Dispersibilité

Le Cedre applique un protocole de tests standard afin d'estimer la fenêtre de dispersibilité (Time-window of opportunity) et d'identifier les dispersants les plus efficaces.

En complément du pétrole dans son état initial, 3 échantillons sont analysés pour chaque brut, et qui correspondent à des périodes de vieillissement en mer de respectivement 6, 36 et 96 heures.

Les conditions environnementales prises en compte dans cette simulation sont une vitesse de vent de 5 m/s et une température de l’ordre de 20°C mais qui est adaptée en fonction des zones susceptibles d’être affectés.

Afin d’estimer le degré de vieillissement correspondant à ces conditions, le comportement de différents bruts légers est simulé à l’aide du modèle ADIOS 2 en reprenant les paramètres détaillés précédemment.

Une relation est alors établie entre le taux d’évaporation à 6 et 36 heures et les coupes de distillation correspondantes. Il apparaît que la coupe qui est évaporée dans les 6 premières heures représente les molécules distillant en dessous de 200°C, alors que la coupe 200-250°C est évaporée durant la période 6-36 heures (ces observations sont en accord avec les conclusions formulées dans l’étude DIWO menée par IKU/SINTEF (1997)).

Enfin, pour simuler l’état de vieillissement en mer le plus prononcé, obtenu autour de 96 heures, le résidu à 250°C est photo-oxydé en l’exposant à une intensité lumineuse équivalente à 4 jours en zone tropicale.

En conséquence, pour simuler l’évaporation en mer pour des périodes de 6 et 36 heures, les échantillons sont distillés respectivement à 200°C et 250°C (températures de vapeurs).

L’échantillon représentatif de 96 heures en mer est obtenu en exposant le résidu à 250°C à une intensité lumineuse de 1 000 W pendant deux jours.

 

Pour ce qui concerne le processus d’émulsification, une analyse similaire conduit à des teneurs en eau de respectivement 50%, 75% et le maximum de teneur en eau pour les 3 résidus mentionnés précédemment.

L’efficacité du dispersant sélectionné pour cette étude est évaluée sur le pétrole brut ainsi que sur les échantillons vieillis selon la méthode du test IFP. La viscosité des émulsions est contrôlée à chaque étape de cette étude afin de s’assurer de la fiabilité des comparaisons. En fonction des résultats et des échantillons considérés, il est possible de définir, pour chaque brut, la limite de viscosité pour l’application de dispersant, associée à leur fenêtre de dispersibilité.

Par ailleurs, les caractérisations des émulsions formées à l’échelle du laboratoire, à une température de test donnée, peuvent alimenter des logiciels de modélisation afin d’extrapoler les résultats et conclusions opérationnelles à d’autres conditions environnementales.

La matrice de tests appliquée dans le cadre de ce type d’études est présentée dans le Tableau 2. Ces tests sont réalisés en appliquant un dispersant spécifié par le demandeur et utilisé en tant que référence pour les essais de dispersibilité, à un taux de 5% (ou Dispersant Oil Ratio – DOR - de 1:20).

Les tests sont réalisés selon la procédure IFP mais le protocole MNS peut également être utilisé.

Tous les tests sont réalisés en duplicats et les écarts entre deux répétitions du même essai ne doivent pas être supérieurs à 14% en se basant sur la différence relative (écart entre deux valeurs ramené à leur moyenne).

Ce critère est appliqué pour les valeurs moyennes d’efficacité supérieures à 40%. Lorsque la valeur moyenne est inférieure à 40%, la différence absolue entre les deux mesures doit être inférieure à 6%. Lorsque les écarts entre les efficacités mesurées sont supérieurs à ces seuils, un troisième test est réalisé.

 

  Tableau 2 : Matrice de tests pour la définition de la fenêtre d’utilisation des dispersants

Échantillon

 

Teneur en eau

Brut

150°C+

≈ 2-3 heures

200°C+

≈ 6 heures

250°C+

≈ 36 heures

250°C+ Photo-ox.

≈ 96 heures

0%

X

 

 

 

 

50%

 

 

X

 

 

75%

 

 

 

X

 

% max.

 

 

 

 

X

 

 

Comparaison de l’efficacité de dispersants

 

Les mesures de viscosité effectuées sur les émulsions, combinées aux résultats obtenus lors de l’étude de dispersibilité, permettent de sélectionner les échantillons de laboratoire les plus pertinents pour les tests comparatifs de dispersibilité.

Ces échantillons doivent, dans la mesure du possible, correspondre à des efficacités IFP dans les gammes 40-50% et 10-20 %, ceci afin de mettre en évidence des différences entre les dispersants.

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