Non-linear deformation of sea-wave profiles in intermediate and shallow water

The present paper is a study of the nonlinear deformations of sea-wave profiles in intermediate (20 m depth) and shallow (4 m) water, based on wave staff and bottom pressure in situ measurements. The nonlinear deformations have been decomposed into two elementary classes : asymmetry with respect to the mean water surface and asymmetry with respect to a vertical line passed through the wave crest. The extend of the deformation of the first kind is estimated by computing the experimental statistical distributions of wave crest heights and through depths. These distributions are shown to deviate from the Rayleigh law (applicable to linear sea states), and are well fitted by a second order perturbation model deduced from the Stokes theory. The second kind of nonlinear deformation was observed in shallow water only, and studied by a bi-spectral analysis : this kind of deformation may be interpreted in terms of a phase shift between first and second order components, and related to the phase of the bispectrum. It has been possible, applying this technique to the shallow water data set, to find anew the steepening of the wave front during its progression towards the breaking point. [NOT CONTROLLED OCR]

Les déformations non linéaires du profil des vagues en eau de profondeur intermédiaire (20 m) et en eau peu profonde (4 m) sont étudiées sur la base de mesures in situ effectuées par perches de houle et capteurs de pression. Ces déformations peuvent être classées en deux types : dissymétrie du profil par rapport au niveau moyen de la surface libre, et dissymétrie du profil par rapport à une verticale passant par la crête de la vague. L'importance des déformations du premier type est évaluée en calculant les distributions statistiques expérimentales de hauteurs de crêtes et profondeurs de creux. Ces distributions, qui diffèrent sensiblement de la loi de Rayleigh (applicable aux états de mer linéaires), sont comparées, avec un bon accord, à un modèle de perturbation du second ordre déduit de la théorie de Stokes. Le second type de déformation. observé en eau peu profonde seulement, est étudié par analyse bispectrale : cette déformation peut être interprétée en termes de déphasage entre composantes du premier et du second ordre, et est donc reliée à la phase du bispectre. On a pu suivre de cette façon, à partir des données en eau peu profonde, le raidissement du front des vagues à l'approche du point de déferlement. [OCR NON CONTRÔLE]