Dans un réservoir à vagues d'eau salée de 600 pieds de long sur la côte du New Jersey, une équipe de chercheurs du New Jersey Institute of Technology (NJIT) mène la plus grande simulation jamais réalisée du déversement de Deepwater Horizon pour déterminer plus précisément où des centaines de milliers de gallons de pétrole se sont dispersés après l'explosion de la plate-forme de forage dans le golfe du Mexique en 2010.

Dirigé par Michel Boufadel, directeur du Centre des ressources naturelles (CNR) du NJIT, la phase initiale de l'expérience consistait à libérer plusieurs milliers de gallons de pétrole d'un tuyau d'un pouce traîné le long du fond du réservoir afin de reproduire les conditions des courants océaniques.

« L'installation d'Ohmsett nous permet de simuler au plus près les conditions en mer, et ainsi observer comment les gouttelettes d'huile se sont formées et la direction et la distance qu'elles ont parcourues, ", a déclaré Boufadel.

Plus tard cet été, son équipe conduira la deuxième phase de l'expérimentation, quand ils appliqueront des dispersants au pétrole lorsqu'il jaillit dans le réservoir pour observer les effets sur la formation et la trajectoire des gouttelettes.

Les recherches de son équipe, menée à l'installation Ohmsett du département de l'Intérieur des États-Unis à la base d'armes navales Earle à Leonardo, NEW JERSEY., a été détaillé dans un article récent, "La physique déroutante des dispersants pétroliers, " dans le Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ).

"Ces expériences sont les plus importantes jamais menées par une université en termes de volume de pétrole rejeté et d'échelle, " a-t-il noté. " Les données que nous avons obtenues, qui n'a pas encore été publié, est utilisé par d'autres chercheurs pour calibrer leurs modèles."

L'équipe espère sortir de ces expériences avec des informations qu'elles pourront appliquer à une variété de rejets de pétrole d'origine océanique.

"Plutôt que de nous limiter à une enquête médico-légale sur la libération de Deepwater Horizon, nous utilisons ce déversement pour explorer des scénarios de déversement plus généralement, ", a déclaré Boufadel. "Notre objectif n'est pas de se préparer à la marée noire précédente, mais d'élargir les horizons pour explorer divers scénarios."

Plus de neuf ans après l'explosion de la plate-forme de forage Deepwater Horizon, envoi jusqu'à 900, 000 tonnes de pétrole et de gaz naturel dans le golfe du Mexique, il y a, cependant, des questions persistantes sur la sécurité et l'efficacité d'un élément clé de l'intervention d'urgence :l'injection de produits chimiques à un kilomètre sous la surface de l'océan pour briser le pétrole s'échappant de la tête de puits sous-marine rompue pour l'empêcher d'atteindre des régions écologiquement sensibles.

À ce jour, les nettoyages des déversements se sont principalement concentrés sur l'élimination ou la dispersion du pétrole à la surface de l'océan et sur le littoral, habitats jugés plus importants sur le plan écologique. La connaissance de l'océan profond est en général beaucoup plus trouble, et au moment de l'accident, L'opération de forage de BP était la plus profonde au monde.

Il y a deux ans, Boufadel et ses collaborateurs de la Woods Hole Oceanographic Institution, NJIT, La Texas A&M University et l'Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques ont mis en commun leur expertise scientifique et technique pour fournir certaines des premières réponses à ces questions politiques controversées.

L'équipe a commencé par développer des modèles physiques et des simulations informatiques pour déterminer le cours du pétrole et du gaz après l'éruption, y compris la fraction de plus grande, des gouttelettes plus flottantes qui flottaient à la surface et la quantité de gouttelettes plus petites piégées profondément en dessous en raison de la stratification de la mer et des courants. Boufadel et Lin Zhao, chercheur postdoctoral au CNR, développé un modèle qui a prédit la taille des gouttelettes et des bulles de gaz émanant de la tête de puits pendant l'éruption sous la surface ; ils ont ensuite pris en compte la pression de l'eau, la température et les propriétés de l'huile dans le modèle, et l'a utilisé pour analyser les effets des dispersants injectés sur ce flux.

« Entre autres tests de notre modèle, nous avons étudié l'hydrodynamique de divers panaches de jets de pétrole dans différents réservoirs à vagues, " a noté Zhao. Les chercheurs de Texas A&M ont à leur tour créé un modèle pour étudier le mouvement des polluants loin de la tête de puits.

Les chercheurs ont déterminé que l'utilisation de dispersants avait un impact substantiel sur la qualité de l'air dans la région du déversement en réduisant la quantité de composés toxiques tels que le benzène qui a atteint la surface de l'océan, protégeant ainsi les secouristes sur place de toute la pollution. Leur étude a été publiée dans PNAS .

« Les intervenants du gouvernement et de l'industrie ont été confrontés à un déversement de pétrole d'une taille et d'une profondeur de mer sans précédent, les opposant dans une bataille à enjeux élevés contre de grandes inconnues, " Christophe Reddy, un scientifique principal à la Woods Hole Oceanographic Institution, et Samuel Arey, chercheur principal à l'Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques, écrit dans le magazine Oceanus.

« Les risques environnementaux posés par les rejets de pétrole en haute mer sont difficiles à prévoir et à évaluer en raison du manque d'enquêtes préalables, " a noté Boufadel. " Il y a aussi un débat plus large sur l'impact des dispersants chimiques. Il y a une école de pensée qui dit que toute l'huile doit être enlevée mécaniquement."

Boufadel a ajouté que les composés hydrosolubles et volatils qui n'atteignaient pas la surface étaient piégés dans une masse d'eau qui formait une intrusion stable à 900 à 1, 300 mètres sous la surface.

"Ces prévisions dépendent des conditions météorologiques locales qui peuvent varier d'un jour à l'autre. Cependant, nous prévoyons que les délais de nettoyage auraient été beaucoup plus fréquents si l'injection de dispersant souterrain n'avait pas été appliquée, " Reddy et Arey ont dit, ajouter, "Mais ce n'est pas le dernier mot sur l'utilisation des dispersants."

L'expérience actuelle est une tentative de fournir des réponses plus définitives.