Le phénomène de l'eau morte : comment les puissants navires de Cléopâtre sont-ils morts ?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Le freinage et les secousses auparavant inexplicables de navires pleinement opérationnels dans les eaux dites mortes ont finalement reçu une explication scientifique.

Lorsque le navire entre dans les eaux mortes, le voyage est interrompu. Dans le meilleur des cas, un navire avec des moteurs pleinement opérationnels ralentira, dans le pire des cas, il s'arrêtera. Un vent arrière peut aider les marins, mais même avec des voiles pleines, le navire se déplacera plus lentement qu'il ne le devrait.

Le phénomène d'eau morte a été remarqué pour la première fois par le chercheur norvégien Fridtjof Nansen en 1983. Se rendant au nord de la Sibérie, le voyageur se retrouve dans une zone où son navire ralentit tellement qu'il devient difficile pour lui de le contrôler. Nansen n'a pas rapidement pris la vitesse nécessaire et n'a pas compris ce qui s'était passé.

En 1904, le physicien et océanographe suédois Wagn Walfried Ekman a décrit un phénomène similaire. Dans son laboratoire, le scientifique a mis en place une expérience avec de l'eau de salinité variable, comme dans cette partie de l'océan Arctique, où Nansen avait "calé" plus tôt. Ekman a découvert que des ondes mécaniques se forment à l'interface entre les couches. Lorsque le fond du navire interagit avec ces vagues, elles créent une traînée supplémentaire.

Après la découverte d'Ekman, les scientifiques ont réalisé que le phénomène d'eau morte est causé par différentes densités de couches liquides. Des différences de densité peuvent se produire en raison de la salinité ou des températures de l'eau différentes. Mais dans tous les cas, le capitaine du navire n'a que deux options. Il peut observer avec contrariété comment le navire traîne à une vitesse anormalement basse constante, ce qui fut autrefois ressenti par Nansen; ou se tenir sur le pont et se balancer après le navire, éprouvant l'excitation soudaine découverte dans le laboratoire par Ekman.

Comprenant la cause et les types de phénomène d'eau morte, les scientifiques ne connaissaient pas le mécanisme de capture des navires en captivité des vagues. Ce n'est que récemment que des physiciens, des mécaniciens des fluides et des mathématiciens de l'Institut des sciences naturelles du CNRS et du Laboratoire de mathématiques et sciences appliquées de l'Université de Poitiers ont décrit pour la première fois ce mystérieux phénomène. Un communiqué de presse de l'étude est disponible sur le site du CNRS.

L'équipe de scientifiques a classé les vagues qui se produisent lorsque des couches de liquide de densité différente entrent en contact les unes avec les autres, puis a simulé le mouvement du navire le long de vagues décrites mathématiquement. Des simulations ont montré que l'effet d'eau morte se produit lorsque les vagues forment quelque chose comme une bande transporteuse. Sur cette "bande", le navire est à peine perceptible en avant ou en arrière, ce qui ressemble à un ralentissement de côté.

L'expérience a également montré qu'il n'y avait pas de différences fondamentales entre les phénomènes observés par Nansen en 1983 et Ekman en 1904. Les oscillations d'Ekman s'amortissent progressivement et le navire commence à se déplacer lentement et à vitesse constante.

Les travaux des scientifiques ont immédiatement donné lieu à une nouvelle hypothèse sur l'un des plus anciens mystères de l'humanité. On ne sait toujours pas pourquoi pendant la bataille d'Actium (31 avant JC) les puissants navires de Cléopâtre ont été tués lorsqu'ils sont entrés en collision avec la faible flotte d'Octave. Si nous supposons que la baie d'Aktia, où la bataille a eu lieu, était remplie d'eaux mortes, il devient clair pourquoi la puissance des navires de Cléopâtre n'a pas aidé le souverain. Le frottement est inversement proportionnel à la vitesse: plus on traîne sur une surface résistante, plus elle résiste. Cela signifie que les faibles navires d'Octave dans les eaux mortes pourraient être plus maniables et plus rapides que la puissante flotte de la reine d'Égypte.