Un navire-citerne rencontre une vague géante. John Lund/Getty Images

La haute mer peut être un endroit imprévisible, même pour le vieux loup de mer le plus salé. Même lorsque vous n'avez pas à lutter contre des pirates ou une grande baleine blanche, il y a toujours la possibilité que votre vaisseau soit débordé par une vague scélérate.

Capable de couler un navire ou d'inonder une plate-forme pétrolière, ces vagues rares mais puissantes peuvent atteindre jusqu'à 25 mètres de haut, et surgir apparemment de nulle part dans l'océan ouvert. Bien que les scientifiques les appellent parfois « ondes de tempête extrêmes, " ils ne sont pas créés par la météo, mais par une activité sismique sous-marine similaire à ce qui provoque une vague de tsunami. La différence entre un tsunami et une vague scélérate est que si un tsunami parcourt de vastes distances à travers l'océan ouvert à une hauteur d'environ un mètre seulement, devenant un monstre qui brise le rivage lorsqu'il atteint la terre, une vague scélérate surgit de l'océan sans avertissement - une mur d'eau profond qui dure aussi peu que 20 secondes avant de retomber dans la mer.

Ils peuvent être extrêmement destructeurs, et jusqu'à maintenant, les scientifiques n'ont pas été en mesure de proposer une bonne formule pour prédire où et quand ils frapperont. Mais maintenant, après une décennie d'études intensives, une équipe de recherche a suggéré une équation mathématique relativement simple pour nous aider à comprendre comment fonctionnent les ondes scélérates. Leurs travaux sont publiés dans l'édition actuelle de la revue Scientific Reports.

Bien que les scientifiques aient été capables de créer une version d'une vague scélérate dans un laboratoire qui est environ le double de la hauteur d'une vague océanique normale en appliquant un phénomène appelé « instabilité modulationnelle » à l'eau dans un réservoir, il est impossible de simuler les modèles exacts de vagues interférentes qui se déplacent et interagissent sur d'immenses distances dans l'océan pour créer une véritable dynamique de vagues scélérates.

"Il faut tenir compte de la non-linéarité de l'océan, qui se manifeste par le manque de symétrie entre les crêtes et les creux, " a déclaré Francesco Fedele, professeur à la Georgia Tech School of Civil and Environmental Engineering, dans un communiqué de presse. "Ces effets non linéaires peuvent produire une augmentation de 15 à 20 % de la hauteur des vagues."

Sur la base des données recueillies à partir de trois vagues scélérates mesurées sur des plates-formes pétrolières en mer du Nord au cours d'une décennie, l'équipe de recherche a modélisé des modèles de vagues interférentes dans l'océan qui auraient pu se combiner pour produire ces trois vagues scélérates. Après de nombreuses énigmes mathématiques, l'équipe a créé des modèles qui prédisaient exactement les mesures des vagues.

En utilisant ces informations, ils ont pu décrire la convergence complexe de différents modèles de vagues venant de différentes directions dans l'océan qui sont finalement responsables de la création d'une vague scélérate. Ce qui est intéressant, c'est que la mécanique des vagues scélérates semble suivre les modèles démontrés par les ondes lumineuses plutôt que par les vagues de l'eau.

"Ce sont des résultats fascinants, " déclare le chercheur John Dudley de l'Institut FEMTO-ST CNRS-Université de Franche-Comté, dans le communiqué de presse. "Beaucoup d'entre nous ont passé des années à étudier les effets de la non-linéarité dans l'amplification des ondes, mais il est essentiel en tant que scientifique de garder l'esprit ouvert. Ce n'est pas à nous de dire à la nature comment travailler - nous devons suivre où elle nous mène, même si cela signifie changer nos idées."

Les modèles créés par l'étude pourraient produire des données qui aideraient les sociétés de transport maritime et de plate-forme pétrolière à trouver des routes maritimes ou des sites de pompage sûrs, peut-être en leur donnant un préavis d'une heure sur les effets qui produisent des vagues scélérates, leur permettant d'éviter les zones à problèmes. Mais la nature est rarement prévisible à 100 pour cent, et la rare combinaison de facteurs qui entrent dans la création d'une vague scélérate est assez aléatoire.

"C'est juste une mauvaise journée à l'océan, " dit Fédéle.

Regardez cette vidéo d'un pirate LEGO qui passe une si mauvaise journée dans une simulation de vague scélérate :

Maintenant c'est intéressant

Le succès retentissant de Gordon Lightfoot en 1976 « L'épave de l'Edmund Fitzgerald » parle d'un cargo très probablement coulé par une vague scélérate sur le lac Supérieur en 1975 ; Lightfoot a écrit la chanson après avoir lu un article sur l'épave dans Newsweek.