Modélisation physique de la réfraction des vagues

Lorsque la profondeur du sol diminue, il apparaît des frottements qui interviennent sur le mouvement des particules d'eau. La trajectoire de ces particules d'eau est donc modifiée. Si le sol était uniforme, chaque particule d'eau à la surface verrait sa trajectoire modifiée de la même manière et le train de vague garderait la même allure. En général, le sol est non uniforme : la trajectoire des particules est modifiée différemment, c'est donc le train de vagues tout entier qui est déformé.

Le phénomène de réfraction implique également des modification de l'amplitude des vagues. En effet, lorsque les orthogonales au front de vagues se rapprochent l'une de l'autre, il y a une concentration de la masse d'eau, ce qui augmente l'amplitude de la vague. Il se passe le phénomène inverse lorsque les orthogonales s'éloignent l'une de l'autre, et l'amplitude des vagues diminue alors.

Il existe deux grandes méthodes pour évaluer la réfraction :
 - le tracé des plans de vagues
 - le tracé des orthogonales au front de vagues