*** KERGUELEN ***

Réponse… Enigme 119 – Les Vagues de Houle et le bord de plage…

     Tout le monde a observé ce phénomène sur les plages. Au large, la mer est relativement calme et en approchant la côte, les vagues se forment, montent de plus en plus hautes et se mettent à rouler, à déferler en arrivant près de la grève.

Pourquoi cela ?

Eh bien ce phénomène est dû tout simplement à la vitesse de déplacement de l'eau par faible profondeur.

Au large, seule la couche d'eau superficielle se déplace, emmenée par le vent et/ou les courants de surface. C'est donc une couche d'eau « libre » de friction qui se déplace sur le haut de la couche principale. Mais par faible profondeur, si on déplace la couche de surface, cette fois, celle-ci va aussi toucher le fond. Et en touchant le fond elle sera donc ralenti par celui-ci. Cela se traduit en mathématiques par un paramètre induit : la profondeur. La vitesse de déplacement variera en fait avec la racine carrée de la profondeur. Si on regarde en coupe une petite vague de houle insignifiante, eh bien le haut de sa crête et ses deux creux proches (devant et derrière elle), ne se déplaceront pas à la même vitesse. La crête ira plus vite que ses parties basses. Au fur et à mesure de l'approche de la côte la profondeur diminuant, cet élément, "différence de vitesse" va s'accentuer. A un moment donné, cette crête va devenir si haute et avancer si loin, par rapport à "ses pieds", qu'elle en devient instable. Elle finira par s'écrouler sur l'avant d'elle-même, c'est le déferlement*.

Au large, la différence entre le haut de la vague et son creux, en temps normal, est insignifiante.

Durant une tempête par contre, là où le vent accélérera la couche de surface, on retrouvera le déferlement dû encore une fois à la différence de vitesse entre le haut de la vague (poussée par le vent) et son creux (protégé lui, donc ne subissant pas la poussée du vent direct et freiné en plus, par la couche en dessous, immobile). Il y aura donc création d'une crête puis déferlement par atteinte d'un angle d'instabilité maxi (15°, 16°).

* Déferlement : des études poussées ont montré que c'est vers 15° - 16° d'angle que la crête déferle (s'écroule), curieusement, c'est aussi l'angle de décrochage limite d'une aile d'avion.

Conclusion : les fluides, quels qu'ils soient, ont donc cette limite géométrique de stabilité avant écroulement : 15°, 16°.

NB : On peut extrapoler ce phénomène aux fameux Tsunamis. Ils ont exactement le même comportement, même s'ils sont créés différemment : par des séismes sous-marins, et à plus grande échelle encore. Une légère intumescence du large engendrera une vague très haute aux abords des côtes, avec les conséquences meurtrières que l'on connaît.

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