Glossaire

houle

Les trains de vagues se propageant dans l'océan à partir de leurs aires génératrices sont formés dans l'environnement chaotique de la mer du vent et peuvent donc avoir des périodes très diverses (la période mesure l'intervalle de temps écoulé entre deux passages successifs d'un point de la surface marine à sa hauteur maximale sur une même verticale : deux crêtes se suivent en une période). Or, la vitesse de propagation d'un train de vagues, appelée la vitesse de phase ou la célérité des vagues, est d'autant plus élevée que sa longueur d'onde est plus grande (la longueur d'onde mesure la distance entre les crêtes de deux vagues successives), et l'énergie transportée par la vague est elle aussi croissante avec la longueur d'onde, laquelle varie comme le carré de la période. Ainsi, les vagues quittant la mer du vent pour se propager dans une direction donnée s'ordonnent bientôt de façon régulière : plus leur période est brève, plus tôt elles seront distancées, s'amortiront par dissipation d'énergie et disparaîtront ; plus elle est longue, plus vite et plus loin elles se déplaceront en rayonnant depuis leurs aires génératrices. Ce sont ces trains de vagues de grande longueur d'onde, régulières et puissantes, pouvant se propager jusque très loin de leur lieu de formation, qui composent la houle.

Le "déplacement" de la mer par la houle est une apparence, et les vagues y transportent de l'énergie, non de la matière : en fait, une particule élémentaire d'eau de mer, au creux d'une vague, est soulevée vers l'arrière et effectue sur place un mouvement presque circulaire avant de retrouver sa position de départ au bout d'un temps égal à la période (plus la particule est éloignée de la surface, plus petit est le rayon du cercle ainsi décrit). La période d'une houle peut aller jusqu'à 25 secondes environ et sa longueur d'onde dépasser 900 mètres, tandis que la vitesse de phase peut frôler 40 mètres par seconde ; ces deux derniers paramètres, à la différence de la période, tendent à décroître en eau peu profonde, ce qui favorise en particulier les phénomènes de déferlement, la diminution de la longueur d'onde pour une hauteur de vague (entre creux et crête) donnée tendant à augmenter la cambrure des vagues.

La hauteur des vagues, précisément, est une caractéristique des plus importantes de la houle, dont elle mesure l'amplitude. Mais cette amplitude est très variable, car les vagues se regroupent en "paquets" qu'elles traversent : une vague se forme à l'arrière d'un paquet, se creuse ensuite à mesure qu'elle y progresse vers le milieu, après quoi sa hauteur diminue au contraire jusqu'à s'évanouir à l'avant du paquet. On voit ainsi que la vitesse de propagation d'un paquet de vagues, ou vitesse de groupe, est moindre que la vitesse de propagation des vagues qui le composent : en fait, la vitesse de phase est ici égale au double de la vitesse de groupe, qui est la vitesse employée pour calculer l'heure d'arrivée d'une houle à la côte. Cette variabilité de la hauteur des vagues est accentuée par l'agitation locale de la surface due à la mer du vent : aussi son évaluation requiert-elle l'adoption de critères statistiques ; alors, à un moment et en un lieu donnés où l'on a recueilli l'enregistrement des hauteurs de N vagues successives — N est de l'ordre de quelques centaines — , on classe ces hauteurs par ordre décroissant et l'on convient d'adopter comme principale valeur représentative un nombre dénommé la hauteur significative des vagues et noté H 1/3 , qui est la moyenne des hauteurs des N/3 vagues de l'échantillon classées en premier (on peut de même considérer la hauteur moyenne de ses N/10 vagues de plus grande hauteur H 1/10 , sa hauteur moyenne H 1, sa hauteur maximale, etc.). La hauteur significative de vagues qui se forment va dépendre de la force du vent et de sa durée d'action, mais aussi du fetch , qui est la longueur du trajet suivant lequel le vent souffle au-dessus de la mer sans changer notablement de vitesse ni de direction.