Mystères de la nature Ondes Aucun prérequis Lecture ≈ 7 min

Verser de l'huile sur la mer calme-t-il vraiment les vagues ?
― La légende des marins n'était qu'à moitié vraie

Les marins d'autrefois, dit-on, versaient de l'huile sur une mer en tempête pour calmer les vagues autour de leur navire. Ce n'est pas une invention. Mais l'huile n'efface pas les grosses vagues elles-mêmes : elle efface les petites « ridules » qui permettent au vent de s'accrocher aux grosses vagues.

Publié : 2026.09.15 Difficulté : ★☆☆ (aucun prérequis) Les formules n'apparaissent que dans le menu déroulant final
Imaginez d'abord cette scène

Un port, un jour de vent. La surface de la mer scintille, hérissée de petites ridules. Mais par endroits, des bandes lisses réfléchissent la lumière comme un miroir.

Les pêcheurs disent depuis longtemps que les poissons se rassemblent parfois près de ces bandes. On pense que ces traces sont un film très fin, formé par des matières grasses produites par les poissons ou le plancton.

Le vent souffle pourtant de façon uniforme : pourquoi les vagues ne se forment-elles pas sur cette bande ? C'est là que se cache la raison pour laquelle les marins parlaient de « calmer les vagues avec de l'huile ».

Deux raisons seulement expliquent l'effet de l'huile

1
Le vent perd la « prise » qui lui permet de saisir les vagues

Le vent transmet son énergie aux vagues en s'accrochant aux petites ridules de la surface. Le film d'huile efface ces ridules. Privé de prise, le vent glisse sur l'eau et peine à faire grossir les vagues.

2
Le film devient un « ressort » qui résiste à l'étirement

Une surface recouverte d'un film tend à revenir en place quand elle est étirée. Cette force de rappel freine les oscillations des ridules. Plus la vague est petite, plus ce frein est efficace.

Autrement dit, l'huile n'écrase pas directement les vagues. Elle bloque à la fois la porte d'entrée qui permet aux vagues de grossir, et les petites oscillations.

Le vent « s'accroche » aux ridules pour faire grossir les vagues

La plupart des vagues marines sont créées par le vent. Pourtant, quand le vent caresse une surface parfaitement lisse, l'eau bouge à peine. Ce que le vent crée d'abord, ce sont des ridules de quelques centimètres de long.

Une fois ces ridules formées, la surface devient bosselée. Le vent peut alors pousser sur le côté au vent de chaque bosse. Les ridules servent en quelque sorte de poignée, qui permet au vent de saisir les vagues.

Regardez la figure 1. À gauche, sur une surface sans film, des ridules chevauchent la houle et les flèches du vent s'y accrochent. À droite, sur une surface recouverte d'un film, les ridules ont disparu. Les flèches du vent glissent simplement au-dessus.

Surface sans film Surface avec film d'huile Crête déferlante Vent Le vent s'accroche, la vague grossit Film lisse Vent Rien à saisir, le vent glisse
Figure 1 : à gauche, surface sans film. Les dents (ridules) sur la houle accrochent les flèches de vent, et la crête déferle en blanc. À droite, surface avec film d'huile. La surface devient une ligne lisse, et les flèches de vent glissent au-dessus. Remarquez que la hauteur de la houle elle-même change à peine entre les deux cas.

On pense que le déferlement blanc des crêtes est lui aussi lié aux ridules. Avec un film, les crêtes déferleraient moins facilement. Pour un navire, le danger vient moins de la hauteur de la houle que des vagues qui s'effondrent depuis le sommet. Si les marins d'autrefois comptaient sur l'huile, c'était pour atténuer ce déferlement.

Pourquoi un film si fin peut-il arrêter les ridules ?

La surface de l'eau est soumise à une force qui tend à réduire sa surface au minimum : c'est la tension superficielle. Pour les ridules de moins de quelques centimètres, cette force est le principal moteur du retour à l'équilibre.

Quand un film d'huile s'étale sur l'eau, la tension superficielle diminue un peu. La baisse dépend de la densité du film. Là où le film est étiré et fin, la tension superficielle se rapproche de celle de l'eau pure. Là où le film est comprimé, elle reste faible.

Regardez la figure 2. Quand une ridule avance, la surface alterne entre zones étirées et zones comprimées, selon la pente. La zone étirée, où la tension superficielle est forte, tire alors le film de la zone comprimée. Cette traction entraîne aussi l'eau située sous le film. L'oscillation de la surface est ainsi amortie peu à peu par ce frottement.

Sur la ridule, le film se tire des deux côtés Sens de propagation Zone comprimée Zone comprimée Zone étirée Tire le film Tire le film Pointillés : l'eau suit aussi Plus l'onde est longue, plus l'étirement est doux, moins ce frein agit
Figure 2 : sur une ridule se propageant vers la droite, le film se comprime sur la pente descendant du sommet vers le creux, et s'étire sur la pente montant du creux vers le sommet. Les flèches sous la surface indiquent le sens dans lequel le film de la zone comprimée est tiré vers la zone étirée. Les flèches en pointillés en dessous montrent que l'eau sous le film est elle aussi entraînée. Ce frottement dissipe peu à peu les petites oscillations.

Voilà le point qui explique pourquoi la légende n'est « qu'à moitié vraie ». Pour une houle longue de plusieurs dizaines de mètres, l'étirement de la surface est extrêmement doux. Le frein du film n'agit presque pas. On pense que l'huile ne peut pas aplatir la houle : elle ne fait que lisser la surface et atténuer le déferlement.

💡 Une cuillère à café d'huile a recouvert la moitié d'un étang

Vers 1774, l'Américain Benjamin Franklin a vérifié cette légende par lui-même. Sur un étang de Londres, il a versé, au vent, environ une cuillère à café d'huile. L'huile s'est étalée de façon spectaculaire, transformant en miroir, selon ses écrits, environ un demi-acre (près de 2000 mètres carrés) de surface. Cette expansion a plus tard permis d'estimer que le film n'avait l'épaisseur que d'une seule molécule (calcul détaillé dans le menu déroulant).

💡 Sur les navires, l'astuce était de « faire couler l'huile petit à petit »

Du XIXe au début du XXe siècle, les navires embarquaient, dit-on, de l'huile pour calmer les vagues. On la versait depuis un sac de toile percé de trous, suspendu au vent, côté bastingage. Le film n'a pas besoin d'être épais : il suffit qu'il s'étale. D'où cette méthode connue empiriquement : laisser couler une petite quantité, lentement. Aujourd'hui, cette pratique est abandonnée car elle pollue la mer.

En résumé

Ce que l'huile calme, ce ne sont pas les grosses houles, mais les fines ridules à leur surface. Une fois les ridules effacées, le vent ne peut plus saisir les vagues, et les crêtes déferlent moins facilement. Le savoir des marins exploitait, à juste titre et par l'expérience, la force d'un film d'une finesse invisible.

L'huile n'écrase pas les vagues.
Elle retire, discrètement, la prise que le vent utilisait pour les saisir.

Pour comprendre comment les vagues se propagent à la surface de l'eau, lisez « Pourquoi un caillou jeté dans un étang forme-t-il des cercles qui s'élargissent ? », et pour découvrir la véritable nature de ces longues houles que l'huile ne peut effacer, lisez « Pourquoi de grosses vagues arrivent-elles soudain, même sans vent ? ».

🧪 Observer la « disparition des ridules » dans une bassine
  1. Remplissez une bassine d'eau et soufflez obliquement sur la surface avec une paille. Vérifiez que de fines ridules apparaissent et que la lumière scintille.
  2. Laissez tomber une seule goutte d'huile alimentaire sur l'eau et attendez un peu. Une fois l'huile étalée, soufflez à nouveau avec la même intensité.
  3. Comparez la formation des ridules et le scintillement de la lumière. En saupoudrant du poivre sur l'eau au préalable, vous verrez aussi comment l'huile s'étale en film.

Une toute petite quantité d'huile suffit. Une fois terminé, épongez l'huile avec du papier journal avant de vider l'eau. Toucher la surface avec un doigt trempé dans de l'eau savonneuse peut produire un effet similaire.

Pour aller plus loin ― vocabulaire, formules, liens avec les manuels scolairesDu collège aux matières spécialisées universitaires, le niveau de chaque point est indiqué
Comment lire les étiquettes qui suivent
  • CollègeNiveau des sciences au collège
  • LycéeNiveau des cours de « physique » et « chimie » au lycée
  • Lycée+Approfondissement lycée, ou encadré des manuels
  • UniversitéNon vu au lycée : matière spécialisée universitaire (mécanique des fluides, chimie des interfaces)
  • RechercheNon établi même à l'université comme « vérité admise » : sujet en cours d'étude par les chercheurs

CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom

CollègeLycéeVérification par le calcul : quelle était l'épaisseur du film d'huile de Franklin ?

Diviser un volume par une surface donne une épaisseur. Calculons à partir des données « une cuillère à café » et « un demi-acre ». Le volume d'une cuillère à café variant selon l'époque et l'ustensile, on utilise ici une valeur indicative.

① Valeurs de départ
SymboleSignification et unité
Volume d'huile (estimation d'une cuillère à café de l'époque)environ 2 mL (soit 0,000002 m³)
Surface recouverte (estimation d'un demi-acre)environ 2000 m²
1 m exprimé en nanomètres1 000 000 000 nm
Surface d'une natte tatamienviron 1,62 m²
② Faisons le calcul
Épaisseur du film (en mètres) = volume ÷ surface0,000002 ÷ 2000 = 0,000000001
Conversion en nanomètres0,000000001 × 1 000 000 000 = 1
Surface recouverte en nombre de tatamis2000 ÷ 1,62 ≈ 1235

L'épaisseur du film est d'environ 1 nanomètre, soit un milliardième de mètre. C'est à peu près la longueur d'une seule molécule d'huile : le calcul correspond à une couche moléculaire quasi unique. Une cuillère à café a donc recouvert, d'une seule couche de molécules, une surface équivalente à environ 1200 nattes tatami. À la fin du XIXe siècle, Lord Rayleigh a utilisé le même raisonnement pour estimer la taille des molécules.

LycéeLycée+Sur les ridules et la houle, la force de rappel change de nature

LycéeUne onde oscille parce qu'une force ramène la surface déformée vers sa position d'origine. Pour les ondes longues, c'est le poids de l'eau soulevée qui joue ce rôle. Pour les ondes courtes, c'est la tension superficielle. La frontière où les deux effets s'équilibrent se situe, pour l'eau, autour de 1,7 centimètre.

Lycée+Le film ne fait pas que réduire un peu la valeur de la tension superficielle. Il confère à la surface une propriété d'élasticité : la tension superficielle varie selon l'étirement. Là où il existe une différence de tension superficielle, la surface est attirée vers le côté où la tension est la plus forte. Cet écoulement, appelé effet Marangoni, intervient aussi dans les « larmes du vin » qui coulent en gouttelettes le long d'un verre.

UniversitéL'élasticité du film amplifie fortement l'atténuation des ondes

Sur une surface d'eau pure, l'oscillation des ondes s'atténue principalement, et lentement, sous l'effet de la viscosité de l'eau. Quand la surface porte un film élastique, une fine couche où la vitesse varie brusquement se forme juste sous la surface. Les pertes par viscosité s'y concentrent, ce qui renforce fortement l'atténuation. L'ampleur de ce renforcement dépend de l'élasticité du film et de la longueur d'onde ; il serait maximal pour des ondes de quelques centimètres. Cette théorie est traitée dans les manuels classiques de mécanique des fluides.

RechercheCe qui reste encore mal connu

Autrement dit, le contenu de cet article reste lui aussi « une explication valable dans l'état actuel des connaissances ». Le mécanisme qui efface les ridules est bien compris, mais son utilité à l'échelle d'une mer entière fait encore débat.

Liens avec les manuels scolaires (par niveau)

NiveauMatière / unitéPartie de l'article concernée
CollègeSciences, propriétés de la matière, calcul de volume et de surfaceTension superficielle, calcul de l'épaisseur du film d'huile
LycéePhysique, propriétés des ondes ; Chimie, taille des moléculesLe changement de force de rappel entre le poids et la tension superficielle
Lycée+Physique, approfondissement sur la tension superficielleEffet Marangoni, élasticité de surface
UniversitéMécanique des fluides, chimie des interfacesThéorie de l'atténuation des ondes par un film
RecherchePhysique océanique, interaction air-merEfficacité en haute mer, échanges gazeux
Lien avec la vie quotidienneReconnaître les traces lisses en mer, observation dans une bassine
Références et sources
  1. Benjamin Franklin, William Brown, William Brownrigg, "Of the stilling of waves by means of oil", Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Vol. 64 (1774)
  2. Lord Rayleigh, "Measurements of the amount of oil necessary in order to check the motions of camphor upon water", Proceedings of the Royal Society of London, Vol. 47 (1890)
  3. Agnes Pockels, "Surface tension", Nature, Vol. 43 (1891)
  4. Horace Lamb, "Hydrodynamics" (manuel classique de mécanique des fluides, traite de l'atténuation des ondes par un film de surface)
  5. Pline l'Ancien, « Histoire naturelle » (大プリニウス『博物誌』) (mentionne que verser de l'huile sur la mer en calme la surface)

※Cet article est une vulgarisation scientifique grand public. Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur destinés à faciliter la compréhension du mécanisme. Ne versez pas l'huile utilisée pour l'expérience dans l'évier : épongez-la avec du papier avant de la jeter. Ne versez jamais d'huile dans la mer ou une rivière, car cela pollue l'environnement.