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Mer déchainée

Les vagues scélérates, ces murs d'eau de plus de 20 mètres de hauteur, ne sont plus une légende, les scientifiques en confirment l'existence régulière

Publié le 25 mai 2017
De nouveaux modèles scientifiques permettent de déterminer leur taille comme l'équation non linéaire d'Erwin Schrödinger.
Michel Olagnon est un ancien ingénieur de l'IFREMER. C'est un spécialiste des vagues scélérates et auteur de "Anatomie curieuse des vagues scélérates" (Quae, 2015). Une version traduite en anglais va paraître ces jours. 
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Michel Olagnon est un ancien ingénieur de l'IFREMER. C'est un spécialiste des vagues scélérates et auteur de "Anatomie curieuse des vagues scélérates" (Quae, 2015). Une version traduite en anglais va paraître ces jours. 
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De nouveaux modèles scientifiques permettent de déterminer leur taille comme l'équation non linéaire d'Erwin Schrödinger.

Atlantico : Quels sont les mécanismes qui font que certaines vagues atteignent ces tailles ? Des chercheurs ont montré que l'équation non-linéaire de Schrödinger permet de déterminer comment les vagues peuvent atteindre des hauteurs extrêmes ?  Comment fonctionne-t-elle ? 

Michel Olagnon : Scientifiquement, les calculs pour évaluer la hauteur des vagues scélérates se basent sur la hauteur des autres vagues du même état de mer. Ainsi, on estime que quand une vague dépasse le double de la hauteur significative, qui est la hauteur du tiers supérieur des vagues, on a affaire à une vague scélérate. Les observateurs expérimentés ne retiennent que la moyenne des plus grandes vagues, ce qui correspond à cette hauteur significative. En un point, il se produira une telle vague environ une fois par jour, donc souvent par faible état de mer, mais Les satellites prennent de nombreuses images de plusieurs kilomètres carrés chacune, dont certaines dans de forts états de mer. En réalité, la combinaison d'un fort état de mer avec une vague elle-même extrême dans cet état de mer est peu fréquente. Afin de se rendre compte de la hauteur d'une vague scélérate, si vous partez d'un cas où les vagues moyennes de l'état de mer mesurent 15 mètres, celle-ci atteindra 30 mètres de haut. Si les vagues de l'état de mer font 2 à 3 mètres, les vagues scélérates atteindront 6 mètres. Pour un petit voilier qui a estimé que l'état de mer était praticable, une vague de 6 mètres peut être scélérate et avoir des conséquences lourdes.

Il y a des régions où il y en a plus qu'ailleurs. Cela ne veut pas dire que les autres endroits sont épargnés. Là où on va fréquemment en retrouver, ce sont par exemple les points du globe où un fort courant va se diriger dans un sens et des vagues qui sont envoyées par des tempêtes dans un sens opposé. Le courant des Aiguilles qui longe la côte de l'Afrique du Sud de l'Océan Indien vers l'Antarctique est particulièrement concerné. Les dépressions qui circulent au large du Cap sont hors de vue au delà de l'horizon. Elles envoient des houles qui remontent vers l'Océan Indien. Ces vagues, en rencontrant les courants, se cambrent et forment des croissants ou des pyramides qui résultent en des vagues énormes. Les navigateurs sont surpris car ils ne voient pas ces dépressions tempêtueuses et profitent des courants pour économiser du carburant. En ce qui concerne la fréquence de voir ces vagues scélérates, de façon concrète, une personne qui passe sa vie en mer en rencontrera en moyenne une seule fois dans sa vie.

Des scientifiques du projet Maxwave ont étudié 30 000 images satellites datant de trois semaines de 2003. Elles montrent que dix vagues ont atteint 25 mètres ou plus. Comment peut-on définir scientifiquement les vagues géantes ? Quelles sont leurs caractéristiques et dans quelle partie des océans peuvent-elles survenir ? A quelle fréquence se manifestent-elles ? 

Les vagues sont composées de la superposition d'un grand nombre ou même d'une infinité de vagues élémentaires. On peut observer depuis un bateau que les vagues passent les unes sous les autres, elles se combinent et se recombinent à tout instant. Cette superposition est aléatoire. Si plusieurs crêtes passent au même endroit au même moment, cela va créer une vague énorme puis elles se séparent. Il va aussi y avoir des interactions entre-elles. Elles peuvent se combiner pour être encore plus hautes et plus violentes que leur simple somme. On peut le comparer avec des cyclistes dans une échappée. Si les cyclistes combinent leurs forces, l'échappée va plus loin, plus vite que les coureurs individuellement quand ils ne s'entendent pas. La théorie est connue depuis plus de 200 ans pour expliquer ce phénomène.  Mais elles peuvent aussi suivre les règles de la mécanique quantique que décrit l'équation de Schrödinger.

Cette équation s'applique aux ondes quelles qu'elles soient. Quand la propagation des ondes n'est pas linéaire, les ondes ont tendance à interagir les unes avec les autres, à cause du milieu dans lequel elles se propagent, au lieu de se dépasser. Alors qu'elles ne vont pas toutes à la même vitesse, l'interaction peut faire qu'elles restent ensemble. Les grandes vagues semblent ainsi prendre l'énergie des plus petites. Cette explication par l'équation non linéaire de Schrödinger est parfaitement validée par des essais en laboratoire que ce soit pour la lumière dans les fibres optiques ou les vagues dans des essais en bassin. Les deux théories, interaction normale et équation de Schrödinger, sont validées et ne se contredisent pas. Nous devons encore savoir laquelle s'applique dans la nature.

Un cargo allemand avait disparu en mer en 1978 après avoir été frappé par une vague géante. Il n'a jamais été retrouvé malgré les efforts déployés par les secours. Quels sont les dangers auxquels peuvent-être confrontés les marins qui sont amenés à les rencontrer en mer ?

La plupart du temps, avec les vagues scélérates, le plus gros risque est le fait que l'équipage ne s'y attend pas et ne s'est pas toujours préparé autant qu'il l'aurait pu. La structure du navire ne rompt pas forcément. L'enfoncement des panneaux de cale avant par une vague qui tombe sur la proue du navire reste le principal danger. On a également le risque d'être désemparé par l'envahissement des armoires électriques. Des normes sont publiées et respectées. Les structures de navires sont conformes à ces réglementations. Les risques météo, dont les vagues scélérates, doivent être très largement inférieurs aux autres risques, dont les erreurs humaines à bord, et le sont effectivement en pratique.

 

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