Contexte météorologique

La mer du Nord et la Manche sont des environnements où le vent joue un rôle majeur non seulement sur l’hydrodynamique en forçant les courants marins, mais aussi sur la propagation de la houle. Deux secteurs de vents principaux caractérisent les conditions météorologiques de la Côte d’Opale où la direction dominante se situe dans une fenêtre allant du SSW à WSW. Une deuxième composante correspond à des vents provenant du secteur N à NE. Bien que plus rares, les vents de ce secteur sont généralement plus intenses et provoquent des conditions d’agitation sur la côte non négligeables (Fig. I-7).

Fig. I-7 : Roses des vents annuelles de la Côte d’Opale (Données météo France, 2010)

Fig. I-7: Annual wind speed and wind direction on the coast of Northern France (Data from Météo France, 2010) 3.3. Contexte hydrodynamique

3.3.1. La marée

La marée est sans conteste un des processus les plus importants sinon le plus singulier dans l’hydrodynamique des environnements macrotidaux. Tout d’abord, la notion de régime macrotidal est liée au marnage moyen qui est supérieur à 4 m. Le marnage moyen de vive-eau

Chapitre II - Approche méthodologique et récapitulatif des données acquises lors de chaque expérimentation

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atteint environ 9 m au niveau de la baie de Somme et 5 m au niveau de la frontière Belge (Fig. I-8).

Le régime tidal est caractérisé par une double périodicité : une composante lunaire semi diurne de type M₂ (12,4 heures) impliquant deux basses mer et deux pleines mers par jour et une périodicité bimensuelle responsable du cycle de vive eau et de morte eau. La circulation des masses d’eau liées à la marée est caractérisée par l’alternance de deux courants s’écoulant parallèlement au rivage (Fig. I-9) :

 Le courant de flot : courant lié à la phase montante de la marée dirigé vers le nord sur la façade de la Manche et vers l’est sur la façade de la mer du Nord.

 Le courant de jusant : courant lié à la phase descendante de la marée dirigé vers le sud sur la façade Manche et vers l’ouest sur la façade de la mer du Nord.

Fig. I-8: Evolution de la marée réelle en Manche et dans la partie méridionale de la mer du Nord. Les lignes bleues

représentent les lignes d’iso marnage moyen de vive-eau (cotidales). Les lignes rouges correspondent aux points se trouvant en pleine mer à la même heure par rapport à Brest. (Ex : la pleine mer est atteinte 11h après la pleine mer à Brest) (Source : site web Ifremer.)

Fig. I-8: Tidal wave propagation through the English Channel and the southern part of the North Sea. Blue lines refer to co-tidal lines and red lines refer to the moment and the location of the high tide (Ex: High tide occurs 11h after the high tide at Brest)

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Fig. I-9: Cartes des courants de surface au cours de la marée descendante puis montante (AAUUGGRRIISS EETT AALL..,, 11999900)

Fig. I-9 : Surface tidal currents during the falling tide (on the left) and the rising tide (on the right) (AAUGUGRRIISS EETT ALAL..,, 1

1999900)

En raison de la combinaison d’une onde progressive et stationnaire, il existe un décalage entre le maximum et le minimum des vitesses de courant, et les niveaux de hautes et basses mers (TETESSSSIIEERR,, 11999977). Cependant, ce décalage n’est pas uniforme sur toute la Côte d’Opale. A Dunkerque par exemple, les vitesses maximums au cours du flot sont atteintes environ 1h30 après la pleine mer tandis que le jusant se déclenche environ 2h30 à 3h après la pleine mer et sa vitesse maximale est atteinte 3h45 après. Les courants montrent également une dissymétrie marquée tant en terme d’intensité que de durée. Le courant de flot est en effet caractérisé par une vitesse plus élevée et par un temps d’action plus court que le courant de jusant. L’intensité des courants de marée au large est considérable puisqu’elle peut atteindre lors des marées de vives eaux des vitesses supérieures à 1 m.s^-1. En revanche à la côte et plus particulièrement sur l’estran, l’onde de marée est réduite et les courants de marée sont plutôt affaiblis (Fig. I-10), ils peuvent atteindre 0,30 m.s^-1 en moyenne au cours de la marée montante et 0,15 m.s^-1 au cours de la marée descendante. Néanmoins, en raison de la faible profondeur d’eau, les courants de marée peuvent être considérablement renforcés par le vent.

Fig. I-10: Evolution relative de l’intensité des courants de marée et des vagues sur le littoral du Nord Pas-de-Calais du

large vers la côte (D’après AAUUGGRRIISS EETT AALL.., ,1199990). 0

Fig. I-10: Relative variation of tidal current and wave intensity from the offshore area to the shore, Northern France (From AAUGUGRRIISS EETT AALL..,,11999900)

3.3.2. La houle

En analogie aux conditions météorologiques, les houles proviennent essentiellement du secteur SW sur la façade Manche et du secteur N à NW sur la façade mer du Nord (Fig. I-11). La provenance des vagues sur le littoral Dunkerquois traduit donc une forte réfraction de la houle sur les nombreux bancs tidaux qui caractérisent le fond de la mer du Nord. Des mesures

Chapitre II - Approche méthodologique et récapitulatif des données acquises lors de chaque expérimentation

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au large montrent toutefois deux autres directions modales des houles qui proviennent du secteur N à NE (42%) et W à WSW (26%) (CLCLAABBAAUUTT,, 11999911). Néanmoins, cette dernière provenance est très rarement observée à la côte en raison de la réfraction bathymétrique de la houle. Cette forte réfraction induit par conséquent une forte dissipation de l'énergie de la houle et donc des vagues de faibles amplitudes.

Les conditions modales sur les côtes de la Mer du Nord sont caractérisées par des hauteurs significatives au large comprises entre 0,5 m et 1,5 m (BOBONNNNEEFFIILLLLEE EETT AALL.., , 11997711) provoquant des hauteurs de houle à la côte à 80% inférieures à 1,2 m et parmi celles-ci, 60% sont inférieures à 0,6 m (CLCLIIQQUUEE EETT LELEPPEETTIITT, , 11998866). Ces hauteurs peuvent atteindre lors d’évènements tempétueux, 4,5 m au large et environ 1,80 m sur l’estran (MMAASSPPAATTAAUUDD, , 22001111) ; elles ont même excédé 2 m en baie de Wissant au cours de nos expérimentations. A l’instar de la côte de la mer du Nord, sur la façade Manche, les houles au large proviennent du secteur SW à W mais en raison de la présence de bancs sableux, la houle est réfractée et arrive avec une provenance qui est plutôt WSW à SW (SSIIPPKKAA,, 11999988). Les conditions modales sur cette façade sont similaires puisque dans 80% des cas les hauteurs de vague ne dépassent pas 1,2 m (CLCLIIQQUUEE EETT LELEPPEETTIITT, , 11998866) et peuvent atteindre 2,5 à 3 m lors des évènements tempétueux.

Fig. I-11: Roses des houles au niveau de Dunkerque (BBOONNNNEEFFIILLLLEE EETT AALL.., , 1199771) et du Touquet (1 DDEESSPPEEYYRROOUUXX, , 1

199885). 5

Fig. I-11: Frequency of incoming wave height at Dunkirk (BBOONNNNEEFFIILLLLEE EETT AALL..,, 11997711) and le Touquet (DDESESPPEEYYRROOUUXX,, 1

1998855).

Sur les deux façades, deux périodes d’agitation se distinguent aisément au cours de l’année (SISIPPKKAA, , 11999988):