Tsunamis generated by granular collapse

Membres : I. Le Pivert--Jolivet, A. Kane, C. Morize, et P. Gondret

Collaborations : A. Sauret (UMD).

Anciens membres : W. Sarlin, M. Robbe-Saule, Y. Bertho, A. Hildenbrand (GEOPS), R. Henaff.

Bien que de nombreux tsunamis soient d’origine tectonique, diverses situations passées ont montré que de grands glissements de terrain côtiers peuvent également engendrer des événements dévastateurs. Afin d’évaluer les aléas induits par ce type de tsunamis sur les littoraux, nous étudions ce phénomène au moyen d’expériences de laboratoire. Celles-ci consistent en l’effondrement d’une colonne de grains, initialement secs, dans une couche d’eau et entraînant la génération de vagues.

Les expériences montrent que l’entrée collective du matériau granulaire dans l’eau contrôle le processus de génération des vagues. L’amplitude de la vague, relativement à la profondeur d’eau, est en effet gouvernée par le nombre de Froude défini à partir de la vitesse horizontale du front granulaire en mouvement, rapportée à la vitesse de l’onde. Trois régimes non linéaires ont été identifiés en fonction du nombre de Froude : des mascarets transitoires pour des valeurs élevées de Fr, des vagues de type soliton pour des valeurs intermédiaires, et des vagues de transition non linéaires pour de faibles Fr. Nous avons montré que l’amplitude et la longueur d’onde, rapportées à la profondeur d’eau, obéissent à des lois d’échelle non linéaires en fonction du nombre de Froude.

De plus, nous avons montré que l’amplitude maximale atteinte près du rivage par la vague générée dans nos expériences est liée au volume instantanément immergé de grains ainsi qu’au dépôt immergé final. Malgré les différences d’échelle et de géométrie entre nos expériences de laboratoire à petite échelle et les événements géophysiques de grande ampleur, on observe un accord satisfaisant entre la loi expérimentale et les données de terrain.