Chapitre I : Quelques rappels
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Dans la pratique la description des vagues fait référence à un quantile de leur hauteur et de
leur période. Ainsi sont définis H1/3, H1/10,…qui représentent la moyenne du tiers supérieur des
hauteurs des vagues, le dixième, etc. La hauteur dite significative, notée Hs, peut être calculée
par H1/3 ou estimée à partir d’une caractérisation énergétique des hauteurs de vagues.
Les vagues sont généralement classées en fonction de leur période. On distingue ainsi les ondes
courtes, ou capillaires (de l’ordre de la seconde), gravitaires (période comprise entre la seconde
et la dizaine de seconde), infragravitaires (période de l’ordre de 20 secondes à la minute) et les
ondes dites de longues périodes (seiches et tsunamis).
Lorsque la vague aborde la côte, elle subit des modifications qui sont en rapport avec sa
hauteur, sa direction de propagation et sa cambrure. Ces changements d’état se traduisent par :
1. Le shoaling :
C’est le phénomène de gonflement de la houle, appelé aussi le phénomène de levée. Il survient
lorsque la houle du large aborde des profondeurs inférieures à la moitié de sa longueur d’onde, sa
hauteur diminue progressivement dans un premier temps, passe par un minimum (91% de la
hauteur au large pour une profondeur égale à 15% de sa longueur d’onde au large), la diminution
est estimée à 8.7%. Puis augmente rapidement et dépasse la hauteur au large pour des
profondeurs faibles (moins de 5% de la longueur d’onde au large). Quant aux orbites décrites par
les particules d’eau sous l’effet de la houle, ne se referment plus à l’interface eau/sédiment.
Par contre la longueur d’onde et la vitesse de phase diminuent du large vers la côte.
2. La réfraction :
Quand les fonds remontent (d < L/2), la direction de propagation de la houle tend à s’orienter
suivant la ligne de plus grande pente. Les crêtes des vagues ont tendance à se disposer
parallèlement aux isobathes. Dans les baies, la houle s’épanouit (réfraction divergente) ; il se
produit un étalement spatial de l’énergie qui conduit à une diminution des hauteurs : les baies
présentent une agitation plus faible qu’au large. En revanche, les caps attirent les vagues
(réfraction convergence), il s’y produit une concentration d’énergie, raison pour laquelle les
vagues sont plus spectaculaires aux caps.
3. La réflexion :
Lorsque la houle rencontre perpendiculairement un obstacle vertical plein (parement d’une
digue ou falaise), elle est réfléchie : une onde de hauteur identique va se propager vers le large.
La superposition des deux ondes forme un clapotis. Si la houle rencontre un obstacle avec une
certaine incidence, des houles gaufrées vont se former en avant de l’obstacle. Il peut aussi se
produire des réflexions partielles, comme sur les plages ou les perrés : la hauteur de la houle
renvoyée vers le large n’est alors qu’une partie de ce celle de la houle incidente. Une partie de
l’énergie de la houle est dissipée, l’autre est réfléchie. Une plage ou un perré seront d’autant plus
réfléchissant qu’ils seront pentus et étanches.
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Dans la pratique la description des vagues fait référence à un quantile de leur hauteur et de
leur période. Ainsi sont définis H1/3, H1/10,…qui représentent la moyenne du tiers supérieur des
hauteurs des vagues, le dixième, etc. La hauteur dite significative, notée Hs, peut être calculée
par H1/3 ou estimée à partir d’une caractérisation énergétique des hauteurs de vagues.
Les vagues sont généralement classées en fonction de leur période. On distingue ainsi les ondes
courtes, ou capillaires (de l’ordre de la seconde), gravitaires (période comprise entre la seconde
et la dizaine de seconde), infragravitaires (période de l’ordre de 20 secondes à la minute) et les
ondes dites de longues périodes (seiches et tsunamis).
Lorsque la vague aborde la côte, elle subit des modifications qui sont en rapport avec sa
hauteur, sa direction de propagation et sa cambrure. Ces changements d’état se traduisent par :
1. Le shoaling :
C’est le phénomène de gonflement de la houle, appelé aussi le phénomène de levée. Il survient
lorsque la houle du large aborde des profondeurs inférieures à la moitié de sa longueur d’onde, sa
hauteur diminue progressivement dans un premier temps, passe par un minimum (91% de la
hauteur au large pour une profondeur égale à 15% de sa longueur d’onde au large), la diminution
est estimée à 8.7%. Puis augmente rapidement et dépasse la hauteur au large pour des
profondeurs faibles (moins de 5% de la longueur d’onde au large). Quant aux orbites décrites par
les particules d’eau sous l’effet de la houle, ne se referment plus à l’interface eau/sédiment.
Par contre la longueur d’onde et la vitesse de phase diminuent du large vers la côte.
2. La réfraction :
Quand les fonds remontent (d < L/2), la direction de propagation de la houle tend à s’orienter
suivant la ligne de plus grande pente. Les crêtes des vagues ont tendance à se disposer
parallèlement aux isobathes. Dans les baies, la houle s’épanouit (réfraction divergente) ; il se
produit un étalement spatial de l’énergie qui conduit à une diminution des hauteurs : les baies
présentent une agitation plus faible qu’au large. En revanche, les caps attirent les vagues
(réfraction convergence), il s’y produit une concentration d’énergie, raison pour laquelle les
vagues sont plus spectaculaires aux caps.
3. La réflexion :
Lorsque la houle rencontre perpendiculairement un obstacle vertical plein (parement d’une
digue ou falaise), elle est réfléchie : une onde de hauteur identique va se propager vers le large.
La superposition des deux ondes forme un clapotis. Si la houle rencontre un obstacle avec une
certaine incidence, des houles gaufrées vont se former en avant de l’obstacle. Il peut aussi se
produire des réflexions partielles, comme sur les plages ou les perrés : la hauteur de la houle
renvoyée vers le large n’est alors qu’une partie de ce celle de la houle incidente. Une partie de
l’énergie de la houle est dissipée, l’autre est réfléchie. Une plage ou un perré seront d’autant plus
réfléchissant qu’ils seront pentus et étanches.