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

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VENT
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- DES VAGUES
FIG. 7.3 La façon dont les courants descendants, issus du principal
champ de vent, pourraient glisser le long de la face sous le vent de la
vague pour pousser la face au vent de la crête adjacente. Les vagues
s'accroissent en fonction de la force, de la persistance et de la fréquence
des courants descendants.
positions, il n'en demeure pas moins qu'une fois que les
vents commencent à transmettre de l'énergie à la mer,
c'est le transfert d'énergie entre les vagues par des interactions
vague-vague qui est fondamental pour la croissance
de vagues de vent de plus en plus hautes et longues.
Croissance des vagues de vent
Les rides se forment d'abord sur une surface
d'eau calme lorsque le vent atteint une vitesse seuil.
Celle-ci dépend du degré de contamination de la surface
et, dans une moindre mesure, de la stabilité verticale de
l'air. L'eau de mer est toujours fortement contaminée
par diverses matières organiques et inorganiques qui
tendent à accroître la tension de surface; par exemple, la
vitesse du vent doit être plus grande pour déformer la
surface de la mer (1-1,5 m/s ou 2-3 kn à 10 m au-dessus
de l'eau) que, par exemple, celle d'un lac de fonte glacière.
De plus, on attribue la formation de rides aux
variations de pression portées par le vent moyen plutôt
qu'à la résistance du vent.
Les ondes capillaires régies par les forces combinées
de la gravité et de la tension de surface forment toujours
les premières rides lorsque le vent se lève sur une eau
calme. Ces vaguelettes se propagent à la plus faible
vitesse possible (23 cm / s) et se présentent en un entrecroisement
formé de deux séries de crêtes de vagues qui
se déplacent à un angle de 70-80 0 par rapport à la
direction du vent (fig.7.4); les distances entre les crêtes
sont généralement d'environ 1,8 cm, et les périodes, de
0,073 s. À cause de leur faible hauteur, ces vaguelettes se
distinguent mieux lorsque la lumière du Soleil est réfléchie
par la surface de l'eau ou par leur réflexion
« dansante » sur un fond de faible profondeur. L'angle
considérable que forment la direction du vent et celle du
déplacement des crêtes vient de ce que les ondes capillaires
ne parviennent pas à se déplacer à la vitesse des
variations de pression. Au lieu de prendre l'allure du
vent, les vaguelettes s'avancent dans la direction où leur
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VENT
Vent = 1 m/s
Vitesse, C = 23 cm/s
L = 1,78 cm
FIG. 7.4 Configuration des rides au
moment où un vent de faible vitesse
commence à former les vagues. Deux
séries de vaguelettes à longue crête
s'entrecroisent et se déplacent à la
vitesse minimale de la vague (23 cm /s)
presque à angle droit par rapport au
vent. (D'après Van Dom n 1974)
vitesse correspond à celle de l'une des composantes vélocité
du vent. Il existe en fait deux de ces directions,
l'une à gauche et l'autre à droite de l'écoulement d'air
principal, le long desquelles les vagues reçoivent continuellement
de l'énergie transmise par les variations de
pression.
Si le vent tombe, les effets de frottement amortissent
les rides et les font disparaître rapidement; mais si le
vent augmente, les longueurs, les hauteurs, les périodes
ainsi que la vitesse de propagation des rides s'accroissent.
Tout cela s'accompagne d'une diminution de
l'angle de déplacement de la vague par rapport au vent,
jusqu'à ce que, pour des vents de 2-3 m/ s (4-6 kn), les
vaguelettes se déplacent à 30° par rapport au vent. Il en
est ainsi parce que la composante vélocité du vent, semblable
à la vitesse de propagation des vagues, est située
beaucoup plus près de la direction réelle du vent. À ce
stade, l'entrecroisement initial de séries de vaguelettes à
longue crête s'est déformé et a l'aspect d'un treillis (fig.
7.5) dans lequel des rides lisses apparaissent aux
intersections et se déplacent dans la direction du vent.
L'écoulement de l'air au-dessus de la vague n'est toujours
pas perturbé par les autres vagues; on dit alors que
la surface est « hydrodynamiquement lisse ».
Pour des vents dont la vitesse dépasse 3 m/ s (6 kn),
les ondes croissantes sont indépendantes de la tension de
surface et leur hauteur devient assez grande pour pertur-