Océanographie de la côte de la Colombie-Britannique - Pêches et ...

capables d'arrêter l'écoulement. Les vagues du navire,
générées du côté nord de la laisse de marée, redevinrent
lisses et ondulées et suivirent le navire normalement.
Moutons
La forme de la vague est déterminée par des facteurs,
tels le vent, les courants de surface et le degré
d'interférence entre les vagues. Si ces facteurs se combinent
pour rendre la vague instable, celle-ci se brise en essayant
de regagner sa stabilité. Des bulles d'air enfermées
dans les eaux turbulentes de la crête déferlante forment
la couronne d'écume appelée mouton. L'écume et
les bulles s'intègrent ensuite avec la surface physique de
l'eau au lieu de se déplacer avec la vague. Le pourcentage
de la surface de la mer (ou du lac) couverte par de
l'eau blanche issue de ce processus dépend énormément
de la course, de la durée et de la vitesse du vent de même
que de certaines conditions atmosphériques. Le rythme
auquel les bulles emprisonnées bouillonnent dépend de
la tension superficielle de l'eau. Comme la tension superficielle
peut être fortement modifiée par les substances
contenues dans l'eau, tels le sel, le pétrole ou les organismes
marins, la longévité d'une plaque d'eau
blanche peut varier d'une région à l'autre. Pour un état
de la mer et du vent identique, l'étendue du moutonnement
d'un lac d'eau douce est donc moins importante
que celle de l'océan salé.
Les observations en mer montrent qu'il n'existe
presque aucun mouton lorsque les vents ont des vitesses
inférieures à 3 m/s (6 kn) mais qu'un accroissement
abrupt du moutonnement se produit lorsque les vents
dépassent 6 m/s (12 kn). Selon une étude de Blanchard
(1963), le pourcentage de la surface de la mer couverte
par les moutons s'accroît proportionnellement au carré
de la vitesse du vent lorsque les vents sont supérieurs à 5
m /s (10 kn) (fig. 6.15). Pour des vents de 4 m/s (8 kn),
environ 0,5 % de la surface de la mer est couverte de
moutons, alors que, pour des vents de 10 m/s (20 kn),
cette superficie passe à environ 5 %. Une extrapolation
de la courbe de Blanchard montre qu'environ 100 % de
la surface de la mer est recouverte d'écume lorsque les
vents atteignent 50 m/s (100 kn). Par ailleurs, des études
portant sur des lacs donnent des résultats différents.
Ainsi, l'accroissement abrupt du moutonnement ne se
manifeste que lorsque les vents atteignent 8 m/ s (16 kn),
et lorsque les vents soufflent à moins de 7 m/s (14 kn),
moins de 0,1 % de la surface de l'eau est couverte de
moutons. De plus, le pourcentage de la surface du lac
couverte ne s'accroît pas avec la vitesse du vent aussi rapidement
que dans le cas de l'océan.
Fait à remarquer, les observations s'appliquent à
des eaux exposées et non à des régions plus abritées; la
vitesse du vent peut être assez importante pour causer
un fort pourcentage de moutonnement en haute mer,
mais ne générera qu'un faible moutonnement dans les
régions côtières plus abritées. La quantité de moutonnement
varie également selon la direction et la force de
l'écoulement de surface. À une vitesse de vent donnée,
le moutonnement est plus important qu'en moyenne si
les vagues vont à l'encontre de l'écoulement et moins
important si elles se propagent dans le même sens.
—104—
cu
°3 15
o
(i) g,
z (.)
1-
0
o 10
20
10
z
e 5
o
liF
(kn)
20 30 40
..4111111111 1__1
1111
o 20
5 10 15
VITESSE DU VENT (mis)
FIG. 6.15 Pourcentage de la surface de la mer couverte par les moutons
à différentes vitesses du vent. Les moutons commencent à se présenter
lorsque le vent atteint, à l'échelle de Beaufort, une force de 3,
ou 3 m/s (environ 6 kn), et s'accroît rapidement lorsque les vents sont
supérieurs à 6 m/s (12 kn). Pour des vents de 15 m/s, environ 10 % de
la surface de la mer est couverte de moutons. (Tiré de Blanchard 1963)
Dissipation des vagues
Parce que l'énergie totale des vagues dans l'océan
ne s'accroît pas avec le temps, l'énergie introduite dans
les ondes par l'entremise d'un mécanisme externe, tel le
vent, doit finalement se transformer à d'autres formes
de mouvement. Le déferlement des vagues, soit en mer
soit sur le rivage, est l'un des processus majeurs par lesquels
les vagues transmettent de leur énergie à leur environnement.
L'énergie des vagues se répand aussi dans
tout l'océan sous l'effet du frottement et par étalement
géométrique à mesure qu'un groupe de vagues s'étend.
Bien que l'énergie totale du groupe demeure inchangée,
l'accroissement de la surface de propagation entraîne
une diminution locale de l'énergie et de la hauteur des
vagues. Par le processus opposé à celui de la génération,
les vents amortissent rapidement les mers contraires à
cause de la résistance de frottement qui agit sur les
vagues. En outre, la pluie atténue les petites vagues dues
au vent en battant continuellement les crêtes montantes;
cela explique peut-être pourquoi les mers semblent
moins fortes après le début d'une averse.
Ondes de gravité internes
Il a surtout été question, jusqu'ici, des ondes de
gravité superficielles engendrées par le vent, vagues relativement
courtes qui se forment à la limite, ou
« interface », entre l'air et l'eau et dont la force de rétablissement
est l'attraction de la Terre. Tout comme ces
vagues se manifestent à la limite entre l'eau à plus forte