Super article sur les vagues scélérates + le docu de france 3
Avez-vous déjà entendu parler de vagues géantes ou "scélérates"?
Depuis Dumont d'Urville et même avant, les récits de vagues géantes ont
eu cours chez les
marins (à tel point que certains ont fini par croire à leur
existence),
puis chez les chercheurs océanographes ou hydrodynamiciens qui, à
partir de mesures physiques, ont progressivement pris conscience d'un
phénomène troublant :
inexpliqué par la théorie classique de l'hydrodynamique,
ignoré par les essais en bassin,
survenant très rarement
donc ignoré "statistiquement",
mais aux conséquences très graves.
Les chercheurs, sans doute pour confirmer le fait que les vagues
géantes existent bien dans la nature, leur ont même donné un nom :
"Freak waves" ou "Rogue Waves" en anglais, ou en français "Vagues
scélérates".
Deux colloques scientifiques organisés par le groupe Océano-Météo d'Ifremer
ont réuni les principaux chercheurs internationaux s'intéressant
au phénomène. Ils se sont tenus à Brest respectivement en 2000 et en
2004. Leur but était de tenter de dissiper les "mystères" qui planaient
sur le phénomène et, si possible, de parvenir à un consensus sur les
conditions qui le faisaient naître. Le lecteur "qui veut en savoir plus"
pourra consulter un article de Michel Olagnon dans le numéro 191 de
Metmar, ainsi que le site
www.ifremer.fr/. Des émissions de télévision traitant du sujet ont été diffusées à partir de 2002 sur certaines chaînes françaises.
Des récits de marins
Les récits de marins ayant dû affronter une ou plusieurs vagues énormes
sont maintenant assez nombreux. Surprenantes par leur amplitude et par
leur forme (en général, un "mur d'eau" précédé d'un important creux),
ces vagues apparaissent au milieu d'une mer,
certes démontée, mais habituellement sans risque majeur pour le
comportement du navire.
Les auteurs de ces récits se félicitent d'avoir survécu et donc de pouvoir raconter le phénomène... !.
Parmi ces récits, nous avons fait le choix suivant:
Les paquebots de la Cunard
Les récits des commandants des :
Queen Mary en 1942 transportant 15 000 soldats,
Queen Elisabeth en 1943 (vitres défoncées à 27 m au-dessus du pont),
Queen Elisabeth II en 1996,
laissent peu de doutes sur l'existence de vagues énormes dans l'Atlantique Nord.
La Jeanne d'Arc et "les Trois Glorieuses"
Ceux qui les ont subies se souviennent certainement des
trois vagues exceptionnelles
(on les a appelées "les Trois Glorieuses") que l'ancienne Jeanne
rencontra au matin du 4 Février 1963 dans le Pacifique : par des creux
de 7-8 mètres, les officiers de quart de la
Jeanne, privée d'une hélice par la fatigue de la ligne
d'arbre, ont décelé juste à temps trois vagues exceptionnelles très
rapprochées de 15 à 20 mètres de hauteur et commandé une
manœuvre.
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Le navire a réussi à les franchir sans chavirer, au prix de coups de gîte de 35 degrés environ.
Nous disposons (la mémoire des témoins étant sujette à caution, c'est
ce que nous enseignent les historiens) de deux documents sur cet
évènement, établis par le Capitaine de Frégate Frédéric Moreau,
Commandant en
Second :
un Communiqué à destination de l'équipage et un Rapport dont nous extrayons les encadrés ci-contre.
L'extrait du communiqué traduit l'esprit
dans lequel les marins d'alors doivent recevoir le message de la mer
(surtout les midships), celui du rapport fournit aux chercheurs une
description précise du phénomène. |
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Le témoignage de T.W. Cameron.
Typique de plusieurs témoignages est celui de T.W. Cameron, alors qu'il
naviguait comme second sur un minéralier de 156 000 tonnes. Remarquant
que la route était tracée, du Portugal au Golfe de Gascogne, au
voisinage de la ligne de sonde des cent brasses, il fit part à son
commandant des avertissements qu'il avait lui-même reçus quelques années
plus tôt de son second lieutenant espagnol : "Dans ces parages, les
vagues dangereuses sont particulièrement fréquentes, mon père et mon
grand-père m'en ont souvent averti". Ayant estimé qu'on ne pouvait se
fier au folklore colporté par des lieutenants en second, le navire se
trouva quelques nuits plus tard à tailler sa route au nord-ouest de
l'Espagne dans les eaux en question, par vent de force 6-7 et recevant
occasionnellement quelques paquets de mer : des conditions tout à fait
tenables qui n'inquiétaient en rien l'équipage.
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Le ciel était peu nuageux, et la lune
pleine dans l'ouest, à une élévation angulaire calculée ultérieurement
de 17deg.42min. A 5 heures 20, la lune se voila et il fit soudain sombre
comme dans un four. T.W. Cameron se tourna vers bâbord pour voir quelle
sorte de nuage pouvait bien masquer aussi totalement la lune. A sa
stupéfaction horrifiée, ce n'était pas un nuage, mais une vague immense
arrivant par le travers. Elle s'étendait loin au nord et au sud, sans
déferlement ni traînée d'écume d'aucune sorte. |
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Elle avait un front quasi-vertical, et à moins
d'une centaine de mètres du navire, elle commença à déferler.
Heureusement, un coup de gîte atténua l'impact. Aucune voie d'eau ne se
déclara, mais certains dégâts n'en furent pas moins significatifs: le
pont du château avant était descendu de 8 centimètres, et les membrures
qui le soutenaient, des fers de 35 centimètres, étaient fissurées de
part en part. Les projecteurs boulonnés sur la passerelle, à 15 mètres
au-dessus de la flottaison, avaient été emportés avec leurs supports.
Malgré leurs lourds capots de laiton, les verres des compas et des
répéteurs de gyro du poste de vigie, à 21 mètres de la flottaison,
étaient fêlés.
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Le "Bremen"
Cette description est semblable à celle de l'équipage du paquebot
allemand Bremen, qui naviguait dans l'Atlantique Sud. Sa machine
s'arrêta sous le choc; heureusement, l'équipage réussit, après des
heures d'efforts, à remettre en route. L'équipage insiste sur
l'importance du creux précédant la vague.
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Des naufrages soudains, survenus à des unités réputées sûres
Des enquêtes ont conclu à l'implication probable
de vagues scélérates au milieu d'une tempête dans la disparition
soudaine de gros
navires. Nous n'en citerons que quelques unes comme :
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l'enquête sur le naufrage
du minéralier MV Derbyshire en 1980, le navire de plus fort tonnage que
le Royaume Uni ait jamais perdu,
le naufrage corps et biens du cargo allemand München, grand navire considéré comme particulièrement sûr,
les accidents de mer survenus à de nombreux supports flottants de production offshore,
Foinhaven, Schiehallion,
la perte de la plate-forme semi-submersible Ocean Ranger avec 84 vies.
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Et tout récemment, on peut citer:
Le 27 Janvier 2005, les 700 étudiants embarqués à bord du paquebot de
180 m, l'Explorer, pour le programme universitaire << Semester at
Sea >> de l'Université de Pittsburgh (USA) ont observé de près,
après une semaine de tempête, une énorme vague qui est venue briser les
vitres de la passerelle et mettre hors service trois des quatre moteurs.
Le navire a pu rejoindre Honolulu pour une semaine de réparations,
avant de reprendre sa route vers Shanghai.
Le 14 Février 2005, en Méditerranée, par mer de force 8, une vague
s'abattit sur la verrière de passerelles du Grand Voyager, un paquebot
accomplissant une croisière de Tunis à Barcelone, avec à son bord 477
passagers et un équipage de 313 personnes.
Des mesures
Définition
Comment caractériser et définir la "vague scélérate"?
Par sa hauteur bien sûr, mais aussi par sa cambrure... et à condition
qu'on dispose d'instruments permettant de mesurer ces paramètres, ce qui
est rarement le cas à bord des
navires : on se contente alors de mesurer les dégâts induits,
mais cela dépend aussi de l'attitude prise par le navire - corps
flottant - au moment de l'arrivée de cette vague. La présence de
capteurs enregistreurs sur des plate-formes insensibles aux mouvements
de la mer en surface a permis, depuis quelques années, de mesurer les
contours mêmes de la vague.
Pour les marins, on peut définir la vague scélérate comme étant celle
qui est totalement démesurée par rapport aux autres dans les conditions
de mer qui règnent lorsqu'elle survient. Plus quantitativement, elle se
caractérise par une hauteur "crête-creux" supérieure à deux fois la
hauteur significative de l'état de mer, ou encore par l'élévation
atteinte par la crête au dessus du niveau moyen supérieure de 1,1 à 1,25
fois la hauteur "crête-creux".
NB: les "vagues scélérates" sont dues à l'effet du vent sur la surface
de la mer; de ce point de vue, elles sont à distinguer d'autres vagues
anormales dues à d'autres causes (tsunamis, raz de marée, mascarets,
etc.).
La "vague du Nouvel An" 1995
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Des mesures de hauteur d'eau ont été
faites sur la
plate-forme Draupner E en Mer du Nord, au moyen d'un
dispositif à écho laser (distancemètre) "regardant vers le bas",
enregistrant la hauteur d'eau sous le capteur, chaque heure pendant 20
minutes. |
Au cours d'une tempête telle qu'on en rencontre
tous les cinq ou six ans, où les hauteurs crête-creux significatives
étaient mesurées entre 10 et 12 mètres
(cf. encadré), vers 15h20 le 1er Janvier 1995, une vague s'éleva
inopinément à plus de 18 mètres au dessus du niveau moyen et endommagea
du matériel entreposé sur un pont provisoire.L'ingénieur chargé des questions océano-météorologiques à
Statoil, qui avait été consulté quelques jours auparavant sur la
possibilité de stocker ce matériel à ce niveau, avait évalué à 3000 ans
la période de retour associée à un tel phénomène, et ses calculs
laissaient penser que s'il se produisait jamais, ce serait avec des
hauteurs crête-creux significatives de 16-18 mètres au moins.
Il était dès lors évident que les méthodes et les règles de
l'Art utilisées pour cette estimation étaient en défaut, et qu'il
fallait chercher autre chose. La communauté scientifique internationale
s'attela à cette tâche.
Les plate-formes pétrolières
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Les données provenant d'observations sur
les plates-formes pétrolières, telles celles de Draupner, ont l'avantage
d'être quantifiées, car mesurées par des capteurs ou mises en évidence
par des dommages observés à une élévation précise. Depuis 1995, une
dizaine d'observations concernant des vagues extrêmes, ont été faites
par ce moyen dans le monde.
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L'observation satellitaire
Les chercheurs ont également exploité les mesures faites par des
satellites équipés de radars susceptibles de reconnaître les vagues
individuelles (notamment les satellites de l'Agence Spatiale Européenne
ERS-2 et Envisat) pour identifier celles qui pouvaient être considérées
comme scélérates. C'est ainsi qu'on confirma que, sur l'ensemble des
mers du globe, on pouvait à tout moment isoler des vagues dont les
caractéristiques laissaient penser qu'elles pouvaient être scélérates.
Comme toute vague au large, elles apparaissent, se manifestent sur une
longueur de quelques kilomètres, puis disparaissent.
Pourquoi ces vagues inattendues ?
Où le phénomène se produit-il? Est-il possible d'établir une carte de
sa localisation? Quand se produit-il? Est-il possible d'évaluer sa
fréquence? Comment se produit-il? Quelles en sont les conséquences?
Ces questions se ramènent actuellement aux deux suivantes, qui sont posées à la communauté des chercheurs et des ingénieurs:
Les vagues scélérates sont-elles simplement
les extrêmes normaux de l'ensemble des vagues
"communes",
auquel cas ce serait simplement une tendance de l'observateur à
s'endormir dans une tranquillité oublieuse de l'intensité des extrêmes
qu'il faudrait accuser,
ou bien des représentants d'une population de
vagues différente, exogène, qui aurait des mécanismes spécifiques de
génération ou de propagation?
Quelle que soit leur cause, peut-on relier leur occurrence à certains signes précurseurs ?
Modélisations hydrodynamiques
Plusieurs laboratoires tentent de reconstituer, en bassin ou sur
ordinateur et dans le respect des lois de l'hydrodynamique, des
événements similaires à ceux qui ont pu être observés dans la nature.
Ils utilisent pour la plupart des équations qui modélisent le phénomène
dit de "focalisation non-linéaire".
Ces équations représentent les interactions entre systèmes de
vagues qui se rejoignent, soit en provenance de directions différentes,
soit en raison de leurs célérités différentes lorsqu'elles viennent de
la même direction.
Si ces équations sont scientifiquement justes et apparemment
plausibles, on n'a pas encore pu vérifier que leurs conditions
d'application se rassemblaient spontanément dans la nature. Ce serait de
toute façon extrêmement rare. Au stade actuel, l'hypothèse de
l'acceptabilité de l'approximation au second ordre des termes
non-linéaires qui s'ajoutent au modèle de superposition linéaire des
ondes élémentaires qu'on utilise depuis plus de 30 ans, ne peut être
écartée, pas plus que d'autres nouveaux développements théoriques.
Modélisations statistiques
Indépendamment de ces travaux, on recherche sur les mesures disponibles
des corrélations entre l'apparition de vagues exceptionnelles et des
caractéristiques à différentes échelles de temps de l'état de mer ou de
la tempête. Malheureusement, les hypothèses émises de "running fetch"
(tempête dont le maximum se déplace en synchronisation avec le champ de
vagues généré), ou de combinaison entre les systèmes créés avant et
après le passage du front froid n'ont à ce jour pu être validées.
Néanmoins, certains traits se dégagent des conditions de mer susceptibles de contenir une vague scélérate :
trains de vagues en provenance d'une seule
direction (sans garantie d'ailleurs que la vague scélérate ne se propage
pas à un certain angle de cette direction),
vent particulièrement violent (ou mer particulièrement peu levée par rapport à la force du vent),
vagues fortement
cambrées, conditions de mer proches du paroxysme.
Au total, il semble que si, pour un navigateur, la probabilité de
rencontrer une "vague scélérate" dans l'année est extrêmement faible, il
reste que l'"espérance mathématique" de rencontrer le phénomène
plusieurs fois par an, est notable pour l'ensemble de la flotte
mondiale, d'autant que celle-ci continue à croître en nombre et en
taille des navires.
Perspectives de prévision et d'alerte
On sait que certaines régions océaniques sont des zones à risque pour
les vagues scélérates: il en existerait 19 dans le monde: c'est le cas
particulièrement lorsqu'un courant s'oppose au vent.
Par exemple, on a pu identifier de nombreux cas
de vagues scélérates dans le courant des Aiguilles, au large de
l'Afrique du Sud. Dans ce cas, le commandant de navire doit faire route
pour éviter le courant quand il apprend par la météo que les conditions
ne sont pas favorables.
Les accidents et naufrages, fréquents autrefois,
ont presque complètement disparu depuis qu'il y a une dizaine d'années
le service météorologique d'Afrique du Sud a mis en place un système qui
alerte les navigateurs lorsque les conditions défavorables sont
réunies.
Mais d'autres zones sont cataloguées "à risque": le Golfe de Gascogne,
la Mer du Nord, la Mer Baltique... pour lesquels des services d'alerte
auraient peut-être une utilité considérable.
Les Météos Nationales expérimentent depuis peu
des indicateurs liés aux causes théoriques potentielles, pour identifier
des tempêtes et des moments où des vagues scélérates peuvent se
produire. Les vagues scélérates étant heureusement rares, et comme de
plus, personne ne souhaite s'y exposer pour le plaisir de confirmer la
théorie, la validation de ces indicateurs est une tâche ardue.
Toutefois, on a beau sortir des statistiques ces cas de vagues
"expliquées", il reste un grand nombre de cas pour lesquels on ne peut
trouver d'autre raison que de s'être trouvé au mauvais endroit au
mauvais moment, ce qui n'est guère satisfaisant pour la tranquillité
d'esprit du marin.
Conclusion
Il reste un long chemin à parcourir avant que l'on puisse détecter avec
fiabilité un accroissement du risque de vague anormalement haute ou
cambrée, et qu'on puisse prôner, sauf en des endroits particuliers du
globe, un dispositif de prévision opérationnelle des conditions
d'occurrence de vagues extrêmes. Mais on a progressé dans la
compréhension des causes du phénomène.
Il convient de rappeler aux navigateurs qu'il n'y a pas de borne
théorique au rapport entre la vague maximale et la moyenne de celles qui
la précèdent. Car si la vague scélérate est inattendue,
n'est ce pas avant tout parce que nous nous endormons dans une
fausse sécurité en ne jugeant du risque que sur la seule hauteur moyenne
des vagues ?
Remerciements
Merci à Michel Olagnon, Chef de la Cellule Océano-Météo à
Ifremer/Brest, qui m'a communiqué la plus grande part de la
documentation utilisée dans ce papier et a bien voulu le relire et le
corriger.
Et aussi à Jean Labrousse qui m'a incité à rédiger le présent document.
Cet article est à paraître dans la revue Arc en Ciel
de l'Association des Anciens de de la Météorologie.
www.anciensmeteos.info
|
Pour en savoir plus :
http://www.ifremer.fr/metocean/vagues_scelerates.htm
http://www.ifremer.fr/web-com/stw2004/rw/
: Proceedings du séminaire "Rogues waves 2004" des 20, 21 et octobre
2004 édité par Michel Olagnon et Marc Prevosto
Voir aussi extrait de l'émission de Thalassa du 2
novembre 2007
|
Vagues scélérates - Ma-Tvideo France3
Vagues scélérates - Ma-Tvideo France3
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