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A quoi sert le spectre de vagues ?
Le spectre des vagues permet de décrire l'état de la mer au-delà de la hauteur significative et de la direction moyenne fournies par les cartes.
Le spectre figure l'énergie relative des différents trains d'ondes qui composent l'état de la mer, venant de directions différentes avec des périodes différentes.
En pratique le spectre contient toutes les informations statistiques liées à la surface et on peut reconstruire une image complète à partir de ce spectre.
3 étapes pour comprendre un spectre
Le spectre est affiché avec la valeur maximale égale à 1. Ce maximum, affiché en rouge, correspond au pic d'énergie. Il s'agit des vagues les plus visibles.
Les 3 principales informations sont les suivantes :
Direction et fréquence
La direction de provenance des vagues est donnée par la position angulaire du pic, tandis que la fréquence f est indiquée par la distance au centre du diagramme. Les hautes fréquences correspondent aux vagues de courte période T=1/ f.
Ce sont aussi les vagues les plus courtes. En eau profonde la longueur d'onde (en mètres) est à peu près L = 1.5 T² où T est la période en secondes.
Etalement en fréquence et direction
Autour du pic la présence d'un halo d'énergie donne l'aspect plus ou moins confus de la mer.
Plus ce halo est énergétique et plus les vagues sont irrégulières.
Un fort étalement en fréquence correspond à des groupes de vagues courts et des séries très irrégulières.
Un fort étalement en direction correspond à des crêtes courtes et des vagues se propageant dans des directions très diverses.
Systèmes de vagues
Souvent, en particulier dans les grands bassins océaniques, le spectre comporte plusieurs pics secondaires dans des directions très diverses.
Il s'agit en général de systèmes de houles chacun associé à une tempête.
Pour des directions très différentes (plus de 60°) on parle de mer croisée, qui peut rendre la navigation dangereuse. Cette présence de mer croisée est directement lisible sur le spectre.
Exemple : interprétation d'un spectre composé de deux houles et d'une mer du vent
Exemple de spectre avec deux houles et d'une mer du vent
1. On repère un premier ensemble de pixels (entouré en rouge) :
la position angulaire du pixel ayant la plus forte valeur (couleur rouge) est dans le secteur Ouest Nord Ouest pour f=0.1 ( T=10 s). A la côte, on aura des vagues dans les zones exposées à ces houles.
on a un étalement relativement faible des vagues, les vagues seront bien ordonnées (crêtes longues).
Par contre il y a une seconde houle dans la même direction mais pour f=0.15 s ( T=7 s), ce qui au final va donner des groupes de vagues assez courts.
Du fait de l'étalement du second pic il y a en fait plus d'énergie dans ces vagues plus courtes (c'est pour cela que la période du pic indiquée est 7.32 s, ce qui correspond à ce second système).
2. On repère également un second ensemble de pixels (entouré en bleu), à peu près dans la direction du vent :
la position angulaire du pixel ayant la plus forte valeur (en jaune) est dans le secteur Sud Est, on aura des vagues dans les zones exposées à ces houles.
on a un assez grand étalement des vagues en directions et en fréquences, les vagues seront désordonnées.