Jadis rejetée comme un mythe nautique, les vagues océaniques bizarres qui s'élèvent aussi haut que des immeubles à appartements de dix étages ont été acceptées comme une cause principale de naufrages de grands navires. Les résultats des satellites ERS de l’ESA ont aidé à établir l’existence généralisée de ces ondes «voyous» et sont maintenant utilisés pour étudier leurs origines.
Les intempéries ont fait couler plus de 200 supertankers et porte-conteneurs de plus de 200 mètres de long au cours des deux dernières décennies. On pense que les vagues voyous sont la principale cause dans de nombreux cas de ce type.
Les marins qui ont survécu à des rencontres similaires ont eu des histoires remarquables à raconter. En février 1995, le paquebot de croisière Queen Elizabeth II a rencontré une vague voyous de 29 mètres de haut lors d'un ouragan dans l'Atlantique Nord que le capitaine Ronald Warwick a décrit comme «un grand mur d'eau? on aurait dit que nous allions dans les falaises blanches de Douvres. »
Et dans la semaine entre février et mars 2001, deux croiseurs touristiques endurcis? Brême et l'étoile calédonienne? a vu leurs fenêtres de pont brisées par des vagues voyous de 30 mètres dans l'Atlantique Sud, l'ancien navire est parti à la dérive sans navigation ni propulsion pendant une période de deux heures.
"Les incidents se sont produits à moins d'un millier de kilomètres les uns des autres", a déclaré Wolfgang Rosenthal - scientifique principal au centre de recherche GKSS Forschungszentrum GmbH, situé à Geesthacht en Allemagne - qui étudie les vagues voyous depuis des années. «Tous les appareils électroniques ont été éteints sur le Brême alors qu'ils dérivaient parallèlement aux vagues, et jusqu'à ce qu'ils soient rallumés, l'équipage pensait que cela aurait pu être leur dernier jour de vie.
«Le même phénomène aurait pu couler beaucoup de navires moins chanceux: deux gros navires coulent en moyenne chaque semaine, mais la cause n'est jamais étudiée dans le même détail qu'un crash aérien. Il s’agit simplement de «mauvais temps». »
Des plates-formes offshore ont également été touchées: le 1er janvier 1995, la plate-forme pétrolière Draupner en mer du Nord a été touchée par une vague dont la hauteur a été mesurée par un appareil laser embarqué à 26 mètres, les plus hautes vagues autour d'elle atteignant 12 mètres.
Preuve radar objective de cette plate-forme et d'autres? les données radar du champ pétrolifère de Goma en mer du Nord ont enregistré 466 rencontres de vagues scélérates en 12 ans - ont aidé à convertir des scientifiques auparavant sceptiques, dont les statistiques ont montré que de tels écarts importants par rapport à l'état de la mer environnante ne devraient se produire qu'une fois tous les 10000 ans.
Le fait que des vagues scélérates se produisent en fait relativement fréquemment a eu des implications économiques et de sécurité majeures, car les navires et les plates-formes offshore actuels sont construits pour résister à des hauteurs de vagues maximales de seulement 15 mètres.
En décembre 2000, l'Union européenne a lancé un projet scientifique appelé MaxWave pour confirmer la présence répandue d'ondes scélérates, modéliser leur apparition et examiner leurs implications pour les critères de conception des navires et des structures offshore. Et dans le cadre de MaxWave, les données des satellites radar ERS de l’ESA ont été utilisées pour la première fois pour effectuer un recensement mondial des ondes indésirables.
«Sans la couverture aérienne des capteurs radar, nous n'avions aucune chance de trouver quoi que ce soit», a ajouté Rosenthal, qui dirigeait le projet MaxWave de trois ans. «Tout ce que nous avons dû faire, ce sont des données radar collectées sur les plates-formes pétrolières. Nous étions donc intéressés à utiliser l'ERS dès le départ. »
L'engin spatial jumelé ERS-1 et 2 de l'ESA? lancés respectivement en juillet 1991 et avril 1995? les deux ont un radar à synthèse d'ouverture (SAR) comme instrument principal.
Le SAR fonctionne selon plusieurs modes différents; tandis qu’au-dessus de l’océan, il fonctionne en mode houlomoteur, acquérant 10 imagettes de la surface de la mer tous les 200 km.
Ces petites imagettes sont ensuite mathématiquement transformées en ventilations moyennes de l'énergie et de la direction des vagues, appelées spectres des vagues océaniques. L'ESA rend ces spectres accessibles au public; ils sont utiles aux centres météorologiques pour améliorer la précision de leurs modèles de prévisions maritimes.
"Les imagettes brutes ne sont pas disponibles, mais avec leur résolution de dix mètres, nous pensions qu'elles contenaient une multitude d'informations utiles par elles-mêmes", a déclaré Rosenthal. «Les spectres des vagues océaniques fournissent des données moyennes sur l'état de la mer, mais des imagettes représentent les hauteurs de vagues individuelles, y compris les extrêmes qui nous intéressaient.
«L'ESA nous a fourni trois semaines de données? environ 30 000 imagettes séparées? sélectionnés à l'époque où le Brême et le Caledonian Star ont été frappés. Les images ont été traitées et automatiquement recherchées pour les vagues extrêmes au Centre aérospatial allemand (DLR). »
Malgré la durée relativement courte des données couvertes, l'équipe de MaxWave a identifié plus de dix vagues géantes individuelles autour du globe au-dessus de 25 mètres de hauteur.
"Après avoir prouvé leur existence, en plus grand nombre que prévu, la prochaine étape consiste à analyser si elles peuvent être prévues", a ajouté Rosenthal. «MaxWave a officiellement conclu à la fin de l'année dernière bien que deux lignes de travail en découlent? l'une consiste à améliorer la conception des navires en apprenant comment les navires sont coulés, et l'autre consiste à examiner davantage de données satellitaires en vue d'analyser si des prévisions sont possibles. »
Un nouveau projet de recherche appelé WaveAtlas utilisera pendant deux ans des imagettes ERS pour créer un atlas mondial des vagues indésirables et effectuer des analyses statistiques. La chercheuse principale est Susanne Lehner, professeure agrégée à la Division de physique marine appliquée de l'Université de Miami, qui a également travaillé sur MaxWave pendant ses études au DLR, avec Rosental co-investigatrice du projet.
"Regarder à travers les imagettes finit par se sentir comme voler, car vous pouvez suivre l'état de la mer le long de la trajectoire du satellite", a déclaré Lehner. «D'autres caractéristiques comme les glaces flottantes, les nappes de pétrole et les navires sont également visibles sur eux, et il y a donc un intérêt à les utiliser pour d'autres domaines d'études.
«Seuls les satellites radar peuvent fournir l'échantillonnage de données véritablement mondial nécessaire à l'analyse statistique des océans, car ils peuvent voir à travers les nuages et l'obscurité, contrairement à leurs homologues optiques. Par temps orageux, les images radar sont donc les seules informations pertinentes disponibles. »
Jusqu'à présent, certains modèles ont déjà été trouvés. Les vagues voyous sont souvent associées à des sites où les vagues ordinaires rencontrent les courants océaniques et les remous. La force du courant concentre l'énergie des vagues, formant de plus grosses vagues? Lehner la compare à une lentille optique, concentrant l'énergie dans une petite zone.
Cela est particulièrement vrai dans le cas du courant d'Agulhas notoirement dangereux au large de la côte est de l'Afrique du Sud, mais des associations de vagues voyous se trouvent également avec d'autres courants tels que le Gulf Stream dans l'Atlantique Nord, interagissant avec des vagues descendant de la mer du Labrador .
Cependant, les données montrent que les ondes voyantes se produisent également loin des courants, se produisant souvent à proximité des fronts et des creux météorologiques. Des vents soutenus de tempêtes de longue durée dépassant 12 heures peuvent agrandir les vagues se déplaçant à une vitesse optimale en synchronisation avec le vent? trop vite et ils avanceraient devant la tempête et se dissiperaient trop lentement et ils prendraient du retard.
"Nous connaissons certaines des raisons des vagues voyous, mais nous ne les connaissons pas toutes", a conclu Rosenthal. Le projet WaveAtlas devrait se poursuivre jusqu'au premier trimestre 2005.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
