La déviation ou le changement de direction des crêtes et des rayons des vagues de surface lorsqu'elles pénètrent en eau moins profonde ou rencontrent des variations bathymétriques, entraînant un réalignement des fronts d'onde et de la distribution d'énergie près du littoral.

Principe

La vitesse de phase des vagues dépend de la profondeur d'eau ; lorsque des segments d'une crête ralentissent en eau peu profonde pendant que d'autres segments restent plus rapides, la normale d'onde pivote et les vagues se réfractent vers les zones de vitesse de phase plus faible, la fréquence se conservant tandis que la longueur d'onde et la répartition d'énergie changent.

Démonstration

Une pointe rocheuse en saillie provoque le ralentissement des houles obliques à son niveau alors que les vagues adjacentes restent plus rapides : les crêtes s'enroulent autour de la pointe, l'énergie se concentre sur la presqu'île (favorisant l'érosion) et se dissipe dans la baie voisine (favorisant la sédimentation), produisant un schéma prévisible d'évolution du rivage.

Mauvaise application

Attribuer les dégâts côtiers uniquement à la réfraction alors que la réflexion locale, la diffraction ou des courants parallèles au rivage sont les moteurs effectifs ; ou décrire la réfraction comme génératrice d'énergie au lieu de répartitrice d'énergie d'onde existante.

Conséquence

La réfraction répartit l'énergie des vagues le long et à travers la plage, concentrant le pouvoir érosif sur les promontoires et protégeant les baies ; elle contrôle donc les schémas de transport de sédiments, l'orientation des plages et l'emplacement des ouvrages côtiers à protéger.

Inversion

Si la bathymétrie est uniforme et que les vagues arrivent perpendiculairement à la côte, la réfraction est négligeable et les fronts restent droits, produisant une distribution d'énergie le long du littoral plus uniforme et des schémas d'érosion/sédimentation moins asymétriques.

Limite

S'applique aux vagues de gravité de surface interagissant avec des gradients de profondeur spatiaux dans la zone proche-côte ; elle ne décrit pas sans précaution la réfraction des vagues internes en milieux stratifiés et devient moins pertinente quand les longueurs d'onde sont petites par rapport aux irrégularités du fond ou quand la réflexion/diffraction dominent localement.

Tension sémantique

Souvent mise en contraste avec la diffraction et la réflexion : la réfraction courbe les fronts d'onde à cause des variations de vitesse liées à la profondeur, tandis que la diffraction contourne les obstacles et la réflexion renvoie l'énergie en mer ; une confusion naît quand plusieurs processus agissent simultanément sur des côtes complexes.

Synthèse

La réfraction des vagues est la réorientation contrôlée par la profondeur des crêtes et de l'énergie en zone proche-côte : en concentrant ou dispersant l'énergie, elle commande l'endroit où le littoral subit érosion, accrétion et comment les sédiments se déplacent le long du rivage.