Études en cuve à houle de l’efficacité des dispersants

Dans le cadre d’une étude récente, le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) et la National Academy of Sciences ont conclu qu’en ce qui a trait à l’efficacité des dispersants les deux facteurs les plus importants à prendre en considération et à parfaitement caractériser en termes d’efficacité sont le taux de dissipation de l’énergie et la distribution granulométrique. Une cuve à houle d’une longueur de 16 m a été conçue et construite en 2004, puis prolongée à 32 m en 2006, afin d’étendre la plage des états de la mer à reproduire de manière contrôlée. Elle a été construite à l’Institut océanographique de Bedford (IOB) en collaboration par Pêches et Océans Canada (MPO) et l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis spécifiquement pour l’étude de ces facteurs dans le cadre d’études de dispersion contrôlée du pétrole. La dispersion du pétrole est la fragmentation en petites gouttelettes des nappes de pétrole en mer. Il y a naturellement dispersion des pétroles susceptibles de dispersion, mais le processus peut être accéléré au moyen de dispersants. Les dispersants sont des produits chimiques renfermant des surfactants qui abaissent la tension superficielle entre le pétrole et l’eau, ce qui entraîne la formation de gouttelettes (émulsions de pétrole dans l’eau). La dispersion d’une nappe de pétrole est en outre considérablement améliorée en présence de vagues. Les vagues fournissent une énergie de mélange qui fragmente le film de pétrole en surface et projette les gouttelettes de pétrole dans la colonne d’eau. Ainsi, dans le contexte des interventions contre les déversements pétroliers, la dispersion est un processus physico-chimique dont l’efficacité dépend des propriétés chimiques du dispersant et du pétrole ainsi que de l’énergie de mélange produite par l’action physique des vagues.

Ce projet répond directement aux recommandations du CNRC, à savoir : la mesure de l’efficacité des dispersants dans différents états de la mer (turbulence) et la mesure de la distribution granulométrique des particules ainsi que l’établissement de la relation qu’elle présente avec le bilan massique. La cuve à houle à l’IOB permet de produire des vagues déferlantes à des endroits précis et comporte tout l’équipement nécessaire pour les mesures du pétrole dispersé dans la colonne d’eau. Un analyseur granulométrique laser in-situ par diffusion et transmissométrie (LISST-100X) sera utilisé pour mesurer la distribution granulométrique. À l’appui de l’utilisation opérationnelle des dispersants, la technologie des capteurs multiples simultanés par diffusion et fluorescence sera développée dans le cadre de ce programme afin d’obtenir des données en temps réel sur la concentration et le profil tridimensionnel des pétroles dispersés et non dispersés en mer.

L’objectif est de générer divers types d’états de la mer, dont des vagues déferlantes, et de quantifier les taux correspondants de dissipation d’énergie pour chacun, puis de mesurer la dispersion résultante du pétrole. La cuve à houle est munie d’un générateur de vagues de type volet permettant de produire des vagues dont la période varie entre environ 0,5 et 1,5 seconde. L’extrémité opposée de la cuve est occupée par une série de tamis inclinés absorbant l’énergie des vagues et minimisant leur réflexion. Des courants peuvent être engendrés au moyen de deux distributeurs verticaux perforés placés dans les longs côtés de la cuve en aval du volet générateur de vagues. Un système similaire a été utilisé dans le cadre d’une recherche antérieure pour simuler des courants de marée dans une cuve à houle (Boufadel et coll., 1998; Boufadel, 2000). En ouvrant ou en fermant les robinets à chacun des trous on peut obtenir une gamme étendue de configurations dont la plus simple est une distribution uniforme en fonction de la profondeur.

Personne-ressource du MPO :

Kenneth Lee

Page précédent – projets de recherche