Les différents types d’ondes océaniques

L’étude porte sur le mouvement ondulatoire régulier, dans le cas simple d’un mouvement plan et d’une onde progressive (c’est-à-dire qui se propage dans une seule direction donnée). D’une part, le mouvement est considéré comme étant irrationnel. L’étude se consacrera donc à étudier la réflexion d’onde courte au passage de deux types d’obstacles qui sont imperméables : l’un pour une monté abrupte du fond (c’est-à-dire passage d’un front brusque au dessus d’un talus) et l’autre le passage de l’onde franchissant une pente douce faisant sous forme d’escaliers.

LES ONDES OCEANIQUES

Les différents types d’ondes océaniques

Les différents types d’ondes

Ondes de gravité :
Elle représente les ondes les plus courantes à la surface des océans et leur énergie provient de la gravité, d’où leur nom.

Ondes capillaires :
Elles sont très petites (λ <1 ,74cm) et produites par le vent et les effets de tension de surface. Contrairement aux ondes de gravité, ce sont les ondes de petites longueurs d’ondes qui se propagent le plus vite.

Ondes générée par les séismes (tsunami) :
Elles sont produites par les déplacements de la croûte terrestre. Les dimension caractéristiques sont λ =200km,H=0,5m jusque 30m. La période T=15min et la célérité de vitesse C=700km/h .

Ondes courtes ou ondes d’eau profonde :
Ce sont des ondes forcées par les vents .

mascaret :
Le mascaret, en géographie physique, forte vague dépassant généralement 1m de hauteur, remontant rapidement un estuaire ou une baie en forme d’entonnoir. Lorsque le flux de la marée montante s’accumule à l’embouchure de l’estuaire plus rapidement que ne s’écoule le flux descendant du cours d’eau, une haute vague déferle à contre-courant avec grande violence. Le plus grand mascaret du monde se produit à l’embouchure de la rivière Qiantang (Zheijiang), dans la baie d’Hangzhou (Hang-Tcheou), en Chine. Il peut atteindre une hauteur de 4,5 m. De grands mascarets se produisent également sur la rivière Severn, au fond de la baie de Bristol, en Grande-Bretagne ; dans la baie de Fundy, en Nouvelle-Écosse, au Canada ; sur l’Amazone, au Brésil, et sur le Brahmapoutre, en Inde.

Onde de surface générée par le vent

Pleine mer :
La pleine mer désigne la région où les vagues sont générées par une tempête.
La taille et la vitesse maximale possible dépendent :
– Du fetch (étendue d’eau sur la quelle le vent souffle)
– De la vitesse du vent
– De la durée du cisaillement .

Evidemment, plus grandes sont ces valeurs et plus l’onde est développée. Si la vitesse du vent est constante pendant un temps assez long et sur un certain fetch, un équilibre entre l’énergie perdue par frottement et l’énergie absorbée par les vagues peut être atteint ; on parle de « fully developped sea ».Mais cet état est rare, le vent n’est en général pas constant. Remarque : La surface de l’océan est très perturbée ; les ondes de surface peuvent avoir différentes longueurs d’onde L .

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Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : LES ONDES OCEANIQUES
I.A. Les différents types d’ondes océaniques
Introduction
I.A.1. Les différents types d’ondes
1 .1. Ondes de gravité
1.2. Ondes capillaires
1.3. Ondes générée par les séismes (tsunami)
1.4. Ondes courtes ou ondes d’eau profonde
1.5. Mascaret
I.A.2. Onde de surface générée par le vent
2.1. Pleine mer
2.2. La houle
I.A.3. La propagation des ondes
3.1. Paquets d’ondes (trains d’ondes)
3.2. Vitesse de phase
3.3. Interférences
1°)- Présentation
2°)- Définition
a- constructive
b- Destructive
3°)- Exemple
I.A.4. Phénomènes entraînant un changement de direction des ondes pendant Leur propagation
4.1. La réfraction
4.2. La réflexion
4.3. La diffraction
I.B. la houle est ses phénomènes physiques
Introduction
I.B.1. Définition
1 .1.Lacambrure
1.2. Le fetch
I.B.2. La taille de la houle
I.B.3. Le mouvement de la houle
I.B.4. Génération des houles
I.B.5. Forme des houles
I.B.6. Vitesse de groupe
I.B.7. Energie des houles
I.B.8. Atténuation
8.1 .Moutons
8.2. Viscosité
8.3. Résistance de l’air
8.4. Interaction non linéaire
I.B.9. Description des paramètres de la houle
DEUXIEME PARTIE : La résolution de l’équation de base de la houle
II.A. Les équations de bases
II.A.1. Conservation de la masse
II.A.2. Conservation de la quantité de mouvement
II.B. Les équations adimensionnées
II.B.1. Les équations de continuité
II.B.2. Les équations de mouvement
1) Condition cinématique à la surface libre
2) Condition dynamique à la surface libre
II.C. La houle d’Airy
II.C.1. Expression du potentiel
II.C.2. Profil de l’onde
2.1. Forme générale
2.2. L’expression du nouveau potentiel
II.C.3. La Célérité de l’onde
3.1. En eaux profondes
3.2. En eaux intermédiaires
3.3. En eaux peu profondes
II.C.4. Expression de la vitesse
II.C.5. Trajectoire des particules
5.1. En eaux profondes
5.2. En eaux intermédiaires
5.3. En eaux peu profondes
5.4. Schéma récapitulatif
TROISIEME PARTIE : LA REFLEXION DE LAHOULE
III.A. La réflexion théorique de la houle
III.A.1. La réflexion sur un mur verticale
a) Première approximation
b) Deuxième approximation
III.A.2. La réflexion sur un plan inclinée
III.B. Modèle numérique de la réflexion de la houle sur un talus
III.B.1. Les équations de ST-VENANT 2D
1) Les équations de continuité
2) Conservation de la quantité de mouvement
III.B.2. Passage de la houle sur un talus
III.C. Passage d’une onde franchissant un talus à front brusque
III.C.1. Hypothèses d’étude
a) Onde en amont de l’obstacle (dans la région 1)
b) Onde en aval de l’obstacle (dans la région 2)
III.C.2. Calculs des coefficients de réflexion et de transmission
2.1. Démonstration de calcul
2.2. Discussion théorique
III.C.3. Organigramme traitant le passage de la houle franchissant un talus à front brusque
III.D. Passage de la houle franchissant une pente douce
III.D.1. Hypothèses d’étude
III.D.2. Organigramme traitant le passage de la houle sur une pente douce
QUATRIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
IV.1. Résultats de l’organigramme traitant le passage de la houle sur un front brusque
1) La réflexion totale de la houle
1-a. Interprétation de la figure IV .1
1-b. Interprétation de la figure IV.2
2) La réflexion partielle de la houle
2-a.Intérpretation de la figure IV.3
2-b. Interprétation de la figure IV.4
3) La transmission totale de la houle
4) Généralisation
4-a.Intérpretation de la figure IV.7
4-b. Interprétation de la figure IV.8
IV.2. Résultats et interprétation traitant le passage de la houle franchissant une pente douce
1) Interprétation des figures : IV.9 , IV.10, IV.11
2) Interprétation de la figure IV.12
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE