Reproduire la houle en bassin

Dans un hangar surplombant la rade de Brest se trouve un bassin bien particulier : aussi long qu’une piscine olympique (50 m), il mesure 12,5 m de large, pour 10 à 20 m de profondeur. Malgré ses dimensions, aucun nageur ne vient y faire des longueurs. Il s’agit de l’un des deux bassins d’essais utilisés par l’Ifremer pour tester le comportement d’objets soumis à la houle, le second se trouvant à Boulogne-sur-Mer, dans le Pas-de-Calais. Parfois recherchées, comme dans le cas des systèmes houlomoteurs, souvent redoutées pour les dégâts qu’elles peuvent causer, les vagues sont un élément important à prendre en compte. « Même si les calculs sont de plus en plus précis, il y a toujours besoin de vérifications, explique Marc Le Boulluec, ingénieur au Laboratoire comportement des structures en mer, au centre Ifremer de Brest, le phénomène est toujours plus complexe que ne le disent les calculs. »

Le centre d’essais accueille des modèles réduits d’éoliennes flottantes, de systèmes houlomoteurs ou encore de bateaux. Des robots d’explorations y sont aussi testés. À un bout du bassin, un flotteur triangulaire s’étend sur toute la largeur. Actionné par d’énormes vérins, son mouvement d’oscillation permet de produire des vagues qui se propagent le long de la piscine. À l’autre bout, elles sont amorties par une plage spécialement conçue pour éviter qu’elles ne se réfléchissent et repartent dans l’autre sens, ce qui perturberait le phénomène et les mesures.

Faire des vagues

« Le bassin d’essais de Brest se distingue des autres par sa profondeur et le fait qu’il soit rempli d’eau de mer et non d’eau douce », ajoute le scientifique. Deux caractéristiques qui permettent de se rapprocher des conditions réelles. Avec une profondeur d’au moins

10 m, l’effet du fond sur les mouvements de l’eau en surface est inexistant lors des essais à échelles réduites. Quant à l’eau de mer, elle a été préférée à l’eau douce pour une question de maîtrise de la flottabilité. Mais le bassin a un grand avantage par rapport à l’océan : il est contrôlable ! Selon les besoins, les chercheurs peuvent produire une houle régulière, dont les vagues ont la même hauteur et des périodes identiques. Ou alors, ils peuvent choisir de générer une houle avec des vagues d’amplitudes et de durées variées qui ressemblent plus à la réalité. Enfin, le dispositif ne serait pas complet sans une soufflerie, utilisée notamment pour tester les éoliennes flottantes.

Chaque site est unique

Un phénomène est particulièrement scruté : la résonance. Chaque objet flottant a des périodes propres, qui dépendent de sa taille, de sa masse et de sa géométrie. Ce sont les fréquences d’oscillation qu’il adopte s’il est mis en mouvement sans qu’on lui impose un rythme particulier. Mais si la fréquence de la houle est justement proche de ses périodes propres, il entre en résonance. L’amplitude de ses mouvements est accrue, et là, gare à la casse ! D’un autre côté, ce phénomène est intéressant pour exploiter l’énergie de la houle... « Un objet ne peut pas être conçu dans l’absolu, il doit tenir compte de l’état habituel de la mer là où il doit être installé, tout en étant capable de survivre aux phénomènes exceptionnels, comme les tempêtes », conclut le scientifique. D’où la nécessité de tester inlassablement les dispositifs, avant de les jeter dans le grand bain.