Introduction à l’océanographie

La plupart des vagues abordées dans la section précédente faisaient référence aux vagues d’eau profonde en pleine mer. Mais que se passe-t-il lorsque ces vagues se déplacent vers le rivage et rencontrent des eaux peu profondes ? Rappelez-vous qu’en eau profonde, la vitesse d’une vague dépend de sa longueur d’onde, mais qu’en eau peu profonde, la vitesse des vagues dépend de la profondeur (section 10.1). Lorsque les vagues s’approchent du rivage, elles  » touchent le fond  » à une profondeur égale à la moitié de leur longueur d’onde ; en d’autres termes, lorsque la profondeur de l’eau est égale à la profondeur de la base de la vague (figure 10.3.1). À ce stade, leur comportement commencera à être influencé par le fond.

Lorsque la vague touche le fond, la friction entraîne un ralentissement de la vague. Lorsqu’une vague ralentit, celle qui est derrière la rattrape, ce qui diminue la longueur d’onde. Cependant, la vague contient toujours la même quantité d’énergie, de sorte que si la longueur d’onde diminue, la hauteur de la vague augmente. Finalement, la hauteur de la vague dépasse 1/7 de la longueur d’onde, et la vague devient instable et forme un déferlement. Souvent, les déferlantes commencent à s’incurver vers l’avant lorsqu’elles se brisent. Cela s’explique par le fait que le bas de la vague commence à ralentir avant le haut de la vague, car il s’agit de la première partie à rencontrer le fond de la mer. Ainsi, la crête de la vague prend « de l’avance » sur le reste de la vague, mais n’a pas d’eau en dessous d’elle pour la soutenir (figure 10.3.1).

Il existe trois principaux types de déferlantes : déversantes, plongeantes et déferlantes. Ceux-ci sont liés à la raideur du fond, et à la rapidité avec laquelle la vague va ralentir et son énergie va se dissiper.

• Les déferlantes déversantes se forment sur des plages en pente douce ou plus plates, où l’énergie de la vague se dissipe progressivement. La vague augmente lentement en hauteur, puis s’effondre lentement sur elle-même (figure 10.3.2). Pour les surfeurs, ces vagues offrent une promenade plus longue, mais elles sont moins excitantes.

• Les déferlantes plongeantes se forment sur des rivages à pente plus raide, où il y a un ralentissement soudain de la vague et où la vague prend de la hauteur très rapidement. La crête dépasse le reste de la vague, s’enroule vers l’avant et se brise avec une perte d’énergie soudaine (figure 10.3.3). Ce sont les vagues « pipeline » que les surfeurs recherchent.

• Des déferlantes déferlantes se forment sur les côtes les plus raides. L’énergie de la vague est comprimée très soudainement juste au niveau du rivage, et la vague déferle directement sur la plage (figure 10.3.4). Ces vagues offrent une promenade trop courte (et potentiellement douloureuse) pour que les surfeurs puissent en profiter.

Réfraction des ondes

La houle peut être générée n’importe où dans l’océan et peut donc arriver sur une plage depuis presque n’importe quelle direction. Mais si vous vous êtes déjà tenu sur le rivage, vous avez probablement remarqué que les vagues s’approchent généralement du rivage un peu parallèlement à la côte. Cela est dû à la réfraction des vagues. Si un front de vague s’approche du rivage en formant un angle, l’extrémité du front de vague la plus proche du rivage touchera le fond avant le reste de la vague. La partie la moins profonde de la vague ralentit donc en premier, tandis que le reste de la vague, qui se trouve encore en eau plus profonde, continue à sa vitesse normale. Au fur et à mesure que le front de la vague rencontre des eaux moins profondes et ralentit, la police de la vague se réfracte et les vagues ont tendance à s’aligner presque parallèlement au rivage (elles sont réfractées vers la région où la vitesse est plus lente). Comme nous le verrons dans la section 13.2, le fait que les vagues n’arrivent pas parfaitement parallèles à la plage provoque des courants et un transport littoral qui s’étendent parallèlement au rivage.

La réfraction peut également expliquer pourquoi les vagues ont tendance à être plus grandes au large des pointes et des promontoires, et plus petites dans les baies. Un front de vague qui s’approche du rivage touchera le fond au large de la pointe avant de toucher le fond dans une baie. Une fois encore, la partie la moins profonde du front de la vague ralentit et entraîne la réfraction du reste du front de la vague vers la région la plus lente (la pointe). Toute l’énergie initiale de la vague est maintenant concentrée dans une zone relativement petite au large du point, créant ainsi de grandes vagues à haute énergie (figure 10.3.6). Dans la baie, la réfraction a fait en sorte que les fronts des vagues s’éloignent les uns des autres, dispersant ainsi l’énergie des vagues, ce qui donne une eau plus calme et des vagues plus petites. Les grandes vagues d’un « point break » sont donc idéales pour le surf, tandis que l’eau est plus calme dans une baie, où les gens mettent leur bateau à l’eau. Cette différence d’énergie des vagues explique également pourquoi il y a une érosion nette sur les points, alors que le sable et les sédiments se déposent dans les baies (voir section 13.3).

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