Pas si plate que ça, l'eau

Réponse du service Guichet du Savoir


Nous saisissons mal le sens général de votre question. L'étude des vagues fait l'objet depuis plusieurs années de prévisions précises qui servent à déterminer à l'avance l'état de la mer et de son degré de navigabilité. Les mécanismes de formation sont par ailleurs bien connus :

Il y a différents types de vagues à la surface de l'océan. Un type bien connu est la marée, en majeure partie provoquée par l'attraction de la lune et du soleil ainsi que les tsunamis qui sont produits par l'activité séismique sous-marine. Mais la caractéristique océanique la plus omniprésente est la présence des vagues produites par le vent, ou les vagues de vent. Les paragraphes suivants présentent quelques renseignements fondamentaux sur les vagues de vent ainsi que les risques qu'elles peuvent provoquer.
source : Pêches et Océans Canada - Région du Pacifique.

Des échelles sont par ailleurs établies afin de caractériser la hauteur des vagues :

mer calme : mer sans rides hauteur nulle, mer complètement dépourvue de vagues
1 mer calme : mer ridée des "rides" ou vagues jusqu'à 10 cm de hauteur
2 mer belle : se couvrant de vaguelettes de 10 cm à 50 cm inclus
3 mer peu agitée de 50 cm à 1,25 m
4 mer agitée de 1,25 m à 2,50 m
5 mer forte de 2,50 m à 4 m
6 mer très forte de 4 m à 6 m
7 mer grosse de 6 m à 9 m
8 mer très grosse de 9 m à 14 m
9 mer énorme plus de 14 m
source : Académie de Rouen.

Au-delà de ce modèle "standard", il peut arriver que des vagues plus importantes puissent se former en dehors de toute modélisation prévisible. On les appelle "vagues scélérates", "vagues traîtresses" ou encore "vagues monstres" :

Les vagues extrêmes ont été liées à de nombreux accidents et pertes de vie maritimes. Les journaux de bord des marins indiquent que les vagues extrêmes se produisent d'une façon complètement inattendue. Les vagues scélérates se produisent aussi le long des côtes exposées. Chaque année, des vagues scélérates emportent au moins une personne sur la côte sud-ouest de l'île de Vancouver lors de journées où la mer est assez calme. Par exemple, le 5 avril 1991, un homme a été emporté par des grandes vagues et s'est noyé à la plage sud près de Tofino, malgré qu'il n'y avait aucune activité significative de vagues.

Quelle hauteur les vagues peuvent-elles atteindre? Des vagues d'une hauteur de 30m (à peu près la hauteur d'un édifice de 9 étages) ont été observées durant des orages sévères. Ce sont des phénomènes extrêmes très rares. Cependant, des vagues d'une amplitude significative, appelées des vagues scélérates, sont assez souvent rapportées durant toutes sortes de conditions météorologiques, même lors de conditions assez calme. De telles hautes vagues peuvent se produire quand plusieurs vagues, voyageant en différentes directions, se trouvent au même endroit en même temps. Elles ne durent pas longtemps, quelques minutes, et elles sont complètement imprévues. Il a été observé que ses hautes vagues arrivent en groupes.
source : Pêches et Océans Canada - Région du Pacifique.

Nous ne voyons pas de quelles "collines" vous voulez parler en dehors de ces vagues, qui sont bien des vagues, même si elles sont d'un genre particulier.
Nous vous reprécisons également une des propriétés universelles de l'eau :

L’eau liquide prend la forme du récipient qui la contient. La surface de l’eau liquide est toujours parallèle au niveau du sol.

La combinaison de ces deux propriétés fait que la surface de l'eau au repos, indépendamment de forces de compression extérieures, comme le vent sur la mer, apparait toujours "plate".

source : SIARL.

Réponse du département Sciences et Techniques


Votre question relève de la topographie des océans qui étudie les variations des niveaux océaniques.
Dans un premier temps, ces "collines" permanentes ne peuvent pas être liées à l'attraction de la Lune, puisqu'en suite de la rotation terrestre, les masses d'eau sont en phase avec l'attraction lunaire deux fois par jour, mais aussi deux fois par jour "perpendiculaires" à celle-ci. C'est ce qui explique le phénomène bien connu des marées. Je vous renvoie aux sites indiqués plus haut.

Pour essayer de connaître ce phénomène de "collines", les hommes se sont déjà attelés à le quantifier grâce à des images satellites, entre autres le satellite Topex-Poséidon
Le développement du programme expérimental TOPEX/POSEIDON en 1992, par la France et les Etats-Unis, marque un tournant capital dans l’étude des mouvements océaniques. Les observations altimétriques fournies par TOPEX/POSEIDON révèlent ainsi des détails précieux sur l’état dynamique de l’océan, inaccessibles par les moyens terrestres.
Source : CNES

Je vous renvoie également à ces deux adresses :

• Mercator Océan
• Académie de Rouen

En parallèle, les chercheurs essayent d'expliquer ces phénomènes :
Ces différences d'altitude marine permanentes sont liées, outre le phénomène de réchauffement des eaux, bien connu dans l'exemple d'El Nino, à la Force de Coriolis, la même qui fait tourbillonner l'eau quand elle se vide dans une baignoire.
En effet, sous l'effet du vent et de la déviation de Coriolis, le transport des eaux de surface provoque des phénomènes de divergences et de convergences. Ainsi, sous un vent d'origine anticyclonique (tournant dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord), l'eau s'accumule (convergence) au centre.

Ainsi, à l'échelle d'un bassin océanique, l'eau a tendance à s'empiler au centre (effet anticyclonique tropical), ce qui induit une bosse (convergence subtropicale) qui peut dépasser un mètre.
Cet empilement affecte surtout les couches de surface de l'océan (les mille premiers mètres d'eau environ), que l'on peut imaginer comme reposant sur les couches d'eaux froides profondes.
Plus au nord et plus au sud, on assiste plutôt à des phénomènes de divergences (divergence subpolaire et divergence équatoriale), l'eau formant alors un creux à la surface de la mer.



Source : Ministère de l'Éducation nationale, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche

Pour plus de renseignements concernant ce phénomène qui vient seulement d'être répertorié et est en cours d'étude, nous vous invitons à consulter le document suivant de l'Académie de Lorraine.