Projet de recherche A3/58/001 (Action de recherche A3)
THEME
Le risque de pollution par hydrocarbures en Antarctique a augmenté considérablement suiteà la présence humaine et à la navigation dans cette région. La nature de la côte, la présence de la banquise et la sensibilité de la biomasse expliquent la forte vulnérabilité de l'écosystème antarctique à la pollution. Bien que des modèles adéquats existent pour simuler le comportement d'hydrocarbures déversés en mer, aucun ne prévoit l'interaction glace de mer/hydrocarbure en conditions antarctiques. Les observations réalisées par les auteurs canadiens et scandinaves en Arctique suggèrent un comportement complexe des nappes d'hydrocarbures en présence de glace. L'UGMM se propose de construire un modèle capable de décrire le comportement d'une nappe d'hydrocarbures et l'évolution de la glace de mer lorsque ces deux milieux interagissent.
OBJECTIFS
Le but poursuivi par le projet est le développement d'un modèle déterministe capable de prédire le comportement d'une nappe d'hydrocarbure dans la zone côtière antarctique en présence de glace durant un cycle saisonnier. L'évolution de la nappe à la surface, dans la colonne d'eau et dans la glace sera simulée et représentée graphiquement de manière à estimer l'impact du déversement. Les objectifs suivants ont été déterminés pour atteindre ce but:
- étude des processus affectant les hydrocarbures en mer froide;
- étude des interactions mer/glace;
- étude des processus affectant la glace à l'échelle d'un déversement éventuel d'hydrocarbures dans l'Océan Austral;
- développement de modèles décrivant ces différents aspects;
- examen des possibilités de collaboration avec le modèle atmosphérique développé séparément par l'UCL;
- application à la zone de la Mer de Weddell sur un cycle saisonnier.
Moyens et méthodologie:
Trois modèles développés à l'UGMM serviront de base à l'étude:
- un modèle déterministe de dispersion d'hydrocarbures (MU-SLICK);
- un modèle composite déterministe/probabiliste de dispersion d'hydrocarbures (PARCEL);
- un modèle d'évolution de glace de mer développé durant la Phase II du programme national de recherches sur l'Antarctique (SEAICE).
Les composantes utiles de ces modèles seront sélectionnées et adaptées en vue d'un couplage en un système unique. Des contacts seront pris pour examiner les possibilités d'accès au modèle atmosphérique de l'UCL. Une loi statistique sera développée pour déterminer la position de la glace dans chaque maille de la grille de discrétisation.
Produits et résultats:
Le projet synthétisera les connaissance actuelles sur le comportement des hydrocarbures en mer froide, les interactions glace/hydrocarbures, la circulation océanique en Antarctique et l'évolution saisonnière de la glace en Antarctique en un ensemble cohérent qui étudiera le comportement d'une nappe d'hydrocarbure en Mer de Weddell durant un cycle saisonnier.
Le modèle ainsi élaboré sera un modèle particulaire tridimensionnel d'hydrocarbures utilisant les résultats d'un modèle de circulation océanique, calculant la tension due au vent à partir de prédictions atmosphériques et simulant les processus importants d'altération et de vieillissement. Le modèle de glace comprendra un composante thermodynamique (fonte/gel) et une composante dynamique (mouvement de la glace). Le modèle complet sera appliqué à la Mer de Weddell et plusieurs simulations seront réalisées en modifiant le moment et l'endroit du déversement d'hydrocarbures. Les résultats fourniront une première idée de l'impact d'un déversement important d'hydrocarbure sur l'environnement antarctique.
L'information suivante sera disponible à la fin d'une simulation:
- trajectoire de la nappe d'hydrocarbure;
- trajectoires des fractions dispersées d'hydrocarbure;
- trajectoires des fractions d'hydrocarbure piégées par la glace;
- position finale des différentes fractions;
- inventaire des cibles atteintes.
Le modèle ainsi réalisé n'a pas l'ambition de constituer un produit commercialisable mais reste essentiellement un outil d'étude. En cas d'accident pétrolier réel, l'UGMM sera en mesure de le mettre en oeuvre pour obtenir une évaluation rapide des conséquences environnementales prévisibles.
