Les satellites enregistrent des vagues de 20 mètres, équivalentes à la hauteur de l'Arc de Triomphe, révélant la puissance des marées océaniques

Lors de la tempête Eddie, en décembre 2024, les satellites de l’Agence spatiale européenne et la mission SWOT ont mesuré des vagues en pleine mer d’une hauteur significative de près de 20 mètres, un peu comme si l’Arc de Triomphe flottait au-dessus de l’océan. Il s’agit des plus grandes vagues enregistrées depuis l’espace et elles sont devenues l’élément clé d’une étude qui repense la façon dont naissent et se propagent les ondes de tempête les plus extrêmes de la planète.

Ce que signifie réellement une vague de 20 mètres

Lorsque les scientifiques parlent de hauteur significative, ils font référence à une valeur qui résume les vagues et qui se rapproche de la moyenne du tiers le plus élevé des vagues. Dans le cas d'Eddie, l'altimètre embarqué à bord du SWOT a mesuré une hauteur significative de 19,7 mètres et une période d'environ 20 secondes, chiffres qui marquent un nouveau record d'observations satellitaires depuis 1991.

En pratique, cela implique des murs d’eau aussi hauts qu’un immeuble de six étages qui s’élèvent et s’effondrent en pleine nuit, loin de la côte et de toute caméra. Jusqu’à présent, ces situations étaient connues principalement grâce à des modèles numériques et à partir des témoignages de marins. Les mesurer directement, même à des centaines de kilomètres d’altitude, permet de vérifier si ces modèles sont corrects ou non.

Eddie, la tempête qui a fait le tour du monde

L’équipe dirigée par l’océanographe français Fabrice Ardhuin a combiné les mesures SWOT avec les enregistrements d’autres satellites altimétriques et avec une base de données de vagues remontant au début des années 1990.

Lors du Peak Eddie, le 21 décembre 2024, des vagues de près de 20 mètres ont été mesurées dans le Pacifique Nord. Les chercheurs ont ensuite suivi l'onde de tempête sur environ 24 000 kilomètres, du Pacifique à l'Atlantique tropical, entre le 21 décembre et le 6 janvier. Même lorsque le ciel était déjà calme dans la zone de tempête, ses vagues ont continué à traverser les océans comme des messagers silencieux.

À des milliers de kilomètres du centre de la tempête, SWOT a réussi à résoudre des trains d'ondes avec des longueurs d'onde comprises entre 1 200 et 1 360 mètres et des hauteurs de quelques centimètres seulement, juste à la limite de ce que le satellite peut détecter. Cette combinaison de vagues très longues et déjà assez basses correspond à la théorie selon laquelle, au sein de la tempête, des vagues dominantes plus courtes et plus raides transfèrent une partie de leur énergie à des composantes de plus en plus longues qui se dispersent ensuite à travers l'océan.

Les vagues les plus longues ne sont pas celles qui transportent le plus d’énergie

Les nouveaux travaux, publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, concluent que l'énergie des ondes les plus longues avait été considérablement surestimée. Selon l'analyse d'Ardhuin et de son équipe, les modèles empiriques utilisés en ingénierie et en météorologie ont donné jusqu'à vingt fois plus d'énergie que le modèle réel pour des composantes avec des périodes un peu plus longues que la dominante de la tempête.

En d’autres termes, l’essentiel de la force de la tempête est concentrée dans les vagues dominantes, qui ont des périodes autour de ces 20 secondes et qui sont particulièrement dangereuses pour les navires, les plates-formes ou les parcs éoliens offshore. Les ondes très longues qui traversent les océans sont toujours importantes, par exemple dans l'érosion côtière ou dans les microséismes détectés par les sismographes, mais elles ne poussent pas avec autant d'énergie qu'on le pensait auparavant.

Pourquoi est-ce important pour ceux qui vivent sur la côte ?

Cela peut paraître un débat très technique, mais il a des conséquences très concrètes. La conception des navires, des plates-formes pétrolières et des parcs éoliens flottants est réalisée en tenant compte des hauteurs de vagues qui ne se produisent qu’une fois toutes les plusieurs décennies. Savoir si une tempête peut générer des vagues de 16, 20 ou 22 mètres n'est pas un détail mineur, c'est la différence entre une structure sécuritaire et une panne catastrophique en plein hiver.

De plus, les vagues comme celle d'Eddie ne restent pas au large. À mesure qu’elles s’approchent des eaux peu profondes, ces longues vagues deviennent des déferlantes qui soulèvent les plages, endommagent les promenades et testent les quais et les ports. Pour de nombreuses villes côtières, déjà préoccupées par la montée du niveau de la mer, mieux comprendre l’ampleur réelle de ces vagues extrêmes constitue un autre outil d’adaptation au changement climatique.

Des tempêtes rares, une météo changeante et de nombreuses questions ouvertes

Ardhuin lui-même résume le défi à venir. Il explique que « nous allons tester cette hypothèse avec des modèles. Nous pouvons désormais suivre l’intensité des tempêtes au fil du temps. « Le changement climatique pourrait être un facteur », ajoutant que ce n'est pas le seul élément en jeu, car le relief des fonds marins et la rareté de ces tempêtes influencent également.

Selon les données recueillies par l’équipe, les années 2023 et 2024 s’inscrivent dans la variabilité des trois dernières décennies. Les auteurs préviennent néanmoins que des séries plus longues sont nécessaires pour détecter des tendances claires dans les vagues les plus extrêmes. L’horloge climatique tourne plus vite que l’horloge statistique, ce qui complique les conclusions.

Qu'est-ce qu'Eddie nous laisse pour l'instant ?

Au-delà du record, la combinaison de SWOT et du reste des satellites marque un changement d’échelle dans la manière d’observer l’océan. Pour la première fois, il est possible de reconstruire en détail comment une grosse tempête génère des vagues extrêmes et comment cette énergie est répartie entre des vagues de différentes longueurs qui traversent des bassins entiers.

Pour ceux qui regardent la mer depuis la promenade, Eddie n’est peut-être qu’un autre nom sur la liste des tempêtes. Mais derrière cela, naît une nouvelle génération de cartes et de modèles qui permettront d’anticiper l’arrivée de la prochaine grosse houle et l’ampleur de la montée des eaux dans le port le plus proche. La prochaine fois que vous entendrez parler d’une tempête qui se prépare à l’autre bout du monde, n’oubliez pas que ses vagues sont peut-être déjà parties. Et que, tôt ou tard, ils finissent par faire escale sur une côte.

L'étude officielle a été publiée dans « Actes de l'Académie nationale des sciences ».