Modélisation du comportement des hydrocarbures

Le comportement des hydrocarbures (le "pétrole") en mer est particulièrement complexe: il obéit à de nombreux processus physiques et chimiques.

Le pétrole est plus léger que l'eau. Répandu à la surface de la mer – volontairement ou accidentellement – il flotte et s'étale sous l'effet de son propre poids et des forces qu'exercent sur lui le courant et le vent. Ces forces vont également se combiner pour déplacer la nappe. Au fil du temps, les composants les plus légers du pétrole vont s'évaporer et certains autres vont se dissoudre dans l'eau. Les vagues, par leur agitation, vont provoquer une dispersion de minuscules gouttelletes dans la colonne d'eau et, si la composition du pétrole y est favorable, provoquer la formation d'une émulsion d'eau et de pétrole qui, elle, restera à la surface. La vitesse à laquelle ces différents phénomènes physico-chimiques se produisent est une fonction de la nature du pétrole, de la vitesse du vent, de la hauteur des vagues et de la température.

Lorsqu'une pollution se produit, il est très utile aux équipes de surveillance de savoir comment elle va évoluer. Pour les y aider, on utilise des modèles de prévision de complexité croissante, en fonction des informations disponibles sur la pollution. Ces modèles utilisent en outre les prévisions météorologiques et hydrodynamiques.

En premier recours, on utilisera un modèle qui utilise une représentation idéalisée d'une nappe de pétrole sous la forme d'un disque dont le rayon grandit en fonction du temps et de l'évolution des propriétés physico-chimiques du pétrole (v. figure, à gauche). Les informations qu'il fournit suffisent pour l'assistance aux opérations de contrôle et de lutte en mer. Un autre modèle permet, lui, d'avoir une représentation beaucoup plus proche d'une situation réelle (v. figure, à droite) ce qui est particulièrement intéressant si des impacts côtiers sont à craindre et pour alimenter d'autres modèles qui quantifient les effets de la pollution sur les ressources vivantes et non-vivantes.