Aujourd’hui, nous changeons de perspective.

Dans les articles précédents sur la construction d’un outil spatio-temporel qui nous permet d’estimer la période des vagues et leur hauteur, nous avons toujours regardé notre plage dans une seule dimension. Aujourd’hui, nous changeons de perspective et nous allons analyser notre côte en deux dimensions.

La direction des vagues joue un rôle important dans de multiples processus sur la côte, elle peut changer radicalement le degré d’exposition de notre plage aux tempêtes, modifier l’orientation et l’ampleur des courants longitudinaux, modifiant en fin de compte le transport des sédiments.

En résumé, sans une estimation de la direction dans laquelle les vagues arrivent à la côte, les analyses possibles avec la mesure de la hauteur et de la période seront incomplètes.

Pour illustrer notre propos, nous nous rendrons à nouveau à Etretat, en France, une plage dont l’orientation géographique est d’environ 45° vers le nord dans le sens des aiguilles d’une montre. Nous prendrons deux scénarios de conditions énergétiques similaires mais avec des directions de vagues totalement différentes. Pendant la session automne-hiver, les vagues qui arrivent à Etretat la rendent presque perpendiculaire à la plage, c’est-à-dire qu’elles viennent principalement du nord-ouest (image du haut de la figure ci-dessous), tandis que pendant l’été, le vent du nord produit des vagues d’une énergie considérable qui attaquent la plage par le nord et le nord-est.

C’est ce que nous disent l’expérience et les modèles, mais comment utiliser l’outil WaveCams pour estimer la direction sur la côte ?

Eh bien, la première étape consiste à projeter les images obliques prises par nos caméras sur une image géoréférencée sur un plan cartésien. Cela signifie que chaque pixel de l’image est projeté sur une carte.

Nous détectons ensuite la direction principale de l’onde en appliquant un outil mathématique appelé la transformée de Radon, largement utilisé dans le domaine médical de l’IRM. En termes simples, cette technique nous permet de tirer parti des différences de lumière et d’identifier dans quelle direction l’image présente la plus grande variabilité et de reconstruire une nouvelle image à partir des directions prédominantes. Dans les images suivantes, vous pouvez voir le résultat pour les exemples décrits ci-dessus.

Ainsi, pour chaque image enregistrée par notre outil WaveCams, il est possible d’estimer une valeur de la direction de la vague et de créer une série chronologique. Dans la figure suivante, il est possible d’apprécier comment notre estimation de la direction est capable de suivre l’évolution de la direction de la vague lorsqu’elle arrive à la côte.

Enfin, il est important de noter que la direction que notre outil détecte diffère légèrement en valeur de la comparaison des modèles en raison du processus de réfraction de la vague où elle « tourne » en essayant d’atteindre la côte de la manière la plus perpendiculaire possible, (voir image)

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