TSUNAMIS
La propagation et les effets sur les côtes
Les tsunamis sont des ondes hydrauliques se propageant à la surface de l'eau. Leur propagation est d'autant plus rapide que la longueur d'onde est grande et la couche d'eau épaisse.
Au large, les hauteurs des vagues sont négligeables devant la profondeur et n'influent pas sur la vitesse (c) de propagation du tsunami, qui est définie en fonction de la profondeur (h) et de l'accélération de la pesanteur (g) :
c = 2gh. Le tsunami ne peut donc guère être observé à bord d'un bateau, la distance séparant deux crêtes successives étant de l'ordre de 100 kilomètres et la hauteur des vagues étant de l'ordre de quelques dizaines de centimètres.
À l'approche des côtes, la période des vagues reste constante tandis que la longueur d'onde décroît fortement en raison de la diminution de la profondeur ; la conservation de l'énergie conduit à une augmentation de la hauteur des vagues, proportionnelle à h—1/2. Inoffensif au large, le tsunami devient donc dangereux à l'approche des côtes, pour les vies humaines et pour les installations. De plus, la partie avant du train de vagues ralentit fortement (moindre profondeur d'eau), tandis que l'arrière continue de se propager à une vitesse très importante. Ainsi, par 5 000 mètres de fond la vitesse de propagation des vagues est de 800 kilomètres par heure, tandis que par 10 mètres de profondeur elle n'est plus que de 36 kilomètres par heure. Ce fort ralentissement conduit à une augmentation de la hauteur des vagues, accroissement qui peut atteindre plusieurs mètres.
La vitesse de propagation dépendant de la profondeur de l'océan, les ondes subissent des phénomènes de réfraction et de diffraction sur les reliefs sous-marins. La réfraction est ainsi à l'origine de l'alignement parallèle à la côte du front des ondes, ce qui conduit à un enroulement des vagues autour des caps.
Les baies situées sur la trajectoire du tsunami, et dont les dimensions horizontales sont de l'ordre du kilomètre, peuvent être soumises à un phénomène de résonance lorsqu'elles sont excitées par le train d'ondes du tsunami. La superposition de ce train aux vagues réfléchies dans la baie conduit à une amplification des hauteurs de vagues pouvant dépasser un facteur 10.
En l'absence d'obstacles, le tsunami pénètre à l'intérieur des terres sur des distances horizontales de plusieurs centaines de mètres, voire plusieurs kilomètres, les hauteurs des vagues pouvant dépasser encore 10 mètres. Ce phénomène, appelé « run-up », est particulièrement destructeur lorsque les vagues sont courtes et déferlent sur des installations.
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Écrit par
- Yves GAUTIER
: docteur en sciences de la Terre, concepteur de la collection
La Science au présent à la demande et sous la direction d'Encyclopædia Universalis, rédacteur en chef de 1997 à 2015 - Hélène HÉBERT : docteur en géophysique interne
- Philippe HEINRICH : ingénieur-chercheur
Classification
Médias
Simulation numérique du tsunami du 22 mai 1960 généré au large des côtes chiliennes
Encyclopædia Universalis France
Enregistrement du marégraphe de Tahiti après le séisme du 22 mai 1960
Encyclopædia Universalis France
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