Chapitre I : GENERALITES
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5. Le comportement des hydrocarbures dans le milieu marin
Comprendre le comportement des hydrocarbures déversés en mer est une étape primordiale pour
déterminer les opérations de lutte antipollution les plus efficaces.
En effet, un hydrocarbure déversé en mer est modifié physiquement et chimiquement par
différents processus entrainant soit son élimination de la surface de l’eau, ou bien sa persistance.
5.1. Les modifications physiques
5.1.1. Étalement
Une fois déversé, le pétrole a immédiatement tendance à s’étaler à la surface de l’eau, cet
étalement est un phénomène extrêmement complexe qui dépend des caractéristiques physicochimiques du pétrole (densité, viscosité, …etc.), puisque les hydrocarbures fluides à faible
viscosité s’étalent beaucoup plus rapidement que les hydrocarbures à haute viscosité. Ce
processus dépend aussi des conditions environnementales au moment et à l’endroit du
déversement (LACAZE, 1980 ; ITOPF, 2012 ; CEAEQ, 2014).
Les hydrocarbures s’étalent sous forme de nappe continue mais se fragmentent vite. Au fur et à
mesure qu’ils s’étalent et que leur épaisseur diminue, leur couleur évolue du noir ou brun foncé
des zones épaisses (de 100µm à quelques mm ou même cm) à une irisation iridescente et
argentée en bordure de la nappe (de l’ordre de 5 µm à moins de 0,1 µm) (BOCARD, 2006 ;
ITOPF, 2012).
L'étalement d'une nappe met en jeu des forces motrices et des forces d’opposition (résistantes),
qui sont :
Forces gravitationnelles ;
Forces de tension de surface : Tensions superficielles aux interfaces eau-air,
hydrocarbure-air, eau-hydrocarbure ;
Forces de viscosité : Frottement visqueux à l'interface eau-pétrole ;
Forces d'inertie : Quantité de mouvement dans la nappe d'hydrocarbures.
Une étude de FAY (1970), vérifiée expérimentalement, montre qu’il existe, après un
déversement, trois phases d’étalement en fonction du temps :
Tableau I.1 : Phases d'étalement d’un hydrocarbure (FAY, 1971 in GOEURY, 2012)
Phase
Force motrice
Force résistante
1
Gravité
Inertie
2
Gravité
Viscosité
3
Tension superficielle
Viscosité
La théorie de FAY ne permet pas d’estimer l’étalement de façon réaliste, puisqu'elle n’est
valable que pour un étalement circulaire sans vent. De nombreuses propositions ont été alors
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5. Le comportement des hydrocarbures dans le milieu marin
Comprendre le comportement des hydrocarbures déversés en mer est une étape primordiale pour
déterminer les opérations de lutte antipollution les plus efficaces.
En effet, un hydrocarbure déversé en mer est modifié physiquement et chimiquement par
différents processus entrainant soit son élimination de la surface de l’eau, ou bien sa persistance.
5.1. Les modifications physiques
5.1.1. Étalement
Une fois déversé, le pétrole a immédiatement tendance à s’étaler à la surface de l’eau, cet
étalement est un phénomène extrêmement complexe qui dépend des caractéristiques physicochimiques du pétrole (densité, viscosité, …etc.), puisque les hydrocarbures fluides à faible
viscosité s’étalent beaucoup plus rapidement que les hydrocarbures à haute viscosité. Ce
processus dépend aussi des conditions environnementales au moment et à l’endroit du
déversement (LACAZE, 1980 ; ITOPF, 2012 ; CEAEQ, 2014).
Les hydrocarbures s’étalent sous forme de nappe continue mais se fragmentent vite. Au fur et à
mesure qu’ils s’étalent et que leur épaisseur diminue, leur couleur évolue du noir ou brun foncé
des zones épaisses (de 100µm à quelques mm ou même cm) à une irisation iridescente et
argentée en bordure de la nappe (de l’ordre de 5 µm à moins de 0,1 µm) (BOCARD, 2006 ;
ITOPF, 2012).
L'étalement d'une nappe met en jeu des forces motrices et des forces d’opposition (résistantes),
qui sont :
Forces gravitationnelles ;
Forces de tension de surface : Tensions superficielles aux interfaces eau-air,
hydrocarbure-air, eau-hydrocarbure ;
Forces de viscosité : Frottement visqueux à l'interface eau-pétrole ;
Forces d'inertie : Quantité de mouvement dans la nappe d'hydrocarbures.
Une étude de FAY (1970), vérifiée expérimentalement, montre qu’il existe, après un
déversement, trois phases d’étalement en fonction du temps :
Tableau I.1 : Phases d'étalement d’un hydrocarbure (FAY, 1971 in GOEURY, 2012)
Phase
Force motrice
Force résistante
1
Gravité
Inertie
2
Gravité
Viscosité
3
Tension superficielle
Viscosité
La théorie de FAY ne permet pas d’estimer l’étalement de façon réaliste, puisqu'elle n’est
valable que pour un étalement circulaire sans vent. De nombreuses propositions ont été alors