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

HAUTEUR RELATIVE DE LA VAGUE, H V-E
7
6
5
4
3
I 111111 I 1111111 1 III
2
20 50 100 200 500 1000 2000
ob,
■.e.9
See
s , I 11111 I I 1111ii
NOMBRE DE VAGUES OBSERVÉES, N
Fio. 7.9 La probabilité d'obtenir des vagues extrêmes s'accroît avec
le nombre de vagues, N. Il existe une probabilité de 5 % que la plus
haute de 200 vagues successives soit supérieure à H = 5,8 -%/É, la
même probabilité pour qu'elle soit inférieure à H = 4,1 Nrg, et une
probabilité de 90 % qu'elle se situe entre les deux. (Tiré de Van Dom n
1974)
Enfin, la hauteur maximale probable des vagues
peut être déterminée à partir de la hauteur de la vague
significative par la formule suivante :
= b X Hib
où b varie entre 1,53 et 1,85. Comme dans le cas de la
discussion précédente, le choix de b dépend de la
période des vagues moyenne et de la longueur de l'enregistrement
des vagues (le nombre de vagues); les
valeurs les plus importantes s'appliquent à des milliers
de vagues.
Spectres des vagues
_
_
_
_
_
5000 10 000
Le concept du spectre de la vague offre une approche
différente et plus moderne de la description des
vagues de vent. Ce concept diffère de l'approche statistique
présentée plus haut en ce qu'elle décrit l'état de la
mer sous la forme d'un spectre d'énergies et de périodes
de vagues plutôt que de valeurs finies, telles la hauteur
et la période de la vague significative. Bien que son
application soit plus difficile, elle permet de mieux cornprendre
la nature de la formation et de la croissance des
vagues ainsi que la distribution de l'énergie entre les diverses
composantes des vagues. La méthode statistique
n'est pas pour autant dépassée. Au contraire, les chercheurs
qui s'intéressent à la prévision des vagues l'utilisent
encore pour déterminer la vague significative et les
propriétés qui lui sont reliées.
La figure 7.10 montre un spectre obtenu à partir
d'enregistrements de vagues effectués à bord du NGCC
Quadra près du mont sous-marin Cobb, à 500 km au
sud-ouest de l'île Vancouver. Il s'agit essentiellement
d'un graphe de l'énergie de la vague observée (hauteur2)
pour chaque fréquence de vague possible, f, où f,
—122—
100 4
rc
o
x
z a
I— 10
h 5
50-d
o
PÉRIODE DE LA VAGUE, T, en SECONDES (8)
6,7
2?
!".11 , 3
1.1/10
HMaX
Caractéristiques de la vague :
mètres
2,95
4,81
5,89
6,93
1-I- 111 11111[1111
J
I f r
0 0,05 0,10 0,15 0,20
FRÉQUENCE DE LA VAGUE, 1', en CYCLES per SECONDE
pieds
9,68
15,78
19,31
22,73
Fin. 7.10 Spectre d'une vague d'après des enregistrements de vagues
effectués au mont sous-marin Cobb, le 17 février 1973, à partir d'un
enregistreur placé sur la coque du NGCC Quadra. La période de
pointe est d'environ 13 s. D'autres caractéristiques des vagues sont
montrées dans le tableau.
l'inverse de la période de la vague, T, se mesure en
cycles par seconde. (Si 5 vagues équidistantes passent
par un point d'observation en 20 s, leur « fréquence »
est 1/2 d'une vague, ou « cycle », par seconde et leur
période est de 4 s.) La surface totale sous la courbe du
spectre est proportionnelle à l'énergie totale des vagues.
La forme de la courbe montre comment l'énergie est
répartie entre les diverses vagues périodiques de fréquence
(ou période) différente qui se sont combinées et
illustre donc l'état de la mer. Sauf pour des vitesses de
vent très faibles, des spectres comme celui de la figure
7.10 montrent un maximum bien défini et une période
de pointe correspondante, T deDoitite , où la concentration
d'énergie des vagues est la plus forte. Le nombre de
vagues d'un enregistrement donné peut être obtenue en
divisant la durée de l'enregistrement par la période de
pointe. Par exemple, l'enregistrement de 28 min reproduit
à la figure 7.10 avait une période de pointe de 13 s,
et portait donc sur 129 vagues environ.
Pour des vents de vitesse croissante, la concentration
principale d'énergie d'une vague dans le spectre se
déplace vers les fréquences les plus faibles (périodes les
plus faibles) et indique que l'énergie dans une mer en
croissance se transmet aux vagues de plus en plus
longues (fig. 7.11). Cette tendance est encore plus
marquée par l'accroissement, proportionnel à celui de la
vitesse du vent, de l'amplitude totale des fréquences (ou