Courant de dérive
Définition : Courant de dérive
Les vents réguliers qui exercent une force de friction sur la surface des océans entraînent une couche d'eau provoquant ainsi la naissance d'un courant superficiel qui se trouve déviée sous l'effet de la force de Coriolis.
Cette couche de surface entraîne elle-même la couche sous-jacente et ainsi de suite.
Origine
Dès le début du 20e siècle on avait observé que les glaces de l'Arctique ne dérivaient pas dans l'axe du vent mais sur leur droite.
C'est le suédois Ekman, qui apporta une explication en 1905 en décrivant un courant marin sous la forme d'une spirale dans la couche d'eau superficielle sous l'effet de l'action du vent.
Méthode : Calcul de la profondeur de la spirale
La profondeur de cette spirale peut être estimée grâce à la formule suivante :
\(D=600.V\)
Avec :
\(V\) la vitesse du courant de surface en m/s. Celle-ci représente de 1 à 2,5 % de la vitesse du vent générateur
La valeur moyenne de \(D\) varie de 30 à 400 m selon la latitude et la force du vent considérées
Attention : Hypothèses
La théorie d'Ekman repose sur plusieurs hypothèses :
L'étendue d'eau considérée se situe loin des côtes ;
La profondeur est supérieure à 200 m ;
Le régime est permanent, i-e supérieur à un jour pendulaire;
Les forces de friction au sein de la spirale ne dépendent que de la force du vent ;
La densité est homogène.
Ces hypothèses limitent donc le domaine de validité de cette théorie.
Limites de la théorie d'Ekman
Ainsi, la présence de la thermocline, où les forces de viscosité augmentent brutalement, stoppe le développement de la spirale en profondeur.
Egalement, en zone côtière, le courant s’orientera d’autant plus dans le lit du vent que la profondeur sera faible.
Finalement, en régimes transitoires, lorsque le vent ne souffle que pendant quelques heures, le courant de surface est surtout conditionné par le mouvement inertiel des masses d'eau.
Fondamental : Transport net
Dans cette couche, le transport net global est perpendiculaire au vent, à droite dans l’hémisphère nord et à gauche dans l’hémisphère sud.
Exemple : Les ondes de tempête
Lors de forts coups de vent, le niveau de la mer augmente de manière significative sur les côtes placées sous le vent du fait de l'action du courant de dérive.
Les lignes de niveau sont exprimées en mètre et correspondent à l'élévation du niveau de la mer suite à la seule action de l'onde de tempête, les ondes de marées ayant été supprimées pour faciliter la lecture.
Lorsque le temps de calme, la différence de niveau induit un courant de compensation, ou de décharge, parallèle aux lignes de niveaux des isobares.
Remarque : Densité différentes
Dans le cas de masses d'eau ayant des densités différentes, le niveau de la mer présentera une pente qui sera fonction de la distance séparant les masses d'eau et du gradient horizontal de pression dû à la variation de densité.