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

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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- -109— 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.
cc 0 o cc a. 0 5 m- 0 - 0 0- A 5 m- D Laisses de marées débris flottants Zone de Zone de Zone de convergence divergence convergence -Isotherme ---- r 11- 114N.. ...te..ett Moire Moire —Pellicule organique en surface Moire grisâtre Moire ridée Ruban bleu-vert Eau saumâtre Eau salée Ruban lisse Mouvements d'ondes —Y-internes près de la surface Moire grisâtre Moire ridée -.— 'Ruban froncé FIG. 6.25 Types de rubans de moires engendrés par des ondes de gravité internes situées à faible profondeur dans des eaux côtières. Pour simplifier l'illustration, les courants associés aux ondes convergent au-dessus des creux et divergent au-dessus des crêtes, bien qu'il n'en soit pas toujours ainsi. Les lignes représentent les profondeurs des isothermes ou lignes d'égale température (comparer avec la fig. 6.18). -110- «I>
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