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CONTEXTE DE L’ETUDE
Dans le cas d’une nappes d’hydrocarbure, cette démarche n’est pas appropriée, car le pétrole
subis un grand nombre de transformation. Il se trouve alors sous plusieurs forme : émulsio ns,
petites nappes, gouttes dispersées24. Si on traite seulement une partie de la quantité totale des
hydrocarbures déversées, le résultat n’est pas le même pour toute la quantité.
En effet, avec la méthode Eulérienne, on ne s'intéresse pas au suivi de particules fluides dans
leurs mouvements mais aux valeurs des grandeurs physiques en un point fixe. La méthode
eulérienne est susceptible d'être plus fréquemment utilisée dans le futur à cause de la nécessite
de coupler les équations de transport et de cinétique chimique avec les modèles
hydrodynamiques (Jouan .M. et al 2001).
b. L’approche Lagrangienne
L'utilisation de particules lagrangiennes pour représenter la distribution de pétrole est utile et
numériquement stable. Cette approche donne en sortie la représentation de la distribution de pétrole
comme un essaim d'abeilles. Dans ce mode opératoire, la distribution des particules lagrangiennes
de pétrole représente la densité de pétrole et le nombre de particules par unité de surface donne une
mesure locale de la concentration.
Un autre type de modèles de trajectoire utilise une distribution statistique pour les forçages
géophysiques et pour les paramètres d'entrées. Dans ce cas, chaque particule lagrangienne va être
soumise à un mouvement stochastique ajoute au forçage. La distribution n'est alors pas reliée à la
concentration de l'hydrocarbure mais a la probabilité d'une nappe de provoquer un mouvement de
pétrole vers une surface unité. Une autre possibilité est d'utiliser des données environnementa les
prédites avec des variations statistiques représentant les incertitudes dans les prévisions ou les
processus des modèles. Dans cette configuration, le modèle va donner une représentation statistique
des incertitudes du résultat ou une erreur supposée litée a la prévision, ce qui peut être perçu comme
une approche de Monte Carlo. L'inconvénient majeur de cette approche est le temps de calcul qui
est en corrélation avec le nombre de particules considère lors de la simulation. De plus, un autre
inconvénient de la méthode Lagrangienne apparait lors de l'impact du pétrole sur les côtes, la
concentration de pétrole échouée n'est pas directement disponible comme avec une description
Eulérienne.
Pour remédier à cet inconvénient, il y a deux méthodes pour passer d'une distribution de point
lagrangienne à une distribution de densité eulérienne. La plus simple consiste à diviser le
domaine en cellules et à compter le nombre de particules dans chaque cellule, l'autre utilise les
polygones afin d'obtenir la valeur de la densité eulérienne. (Cédric Goeury, 2012).
c. L’approche hybride (Eulérienne/Lagrangienne)
Deux types d'approches pour modéliser la dérive d'une nappe d'hydrocarbures sont donc
couramment utilisés. L'approche Eulérienne facilite le couplage entre le modèle
hydrodynamique et le module d'évolution des nappes d'hydrocarbures. Cependant, le défaut
majeur de cette méthode est la diffusion numérique, notamment pour de faibles sources de
pollution. L'approche Lagrangienne apparait alors comme une solution possible à ce type de
CONTEXTE DE L’ETUDE
Dans le cas d’une nappes d’hydrocarbure, cette démarche n’est pas appropriée, car le pétrole
subis un grand nombre de transformation. Il se trouve alors sous plusieurs forme : émulsio ns,
petites nappes, gouttes dispersées24. Si on traite seulement une partie de la quantité totale des
hydrocarbures déversées, le résultat n’est pas le même pour toute la quantité.
En effet, avec la méthode Eulérienne, on ne s'intéresse pas au suivi de particules fluides dans
leurs mouvements mais aux valeurs des grandeurs physiques en un point fixe. La méthode
eulérienne est susceptible d'être plus fréquemment utilisée dans le futur à cause de la nécessite
de coupler les équations de transport et de cinétique chimique avec les modèles
hydrodynamiques (Jouan .M. et al 2001).
b. L’approche Lagrangienne
L'utilisation de particules lagrangiennes pour représenter la distribution de pétrole est utile et
numériquement stable. Cette approche donne en sortie la représentation de la distribution de pétrole
comme un essaim d'abeilles. Dans ce mode opératoire, la distribution des particules lagrangiennes
de pétrole représente la densité de pétrole et le nombre de particules par unité de surface donne une
mesure locale de la concentration.
Un autre type de modèles de trajectoire utilise une distribution statistique pour les forçages
géophysiques et pour les paramètres d'entrées. Dans ce cas, chaque particule lagrangienne va être
soumise à un mouvement stochastique ajoute au forçage. La distribution n'est alors pas reliée à la
concentration de l'hydrocarbure mais a la probabilité d'une nappe de provoquer un mouvement de
pétrole vers une surface unité. Une autre possibilité est d'utiliser des données environnementa les
prédites avec des variations statistiques représentant les incertitudes dans les prévisions ou les
processus des modèles. Dans cette configuration, le modèle va donner une représentation statistique
des incertitudes du résultat ou une erreur supposée litée a la prévision, ce qui peut être perçu comme
une approche de Monte Carlo. L'inconvénient majeur de cette approche est le temps de calcul qui
est en corrélation avec le nombre de particules considère lors de la simulation. De plus, un autre
inconvénient de la méthode Lagrangienne apparait lors de l'impact du pétrole sur les côtes, la
concentration de pétrole échouée n'est pas directement disponible comme avec une description
Eulérienne.
Pour remédier à cet inconvénient, il y a deux méthodes pour passer d'une distribution de point
lagrangienne à une distribution de densité eulérienne. La plus simple consiste à diviser le
domaine en cellules et à compter le nombre de particules dans chaque cellule, l'autre utilise les
polygones afin d'obtenir la valeur de la densité eulérienne. (Cédric Goeury, 2012).
c. L’approche hybride (Eulérienne/Lagrangienne)
Deux types d'approches pour modéliser la dérive d'une nappe d'hydrocarbures sont donc
couramment utilisés. L'approche Eulérienne facilite le couplage entre le modèle
hydrodynamique et le module d'évolution des nappes d'hydrocarbures. Cependant, le défaut
majeur de cette méthode est la diffusion numérique, notamment pour de faibles sources de
pollution. L'approche Lagrangienne apparait alors comme une solution possible à ce type de