Minibytes par Al Allen
Et maintenant…, pour une combustion contrôlée ! Oui, je suis personnellement enthousiasmé par cette option car elle m’a mis au défi et m’a rendu humble à bien des égards pendant tant d’années. Même à l'école primaire, et plus tard lors d'un changement de carrière dans les années 1980, je pouvais ressentir l'incroyable potentiel de « combustion » ! Dans les années 80, nous n'avions pas encore développé les outils et les techniques (ou le soutien du public et des régulateurs) pour explorer tout le potentiel de combustion du pétrole déversé. Pire encore, étant enfant, j'étais plus curieux que sage. Je dois rire…, maintenant…, en repensant à ma jeunesse (~ 8 à 12 ans) lorsque la construction de modèles réduits d'avions était un passe-temps populaire auprès des enfants. Mes parents et plusieurs voisins ont vite découvert l’imagination et l’enthousiasme que j’avais pour éliminer les anciens modèles et ainsi créer plus d’espace dans ma chambre. Oui, j'ai accidentellement enflammé des champs secs et j'ai testé la résistance au feu du toit d'un voisin en lançant un modèle réduit d'avion enflammé depuis mon jardin. Les enfants et les allumettes – ça fait peur ! Je suppose qu’il n’est pas surprenant que j’aie trouvé un moyen plus tard dans ma vie d’être payé pour brûler des objets ! Heureusement, mon père et quelques voisins nerveux ont contribué à susciter une appréciation précoce pour “Contrôlé” brûlant!
Au cours des 30 à 35 dernières années, la communauté d'intervention en cas de déversement d'hydrocarbures a été témoin du développement lent mais constant de protocoles efficaces, sûrs et fiables, ainsi que d'outils efficaces (c'est-à-dire, barrages anti-incendie et allumeurs) pour procéder au brûlage contrôlé des déversements d'hydrocarbures. Ces efforts ont inclus de nombreux brûlages expérimentaux ainsi que le brûlage contrôlé du pétrole déversé sur terre, dans les zones humides et en mer. Au cours de ces brûlages, nous avons réalisé que c'était l'épaisseur de la couche d'huile sur l'eau qui déterminait la faisabilité d'une combustion soutenue et l'efficacité d'un brûlage. Il était clair que nous avions besoin d'un barrage résistant au feu, capable de survivre à des températures proches de 2,000 1 °F ou plus, tout en conservant les propriétés de confinement des hydrocarbures d'un barrage conventionnel dans des mers légères à modérées. Il est humiliant d’admettre le nombre de conceptions et de composants de barrages que nous avons testés avant de pouvoir contenir ne serait-ce qu’une petite zone de pétrole en feu pendant seulement une heure ou deux. La photo 1 montre un essai typique de barrage anti-incendie de 1983ère génération à Kenai, en Alaska (2). La photo XNUMX montre l'inspection des restes du barrage par Wayne Simpson, ingénieur principal chez Shell Oil à l'époque, et moi-même. Ces premiers efforts ont conduit à des décennies d’essais en petits réservoirs, à des brûlages plus importants et plus longs dans des fosses, et finalement à des brûlages expérimentaux à grande échelle en mer.
À ma connaissance, le premier brûlage d'un important déversement accidentel de pétrole brut en mer à l'aide d'un barrage anti-incendie a eu lieu lors de la marée noire de l'Exxon Valdez dans le détroit de Prince William (PWS), en Alaska, en 1989. Environ 30,000 100 gallons de pétrole brut le pétrole a été capturé dans une configuration de barrage anti-incendie en forme de U bien en aval de la source du déversement. Le barrage était remorqué lentement à environ un nœud entre deux bateaux de pêche ; et, lorsque nous étions situés à une distance sûre de toute nappe de pétrole environnante, le pétrole contenu était enflammé avec un petit sac en plastique rempli d'essence gélifiée (essentiellement du napalm). Le sac a été enflammé avec précaution et libéré de l'un des bateaux remorqueurs de flèche afin qu'il puisse retourner dans le pétrole contenu. En quelques minutes, le feu s'est propagé sur le pétrole, produisant des flammes dépassant 95 pieds de hauteur. La brûlure a entraîné l’élimination d’environ XNUMX % ou plus du pétrole contenu en moins d’une heure.
Ce brûlage unique s'est terminé juste avant qu'une tempête ne s'installe le lendemain, laissant des plaques de pétrole émulsionnées largement répandues sur les eaux et les rivages de PWS. La plupart des huiles deviennent difficiles, voire impossibles à enflammer une fois qu'elles sont altérées et émulsionnées jusqu'à atteindre une teneur en eau supérieure à 25 à 30 % - il va sans dire que plusieurs tentatives pour enflammer de telles huiles altérées après la tempête ont échoué. L'incendie de l'Exxon Valdez est resté le seul du genre sur un déversement accidentel majeur utilisant un barrage anti-incendie remorqué jusqu'en 2010.
Au cours des 21 années qui ont suivi le déversement de Valdez, les outils et techniques de brûlage contrôlé se sont considérablement améliorés lors de déversements expérimentaux et accidentels relativement mineurs. Puis, lorsque l’éruption de BP s’est produite au cours de l’été 2010, à 42 milles au large dans le golfe du Mexique, la communauté d’intervention était prête. Nous avons obtenu l'autorisation de brûler rapidement et réalisé plus de 400 brûlages contrôlés sur une période de 3 mois. La photo 3 montre une de ces brûlures. Tout au long de l'été, jusqu'à 20 équipes de brûlage travailleraient tout au long de la journée avec 2 bateaux de maintenance, environ 500 pieds de barrage anti-incendie et du personnel de soutien pour l'allumage et la documentation de chaque brûlage. Des navires et des avions supplémentaires ont été utilisés pour le commandement et la sécurité, les fournitures de secours, l'allumage et les fonctions de surveillance/repérage aérien. Ces efforts ont abouti à l’élimination de plus de 300,000 XNUMX barils de pétrole brut déversés.
Comme pour l’utilisation de dispersants chimiques, le brûlage contrôlé du pétrole déversé est une option relativement simple, capable, dans de bonnes conditions, d’éliminer une grande quantité de pétrole rapidement et efficacement. Cependant, il présente également des lacunes et des contraintes importantes. Pour enflammer et entretenir la combustion, la plupart des huiles doivent être suffisamment épaisses (au moins 1/10e de pouce et de préférence plusieurs pouces), relativement fraîches et non émulsionnées, et contenues par des barrages résistants au feu ou des barrières naturelles pour empêcher leur propagation lors d'un brûlage. Les barrages anti-incendie, comme les barrages conventionnels, doivent être remorqués à des vitesses relativement lentes ; et ils sont limités aux mêmes vagues poussées par le vent d'environ 3 à 5 pieds, où les vagues déferlantes peuvent rendre le confinement plus difficile.
Comme pour l’application de dispersants chimiques, le brûlage du pétrole déversé doit être approuvé avant son utilisation. Les réglementations fédérales, étatiques et même certaines réglementations locales auront presque toujours des exigences très strictes et spécifiques impliquant des distances minimales par rapport aux populations, aux voies de navigation, à certaines installations, etc. pour le brûlage contrôlé. Des lignes directrices concernant la qualité de l'air et la mesure/surveillance des panaches de fumée seront appliquées, et des exigences seront probablement en place concernant la récupération (ou le rejet éventuel) des résidus de brûlage flottants à la fin d'un brûlage. La profondeur de l'eau n'est normalement pas préoccupante puisque de nombreux brûlages ont été approuvés dans des eaux très peu profondes et dans ou à proximité de zones humides. Même les brûlages importants prennent plusieurs heures, voire plus, pour élever la température de l'eau sous-jacente de quelques degrés seulement, en particulier lorsque les brûlages sont effectués avec des barrages flottants remorqués (c'est-à-dire avec de l'eau continuellement remplacée sous le feu).
Comme indiqué dans les précédents blogs, chacune des trois options principales d'intervention en cas de déversement d'hydrocarbures (écrémage, dispersants et brûlage) est mieux mise en œuvre si elle est appuyée par des systèmes de surveillance aérienne à large portée et une capacité de détection à distance permettant de maximiser et de maintenir l'accès au pétrole épais. . En outre:
L'élimination physique est universellement acceptée et offre le potentiel d'un nettoyage efficace avec un large éventail de types et de conditions d'hydrocarbures dans des mers calmes à modérées. Le taux de rencontre du pétrole avec la plupart des systèmes d'écrémage (en raison de vitesses de fonctionnement et d'andains relativement faibles) peut réduire considérablement l'efficacité en cas de nappes de pétrole largement répandues. Le pétrole récupéré doit être stocké, souvent transféré vers des navires de stockage de secours ou des barges, et éliminé. Aucune autorisation d’utilisation n’est requise.
Les dispersants chimiques peuvent être appliqués avec des taux de rencontre de pétrole élevés et une efficacité raisonnablement bonne sur des nappes de pétrole relativement fraîches et naturellement épaissies. Ils peuvent être appliqués sur de vastes zones, même dans des conditions de vent/mer relativement agitées, mais doivent être utilisés dans des eaux de profondeur adéquate avec une bonne énergie de mélange. Il faut prêter une attention particulière aux concentrations élevées d’hydrocarbures à court terme dans les eaux proches de la surface. Une autorisation d'utilisation est requise et une surveillance particulière sera presque toujours requise.
Le brûlage contrôlé fournit une technique d'élimination de grands volumes dans laquelle du pétrole relativement frais avec une émulsification faible à légère peut être concentré dans des mers calmes à modérées. Le taux de rencontre avec le pétrole peut réduire considérablement l’efficacité en cas de nappes de pétrole largement répandues (en raison des faibles taux de couverture surfacique). Un stockage et une élimination mineurs peuvent être nécessaires pour tout résidu de brûlage récupéré. Une attention particulière doit être portée aux expositions possibles à court terme des personnes et des installations au feu et aux produits de combustion. Une autorisation d’utilisation est requise et une surveillance particulière de la qualité de l’air sera probablement nécessaire.
Alan A. Allen a plus de cinq décennies d'expérience en tant que conseiller technique et superviseur de terrain impliqué dans des centaines de marées noires dans le monde. Al est reconnu comme un consultant et formateur de premier plan dans les techniques de surveillance et de repérage de déversement d'hydrocarbures, l'application de dispersants chimiques et le confinement, la récupération et / ou la combustion d'hydrocarbures déversés dans des conditions arctiques et subarctiques.
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