Houle

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La houle est un mouvement ondulatoire de la surface de la mer qui est formé par un champ de vent éloigné de la zone d'observation [1].

C'est une partie de l'état de la mer et un type de vagues qui se caractérise par son absence de relation avec le vent local.

Les houles de grandes périodes peuvent se propager sur des dizaines de milliers de kilomètres[2]. Cette propagation qui suit les géodésiques sur la surface terrestre (les grands cercles sur des plans passant par le centre de la terre), est en pratique empêchée par la présence des continents. Plusieurs observations ont été faites de houles venant des antipodes (soit plus de 20000 km parcourus), par exemple de Madagascar à la Californie en passant par le sud de l'Australie[3].

Les trains de vagues générées par le vent local constituent la mer du vent. Cette mer du vent est d'autant plus forte que le vent est fort et souffle longtemps, sur une distance importante (fetch). Ces vagues se transforment en houle lorsque le vent faiblit, ou lorsqu'elles se propagent en dehors de l'aire génératrice. Plus sa période est longue et moins la houle perd de l'énergie au cours de sa propagation. Cette perte d'énergie est encore mal comprise mais elle est probablement due aux frottements à l'interface entre l'air et l'eau. En effet on observe en laboratoire[4] et dans les régions de vent faible[5], un vent généré par la houle. Ainsi la houle existe encore lorsque le vent générateur a disparu et peut se propager très loin de la zone où elle a été générée (on parle alors souvent de "houle résiduelle").

Une houle se caractérise en première approximation par une amplitude (de quelques décimètres à quelques mètres) et une longueur d'onde ou une période (généralement de l'ordre d'une dizaine de secondes). En réalité, il s'agit d'un phénomène qui n'est pas périodique et qui peut s'interpréter comme une somme d'une infinité de composantes sinusoïdales infiniment petites (voir Analyse spectrale#Signaux à variance finie).

Souvent à peine sensible en pleine mer, la houle s'amplifie au voisinage de la côte et lorsque la profondeur diminue (hauts-fonds) ; elle peut alors atteindre plusieurs mètres et déferler.

Deux ou plusieurs "trains de houle", générés dans des zones différentes, peuvent se combiner. Plus fréquemment, une houle peut se superposer à une mer locale, plus courte et généralement de direction différente, on parle alors de mers croisées.

[modifier] Instruments de mesure

Comme les vagues la houle peut se mesurer à partir de l'élévation de la surface, avec des bouées houlographes, perches à houle, radars à houle, à partir de la pression sous l'eau (marégraphes haute fréquence) ou des vitesses dans l'eau (courantomètres). De plus la houle crée des modulations des vagues plus courtes. Elle est alors visible sur des images radar, en particulier avec un radar à synthèse d'ouverture. Ce type de radar est idéal pour caractériser l'évolution de la houle à l'échelle des bassins océaniques (imagettes)[6], ou en zone côtière (mode image) [7].

[modifier] La houle comme fournisseur d'énergie

L'énergie de la houle, renouvelable et écologique, intéresse certains scientifiques. La difficulté, en particulier aux moyennes latitudes et dans les zones tropicales soumises aux cyclones, est d'être capable d'extraire de l'énergie des houles moyennes tout en résistant aux vagues de tempêtes, beaucoup plus puissantes. Des systèmes prototypes permettant de récupérer cette énergie pour produire de l'électricité sont ainsi expérimentés, par exemple en France par l' École centrale de Nantes et l' ENS Cachan, campus de Ker Lann, antenne de Bretagne.

Icône de détail Articles détaillés : Énergie des vagues et Searev.

[modifier] Notes et références

  1. Site de l'Ifremer
  2. Propagation of ocean swells across the Pacific, Snodgrass, F. E., G. W. Groves, K. Hasselmann, G. R. Miller, W. H. Munk, and W. H. Powers, 1966: Phil. Trans. Roy. Soc. London, A249, 431–497.
  3. Directional recording of swell from distant storms, Munk, W. H., Miller, G. R., Snodgrass, F. E., and Barber, N. F., 1963, Phil. Trans. Roy. Soc. London A, 255:505–584.
  4. The wave-driven wind, Harris, D. L.,1966: J. Atmos. Sci., 23:688–693.
  5. Upward momentum transfer in the marine boundary layer, Grachev, A. A. and Fairall, C. W., 2001: J. Phys. Oceanogr., 31:1698–1711.
  6. Suivi de la houle dans le Pacifique par la société Boost-Technologies à partir des données en mode vagues du radar ASAR sur ENVISAT, satellite de l'Agence Spatiale Européenne
  7. Extraction of coastal ocean wave fields from SAR images, Collard, F., F. Ardhuin, and B. Chapron, 2005: IEEE J. Oceanic Eng., 30(3):526–533.