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

Moires d'ondes internes
Les ondes de gravité internes qui se propagent à de
faibles profondeurs sont souvent visibles par l'effet de
leurs courants sur les eaux superficielles. De telles manifestations
en surface peuvent varier de forme, allant de
la distorsion du champ d'ondes en surface à des différences
dans la couleur de l'eau. Afin d'expliquer ce processus,
supposons simplement que les eaux de surface
convergent au-dessus des crêtes, que les vents sont légers
et que la forme des ondes ressemble à celles des ondes de
la figure 6.18. Des rubans de moires peuvent alors se
produire de l'une ou l'autre des façons suivantes : a) des
débris de surface flottants, tels des morceaux de bois,
des algues et des déchets, s'amoncellent dans des régions
où convergent l'écoulement de surface et créent une
série de « laisses de marées » (fig. 6.25A). Des bois
flottés, emprisonnés dans ces régions, s'alignent parallèlement
à la direction de la moire et avancent avec les
vagues. Les vaguelettes sont généralement absentes des
moires à cause de l'effet d'amortissement des débris; b)
surtout durant l'été, une mince pellicule huileuse de
matières organiques peut se former à la surface de la
mer. Lorsque cette pellicule se concentre au-dessus des
creux des vagues et qu'elle demeure cohésive, elle amortit
toute ride de surface et contribue à la formation de
séries de moires à aspect vitreux (fig. 6.25B).
Lorsqu'elles atteignent la bordure de la moire, les rides
disparaissent; c) dans des bassins alimentés par des
cours d'eau, tel le détroit de Géorgie, les eaux océaniques
plus profondes sont recouvertes d'une mince
couche d'eau grisâtre limoneuse. Vues des airs, les concentrations
d'eau limoneuse les plus fortes conservent
leur couleur gris terne, alors que la couche relativement
mince au-dessus des crêtes permet d'apercevoir l'eau
bleu-vert en profondeur (fig. 6.25C); d) les courants des
ondes de gravité internes modifient les longueurs
d'ondes et, de ce fait, les pentes des ondes plus courtes
de gravité de surface. Au-dessus des zones convergentes,
les longueurs d'ondes décroissent et la surface de la mer
devient encore plus agitée; au-dessus des zones de divergence,
les longueurs d'ondes s'accroissent et la mer
calmit (fig. 6.25D). De loin, cependant, ce n'est pas
l'agitation de la mer qui révèle les rubans de moires,
mais plutôt les quantités différentes de lumière réfléchies
à divers endroits. Par exemple, à la figure 6.26A,
la lumière du Soleil, réfléchie par les zones relativement
lisses de l'eau, arrive directement à l'observateur, alors
que seule une portion de la lumière diffuse réfléchie par
les rubans de moires moins lisses est perçue par l'observateur.
Lorsque le Soleil est situé derrière les rubans
(fig. 6.26B), le contraire se produit. Maintenant, c'est
donc la lumière diffuse en provenance des rubans de
moires ridés qui fait apparaître ceux-ci relativement
clairs. Les zones d'eau plus lisses reflètent peu de
lumière; elles semblent donc foncées. (Le phénomène
est, bien sûr, inversé si une pellicule organique a amorti
les ondes de surface dans le ruban de moire!)
Ondes produites par les navires
La marche d'un navire est entravée par de
nombreux facteurs, notamment les pressions dynami-
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FIG. 6.26 Relation entre l'orientation du Soleil par rapport à l'observateur
et la clarté relative des moires et des rubans adjacents. En (A),
la lumière est directement réfléchie vers l'observateur par les régions
lisses de la surface de la mer situées entre les moires; la même lumière,
diffuse, en provenance des vaguelettes irrégulières au-dessus des
moires, fait apparaître celles-ci foncées. En (B), la situation est inversée
: les moires apparaissent relativement claires parce que seule la
lumière diffuse est perçue par l'observateur.
ques des vents contre la superstructure, la force dynamique
des vagues contre la coque, la résistance de frottement
de l'eau sur les surfaces mouillées, les remous
turbulents produits par la coque de même que les ondes
engendrées par le navire qui, dans certaines conditions,
peuvent expliquer jusqu'à la moitié de la force de résistance
exercée sur le navire. Il est essentiel de caréner le
navire de façon que cette résistance productrice de
vagues demeure minimale.
Mises à part les considérations d'ordre pratique, il
est intéressant de s'attarder au phénomène des ondes engendrées
par les navires. L'une des caractéristiques les
plus visibles est la forme générale en V du sillage, toujours
la même, qu'elle soit produite par un canard ou
par un navire (fig. 6.27). L'écart entre les deux branches
du V dépend essentiellement de la vitesse et de la longueur
du navire, mais, pour divers types de navires se
déplaçant à vitesse constante en ligne droite, l'angle
intérieur formé par les deux bords antérieurs du sillage
(c'est-à-dire entre les deux bras du V) est toujours
d'environ 39°. Cet angle se rapproche de celui de 38°56'
prévu par Kelvin dans sa théorie des ondes engendrées
par les navires. Énoncée par Lord Kelvin en 1904, cette
théorie vaut pour un objet pointu ou un navire à faible
déplacement qui avance en eau calme (fig. 6.28).
Lorsque le trajet du navire est courbe, le sillage l'est
également et l'angle est moins bien défini. Comme dans
le cas du sous-marin de la figure 6.27, lorsque la longueur
du navire est importante par rapport aux longueurs
d'ondes maximales que peut produire sa coque à
une vitesse donnée, l'angle ne fait plus 39° (ce phénomène
s'exprime mathématiquement ainsi : L> >S2 1g,
où L est la longueur et S la vitesse du navire et g, l'accé-