation qui peut universelle appliquée au système la Lune passe par les tropiques s'avancer loin sur le rivage.

formé par la Terre, le Soleil et la Lune.

et minimal lorsqu'elle passe dans LES TYPES DE VA�UES Le courant de retour qui vient heurter • La force génératrice de la marée le plan de l'équateur.

• Les vagues fortes ont une période les nouvelles vagues s'appelle le ressac.

est la résultante de deux forces : • Ce type de marée se rencontre moyenne de 20 secondes, Le déferlement peut aussi se produire la force d'attraction gravitationnelle surtout dans l'océan Pacifique.

des écartements pouvant atteindre à l'estuaire des fleuves par le choc exercée par un astre est proportionnelle Les autres types de marées 300 mètres et des vitesses des vagues contre le courant : on donne à sa masse et en raison inverse du carré de propagation supérieures à ce phénomène le nom de barre.

• Il existe des marées mixtes à 30 mètres/ seconde.

• Les vagues seront donc plus au moins • Les vagues de houle forcée peuvent de sa distance.

La force centrifuge, qui engendrent une inégalité dans • Les vagues de houle ordinaire, puissantes selon que la remontée également déferler au large, lorsque identique en tout point de la Terre, la durée des hautes et des basses mers.

est due au mouvement de notre On peut observer successivemen� plus rapprochées, ont une période du fond sera soudaine ou progressive.

leurs crêtes se brisent sous l'effet planète sur son orbite autour du centre d'environ 10 secondes pour • Les vagues transportent l'énergie de vents forts qui accentuent au cours de la lunaison, une marée de gravité du système Terre-Lune.

diurne -lorsque la Lune est au un écartement de 150 mètres transmise par le vent : une partie leur amplitude jusqu'au point Ces deux forces s'équilibrent au centre et une vitesse de 15 mètres/ seconde.

de celle-ci se dissipe dans les de rupture d'équilibre.

voisinage des tropiques -et une • Avec 7 secondes de période moyenne, moutonnements et autres turbulences de la Terre.

Si la Lune est au-dessus marée semi-diurne -lorsqu'elle est les vagues de vent marin, ont en cours de route, et la fraction résiduelle de l'horizon, c'est la force de gravitation au voisinage du plan de l'équateur.

un écartement de 75 mètres pour se dissipe dans les déferlements qui prime, sinon c'est la force • On rencontre ce type de marées une vitesse de 10 mètres/ seconde.

en bordure de côte et dans la friction centrifuge.

dans le Pacifique et dans les Antilles.

• Les vagues du littoral, à l'intérieur exercée par la vague sur le rivage.

LA MESURE DE LA MARtE L'USINE MARÉMOTRICE des baies, ont des périodes plus courtes, de l'ordre de 3 secondes, LE DtFERLEMENT • La mesure de la marée se fait DELA RANCE qui se traduisent par des écartements • Le déferlement se produit par rapport à un niveau de référence, de 15 mètres et des vitesses généralement près du rivage, le zéro hydrographique.

Ce niveau • Depuis longtemps, l'homme de 5 mètres/ seconde.

à l'endroit où les fonds remontent.

est constitué par le plan horizontal s'est préoccupé de réutiliser cette • Une vague déferle lorsque passant par la graduation zéro énergie que représen tent les marées.

sa courbure devient très accentuée.

DtFINmoN d'une échelle de marée.

Les premiers moulins à marées • La marée est la variation du niveau • Une échelle de marée consiste sont implantés en Bretagne de la mer due à l'action de la force en une mire graduée, en bois ou dès le Xlii' siècle.

LES TSUNAMIS de gravité exercée par la Lune en plastique, placée verticalement.

• En France, EDF a construit, et le Soleil.

Le niveau de l'eau est lu au centimètre dans les années 1960, une us/ne • Le tsunami - « vague déferlant • La durée de la marée comprend près.

L'observation par le biais d'une marémotrice destinée à produire dans un port », en japonais -est une montée Oe flot) et une descente échelle de marée nécessite la présence de l'électricité dans l'estuaire un train d'ondes généré par une (le jusant) du niveau de la mer.

d'un opérateur.

Elle ne permet donc de la Rance (Ille-et-Vilaine).

éruption volcanique sous-marine, pas une lecture en continu.

• Les vagues communiquent un séisme ou un glissement de UN PHtNOMlNE VARIABLE ·L'observation continue s'effectue aux corps flottants, au premier rang terrain en mer, qui parcourt l'océan • Le phénomène est extrêmement à l'aide d'un marégraphe analogique desquels les bateaux, des mouvements à des vitesses élevées.

Il consiste variable en amplitude et en périodicité, à flotteur, d'un marégraphe numérique complexes qui peuvent se décomposer en d'énormes vagues, qui atteignent dans le temps et dans l'espace.

à ultrasons, d'un marégraphe en un soulèvement au passage parfois jusqu'à 30 mètres de haut Ainsi, en un même lieu, des amplitudes à capteur de pression immergé des crêtes, une oscillation longitudinale près du rivage.

maximales (marées de vive-eau) ou de récepteurs GPS.

• Les violentes ondes de choc (tangage) et une oscillation transversale générées dans toutes les directions et des amplitudes minimales (marées LES DIFFhENTS TYPES DE MARtES (roulis).

par ces phénomènes sous-marins de morte-eau) se succèdent • L'estuaire de la Rance se situe n'engendrent, au large, qu'une vague au cours de l'année.

Les marées semi-diurnes dans une région où l'amplitude des L'EFFET DU FOND MARIN de faible amplitude (10 centimètres).

• L'amplitude maximale n'est d'ailleurs • L'attraction de la Lune en est la cause marées est parmi les plus importantes • Le fond marin a son importance Celle-ci parcourt plusieurs centaines pas la même en tout point du globe : principale.

Les marées semi-diurnes en France, jusqu'à 13,50 mètres lors dans la formation de la vague.

de kilomètres en une heure, passant elle atteint plus de 14 mètres dans sont constituées de deux pleines mers des marées de vive-eau des équinoxes.

À l'approche du rivage, la hauteur la baie du Mont-Saint-Michel et moins et de deux basses mers par jour Cette grande amplitude est accentuée d'eau diminuan� la houle « subit " sous les navires sans nécessairement de 1 mètre dans les Cara'Jbes.

lunaire, c'est-à-dire par période par le relief côtier.

La presqu11e du la remontée des fonds.

être ressentie ou repérée.

• La vitesse du flot est fonction de 24 heures et 45 minutes environ.

Cotentin fait obstacle à l'onde de • Avant d'atteindre les côtes, Lorsqu'elle atteint les eaux peu de la configuration de la côte.

Chaque jour, les marées sont donc marée qu i remonte la Manche, venant profondes d'une côte, elle est alors la houle rencontre au large le plateau freinée dans sa course par le rivage Elle sera plus décalées d'environ quarante-cinq de l'Atlantique : la ma rée « rebondit" continental qui diminue la rapidité ou le plateau continentral, et c'est grande quand minutes.

sur cet obstacle et s'en trouve et la puissance des vagues : les la côte est amplifiée.

La faible profondeur des particules d'eau situées en profondeur alors que l'eau s'accumule pour basse: dans fonds marins (moins de 35 mètres) sont freinées par le frottement former un véritable mur.

la région du accroit son amplitude.

sur le fond et vont donc moins vite • Ce phénomène est plus fréquent Mont-Saint- • En outre, l'estuaire de la Rance offre que celles situées en surface.

autour du Pacifique, en raison de la Michel, la un bassin de 22 kilomètres carrés, • Ce phénomène explique la puissance forte activité des plaques tectoniques.

vitesse du flot pouvant contenir jusqu'à 180 millions des vagues de Hawaii ainsi que celles • Ainsi, le séisme qui se produisit au varie de 10 à de mètres cubes d'eau, avec un débit d'Hossegor, Chili en 1960 provoqua l'effondrement 20 kilomètres/ en embouchure qui peut atteindre d'une zone de 20 000 kilomètres en France carrés au large de Concepci6n.

heure.

• La hauteur de ces marées, 18 000 mètres cubes d'eau par seconde, (Landes), • À marée descendante, les courants c'est-à-dire la différence entre hautes soit dix fois le débit du Rhône.

deux hauts Celui-ci engendra un tsunami qui de marée favorisent l'écoulement et basses mers, appelée marnage, • L'usine est constituée d'une digue ravagea les villes côtières de Hawaii, à des fleuves ; à marée montante, varie peu entre deux pleines mers de 390 mètres de longueur 11 000 kilomètres de distance.

Six heures plus tard, le même ils le contrarient.

Dans les estuaires et deux basses mers consécutives.

et 33 mètres de large, abritant tsunami fit plusieurs centaines importants, le courant de marée Le marnage dépend de la configuration vingt-qua tre turbines, qui produisent de morts sur les côtes nord du Japon, montante est précédé par une longue Lune-Soleil : il est minimal lors de l'électricité dont le coût du kWh situées à 17 000 kilomètres.

vague déferlante qui remonte le fleuve, des quadratures, c'est-à-dire quand est inférieur à celui produit par appelée mascaret.

la position de la Lune et celle du Soleil le nucléaire (0,27 euros contre 0,30).. »

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