Seiches
Mouvements de la mer et leurs risques
C4610 v3 Article de référence

Seiches
Mouvements de la mer et leurs risques

Auteur(s) : René BONNEFILLE

Date de publication : 10 nov. 2010 | Read in English

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1 - Marée

2 - Houle

3 - Seiches

  • 3.1 - Description du phénomène
  • 3.2 - Origines
  • 3.3 - Moyens de prévention
  • 3.4 - Effets sur les installations en bord de mer

4 - Tsunamis

  • 4.1 - Description et origine
  • 4.2 - Aspect physique du phénomène
  • 4.3 - Simulation des tsunamis

5 - Surcotes

6 - Conclusions

Sommaire

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RÉSUMÉ

L'attraction de la lune et l'action du vent jouent un rôle très importants sur les mers. Cela se traduit par des phénomènes d'une durée de l’ordre de la demi-journée ou de la journée : les marées, et sous forme de phénomènes de plus courte période : la houle et les seiches. Ces agitations assaillent le littoral et les plans d'eau. Ils modèlent les fonds marins et façonnent les côtes. Pour réaliser des constructions sur des zones soumises à ces phénomènes, il est nécessaire de savoir correctement les prévoir donc d'être capable de les observer et de comprendre leur principe. Ce dossier propose une description complète des marées, de la houle, des seiches ou encore des tsunamis, en détaillant les modèles physiques qui les régissent, les théories statistiques pour les prévoir et les moyens pour les prévenir.

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Auteur(s)

  • 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

INTRODUCTION

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 ».

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-c4610

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3. Seiches

3.1 Description du phénomène

Les bateliers du Lac Léman désignaient par « seiches » les oscillations lentes du niveau du lac. Par analogie, on a désigné sous ce nom certaines oscillations lentes du niveau de la mer se produisant dans les ports ou les baies.

Les seiches sont des oscillations périodiques, amorties ou entretenues, des grands plans d'eau (rades, bassins portuaires, canaux, détroit, lacs, etc. Ce sont des ondes de gravité, de période comprise dans la gamme de l'ordre de grandeur de la minute à quelques heures. Elles se manifestent principalement par des mouvements oscillants horizontaux, gênants pour les navires amarrés, et par des mouvements verticaux relativement faibles.

La courbure de ces ondes est donc très faible. De ce fait, elles relèvent de la théorie des ondes longues. Leurs longueurs d'onde étant grandes, les seiches diffractent peu. En revanche, elles peuvent entrer en résonance dans les bassins de forme géométrique simple, dont les périodes d'oscillations propres sont voisines de celles des seiches.

HAUT DE PAGE

3.2 Origines

  • Les seiches amorties, dont l'extinction peut demander plusieurs heures, résultent de la mise en résonance d'une, ou plusieurs, des périodes propres des plans d'eau des bassins par un choc de nature :

    • hydraulique :

      • arrivée d'une onde de crue ou d'un tsunami,

      • adduction brutale d'eau,

      • variations d'intensité des précipitations ;

    • météorologique :

      • saut de pression atmosphérique,

      • cessation ou l'établissement brusque d'un régime de vents ;

    • géologique :

      • secousse sismique,

      • chute d'un iceberg,

      • glissement de terrain.

  • Les seiches entretenues sont dues à une excitation périodique de période voisine de celles des périodes propres du plan d'eau. On les observe surtout dans les bassins maritimes (figure 17). Leurs périodes...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BONNEFILLE (R.) -   Cours d’hydraulique maritime  -  (3e éd.) Masson (1992).

  • (2) - ROLLET de L’ISLE -   Observation, étude et prédiction des marées  -  Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (1905).

  • (3) - MICHE (R.) -   Mouvements ondulatoires de la mer en profondeur croissante ou décroissante  -  Ann. Ponts et Chaussées (F) (juin-août 1944).

  • (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).

  • (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).

  • (6) - VALEMBOIS (J.) -   Les appareils réalisés à Chatou, pour la mesure de la houle naturelle  -  Fifth...

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