Caractérisation et modélisation des énergies de mixage d'eau et du comportement des particules pendant la génération de vagues dans des bassins d'essais destinés à l’étude du comportement des déversements de pétrole de CanmetÉNERGIE à Devon

Le ministère de Ressources naturelles Canada (RNCan) a construit au Centre de recherche CanmetÉNERGIE-Devon (CED) en Alberta deux bassins d’essais destinés à l’étude du comportement des déversements de pétrole. Ces bassins d’essais possèdent des dimensions et une conception semblable et peuvent tous les deux contrôler la température de l’eau de 1 à 30 °C. En outre, l’un des bassins est situé dans un bâtiment extérieur permettant à la température de l’air de se maintenir entre -5 et 30 °C. Les deux bassins sont des récipients ouverts qui fournissent une occasion unique d’étudier le pétrole dans un environnement aquatique sous des conditions plus réalistes que celles pouvant être simulées dans des flacons de laboratoire en raison de leur format et de la méthode expérimentale utilisée. Comparativement aux autres bassins d’essais qu’on utilise dans l’industrie, ceux-ci sont relativement petits. Cependant, leur format et leur conception sont uniques dans le sens qu’il est possible de déterminer le bilan massique du pétrole à partir de son évaporation, de sa flottaison à la surface de l’eau et de sa distribution entre l’eau et les sédiments dans la colonne d’eau et au fond du basin.

Afin de tirer profit au maximum de la recherche effectuée à l’intérieur de ces bassins, le Centre de recherche CED de RNCan doit effectuer la caractérisation et l’analyse comparative de leur hydrodynamique en examinant notamment leur comportement interne, y compris leurs caractéristiques de mélange; de plus, la quantité d'énergie requise devra être déterminée en fonction de la profondeur de l’eau utilisée et la fréquence des vagues générées pendant les tests.

Voici les objectifs détaillés de ce contrat, lesquels devront être réalisés à différents niveaux d’eau pour les deux bassins d’essais :

1. Caractériser l’hydraulique à différents niveaux d’eau et à différentes fréquences de vagues;

2. Estimer l’énergie de mélange à divers endroits à l’intérieur du bassin afin d’établir et de quantifier les zones à mélange élevé et les zones à mélange faible;

3. Estimer le temps de séjour de l’eau à l’intérieur de plusieurs compartiments dans le bassin;

4. Simuler l’hydrodynamique dans le bassin y compris la génération, la propagation et le déferlement des vagues;

5. Estimer le mouvement du pétrole, des sédiments et des agrégats d’hydrocarbures en utilisant les techniques mathématiques de repérage des particules afin de déterminer le temps de séjour de chacun dans chaque compartiment du bassin;

6. Comparer le fonctionnement du bassin à celui des cuves à houle et aux conditions en mer.