Vagues, houle et marées
Publié le 05/12/2018
Extrait du document
LA MER EN MOUVEMENT
L'eau de mer, qui couvre 361 millions de kilomètres carrés (71 % de la superficie de la Terre) pour un volume de 1 370 millions de kilomètres cubes, est un liquide. Elle en possède les propriétés, en particulier la mobilité et la capacité de répondre instantanément à des contraintes produites par des agents extérieurs. L'activité de ces agents s'exerçant constamment sur la surface de l'eau de mer, celle-ci n’est jamais absolument plane. Elle est agitée en permanence de mouvements oscillatoires plus ou moins réguliers comme la houle et les vagues ou plus périodiques comme les marées. Ces mouvements ne réalisent des transports d'eau qu'à des distances relativement faibles et, à ce titre, se distinguent des courants marins, mouvements permanents capables d'entraîner les particules liquides très loin de leur lieu d'origine.
• La houle, les vagues, les marées désignent des états de la mer agitée par des forces extérieures.
• Ces mouvements se propagent à la surface des eaux comme
un choc le long d'une corde.
Les océanographes rendent compte de ces mouvements en termes d'oscillations ou d'ondes périodiques.
Amplitude et longueur d'onde
• La surface de l’eau, soumise à une contrainte, est déformée, de façon régulière, de part et d'autre d'un niveau moyen. Ce mouvement de la surface de l'eau, qui se soulève puis s'abaisse, forme une onde.
• On distingue la crête (le sommet) et le creux (le bas) de l’onde.
La distance verticale entre la crête et le creux est l'amplitude.
La distance horizontale entre deux crêtes ou deux creux successifs est la longueur d'onde : cette distance dépasse rarement 300 mètres.
Cambrure et période
• Le rapport entre la hauteur et la longueur d'onde se nomme la cambrure. Le point qui est alternativement au sommet d'une crête et au fond d'un creux définit le « ventre » de l'onde.
• Le temps que met une crête
à parcourir une distance égale à la longueur d'onde s'appelle la période.
• La vitesse de propagation d'une crête de vague correspond au rapport de la longueur d'onde à la période. Pour les grandes vagues océaniques, la vitesse de propagation est proportionnelle à la période : plus les vagues sont espacées, plus elles voyagent vite. La période des vagues est de l'ordre de quelques secondes.
• Les vagues de grande période - les vagues du Pacifique ont souvent une période de 15 secondes - se propagent plus rapidement que des vagues de courte période - les vagues de Méditerranée ont une période de l’ordre de 4 à 8 secondes.
• Les vagues engendrées par les séismes sous-marins se propagent sur des milliers de kilomètres,
à une vitesse considérable qui peut approcher 100 kilomètres/heure.
LE VENT, LES VAGUES ET LA HOULE
Vagues et houle
• La mer est constamment agitée de mouvements oscillatoires plus ou moins désordonnés appelés vagues de manière générale.
• Lorsque ces vagues présentent un mouvement régulier, organisé et orienté, c'est la houle.
«
M·iit:ltJ·tdiJU
la
profonde fosse de Capbreton Sa
hauteur augmente par rapport
LE MASCARET dans
le ciel forment un angle droit
avance jusqu'à proximité de la côte à
la profondeur de l'eau qui diminue, -
on parle alors de morte-eau - ;
DtFINITION n' cARAcrtRISTIQUES
d'Hossegor, permettant aux vagues ce
qui la rend instable : la crête
• Ce phénomène résulte de la il
est maximal lors des syzygies,
• Une vague est une onde mécanique d'atteindre la côte en conservant se
déplace plus vite que le creux ;
rencontre entre le flux de la marée c'est-à-dire
quand la Lune et le Soleil
agitant la surface de l'eau, générée toute
leur puissance.
la
vague perd son équilibre,
montante et le courant d'un fleuve au sont
en conjonction ou en opposition
par l'énergie du vent et entretenue • Près du rivage, lorsque la houle elle s'écroule.
lit peu profond.
Le mascaret remonte -
on parle alors de vive-eau.
par la pesanteur, qui se propage à approche
de la plage, la diminution •
Le type de déferlement est fonction
ainsi la Seine sur 30 kilomètres, •
Ce type de marée se trouve surtout
la surface de contact entre l'eau et l'air.
de
la profondeur de l'eau entraîne une de
la pente de la plage ainsi que
la Garonne sur 160 kilomètres sur
les côtes de l'océan Atlantique,
• Comme toute onde, elle se caractérise réduction
de la longueur d'onde.
Si elle de la cambrure naturelle de la houle
et l'Amazone sur 1 ooo kilomètres ! principalement en
Europe
par une longueur d'onde, une est
importante, celle-ci peut entraîner la considérée
: plus les fonds remontent
Une vague de mascaret de 14 mètres et
en Afrique.
amplitude, une période et une vitesse.
destruction
totale ou partielle de la vague.
rapidement,
plus la houle est freinée
de hauteur a été enregistrée sur Les
marées diurnes
• Plus la longueur d'onde d'une vague • Les crêtes des vagues se rapprochent brutalement et plus la vague est
le Mékong, en Chine.
•
Elles ne comportent qu'une pleine
est importante, plus sa vitesse est
les unes des autres, elles s'exhaussent.
creuse ; si la remontée des fonds
mer et une basse mer par jour.
grande.
Cette vitesse croît avec son Les
particules les plus profondes étant
est lente, l'énergie de la vague
Ces marées ont des variations
amplitude.
Cependant, lorsque la vague ralenties, le sommet se déplace plus se dissipe progressivement
L'ORI�INE DE LA MARtE
d'amplitude bien plus importantes
atteint le rivage, son amplitude est
vite que la base : la houle se courbe, et la vague est plate.
• La marée astronomique est une
que la marée semi-diurne.
affectée par la nature du relief sous- la vague déferle sur le rivage.
• L'écroulement de la crête provoque
manifestation de la loi de la gravitation •
Le marnage est maximal lorsque
marin et par la configuration du rivage.
une vague de translation qui peut
universelle appliquée au système la
Lune passe par les tropiques
s'avancer loin sur le rivage.
formé par la Terre, le Soleil et la Lune.
et
minimal lorsqu'elle passe dans
LES TYPES DE VA�UES
Le courant de retour qui vient heurter
• La force génératrice de la marée le
plan de l'équateur.
• Les vagues fortes ont une période
les nouvelles vagues s'appelle le ressac.
est la résultante de deux forces : •
Ce type de marée se rencontre
moyenne de 20 secondes,
Le déferlement peut aussi se produire
la force d'attraction gravitationnelle surtout
dans l'océan Pacifique.
des écartements pouvant atteindre
à l'estuaire des fleuves par le choc
exercée par un astre est proportionnelle
Les autres types de marées
300 mètres et des vitesses
des vagues contre le courant : on donne
à sa masse et en raison inverse du carré
de propagation supérieures
à ce phénomène le nom de barre.
•
Il existe des marées mixtes
à 30 mètres/ seconde.
• Les vagues seront donc plus au moins
• Les vagues de houle forcée peuvent de
sa distance.
La force centrifuge,
qui engendrent une inégalité dans
• Les vagues de houle ordinaire,
puissantes selon que la remontée
également déferler au large, lorsque identique
en tout point de la Terre,
la durée des hautes et des basses mers.
est due au mouvement de notre
On peut observer successivemen�
plus rapprochées, ont une période
du fond sera soudaine ou progressive.
leurs crêtes se brisent sous l'effet
planète sur son orbite autour du centre
d'environ 10 secondes pour
• Les vagues transportent l'énergie
de vents forts qui accentuent au cours
de la lunaison, une marée
de gravité du système Terre-Lune.
diurne -lorsque la Lune est au
un écartement de 150 mètres
transmise par le vent : une partie
leur amplitude jusqu'au point
Ces deux forces s'équilibrent au centre
et une vitesse de 15 mètres/ seconde.
de
celle-ci se dissipe dans les
de rupture d'équilibre.
voisinage
des tropiques -et une
• Avec 7 secondes de période moyenne,
moutonnements et autres turbulences de
la Terre.
Si la Lune est au-dessus
marée semi-diurne -lorsqu'elle est
les vagues de vent marin, ont
en cours de route, et la fraction résiduelle de
l'horizon, c'est la force de gravitation
au voisinage du plan de l'équateur.
un écartement de 75 mètres pour se
dissipe dans les déferlements qui
prime, sinon c'est la force
• On rencontre ce type de marées
une vitesse de 10 mètres/ seconde.
en bordure de côte et dans la friction centrifuge.
dans le Pacifique et dans les Antilles.
• Les vagues du littoral, à l'intérieur
exercée par la vague sur le rivage.
LA MESURE DE LA MARtE
L'USINE MARÉMOTRICE
des baies, ont des périodes plus
courtes, de l'ordre de 3 secondes,
LE DtFERLEMENT •
La mesure de la marée se fait
DELA RANCE
qui se traduisent par des écartements
• Le déferlement se produit par
rapport à un niveau de référence,
de 15 mètres et des vitesses
généralement près du rivage, le
zéro hydrographique.
Ce niveau
• Depuis longtemps, l'homme
de 5 mètres/ seconde.
à l'endroit où les fonds remontent.
est
constitué par le plan horizontal
s'est préoccupé de réutiliser cette
• Une vague déferle lorsque passant
par la graduation zéro
énergie que représen tent les marées.
sa courbure devient très accentuée.
DtFINmoN d'une
échelle de marée.
Les premiers moulins à marées
• La marée est la variation du niveau •
Une échelle de marée consiste
sont implantés en Bretagne
de la mer due à l'action de la force en
une mire graduée, en bois ou
dès le Xlii' siècle.
LES TSUNAMIS de gravité exercée par la Lune en
plastique, placée verticalement.
• En France, EDF a construit,
et le Soleil.
Le
niveau de l'eau est lu au centimètre
dans les années 1960, une us/ne
• Le tsunami - « vague déferlant
• La durée de la marée comprend près.
L'observation par le biais d'une
marémotrice destinée à produire
dans un port », en japonais -est
une montée Oe flot) et une descente échelle
de marée nécessite la présence
de l'électricité dans l'estuaire
un train d'ondes généré par une
(le jusant) du niveau de la mer.
d'un
opérateur.
Elle ne permet donc
de la Rance (Ille-et-Vilaine).
éruption volcanique sous-marine,
pas une lecture en continu.
• Les vagues communiquent un
séisme ou un glissement de
UN PHtNOMlNE VARIABLE ·L'observation
continue s'effectue
aux corps flottants, au premier rang terrain
en mer, qui parcourt l'océan
• Le phénomène est extrêmement à
l'aide d'un marégraphe analogique
desquels les bateaux, des mouvements à
des vitesses élevées.
Il consiste
variable en amplitude et en périodicité, à
flotteur, d'un marégraphe numérique
complexes qui peuvent se décomposer en
d'énormes vagues, qui atteignent
dans le temps et dans l'espace.
à
ultrasons, d'un marégraphe
en un soulèvement au passage parfois
jusqu'à 30 mètres de haut
Ainsi, en un même lieu, des amplitudes à
capteur de pression immergé
des crêtes, une oscillation longitudinale près
du rivage.
maximales (marées de vive-eau) ou
de récepteurs GPS.
• Les violentes ondes de choc
(tangage) et une oscillation transversale
générées dans toutes les directions et
des amplitudes minimales (marées
LES DIFFhENTS TYPES DE MARtES
(roulis).
par ces phénomènes sous-marins de
morte-eau) se succèdent •
L'estuaire de la Rance se situe
n'engendrent, au large, qu'une vague au
cours de l'année.
Les
marées semi-diurnes dans
une région où l'amplitude des
L'EFFET DU FOND MARIN
de faible amplitude (10 centimètres).
•
L'amplitude maximale n'est d'ailleurs •
L'attraction de la Lune en est la cause marées
est parmi les plus importantes
• Le fond marin a son importance
Celle-ci parcourt plusieurs centaines pas
la même en tout point du globe : principale.
Les marées semi-diurnes en
France, jusqu'à 13,50 mètres lors
dans la formation de la vague.
de kilomètres en une heure, passant elle
atteint plus de 14 mètres dans sont
constituées de deux pleines mers des
marées de vive-eau des équinoxes.
À l'approche du rivage, la hauteur
la baie du Mont-Saint-Michel et moins et
de deux basses mers par jour Cette
grande amplitude est accentuée
d'eau diminuan� la houle « subit " sous
les navires sans nécessairement
de 1 mètre dans les Cara'Jbes.
lunaire,
c'est-à-dire par période par
le relief côtier.
La presqu11e du
la remontée des fonds.
être
ressentie ou repérée.
• La vitesse du flot est fonction de
24 heures et 45 minutes environ.
Cotentin
fait obstacle à l'onde de
• Avant d'atteindre les côtes, Lorsqu'elle atteint
les eaux peu
de la configuration de la côte.
Chaque
jour, les marées sont donc marée
qu i remonte la Manche, venant
profondes d'une côte, elle est alors
la houle rencontre au large le plateau
freinée dans sa course par le rivage Elle
sera plus décalées
d'environ quarante-cinq de
l'Atlantique : la ma rée « rebondit"
continental qui diminue la rapidité
ou le plateau continentral, et c'est grande
quand minutes.
sur
cet obstacle et s'en trouve
et la puissance des vagues : les
la côte est amplifiée.
La faible profondeur des
particules d'eau situées en profondeur alors
que l'eau s'accumule pour
basse: dans fonds
marins (moins de 35 mètres)
sont freinées par le frottement former
un véritable mur.
la région du accroit
son amplitude.
sur le fond et vont donc moins vite •
Ce phénomène est plus fréquent
Mont-Saint- •
En outre, l'estuaire de la Rance offre
que celles situées en surface.
autour
du Pacifique, en raison de la
Michel, la un
bassin de 22 kilomètres carrés,
• Ce phénomène explique la puissance forte
activité des plaques tectoniques.
vitesse du flot pouvant
contenir jusqu'à 180 millions
des vagues de Hawaii ainsi que celles •
Ainsi, le séisme qui se produisit au
varie de 10 à de
mètres cubes d'eau, avec un débit
d'Hossegor, Chili
en 1960 provoqua l'effondrement
20 kilomètres/ en
embouchure qui peut atteindre
d'une zone de 20 000 kilomètres
en France
carrés au large de Concepci6n.
heure.
•
La hauteur de ces marées, 18
000 mètres cubes d'eau par seconde,
(Landes), • À marée descendante, les courants
c'est-à-dire la différence entre hautes soit
dix fois le débit du Rhône.
deux hauts Celui-ci
engendra un tsunami qui
de marée favorisent l'écoulement
et basses mers, appelée marnage, •
L'usine est constituée d'une digue
ravagea les villes côtières de Hawaii, à
des fleuves ; à marée montante,
varie peu entre deux pleines mers de
390 mètres de longueur
11 000 kilomètres de distance.
Six heures plus tard, le même ils
le contrarient.
Dans les estuaires
et deux basses mers consécutives.
et
33 mètres de large, abritant
tsunami fit plusieurs centaines importants,
le courant de marée
Le marnage dépend de la configuration vingt-qua
tre turbines, qui produisent
de morts sur les côtes nord du Japon, montante
est précédé par une longue
Lune-Soleil : il est minimal lors de
l'électricité dont le coût du kWh
situées à 17 000 kilomètres.
vague
déferlante qui remonte le fleuve,
des quadratures, c'est-à-dire quand est
inférieur à celui produit par
appelée mascaret.
la position de la Lune et celle du Soleil le
nucléaire (0,27 euros contre 0,30)..
»
↓↓↓ APERÇU DU DOCUMENT ↓↓↓
Liens utiles
- Vagues et marées (Travaux Personnels Encadrés – SVT - Enseignements Pratiques Interdisciplinaires)
- VAGUES (Les) [The Waves]. (Résumé et analyse)
- CELLE QUI COURAIT SUR LES VAGUES (résumé & analyse) Alexandre Grine
- Le personnage de JINNY de Virginia Woolf les Vagues
- VAGUES DE LA MER ET DE L'AMOUR (Les ) (Résumé et analyse)