Nature = futur ! Diffusé le

Au cœur de la vague

Comment se forment et se propagent les vagues ? Quels moyens avons-nous pour comprendre ce phénomène et anticiper les fureurs de la nature ? Aujourd'hui, il est possible d'étudier leur puissance et leur trajectoire grâce à des modèles mathématiques. L'objectif de ces recherches menées par le chercheur Volker Roeber, à l'Université de Pau et des Pays de l'Adour, est de permettre d'atténuer les risques d'inondation et de développer des systèmes utilisant l'énergie des vagues comme une énergie renouvelable 

Un épisode de "Nature=futur !". 

Réalisation : Thomas Marie

Production : La Belle Société production / EPPDCSI-Universcience / MNHN / Ceebios / Ministère de la Transition écologique et solidaire / IRD / Institut des Futurs souhaitables / Région Nouvelle-Aquitaine / Région Sud / Région Bretagne / Communauté d’Agglomération Pays Basque / Université de Pau et des Pays de l'Adour, e2s UPPA / CNRS. Avec le soutien de l’ADEME, du Ministère de l’Enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation, CGDD, Via Occitanie,

Année de production : 2020

Durée : 5min29

Accessibilité : sous-titres français

Au cœur de la vague

Voix off début : Qu’est-ce qu’une vague ? Comment se forme-t-elle ? Pourquoi certaines vagues sont-elles plus puissantes que d’autres ? La science peut-elle nous éclairer sur la compréhension de ce phénomène naturel afin de mieux protéger nos rivages marins et de nous prévenir des inondations côtières liées au réchauffement climatique ? ITW Volker : Toutes les vagues que nous voyons aujourd'hui dans les océans sont formées par le vent. Il y a habituellement trois facteurs qui déterminent la taille et aussi l'énergie des vagues individuelles. C’est, pour le premier, la force du vent, puis sa direction et pendant combien de temps le vent souffle. Et le troisième point est le fetch, le fetch, c’est l’étendue (coupe) sur laquelle le vent souffle, agit. Il y a des emplacements typiques sur la plage ou le long de la côte où nous voyons toujours de grosses vagues et d'autres emplacements des petites vagues, et tout cela dépend de la dissymétrie du fond de l'océan.  Belhara est un endroit célèbre ici en Côte Basque. Belhara est une formation rocheuse sous-marine qui concentre l'énergie des vagues exactement sur une barre et elle ne se brise que lorsque les vagues sont très grandes et aussi très longues, donc très énergétiques, mais c'est une formation où nous voyons toujours de grandes vagues. Ainsi, lorsqu'une vague arrive sur la côte, elle est généralement soumise à plusieurs processus. Les processus les plus importants sont la réfraction, et l’autre facteur est le haut-fond marin.  La réfraction signifie la flexion ou le changement de l'angle de la vague qui respecte la dissymétrie. La dissymétrie, c’est le fond, le fond marin de l'océan. Lorsque le fond marin est moins profond, les vagues s’atténuent et la vague tourne automatiquement en direction de la plage. Un fonds marin profond, sur d’autres sites, engendre une amplification de la vague sur le rivage. Il faut imaginer une vague qui est en train de se comprimer et, tant que son énergie se maintient de façon constante, elle s’élève alors jusqu’au plus haut point, c’est ce phénomène qu’on appelle Shoaling avant que la vague ne se brise. Voix off milieu : L’analyse et la connaissance des vagues reposent sur des modèles mathématiques anciens. Les recherches récentes de la chaire HPC Waves à Anglet ont permis de mettre au point de nouveaux modèles très précis et très utiles pour simuler ou prédire les effets des vagues. ITW Volker : La recherche a grandement profité de l'augmentation de la puissance de calcul des super ordinateurs. HPC waves signifie calcul de très haute performance des vagues. Nous essayons non seulement d'améliorer les capacités, mais aussi la vitesse de calcul des ordinateurs. Nous concentrons nos efforts sur leur efficacité et leur rapidité, et pour générer également des bases de données simulées à partir de ces calculs afin d’obtenir la meilleure compréhension des processus physiques des vagues. Nous avons donc aujourd'hui des modèles numériques très puissants et aussi très réels qui peuvent non seulement prédire, mais aussi simuler différents scénarios de vagues pour anticiper des effets négatifs car ces modèles fonctionnent vite. Nous pouvons stimuler beaucoup de scénarios, par exemple nous pouvons calculer des scénarios qui pourraient se produire dans le futur, mais qui ne sont pas visibles aujourd'hui. C'est un gros avantage d'utiliser de tels modèles numériques par rapport à des expériences sur le terrain ou des expériences sur la base de cartes. La côte basque est exposée aux vagues très énergétiques de l'océan Altantique. Souvent, nous voyons de longues périodes gonfler, ce qui signifie des vagues de période de cinquante à vingt secondes, ce qui est très long que nous ne voyons que dans le Pacifique. Mais la côte basque est exposée à des ondes très énergétiques. Il peut s'agir de tempêtes locales où les vagues … la période est un peu plus courte mais en même temps les régimes de vagues sont très énergétiques et puissants. Nous avons actuellement quelques capteurs de pression déployés sur la plage, par exemple à Socoa sur la digue d'Artha qui est un brise-lames qui protège la baie de Saint-Jean de Luz. Ces capteurs de pression sont capables de comprendre les forces qui agissent sur les structures côtières comme les brise-lames et de comprendre ce qui fait, par exemple, que des blocs de béton massifs de plusieurs centaines de kilos arrivent à être déplacés lors de telles conditions de vagues de tempête. De plus en plus de gens vivent près de la mer, donc plus de gens sont exposés au danger des vagues. L'érosion côtière est le problème typique. Un emplacement comme la Grande Plage de Biarritz est très sujet à des vagues puissantes et il n'y a tout simplement aucun moyen de revenir en arrière. Je veux dire que les gens ont construit sur le front de mer traditionnellement au fil des ans ou au fil des siècles, mais il n'y a qu'une toute petite plage qui doit contenir toute l'énergie des vagues. L'érosion est donc un problème très courant sur de nombreuses plages, pas seulement sur la côte basque. Les techniques traditionnelles ont toujours impliqué l'ensemble des structures en béton et côtières pour protéger les plages des vagues. Donc, de nos jours, nous combinons en fait des mesures dures et douces pour permettre à la côte une sorte de vivacité, une sorte de dynamique, nous avons permis aux systèmes dynamiques de fonctionner, ce qui est par exemple le cas des dunes. Ainsi, un système de dunes côtières, par exemple, est une mesure très efficace et bon marché pour prévenir l'érosion ou aussi les inondations côtières parce que la dune s'est adaptée à l'environnement dynamique et naturel. Voix off fin : On peut aussi récupérer l’énergie des vagues afin d’en diminuer les effets. Les chercheurs d’HPC waves travaillent également sur différents procédés de ce type : c’est ce qu’on appelle les Energies Marines Renouvelables. La France, avec 11millions de Km2 de façades maritimes, représente l’un des plus forts potentiels au monde.

Réalisation : Thomas Marie

Production : La Belle Société production / EPPDCSI-Universcience / MNHN / Ceebios / Ministère de la Transition écologique et solidaire / IRD / Institut des Futurs souhaitables / Région Nouvelle-Aquitaine / Région Sud / Région Bretagne / Communauté d’Agglomération Pays Basque / Université de Pau et des Pays de l'Adour, e2s UPPA / CNRS. Avec le soutien de l’ADEME, du Ministère de l’Enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation, CGDD, Via Occitanie,

Année de production : 2020

Durée : 5min29

Accessibilité : sous-titres français