Chapitre I
Etat de l’art de la modélisation
7
En plus de la mer de vent liée au vent local, la houle peut également faire partie de l’état de
mer. Il s’agit d’une onde longue résultant de la propagation de vagues en dehors de leur zone
de fetch, soit parce que le vent a arrêté de souffler, soit parce qu’il s’est déplacé. La
propagation de la houle s’effectue en ligne droite (sur la sphère terrestre) en l’absence
dissipent rapidement. On peut ainsi observer dans les grands océans des houles à des milliers
de kilomètres de leur source. Mais ces trains d’ondes sont perturbés par d’autres trains
d’ondes provenant d’autres tempêtes. Il en résulte un échange d’énergie entre les trains
d’ondes dont l’effet est de transférer de l’énergie du pic en fréquence vers les périodes plus
courtes et les plus longues. Ce transfert d’énergie est plus limité pour les vagues de petite
cambrure (et donc sur la houle). On peut alors considérer que la houle se comporte
linéairement, et ainsi prédire son évolution sur de très grandes distances. Sur ces distances,
l’énergie de la houle est presque conservée hormis près des côtes. Il est possible de
décomposer spectralement les vagues, et étudier la propagation de chacune de ses
composantes indépendamment des autres (c’est que font la plupart des modèles numériques).
L’évolution du spectre (il s’agit de toutes les composantes spectrales composant l’état de mer)
est alors régie par trois paramètres principaux que sont la génération par le vent, les
interactions non linéaires et la dissipation. En étudiant la propagation d’une tempête dans le
Pacifique, Delpey et al. [2010] montrent que la hauteur de la houle décroît au cours de la
propagation à cause de phénomènes de dissipation. Cette dissipation est le fruit de nombreux
mécanismes. Parmi les sources de cette dissipation, on rencontre : de courant et en fonds
profonds, et s’accompagne d’un filtrage des vagues courtes qui se dissipent rapidement.
: 1. Le déferlement est l’une des plus grosses sources de dissipation des vagues. Ainsi, de
nombreuses recherches théoriques et expérimentales ont été conduites afin de comprendre et
paramétrer cette source de dissipation. Dès que la vitesse des particules approche la vitesse de
phase de l’onde, une instabilité se développé sur la crête des va gues qui se transforme en
déferlement. Miche [1944] a pu ainsi déterminer la cambrure maximale d’une vague régulière
avant qu’elle ne déferle par la relation :
Il est ainsi possible de déterminer à quel endroit le déferlement a lieu. Battjes a nd Janssen
[1978] établissent que H b =
ou H b est la hauteur de la vague déferlante, D la profondeur de
la colonne d’eau et le coefficient de déferlement. Celui-ci peut prendre des valeurs
comprises entre 0.4 et 1.6 suivant la forme de la plage [Sénéchal, 2003]. D’autres critères
portant notamment sur l’accélération verticale des particules, ont été cherchés.
Etat de l’art de la modélisation
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En plus de la mer de vent liée au vent local, la houle peut également faire partie de l’état de
mer. Il s’agit d’une onde longue résultant de la propagation de vagues en dehors de leur zone
de fetch, soit parce que le vent a arrêté de souffler, soit parce qu’il s’est déplacé. La
propagation de la houle s’effectue en ligne droite (sur la sphère terrestre) en l’absence
dissipent rapidement. On peut ainsi observer dans les grands océans des houles à des milliers
de kilomètres de leur source. Mais ces trains d’ondes sont perturbés par d’autres trains
d’ondes provenant d’autres tempêtes. Il en résulte un échange d’énergie entre les trains
d’ondes dont l’effet est de transférer de l’énergie du pic en fréquence vers les périodes plus
courtes et les plus longues. Ce transfert d’énergie est plus limité pour les vagues de petite
cambrure (et donc sur la houle). On peut alors considérer que la houle se comporte
linéairement, et ainsi prédire son évolution sur de très grandes distances. Sur ces distances,
l’énergie de la houle est presque conservée hormis près des côtes. Il est possible de
décomposer spectralement les vagues, et étudier la propagation de chacune de ses
composantes indépendamment des autres (c’est que font la plupart des modèles numériques).
L’évolution du spectre (il s’agit de toutes les composantes spectrales composant l’état de mer)
est alors régie par trois paramètres principaux que sont la génération par le vent, les
interactions non linéaires et la dissipation. En étudiant la propagation d’une tempête dans le
Pacifique, Delpey et al. [2010] montrent que la hauteur de la houle décroît au cours de la
propagation à cause de phénomènes de dissipation. Cette dissipation est le fruit de nombreux
mécanismes. Parmi les sources de cette dissipation, on rencontre : de courant et en fonds
profonds, et s’accompagne d’un filtrage des vagues courtes qui se dissipent rapidement.
: 1. Le déferlement est l’une des plus grosses sources de dissipation des vagues. Ainsi, de
nombreuses recherches théoriques et expérimentales ont été conduites afin de comprendre et
paramétrer cette source de dissipation. Dès que la vitesse des particules approche la vitesse de
phase de l’onde, une instabilité se développé sur la crête des va gues qui se transforme en
déferlement. Miche [1944] a pu ainsi déterminer la cambrure maximale d’une vague régulière
avant qu’elle ne déferle par la relation :
Il est ainsi possible de déterminer à quel endroit le déferlement a lieu. Battjes a nd Janssen
[1978] établissent que H b =
ou H b est la hauteur de la vague déferlante, D la profondeur de
la colonne d’eau et le coefficient de déferlement. Celui-ci peut prendre des valeurs
comprises entre 0.4 et 1.6 suivant la forme de la plage [Sénéchal, 2003]. D’autres critères
portant notamment sur l’accélération verticale des particules, ont été cherchés.