Une nouvelle analyse réalisée pour étayer l'enquête sur le naufrage en 2015 du cargo El Faro a calculé la probabilité d'une vague scélérate massive lors de l'ouragan Joaquin en octobre de la même année – et a démontré une nouvelle technique pour évaluer la probabilité de vagues scélérates dans l'espace. et le temps.

En utilisant les données météorologiques et maritimes du moment du naufrage, avec un nouveau modèle théorique, un chercheur du Georgia Institute of Technology a calculé qu'il y avait jusqu'à une chance sur 130 - sur une période de temps et une zone - qu'une vague scélérate de 46 pieds de haut (14 mètres) ait pu se produire pendant l'ouragan. La recherche, rapporté le 11 septembre dans le journal Rapports scientifiques , peut aider à améliorer la prévision des vagues scélérates pour aider les compagnies maritimes et autres à comprendre les risques posés par ces modèles de vagues inhabituels.

Le porte-conteneurs El Faro était à destination de Porto Rico depuis Jacksonville, Floride avant l'ouragan Joaquin lorsqu'il a coulé à l'est des Bahamas, tuant 33 membres d'équipage. L'étude sur les vagues scélérates a été réalisée pour le National Transportation Safety Board dans le cadre de son enquête sur la catastrophe.

"Les ouragans produisent des conditions très extrêmes avec des vents forts, vous avez donc des états de mer très énergétiques qui peuvent augmenter la probabilité de ces événements, " a déclaré Francesco Fedele, professeur agrégé à la Georgia Tech School of Civil and Environmental Engineering. "Nous pensons que cette première étude des vagues scélérates se produisant dans l'espace et dans le temps pendant les ouragans contribuera à améliorer les prévisions en temps réel pour les compagnies maritimes et autres organisations qui ont besoin de comprendre le risque d'événements extrêmes dans les océans."

Des vagues océaniques malveillantes peuvent apparaître de nulle part pour couler des navires et submerger les plates-formes pétrolières avec des murs d'eau pouvant atteindre 25 mètres de haut. Les vagues résultent d'une combinaison d'interférences constructives - un phénomène ondulatoire connu - et d'effets non linéaires spécifiques à la dynamique complexe des vagues océaniques. Les vagues ont été observées dans les océans du monde entier, ne dure généralement que 20 secondes environ avant de disparaître. Elles sont différentes des vagues de tsunami qui peuvent parcourir de grandes distances après avoir été créées par des tremblements de terre ou des glissements de terrain sous-marins.

Fedele et ses collègues étudient les vagues scélérates depuis plusieurs années, et en 2016 a utilisé des techniques mathématiques avancées pour développer une nouvelle compréhension de la formation des vagues. Après le naufrage d'El Faro, Fedele a été invité à évaluer la probabilité qu'une vague scélérate ait pu se produire pendant l'ouragan lorsque le navire a coulé alors qu'il dérivait dans une mer violente après avoir perdu la puissance du moteur.

La clé de la nouvelle technique de prédiction tient compte des effets spatio-temporels qui peuvent augmenter la probabilité qu'un navire rencontre une vague scélérate.

Fedele a comparé cette analyse spatio-temporelle aux efforts des surfeurs pour trouver une grosse vague à surfer. Les surfeurs augmentent leur probabilité de trouver une vague inhabituellement grande en pagayant autour d'une zone de vagues plus petites près d'une plage. S'ils restent au même endroit, ils finiraient par rencontrer une telle vague, mais cela pourrait prendre beaucoup plus de temps.

Le modèle théorique développé par Fedele prend en compte la taille du navire, ce qui augmente également les chances de rencontrer une telle vague. L'El Faro mesurait 240 mètres de long, comparable à la longueur d'onde typique d'une onde scélérate. Les modèles antérieurs de vagues scélérates n'avaient pas pris en compte la taille du navire pour calculer la probabilité de rencontrer une vague potentiellement catastrophique.

"Un navire se déplaçant le long d'une route de navigation couvre plus d'espace-temps, augmentant la probabilité qu'il rencontre une grosse vague, " a déclaré Fedele. "Nous avons simulé l'état de l'océan au moment du naufrage, et à cela nous avons ajouté des prédictions des conditions océaniques. Nous avons fait des simulations de vagues basées sur celles-ci pour comprendre le type de conditions rencontrées par le navire."

Les données et les simulations des conditions météorologiques et maritimes ont été fournies par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Les chercheurs ont étudié les chances que le navire rencontre une vague de 14 mètres de haut - environ 46 pieds. Cette mesure ne comprenait que la hauteur au-dessus du niveau moyen de la mer et ne tenait pas compte de la profondeur du creux des vagues.

Dans les travaux futurs, les chercheurs aimeraient améliorer la précision de leurs prédictions pour améliorer les algorithmes de prédiction des ondes scélérates utilisés par la NOAA.

"Le modèle spatio-temporel développé pour cette étude pourrait servir de base à la prochaine génération de modèles de prévision des vagues pour prédire les vagues extrêmes et fournir des alertes précoces aux compagnies maritimes et autres pour les aider à éviter les zones dangereuses à risque de vagues scélérates, ", a déclaré Fedele.