Préface - IMO

Vieillissement de produits pétroliers et études de dispersibilité.
INTRODUCTION
Au cours des dernières années, le vieillissement des hydrocarbures, combiné à leur traitement par
dispersants, a été l’objet de nombreuses études. Pour mener à bien cet objectif, des tests de
laboratoires ont été conçu afin de prédire les évolutions des pétroles déversés en mer (parfois en
combinaison avec des modèles informatiques) et d’évaluer la possibilité d’application de dispersant.
Cependant, ces simulations à faible échelle se sont parfois révélées loin de la réalité, et ce malgré les
essais en mer qui ont été entrepris pour en fournir des calibrations. Dans ce contexte, des
expérimentations à l’échelle pilote ont été menées pour simuler les processus de vieillissement de
manière réaliste, ainsi que la dispersion des hydrocarbures ; elles présentent de nombreux avantages
sur les essais en mer, tels que l’utilisation d’une quantité limitée de produit, un coût moindre, ou
encore, la possibilité de contrôler la plupart des paramètres environnementaux.
Afin d’apporter aux personnels d’intervention des prédictions plus fiables de l’évolution d’un
pétrole en mer, le Cedre a mené plusieurs expérimentations de vieillissement sur des bruts d’origines
diverses. Ces tests étaient généralement complétés par l’évaluation de l’effet de dispersants lorsqu’ils
sont appliqués sur des produits devenus visqueux. Dans ce cadre, une méthode spécifique a été
développée dans le canal d’essais (le Polludrome) qui permet de simuler de manière réaliste des
conditions de pleine mer. Les données obtenues ont été complétées par des essais supplémentaires de
vieillissement en cellules flottantes ancrées dans un port, par des essais en mer ou par des cas réels de
pollution tels que celui de l’ERIKA, survenu en France en décembre 1999 (Guyomarch et al., 2001a).
Tous ces éléments ont rendu possible la calibration des expériences menées en canal, apportant ainsi
une idée réaliste des évolutions potentielles en mer dans le cas où seules des données expérimentales
sont disponibles.
DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX
Mesure de la viscosité
S’agissant des études consacrées au vieillissement ou à la dispersibilité des hydrocarbures,
particulièrement pour les émulsions, une attention particulière doit être accordée à la mesure de la
viscosité. Deux paramètres influencent la valeur mesurée : la température et le taux de cisaillement.
Les pétroles non-émulsionnés se comportent généralement de façon newtonienne, ce qui signifie que
la viscosité ne dépend que de la température. Pour ce qui est des hydrocarbures émulsionnés, leur
comportement devient généralement non-newtonien lorsque les teneurs en eau sont supérieures à
20% ; il est alors dit rhéofluidifiant. La viscosité doit alors être mesurée à un taux de cisaillement
donné (10 s -1 est le taux le plus couramment utilisé) et à une température donnée.
Tests de laboratoire
Les différents phénomènes rassemblés sous l’appellation générale de vieillissement peuvent être
recréés individuellement en faisant appel à une large gamme de tests de laboratoire. L’évaporation
peut être simulée par une simple distillation (distillation traditionnelle, à l’aide d’un évaporateur
rotatif ou naturellement sous une hotte) et des procédures destinées à émulsionner le pétrole ont été
décrites il y a plusieurs années (Hokstad et al., 1993) ; l’énergie peut être apportée par des ampoules
en rotation ou à l’aide d’un agitateur, en ajoutant dans ce cas, progressivement, de l’eau de mer à
l’hydrocarbure. Enfin, des lampes UV ou des dispositifs spécifiques, associés ou non à des filtres, ont
été utilisés pour simuler les phénomènes de photo-oxydation. Cependant, il n’est pas possible de
rassembler tous ces processus en un même protocole de test, et, dans la plupart des cas, il est
nécessaire de mener plusieurs procédures séparément et dans un ordre chronologique qui peut affecter
le résultat final. Ainsi, l’émulsification peut être plus accentuée par un taux d’évaporation élevé alors
que l’incorporation d’eau réduit la surface d’étalement du produit, limitant ainsi l’évaporation des
fractions légères.
Pour mener des études de dispersibilité des pétroles visqueux, le Cedre a choisi deux protocoles
de test parmi ceux couramment utilisés. En effet, plusieurs tests ont été élaborés dans le but d’évaluer
l’efficacité des dispersants commerciaux selon leur action sur une huile de référence. En conséquence,
dans certains cas particuliers d’utilisation, certaines procédures de test se sont révélées inadaptées en
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