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Détails méthodologiques des simulations de déversement de pétrole
au gisement potentiel Old Harry
Modèle utilisé : OilMap (ASA), généralement considéré comme le standard
partout dans le monde.
Données météo : Les données de courant et de vent de l’année 2009 pour
chacune des quatre saisons ont été utilisées (tirées de NOAA). Les données
de vent ont permis de calculer les données de vagues (important afin
d’évaluer la fragmentation des nappes de pétrole).
Type d’hydrocarbure : pétrole brut moyen (mid-range level crude oil)
Type de déversement : déversement de surface (surface spill) et non un
déversement sous-marin (sub-sea blowout)
Volumes de déversement : 10 000 barils / jour pendant 10 jours.
Présentation générale des simulations
La trajectoire et le modèle prédit le transport et l'altération de la nappe de
pétrole lors d’un déversement instantané ou continu. Les prédictions
indiquent l'emplacement et la concentration du pétrole de surface et sousmarin en fonction du temps. Le modèle permet d'estimer la variation
temporelle de l’étendue de la couverture de pétrole, son épaisseur, et sa
viscosité. Le modèle prévoit également le bilan de masse de pétrole ou de la
quantité de pétrole sur la surface libre, dans la colonne d'eau, évaporé, sur le
rivage, ainsi qu’en dehors de la zone d'étude en fonction du temps. Les
processus du modèle d'étalement comprennent l'évaporation,
l'entraînement naturel, la dispersion, et l’émulsification.
Description du modèle
Une brève description de chaque algorithme du processus est présentée ici.
L’étendu du déversement est représenté en utilisant le modèle de Mackay et
al. (1980, 1982) suivant l’approche « épaisse-mince ». L'évaporation est
basée sur la formule analytique de MacKay paramétrée en termes
d'exposition d’évaporation (Mackay et al., 1980, 1982). L’entraînement ou la
dispersion naturelle est modélisé à l'aide de la formule de Delvigne et
Sweeney (1988) qui représente explicitement le taux d'injection de pétrole
dans la colonne d'eau en fonction de la taille des gouttelettes. Le coefficient
d'entraînement, en fonction de la viscosité du pétrole, est basé sur le
modèle de Delvigne et Hûlsen (1994). L’émulsification du pétrole, en
fonction de pertes par évaporation et des changements de teneur en eau,
est basée sur le modèle de Mackay et al. (1980, 1982).
Pour les composantes sous-marines, les débits d'injection de pétrole à partir
de la nappe de surface dans la colonne d'eau sont effectués en fonction de la
taille des gouttelettes de pétrole à l'aide de la formule d’entraînement de
Delvigne et Sweeney (1988). Le champ de concentration du pétrole sousmarin est prédit à l'aide d’une technique aléatoire basée les particules et
comprend les vitesses de remontée des gouttelettes de pétrole selon la
classe de leur taille.
Les coefficients de dispersion verticaux et horizontaux sont spécifiés par
l'utilisateur. La remontée de gouttelettes de pétrole en raison des effets
porteurs est explicitement inclus et génère de nouvelles nappes de surface.
Si du pétrole refait surface au voisinage de la nappe, il est incorporé dans la
nappe de surface la plus proche. Une explication plus détaillée du transport
du pétrole sous-marin et de l'algorithme de prédiction est donnée par
Kolluru et al. (1994).
Le modèle de simulation a été converti aux formats KML et SHP afin de
permettre l'affichage sur le site web.
Références :
Delvigne, G.A.L., and C.E. Sweeney. 1988. Natural dispersion of oil, Oil and Chemical Pollution 4:281‐
310.
Delvigne, G.A.L., and L.J.M. Hulsen, 1994. Simplified laboratory measurement of oil dispersion
coefficient – Application in computations of natural oil dispersion. Proceedings of the Seventeenth
Arctic and Marine Oil Spill Program, Technical Seminar, June 8‐10, 1994,
Vancouver, British Columbia, Canada, pp. 173‐187.
Kolluru, V., M.L. Spaulding, and E. Anderson, 1994. A three dimensional subsurface oil dispersion model
using a particle based technique, 17th Arctic and Marine Oil Spill Program, Technical Seminar,
June 8‐10, 1994, Vancouver, British Columbia, Canada, pp. 767‐784.
Mackay, D., S. Paterson, and K. Trudel, 1980. A mathematical model of oil spill behavior, Department of
Chemical Engineering, University of Toronto, Canada, 39 pp.
Mackay, D., W. Shui, K. Houssain, W. Stiver, D. McCurdy, and S. Paterson, 1982. Development and
calibration of an oil spill behavior model, Report No. CG‐D027‐83, US Coast Guard Research and
Development Center, Groton, CT.