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

un clapotis. Environ 1,7 h avant la renverse du jusant,
un groupe de 5 à 10 ondes est généré et est prêt à se
propager vers l'amont du chenal (fig. 6.23b). Lors de la
renverse du flot, le groupe d'ondes (dont les amplitudes
sont maximales le long de la limite entre la couche
saumâtre peu profonde et la couche plus profonde salée)
passe au-dessus du seuil et s'avance sous la forme d'une
barre d'eau interne qui se manifeste à la surface par une
série de moires (fig. 6.23c, d). De la même façon, un
groupe plus faible d'ondes de gravité internes peut
parfois se former du côté chenal du seuil lors du flot. De
telles ondes se propageront évidemment vers la mer lors
du jusant suivant.
En plus de l'interaction entre les courants de marée
et la topographie du fond, les ondes de gravité internes
seraient également générées par les vents, par les fluctuations
de la pression atmosphérique, par l'interaction
mutuelle des vagues dans la mer et par la houle. Dans les
régions côtières inondées par l'écoulement d'eau douce,
les navires à fort tirant d'eau, dont les coques sont
situées sous la couche supérieure saumâtre, peuvent engendrer
des ondes internes dans leur sillage. À moins
que le navire n'échappe à ces ondes, sa progression sera
fortement ralentie, car une partie de l'énergie produite
par son moteur sera utilisée pour créer le sillage.
Lorsque la vitesse du navire excède de façon appréciable
celle des ondes, celles-ci disparaissent. Ce phénomène de
l'« eau morte » a d'abord été étudié dans les fjords norvégiens
au début du siècle; il est cependant possible que
les Vikings en aient connu l'effet mille ans auparavant.
Des scientifiques du Centre de recherches pour la
défense — Pacifique à Esquimalt (Colombie-Britannique)
ont utilisé l'effet de l'eau morte pour étudier l'interaction
entre des ondes internes et des ondes superficielles
dans le cadre d'expériences dans l'inlet Bute. Un navire
de recherche de 4 m de tirant d'eau a engendré, en
marche arrière, des ondes de gravité internes dans la
couche supérieure saumâtre (fig. 6.24). L'expérience a
été tentée alors que le navire avançait à travers le champ
d'ondes. L'inlet Bute était intéressant dans ce cas-ci
parce qu'il ne présente aucun seuil peu profond et que
les ondes internes en sont absentes même pendant l'été,
époque où la structure de la densité serait favorable à
leur formation. Finalement, l'écroulement d'un sillage
sous-marin produit des ondes de gravité internes qui
rayonnent.
Dissipation de l'énergie
Les ondes de gravité internes perdent de l'énergie à
un rythme proportionnellement plus rapide que les
ondes de gravité superficielles à périodes comparables et
sont capables de se déplacer sur de longues distances
dans l'océan. Dans l'inlet Knight, des groupes d'ondes
internes engendrées près du cap Hoeya semblent s'être
complètement dissipées à 30 km en amont du chenal;
leur disparition est peut-être causée par leur incapacité
de traverser la partie sinueuse de l'inlet, située au nord
de la pointe Sallie. Des observations faites lors d'expériences
en laboratoire et dans les lacs et par des plongeurs
autonomes dans la chaude mer Méditerranée, à
l'aide de teintures pour suivre le mouvement de l'eau,
montrent qu'à l'intérieur du fluide, les ondes se trans-
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FIG. 6.24 Moires de surface dans la baie Orford, inlet Bute, associées
à un groupe d'ondes de gravité internes produites par un navire
(sillage interne), juillet 1972. Le RV Endeavour (tirant d'eau, 3,7 m;
longueur, 65 m), a engendré des ondes internes en faisant marche arrière
à toute vitesse le long d'une trajectoire fixée d'avance en réglant
la puissance de ses machines pour obtenir un effet d'eau morte maximal.
Le groupe d'ondes résultant, formé à l'interface d'une couche superficie
lle d'eau saumâtre épaisse de 4 m et d'eau salée sous-jacente, a
été observé lorsque le navire a traversé les ondes. (Tiré de Hughes et
Grant 1978)
forment en lames, puis s'effondrent en désordre
lorsqu'elles se brisent. Ce type de rupture d'ondes,
qu'on appelle l'instabilité (cisaillement) de Kelvin-
Helmholtz, se produit lorsqu'une variation assez importante
de la vitesse du courant en profondeur est capable
de rendre les ondes instables. Des ondes internes s'effondrent
également dans les régions intérieures de
l'océan, là où leur vitesse de propagation est égale à la
vitesse locale du courant (absorption critique de la
couche); dans ce cas, les ondes transmettent leur énergie
au courant moyen, qui s'accélère ensuite.
Comme pour les ondes de surface, les ondes
internes se brisent lorsqu'elles remontent un fond en
pente ou lorsque leur hauteur devient trop importante
pour supporter leur poids. De plus, les ondes internes
qui se propagent vers le bas et les fonds océaniques
seraient dispersées, donc dissipées par la topographie irrégulière
du fond. L'agitation turbulente ainsi créée
serait à l'origine du brassage efficace des eaux de fond.
Dans l'inlet Knight, l'énergie contenue dans les champs
d'ondes internes induits est plus que suffisante pour
expliquer l'intensité du brassage par turbulence. À
l'origine puissantes, les marées internes qui se propagent
vers la mer et sont engendrées au-dessus du seuil près de
Kelsey Bay dans le détroit de Johnstone (voir le chapitre
12) se dissiperaient à moins de 20 km de leur origine à
cause des effets de friction par turbulence. L'énergie
dissipée de ces ondes augmenterait ensuite les processus
de brassage par turbulence dans le chenal.