Les déversements de pétrole dans l'océan ont un impact dévastateur sur l'environnement. Plus de 400, 000 gallons de pétrole sont déversés dans les océans chaque année, affectant des centaines de miles carrés et tuant plus de 50, 000 animaux aquatiques. Rien qu'en 2019, cinq marées noires, dont trois classées comme majeures à moyennes, ont dévasté des écosystèmes.

Des recherches antérieures ont étudié les manières dont les marées noires se propagent, mais les scientifiques et les ingénieurs comprennent moins ce qui se passe lorsqu'un jet d'huile jaillit à très haute pression et entre en collision avec l'eau. Savoir ce que fait une goutte d'huile lorsqu'elle atteint l'eau sera essentiel pour rendre le nettoyage des déversements d'huile plus efficace, et c'est le sujet de nouvelles recherches menées par le professeur adjoint Anand Sushant et Varun Kulkarni, un chercheur post-doctoral.

Leurs travaux montrent que les gouttelettes d'huile provenant d'un jet à haute pression, comme les embruns jaillissant d'un bateau endommagé, parcouraient de grandes distances et présentaient des comportements différents d'une marée noire. Selon certaines propriétés, Anand et Kulkarni ont trouvé, une gouttelette d'un jet oscillera pendant un certain temps puis s'étalera.

"Nous voulons comprendre ce qui se passe lors du premier contact lorsqu'une goutte de pétrole touche la surface de l'océan, " Anand dit. " Après un certain temps, il forme un film. Comment s'est déroulée cette transition ? Qu'est-ce qui contrôle la croissance de cette propagation? C'est ce que nous essayons de comprendre."

Les chercheurs ont testé 11 pétroles bruts différents et observé comment chacun se propage. Leurs résultats démontrent que les propriétés de l'huile telles que la viscosité et la tension superficielle affectent la façon dont les contaminants se propagent à la surface.

"Lorsque l'huile est moins visqueuse, comme l'eau, elle saute sur l'eau et laisse des taches d'huile à chaque endroit où elle frappe, " dit Kulkarni. " Le plus épais, ou plus visqueux, l'huile, plus il se dispersera lentement."

La prochaine étape de leur recherche consiste à tester un mélange d'huiles pour voir ce qui se passe. Ils expérimenteront également l'ajout de particules nanométriques au pétrole, qui pourrait modifier complètement le comportement, dit Kulkarni.

En améliorant la compréhension des premières étapes de la propagation de l'huile à partir d'un jet haute pression, la recherche a le potentiel d'améliorer les stratégies de nettoyage, réduire les dommages causés par les marées noires, et éviter la contamination par l'huile.

"La recherche que nous faisons en laboratoire, dans mon esprit, doit être un service à l'humanité, " Anand a dit. " Il devrait y avoir un but derrière la recherche, et le but ici a un impact sur les gens et notre société à travers le monde entier."

Les chercheurs supplémentaires travaillant sur la recherche incluent Yashasvi Venkata Lolla, maintenant à l'Institut polytechnique de Virginie et à l'Université d'État; Suhas Tamvada, maintenant à l'Université de Floride; et Nikhil Shirdade à l'UIC. Le financement de la recherche a été rendu possible grâce à un prix EAGER de la National Science Foundation pour étudier la dynamique de démouillage aux interfaces liquide/air.

Un article sur la recherche est disponible dans le Journal of Colloid and Interface Science sous le titre "Coalescence et étalement de gouttes sur flaques liquides".