Vague scélérate

Lesvagues scélératessont desvaguesocéaniquestrès hautes, soudaines, considérées comme très rares. Cette rareté est relative, les observations ne concernant qu'une très faible partie d'entre elles, compte tenu de l'étendue des océans et de la rapidité avec laquelle les vagues se forment et se défont au sein des trains de vagues où elles se propagent.
Jusqu'au milieu duXXsiècle, l'existence des vagues scélérates était mise en doute, faute de mesures objectives, par la grande majorité des scientifiques spécialisés dans l'étude des vagues, malgré les nombreux témoignages rapportés par les marins au cours des siècles, et la rencontre de ces vagues par de gros navires modernes. Ces vagues étaient alors rattachées, sans véritable examen, au folklore maritime. Il a fallu attendre la mesure par une frégate météo britannique d'une vague de 20 mètres et l'analyse de cet événement par l'océanographe Laurence Draper en 1964pour que les scientifiques révisent leur position et commencent à s'intéresser au sujet.
Les marins connaissent depuis des siècles ce que les chercheurs n'ont documenté que depuis la fin duXXsiècle.
Les chercheurs ont longtemps peiné à confirmer la réalité des témoignages de marins à propos de vagues monstrueuses. L'idée générale alors était que la hauteur des vagues variait suivant unedistribution normale.
Cet état de fait a changé en 1995, lorsqu'une vague a frappé l'installation pétrolière Draupner en mer du Nord norvégienne. La plateforme était équipée d'un laser pointé vers le bas et a enregistré une vague de 26 mètres de haut au milieu d'une mer de vagues de 11,8 mètres. Cette preuve tangible a transformé le mythe maritime en réalité.
Il serait cependant caricatural d'affirmer que les océanographes n'ont pas cru les dires des marins avant 1995. L'étude scientifique des vagues remonte en effet auXIXsiècleet s'est poursuivie tout au long duXXsiècle. La difficulté à obtenir des données fiables a été le frein principal à l'étude du phénomène, bien plus qu'un refus des spécialistes du domaine.
Une vague scélérate, détectée en 2020 par une bouée à houle au large duCanada, dans l'océan Pacifique, a été étudiée puis son existence portée à la connaissance du public en 2022. Cette nouvelle étude suggère que l'origine des vagues scélérates est due à un phénomène d'interférence constructive, plusieurs trains d'ondes — de vagues — se cumulent en un point précis, formant ainsi la vague scélérate.
Contrairement auxtsunamisqui sont des vagues de grande longueur d’onde et qui ne s’élèvent qu’à l’approche des côtes, les vagues scélérates font partie de trains d’ondes de l’état de la meret ont à peu près la même longueur d’onde que leurs voisines, mais ont un profil beaucoup plus abrupt que celui des autres vagues. L’état de la mer étant irrégulier, des vagues de grande hauteur sont toujours possibles, mais plus elles sont hautes (par rapport à la hauteur des autres vagues), moins elles sont probables. On parle devague scélératepour des hauteurs du creux à la crête de plus de 2,1 fois lahauteur significativedes vagues Hs. Les vagues scélérates se forment sans raison évidente. Elles sont souvent décrites comme des murs d’eau qui viennent heurter les navires, contrairement aux vagues« normales »qui montent en pente relativement douce, permettant aux navires de passer par-dessus. Des vagues scélérates ont été observées dans tous les océans du monde, qu’il y ait ou non des courants importants en surface.
Les vagues scélérates peuvent atteindre des hauteurs crête à creux de plus de 30 mètres et des pressions phénoménales.
Ainsi, une vague normale de 3 mètres de haut exerce une pression de 6 tonnes par mètre carré. Une vague de tempête de 10 mètres de haut peut exercer une pression de 12 tonnes par mètre carré. Une vague scélérate de 30 mètres de haut peut exercer une pression allant jusqu’à 100 tonnes par mètre carré. Or, aucun navire n’est actuellement conçu pour résister à une telle pression.
Il existerait aussi un phénomène dit des« trois sœurs ». Il s’agirait de trois vagues scélérates successives, et donc d’autant plus dangereuses, car un bateau qui aurait eu le temps de réagir correctement aux deux premières vagues n’aurait que très difficilement la possibilité de se remettre dans une position favorable pour la troisième.
Les vagues scélérates peuvent également atteindre les côtes et y causer des dommages, y compris létaux, comme en août 2023 àCronulla, enNouvelle-Galles du Sud.
Il convient d’abord de distinguer les grandes vagues des vagues scélérates. Les plus grandes vagues observées sont généralement présentes dans un état de mer déjà fort, soit dans de fortes tempêtes, soit dans des zones de courants contraires, comme dans la zone ducourant des Aiguilles, le long de la côte est de l’Afrique du Sud. Dans ce cas, il s’agit d’un simple phénomène deréfractionqui augmente la hauteur significative Hs, sans que nécessairement cela donne des vagues de hauteur H supérieure à2,1 Hs.
Les observations indiquent que ce seuil de2,1 Hsest atteint beaucoup plus souvent que ce que prévoit la théorie linéaire de la propagation des vagues. Pour des vagues en canal à houle, se propageant dans une seule dimension il peut y avoir 100 fois plus de vagues scélérates que ce que prévoit la théorie linéaire. La fréquence d’apparition des vagues scélérates est donc nécessairement liée au caractère non linéaire des vagues, connu depuis leXIXsiècle, mais avec des conséquences qui sont encore incomprises. Ainsi, dans un train de houle, la vague scélérate apparaît en empruntant l’énergie contenue dans ses voisines, avant de la leur rendre en disparaissant ou de la perdre en déferlant. On parle de modulation d’amplitude.
Ces vagues sont prévues comme solutions particulières d’équations non linéaires, telles que l’équation de l’onde de Boussinesqou l’équation de Korteweg-de Vriespar exemple. Mathématiquement, elles correspondent ausoliton, c’est-à-dire des vagues à forme singulière qui se propagent sans que leur forme ne change. Cette évolution non linéaire est bien vérifiée dans un canal à houle pour des vagues se propageant dans une seule direction. Mais la complexité de telles équations rend difficile la résolution dans le cas à deux dimensions. Une versionnon linéairede l'équation de Schrödingera également inspiré les océanographes pour sortir du modèle mathématique linéaire. Ainsi, le comportement dusoliton de Peregrineet des autres solutions rationnelles de cette équation constituent une piste intéressante.
Dans le cas de propagation de vagues dans des directions différentes, il semblerait que certaines circonstances encore mal définies puissent provoquer non pas la diminution, mais l’accumulation des ondes de houle, provoquant une vague scélérate.
Le phénomène des vagues scélérates étant rare et extrême, les équipements de mesure sont rarement dimensionnés pour les détecter. De plus un tel phénomène peut sur les enregistrements se confondre avec uneerreur de mesure.
La mesure des vagues est, depuis les années 1990, faite au moyen de lasers, radars ou bouées, qui mesurent l’élévation de la surface en un point. De telles mesures sur la plate-formeDraupner, enmer du Nord, ont fourni les premières preuves irréfutables de l’existence des vagues scélérates.
Alors que la détection des vagues scélérates par satellite est encore hors de portée en 2009, plusieurs travaux utilisant des radars de navigation embarqués sur des navires essayent de reconstruire la forme de la surface à partir du fouillis de merpour, entre autres, détecter des vagues scélérates avant que le navire ne les rencontre. En 2012, laDirection générale de l'Armementet l'entreprise toulousaine Noveltis présentent un système d'alerte de vagues extrêmes (SAVAS) susceptible de prévoir sur sept jours les zones à risques de vagues scélérates. Il s'agit d'unemodélisation de donnéesmétéorologiques, physiques et statistiques, actualisée toutes les six heures ; le système a été testé par lepatrouilleurL'Adroitau large de l'Afrique du Sud.
La réalité desvagues scélératesest maintenant parfaitement démontrée et documentée, et peut avoir des conséquences sur la sécurité maritime et la conception des grands navires marchands, notamment lesminéralierset lesvraquiersqui ne sont pas conçus pour résister à des impacts hauts au-dessus de la ligne de flottaison, et qui coulent en quelques minutes.
Si untanker(ou tout bateau long) rencontre une telle vague de face (ou par l’arrière), cela pose deux problèmes :
Si la vague frappe le bateau par le côté, elle peut le faire chavirer.
Il est cependant à noter que les vagues scélérates sont à l'origine de quelques pourcents des naufrages : une erreur humaine couplée à de mauvaises conditions météorologiques est une cause de naufrage bien plus probable que la survenue d'une vague exceptionnelle.
Entre 1973 et 1994, on estime que vingt-deux cargos ont coulé à la suite d'une rencontre avec des vagues scélérates. Les chercheurs suspectent que les vagues scélérates ont fait plus de 500 victimes au cours de la seconde moitié duxxsiècle. Des observations et accidents suspectés sont listés ci-dessous.
: Ouvrage utilisé comme référence principale dans cet article.