Résumé

L'objectif de notre travail était principalement de déterminer et de comprendre la nature du mouvement d'une particule d'eau lors du passage d'une vague.

Théorie

Pour cela nous avons d'abord établit des lois théoriques portant sur l'onde de gravité :

et
ainsi que des équations explicites des trajectoires des particules

Simulation

Mais la dépendance de celles-ci vis à vis d'hypothèses grandement simplificatrices nous a poussé à mettre en place une procédure informatique permettant de confirmer que ces équations locales avaient bien pour conséquence des mouvements d'eau macroscopiques conformes à l'expérience.

Expérimentation

La majeure partie de notre ouvrage fut la réalisation d'un bassin à houle qui nous a donné l'occasion de confirmer à la fois les deux lois théoriques et les trajectoires de particules de fluide.
Pour concevoir cette maquette nous avons tenté de nous inspirer d'une piscine à vagues (Le Cap Vert, Dijon), mais ce système reposait sur l'utilisation d'air comprimé, ce qui n'était pas réalisable avec nos moyens.
Nous avons alors pris contact avec un responsable de la Division Hydrodynamique Navale de l'ECN, qui nous a conseillé d'utiliser un simple batteur à houle.
Les résultats obtenus avec notre maquette furent assez satisfaisants en dépit des incertitudes sur les mesures effectuées.
Nous avons pu constater que des particules d'une densité proche de celle de l'eau avaient bien des trajectoires circulaires.

Acquis

Compréhension de la mécanique des vagues et acquisition de connaissances théoriques,
Apprentissage du langage Visual Basic,
Mise en œuvre d'une démarche expérimentale aussi rigoureuse que possible,
Prise de conscience de la notion de modèle, de ses limites,
Recherche bibliographique et contact de scientifiques par internet,
Utilisation des outils informatique, photographique et audiovisuel.

Bibliographie sommaire

Sciences et Avenir,(1994)
Météo France : Cours et Manuels n°5.
Connaissances de base pour la prévision des vagues de Jacques Manach.
Gérard Delhommeau Responsable du site internet de l'École Centrale de Nantes, Division Hydrodynamique Navale de l'ECN.
Ondes Mécaniques de Christian Garing. (Collection Ellipse)
Mécanique des Fluides (H-Prépa)