Préface - IMO

Développement d’un système de prédiction en temps réel de la dispersion d’hydrocarbures à forte densité
dispersion, la diffusion turbulente du pétrole déversé fut simulée à l’aide d’une technique Monte Carlo
basée sur le mouvement fractal de Brown. Le processus d’altération du pétrole déversé fut également
considéré comme étant multi-processus avec les trois composants d’évaporation, de dissolution et de
coulage. Enfin, nous avons procédé à la comparaison des trajectoires observées et simulées du pétrole
déversé afin d’évaluer l’utilisation de notre modèle dans l’environnement coréen. A l’heure actuelle,
ce modèle est utilisé dans le cadre de la mise en œuvre des mesures de lutte contre les marées noires
par le Gouvernement coréen et par l’Agence Maritime Nationale Coréenne.
SYSTEME DE PREDICTION EN TEMPS REEL DE LA TRAJECTOIRE D’UNE NAPPE DE
PETROLE
Comportement en mer du pétrole déversé
Le pétrole déversé est généralement transporté par le mouvement de la surface de l’eau sous
l’influence du vent, des courants dus au vent, des mouvements des marées et des courants quasistables
et se diffuse simultanément par turbulence, comme indiqué dans l’illustration 1. Le pétrole se
détériore également au fil du temps par des processus d’altération physique, chimique et biologique
complexes. Le présent modèle fut établi en tenant compte de ces comportements du pétrole déversé.
Prédiction des courants en temps réel
Modèle de courants
Les courants qui contrôlent la diffusion et l’étalement du pétrole déversé furent calculés à l’aide
d’équations numériques. L’équation de base du modèle de courants consiste en une dynamique bidimensionnelle
et une équation continue :
∂U
1 ∂U
( D + ζ ) ∂V
( D + ζ )
+ [ + ] = 0
∂t
Rcosφ
∂χ
∂φ
∂U
U ∂U
V ∂U
UV tanφ
g ∂ζ
kU
+ + − + − fV +
∂t
Rcosφ
∂χ
R ∂φ
R Rcosφ
∂χ
2
U + V
D + ζ
2 2
∂V
U ∂V
V ∂V
2 tanφ
g ∂ζ
kV U + V
+ + + U ' + + fU +
= 0
(3)
∂t
Rcosφ
∂χ
R ∂φ
R R ∂φ
D + ζ
où t est le temps, χ et φ sont respectivement la longitude et la latitude, U et V sont les
composants de moyenne de courants en profondeur, g est l’accélération de la pesanteur, ζ est
l’élévation du niveau moyen de la mer, D est la profondeur de l’eau, R est le rayon de la terre, f
est le paramètre de Coriolis ( f =2 Ω sinφ
), et k est le coefficient de la friction de fond ( k =0.003).
Mouvements des marées en temps réel
Dans l’environnement côtier coréen, le mouvement des marées est le composant le plus
important, avec un régime de macromarées avec une hauteur maximum de 8 mètres à marée haute.
Dans cet article, les marées en temps réel furent simulées par la combinaison des constantes
harmoniques des mouvements des marées et des variations des données astronomiques. Les
constantes harmoniques furent calculées par analyse harmonique des résultats du modèle de courants.
Il est possible de prédire 4 constituants principaux des marées ( M
2
, S
2
, K
1
, O
1), à n’importe quel
endroit de la zone étudiée, en utilisant les constantes harmoniques. Les mouvements des marées en
temps réel sur base des constantes harmoniques furent calculés comme suit :
U ( t
V ( t
r
r
) =
) =
4
∑
k=
1
4
∑
k=
1
f ( t
k
r
f ( t
k
r
) A
) A
uk
vk
2
= 0
cos{ ω t − φ + V ( t ) + u ( t )}
(4)
k
r
uk
k
r
k
r
cos{ ω t −φ
+ V ( t ) + u ( t )}
(5)
k
r
vk
k
r
k
r
(1)
(2)
77