Il existe de nombreux types de vagues sur l’océan (tsunami, déplacement d’un bateau, mascaret, etc.) mais on va s’intéresser à celles que l’on surfe, c’est dire, celles qui sont créées par le vent et qui se déplacent sous l’influence de la gravité sur de grandes distances.

Intérraction air-eau / vent-océan

Ce qui forme les vagues, c’est donc le vent. On va passer rapidement sur les mécanismes complexes qui sont à l’œuvre mais c’est important de comprendre dans les grandes lignes ce qu’il se passe. Prenons la situation de départ la plus simple possible. La surface de l’océan est plate (enfin presque puisque la terre est ronde…) tant rien ne vient la perturber, imaginez une mer d’huile. Pour des raisons qui nous dépassent, une tempête se prépare et le vent se lève. En théorie, si la surface est parfaitement plate, elle le restera mais l’eau va être entraînée dans la direction du vent par frottement. En réalité le vent n’est pas parfaitement régulier et la surface de l’eau n’est pas parfaitement plate. Il va donc y avoir des petites surfaces de prise au vent (voir illustration).

Du vent à la vaguelette : le vent appuie sur les petites bosses à la surface de l’eau et les pousse vers l’avant, accumulant petit à petit de l’énergie.

Sur cette illustration, on voit que la prise au vent offerte par chaque bosselette va permettre au vent de transférer une partie de son énergie à l’eau. Quelques centimètres plus loin, il n’y pas de mouvement latéral mais l’eau qui a pris de la vitesse cherche à se déplacer vers la droite, donc elle pousse les particules à l’avant qui n’ont d’autre option que de s’élever (l’eau est incompressible ou presque). C’est ainsi que se forme des ondes dites capillaires. Si le vent cesse de souffler, elles vont se dissiper. Si le vent continue de souffler, elles vont s’aggréger par des phénomènes complexes et grossir. C’est ainsi que se forme une mer de vent. Plus le vent est fort, plus la surface oscille et les vagues se creuses, offrant d’autant plus de prise pour transférer l’énergie du vent vers l’eau. Des vagues gravitaires se forment. A se stade c’est le chaos, les creux s’enchaînent à des périodes et des amplitudes variées.

Une mer de vent bien formée. Crédit: Photothèque Ifremer

On sait maintenant comment le vent crée des vagues, et par quel mécanisme il pourri nos spots lorsqu’ils se lève depuis la mer. On remarquera aussi que le vent de terre (offshore) n’est pas génant puisque les vaguellettes n’ont pas le temps de s’aggréger avant la zone de surf et on observera au maximum des perturbations de quelques centimètres. Reste à savoir comment on passe d’une mer de vent à une houle bien en ligne.

Formation de la houle

Une houle bien en ligne, qu’est ce que c’est? C’est lorsque l’on voit arriver des lignes paralleles du large plus ou moins perpendiculaire à la cote. Elles sont régulièrement espacées et se soulèvent au même rythme si le fond est plat. Pour en arriver la, il faut donc que la houle s’organise depuis le chaos de la tempête. C’est la que la physique va nous aider.

Belle houle hivernale au Maroc (killer point), fort loin de la tempête sous un beau soleil. Crédit: ALOA Maroc tour 2024

Vitesse d’onde

En effet les vagues sont des ondes et les ondes on cette propriété qu’elles ne se déplacent pas toutes à la même vitesse. Les vagues les plus longues (grande longueur d’onde, c’est à dire grande distance entre les pics) se déplacent plus vite que les vagues les plus courtes et elles vont donc traverser les océans plus rapidement ce qui va leur permettre de se regrouper en un ensemble plus cohérent.

Croquis du chemin de la houle depuis sa zone de formation au large vers nos cotes. Sur cette grande distance, la houle s’organise (dispersion, dissipation) et une partie de l’énergie atteint nos côtes sous formes de vagues surfables.

Au large, la célérité (c)de la vague est déterminée par la formule suivante c=gT/2π (ou g est la constante gravitationnelle et T la période). Ce qui est plus parlant c’est de regarder ce que cela veut dire pour des ondes longues(15s) et courtes (8s). On aura alors respectivement environs 70km/h et 35km/h respectivement. On comprend alors pourquoi les houles arrivent toujours par les grandes périodes arrivent en premier. C’est aussi elles qui transportent le plus d’énergie. En effet, les ondes plus courtes sont plus dissipative.

Aparté: Prés de la cote la vitesse change, les vagues ralentisse et se déplacent toutes à la même vitesse qui ne dépend plus que de la profondeur d (c=\sqrt{gd}). Par 2m50 de fond, la vitesse est de l’ordre de 18km/h.

De la tempête à la côte : quelques situations typiques

Quelques points à retenir pour les amateurs de prévisions.

  • Plus la tempête est violente plus la houle générée est grande en taille
  • Plus la tempête est étendue plus la houle générée sera importante en terme d’énergie et plus les lieux de formation de la houle seront étendus
  • Plus la tempête est concentrée plus la houle sera mono-source et donc mono directionnelle
  • Plus la tempête est éloignée de la cote, plus la houle sera organisée et les courtes périodes inexistantes

Ce qui nous donnes quelques situations typiques.

Situation hivernale typique

En hiver, des tempêtes importantes se déchaines dans l’atlantique nord entre Terre-neuve et l’Irlande (parfois plus au sud). Sur site et souvent pendant plusieurs jours, les creux sont proche de 10m sur des milliers de km². Trois ou quatre jours plus tard, la houle atteint nos cotes, généralement autour de 2-3m orienté Ouest au large et 14s en début de swell. Parfois les conditions sont plus grosses, souvent parce que la tempête est proche, plus au sud, ou même directement sur nos cotes. Dans ce cas, la houle est moins propre et il faudra trouver un replis.

Une carte de houle bien animée en plein décembre 2023. Les dépressions très creuses s’enchainent au large de l’Islande et offre un swell puissant à toute l’Europe. Plus de détails sur l’article original de surfline

Situation estivale typique

En été, l’atlantique nord est très calme, peu de tempêtes et elles sont très au nord, vers le Groenland et l’Islande. Dans ces conditions, la houle générée arrive du NO et elle n’est pas très puissante, 1-1m50. C’est donc cuit pour le 44 et la Vendée, le peu de houle sera masqué par la Bretagne. Direction la Torche ou le sud ouest (mais attention au vent).

Prévisions pour le 24 Juin 2024 avec des conditions assez standard en été. Ce n’est pas tout à fait flat mais on verra presque rien dans nos contrées et guère plus ailleur.

Mais alors, il n’y a pas de vagues en été?

Eh bien si, dans deux cas! Le premier, le plus fréquent, c’est lorsqu’une petite tempête passe près (ou sur) nos cotes. Dans ce cas, on a droit à une mer de vent. Au programme, un beau bazarre avec une houle généralement autour du mètre, 8-9s et du vent d’ouest avec un gros clapot. Si vous avez de la chance il y aura un peu de soleil, mais vous n’avez pas surfé depuis 3 semaines donc vous y allez quand même.

Dépression estivale près des cotes françaises générant beaucoup de vent.
Le vent de la figure précédente crée beaucoup de vagues dont une faible partie est une houle surfable.

L’autre option, beaucoup plus favorable mais très rare, c’est la houle cyclonique. Et alors la attention, c’est champagne. En effet, les cyclones de l’océan atlantique se forment dans la mer des caraïbe entre mai et novembre (pic en Août-Septembre) et certain d’entre eux vont longer la cote est américaine. Passé une certaine latitude ils perde de leur puissance mais peuvent remonter jusqu’au Canada. Et les Cyclones c’est très bien (tant qu’on est pas dessous) parce que les vents sont extrêmement puissants et très concentrés (1000km de diamètre tout au plus). On a donc une source ponctuelle et puissante de houle, très éloignée de nos cotes, bien à l’ouest de l’atlantique. Ce qui se traduira par 1m50-2m d’ouest par chez nous. Cerise sur la gateau, comme la source est indépendante ou presque de la situation météo en Europe, il y de bonnes chances que des conditions anticycloniques soient d’actualité chez nous. Ce qui veut dire, beau temps et vent offshore. Alors foncez ! Un seul point de vigilance, pour les raisons citées plus haut, on aura vraisemblablement 14-15 secondes de période ce que nos beachbreaks on généralement du mal a encaisser. Mais ça c’est une autre histoire.

Une carte de houle bien rouge pour un début septembre (2023). Ce sont les reste de l’ouragan Franklin qui a traversé l’atlantique apportant 1m50 (15s) en Vendée. Plus de détails sur l’article original de surfline

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