Comment générer une vague de surf dans un environnement contrôlé? Jetons un coup d’œil aux différents types de modèles et de concepts de fabrication de vagues.

Les piscines à vagues sont l’avenir du surf intérieur, et une nouvelle industrie est née pour fournir des vagues parfaites dans des espaces extérieurs et intérieurs limités.

Les premières expériences avec des vagues d’origine humaine remontent au 19ème siècle, mais aujourd’hui, plusieurs installations créent des vagues expérimentales.

Ils peuvent être créés dans de petits laboratoires ou de grands bassins d’eau de la taille d’un terrain de football.

Le but de ces expériences est de comprendre comment certaines ondes se comportent, quelles sont leurs formes, comment elles se propagent et dans quelles conditions elles se réfractent, réfléchissent et diffractent.

Les houles ont un impact quotidien sur les côtes du monde, il est donc essentiel de connaître les menaces potentielles pour l’activité humaine.

Les vagues expliquent également pourquoi les brise-lames, les aines, les jetées et les digues sont construites et sont un facteur fondamental dans la création de ports et de marinas.

Mais c’est aussi une variable qui doit être prise en compte dans la préservation des systèmes dunaires et la protection des biens privés et publics construits près du rivage.

Le même besoin d’études s’applique aux architectes navals, qui doivent déterminer le niveau de contrainte des houles sur les coques et autres structures de navires.

Types de modèles de fabrication de vagues

En théorie, il existe quatre principaux types de modèles de fabrication de vagues, et chacun d’eux présente des avantages spécifiques, en fonction du résultat souhaité.

« Aucune ingéniosité particulière n’est requise pour produire des vagues dans un char, notent Willard Bascom et Kim McCoy, auteurs du livre « Vagues et plages. »

 » En fait, ce serait un exploit beaucoup plus remarquable de faire quoi que ce soit à l’eau sans faire de vagues. »

Les quatre modèles de wavemakers de réservoir peuvent utiliser une palette, un piston, un piston ou un mécanisme pneumatique, comme on le voit sur la figure ci-dessus.

« La palette, le piston et le piston sont tous reliés par un bras rigide à une goupille située de manière excentrique sur une roue tournante et produisent ainsi directement des ondes sinusoïdales mathématiquement satisfaisantes », expliquent Bascom et McCoy.

Chaque fois que vous réduisez la vitesse de la roue motrice, la période d’onde s’allonge; en revanche, si vous augmentez le rayon de la connexion à broches, la hauteur d’onde augmente.

Ces trois systèmes de pression d’air sont souvent installés dans des canaux d’ondes longs et étroits pour simuler plusieurs tailles d’ondes.

Et puis il y a la formule pneumatique.

« Les onduleurs pneumatiques sont montés côte à côte le long de deux parois de grands réservoirs carrés », soulignent les auteurs.

 » Ils créent des vagues en modifiant la pression de l’air sous une hotte pour que la surface de l’eau s’y élève et tombe. »

 » Lorsque la surface de l’eau à l’intérieur de la hotte est enfoncée, la pression est transmise, selon la loi de Pascal, par l’eau à l’eau immédiatement de l’autre côté de la cloison où la surface est surélevée. »

C’est à ce moment que la perturbation générée commencera à traverser le réservoir.

En contrôlant la quantité et la durée de la pression d’air soufflée par le moteur, il est possible de contrôler respectivement l’amplitude des ondes et la longueur d’onde.

Le mécanisme de génération d’ondes pneumatiques est similaire à la création d’ondes naturelles. Le vent souffle sur la surface de l’océan, créant des ondulations qui voyageront et atteindront éventuellement le littoral.

Selon Willard Bascom et Kim McCoy, « ce processus est très important pour comprendre comment les ondes capillaires se transforment en ondes de gravité de surface. »

Générateurs d’ondes artificielles

Avec les récents développements technologiques, il est devenu plus facile, moins coûteux et plus pratique d’utiliser la modélisation informatique dans des simulations de génération d’ondes artificielles.

Et c’est précisément ce que fait l’industrie des piscines à vagues en ce moment.

Néanmoins, il existe encore plusieurs grandes installations de production d’ondes « analogiques » utilisées à travers le monde.

Le laboratoire d’hydraulique de la Scripps Institution of Oceanography, à La Jolla, en Californie, possède un canal à parois vitrées et un canal à vagues de vent.

Ils sont utilisés pour générer des ondes sous des hauteurs et des périodes contrôlées.

Le plus long canal de vagues du monde est disponible au Centre de recherche côtière de l’Université de Hanovre et mesure 330 mètres de long.

Le canal Delta, aux Pays-Bas, mesure 985 pieds (300 mètres) de long, 31 pieds (9,5 mètres) de profondeur et 16 pieds (cinq mètres) de large.

Le réservoir d’eau contenant neuf millions de litres d’eau douce est capable de produire des vagues de 4,5 mètres (14,8 pieds) de haut.

Le centre de recherche en technologie offshore de College Station, au Texas, dispose d’un bassin de 150 pieds (46 mètres) de long et de 100 pieds (30 mètres) de large qui peut simuler des vagues océaniques de plusieurs directions et des vents soufflant en rafales.

Piscines à vagues faites maison

Faire des vagues est facile.

« Une très petite goutte d’eau qui atterrit sur une surface d’eau plate générera des rides de surface (ondes capillaires) qui rayonnent vers l’extérieur », montrent Bascom et McCoy.

« À mesure que la taille de la goutte augmente, les ondes capillaires seront suivies de minuscules ondes de gravité qui ont clairement une longueur d’onde plus longue. »

 » Une pipette et une baignoire sont tout l’équipement nécessaire. »

Faire des vagues qui fonctionnent parfaitement nécessite un peu plus de temps et de matériaux. En fin de compte, tout ce dont vous avez besoin est un mécanisme qui déplace correctement l’eau.

Mais vous n’avez pas besoin d’être ingénieur et de dépenser beaucoup d’argent pour construire une piscine à vagues maison.

C’est un défi réalisable, à condition d’avoir un espace généreux où vous pouvez installer une vague surfable, quelques ressources et matériaux, et un coup de main.

Il existe plusieurs piscines à vagues artificielles faites maison dans le monde.

L’un des prototypes les plus populaires et les plus intéressants a été conçu et construit par Fred Coblyn en Indonésie.

« L’onde de Fred » peut générer un petit rouleau en utilisant l’énergie humaine (puissance du bras) ou, alternativement, un micro-générateur d’énergie qui produit une onde pour moins de quatre cents.

De plus, Garrett Johnson, fondateur d’Ocean Innovations, a déjà introduit un concept de piscine à vagues portable dans la cour arrière qui créait une vague étroite avec un équipement simple.

« Il y a de nombreuses années, à l’Université du Kenya, il n’y avait pas d’argent pour un générateur d’ondes mécaniques », révèlent les auteurs de « Vagues et plages. »

 » Au lieu de cela, l’un des élèves a secoué chacun de contreplaqué, dont le bord inférieur reposait sur le fond du réservoir, d’avant en arrière entre deux lignes de craie sur le bord du réservoir, chronométrant l’action avec la trotteuse d’une montre. »