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René BONNEFILLE : Professeur d’Hydraulique maritime à l’École Nationale Supérieure des Techniques Avancées et à l’École Nationale des Ponts et Chaussées - Docteur ès Sciences - Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électrotechnique et d’Hydraulique de Toulouse
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le milieu marin est toujours agité ; cette agitation se manifeste principalement sous forme de phénomènes de grande période de l’ordre de grandeur de la demi-journée ou de la journée : les marées, et sous forme de phénomènes de courte période : la houle et les seiches. La marée est d’origine astronomique. La houle est engendrée par le vent. Les seiches sont les oscillations qui affectent certains bassins portuaires ou golfes ; elles ont une période de l’ordre de grandeur de la minute ; elles peuvent être dues à des variations des conditions météorologiques.
Des courants accompagnent ces agitations : les courants de marée, relativement faibles loin des côtes, peuvent atteindre des vitesses de plusieurs mètres par seconde près des côtes. Ils affectent pratiquement toute la profondeur d’eau avec la même intensité. Comme ils varient lentement dans le temps, ils peuvent être considérés comme constants à l’échelle de l’heure.
Les courants de houle sont alternatifs et très forts lors des tempêtes (plusieurs mètres par seconde). Ils affectent surtout la tranche d’eau située près de la surface (de 5 à 10 m d’épaisseur) ; leur importance décroît avec la profondeur.
Enfin, il existe des courants de faible vitesse (5 à 30 cm par seconde) dus à l’entraînement des eaux superficielles par le vent, ou aux différences de densité de l’eau liées aux variations de salinité ou de température.
Le lecteur pourra se reporter aux articles [C 182] et [C 180] dans le traité « Construction ».
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 1977 par René BONNEFILLE
- Version archivée 2 de nov. 1988 par René BONNEFILLE
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Tsunamis
4.1 Description et origine
Les grandes ondes marines d'origine sismique, que l'on appelait « raz de marée » et désignées actuellement universellement du nom japonais « tsunamis » (vague de mort), sont parmi les phénomènes physiques d'origine hydraulique les plus frappants. Tous les peuples vivant près des mers ont des histoires, des traditions et des légendes relatives à de tels phénomènes.
Par exemple, des récits sur tablettes trouvés à Ugarit, sur la côte syrienne, décrivent les ondes marines d'origine sismique dévastatrices au cours du second millénaire avant J.C.
Les auteurs anciens furent profondément impressionnés par les forces mise en œuvre pour produire les ondes marines sismiques. Le plus ancien, Thucydide, déclare remarquablement au Ve siècle avant J.-C., que ces phénomènes sont dus à des tremblements de terre. Aristote et Strabon sont les derniers à tenter une explication plus élaborée du phénomène. En 7 avant J.C., Strabon suggère que les tsunamis sont dus à des exhaussements et/ou des enfoncements des fonds marins. Il entrevoit déjà les mécanismes admis actuellement et repris en 1950/1960.
Les tsunamis, engendrés par les dislocations rapides des fonds marins dues aux tremblements de terre, éruptions volcaniques ou glissements sous-marins, sont des ondes de gravité caractérisées par leur période qui va de quelques minutes à plus d'une heure. Leurs longueurs d'onde sont donc grandes, de plusieurs dizaines à des centaines de kilomètres et leurs hauteurs sont très variables.
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Du point de vue hydraulique, il s'agit des mouvements de la mer appelés « onde solitaire » dues à un apport local important d'énergie mécanique (séisme, explosion nucléaire ou d'un volcan sous-marin) à la masse fluide locale. Elles sont insensibles à bord des bateaux en pleine mer, mais peuvent atteindre la trentaine de mètres à la côte, du fait de la réduction des profondeurs et des réfractions et réflexions de l'onde.
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Les plus célèbres tsunamis récents, dus à une activité sismique, ont eu lieu :
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à Lisbonne le 1er novembre 1755 où une vague de 15 m de haut détruit la ville ;
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le 22 mai 1965, à Conception au Chili,...
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Tsunamis
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BONNEFILLE (R.) - Cours d’hydraulique maritime - (3e éd.) Masson (1992).
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(2) - ROLLET de L’ISLE - Observation, étude et prédiction des marées - Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (1905).
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(3) - MICHE (R.) - Mouvements ondulatoires de la mer en profondeur croissante ou décroissante - Ann. Ponts et Chaussées (F) (juin-août 1944).
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(4) - MUNK (W.H.) - The solitary wave theory and its application to surf problems - Ann. New York Academy Sci (USA) 51, act 3, p. 376-424 (mai 1949).
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(5) - LAMB (H.) - On sommerfeld’s diffraction problem and on reflection by a parabolic mirror - Proc. London Math. Soc. (2) L IV, p. 190-203 (1906).
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(6) - VALEMBOIS (J.) - Les appareils réalisés à Chatou, pour la mesure de la houle naturelle - Fifth...
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