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Les vagues scélérates générées dans le bassin de traction publiées dans Physical Review Fluids

Les vagues scélérates sont des vagues océaniques de très grande hauteur par rapport à leurs voisines, pouvant tout aussi bien apparaitre sur mer calme qu’agitée. Ce phénomène soudain et difficilement prédictible est un phénomène rare mais qui nécessite d’être étudié en raison de sa dangerosité vis-à-vis des usagers de la mer. Ces vagues scélérates font l’objet d’étude d’une collaboration entre des chercheurs de Centrale Nantes, via le LHEEA, du CNRS et des universités de Paris et de Lille, le tout dans le cadre du projet ANR DYSTURB.

le 11 juillet 2022

De nouveaux essais en bassin de houle viennent de démontrer qu’en manipulant de manière non-linéaire le spectre des ondes, on peut générer des vagues de type scélérate en contrôlant leur position dans le bassin et leur instant d’apparition : ces études font avancer la compréhension des vagues scélérates et de leur comportement. 

Le LHEEA est intervenu sur 2 volets dans ce projet, mettant en œuvre la complémentarité de ses moyens d’essais en simulation et en expérimentation en bassin. 

Pour la partie simulation, les équipes ont utilisé le logiciel HOS-NWT développé au LHEEA et disponible en accès libre. Ce logiciel, basé sur la méthode High-Order Spectral (HOS) est dédié à la génération et à la propagation de champs d'ondes hautement non linéaires dans des bassins de profondeur arbitrairement constante. Ces simulations permettent de reproduire fidèlement les essais en bassin et ainsi d’obtenir des données complémentaires aux données expérimentales en faisant tourner les simulations avec des jeux de paramètres différents de ceux des expériences.

Les essais en bassin ont eu lieu dans le bassin de traction de Centrale Nantes, d’une longueur de 140m. Les vagues sont générées par la mise en mouvement d'un volet articulé, parfaitement contrôlé, permettant ainsi de reproduire à échelle réduite des états de mer tels qu'ils sont observés à taille réelle dans l'océan. Lors de ces essais, des vagues régulières ont été générées dans le bassin, dont on modifie la phase et l’amplitude de leur enveloppe en les faisant lentement varier. La combinaison de certaines vagues régulières légèrement modulées ont conduit à l’apparition de vagues scélérates.

Ces essais ont abouti à une nouvelle publication d’un article dans la revue Physical Review Fluids :

Prediction and manipulation of hydrodynamic rogue waves via nonlinear spectral engineering
Alexey Tikan, Felicien Bonnefoy, Giacomo Roberti, Gennady El, Alexander Tovbis, Guillaume Ducrozet, Annette Cazaubiel, Gaurav Prabhudesai, Guillaume Michel, Francois Copie, Eric Falcon, Stephane Randoux, and Pierre Suret
Physical Review Fluids 7, 054401 (2022)
DOI: 10.1103/PhysRevFluids.7.054401
Publié le 11 juillet 2022 Mis à jour le 6 septembre 2023