Une nouvelle étude révèle qu'il faut une tempête parfaite pour générer une vague anormale, un mur d'eau si imprévisible et colossal qu'il peut facilement détruire et couler des navires.
Prenons, par exemple, la vague freak Draupner, qui a frappé le 1er janvier 1995, près de la plate-forme pétrolière Draupner au large des côtes de la Norvège. Cette vague a atteint une hauteur incroyable de 25,6 mètres (84 pieds), soit environ la hauteur de quatre girafes adultes empilées les unes sur les autres. Une autre vague voyous célèbre est représentée par l'artiste japonais Katsushika Hokusai dans son gravure sur bois du XIXe siècle appelée "La Grande Vague", qui montre une énorme vague d'eau quelques instants avant un crash inévitable.
Pour comprendre pourquoi ces vagues bizarres apparaissent si soudainement et sans avertissement, une équipe internationale de chercheurs d'Angleterre, d'Écosse et d'Australie a reproduit une crête à l'échelle de la vague Draupner dans un réservoir de laboratoire.
L'équipe a décodé avec succès la recette de la vague voyous: elle a simplement besoin de deux groupes de vagues plus petits qui se coupent à un angle d'environ 120 degrés, ont-ils découvert.
La découverte fait passer la compréhension des scientifiques des ondes anormales "du simple folklore à un phénomène crédible du monde réel", a déclaré dans un communiqué le chercheur principal Mark McAllister, assistant de recherche au Département des sciences de l'ingénieur de l'Université d'Oxford en Angleterre. "En recréant la vague Draupner dans le laboratoire, nous avons fait un pas de plus vers la compréhension des mécanismes potentiels de ce phénomène."
Lorsque les vagues de l'océan se brisent dans des circonstances typiques, la vitesse du fluide (la vitesse et la direction de l'eau) au sommet de la vague, connue sous le nom de crête, dépasse la vitesse de la crête elle-même, a déclaré McAllister à Live Science dans un e-mail. Cela fait que l'eau dans la crête dépasse la vague, puis s'écrase vers le bas lorsque la vague se brise.
Cependant, lorsque les vagues se croisent à grand angle (dans ce cas, 120 degrés), le comportement de déferlement change. À mesure que les vagues s'entrecroisent, la vitesse horizontale du fluide sous la crête des vagues est annulée et la vague résultante peut donc devenir de plus en plus grande sans s'écraser. "Ainsi, une rupture en plongée ne se produit plus et une rupture en forme de jet, comme illustré dans notre vidéo, se produit. Et, apparemment, ce deuxième type de rupture ne limite pas la hauteur des vagues de la même manière", a déclaré McAllister.
En d'autres termes, lorsque les vagues se croisent à de grands angles, elles peuvent créer des vagues de monstres comme la vague freak Draupner et la grande vague de Hokusai.
Cependant, les groupes de vagues n'ont pas nécessairement besoin de se rencontrer à un angle précis de 120 degrés pour devenir voyous.
"Dans le cas de la vague Draupner, l'angle de 120 degrés est ce qui était nécessaire pour supporter une telle vague", a déclaré McAllister. Mais "plus généralement, toute traversée dans les océans supportera des vagues plus fortes".
La découverte illustre "un comportement de déferlage des vagues non observé auparavant, qui diffère considérablement de la compréhension actuelle de la déferlante des océans", étudie l'auteur principal TS van den Bremer, professeur agrégé au Département des sciences de l'ingénieur du Université d'Oxford, a déclaré dans le communiqué.
L'équipe espère que leurs travaux jetteront les bases de futures études qui pourraient un jour aider les scientifiques à prévoir ces vagues potentiellement catastrophiques, ont-ils déclaré.
Les expériences humides et sauvages ont été réalisées au centre de recherche FloWave Ocean Energy à l'Université d'Edimbourg.
"Le FloWave Ocean Energy Research Facility est un bassin combiné courant d'onde-courant avec des onduleurs installés sur toute la circonférence", a déclaré Sam Draycott, chercheur associé à la School of Engineering de l'Université d'Édimbourg. "Cette capacité unique permet de générer des ondes de n'importe quelle direction, ce qui nous a permis de recréer expérimentalement les conditions complexes des ondes directionnelles que nous pensons être associées à l'événement de vague Draupner."
L'étude sera publiée dans le numéro du 10 février du Journal of Fluid Mechanics.
