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

Chapitre 8. Ondes en eau peu profonde
Les ondes commencent à « sentir le fond » et à
régler leur vitesse sur la bathymétrie locale lorsque la
profondeur de l'eau est inférieure à 1/4 de la distance
crête-crête entre des ondes successives en eau profonde.
Plus l'exhaussement croît, plus il agit sur la propagation
des ondes jusqu'à ce que, à des profondeurs inférieures
à 1/ la longueur des ondes, la propagation se trouve
entièrement sous l'influence du fond.
Lorsque l'onde passe en eau peu profonde, sa
vitesse de propagation subit deux modifications importantes.
Premièrement, elle se propage exactement à la
même vitesse que le groupe, tandis qu'en eau profonde,
sa vitesse est deux fois supérieure à celle du groupe.
Deuxièmement, la vitesse de l'onde est directement proportionnelle
à la racine carrée de la profondeur de l'eau,
alors qu'en eau profonde, sa vitesse est totalement indépendante
de la profondeur. De façon plus précise, en
eau profonde, la vitesse de l'onde Cd égale VgL/27r. , où
L est la longueur d'onde et g est l'accélération de la
pesanteur, alors qu'en eau peu profonde, C VgD,
où D est la profondeur totale d'eau sous l'onde. La
première modification fait qu'en eau peu profonde, il
est possible d'avancer sur une vague comme le font les
surfeurs. Dans ce cas, les ondes se comportent comme
une série d'ondes solitaires et indépendantes plutôt que
comme un groupe d'ondes étroitement liées à l'intérieur
d'un train. La deuxième modification cause l'important
phénomène de la réfraction : l'onde décrit une courbe
lorsque sa vitesse est modifiée par un facteur quelconque.
(De la même façon, les mirages et le miroitement
au-dessus du bitume chaud sont produits par la réfraction
d'« ondes » de lumière lorsque celles-ci traversent
des couches d'air de température différente. La
FIG. 8.1 Courbure apparente d'une rame causée par la réfraction de
la lumière qui passe de l'eau à l'air. La vitesse de la lumière s'accroît à
mesure que décroît la densité du milieu traversé; les rayons lumineux
qui émergent de l'eau se courbent donc vers la surface de la mer. La
projection de la trajectoire du rayon qui atteint les yeux de l'observateur
fait apparaître la rame courbée et légèrement plus petite qu'elle ne
l'est en réalité.
—129—
courbure se manifeste parce que la vitesse de la lumière
s'accroît lorsque l'air se réchauffe. De même, comme
l'illustre la figure 8.1, une rame dont l'extrémité dépasse
la surface de l'eau semble se courber.) Les ondes en eau
intermédiaire sont aussi réfractées par le fond, quoique
plus faiblement que les ondes en eau peu profonde.
Réfraction
La courbure des systèmes d'ondes en eau peu profonde
vient de ce que la vitesse des ondes dépend
directement de la profondeur. Si une partie de la crête
(ou du creux) d'une vague se trouve en eau plus profonde
qu'une partie adjacente de la même crête (ou
creux), la première se déplace plus rapidement et le front
de l'onde se courbe. La courbure se fait toujours de
façon que l'onde s'aligne davantage sur les courbes
bathymétriques (fig. 8.2). C'est la raison pour laquelle
FIG. 8.2 Réfraction des ondes océaniques arrivant près d'une côte.
La profondeur exprimée par les courbes bathymétriques (pointillées)
diminue en direction de la rive. Les crêtes d'onde (lignes continues) se
propagent selon la direction exprimée par les flèches ou « rayons ».
Les ondes convergent vers la crête sous-marine et la pointe de terre qui
lui est associée, A, et divergent vers l'extérieur, dans l'échancrure, B.
les vagues sur la plage sont toujours parallèles à la ligne
du rivage juste avant de déferler, même si elles s'approchaient
au départ dans une direction très oblique par
rapport à la plage. Le vieux dicton selon lequel « les
pointes de terre tirent les vagues » reflète le phénomène
de la réfraction qui tend à concentrer les vagues près des
caps mais à les étaler dans des baies. La réfraction
entraîne également la concentration des ondes au-dessus
des crêtes sous-marines et l'étalement au-dessus des