Devenir

Selon leurs caractéristiques physico-chimiques, les conditions météorologiques et l’état physique de la mer, les hydrocarbures déversés en milieu marin subissent diverses modifications physico-chimiques, parmi lesquels nous citerons :

L’étalement :

La caractéristique la plus évidente des hydrocarbures déversés à la surface de la mer est sa tendance à s’étaler horizontalement sous l’action conjuguée des forces de gravité, de viscosité et de tension superficielle. On peut retenir comme règle que la gravité domine initialement, influencée par la viscosité des hydrocarbures. Après quelques heures, l’épaisseur de la nappe d’hydrocarbures sera beaucoup plus réduite et la tension superficielle l’emportera sur la gravité. Ainsi, les hydrocarbures répandus sur l’eau formeront une fine couche en forme de lentilles avec la partie intérieure plus épaisse que les bords.

La dispersion naturelle des hydrocarbures est rapide s’il y a un minimum d’agitation (vent, vagues, courants superficiels)

L’évaporation :

Ce processus survient dans les premières heures du déversement, les fractions les plus volatiles sont disséminées dans l’atmosphère à une vitesse dépendant du vent, des températures (eau, air) et du type d’hydrocarbures. Les mers fortes augmentent le taux d’évaporation des hydrocarbures, la crête et l’écume des vagues agissant comme aérosol. Des vitesses de vents et des températures élevées augmentent de même le taux d’évaporation, le résidu qui reste à la surface de la mer a une densité et une viscosité plus importante que les hydrocarbures d’origine. (VOIRIN, 1987)

La dissolution :

Les pertes par dissolution sont faibles car la majorité des hydrocarbures sont peu solubles dans l’eau. Les composants les plus solubles sont aussi les plus volatils, ce qui fait que les pertes par évaporation limite la dissolution. Pratiquement, plus l’eau de mer est salée (cas de la Méditerranée) plus la dissolution est faible. (VOIRIN, 1987)

L’émulsification :

C’est un processus par lequel un liquide peut se mettre en suspension dans un autre liquide. Pour les hydrocarbures nous distinguons 2 types d’émulsions :

• Emulsion d’hydrocarbures dans l’eau : si la surface de l’eau est turbulente, les hydrocarbures peuvent se mettre en gouttelettes qui sont en suspension dans l’eau. La nappe est alors peu affectée par le vent et peut se reformer à quelque distance du déversement initial.

• Emulsion d’eau dans les hydrocarbures : communément appelés ‘’mousse au chocolat’’, ce type d’émulsion peut se former en quelques heures et contenir jusqu’à 90% d’eau. (VOIRIN, 1987)

Le résultat est que la densité et la viscosité augmentent ainsi que les volumes à traiter ou à récupérer. La tendance à la formation de mousses est plus importante pour les hydrocarbures de faible viscosité sous l’action d’une houle modérée, des boules de goudrons très persistantes peuvent se former qui sont plus solides que liquides.

La majorité de cette pollution est attribuée aux décharges illégales de ballast sales ou de résidus de machines.

La photo-oxydation :

La combinaison chimique des hydrocarbures avec l’oxygène est appelée oxydation. La réaction chimique se produit à la surface de la mer et est catalysée lorsque les hydrocarbures sont répandus en couches de faible épaisseur. Les radiations ultraviolettes du soleil accélèrent l’oxydation.

Du fait de la rapide atténuation de la diffusion de la lumière à travers les couches épaisses d’hydrocarbures, la photo-oxydation affecte principalement les couches minces ou la partie superficielle des couches épaisses d’hydrocarbures et ses effets peuvent être alors favorables ou défavorables sur l’évolution d’une pollution.

Selon VOIRIN (1987), les hydrocarbures légers oxydés sont généralement plus solubles dans l’eau de mer et plus dispersables et par conséquent biodégradables, alors que sur les hydrocarbures lourds, la photo-oxydation favorise des réactions de polymérisation qui sont défavorables à leur traitement et à leur dégradation ultérieure.

La sédimentation :

L’évaporation, l’émulsification et l’augmentation de densité qui en résultent peuvent aider certains hydrocarbures déjà lourds au départ à couler. La cause la plus commune est généralement l’incorporation de sédiments dans les hydrocarbures vieillis, le coulage et aussi possible quand on rencontre une notable diminution de la densité des eaux de surface (tel que devant les estuaires).

Le déplacement :

Il a été constaté empiriquement que les hydrocarbures flottants se déplacent approximativement sous l’action du vent avec une vitesse de l’ordre de 3% de celle du vent (Fig. 19). En présence de courants de surface, un déplacement supplémentaire des hydrocarbures égale à celui des courants sera ajouté au mouvement induit par le vent.

Près de la côte, la force et la direction des courants de marées doivent être pris en considération si on veut prédire le déplacement des hydrocarbures, mais loin en mer, cette contribution est moins significative par suite du mouvement cyclique des marais. (VOIRIN, 1987).

3% du vent Déplacement de la nappe

Courant de surface

Fig. 19 : Schéma du déplacement des nappes d’hydrocarbures. (in VOIRIN, 1987)

La biodégradation :

La biodégradation des hydrocarbures par les bactéries marines, les champignons et les levures, contribue de manière significative à la transformation de ceux-ci en produits oxydés. Le taux de dégradation est dépendant de la température, de la disponibilité d’oxygène et d’agents nutritifs et du type d’hydrocarbures.

Etant donnée que les bactéries sont actives à l’intérieur de l’interface eau/hydrocarbures, le taux de dégradation est augmenté par des couches de faible épaisseur ou par la formation de gouttelettes d’hydrocarbures dispersées ayant une surface totale importante. Sous des conditions optimales dans la région méditerranéenne, les bactéries peuvent oxyder jusqu’à 1g d’hydrocarbures/m2/jour. (VOIRIN, 1987)