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SIX ANNEES DE PROJETS RITMER

BILAN FINAL

FICHES DE PROJET

Ces fiches ont été rédigées par les chefs de projet et complétées

à la suite des réunions de fin de projet à l’IFREMER en présence de :

Michel HUTHER (Président RITMER),Georges PEIGNE (CEDRE),

Jean CROQUETTE (IFREMER – Cellule d'animation RITMER)

Monique GUILLOU (UBO – Cellule d'animation RITMER)

Et Emina MAMACA (IFREMER)

date: 18/09/2007

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Les fiches de projets sont classées par ordre alphabétique des acronymes des projets et comportent les informations suivantes:

1 – Nom du projet (Acronyme et titre complet)

2 - Rappel des Objectifs

3 - Travaux effectués

4 - Résultats obtenus

5 - Exploitation des résultats

6 – Perspectives

SOMMAIRE

- ARGEPOL: Archivage et gestion de données lors d’une pollution 4

- BARGE - Barge autonome de récupération de macro déchets et d'hydrocarbures dans les ports et eaux abritées 9

- BIOREHAB - Etude comparée de la biodégradabilité d'hydrocarbures par des bactéries planctoniques ou des biofilms bactériens en fonction de paramètres environnementaux: contribution à la réhabilitation biologique des zones souillées12

- CLARA – Calculs liés aux rejets accidentels en mer 16

- CONCHPOL - Protection des installations conchylicoles contre les pollutions accidentelles 22

- CONTINMAR - Contingencia ante vertidos marinos accidentales (préparation à la lutte contre les déversements marins accidentels) 28

- DESEMULSIFICATION - Désémulsification pour procéder à la séparation des résidus d’une pollution marine par des produits pétroliers 32

- DETECSUIV - Détection et suivi de pollutions marines de surface à l’aide de moyens aéroportés et d’images satellite radar 35

- ECOPEL - Etude du comportement des produits chimiques déversés en mer : expérimentations en laboratoire et à l’échelle pilote. 40

- ECREPOL - Ecrémeur de pollution, chalut récupérateur de pollution 45

- EVABIODEG - Evaluation d’une filière de traitement biologique et chimique de déchets issus de pollution marine accidentelle par des hydrocarbures. 49

- EXCAPI - expérimentation de capteurs acoustiques pour repérer le pétrole immergé 55

- OERS - Outil d’évaluation des risques sanitaires (liés aux pollutions marines et côtières) 59

- POLLUCOM - Système d'information et de télécommunications appliqué aux pollutions maritimes 63

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- RENAPIM (REcupération de NAPpes Immergées) - Conception d'une suceuse à air pour la récupération de nappes d'hydrocarbure immergées 66

- ROSE – Réseau acoustique orienté surveillance d’épaves 71

- SCOPMAR - Système cartographique opérationnel de la pollution marine 76

- SIMBAR - Conception et plan de pose des barrages antipollution 80

- STORM - Scanner tri bandes opérationnel pour la recherche des pollutions marines 85

- SURLITOP - SURveillance LITtorale OPérationnelle 89

- TAPI - Développement d'un concept de tapis de convoyage et de récupération de polluants types hydrocarbures et algues vertes en mer et à terre 93

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- Projet ARGEPOL: ARchivage et GEstion de données lors d’une POLlution

Chef de projet

CEDRE: Centre de documentation, de recherche et d’expérimentations sur les pollutions accidentelles des eaux

Responsable du projet

Vincent GOURIOU

715 Rue Alain Colas – CS 41836 29 218 BREST Cedex 2.

Tel: 02.98.33.10.10 Fax: 02.98.44.91.38 e-mail : [email protected]

Partenaires :

N° Partenaire

Nom société / organisme Responsable Coordonnées

P1 LE FLOCH dépollution Patrick LE FLOCH Tel : 02.98.15.11.13 Fax : 02.98.15.11.14 [email protected]

P2 ZDO (Zone de Défense Ouest)

Pascal MAILHOS Tel : 02.99.67.74.10 Fax : 02.99.31.30.21 [email protected]

P3 ATLANTIDE Patrick POUPON Tel : 02.98.05.43.21 Fax : 02.98.05.20.34 [email protected]

P4 NASCA Atilio FRANCOIS Tel : 02.98.45.05.65 Fax : 02.98.45.06.08 [email protected]

Date de labellisation : 17 novembre 2003

Dates de réalisation : du 17 novembre 2003 au 30 novembre 2005

Durée (mois) : 18 personnel autres coûts (3) BUDGET

TOTAL BUDGET

DEMANDE Moyens nb ETP (4)

mensuels Coûts

(Euro HT) (Euro HT) (Euro HT) (Euro

HT) %

CO : CEDRE 13.5 150 061 8 000 158 061 112 966 71.47 % P1 : LE FLOCH DEPOLLUTION

10 111 700 10 500 125 557 62 779 50 %

P2 : ZDO 5.5 9 190 5 850 15 040 0 0 % P3 : ATLANTIDE 18.1 215 898 8 000 223 898 111 949 50 % P4 : NASCA 9 99 000 7 000 106 000 53 000 50% TOTAL 56.1 585 849 39 350 628 556 340 694

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2 - Rappel des Objectifs:

Ce projet spécifique à la gestion des pollutions marines accidentelles en situation d’urgence dans le cadre de la lutte sur le littoral, a pour objet la mise au point d’un outil informatique d’archivage et de gestion de données environnementales, techniques, opérationnelles pour l’aide à la décision et le retour d’expérience. Le projet ARGEPOL consiste à développer un système informatisé opérationnel permettant de recueillir les données de façon exhaustive et homogène. Celles-ci sont ensuite exploitées, synthétisées, mises en forme et enfin diffusées rapidement au moyen d’Internet afin d’optimiser la gestion de la lutte sur le littoral et de faciliter le retour d’expérience.

3 - Travaux effectués:

Dans un premier temps, un bilan de l’existant a été dressé par l’ensemble es partenaires sur la problématique à traiter dans le projet ARGEPOL : retour d’expérience sur les accidents précédents, enquête sur l’expérience Prestige, ainsi qu’une étude des solutions SIG (Système d’Information Géographique) adaptées au contexte opérationnel et disponibles sur le marché. Ce bilan a permis aux opérationnels du projet (Cedre, LE FLOCH Dépollution, Zone de Défense Ouest) de définir le cahier des charges fonctionnel du futur outil, qui lui-même a permis aux informaticiens du projet (Atlantide et Nasca) d'établir le cahier des charges techniques. Le choix s’est porté, dès le début du projet, sur des technologies du monde libre de par leurs cotés évolutifs, la multitude d’utilisateurs partie prenante et la réponse aux besoins se dégageant dans le cahier des charges. Les développements, réalisés par Atlantide et Nasca, ont démarré en 2004, puis les tests et la validation de l'outil, réalisés par le Cedre, LEFLOCH Dépollution et la ZDO, ont débuté en 2005. Le prototype développé a été testé lors d'un exercice rassemblant un échantillon représentatif des acteurs du Plan Polmar (Commune de Crozon, Préfecture du Finistère, Zone de Défense Ouest, SDIS – [Service départemental d'incendie et de secours], DDE [Direction départementale de l'Equipement]). Cet exercice a ensuite fait l'objet d'un retour d'expérience sur le prototype.


Le retour d'expérience du Prestige et la collaboration avec les intervenants POLMAR (terrain et décisionnel) tout au long de ce projet ont permis de définir de façon précise les fonctionnalités à développer dans le cadre d'ARGEPOL ainsi que les améliorations à apporter, en mettant en évidence les attentes des utilisateurs et les pièges à éviter.

A partir des besoins exprimés, plusieurs recherches ont été faites sur les technologies à utiliser. Très vite une application Web utilisant les technologies du monde libre (logiciels sans licence) s'est avérée la solution la plus évidente de par son côté évolutif et pour répondre au besoin de diffusion de données dans un cadre de multiples utilisations délocalisées géographiquement.

Les développements réalisés ont des caractères innovants à la fois au niveau de l'ergonomie générale et au niveau des aspects purement techniques.

Les outils et technologies ont été choisis pour permettre le maximum de souplesse dans les connexions avec d’autres systèmes et dans les adaptations possibles notamment pour une utilisation dans un autre pays ; de cette façon, un tel outil pourrait être transposé vers un pays étranger avec son organisation géographique propre sans remettre complètement en cause le modèle de la base de données et sans besoin matériel très spécifique et onéreux. L'application a été développée dans un soucis d'adaptabilité multi linguiste (gestion des fichiers ressources spécifiques à une langue).

La phase de validation a permis, d’une part, de présenter l’outil et de montrer son intérêt à des personnes concernées par les différents niveaux de décision et d'action lors de la crise et d’autre part (Préfecture, Finistère, ZDO, SDIS, DDE, commune de Crozon, Cedre), d’effectuer les dernières modifications et réajustements avant la fin du projet.

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L'outil peut être utilisé en l’état dans un cadre de démonstration, de formation, d'exercice ou d'accidents mineurs (peu d'utilisateurs connectés en même temps et bien formés), mais l’outil n’a pas été « industrialisé », ce qui veut dire qu’il n’a pas fait l’objet de « batteries » de tests et qu’il peut subsister des « bugs » non déclarés. Il n’est pas non plus optimisé pour une utilisation massive en cas de crise (exemple : lenteur de l’affichage des cartes) ; de plus les technologies utilisées ont été choisies en 2002 et ont beaucoup évolué depuis.

Prototype: atlas POLMAR Finistère. Permet d'éditer un bilan pour une zone et une période donnée. Possibilité de traduction et d'adaptation à un autre pays facilement.

Synthèse des apports

Le projet a permis la mise au point d'une application avec accès par internet et avec cartes, utilisant les technologies du monde libre (logiciels sans licence) répondant au besoin de diffusion de données dans un cadre de multiples utilisations délocalisées géographiquement.

Les développements réalisés ont des caractères innovants à la fois au niveau de l'ergonomie générale et au niveau des aspects purement techniques avec possibilité de traduction et d'adaptation à un autre pays facilement.

Un prototype, qui intègre à titre d’exemple l’atlas POLMAR du Finistère, permet d'éditer un bilan pour une zone et une période donnée, à l’échelle nationale.

5 - Exploitation des résultats:

Le Cedre a valorisé à de nombreuses reprises le travail élaboré dans le cadre du projet ARGEPOL, à l'occasion de ces manifestations :

Séminaire AMOP 2006, 06-08 Juin, Vancouver, Canada

Les journées « Valor-IG’06 », à l’Ifremer de Nantes, le 21 et 22 mars 2006 La Journée Géomatique de l’Ouest du 26 et 27 juin 2006, à Brest Conférence EROCIPS sur les pollutions accidentelles des côtes : quels outils de gestion et de

lutte ? » - Bordeaux 28 et 29 septembre 2006

Ainsi que de nombreuses fois au Cedre lors de formations ou de visites externes. Publications :

GOURIOU V., CABON R., GIEU V., GIRARDOT A., LEPETIT A., Data management system concerning both pollution monitoring and response operations during an oil spill: the Prestige experience, INTERSPILL 2004 - Trondheim, NORWAY 14-17 June 2004.

GOURIOU V., QUINTIN K., LEGRAND S., MAZURIER A., LE JUNTER Y., GICQEL., Management of operational information in a major oil spill. The Erika and Prestige experiences, OILSPILL 2005 – Miami May 2005.

6 – Perspectives:

Le prototype développé dans le cadre du projet ARGEPOL a une vocation opérationnelle, il doit donc être évolutif. Les travaux ne s’arrêteront pas à la fin du projet de recherche, il faudra prévoir des améliorations technologiques et techniques, ainsi que des mises à jour régulières, pour faire vivre l’outil sur une longue période et autoriser une mise en œuvre immédiate en cas de besoin.

Le prototype peut devenir un outil support de formation au Cedre, illustration de situation et de méthodes.

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Depuis la fin du projet, le Cedre a cherché des solutions techniques et logistiques pour l’industrialisation du système, afin de rendre l’outil fiable et utilisable en cas de crise. Cela nécessite une source de financement complémentaire, ainsi que la mise en place d’une solution d’hébergement et de maintenance.

Des développements complémentaires sont nécessaires pour déclarer ARGEPOL opérationnel. Ces développements, lourds et coûteux, n’ont pas pu se faire dans le cadre du projet de recherche.

Dans un premier temps, il est prévu de « migrer » l’application actuelle (basée sur un serveur Linux indépendant), sur le serveur UNIX de l’IFREMER, plus stable et plus puissant. Il s'agit entre autre d'effectuer le portage des bibliothèques existantes sous Linux vers Windows. (raison passage de Linux à Unix)

Dans un second temps, il est nécessaire de revoir plusieurs points :

• L'optimisation complète du code :

La mise à jour des technologies, il s’agit entre autre de traiter l'adaptation des fonctions SIG, de ré architecturer et réécrire l'ensemble aux standards usuels, en intégrant les nouvelles bibliothèques concernées, de mettre en phase les volets « gestion des données » et « SIG », de ré architecturer les différents onglets de saisie et de consultation (révision du code, déclaration de variables, configuration globale, gestion des erreurs, …).

• Test et validation : Il faut prévoir une batterie de tests de plusieurs semaines pour résoudre des bugs encore non déclarés ; cela inclut des tests techniques, tests de performances, tests fonctionnels, puis une validation définitive et une recette de l’application.

• Poste de maintenance :

Il reste également à prévoir un financement pour l'exploitation et la maintenance en régime établi.

Enfin, après discussion avec des partenaires européens dans le cadre du projet EROCIPS, nous avons défini une série de travaux qui permettraient de compléter ARGEPOL de fonctionnalités intéressant d’autres pays européens (Angleterre, Irlande, Espagne entre autres). Id&e s'un EROCIPS 2

Ces travaux concernent : • Traduction et adaptation du système à l’Angleterre et à l’Espagne

La base de données d’ARGEPOL a été conçue pour pouvoir être traduite facilement, c’est donc une opération qui pourrait être faite sans important développement informatique complémentaire.

• Mise en place d’une main courante Une main courante sur les opérations en cours, avec communiqués réguliers de la situation et des documents associées (images, textes, vidéos etc …), permettrait aux autorités et aux opérationnels de suivre les événements et de partager des documents. Au niveau français, cette partie devrait être faite en concertation avec un outil déjà utilisé par les SIDPC : « SYNERGI ».

• Etude sur les possibilités de connexion au système depuis le terrain : Afin de gagner du temps, l’envoi des informations depuis le terrain grâce par exemple à des Pocket PC ou téléphones mobiles est une technologie à étudier dans le cadre d’ARGEPOL.

• Etudes sur les possibilités d’adaptation du système à d’autres types de polluants L’outil actuel concerne uniquement les pollutions du littoral de type « hydrocarbures ». Les expériences passées, notamment l’accident du NAPOLI, nous montrent l’importance d’adapter cet outil à d’autres types de polluant (conteneurs, produits chimiques …).

• Gestion et configuration :

• Mise en place d'un outil de gestion de configuration, et mise en place d'une procédure d'installation. Afin de mettre l’outil à la disposition des autres pays, il faut réfléchir à un moyen d’administration à distance de l’application. Et répondre aux questions : qui héberge ? qui

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administre et avec quels outils ? qui maintient et améliore l’outil en période de crise et en temps de paix ?

• Déploiement d’une double plateforme : exploitation / maintenance

Il serait judicieux de mettre en place une deuxième plateforme (corrective/évolutive) qui permettrait d’implémenter et de tester les améliorations ou corrections à apporter à l’outil sans perturber son utilisation en cas de crise.

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- Projet BARGE - Barge autonome de récupération de macro déchets et d'hydrocarbures dans les ports et eaux abritées

Chef de projet

LE FLOCH DEPOLLUTION, Z.I. de Kériven

5 rue E. Branly 29 600 St Martin des champs

Tél 02 98 15 11 13 e-mail: [email protected]

Partenaires:

N° Partenaire


P1 CEDRE Emmanuel DE NANTEUIL

Tel : 02 98 33 10 10 Fax : [email protected]

P2 TECHNIMAR ALUMINIUM M. SEGUIN Tel : 0 Fax :

Date de labellisation: 4 février 2004 Dates de réalisation: de décembre 2004 à mai 2005

Budget total: 41 805.50 Euros TTC Montant de l’aide: 24 999.69 Euros HT


La proposition concernait un engin de récupération et de stockage de macro déchets et d’hydrocarbures.

• La récupération devait se faire par aspiration.

• L’embarcation devait être autonome (de gabarit routier), maniable et facile à diriger.

• Un puissant flux d’eau créé par un moteur, devait ramener et avaler littéralement tous les polluants flottants à l’intérieur de la barge.

• Le mélange d’hydrocarbure et d’eau avalé devait passer dans un système de décantation et c’est de l’eau non polluée qui devait être rejetée dans le milieu tandis que les hydrocarbures devaient être stockés dans la barge.

• Les macro déchets, arrêtés par une grille, devaient être dirigés et stockés dans un bac prévu à cet effet.

Notre innovation résidait dans le fait que cet engin devait posséder deux moteurs, un pour la propulsion de l'embarcation et l'autre pour l'aspiration, la création de la veine d'eau. Ces deux fonctions devaient être donc dissociées ce qui devait permettre à cet engin de fonctionner en statique tout en récupérant les macro déchets et les hydrocarbures simultanément. La puissance du flux d’eau généré par le moteur devrait permettre une récupération des hydrocarbures de toute viscosité sans risque de colmatage comme c’est souvent le cas pour les systèmes ayant la même vocation.

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Le but était également de se placer par rapport à la concurrence sur un produit "rustique" et bon marché, proposer une barge efficace, sans hydraulique, en manuel, en comparaison notamment avec le Cataglop qui lui se place dans la catégorie "luxe".


Décembre 2004 : Recherche bibliographique (LE FLOCH DEPOLLUTION)

Janvier à mai 2005 : Préparation du cahier des charges (LE FLOCH DEPOLLUTION + CEDRE + TECHNIMAR)

Descriptif et fonction de la barge.

Etude générale (LE FLOCH DEPOLLUTION + CEDRE + TECHNIMAR) • Rédaction des hypothèses concernant: le mode de collecte des macro-déchets (panier), le

relevage du panier manuel par le pilote (un relevage hydraulique était trop coûteux) • Le mode de stockage des macro-déchets • Le mode de collecte des huiles (aspiration, seuil du 1er compartiment réglable fin, seuil du

2ème compartiment réglable, forme et vidange de la cuve, modèle de pompe de transfert) • Etude tous types de produits • Extension à une utilisation en eaux côtières

Il est à noter que la barge est conçue pour fonctionner avec une seule personne à bord, 2 personnes en version côtière en raison de la réglementation.


Objectifs et réalisations prévus Effectivement réalisés Non réalisés

Documentation Etude bibliographique

Elaboration du cahier des charges Effectué

Etude générale de la mise en œuvre du tapis

Dimensionnement préliminaire

Développement des hypothèses

Etude de la part du constructeur de la barge

Etude détaillée - plan de construction Etude du seuil rabattable, du stockage des déchets

Etude de la part du constructeur de la barge

Construction du prototype Non effectuée

Essais fonctionnement général Non effectués

Développement envisageable Non effectué

Les tâches n'ont pas été effectuées du fait de la liquidation judiciaire de l'entreprise Technimar. Nous avons cherché en remplaçant mais sans succès.

La limite du projet est le type de pétrole, la récupération sur l'eau étant possible mais le problème résidant dans la vidange de la cuve en présence de pétrole visqueux. La présence d'une pompe très efficace serait indispensable d'où un problème de coût.

On serait alors limité pour un produit standard sur du pétrole léger ou médium et il faudrait proposer alors une option pour du lourd.

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Le projet a permis de développer un projet de barge rustique et bon marché, à gabarit routier et transportable par avion, opérationnelle dans un port par une seule personne et 2 personnes en eaux côtières.

Ce type de barge permet de répondre à une demande recherchant un système portuaire à faible coût d'achat et d'exploitation.

Le système de récupération combine aspiration et séparation par seuils, techniques ainsi adaptées à une petite barge


Nous avons présenté la barge :

• à l'ITOPF (International Tanker Owner Pollution Federation) lors d'une présentation de la société en septembre à Londres

• au salon Pollutec à Paris en décembre 2005

• lors de présentation de l'activité de recherche et développement au sein du groupe LFP

• aux filiales étrangères présentes en Libye, Maroc, Tunisie et Sénégal

• aux autorités sénégalaises pour la problématique des macro-déchets (Port de Dakar – égouts se déversant dans le port)

• au REMPEC pour la récupération de pétrole lors de la marée noire au Liban fin 2006

6 – Perspectives

Propositions en cours avec le port de Dakar

Réponse à appel d'offre pour Agadir (Maroc) et développement de travaux avec le Ministère de la Recherche Marocaine

La société gérant les Egmopol (barges récupératrices) ne développe plus du tout le produit ce qui peut nous laisser une place vu qu'il y toujours de la demande. Au moins 3 pays sont actuellement demandeurs : le Liban, le Kazakhstan et le Maroc

On garderait le principe de collecte et de stockage de barge mais on développerait des barges "développement durable" fonctionnant grâce à l'énergie solaire. Le produit serait certes plus cher mais pourrait répondre à des demandes spécifiques (nécessité d'absence de nuisance sonore générée par le moteur)

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- Projet BIOREHAB - Etude comparée de la biodégradabilité d'hydrocarbures par des bactéries planctoniques ou des biofilms bactériens en fonction de paramètres

environnementaux : contribution à la réhabilitation biologique des zones souillées

Chef de projet

Laboratoire de Biologie et Chimie Moléculaires


Dominique HARAS

Université de Bretagne Sud BP 92116 56321 Lorient

Tel 06 88 05 78 87 e-mail: [email protected]

Partenaires

N° Partenaire


P1 CNRS-UMR6026 « Osmoadaptation des Bactéries » Université de Rennes 1

Carlos BLANCO Tel : 02 23 23 61 40 Fax : [email protected]

P2 INRA-Massy Unité de Bioadhésion et d’Hygiène des Matériaux

Thierry MEYLHEUC Tel : .01 69 53 64 70

Fax : [email protected]

P3 CEDRE Brest Francois Xavier MERLIN

Tel : 02 98 33 67 06 Fax : [email protected]

Date de labellisation: 25 septembre 2001

Dates de réalisation:

Budget global: 290 807 € Montant des aides (€)

UBS 117 997,36

Université de Rennes 118 000

INRA 35 000

CEDRE 15 848

Total 286 845,36


Les objectifs de ce programme étaient de comprendre l’impact négatif de la salinité sur la biodégradation des hydrocarbures en milieu marin, et de proposer une amélioration des fertilisants pour lutter contre ce phénomène. Deux aspects devaient être abordés: la production de bio surfactants et les capacités métaboliques d’assimilation des hydrocarbures.

3 - Travaux effectués :

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Ce travail avait pour but d’étudier l’influence du milieu sur la bioassimilation des hydrocarbures par Pseudomonas putida PpG7 et P. aeruginosa PAO1pNAH7.

La présence de sel à la concentration du milieu marin (NaCl 0,5 M) constitue un stress osmotique qui inhibe l’assimilation des hydrocarbures étudiés (benzoate, salicylate, naphtalène, hexadécane). Cette inhibition a été levée par l’addition d’osmoprotecteurs. Le suivi d’hydrocarbures radiomarqués et une étude protéomique ont montré que le stress osmotique agit en inhibant la synthèse des enzymes de dégradation des hydrocarbures. Il inhibe aussi probablement les transporteurs nécessaires au passage des hydrocarbures dans la cellule.

La métabolisation d’une source de carbone plus complexe, l’Arabian Light, a été suivie pendant quatre mois. Une biodégration des n-alcanes due aux microorganismes déjà présents dans le pétrole a été observée. Cette biodégration est stimulée par l’addition de P. aeruginosa PAO1pNAH7 et P. putida PpG7. Dans l’optique de déterminer les constituants d’un fertilisant stimulant la bioremédiation des hydrocarbures, l’étude du métabolisme de la glycine bétaïne (GB) a montré que cet osmoprotectant présente l’avantage d’être dégradé, ce qui évite son accumulation dans l’environnement. Nous avons également montré que les extraits d’algues stimulaient également les capacités d’assimilation des hydrocarbures modèles mais aussi du pétrole brut, cet effet est du à la présence d’osmoprotecteurs mais aussi d’autres sources nutritionnelles dans ces extraits qui jouent ainsi le rôle de fertilisant.

La bioassimilation des hydrocarbures peut être améliorée par leur dispersion préalable par des biosurfactants tels que les rhamnolipides. La production de rhamnolipides par P. aeruginosa PAO1 est contrôlée génétiquement par des systèmes de quorum sensing répondant à la concentration en homosérine lactones (HSL) et à différentes conditions du milieu.

L’addition de 0,5 M NaCl au milieu riche PPGAS-glucose, réduit la production d’HSL et abolit la biosynthèse de rhamnolipides. Cette dernière est partiellement rétablie par l’addition de GB. La source de carbone n’affecte pas la synthèse des rhamnolipides, puisque leur production a été observée en milieu PPGAS contenant divers hydrocarbures, dont le benzoate, à la place du glucose. Par contre, la production de rhamnolipides est nulle en milieu minimum M63-benzoate. Elle a été rétablie en réduisant la concentration en phosphate de ce milieu, créant le milieu M63M-benzoate. Dans ce nouveau milieu, le stress osmotique bloque la croissance, qui est restaurée en présence de GB.. La production de rhamnolipides est plus forte à 20°C qu’à 37°C.

L’expression du gène rhlG, codant pour le premier enzyme connu de la voie de biosynthèse des rhamnolipides, a été suivie après avoir placé le promoteur de ce gène en amont des gènes rapporteurs luxCDABE, qui permettent une production de lumière proportionnelle à l’activité promotrice. Celle-ci est stimulée par les conditions stressantes (0,5 M NaCl en PPGAS-glucose, température de croissance réduite à 20°C, oxygénation limitée), qui ne stimulent pas toutes la production de rhamnolipides. Les activités promotrices sont similaires en milieux M63 et M63M, alors que les rhamnolipides ne sont produits que dans le second milieu. Il n’existe donc pas de corrélation directe entre l’activité du promoteur de rhlG et la production de rhamnolipides. Ceci est confirmé par le fait que les C4-HSL inhibent l’activité du promoteur de rhlG et stimulent la production de rhamnolipides. Inversement, dans le mutant RpoN de P. aeruginosa, la production de rhamnolipide est plus forte, tandis que l’activité du promoteur de rhlG est réduite.

Il ressort de ces études que la limitation de la quantité de phosphate disponible favorise la production de biosurfactant et que l’ajout d’osmoprotecteur en conditions salines favorise à la fois la production de rhamnolipides et la bioassimilation des hydrocarbures.

Les études suivantes n'ont pas abouti:

• biofilm sur sable: tentative sans succès (abandonné car temps trop long – 1 an)

• influence du stress osmotique et des osmoprotecteurs sur les bactéries du pétrole

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• suivi sur le terrain

• tests d'adhésion et de formation de biofilms sur le terrain


Décrire les principaux résultats obtenus vis à vis des objectifs et préciser les livrables réalisés, préciser les objectifs non atteints et pourquoi : incidents, impasse technique, abandon d’un sous traitant, maîtrise des délais, maîtrise des budgets

Nous avons clairement montré au cours de cette étude que la salinité réduit les capacités de production des emulsifiants (rhamnolipides) et de dégradation des hydrocarbures par Pseudomonas. La réversion de cette inhibition est obtenue par l’addition d’osmoprotecteurs purifiés mais également d’extraits d’algues. Cet effet bénéfique des extraits d’algues a été démonté pour le pétrole brut de type arabinan light. L’analyse in situ sur des sites expérimentaux n’as pas pu être mise en œuvre pour des raisons de temps et des raisons techniques.

La comparaison entre l’assimilation des hydrocarbures par les formes planctoniques et les biofilms a été abordée mais non menée à terme, la principale difficulté a été la nature du support qui génère des résultats très variables. La principale difficulté rencontrée a été la longue durée des expériences qui permet aux formes planctoniques de se former à partir des biofilms.


Le projet a démontré la possibilité d'utilisation d'une bactérie non du terrain, et les capacités de pseudomona en tant qu'outil pour l'émulsification. Il a identifié une influence nette de la salinité.

Il a aussi montré que la dégradation de zones était obtenue par autres paramètres que O2 et que les osmoprotecteurs et algues avaient un impact positif.


Les travaux réalisés ont donné lieu à8 communications à des congrès nationaux et internationaux. Et à 6 Publications dans des revues scientifiques :

1: Grasland B, Mitalane J, Briandet R, Quemener E, Meylheuc T, Linossier I,Vallee-Rehel K, Haras D. (2003). Biofouling. 2003 19:307-313.

2: Bedoux G, Vallee-Rehel K, Kooistra O, Zahringer U, Haras D.(2004). J. Mass. Spectrom;39:505-513.

3: Bazire A, Dheilly A, Diab F, Morin D, Jebbar M, Haras D, Dufour A. (2005). Osmotic. FEMS Microbiol. Lett.253:125-131.

4: Diab F, Bernard T, Bazire A, Haras D, Blanco C, Jebbar M. (2006).Microbiology. 152:1395-406.

5: Bazire A, Diab F, Jebbar M, Haras D. (2007J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 34:5-8.

6 : Hemery G, Chevalier S, Bellon-Fontaine MN, Haras D, Orange N. (2007).J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 34:49-54.

Ces travaux n’ont pas pour l’instant débouché sur des initiatives réglementaires, le transfert des acquis vers l’application nécessite des test sur sites pollués et la mise en place d’un suivi de la biodégradation naturelle dans des sites ciblés (devenir des hydrocarbures, populations bactériennes).

6 – Perspectives

La principale perspective reste la formulation de fertilisants simples à base d’algues permettant d’améliorer la dégradation des hydrocarbures dans un environnement marin ou hors terrain dans des lieux de stockage des mélanges hydrocarbures eau de mer. En tant que mélange complexe les extraits d’algue pourraient constituer un fertilisant complet, qui pourrait s’avérer aussi très efficace dans la protection du métabolisme bactérien contre les dérivés de l’oxygène.

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La seconde perspective est la prévision de biodégradabilité des hydrocarbures selon le contexte sur le terrain : salinité, présence d’algues ou d’autres végétaux, biofilms naturels…

Ces deux aspects nécessitent encore une série d’étude faisant intervenir à la fois des laboratoires de microbiologie mais surtout des structures ayant des capacités d’intervention sur le terrain et des capacités de test au niveau pilote.

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– Projet CLARA – Calculs Liés Aux Rejets Accidentels en mer

Chef de projet :

ARMINES-Ecole des Mines Alès (EMA)

Laboratoire Génie de l’Environnement Industriel (LGEI)

APRIN Laurent

6 avenue de Clavières

30319 Alès cedex

04 66 78 27 58

[email protected]

Partenaires :

IFREMER DEL/AO

LAZURE Pascal

Ifremer, centre de Brest

29280 Plouzané

02 98 22 43 41

[email protected]

CEDRE

CABIOC’H Fanch

Rue Alain Colas, BP 20413

29604 Brest cedex

02 98 33 10 10

[email protected]

IFREMER/INERIS

Cellule mixte IFREMER/INERIS d’analyse des risques chimiques en milieu marin (ARC)

MARCHAND Michel

Centre Ifremer de Nantes, BP 21105

44311 Nantes cedex

02 40 27 41 42

[email protected]

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METEO-France, Direction de la Prévision, Division Marine et Océanographie

DANIEL Pierre

42 Avenue Coriolis

31057 Toulouse cedex

05 61 07 82 92

[email protected]

Dates de labellisation :

Dates de réalisation : du 25/11/2003 au 24/11/2006

Durée (mois) : 36 BUDGET

TOTAL (€)

BUDGET

DEMANDE (€)

TOTAL 919 588 546983 54 %

2 - Rappel des Objectifs :

Le trafic maritime de substances chimiques, qui a fortement progressé ces dernières années, engendre une augmentation des risques sécuritaires et environnementaux. Les naufrages de chimiquiers (« Ievoli Sun ») engendrent des scénarios de pollution marine différents de ceux transportant des hydrocarbures (« Erika », « Prestige » …). A ce jour, très peu de modèles s’intéressent au comportement des produits chimiques après déversement en mer, surtout sur le plan opérationnel.

Le logiciel CLARA est capable de simuler conjointement l’évolution de l’hydrodynamisme et les caractéristiques physico-chimiques des polluants et de visualiser le devenir de substances chimiques dans le milieu marin ou l’atmosphère après évaporation. Ainsi, CLARA évalue, à court terme (une semaine), les risques environnementaux définis en terme d’effets sur la faune et la flore marines et de niveaux de contamination dans la chaîne alimentaire (poissons, crustacés, coquillages). De plus, CLARA permet une approche préliminaire des risques toxicologiques en terme d’effets sur l’homme en cas de dispersion atmosphérique de gaz toxique. Grâce à ce projet, les décideurs possèdent un nouvel outil de gestion globale des risques liés aux pollutions marines leur permettant de mettre en place rapidement des zones d’exclusions pertinentes dans le but de protéger les populations, les biens et l’environnement, de mobiliser les moyens de lutte adaptés et d’anticiper la situation à court ou moyen terme.

Une des principales caractéristiques du logiciel CLARA réside dans la rapidité d’exécution. En effet, certaines dispositions doivent être prises rapidement, en particulier celles concernant la protection des intervenants, des populations et celles touchant aux zones d’exclusion.

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Phase 1 : Analyse de l’existant

L’objectif de cette première phase a concerné un bilan de l’existant en ce qui concerne la problématique à traiter dans le projet CLARA : transport maritime des produits chimiques au niveau international et plus spécifiquement le long des côtes françaises, retours d’expérience, expérimentations, modèles mathématiques et logiciels scientifiques ou commerciaux de simulations. A partir des données statistiques fournies par la CEPPOL et les différents CROSS, il a été possible d'établir une liste des produits rencontrés, de leurs tonnages et de leurs fréquences de passage respectifs et de leurs implications dans les accidents maritimes. Une liste de 33 produits dangereux a été proposée à la suite de cette analyse.

Phase 2 : Développement des modèles, étude des produits chimiques

Le modèle hydrodynamique tridimensionnel MARS3D de l’IFREMER a été appliqué à la Manche et à la façade Atlantique afin de simuler les conditions hydrodynamiques de transport et de mélange des polluants dans le milieu marin. Des modèles régionaux à résolution spatiale plus fine ont permis de prendre en compte les spécificités locales de l’hydrodynamisme.

Sur la base de la sélection des produits chimiques obtenus en phase 1, un travail de recensement des données existantes, des propriétés physico-chimiques et écotoxicologiques des produits rejetés en mer a été réalisé. Ce travail a eu pour but de définir, d’une part le comportement et le devenir de ces produits dans l’hypothèse d’un rejet accidentel en mer (produit flottant, coulant, s’évaporant et se dissolvant), d’autre part leurs effets potentiels sur la faune et la flore marines, ainsi que de leur capacité de bioaccumulation dans la chaîne alimentaire.

Une modélisation de la dispersion atmosphérique générée par l’évaporation du produit chimique à la surface de l’eau a été développée. La modélisation de la dispersion atmosphérique d’un gaz proposée dans le logiciel CLARA consiste en une approche gaussienne de type « bouffée ». L’objectif de cette simulation est une évaluation rapide et simple des effets potentiels sur l’homme d’une dispersion atmosphérique d’un gaz toxique issu de l’évaporation d’un polluant à la surface de l’eau. L’évaluation des effets sur l’homme se traduit par le tracé de courbes d’isoconcentration relatives à l’IDLH (Immediatly Dangerous to Life or Health).

Phase 3 : Développement informatique

Cette phase a permis la mise en forme informatique de l’outil CLARA : l’interface de saisie des données, le module produits et l’interface visualisation des résultats grâce à un « viewer » dédié à la problématique. Une attention particulière a été apportée à l’ergonomie de l’interface en vue de son utilisation en situation opérationnelle (saisie des données assistée et prédictive, aide en ligne, rapidité d’exécution, langue française…).

Phase 4 : Validation et expertise

Dans cette dernière phase, l’outil final CLARA a pour objectif les tests en situation de crise simulée. Ces tests sont basés sur des cas réels de pollutions déjà documentées afin de valider et sécuriser le logiciel. Des réunions regroupant les utilisateurs finaux et les experts des différents domaines rattachés au projet (pollution marine, S.I.G. …) doivent permettre de proposer des corrections de développement de CLARA en vue de leur agrément.

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4 - Résultats obtenus :

Phase 1 : Analyse de l’existant

Cette phase n’a rencontré aucun incident technique et s’est déroulée dans les délais

Rapport :

GOURIOU V., LE FLOCH S., 2004, Modélisation du déversement d’un produit chimique, Rapport CEDRE, 28 p.

GOURIOU V., CABIOH’C F., LE FLOCH S., 2004, Cahier des charges fonctionnel CLARA, Rapport CEDRE, 22p.

Phase 2 : Développement des modèles, étude des produits chimiques

Les parties élaboration des données physico-chimiques et modélisation hydrodynamique n’ont pas rencontré de problèmes spécifiques. Concernant la modélisation du comportement des produits chimiques en mer, le projet a pris du retard par manque de compétences sur le sujet et seul quatre comportements ont été retenus (coulant, flottant, s’évaporant et se dissolvant). A l’heure actuelle il manque une approche expérimentale permettant de valider les lois de dégradation des produits implémentées dans le projet CLARA. La conséquence de ce retard a été un décalage dans le temps des taches suivantes (modélisation évaporation, développement, validation et expertise).

Rapport :

POUS S., 2004, Modélisation hydrodynamique dans le cadre du projet CLARA, Rapport IFREMER, 147 p.

JAFFRENOU C., LE FLOCH S., 2004, Modélisation du devenir de substances chimiques déversées accidentellement dans l’environnement marin, Rapport CEDRE, 77 p.

JAMES A., MARCHAND M., 2005, Données sur les substances chimiques dans le cadre du projet CLARA, Rapport IFREMER/INERIS cellule ARC, 61 p.

POUS S., 2004, 2005, Elaboration d’un module 0D pour simuler le vieillissement d’un produit chimique, Rapport IFREMER, 15 p.

ROULT DAUMAX S., DUSSERRE G., 2004, Spécification des modèles d’évaporation pour le projet CLARA, Rapport EMA, 10 p.

BONY-DANDRIEUX A., APRIN L., 2006, Les mécanismes de la dispersion atmosphérique dans le cadre du projet CLARA, Rapport EMA, 26 p.

Phase 3 : Développement informatique

La partie interface de gestion des scenarios n’a pas rencontré de problèmes majeurs. Concernant l’utilisation d’un S.I.G pour l’affichage des résultats, il s’est avéré que ceux-ci ne sont pas adaptés à la visualisation dynamique des fichiers netcdf générés par les modèles de l’Ifremer (temps de chargement trop long). Cette impasse technique a conduit au développement d’un « viewer » spécifique au projet CLARA permettant de réaliser des animations fluides des concentrations de produits à différents niveaux de profondeur, de visualiser les iso-concentrations de toxicité (PNEC et IDLH),...

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Rapport :

APRIN L., TENA-CHOLLET F., 2006, Le logiciel CLARA, Rapport EMA, 12 p.

Phase 4 : Validation et expertise

La phase de validation concernant le « debogage » des programmes de modélisation hydrodynamique et physico-chimique a été réalisée et terminée durant le premier semestre 2007. Une série de tests en situation de crise est programmée pour le dernier semestre 2007 ainsi qu’une validation du logiciel CLARA par comparaison avec un autre outil de modélisation (CHEMMAP).

5 - Exploitation des résultats :

Le logiciel CLARA appartient à l’ensemble du consortium et chaque partenaire est libre d’utilisation. Après validation, il sera proposé d’intégrer le logiciel CLARA à la suite logicielle du CEDRE qui est utilisée en cas d’intervention.

Deux articles dans des revues scientifiques internationales sont en cours d’écriture pour valoriser le travail de recherche effectué dans le cadre du projet CLARA.

Communications :

APRIN L., BONY-DANDRIEUX A., JAMES A., MARCHAND M., GOURIOU V., LE FLOCH S., POUS S., LAZURE P., (2006), Projet CLARA : Calculs Liés Aux Rejets Accidentels en mer, Compte rendu de fin de recherche d’opération novembre 2006, Convention ARMINES-MJENR, Décision d’aide n°03G287, 196p.

APRIN L, BONY-DANDRIEUX A, DUSSERRE G, CABIOC’H F, GOURIOU V, LEGRAND S, LAZURE P, POUS S, MARCHAND M, JAMES A, DANIEL P 2006, " Le projet CLARA : un système d’aide à la lutte contre les pollutions chimiques accidentelles en milieu marin, Préventique Sécurité, 87 : 31-37

APRIN L., BONY-DANDRIEUX A., DUSSERRE G., CABIOC’H F., GOURIOU V., LEGRAND S., LE FLOCH S., LAZURE P., POUS S., MARCHAND M., JAMES A., DANIEL P. 2006, CLARA: An integrated project to analyse and determine the consequences of a chemical spill on west French coast, ESREL 2006, Safety and Reliability for Managing Risk 18-22 September 2006 – Estoril, Portugal, p.2225-2231

JAMES A., 2005, Development of an operational software to model the accidental releases of chemicals floating or running, soluble or insoluble and mixed products: CLARA, Calculation related to accidental releases in seawater. (Mise au point d’un logiciel opérationnel de modélisation des rejets accidentels de produits chimiques flottants ou coulants, solubles ou insolubles et de produits mixtes : CLARA, Calculs Liés Aux Rejets Accidentels en mer), rapport IFREMER.

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JAMES A. & MARCHAND M., 2005, Marine hazard assessment based on existing exotoxicity data : a challenge for scientists ? Oral Presentation. Platform session TU5-2 : Marine ecological risk assessment. 15th Annual Meeting of SETAC Europe. 22-26 May 2005, Lille, France.

6 – Perspectives :

Le projet CLARA a permis de développer un ensemble de compétences relatives à la problématique des pollutions marines par des produits chimiques. L’ensemble des modèles numériques a été regroupé dans une interface graphique adaptée à l’utilisateur pour la gestion de crise. Cette interface permet de réaliser un scénario de déversement, d’exécuter des simulations hydrodynamiques et physico-chimiques puis d’analyser les résultats au moyen d’un visualiseur spécialement développé pour cette application.

Le projet CLARA nécessite encore du développement notamment au niveau de la validité des cinétiques de dégradation des produits. Le projet CLARA 2 doit notamment résoudre ce problème en proposant une série de mesures expérimentales en laboratoire et in-situ.

Ce type d’outils peut être utilisé à la formation des services de secours pour (scenarii d’accident, types de produits, moyens d’interventions...) mais aussi par les professionnels de la mer (société de travaux maritimes,...) pour l’analyse des conséquences lors d’une fuite sur une conduite ou la récupération de produits sur une épave.

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- Projet CONCHPOL - Protection des installations conchylicoles contre les pollutions accidentelles

Chef de projet

Littoralis (Pôle Analytique des Eaux, Micromer, Nasca Géosystèmes, Hocer, Actimar)

[email protected]


Gaël DURAND

Littoralis BP 52 29280 PLOUZANE

Tel 02 98 34 11 00 e-mail: [email protected]

Partenaires N° Partenaire


P1 UBO IUEM Marcel LE PENNEC Tel : 02 98 49 86 41 Fax : 02 98 49 86 09 [email protected]

P2 CEDRE Marc LAVENANT Tel : 02 98 33 10 10 Fax : 02 98 44 91 38 [email protected]

P3 SRC Bretagne Sud Alain DREANO Tel : 02 97 24 00 24 Fax : 02 97 24 31 40 [email protected]

Date de labellisation: 21 juin 2002

Dates de réalisation: du 22 novembre 2002 au décembre 2005

RITMER RITEAU

Budget (€ TTC) Subvention (€ TTC) Budget (€ TTC) Subvention (€ TTC)

Littoralis 467 660 233 830 51 515 25 757

UBO 66 715 66 715 23 784 23 784

CEDRE 69 475 27 790

SRC Bretagne sud 50 605 25 302

Total 654 455 353 637 75 299 49 541


Enjeux :

L'origine de ce projet provient de la volonté des conchyliculteurs, de trouver les solutions techniques pour se protéger des accidents maritimes (dégazages, accidents…), accidents terrestres (accidents

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météorologiques, industriels…) ou accidents littoraux (fuites, arrivées ponctuelles de produits toxiques…) se produisant régulièrement autour de leurs élevages (et y remédier éventuellement); la zone particulièrement sensible est celle des parcs et bassins à proximité de la zone de balancement des marées.

Cet espace public que constitue la zone intertidale est par tradition un espace de liberté plus ou moins rigoureusement surveillée. Les conchyliculteurs ne disposent actuellement d'aucunes protections techniques sérieuses, de façon fixe, pour leurs coquillages contre toutes ces pollutions.

Afin de cerner les différentes problématiques, trois sites ont été choisis par rapport aux risques probables prédominants terrigènes et maritimes :

- une zone estuarienne : la rivière de Bélon

- une zone fermée : le golfe du Morbihan

- une zone ouverte : la baie de Quiberon:

Objectifs :

L’objectif général du projet CONCHPOL est d’identifier et de préconiser des solutions de protection des bassins conchylicoles contre les pollutions accidentelles, qu’elles soient marines ou d’origine terrestre, dans un contexte de sensibilité extrême de l’opinion publique aux accidents maritimes polluants, à la pollution des eaux continentales et à la qualité des aliments, attisée dans toute l’Europe par les crises de ces dernières années. Aujourd’hui, les efforts de la profession conchylicole peuvent être réduits à néant par des événements hors de leur contrôle, parce que ni la prévention ni la lutte contre ces accidents n’offrent de solution solide.

Les solutions envisageables sont composées d’innovations technologiques et aussi de méthodes de gestion des risques, chacune constituant une réponse à certains types de risques. Plusieurs technologies ont été étudiées en vue d’une adaptation ou de compléments de développement (des détecteurs chimiques, électroniques ou biologiques de pollutions accidentelles) ; un système d’alerte et une organisation de transmission rapide de l’information ; des systèmes de protection rapprochée et de filtration ; … et un outil d’aide à la décision face aux risques.


La démarche a été d’identifier sur les trois sites, les zones les plus exposées aux risques potentiels de pollutions accidentelles.

Un diagnostic sur les bassins versants et le littoral a été réalisé :

- synthèse des données bibliographiques sur la qualité des eaux (physico-chimie, micropolluants, microbiologie) (Littoralis : Pôle Analytique des Eaux, Micromer)

- résultats des prélèvements réalisés dans le projet (physico-chimie, micropolluants, microbiologie) (Littoralis : Pôle Analytique des Eaux, Micromer)

- synthèse sur la circulation des eaux, (Littoralis : Actimar)

Une évaluation des risques liés à l’existence d’activités potentiellement polluantes a été menée :

- Sur les bassins versants un recensement des activités industrielles et leurs risques, (Littoralis : Pôle Analytique des Eaux)

- Sur le littoral, une analyse des trafics maritimes et un historique des accidents survenus lors du transport ou stockage de produits potentiellement polluants sur le bassin versant ou en milieu marin ont été menés, afin d’évaluer les risques induits (CEDRE).

La typologie des exploitations ostréicoles a permis de caractériser plusieurs systèmes de fonctionnement, avec des risques différents (UBO IUEM).

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L’impact biologique des polluants sur les coquillages et l’utilisation de bio-indicateurs ont été évalués par :

- développement de biomarqueurs chez l’huître

- diagnostic immunologique chez l’huître

- recherche d’autres espèces indicateurs de pollution (TBT). (RITEAU)

L’analyse des informations (données qualité, données de localisation d’installations, cadastre ostréicole….) obtenues a été réalisée grâce à des outils cartographiques-SIG permettant de prendre en considération des facteurs topographiques – distance au cours d’eau ou au rivage, pente, nature de la couverture du sol, etc… - susceptibles d’atténuer ou d’augmenter la vitesse de propagation du polluant vers le milieu naturel, afin de modéliser certains risques.

L’ensemble des informations a permis d’obtenir un Viewer, permettant d’estimer un risque et ainsi de réaliser un outil d’aide à la décision (Littoralis : Nasca Géosystèmes).

Cet outil a reçu le Géo D’Or, Prix du public au salon Géo Evénement 2004

En parallèle, l’intérêt a aussi porté sur les outils de prévention :

- procédures d’alerte et d’intervention (CEDRE)

- maquette d’une plaquette informative sur les pollutions accidentelles de faible et moyenne ampleur

- maquette d’un mémento de gestion d’une alerte à l’usage des sections régionales conchylicoles

- étude des appareils d’analyses destinées à la surveillance des zones conchylicoles (Littoralis : Hocer)

- station d’alerte

- test in situ d’un système d’alerte l’AQUAPOD (Littoralis : Hocer)

- Sur les actions préventives à mettre en place (partenarial)

- et sur les matériaux de protection : (CEDRE)

- les techniques générales de protection à mettre en place

- les traitements spécifiques des hydrocarbures

- les matériaux testés : naturels (fibre de coco, paille, coquilles d’huîtres)

mousses, géotextiles non-tissés, charbon actif, textiles tissés,

flocons d’emballage (PSE), absorbants hydrocarbures

Tout au long du projet la profession a été associée au déroulement par le relais des 3 sites pilotes et par la Section Régionale Conchylicole Bretagne Sud.

Rapports intermédiaires RITMER et RITEAU détaillant les différents travaux effectués :

Rapport d’étape février 2004

Rapport d’étape mai 2005

Rapport final

- Poster CONCHPOL pour le colloque « suivi de l’Erika »

- Participation au colloque RITMER Pollutions marines accidentelles et conséquences écologiques

Rapports de stage :

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Couzigou Benjamin, 2003, étude du trafic maritime dans la zone comprise entre Penmarc’h et Nantes-Saint Nazaire : analyse préliminaire des risques de pollutions accidentelles des trois sites pilotes du projet CONCHPOL, MST Géoarchitechture, CEDRE, Université de Bretagne Occidentale.

Couzigou Benjamin, 2003, maquette d’un mémento de gestion d’une alerte pollution à l’usage des sections régionales conchylicoles

Guglielmi Marie-Anne, 2004, Les risques industriels et les risques liés aux pesticides dans le cadre du programme CONCHPOL, DESS Expertise et Gestion des littoraux, Pôle Analytique des Eaux, Université de Bretagne Occidentale.

Robert Marie-Jeanne, 2004, étude des matériaux de filtration utilisables en cas de contamination de la colonne d’eau par des particules d’hydrocarbures, UTT, CEDRE, Université de technologie de Troyes.

Publications :

Auffret, M. (2005), Bivalves as models for marine immunotoxicology. Investigative immunotoxicology, models & approaches in Immunotoxicology. H. Tryphonas, M. Fournier, B.R.Blakley, J. E. G. Smits and P. Brousseau, CRC Press: 29-48.

Matthieu B. Duchemin, Michel Fournier, Michel Auffret, Seasonal variations of immune parameters in diploid and triploid pacific oysters, Crassostrea gigas (Thunberg), (soumis à la revue Aquaculture)

Communication orale: Duchemin M., Fournier F., Auffret M. Variations saisonnières des paramètres immunitaires individuels d’huîtres creuses, Crassostrea gigas. SETAC St Laurent, Montréal, 2005

Communication :

- Des réunions ont été organisées tout au long du projet afin d’informé les ostréiculteurs, sur les trois sites choisis (8)

- Un petit journal : Info CONCHPOL a été distribué lors des réunions, aux ostréiculteurs afin de synthétiser les résultats (et en dépôt à la SRC)

- Encart dans la revue Baies et Rias, revue trimestrielle de la Section Régionale Sud-Bretagne.

- Des fiches de présentation du projet CONCHPOL ont été réalisées en français et en anglais, et diffusées lors de nombreux colloques, auxquels ont participé les partenaires :

Eurolittoral, Pollutec, Sea tech week, lors de missions à l’étranger : Qingdao, Chine ; Alger, Algérie, …


• Rapport sur le diagnostic sur les bassins versants et le littoral

• maquette d’une plaquette informative sur les pollutions accidentelles de faible et moyenne ampleur

• maquette d’un mémento de gestion d’une alerte à l’usage des sections régionales conchylicoles

• rapport sur les appareils d’analyses destinées à la surveillance in situ

• rapport des tests d’une station d’alerte en milieu marin

• rapport sur les actions préventives à mettre en place

• rapport sur les matériaux de protection

• Viewer : compilant l’ensemble des données générées et collectées dans le projet

et permettant d’estimer un risque pour la zone conchylicole et ainsi de réaliser un outil d’aide à la décision. Le Viewer développé a reçu le Géo D’Or, Prix du public au salon Géo Evénement 2004

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Concernant l'état des huîtres, les résultats ont permis le développement de biomarqueurs et la mise au point d'un diagnostic immunologique.

Le projet a permis d'établir des fiches d'information à l'intention des ostréiculteurs sur les problèmes de pollutions et de leur impact sur les huîtres.

Les travaux ont permis d'établir des outils de prévention qui n'existaient pas par:

• Des développements de plans communaux de lutte en liaison avec les SRC (infra-Polmar ou volet pollutions accidentelles des eaux du plan communal de sauvegarde) (les porteurs seraient les communes ou des collectivités de communes).

• des maquettes de mémento d’alerte et d’intervention

• une validation de la station d’alerte l’AQUAPOD en milieu marin

• des fiches techniques définissant des actions à mettre en place et les matériaux de protection utilisables en cas d'alerte

A l'issue des travaux un Viewer a été mis à la disposition de la profession:

• d’estimation d'un risque

• d'aide à la décision

Ce Viewer a été à l'origine du développement en cours d'un site internet accessible aux professionnels en temps réel.


Publications :

Auffret, M. (2005), Bivalves as models for marine immunotoxicology. Investigative immunotoxicology, models & approaches in Immunotoxicology. H. Tryphonas, M. Fournier, B.R.Blakley, J. E. G. Smits and P. Brousseau, CRC Press: 29-48.

Matthieu B. Duchemin, Michel Fournier, Michel Auffret, Seasonal variations of immune parameters in diploid and triploid pacific oysters, Crassostrea gigas (Thunberg), (soumis à la revue Aquaculture)

Communication orale: Duchemin M., Fournier F., Auffret M. Variations saisonnières des paramètres immunitaires individuels d’huîtres creuses, Crassostrea gigas. SETAC St Laurent, Montréal, 2005

Communication :

- Des réunions ont été organisées tout au long du projet afin d’informé les ostréiculteurs, sur les trois sites choisis (8)

- Un petit journal : Info CONCHPOL a été distribué lors des réunions, aux ostréiculteurs afin de synthétiser les résultats (et en dépôt à la SRC)

- Encart dans la revue Baies et Rias, revue trimestrielle de la Section Régionale Sud-Bretagne.

- Des fiches de présentation du projet CONCHPOL ont été réalisées en français et en anglais, et diffusées lors de nombreux colloques, auxquels ont participé les partenaires :

Eurolittoral, Pollutec, Sea tech week, lors de missions à l’étranger : Qingdao, Chine ; Alger, Algérie.

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6 – Perspectives

• A la fin du projet un regroupement avec les équipes du projet MOREST a été réalisé pour créer et présenter le projet QUALIMER au Pôle Mer : Qualité des ressources biologiques côtières et de leur milieu: évaluation des risques et aide à la décision.

Ce projet vise à la durabilité de l’exploitation des ressources biologiques marines par l’évaluation des conditions de risques pouvant affecter ces ressources, par la prévision des évènements et par leur prévention.

Le projet a été labellisé le 16 décembre 2005, des recherches de financements ont été faites mais pour cela il a fallu redécouper le projet selon les financeurs FCE, ANR. Alors que le projet avait été conçu avec une imbrication complémentaire entre la recherche, les PME et les professionnels.

• Le développement de plans communaux de lutte en liaison avec les SRC (infra-Polmar ou volet pollutions accidentelles des eaux du plan communal de sauvegarde) (les porteurs seraient les communes ou des collectivités de communes).

• La conception et l’édition des dépliants de sensibilisation à l'intention des pêcheurs et des plaisanciers sur les méfaits des négligences dans l'utilisation des stations service marine et sur les techniques simples pour limiter les petits déversements ou prendre des mesures de prévention des pollutions lors des opérations de carénage de bateaux hors chantier naval.

• un site Internet en développement accessible aux professionnels en temps réel pour l'aide à la décision en préventif et en curatif suite à pollution.

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- Projet CONTINMAR - Contingencia ante vertidos marinos accidentales (préparation à la lutte contre les déversements marins accidentels)

PARTICIPATION FRANCAISE AU PROJET

Chef de projet

Général : CETMAR - Centro tecnologico del Mar

fondation sous tutelle de la communauté autonome de Galice

Pour la partie Ritmer: CEDRE Brest

Responsable du projet (partie RITMER)

Michel GIRIN

CEDRE 715, rue Alain Colas CS 41836 29218 BREST CEDEX 2

Tél. 33(0)2 98336720 Fax 33(0)298449138 e-mail: [email protected]

Partenaires

CETMAR - Centro tecnologico del Ma

CEDRE - Centre de documentation, de recherche et d’expérimentations sur les pollutions accidentelles des eaux

SM - Salvamento Maritimo (ex SASEMAR), société d’Etat de sauvetage maritime et de lutte antipollution, sous tutelle du ministère chargé des transports

IEO – Instituto Espanol de Oceanografia, institut d’Etat, sous tutelle du ministère de l’agriculture et de la pêche

UV – Universidade de Vigo : Departamentos de Física aplicada de Ingeniería química, y Escuela técnica de Ingenieros Industriales

IDEGA -USC– Instituto Universitario de Estudos e Desvolvemento de Galicia, dépendant de l’Université de Saint-Jacques de Compostelle

CIMA – Centro de Investigacions marinas, centre sous tutelle de la Direction des pêches de la communauté autonome de Galice

ETSIN, UPM – Escuela Tecnica Superior de Ingenieros Navales de la Universidad Politécnica de Madrid, sous tutelle du ministère chargé de l’éducation

CSIC – Consejo Superior de Investigaciones Ciéntificas, organisme sous tutelle du ministère chargé de la Recherche

ICG - USC– Instituto Gallego de Cerámica, dépendant de l’Université de Saint Jacques de Compostelle


Dates de réalisation: Rapport final remis en octobre 2006

Budget total: projet espagnol CONTINMAR : inconnu

Montant des aides: contribution française: 101 000 € HT aide Ritmer: 77 799 € HT

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Le projet CONTINMAR a pour sous-titre : « Perfectionnement et intégration des connaissances, produits, protocoles et systèmes d’information pour l’amélioration des plans de lutte ». Il est financé par le ministère espagnol de la Recherche, dans le cadre du programme national généré par l’accident du Prestige. Il est né de la constatation que la Galice ne possédait toujours pas, au moment de faire face à la pollution du Prestige, de plan de lutte digne de ce nom, alors qu’elle avait vécu en moins de 30 ans trois accidents majeurs de pétroliers. Elle disposait par contre d’un grand nombre de ressources scientifiques et techniques, dont les compétences pouvaient être fédérées pour concevoir et mettre en forme un système plus moderne et plus performant, dans le cadre d’une recherche interdisciplinaire intégrée. Souhaitant éviter de réinventer ce qui existait déjà à l’étranger, les concepteurs du projet l’ont axé sur l’identification des acquis transférables dans la spécialité de chacun des partenaires, sur leur adaptation au contexte galicien et sur leur enrichissement, pour finalement construire un ensemble cohérent.

Le partenariat du Cedre dans le projet trouve sa justification par les rôles qu’il a joué lors de la catastrophe du Prestige comme référence informative auprès des autorités et du public espagnols et comme structure de relation scientifique entre la France et l’Espagne. Il représente une opportunité exceptionnelle de valorisation de notre savoir faire et plus largement d’échange d’expérience.


Le contribution du Cedre à Continmar s’intégrait prioritairement dans les tâches 1 (coordination et adéquation aux besoins nationaux) et 9 du projet (prise en compte de la réglementation et des besoins de formation) avec des contributions occasionnelles aux autres tâches (exploitation des accidents passés et des plans existants, connaissance du polluant et de son évolution dans le milieu,: méthodes et outils de détection et de prévision de dérive du polluant, systèmes et produits de dispersion et de bioremédiation, techniques, matériels et systèmes de gestion et de documentation de la lutte à terre, stockage, évacuation, traitement et élimination de déchets, techniques et procédures d’analyse coût bénéfice économique et social).

Le Directeur et la chargée de projet ont participé de mars 2005 à juillet 2006 à 6 réunions du projet, puis, après clôture du projet RITMER, à une table ronde de valorisation des résultats (décembre 2006). A l’occasion de ces réunions et entre elles, le Cedre a mis à la disposition du projet les documents listés ci-dessous pour adaptation et traduction en espagnol avant mise en ligne sur le Portail CONTINMAR :

Alimentation de la base de données accidents concernant l’Espagne et transfert de données fabricants

Références des normes françaises applicables aux produits dispersants et absorbants, règles françaises pour l’agrément des dispersants, liste des dispersants validés par le Cedre pour les eaux douces et marines, guide dispersants.

Fiches techniques lutte à terre et lien vers site Cedre, guide du nettoyage du littoral : description des techniques de lutte, des différents types de côtes, des différents types de pétrole et matrices de choix de la technique adaptée

Recensement des formations existant en Espagne et en France et aux niveaux européen et international, programmes de formations du Cedre.

Guide du décideur face à une pollution accidentelle, guide de gestion des matériaux pollués et polluants issus d’une marée noire, guide d’observation aérienne, guide de révision des plans Polmar, guide du suivi écologique

CDs Archivage Erika et Prestige

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Deux stagiaires espagnols ont été accueillis au Cedre dans le cadre de CONTINMAR. Le premier a été un docteur en droit, enseignant chercheur à l’Université de la Corogne, durant 7 mois, afin de réaliser une recherche documentaire sur la sécurité maritime et la prévention de la pollution marine. Le second a été une jeune galicienne en deuxième année de mastère, pendant 8 mois, dans le cadre d’une bourse de deux fondations galiciennes, pour des données concernant les accidents en péninsule ibérique, les formations existantes en matière de sauvetage maritime et de lutte antipollution, la définition d’indices de sensibilité du littoral.


Le premier résultat de cette collaboration a été une diffusion exceptionnelle des produits du Cedre dans le cadre espagnol et le renforcement considérable du relationnel créé pendant l’accident du Prestige. Nous avons pu développer grâce à ce projet un réseau de relations professionnelles d’une toute autre dimension que l’embryon qui existait avant la crise du Prestige.

Un second résultat a été une vague d’invitations :

- à faire des présentations dans des colloques en Espagne, en particulier un représentant du secrétariat général de la mer français et le Directeur du Cedre en novembre 2005, dans un colloque sur la gestion des pollutions marines à la Corogne ;

- à signer des conventions de coopération, en particulier avec l’université de la Corogne et le centre technique du ministère de l’équipement et des transports ;

- A fournir des textes pour des ouvrages en co-écriture, en particulier un ouvrage de synthèse sur la gestion des pollutions marines publié en 2006 : « Estudios sobre el regimen juridico de los vertidos de buques en el medio marino »

Un troisième résultat a été le renforcement de notre base de données accidents, avec l’acquisition de nombreuses informations sur les accidents ayant affecté la péninsule ibérique et l’ouverture sur notre site Internet, d’un accès géographique aux accidents de cette zone.

Enfin, la mise à disposition de nombreux documents nous a donné en échange accès à :

- des plans de lutte non accessibles autrement,

- des études de retour d’expérience complémentaires à nos propres études,

- des bases de données sur l’accident du Prestige venant compléter nos propres données,

- des résultats intermédiaires de recherches en cours, parallèles à nos propres programmes.


Le projet a permis de créer une coopération Franco-Espagnole ouverte et efficace alors qu'elle était difficile au moment du Prestige.

Dans la cadre du projet plusieurs standards Cedre, test de toxicité des dispersants, outils d'expérimentation, indices de sensibilité du littoral, ont été retenus par les autorités espagnoles.

En outre le projet a permis la traduction en espagnol et l'adaptation de guides du Cedre actuellement accessibles par internet.


Les échanges et le relationnel développés dans le cadre de ce projet ont conduit le Cedre à rejoindre plusieurs partenaires de CONTINMAR dans d’autres projets. On en signalera trois ici : ESEEO, EROCIPS et la collaboration avec le CEDEX.

Le projet espagnol ESEEO de développement d’une capacité nationale de services d’océanographie opérationnelle (dérive de nappes en mer), a été suivi par le Cedre en observateur, sur ses fonds propres,

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en extension de l’implication dans CONTINMAR, avec mise à disposition de bouées dérivantes dans deux exercices de validation. Il nous a donné accès à de très intéressants résultats de confrontation modélisation-réalité. (ESEEO inclus une partie équivalente de Mothy, testé Méditerranée et Golfe de Gascogne)

Le projet européen de coopération interrégionale en matière de préparation à la lutte contre les marées noires EROCIPS, financé par le programme Interreg et visant à harmoniser les approches stratégiques et techniques de la lutte à terre entre régions littorales d’un même ensemble maritime (le golfe de Gascogne et ses approches), intègre une participation du Cedre comme opérateur pour les régions françaises de l’arc atlantique. Il continue et complète CONTINMAR, en plaçant le Cedre dans une position de conseil technique indiscutable auprès de ces régions

Une collaboration avec le CEDEX pour la définition et la mise en place d’un test national espagnol de mesure de la toxicité des dispersants, démarqué du test français et compatible avec lui, a conduit le Cedre à reprendre directement en mains la mise en œuvre du test national, normalisé Afnor. Cette collaboration est en cours d’élargissement.

6 – Perspectives

La relation très positive et très ouverte développée avec de nombreux interlocuteurs espagnols dans le cadre de CONTINMAR est fondamentale en cas de nouvelle marée noire transfrontalière : elle nous assure de pouvoir mettre en œuvre une collaboration franche, large et directe à la prochaine crise. La poursuite des relations devrait permettre à terme de faciliter considérablement des convergences de choix techniques, permettant des échanges faciles et une collaboration constructive lors d’une nouvelle situation d’urgence.

Cette collaboration ne s’est donc pas arrêtée avec le projet. L’outil de base de cette poursuite des relations est aujourd’hui le projet EROCIPS : plusieurs actions engagées dans CONTINMAR mais non achevées sont maintenant en cours de développement dans EROCIPS.

Ainsi, la composante de CONTINMAR sur l’exploitation des accidents passés et des plans existants pour le perfectionnement d’outils et de stratégies de lutte en mer s’affine dans EROCIPS à travers le sous projet « Information pour la lutte », qui implique le développement de stratégies de protection et de nettoyage, avec fixation de priorités temporelles et spatiales. La composante de CONTINMAR sur les systèmes de produits de dispersion et biodégradation et leurs critères d’application trouve sa poursuite partielle dans le sous projet d’EROCIPS « Ressources de la lutte », qui implique un inventaire des moyens humains et matériels de lutte disponibles pour l’usage des zones atteintes et de l’expertise accessible. La composante de CONTINMAR sur les méthodes et outils de détection et de prévision de dérive du polluant et sur leur exploitation par système d’information géographique trouve sa poursuite dans le sous projet d’EROCIPS « Modélisation », qui a pour objet de doter chaque région participante d’une cellule de prévision de dérive des nappes mettant en œuvre un modèle performant et bien adapté. La composante de CONTINMAR sur les techniques, matériels et systèmes de gestion et de documentation de la lutte à terre trouve sa poursuite dans le sous projet d’EROCIPS “Gestion de l’information” qui vise à mettre en place des réseaux de communication en temps réel, allant jusqu’à l’information du grand public.

Moins scientifique, plus opérationnel et plus régionalisé, EROCIPS n’est en aucun cas un CONTINMAR bis. Mais les applications de l’un vers l’autre sont évidentes et, de même que CONTINMAR a servi de fil rouge à la relation entre le Cedre et de multiples partenaires espagnols en 2005-2006, EROCIPS rend le même service en 2006-2007.

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- Projet DESEMULSIFICATION - Désémulsification pour procéder à la séparation des résidus d’une pollution marine par des produits pétroliers

Chef de projet

Université de Pau


Alain GRACIAA

BP 1155 64013 Pau Cedex

Tel 05 59 40 76 83 e-mail [email protected]

Partenaires

N° Partenaire


P1 UNIVERSITE DE PAU Patrick BOURIAT Tel : 05 59 40 76 80 Fax : [email protected]

P2 ATOFINA TOTAL PETROCHEMICALS

Maurice BOURREL Tel : Fax [email protected]

P3 UNIVERSITE DES ANDES (LABORATOIRE FIRP) Venezuela

Jean Louis SALAGER

Tel : Fax : [email protected]

Date de labellisation: 4 février 2004

Dates de réalisation: de novembre 2004 à novembre 2006

Budget total: 122 884 € TTC Montant de l’aide: 122 884 € TTC


Procéder à la séparation des résidus d’une pollution marine par des produits pétroliers

Le programme des travaux subventionnés concerne les objectifs suivants :

- Etudier la stabilité des émulsions modèles asphaltées en fonction de la composition du solvant huileux et de l’eau émulsionnée (salinité).

- Optimiser le choix du tensioactif, pour trouver une molécule ou un mélange capable de déstructurer le film d’asphaltènes et d’amener l’ensemble à une formulation optimale proche de la zone d’inversion de phase, laquelle correspond à une démulsification optimale.

- Améliorer le démouillage du sable par le pétrole.

3 - Travaux effectués I Nous avons cherché à expliquer pourquoi les émulsions pétrolières sont si stables en comparaison avec celles obtenues avec des tensio-actifs conventionnels. Pour cela, nous avons cherché une relation entre le comportement rhéologique d’une interface eau/fluide pétrolier et la stabilité de l’émulsion

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correspondante et ce, pour trois coupes de distillations du brut. La rhéologie interfaciale a été effectuée avec un tensiomètre interfacial Tracker de IT Concept. Les stabilités des émulsions ont été évaluées avec la technique des bottle-tests.

II Une fois le lien entre propriétés rhéologiques de l’interface/stabilité établi, nous avons cherché à évaluer, toujours par rhéologie interfaciale, la perturbation engendrée par l’ajout d’un agent déshydratant.

III Afin d’optimiser l’usage des tensio-actifs comme agent démulsifiant, nous avons effectué des mesures systématiques de la stabilité des émulsions eau/huile asphalténée en faisant varier la concentration en démulsifiant et en asphaltènes. A cette occasion, nous avons évalué l’influence de divers tensio-actifs de diverses familles ainsi que l’influence de la phase huileuse sur la formulation optimale donnant la meilleure séparation de l’eau.

IV En ce qui concerne le démouillage des solides (sable), les expériences ont été réalisées au Vénézuéla dans le laboratoire FIRP de M Salager. Ces expériences consistent à produire des émulsions eau dans huile asphalténée en présence de solides et d’observer la déviation, quant à la stabilité, par rapport aux émulsions sans solides. Enfin, des mesures d’angle de contact de systèmes silice/eau/huile ont été effectuées à Pau et au Vénézuela.

L'étude de l'influence de la composition de la phase aqueuse n'a pas été conduite compte tenu que les émulsions obtenues étaient déjà très stables sans sel, ce dernier étant considéré comme ne modifiant pas de manière significative le comportement.

Les parties I, II et III ont été réalisées au laboratoire des fluides complexes de l’université de Pau.


(Les points suivants font référence aux points précédents.)

I Nous avons démontré que les émulsions stables sont celles qui présentent une rhéologie interfaciale caractéristique d’un gel au point de gel. Ce gel au point de gel peut se former, non seulement par agrégation colloïdale des asphaltènes mais aussi par celle des autres très grosses molécules présentes dans le brut. Les gouttelettes d’eau qui forment l’émulsion sont donc recouvertes d’un véritable « filet » formé par l’agrégation d’espèces précipitées présentes dans le brut, ce qui entraîne leur très grande stabilité.

II Lors de l’ajout d’un déshydratant contenant des POE, on constate qu’il est possible de se « débarrasser » de ce filet d’asphaltènes. En effet, on ne le voit plus d’un point de vue rhéologique. Un tel comportement est à rapprocher du phénomène de déplacement orogénique de protéines à l’interface eau/air par un tensioactif hydrophile.

III Nous avons mis en évidence expérimentalement l’influence du HLB du déshydratant sur la stabilité des système eau/huile. Plus le HLB est grand, moins il faut de déshydrant pour amener le HLB interfacial (balancé par celui des asphaltènes) près de la formulation optimale. Nous avons aussi montré que plus le solvant huileux est polaire, moins il faut de déshydratant pour déstabiliser l’émulsion.

IV Nous avons constaté le rôle stabilisateur des solides lorsque ces derniers sont a la fois mouillés par l’eau et l’huile. Pour les ôter de l’interface (et les laver de l’huile) il faut impérativement les rendre mouillants par l’usage d’un tensio-actif hydrophile. Ce point est encore en cours de développement.


Les résultats permettent d'expliquer pourquoi les émulsions pétrolières sont si stables. Il a été démontré que les émulsions stables sont celles qui présentent une rhéologie interfaciale caractéristique d’un gel au point de gel. Les gouttelettes d’eau qui forment l’émulsion sont donc recouvertes d’un véritable « filet » formé par l’agrégation d’espèces précipitées présentes dans le brut.

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Il a été constaté lors de l’ajout d’un déshydratant contenant des POE, qu’il est possible de se « débarrasser » de ce filet d’asphaltènes et démontré une corrélation entre un maximum local de tension interfaciale et l’instabilité de l'émulsion.

Concernant l’usage des tensio-actifs comme agent démulsifiant, il a été mis en évidence expérimentalement l’influence du HLB du déshydratant sur la stabilité des systèmes eau/huile et défini une valeur correspondant à une formulation optimale. Il a aussi été mis en évidence l'influence de la concentration d'aspaltène sur la stabilité.

Pour des solides pollués (sable), il a été constaté le rôle stabilisateur des solides lorsque ces derniers sont à la fois mouillés par l’eau et l’huile. Pour les ôter de l’interface (et les laver de l’huile) il faut impérativement les rendre mouillants par l’usage d’un tensio-actif hydrophile.

Le projet a permis de renforcer la coopération avec le Vénézuela et la mise en place d'un vrai partenariat.


Ces travaux de recherche ont fait l’objet de publications et de communications.

(Les points suivants font référence aux points précédents.)

I Ce point a fait l’objet d’une publication : Stability of water/crude oil emulsions based on interfacial dilatational rheology, C. Dycharry, D. Arla, A. Sinquin, A. Graciaa, P. Bouriat dans Journal of Colloid and Interface Science 2005, 297 (2), 787-791.

II Ce point fait l’objet d’une publication (en cours d’écriture).

III Ce point fait l’objet de deux publications dans Energy and Fuels, une acceptée et en cours de publication intitulée :

Breaking of water-in-crude oil emulsions. 2: Influence of asphaltene concentration and diluent nature on demulsifier action. Miguel Rondón, Juan Carlos Pereira, Patrick Bouriat, Alain Graciaa, Jean Lachaise and Jean-Louis Salager ;

et l’autre déjà parue et intitulée : Breaking of water-in-crude oil emulsions. 1: Physicochemical Phenomenology of Demulsifier Action. Miguel Rondón, Patrick Bouriat, Jean Lachaise and Jean-Louis Salager.

Les points I, II et III ont fait l’objet d’une thèse soutenue le 30 juin 2006 à Pau par Miguel Rondon et intitulée : Influence de la formulation physico-chimique et des propriétés interfaciales sur la stabilité des émulsions asphaltènes-eau-huile. Application à la déshydratation du pétrole.

A noter un début de partenariat avec Total sur la déshydratation des bruts acides correspondant à un transfert de connaissances.

6 – Perspectives

Les résultats offrent la possibilité de définir des procédures de sélection de produits pour traitement de pollution suivant les nature et concentration.

Comme perspectives de développement en termes de recherche on peut signaler deux thèses en cotutelle avec le Venezuela (laboratoire FIRP) dans le cadre d'un PCP France-Venezuela sur les émulsions pétrolières. La première porte sur le démouillage des solides (étudiant : Laura Isabel Tolosa), l’autre étant la poursuite des travaux de Miguel Rondon réalisés dans le cadre du projet RITMER (étudiant : Juan Carlos Pereira).

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- Projet DETECSUIV - Détection et suivi de pollutions marines de surface à l’aide de moyens aéroportés et d’images satellite radar

Chef de projet :

SAS ActiMar

Responsable de projet

Marc LENNON

24 Quai de la Douane 29200 Brest

Tél 02 98 44 24 51 e-mail [email protected]

Partenaire:

GET- ENST Bretagne

CNRS UMR 2872 TAMCIC, Equipe TIME

Responsable de projet : Grégoire MERCIER

Tél 02 98 00 10 29 e-mail [email protected]

Date de labellisation: 13 mars 2002

Dates de réalisation : du 6 mai 2003 au 15 mars 2005

Budget total : 290 749 Euros TTC Montant de l’aide : 290 749 Euros TTC


Le projet DETECSUIV (« Détection et suivi de pollutions marines de surface à l’aide de moyens aéroportés et d’images satellite radar ») a pour objet l’évaluation d’un système opérationnel de détection et de caractérisation quantitative de pollutions marines par hydrocarbures associant trois capteurs : un capteur satellitaire SAR, deux capteurs aéroportés: le capteur hyperspectral CASI et le lidar à fluorescence FLS-AU (Fluorescence Lidar Sensor).

Le premier objectif est de mettre en oeuvre des méthodes de détection et de segmentation pour la cartographie de nappes d’hydrocarbure à partir d’images SAR dans un contexte opérationnel.

Le deuxième objectif consiste à mettre en oeuvre des méthodes opérationnelles de détection et caractérisation quantitative (surface - épaisseur) des nappes d’hydrocarbure à partir de l’utilisation conjointe du capteur CASI et du lidar à fluorescence FLS-AU et à les valider lors d’une expérimentation de déversement volontaire d’hydrocarbures en mer nommée DEPOL04.

Ces résultats doivent permettre de compléter les dispositifs de détection de nappes d’hydrocarbure existants (Douanes et Marine Nationale).


Le projet DETECSUIV a consisté en premier lieu à la mise en œuvre de la campagne aéroportée d’acquisition couplée de données hyperspectrales (CASI) et lidar à fluorescence (FLS) au cours de l’exercice DEPOL04 les 25, 26 et 27 mai 2004. Différentes configurations de vol et de fonctionnement des capteurs ont été testées. En particulier, des données CASI ont été acquises à 1 mètre et 2 mètres de résolution spatiale avec un nombre de bandes spectrales compris entre 18 et 32.

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Cette campagne a été complétée par l’acquisition simultanée de données de spectroradiométrie de terrain acquises en conditions réelles sur nappes à bord d’un zodiac affrété aux mesures, et par des acquisitions différées réalisées en conditions contrôlées dans le bassin des locaux du CEDRE à Brest.

L’ensemble des extractions, corrections et mise en forme des données CASI a été réalisée. Les données hyperspectrales CASI, ont permis, après corrections d’illumination et définition d’espaces colorimétriques adaptés à la cartographie des hydrocarbures, la segmentation des nappes d’hydrocarbure et l’estimation de leur surface. Les cartes d’étendue de la pollution ont été élaborées. L’impact de la géométrie d’acquisition sur la qualité des données (« Sun glint ») et sur la qualité de la segmentation a été étudié. La variabilité spectrale intra-nappes a été mise en évidence et peut être reliée à la configuration de la nappe sur la surface.

L’ensemble des extractions, corrections et mise en forme des données FLS a été réalisée. L’analyse des spectres de fluorescence et la calibration sur des échantillons d’hydrocarbures déversés ont permis d’obtenir des mesures ponctuelles d’épaisseur d’hydrocarbures. Des cartes d’épaisseur de nappes ont été élaborées par interpolation. L’impact de la résolution spatiale et les limites des méthodes d’interpolation des données sur l’estimation locale de l’épaisseur a été étudié.

La fusion des données CASI et FLS a débouché sur des estimations de volumes d’hydrocarbures comparées aux volumes déversés. L’étude approfondie de la corrélation entre les deux ensembles de données et des informations complémentaires extractibles à partir de la fusion de ces deux ensembles a été réalisée. Des cartes à très haute résolution de la distribution spatiale des épaisseurs de nappes d’hydrocarbures ont été réalisées. L’étape de fusion a permis de mettre en évidence la limite des deux systèmes distincts, et l’intérêt majeur de leur utilisation couplée.

La seconde partie du projet DETECSUIV avait pour objet la détection et la caractérisation des nappes d'hydrocarbure à partir d'images Radar à Synthèse d'Ouverture (RSO). La viscosité de l'hydrocarbure atténue sensiblement la rugosité de surface qui participe majoritairement à la rétro-diffusion. En conséquence, un film visqueux est caractérisé par un déficit d'énergie rétro-diffusée et apparaît comme une zone sombre dans les images. Cependant, la plupart des techniques de détection, basée sur un seuillage d'histogramme, s'avère insatisfaisante, puisqu'elle engendre un nombre élevé de fausses alarmes.

En considérant le fait qu'un film visqueux a un impact caractéristique sur la répartition de l'énergie des vagues selon les différentes longueurs d'onde (des vagues de gravité-capillarité jusqu'à la houle), nous avons développé une méthode de segmentation markovienne adaptée à une représentation multi-échelle de l'image originale. Cette méthode permet d'obtenir une classification qui tient compte des différents états du spectre de vagues. Grâce à l'estimation des lois intervenant dans le mélange, cette méthode de segmentation permet de caractériser statistiquement les zones détectées et ainsi de se prémunir contre de nombreuses fausses alarmes.

Cette stratégie n'a malheureusement pas pu être appliquée de façon opérationnelle lors de l’opération DEPOL04 à cause du manque de la disponibilité des satellites. Cependant, des simulations ont été faites avec succès avec des images RSO de différentes résolutions (ERS-SAR en mode PRI à 25m et ENVISAT-ASAR en mode Wide Swath à 150m de résolution) correspondant à des situations particulières comme le naufrage du Prestige avec un hydrocarbure lourd en Atlantique et le dégazage de cuves avec un hydrocarbure plus fluide en Méditerranée.


D’un point de vue opérationnel, le projet DETECSUIV a permis de développer et de valider un système de détection et de cartographie quantitative de pollutions par hydrocarbures en mer pouvant s’intégrer dans l’ensemble des systèmes opérationnels de lutte contre les pollutions marines.

L’efficacité et les limites de la partie SAR du système DETECSUIV ont été évaluées sur des données satellitaires réelles. La réalisation du premier objectif a abouti à la validation d’une chaîne de traitement

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opérationnelle intégrant les méthodes de traitement multirésolution et de segmentation d’images SAR de la surface de la mer. Cette chaîne de traitement des images SAR constitue le livrable n°1.

L’efficacité et les limites de la partie aéroportée du système DETECSUIV ont été évaluées lors de l’expérimentation DEPOL04, les paramètres optimaux de fonctionnement du système ont été déterminés. La réalisation du second objectif a abouti à la validation d’un démonstrateur intégrant une chaîne de traitement et de fusion des données issues des capteurs CASI et FLS-AU. Ce démonstrateur constitue le livrable n°2. La chaîne de traitement a permis d’aboutir à des produits concrets issus de l’expérimentation DEPOL04, ensemble de produits constituant le livrable n°3 :

• Des visualisations géoréférencées améliorées de nappes d’hydrocarbures.

• Des cartes géoréférencées d’étendue de nappes d’hydrocarbures.

• Des cartes géoréférencées de mesures ponctuelles d’épaisseurs d’hydrocarbures.

• Des cartes géoréférencées à haute résolution spatiale (1m) d’épaisseur d’hydrocarbures.

• Un bilan quantitatif en surface et volume des nappes d’hydrocarbures.

D’un point de vue scientifique, des progrès ont été réalisés dans la compréhension des phénomènes d’interaction entre éclairement solaire et nappes d’hydrocarbures ou eau de mer. Les études menées sur les transformations d’espaces colorimétriques à partir d’images hyperspectrales de nappes d’hydrocarbures ont montré qu’il est possible d’extraire de ces images des paramètres caractérisant notamment l’épaisseur des nappes observées ou la forme physique des hydrocarbures flottants (irisation, couche épaisse…). Par ailleurs les travaux réalisés avec le lidar à fluorescence FLS-AU ont mené à l’amélioration des méthodes de calibration en épaisseur de ce système et à une meilleur compréhension des phénomènes de saturation de ce dernier.


Le projet a permis de valider une utilisation de fusion de données multicapteurs et la mesure de la surface et de l'épaisseur d'une nappe d'hydrocarbure mais inférieure à 10 microns.

Les mesures ont permis l'évaluation du volume de la nappe, inférieure à 10 micron, avec une erreur de 30% sur les tests, après calibration à partir de mesures terrain.

Il a été mis en place les moyens permettant de disposer de cartes géoréférencées dès l'atterrissage de l'avion.


Initiatives prises pour l’intégration des matériels et procédures au dispositif de lutte contre la pollution :

Des actions de diffusion des résultats auprès des organismes en charge des luttes anti-pollutions ont été menées :

• Présentation des résultats au CEDRE, 2005.

• Présentation des résultats au service anti-pollution de la Marine (CEPPOL), 2006.

• Présentation des résultats au service anti-pollution des Douanes Françaises, 2007.

• Participation d’ActiMar au réseau initié par le projet MAPO de la Commission Européenne dans le cadre du FP6.

Les services de l’Etat en charge du dispositif de lutte contre la pollution n’ayant pas pris conscience de l’intérêt des PME innovantes comme ActiMar pour les actions de R&D, ceux-ci n’ont pas cherché à ce jour à valider l’utilisation opérationnelle de ces résultats. Des actions sont engagées pour une valorisation opérationnelle sur la mer Baltique où des expressions d’intérêt des pays limitrophes ont été recueillies, des discussions sont actuellement en cours.

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Applications opérationnelles : néant.

Actions de diffusion des résultats auprès de la communauté scientifique :

- « Détection et suivi de pollutions marines de surface à l’aide de moyens aéroportés et d’images satellites radar, projet DETECSUIV ActiMar / ENST », séminaire RITMER "Innovations pour la lutte au voisinage de la côte et sur le littoral", 23-24 novembre 2004, Brest.

- « Combined passive Hypersectral Imagery and active Fluorescence Laser Spectroscopy for airborne quantitative mapping of oil slicks at sea », M. Lennon, S. Babichenko, N. Thomas, V. Mariette, G.Mercier, 4th EARSEL Workshop on Imaging Spectroscopy, Varsovie, Pologne, 27-29 avril 2005.

- « Detection and mapping of oil slicks in the sea by combined use of Hypersectral Imagery and Laser Induced Fluorescence », M. Lennon, S. Babichenko, N. Thomas, V. Mariette, G.Mercier, 2nd EARSEL Workshop on Coastal Zone, Porto, Portugal, 9-10 juin 2005.

- « Operational quantitative mapping of oil pollutions at sea by joint use of an Hypersectral Imager and a Fluorescence Lidar System on board a fixed-wing aircraft », M. Lennon, S. Babichenko, N. Thomas, V. Mariette, G.Mercier, IEEE OCEANS ’05 "Today's technology for a sustainable future", Brest, France, 20-23 juin 2005.

- « Oil slick detection and characterization by satellite and airborne sensors: experimental results with SAR, Hyperspectral and Lidar data », M. Lennon, S. Babichenko, N. Thomas, G.Mercier, V. Mariette, IEEE International Geoscience And Remote Sensing Symposium, IGARSS 2005, Séoul, Corée, 25-29 juillet 2005.

- « Detection and mapping of oil slicks in the sea by combined use of Hypersectral Imagery and Laser Induced Fluorescence », M. Lennon, S. Babichenko, N. Thomas, V. Mariette, G. Mercier, A. Lisin, EARSeL eProceedings, vol. 5, n°1, pp. 120-128, 2006.

- « Détection de nappes d’hydrocarbure en imagerie hyperspectrale par analyse fonctionnelle et méthodes à noyaux », G. Mercier, M. Lennon, Colloque DGA / GDR ISIS « Imagerie Hyperspectrale : apports pour la défense et la sécurité », Paris, France, 09-10 Jan. 2006.

- « Méthode pour la cartographie des épaisseurs de pollution hydrocarbures en mer », M. Lennon, Colloque Qualité des eaux marines, Société Hydrotechnique de France, Paris, France, 22-23 Jan. 2007.

6 – Perspectives

Il est maintenant nécessaire de mettre au point une mesure d'épaisseur pour des nappes d’épaisseur supérieure à 10 micron par association de divers systèmes de mesure.

Poursuite de travaux de recherche amont à travers le dépôt de deux nouvelles propositions de projets :

- Projet DEOSOM, pré-proposition envoyée le 15/06/2007 en réponse à l’appel à propositions du réseau AMPERA de la Commission Européenne.

Objectif : Développement d’un prototype de capteur commercial, associant lidar à fluorescence et imageur hyperspectral, et de la chaîne de traitement associée pour la détection automatique et la caractérisation des pollutions par hydrocarbures.

- Projet MULTISENSE, proposition sera envoyée en octobre 2007 dans le cadre des appels à propositions du FP7 de la Commission Européenne.

Objectif : Développement d’une architecture ouverte d’exploitation d’un réseau de capteurs multi-niveaux satellite / aéroporté / in-situ pour la gestion de risques environnementaux et la détection de pollutions dans les aires portuaires et de trafic maritime intensif.

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ActiMar intervient en tant que participant dans ces deux propositions.

GET/ENST-Bretagne intervient en tant que participant dans le projet DEOSOM.

Ces deux projets intègrent des partenaires européens des pays suivants : Portugal, Espagne, France, Estonie, Finlande, Danemark, Pologne, Royaume-Uni, permettant a posteriori des recherches de valorisation sur l’Atlantique, la Manche, La Mer du Nord, et la Baltique.

Suite aux échecs de valorisation auprès des structures françaises, nous chercherons à valoriser ces travaux auprès d’autres pays européens et de structures transnationales.

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– Projet ECOPEL - Etude du comportement des produits chimiques déversés en mer : expérimentations en laboratoire et à l’échelle pilote

Chef de projet

CEDRE - Centre de documentation, de recherche et d’expérimentations sur les pollutions accidentelles des eaux


François MERLIN

715 Rue Alain Colas – CS 41836 29 218 BREST Cedex 2.

Tel 02.98.33.10.10 Fax 02.98.44.91.38 e-mail : [email protected]

Partenaires :

N° Partenaire


P1 IUEM INSTITUT UNIVERSITAIRE EUROPEEN DE LA MER

Pierre LE CORRE Tel : 02.98.49.86.97 Fax : 02.98.49.86.97 [email protected]

P2 AKVAMILJO Thierry BAUSSANT Tel : (+47) 51.87.55.03 Fax : (+47) 51.87.55.40 [email protected]

P3 IFREMER Michel MARCHAND Tel : 02.98.22.43.20 Fax : 02.98.22.45.48 [email protected]

Date de labellisation: 9 octobre 2001.

Dates de réalisation: de 2002 à 2004.

Personnel Budget DEMANDE

Nb ETP mensuels Coûts

Autres coûts

Budget TOTAL Euros HT %

CEDRE 16 79 170 7 830 87 000 43.500 50

IUEM 10 45 550 3 000 48 550 33 000 68

AKVAMILJO 3 41 700 7 000 48 700 29 707 61

IFREMER 1 7 600 500 8 100 4 050 50

TOTAL 30 174 020 18 330 192 350 110 257 57


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L’objectif de cette étude était de contribuer à la révision des classifications GESAMP-Marpol et Européenne, du point de vue physico-chimique, au travers d’un travail expérimental consistant en tests et essais en conditions plus réalistes, réalisés pour partie à échelle pilote.

Il s’agissait de reconsidérer en conditions marines les caractéristiques de solubilité, les cinétiques de solubilisation et d’évaporation des produits chimiques, leurs aptitudes à la dispersion et/ou à l’émulsification, et/ou réaction avec certains composants du milieu.

Il était également question d’établir un lien entre les mesures physico-chimiques en mer et l’impact biologique des produits étudiés. Des indicateurs biologiques (biomarqueurs) d’exposition ont été testés sur différents types d’organismes (bivalves et poissons) en laboratoire et, à l’échelle pilote, les effets des produits déversés ont été étudiés sur le biotope notamment en suivant la concentration en oxygène dissous juste en dessous des nappes de produits et en caractérisant la néophytine produit de dégradation du phytoplancton.

Ce travail a bénéficié des outils de tests et simulations dont dispose le Cedre, notamment des cellules flottantes qui permettent de réaliser des essais en milieu naturel (structures délimitant une surface de 9 m2 totalement soumises aux conditions météo-océaniques qui prédominent lors de l’expérimentation), et de la Colonne d’Expérimentation du Cedre (C.E.C.) qui permet d’étudier les écoulements diphasiques, entre autre la cinétique de solubilisation d’un produit chimique lors de son écoulement le long d’une colonne d’eau de mer de 5 mètres de hauteur.


La première partie du projet a consisté à réaliser une recherche bibliographique sur les pollutions accidentelles par produits chimiques en mer (accidentologie, retour d’expérience, description des différents comportements pouvant être rencontrés…) qui incluait également une analyse du trafic maritime le long des côtes françaises afin de mieux appréhender le risque chimique. Cette analyse a notamment été réalisée à l’aide d’une enquête adressée aussi bien aux ports français qu’aux principaux ports européens. Ce travail a permis d’identifier les substances les plus transportées par voie maritime et ainsi de sélectionner celles sur lesquelles les expérimentations ont été réalisées.

Les expérimentations réalisées dans le cadre de ce projet de recherche visaient à étudier le comportement des substances chimiques après leur déversement dans l'environnement marin. La première phase consistait à définir une méthodologie permettant de caractériser l’hydrosolubilité des produits chimiques, et à la tester à l’aide du styrène pour différentes conditions de température et de salinité de la phase aqueuse. La seconde phase a permis la définition d’un outil expérimental dédié à l’étude des écoulements diphasiques : remontée ou sédimentation d’un produit chimique dans une colonne d’eau. Et enfin, la troisième hase avait pour objectif d’étudier in situ le comportement de produits chimiques identifiés selon les critères définis dans le chapitre 1.

En complément à ce travail sur la physico-chimie des produits déversés dans le milieu marin, la dernière partie du projet ECOPEL consistait à traiter de l’intérêt des marqueurs biologiques afin d’en démontrer un impact éventuel sur les organismes marins. Un inventaire bibliographique critique a permis de sélectionner plusieurs biomarqueurs non spécifiques indicateur de stress.


L’étude du trafic maritime à l’échelle européenne a permis d’identifier les substances chimiques les plus transportées, et donc les plus susceptibles d’être impliquées dans un déversement accidentel et les plus pertinentes pour réaliser des études de comportement. Au total, 40 substances ont été identifiées et, pour 14 d’entre elles, des expérimentations ont été réalisées (labo, atelier, cellule flottante) afin de corriger certaines de leurs caractéristiques physico-chimiques par rapport à l’environnement marin ; on s’est intéressé, par exemple, à leur hydrosolubilité en fonction de la salinité et de la température de la colonne d’eau. La seconde phase du projet ECOPEL a permis :

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1- la définition d’une méthodologie opérationnelle permettant de caractériser aussi complètement que possible l’hydrosolubilité des produits chimiques pour différentes conditions de température et de salinité de la phase aqueuse ;

2- la construction d’un outil expérimental permettant d’étudier les écoulements di, voir poly-phasiques, notamment en caractérisant les cinétiques de solubilisation d’un produit chimique (P.C.) lors de sa remontée (dP.C. < dH2O mer) ou de sa sédimentation (dP.C. > dH2O mer) au sein d’une colonne d’eau ; cet outil, ou Colonne d’Expérimentation du Cedre (C.E.C.), est de forme hexagonale avec trois parois en verre pour une hauteur totale de 5 mètres et un diamètre de 0.8 mètre ;

3- une nouvelle conception de l’outil expérimental « cellules flottantes » afin de l’adapter aux contraintes de l’urgence accidentelle notamment en définissant précisément une procédure de mise en œuvre qui décrit les différentes phases de l’échantillonnage et les analyses à réaliser selon un plan d’expérience élaboré à l’aide de l’outil statistique. Les anciennes cellules ont ainsi été remplacées.

En complément à cet aspect instruments, les résultats obtenus ont clairement souligné la complémentarité entre essais en laboratoire et essais in situ : la réalité de terrain est essentielle à la validation des résultats obtenus au laboratoire. Ainsi, la classification SEBC qui décrit le comportement des produits chimiques en fonction de leurs caractéristiques physico-chimiques, est définitivement adaptée pour identifier le ou les compartiments environnementaux qui seront contaminés immédiatement après le déversement d’un produit chimique. Cependant elle montre ses limites dès qu’il s’agit d’évaluer à moyen et à plus long terme le comportement des produits déversés. En effet, elle ne prend pas en compte l’influence de l’environnement marin au sens large (caractéristiques physico-chimiques de la colonne d’eau [température, salinité…], conditions météo océaniques sur zone lors du déversement [intensité du vent, agitation de surface…]) sur le comportement des produits : manque de données permettant de corréler pression de vapeur et intensité du vent afin de définir une durée au-delà de laquelle plus aucune intervention n’est nécessaire (évaporation totale du produit), et l’aspect solidification des produits n’est pas abordé (solidification suite à des processus de polymérisation ou par formation d’une structure cristalline de type sel).

Pour finir, le projet ECOPEL devait établir un lien entre les mesures physico-chimiques en mer et l’impact biologique des produits étudiés. Différents indicateurs biologiques (biomarqueurs) d’exposition ont été testés sur des organismes en laboratoire afin d’estimer la biodisponibilité et, les effets de ces produits sur le biotope marin. Les résultats ont conduit le Cedre à s’équiper de la technique biomarqueur qui vise à évaluer l’état de santé des organismes marins via la stabilité des membranes lysosomales (test du rouge neutre), technique qu'il ne possédait pas auparavant.


Concernant la connaissance des produits, le projet a permis d'établir une liste des produits analysés en environnement en eau de mer, ce qui représente une réelle nouveauté, les listes existantes ne fournissant pas d'information sur l'influence de l'eau de mer.

En complément il a été défini une méthodologie opérationnelle, qui n'existait pas auparavant, permettant de caractériser aussi complètement que possible l’hydrosolubilité des produits chimiques pour différentes conditions de température et de salinité de la phase aqueuse.

Côté CEDRE, la nouvelle conception de l’outil expérimental « cellules flottantes » a permis le remplacement des anciennes cellules avec définition d'une procédure de mise en œuvre et l'étude du lien entre les mesures physico-chimiques en mer. En outre, l'étude de l’impact biologique des produits étudiés lui a permis de s’équiper de la technique biomarqueur qu'il n'avait pas avant.


Sur le plan opérationnel, ce projet de recherche a permis la définition et la construction de plusieurs outils expérimentaux afin de mieux appréhender le comportement des produits chimiques en milieu marin ; ces outils pouvant être mis en œuvre dans l’urgence accidentelle permettront d’alimenter les autorités en

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charge de la lutte anti pollution avec des données de terrain complémentaires de celles théoriques disponibles dans la littérature. A titre d’exemple, le canal d’essai du Cedre a été utilisé pour caractériser la cinétique de solubilisation de l’acide phosphorique suite à l’accident de l’ECE (janvier 2006).

A ce côté purement opérationnel est venu s’ajouter un travail à caractère réglementaire avec notamment la présentation de certains résultats obtenus au GESAMP lors d’une réunion qui s’est déroulée au Cedre. En effet, le partenaire Ifremer du projet participe aux travaux du groupe de travail du GESAMP « Evaluation of the hazards of harmful substances » (EHS), chargé pour le compte de l’OMI d’établir les profils de dangers des substances chimiques transportés par voie maritime, ceci en support à l’application de deux des cinq annexes de la Convention internationale MARPOL 73/78 relative à la prévention de la pollution depuis les navires, l’Annexe II pour les substances dangereuses transportées en vrac et l’Annexe III pour les substances dangereuses transportées en colis /annexe 1/.Cette participation concerne spécifiquement la définition du comportement à court terme des substances, en cas de déversement accidentel en mer, se basant sur des caractéristiques physico-chimiques de base (état physique des substances, densité, pression de vapeur, solubilité et viscosité). Ces critères s'inspirent directement du système de classification européen élaboré dans le cadre des travaux de l'Accord de Bonn (cf. Chap. 25 du Manuel de l'Accord de Bonn) qui répartit les substances en différents groupes (produits qui s'évaporent, flottent, se dissolvent ou coulent) et en sous-groupes intermédiaires (ex. produit qui flotte, s'évapore et se dissous simultanément).

En terme de communication scientifique sur les résultats obtenus, le projet ECOPEL est venu alimenter un doctorat qui a été soutenu en 2006. Ainsi, ce projet a bénéficié des impératifs de communication liés à une thèse : 4 présentations orales à des séminaires internationaux (AMOP, Interspill, et 2 à l’EMEC4), une publication scientifique dans la revue Aquatic Toxicology et une, toujours en cours de soumission, dans la revue Marine Pollution Bulletin.

Il est également important de souligner que les résultats obtenus au cours de ce programme de recherche ont permis la rédaction de deux projets qui ont trouvé financement auprès de l’Union Européenne : HASREP = Response to harmful substances spilled at sea et PRAGMA = A pragmatic and integrated approach for the evaluation of environmental impact of oil and chemicals spilled at sea: input to European guidelines. On notera aussi à l'actif des résultats le projet RESPIL (Recherche d'un biomarqueur) dont le sujet est la validation in situ de tests en laboratoire.

Enfin, il est à noter que les travaux ont permis de créer une très bonne coopération avec la Norvège et que, suite au projet, une nouvelle thèse a été initiée à l'UBO (Hosna Benbouzid, « Comportement physicochimique des pollutions accidentelles en milieu marin : solubilité, évaporation, étalement à la surface de l’eau et fixation sur sédiments »).

6 – Perspectives

Parmi les perspectives on notera l' utilisation de la colonne et des cellules dans le projet CLARA 2 pour des validations et plusieurs contrats avec les industriels TPC (Total Petro Chemical) et ARKEMA: application de la méthodologie pour la détermination de la solubilité de leurs produits ; ainsi qu'une réponse à un appel d'offre au Cameroun concernant les risques liés à des fuites sur un oléoduc au fond d’un lac artificiel.

Parmi les sujets identifiés à poursuivre, on notera:

• les interactions entre produits chimiques et matières en suspension

• la dégradation à moyen et long terme

• l'impact du conditionnement sur le comportement du produit en eau de mer

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Ce projet a donné plus qu’entière satisfaction en permettant la création d’outils R & D uniques au monde, comme la Colonne d’Expérimentation du Cedre, l’obtention de résultats qui ont pu être valorisés dans le cadre de l’assistance du Cedre à l’occasion d’accidents, comme via des publications scientifiques, et également l’obtention d’un doctorat. Le projet a aussi fourni les bases à deux projets de recherche financés par l’UE dont l’un est actuellement en cours.

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– Projet ECREPOL - Ecrémeur de pollution, chalut récupérateur de pollution

Chef de projet

GEOCEAN

Responsable de projet

Didier SANGOUARD, Les Dauphins, 520 avenue de Jouques 13685 Aubagne cedex. Tel. 04 42 18 02 18 Fax. 04 42 18 02 18 e-mail: [email protected]

Partenaires

N° Partenaire


P1 IFP Jean DUCREUX Tel : 01 47 52 60 00 Fax :

P2 CEDRE François MERLIN Tel : 02 98 33 10 10 Fax [email protected]

P3 CLPMEM de Marseille Jean-Claude BIANCO Tel : 04 91 56 78 33 Fax :


Date de réalisation: de septembre 2002 à septembre 2005

Budget total : 453 883 €TTC Montant de l’aide attribuée : 280 731 €TTC


L’objectif du projet ECREPOL était de mettre au point d’un équipement qui soit adapté aux techniques et habitudes de travail des pêcheurs et qui apportent une solution complète de lutte en mer complémentaire des moyens existants.

Cette capacité d’intervention des marins pêcheurs avec un Chalut Anti Pollution, démontrée au cours d’essais complets en rade de Marseille avec les moyens de la Marine Nationale, concrétise une nouvelle approche de la lutte contre les pollutions en mer.


Programme de travail

Le programme ECREPOL s’est déroulé en 3 phases, principalement liées à la situation exceptionnelle créée par la pollution du pétrolier Prestige:

• Phase 1: Développements d’un prototype en réponse à la pollution du Prestige,

• Phase 2 : Réorientation du projet RITMER et définition d’un nouveau cahier des charges (rapprochement du projet ECREPOL et du chalut THOMSEA),

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• Phase 3 : Déroulement du programme modifié, essais en mer.

Répartition des tâches par partenaire

GEOCEAN :

• Gestion et coordination globale du projet • Analyse technico –économique des projets ECREPOL et THOMSEA • Fourniture d’un chalut • Modification des chaluts Thomsea suite à l’analyse • Participation aux essais en mer • Rédaction du rapport d’essais • Rédaction du rapport final

IFP :

• Participation aux réunions de projet • Suivi des modifications • Participation aux essais en mer

CEDRE :

• Participation à l’analyse des projets ECREPOL et THOMSEA • Suivi des modifications • Participation aux essais en mer • Participation à la rédaction des rapports d’essais et finaux

Comité local des pêches et des élevages marins de Marseille :

• Participation aux réunions de projet • Fourniture d’un chalut • Etude des procédures opérationnelles • Fourniture des moyens d’essais (bateaux)


Le projet RITMER ECREPOL, dynamisé par la crise du PRESTIGE, a largement contribué à faire émerger la technique de chalutage mise en œuvre par des bateaux de pêche comme un nouveau procédé de lutte contre les pollutions en mer par hydrocarbure.

Cette technique, complémentaire de l’existant, se décline pour :

♦ des applications en frange littorale : le chalut antipollution de 2t de capacité de récupération d’hydrocarbures, tracté par des embarcations légères,

♦ des applications en mer ouverte : le chalut antipollution de 8t de capacité de récupération, tracté par de plus gros navires (de type chalutiers),

Cette technique constitue un outil dont l’efficacité opérationnelle est aujourd’hui démontrée sur tout le littoral français avec une reconnaissance officielle des autorités compétentes dans le domaine.

A travers le projet RITMER, des sociétés aux expertises complémentaires ont travaillés ensemble pour positionner une technologie, jusqu’alors négligée, comme une solution globale à l’efficacité démontrée et qui ouvre la voie à la mise en place d’une véritable force d’intervention dans la lutte en mer, basée sur l’utilisation des bateaux de pêche.

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Le projet a largement contribué à faire émerger la technique de chalutage mise en œuvre par des bateaux de pêche comme un nouveau procédé de lutte contre les pollutions en mer par hydrocarbure.

Le projet a permis de valider une mise en œuvre proche des habitudes de travail des opérateurs avec l'utilisation d'un matériel propre à bord des bateaux et l'emploi d'un matériau jetable pour les poches de confinement.

Il a permis de développer un matériau gonflable manipulable depuis les enrouleurs de bord.


Le rapprochement avec la société THOMSEA constructeur d’équipement permettent aujourd’hui de proposer non seulement des produits finalisés (et déjà commercialisés) mais également un service dont GEOCEAN et sa filiale MERCLEAN sont les principaux promoteurs.

Cette capacité d’intervention des marins pêcheurs avec un CAP, démontrée au cours d’essais complets en rade de Marseille avec la Marine Nationale, concrétise une nouvelle approche de la lutte contre les pollutions en mer. Elle ouvre la voie à la constitution d’une véritable force d’intervention à l’aide les flottes de pêche directement intégrées dans les stratégies de lutte contre les pollutions en mer.

Les Chalut AntiPollution 2t et 8t sont aujourd’hui commercialisés en France par la société THOMSEA (concepteur et fabricant des CAP ou chaluts THOMSEA). Merclean assure la promotion et la commercialisation du chalut et des services associées (formation, intervention) à l’étranger en participant à diverses manifestations à caractère national et international tournées vers le marché des pollutions marines :

• Présentation des résultats du projet dans le cadre de Pollutec Lyon en 2006 (Colloque Precodd),

• Salon Conférences INTERSPILL Londres en 2006,

• Salon Conférences SPILLCON en Australie en 2007,

• Mission de promotion sur le marché au Moyen-Orient : au Qatar aux côtés de la Marine Française en 2005, à Dubai en 2006 (salon Offshore Arabia 2006),

• Missions de promotion avec le Pôle Mer PACA (pôle de compétitivité à vocation mondiale) à Barcelone,

D’autres missions sont à venir, notamment en Algérie lors du salon SIEE Pollutec à Alger en juin.

6 – Perspectives

Le chalut est aujourd’hui un produit commercialisé et les perspectives déjà engagées sont :

• Le développement d’équipements complémentaires au chalut pour accroître son efficacité en opération (projet RAPACE, ANR2005),

• La mise en place d’un politique commerciale cohérente pour diffuser cette technologie

• De proposer de mettre en place, sur une base permanente, l’utilisation des flottes de pêche du bassin méditerranéen et/ou en atlantique dans la lutte contre les pollutions marines (projet Mesilia)

• D’agir au niveau européen pour mettre en place la résolution du parlement européen sur le renforcement de la sécurité maritime 2003/2935 (INI).

En janvier 2003 il avait été commercialisé 117 chaluts grands modèles de 8t et 12 petits modèles de 2t.

Un exercice a eu lieu en mars 2007 pour la protection des étiers de Marennes Oléron en utilisant le courant de marée pour le confinement dans les chaluts. Le besoin serait de 27 chaluts. Cet exercice ouvre

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des perspectives au niveau européen en coopération avec l'Espagne, l'Angleterre et le Portugal pour un parc de chaluts itinérant pouvant être mis en place pour la protection des zones de conchyliculture.

En juin 2007 la Marine Nationale a confirmé a commande de 4 grands et 3 petits chaluts plus 48 poches.

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- Projet EVABIODEG - Evaluation d’une filière de traitement biologique et chimique de déchets issus de pollution marine accidentelle par des

hydrocarbures

Chef de projet

Ecole des Mines de Nantes GEPEA UMR CNRS 6144,


Yves ANDRES,

4 rue Alfred KASTLER BP 20722 44307 NANTES Cedex 3


Partenaires

N° Partenaire


P1 Université de Nantes I.U.T. Département Génie Biologique de La Roche sur Yon

Marie-José DURAND Tel : 02 51 47 84 42 Fax : [email protected]

P2 CEDRE Service recherche et développement

François-Xavier MERLIN

Tel : Fax [email protected]

P3 Société VéRITé

Françoise RAYNAUD Tel : 02 51 97 95 60 Fax : [email protected]

Date de labellisation: 23 janvier 2002

Dates de réalisation: de septembre 2003 à mars 2007

Budget total: 401 082 EUROS Montant de l’aide: 203 499 EUROS


Les environnements côtiers font l’objet, de manière assez courante, de pollutions par les hydrocarbures rejetés lors de naufrages ou de dégazages de réservoirs. Les collectivités locales et territoriales sont alors sollicitées, pour les opérations de nettoyage. Les nombreuses sociétés proposant leurs services pour la dépollution préconisent des protocoles non validés scientifiquement. Le projet proposé consiste en la mise en place d’une démarche d’évaluation et de qualification d’un procédé de traitements biologiques et chimiques associés, de déchets issus de pollution marine ; ce dispositif servirait de référence à l’évaluation de l’efficacité du traitement. Il permettrait aux responsables des opérations et aux décisionnaires auprès des collectivités locales de choisir une ou plusieurs voies de traitement. Pour ce faire, il est utilisé un réseau entre le DSEE de l’Ecole des Mines de Nantes, le Laboratoire de Microbiologie de l’IUT de Génie biologique de La Roche sur Yon, le CEDRE et la Société Vérité SA. Le projet peut être décomposé en 3 phases : (i) Etude bibliographique concernant les procédés existant ainsi

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que les brevets ; (ii) définition d’une démarche d’évaluation chimique, écotoxicologique et microbiologique de déchets prototypes ; (iii) évaluation expérimentale de la démarche sur une plate forme pilote de traitement de sable souillé par des composés simples puis complexes. La méthodologie proposée sera adapté aux objectifs du traitement et tiendra compte du devenir des résidus après traitement.


L’objectif principal de ce travail était de définir et tester diverses approches expérimentales afin de proposer une méthodologie d’évaluation de traitement de déchets solides souillés par des hydrocarbures pétroliers. Afin de répondre aux différentes questions posées par le schéma global de la démarche proposée (figure 1), nous avons dans un premier temps réalisé un état de l’art afin d’avoir une vision multidisciplinaire de la problématique et des verrous associés à la gestion des déchets produits lors d’une pollution marine par des hydrocarbures.

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Récupération et contrôle deseffluents gazeux produits lors du

traitement (élimination parbiofiltration ou adsorption sur

carbone activé)

Phase liquide(mélange eau, solvant,

sels minéraux...)

Phase solide(sable, résidusorganiques...)

Evaluation écotoxicologique etcaractérisation chimique des résidus

solides de traitement avantréutilisation (composés organiques

et métaux lourds).

Evaluationécotoxicologique,

caractérisation chimiqueet test de biodégradation

traitement

Elimination des composésrécalcitrants ou non

dégradés (adsorption surcarbone activé)

Lixiviation

Avec traitement

Déchets complexes souillés pardes hydrocarbures

(sable, matière organique...)

Plate-forme d’évaluation

Caractérisation chimique etbiologique (test

biodégration, test detoxicité..)

Devenir du déchetsolide en fonction ducahier des charges de

traitement.

Sanstraitement

Traitementchimique

Traitementbiologique

Figure 1 : Schéma global de la démarche proposée.

Dans un second temps, nous avons sélectionné et testé des méthodes analytiques et les bioessais, afin de pouvoir évaluer dans les meilleures conditions une technique de traitement par voie biologique. Enfin, nous avons mis en place une plate-forme de traitement à laquelle nous avons appliqué le suivi mis au point précédemment.


Les résultats obtenus à l’aide de cette approche nous indiquent que les méthodes utilisées pour évaluer la toxicité des hydrocarbures pétroliers au cours du traitement présentaient un certain nombre de limites. En effet, nous avons mis en évidence lors des essais de toxicité aiguë que ces composés sont difficilement

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bioaccessibles aux organismes vivants dans les conditions (temps et solution) d’incubation. Des tests de toxicité chronique sur Vibrio fischeri et Artemia salina auraient pu donner des informations plus pertinentes sur l’écotoxicité de ces composés que celles obtenues pour la toxicité aiguë. De plus, la composition chimique du DEPOL n’a pas pu permettre d’observer une génotoxicité au cours du temps de traitement. Un autre type de pétrole, tel qu’un fioul lourd comme l’Erika, aurait eu une réponse au test d’Ames probablement différente de celle obtenue pour le DEPOL. Néanmoins, il est possible de conclure, que les résidus de traitement qui passent dans la phase aqueuse au cours d’un bioprocédé sont à prendre en compte puisque les problèmes de diffusion de l’oxygène et la diminution de la population microbienne dans les lixiviats en sont la preuve.

Dans le cas d’une pollution marine par des hydrocarbures, les sites d’entreposages des déchets solides souillés devront alors être parfaitement étanches pour ne pas laisser fuir des composés néfastes pour l’environnement, et les eaux de ruissellements devront être traitées avant rejet. Enfin, il est fort probable que le goémon dans les déchets induira un démarrage de la dégradation des hydrocarbures, ce qui pourrait accélérer les transferts de pollution vers l’environnement au travers de l’eau et de l’air. En effet, le suivi des COV émis lors du traitement dans la plate-forme montre que de nombreuses substances sont produites au cours du temps et qu’elles nécessitent un traitement afin de compléter le système.

Les analyses chimiques au GCMS ont permis de mieux appréhender la biodégradation d’un pétrole brut au cours du temps et d’obtenir des indications plus précises sur l’élimination de chaque hydrocarbure. Les analyses HPLC donnent des informations plus globales sur la biodégradation des hydrocarbures par famille (saturés, résines, asphaltènes, et aromatiques : F1 – F4). Cette dernière approche apparaît suffisante pour réaliser le suivi d’opération de nettoyage, et la GCMS ne serait utilisée qu’en début et en fin de traitement. Pour le sable et les lixiviats dans la plate-forme expérimentale, les alcanes et les aromatiques biodégradables sont éliminés au cours des 6 premières semaines de traitement. Les temps de biodégradation sont relativement courts. Cette observation s’explique par l’origine de notre consortium microbien qui était déjà adapté à ce type de composés. Après 6 semaines de traitement, des problèmes de diffusion de l’oxygène et une diminution de la population microbienne apparaissent dans les lixiviats et ceci jusqu’ à la fin du traitement.

Il est évident que le choix d’un traitement biologique s’accompagne d’une analyse préliminaire de la pollution à traiter. Par exemple, l’évaluation de la biodégradation du DEPOL par le test Sturm a permis de constater que seulement 16 % du pétrole est biodégradable dans les meilleures conditions requises. Cependant, les tests en présence de sable ou d’algues n’ont pas permis de déterminer un taux de biodégradation du DEPOL, mais uniquement d’observer une activité métabolique des microorganismes dans ces 2 milieux. L’évaluation de la biodégradation par respirométrie à l’échelle de la biopile permet de suivre une activité métabolique de la population microbienne, mais un taux précis de biodégradation ne peut pas être déterminé. Il est alors évident que dans le cas d’un produit complexe tel que le DEPOL, les traitements par voies biologiques ne peuvent être proposées que préalablement à d’autres voies de traitement. Un procédé physico-chimique pourrait compléter le biotraitement.

La méthode du Biolog EcoPlate nous a permis d’observer les variations de la diversité de la population microbienne au cours du temps. Nous avons ainsi pu constater que la diversité microbienne varie en fonction du temps, du milieu et de l’évolution de la toxicité. Cette méthode peut donc être proposée dans le cadre d’un suivi de biotraitement, puisqu’elle donne des informations complémentaires aux analyses de l’écotoxicité et aux analyses chimiques. Le suivi de la quantité de biomasse par le dosage des MES dans le bassin d’aération complète les données obtenues par le BIOLOG EcoPlate.

Un autre paramètre semble important à suivre au cours d’un bioprocédé tel que la biopile. C’est le suivi des COV produits au cours du temps. Ce paramètre a été survolé dans notre étude, mais un traitement des COV pourrait être proposé pour compléter le système.


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Les résultats ont permis de sélectionner une batterie de tests normalisés et de protocoles adaptés au domaine de la dégradation des hydrocarbures présentant un coût de mise en application acceptable et couvrant les champs suivants: biodégrabilité – toxicité – mutagénicité - profil microbien - analyses chimiques des COV – analyses chimiques des solides

Le projet a conduit au développement d'une plate-forme de test de capacité 70 kg de sable pollués, qui constitue un nouvel outil pouvant être utilisé à l'avenir.

Il a aussi permis de s'apercevoir que pour l'ecotoxicité aiguë, les tests normalisés ne sont pas efficaces sur déchets pollués, que la mesure de la mutagénicité présentait de fortes difficultés car elle na pas pu être détectée, et également que, en présence d'algues, la mesure de l'efficacité par le CO2 n'était pas possible (émission de CO2 par les algues).

Enfin il a été trouvé que le lixiviat devenait très toxique après quelques jours de dégradation (21 jours dans l'expérimentation conduite).


RAPPORT COMITE DE SUIVI RITMER

Giraud, L. ; Andrès, Y. ; Durand, M.J. ; Merlin, F.X. and Raynaud, F.

Rapport intermédiaire projet EVABIODEG, Novembre 2004,

Giraud, L. ; Andrès, Y. ; Durand, M.J. ; Merlin, F.X. and Raynaud, F.

PRESENTATION COMITE DE SUIVI RITMER,

NOVEMBRE 2004, PARIS.

PUBLICATIONS SOUMISES DANS UNE REVUE AVEC COMITE DE LECTURE

Giraud, L.; Durand, M.J. Andrès, Y; Merlin, F.X. and Raynaud, F. Remediation of beach sand contaminated by hydrocarbons: conception of a pilot for treatment evaluation.

Soumise pour publication

CONGRES AVEC COMITE DE LECTURE

Giraud, L. ; Andrès, Y. ; Durand, M.J. ; Merlin, F.X. and Raynaud, F. Remediation of beach sand contaminated by hydrocarbons: conception of a pilot for treatment evaluation. 17th International Congress of Chemical and Process Engineering, Prague – République Tchèque, 27-31 août 2006 (communication orale).

COMMUNICATIONS PAR POSTER

Giraud, L. ; Andrès, Y. ; Durand, M.J. ; Merlin, F.X. and Raynaud, F. Méthodologie d’évaluation d’une filière de traitement biologique et chimique de déchets issus de pollution marine accidentelle par des hydrocarbures. Comité ADEBIOTECH, Biodépollution et Environnem

6 – Perspectives

Les résultats et analyses de cette étude permettent déjà de faire un certain nombre de recommandations quant à la gestion et au suivi des déchets souillés par des hydrocarbures. Quelques perspectives peuvent être proposées. En effet, il pourrait être envisagé de compléter les études de toxicologie en mettant en place des tests de toxicité chronique, en introduisant un essai faisant appel à un organisme photosynthétique (microalgue par exemple) et un organisme présent dans le sédiment. Un dosage du CO2 dissous dans les lixiviats pourrait compléter les résultats de respirométrie. Un système de piège à COV plus performant que les cartouches d’adsorption que nous avons utilisées, ainsi qu’un traitement de ces COV permettrait d’avoir un traitement complet des polluants.

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La méthodologie pourrait alors être testée sur une autre catégorie de déchets dépollués, par exemple par voie chimique, et également d’évaluer la filière de traitements complète. Il serait également nécessaire de discuter du devenir des solides naturels après les opérations de nettoyage.

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- Projet EXCAPI - Expérimentation de capteurs acoustiques pour repérer le pétrole immergé

Chef de projet

CEDRE: Centre de documentation, de recherche et d’expérimentations sur les pollutions accidentelles des eaux


François PARTHIOT

715 Rue Alain Colas – CS 41836 29 218 BREST Cedex 2. Tel 02.98.33.10.10 Fax 02.98.44.91.38 e-mail : [email protected]

Partenaires :

N° Partenaire Nom société / organisme Responsable Coordonnées P1 GESMA Benoît ZERR Tel : 02.98.22.50.08

Fax : 02.98.22.72.13

P2 Ifremer Xavier LURTON Tel : 02 98 22 40 88 [email protected]

P3 LMP-Paris VI Pierre CERVENKA Tel. :01 30 85 48 50 [email protected]

P4 LMA- CNRS Marseille J.P SESSAREGO Tel : 04 91 16 41 89 [email protected]

Date de labellisation : 21 septembre 2001.

Dates de réalisation : de 2002 à 2003.

Personnel Budget DEMANDE

Nb ETP mensuels Coûts

Autres coûts

Budget TOTAL Euros HT %

Co : Cedre 6.5 56 250 30 910 86 430 82 696 80

GESMA

IFREMER 4.0 48 926 2 000 50 926 25 463 50

LMP 14 820 14 820 14 820 100

LMA 10 541 10 541 10 541 100

TOTAL 10.5 105 176 58 271 162 717 133 520 82

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La marée noire de l’ERIKA a mis en évidence que le produit polluant, qui est descendu au fond ou a navigué entre deux eaux, est devenu indécelable autrement que par recours aux dragages en aveugle.

L’objectif du projet EXCAPI est de procéder à l’expérimentation de plusieurs sonars et de déterminer leur capacité à détecter des nappes de pétrole sur des fonds sableux. Les caractéristiques acoustiques des produits pétroliers lourds étaient jusqu’à présent méconnues, de même que la réponse acoustique des sonars en fonction de l’épaisseur et du morcellement des nappes immergées. Une expérimentation en bassin, de grande dimension, permet de contrôler un certain nombre de paramètres, comme la géométrie des nappes et la nature du produit, tout en diminuant fortement les difficultés et les coûts par rapport à des essais en mer.

Auparavant des essais de fabrication et de stabilité au fond de l’eau ont été réalisés au Cedre pour s’assurer des modalités de mise en place des produits sans danger de pollution du bassin. Par ailleurs des essais au LMP à Marseille ont permis d’en mesurer les principales caractéristiques acoustiques (vitesses et atténuations à différentes fréquences,…)


Avant tout des essais de fabrication et de stabilité au fond de l’eau ont été réalisés au Cedre pour s’assurer des modalités de mise en place des produits sans danger de pollution du bassin. Par ailleurs des essais au LMA-CNRS à Marseille ont permis d’en mesurer les principales caractéristiques acoustiques (vitesses et atténuations à différentes fréquences,…)

L’expérimentation en bassin a d’abord consisté d’abord à réaliser la mise en place des nappes d’hydrocarbure de différentes tailles, compositions et épaisseurs sur un lit de sable de 30 cm d’épaisseur. Pour cela le GESMA a mis à disposition du projet EXCAPI le bassin n°16 de grandes dimensions (80m x 10m x 9m) de l’ancienne base sous-marine à Brest.

Environ 2m3 de produits lourds ont été mélangés et mis en place par le Cedre à chaud par un processus de flux tendu « Raffinerie-Cedre-Bassin 16 »

Les sonars ont été testés par le partenaire ayant assuré la fourniture du sonar , ce sont donc les expérimentations suivantes qui furent rélisées :

• Le sonar latéral interférométrique KLEIN 5500B parle GESMA • Le sonar latéral Edgetech DF 1000 (112 et 384 Khz) par IFREMER • Le sondeur monofaisceau haute fréquence pénétrateur de sédiments ORCA par

IFREMER • Les sondeurs multifaisceaux RESON 8101 et RESON 8125 par le GESMA • Le sonar frontal COSMOS par le LMP - Paris VI • Le sonar frontal EchoScope 1600 par la société CodaOctopus (partenaire bénévole)

La synthèse des résultats et l’établissement des recommandations a impliqué l’ensemble des partenaires avec la co-ordination du Cedre


Les délais ont été modifiés en fonction des contraintes imposées par la décision et la formalisation de la participation du GESMA à ce projet.

Les résultats obtenus lors des expérimentations en bassin sont encourageants, ils peuvent se résumer ainsi :

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- Des systèmes sonar haute fréquence (200-500 kHz) utilisés classiquement en mer (sonar à balayage latéral, sonar multifaisceaux, sonar frontal sectoriel) permettent de détecter la présence de nappes d’hydrocarbure sur un fond de sable du fait de la faible réflectivité de ces nappes due à une très forte atténuation des signaux.

- Le contraste obtenu est similaire pour les trois produits lourds utilisés. Toutefois le contraste obtenu dépend du système considéré et aussi de la configuration d’utilisation (altitude, distance oblique et incidence,..)

- Le contraste observé pour les trois produits par rapport au sable, quel que soit le type de sonar, est de l’ordre de 10 dB à 15 dB dans la gamme de fréquence 240 à 460 kHz et ce pour toute épaisseur de 3 à 20 cm, vers 100 kHz il est au plus de 5 dB et varie logiquement avec l’épaisseur.

- Au voisinage de la verticale (incidence de moins de 10°) et lorsque la fréquence augmente de 240 à 455 kHz, le contraste mesuré par le sondeur multifaisceaux diminue de façon significative (le niveau renvoyé par les hydrocarbures est très proche de celui renvoyé par le sédiment) bien que, dans ces conditions, la bathymétrie fait apparaître clairement l'épaisseur des taches alors que celles-ci sont invisibles sur l’image. De même le sondeur monofaisceau peut donner accès à l'épaisseur des taches. Cependant cette bathymétrie et l'épaisseur ne peuvent être d’aucune utilité pour la détection dans le cas d’une reconnaissance réelle en mer.

- Les sonars à balayage latéral opèrent dans une plage d'incidences plus fortes (30° à 80° environ) pour laquelle le contraste sédiment/hydrocarbure est assez élevé (15 dB). Comme ces systèmes sont opérés à une altitude constante au dessus du fond ils peuvent procurer une bonne couverture pour la surveillances de grandes zones.


Démonstration que des sonar à balayage latéral, sonar multifaisceaux, sonar frontal sectoriel utilisés classiquement en mer permettent de détecter la présence de nappes d’hydrocarbure sur un fond de sable

Le contraste observé pour trois produits lourds par rapport au sable, quel que soit le type de sonar, est de l’ordre de 10 dB à 15 dB dans la gamme de fréquence 200-500 kHz et ce pour toute épaisseur de 3 à 20 cm

Identification des capteurs les plus pertinents et des limites et domaines d'utilisation de chacun d'entre eux par rapport aux besoins identifiés en ce qui concerne la recherche et la détection d'hydrocarbures immergés ou même enfouis légèrement dans le sédiment.


En conclusion le système sonar latéral pourrait être employé afin de réaliser une évaluation rapide de la contamination d'une grande zone. Quand il y a une forte présomption de plaques de polluant en certains endroits, alors des reconnaissances plus détaillées sont ensuite possibles à l'aide d'autres systèmes tels que le sondeur multifaisceaux, le sondeur vertical, le sonar frontal sectoriel à partir de navires ou d’engins sous-marins équipés de systèmes de positionnement adéquats. La validation opérationnelle en mer de cette stratégie de reconnaissance de zones potentiellement polluées en eaux côtières et hauturières est fonction des opportunités mais elle est bien sûr à envisager dés que possible.

Le principal résultat de ce projet a été de sélectionner les capteurs les plus pertinents et d'identifier les limites et domaines d'utilisation de chacun d'entre eux par rapport aux besoins identifiés en ce qui concerne la recherche et la détection d'hydrocarbures immergés ou même enfouis légèrement dans le sédiment. Les autorités en charge de la lutte contre la pollution pourront ainsi bénéficier de

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recommandations documentées pour la conduite des actions de recherche des hydrocarbures immergés.

L'autre recommandation importante est la définition les contraintes et les possibilités d'utilisation et d'interfaçage de ces capteurs sur différents supports, sous marins ou de surface, comme des véhicules autonomes ou des navires spécialisés.

Publications principales :

Parthiot F., E. de Nanteuil, F. Merlin, B. Zerr1, Y.Guedes1, X. Lurton2, J.-M. Augustin2, P.Cervenka3, J.Marchal3, J.P. Sessarego4, R. K.Hansen5 “ Sonar detection and monitoring of sunken heavy fuel oil on the seafloor” in INTERSPILL 2004 Trondheim , Norvège 14-17 juin 2004

Parthiot F. "Recherche et suivi de polluants persistants sur le fond de la mer", in "Caractérisation in-situ des fonds marins", Journées SeaTechWeek, Brest, 21-22 octobre 2004


La conduite d’essais complémentaires en mer pourrait être envisagée tant avec des essais sur la zone polluée du Haven que dans le cadre d’une pollution effective survenant dans les eaux de tout pays européen. Cette validation opérationnelle par des essais en mer sur des nappes de différentes natures est importante pour procéder ensuite à la rédaction d’un guide sur la conduite des opérations de recherche en mer des nappes immergées.

1 GESMA, DCE, BP42, 29240 Brest Naval (France) 2 Ifremer, TMSI/AS , BP 70, F-29280 Plouzané (France) 3 LMP, Université Pierre & Marie Curie, 2 Place de la Gare de Ceinture, 78210 Saint-Cyr l'Ecole (France) 4 LMA-CNRS, Chemin Joseph Aiguier, 13402 Marseille Cedex 20 (France) 5 CodaOctopus Omnitech AS, Sanviksboder 77C, N-5035 Bergen (Norway)

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- Projet OERS - Outil d’évaluation des risques sanitaires (liés aux pollutions marines et côtières)

Chef de projet

HPC Envirotec S.A.

e-mail [email protected]


Frank KARG

21, rue du Tertre La-Chapelle-des-Fougeretz – CS 46833 35 768 Saint-Grégoire Cedex

Tel 02 99 13 14 50 Fax : 02 99 13 14 51 Mob 06 07 34 69 16

e-mail : [email protected]

Partenaire:

ENSP

Laboratoire environnement et santé

RENNES


Dates de réalisation : de 2005 à 2006

Budget total : 98 070 euros Montant de l’aide : 49 035 euros


L’outil, nommé OERS (Outil d’Evaluation des Risques Sanitaires liés aux pollutions marines et côtières) a pour objectif de quantifier les risques pour la santé, en cas de pollution marine et côtière afin d’orienter vers des mesures correctives et de prévention sanitaires adéquates. Par conséquent, les dépenses en matière de dépollution pourront être mieux gérées et adaptées à la prévention adéquate des risques.

L’objectif a été de posséder une méthodologie validée qui pourrait être à tout moment opérationnelle en cas de pollution pour que les pouvoirs publics, municipalités et responsables disposent d’une aide à la décision des bonnes actions de dépollution et de prévention contre les risques sanitaires.

3 - Travaux effectués:

L’outil OERS (Outil d’Evaluation des Risques Sanitaires liés aux pollutions marines et côtières) a été développé en forme informatique afin de quantifier les risques pour la santé en cas de pollution marine et côtière.

Différents scénarios d’exposition liés à des pollutions marines et côtières ont été envisagés (produits: tous les produits avec VTR (valeurs toxicologique de référence) connus). Les voies d’exposition possibles sont très variables, suivant qu’il s’agisse de pollution marine ou côtière, en fonction du type d’individu exposé et de son activité sur ou à proximité d’un site pollué (plage, port…).

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L’ensemble des scénarios d’exposition a été considéré en supposant le site contaminé par une pollution accidentelle, diffuse ou résiduelle.

En vue de tester cet outil, des calculs de risques ont été effectués à partir des concentrations mesurées par l’INERIS sur les plages, suite au naufrage de l’Erika. Il s’agit de calculs destinés à vérifier la validité de l’outil, et non pas d’une Evaluation Détaillée des Risques sanitaires, qui elle, nécessiterait d’autres investigations et des paramètres adaptés aux différentes problématiques.

Neuf scénarios d’exposition ont été décrits et testés, à savoir :

un scénario « Résidents riverains » regroupant l’ensemble des voies d’exposition possibles (par inhalation, ingestion et contact cutané) et impliquant la présence d’enfants,

un scénario « Vacanciers à la plage » identique au précédent mais pour des durées d’exposition plus courtes, impliquant la présence d’enfants,

un scénario « Consommateurs de poissons » impliquant une seule voie d’exposition (ingestion de poissons) et la présence d’enfants,

six scénarios impliquant seulement des adultes : « Paludiers », « Pêcheurs à pieds », « Pêcheurs en mer », « Culture d’huitres, moules, crustacés, poissons », « Navigateurs » et « Travailleurs de la dépollution (ou volontaires) ».

Les calculs ont été effectués en considérant que les concentrations en polluants étaient identiques pendant toute la durée d’exposition (25 ou 30 ans pour les scénarios d’exposition chronique), ce qui est majorant en cas de pollution accidentelle (mais souvent justifié en cas de pollution chronique) concernant les risques sans seuil d’exposition mais adapté aux risques avec seuil d’exposition. Des durées d’exposition spécifiques et plus courtes pourraient être considérées par l’outil OERS développé, en fonction de la biodégradabilité des produits (des données sur la BAN: Bio-Atténuation Naturelle pourront être intégrés).

4 - Résultats obtenus :

L’outil OERS (Outil d’Evaluation des Risques Sanitaires liés aux pollutions marines et côtières) a été développé afin de quantifier les risques pour la santé en cas de pollution marine et côtière.

Le système permet la quantification de l'impact des pollutions sur les eaux, aliments (poissons, crustacés et algues), les côtes et l'air, en intégrant les analyses physico-chimiques des milieux. L'appréciation de deux types de risque est considérée:

• risque avec seuil d’exposition (hépatotoxique, néphrotoxique, neurotoxique, etc.) : IR (indice de risque),

• risque sans seuil d'exposition d’exposition (risque cancérigène, mutagène et tératogène) : ERI (Excès de risque individuel cancer),

avec prise en compte des incertitudes majeures:

• définition de l'usage,

• paramètres d'exposition (durée d’exposition, mélanges des polluants, etc.),

• modélisation des phénomènes physiques, chimiques et biologiques,

• le potentiel toxique.

Il permet aussi d'effectuer des simulations afin d'évaluer les impacts de décisions d'actions correctives (et suivi par l'évaluation des coûts.)

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Cet outil peut-être être utilisé de manière spécifique à chaque pollution (accidentelle et chronique) et chaque site. Elaboré de manière très flexible, il peut s’adapter aux différents scénarios et paramètres permettant de s’approcher au plus près des réalités de chaque type de pollution marine et côtière, en raison d’un accès possible à toutes les données et équations du modèle.

Les bonnes décisions correctrices (restrictions de consommation des aliments, dépollution, etc…) pourront donc être prises tout en assurant les risques toxicologiques acceptables et transparents et un budget minimal ce-qui assure la meilleure efficacité économique, environnementale et de santé publique.

Cet outil OERS dispose finalement d’une grande flexibilité et facilité d’adaptation aux situations rencontrées. Tous les paramètres sont modulables, et les équations peuvent également être modifiées en fonction de l’évolution des connaissances. Son utilisation nécessite néanmoins une bonne connaissance de l’évaluation des risques, afin que toute modification potentielle ou actualisation (des valeurs toxicologiques ou la chimie environnementale des polluants par exemple) soit effectuée en cohérence avec l’ensemble de l’outil tout en assurent les risques toxicologiques acceptables des populations concernées (comme par ex. le risque de cancer maximalement acceptable de ERI = 10E-5).


Outil informatique (spécifique à la pollution marine et côtière) d'aide à la décision intégrant les produits (tout polluant chimique, radiologique, micro-biologique pour lesquels les VTR (aigus et chroniques) existent – de l'ordre de 2300 produits).

Prise en compte des modélisations des phénomènes physiques, chimiques et biologiques et transfert entre milieux.

Prise en compte des incertitudes sur les données dans les évaluations (plus probable, majorant, minorant) et gestion des lacunes des connaissances.

Simulations de décisions afin de participer à la sécurité budgétaire.


L’outil OERS peut-être être utilisé dans tous les cas de l’ensemble des pollutions côtières et marines accidentelles (hydrocarbures, solvants, etc.) et chroniques (pesticides, TBT, PCB, etc.). Il peut être appliqué aux différents scénarios d’expositions et à l’ensemble des polluants potentiels permettant de s’approcher au plus près des réalités de chaque type de pollution marine et côtière.

Les bonnes décisions correctrices (restrictions de consommation des aliments, dépollution marine et côtière, etc…) pourront donc être prises tout en assurant la meilleure efficacité économique, environnementale et de santé publique.

L’outil est applicable pour les scenarios d’expositions et groupes des personnes (ou victimes) suivants :

Professionnels :

• paludiers,

• pêcheurs à pieds (coquillages, crustacés algues),

• Culture d’huîtres, moules, crustacés, poissons, algues,

• pêcheurs en bateau,

• navigateurs,

• travailleurs de la dépollution (et volontaires),

• professionnels du tourisme.

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Particuliers :

• résidents riverains,

• vacanciers et sportifs à la plage,

• consommateurs de poissons, fruits de mer et algues.

L'outil est utilisable en service chez HPC. Il est en particulier mis en application dans le cadre d'études de pollution par pesticides

La mise en œuvre de l'outil est aussi demandée par des sociétés pétrolières dans le cadre de services 24h/24h pour des interventions en cas d'incidents ou d'accidents (contrats cadres).


L'outil est intégré en exploitation dans l'offre commerciale de HPC Envirotec SA.

Il serait nécessaire d’appliquer l’OERS dans l’ensemble des cas des pollutions marines et côtières afin d’assurer la meilleure efficacité et justification (et de sécurité juridique) de toute action préventive économique et corrective pour la santé publique, l’environnement et pour les professionnels potentiellement ou réellement touchés (pécheurs, activités touristiques, habitations, etc.) en assurant les risques toxicologiques acceptables.

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- Projet POLLUCOM - Système d'information et de télécommunications appliqué aux pollutions maritimes

Chef de projet

ATLANTIDE


M. Philippe KERVELLA

Technopôle Brest Iroise Site du Vernis – CS 23866 29238 Brest Cedex 3

Tel 33 2 98 05 43 21 Fax 33 2 98 05 20 34 e-mail [email protected]

Partenaire

ENST Bretagne

M. Philippe TANGUY

Technopôle Brest-Iroise - CS 83818 29238 Brest Cedex 3

Tél. : 33 (0)2 29 00 11 11 Fax : 33 (0)2 29 00 10 00 [email protected]


Dates de réalisation : de 2002 à 2003

Budget (€) Montant aide (€)

ATLANTIDE 221 500 110 692

ENSTBr 76 000 76 000

Total 297 500 186 692


Spécification d'un système de communication et gestion des informations POLMAR.

Lors de pollutions marines accidentelles, afin d'identifier les risques et assurer la coordination efficace des opérations de lutte et de surveillance, il est nécessaire d’optimiser les moyens de communication entre les différents intervenants, et de mettre en place des outils de concertation et d’aide à la décision faisant appel aux nouvelles technologies de l’information et de la communication.

Utilisateurs impliqués : PREMAR, PREFET, CEDRE, CEPPOL, CETMEF, SHOM, METEO France, IFREMER, SDIS, GENDARMERIE, .


Réalisations :

♦ Audit de spécialistes et d’utilisateurs,

♦ Evaluation technique et opérationnelle des systèmes de communication,

♦ Analyse et spécification fonctionnelle du système POLLUCOM,

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♦ Conception et spécification technique du système POLLUCOM,

♦ Mise en place de systèmes d’information géographique adaptés,

♦ Développement d’un démonstrateur de communication et de gestion des données (POLMAR)

Apport ATLANTIDE :

♦ Expertise scientifique et technique des moyens et méthodes de communication,

♦ Analyse fonctionnelle et analyse de la valeur,

♦ Outils de travail coopératifs,

♦ Compétences relationnelles et organisationnelles.

Apport ENSTBr :

♦ Contribution au développement de la maquette

♦ Contribution aux interviews utilisateurs pour la définition du démonstrateur

♦ Contribution aux présentations


Les principaux résultats du projet POLLUCOM sont :

- Rapport d’audit de l’ensemble de la chaîne des acteurs de l’action en mer (cahier d’interviews) ;

- Rapport d’audit sur les moyens de télécommunication à mettre en œuvre dans le cadre de pollutions accidentelles en mer à l’échelle mondiale ;

- Guide industrielle pour le choix des composants de communication (télécommunications) dans le cadre de pollutions accidentelles en mer à l’échelle mondiale ;

- Spécifications fonctionnelles d’un centre à terre de gestion de crises marines ;

- Démonstrateur opérateur de gestion de crises marines.


Guide industriel pour le choix des composants de communication (télécommunications) dans le cadre de pollutions accidentelles en mer à l’échelle mondiale ;

Spécifications fonctionnelles d’un centre à terre de gestion de crises marines validées par le développement d’un démonstrateur de communication et de gestion des données (POLMAR)


Le projet POLLUCOM a donné lieu à de nombreuses présentations auprès des acteurs de la communauté des acteurs de l’état en mer (préfecture maritime, cedre, epshom, cetmef, douanes, alcyon, Météo France, gendarmerie (COG de Quimper), Zone de Défense Ouest Rennes, sécurité civile, CEPPOL, …).

Le projet a également donné lieu plusieurs manifestations, dont :

- Table ronde du 18 - 22 Octobre 2004 « Programme SeaTech Week Technologie pour la surveillance de l'environnement côtier – Technology for coastal environment monitoring “Information System for Maritime Pollution Crisis Management: Pollucom Project” M. Despriée (Atlantide-Brest), P. Tanguy (ENST Bretagne, France) and L. Therier (Atlantide-Brest),

- Conférence AEI 2006 Brest (31 janvier – 1er février 2006)

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Le projet a donné lieu à la publication de plusieurs articles :

- OCEANS 2005 – Maritime crisis management aided by Information and Communication Technologies: the POLLUCOM system, Michel Despriee and Laurent Therier d’ATLANTIDE, Technopole Brest Iroise, Brest, France, Philippe Tanguy de l’ENST Bretagne, Technopole Brest Iroise, Brest, France

- SeaTech Week 2004 – Gestion de crise marine assistée par les TICs : Système POLLUCOM, Michel DESPRIEE, ATLANTIDE Brest, Philippe TANGUY ENST Bretagne, et Laurent THERIER, ATLANTIDE Brest

Le projet a donné lieu à une reportage sur la chaîne TV Breizh en 2004.


Des développements complémentaires ont été menés en 2004-2005 pour amener le démonstrateur POLLUCOM à un niveau de système pré-opérationnel.

Il reste, à ce stade, à la disposition des services de l’état, qui sont les principales parties intéressées à sa mise en œuvre opérationnelle, et ayant autorité pour ce faire ; le rôle des partenaires sur le projet se limitant à porter le système à un niveau technique et fonctionnel satisfaisant.

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- Projet RENAPIM (REcupération de NAPpes Immergées) - Conception d'une suceuse à air pour la récupération de nappes d'hydrocarbure immergées

Chef de projet

LE FLOCH DEPOLLUTION

Z.I. de Kériven 5 rue E. Branly 29 600 St Martin des champs


Partenaires

N° Partenaire Nom société / organisme Responsable Coordonnées P1 ETABLISSEMENT

CASTEL Fabrice GAGNOT Tel : 02 98 68 02 05


P2 CEDRE Emmanuel de NANTEUIL

Tel : 02 98 33 10 10 Fax: [email protected]

P3 UBO (Université de Bretagne Occidentale)

Bernard FICHAUT Tel. : 02 98 01 60 00 Fax [email protected]


Dates de réalisation: de décembre 2004 à décembre 2005

Budget total: 186 842.69 € HT Montant de l’aide: 111 702.48 € TTC


L'objectif était la conception et le développement d’une suceuse à air visant à récupérer les nappes d’hydrocarbure immergées reposant sur le fond.

Nous souhaitions améliorer l'offre existante en s'inspirant de produits déjà présents sur le marché, mais souvent inadaptés à la récupération du pétrole tels que les outils d'archéologie sous marine.

En plus de la récupération en tant que telle, nous souhaitions apporter des améliorations complètement innovantes du point de vue sélectivité du produit et pouvoir calorifique de l'huile remontée grâce à un apport de chaleur.

3 - Travaux effectués Description des travaux dans l'ordre chronologique:

• Recherches documentaires et définition du besoin afin de rédiger un cahier des charges (Le Floch Dépollution)

• Rédaction du cahier des charges et étude générale (Le Floch Dépollution + Cedre + Castel) • Premier prototype en PVC réalisé (Castel) • Première phase de tests: évaluation du fonctionnement de l'appareil (Le Floch Dépollution +

Cedre) • Etude détaillée (Le Floch Dépollution + Cedre + Castel) • Second prototype réalisé (Castel)

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• Première phase de tests: évaluation du fonctionnement de l'appareil (Le Floch Dépollution + Cedre)

• Analyse des résultats (Le Floch Dépollution + Cedre) • Deuxième phase de tests: évaluation du débit de refoulement sans pétrole (Le Floch

Dépollution + Cedre) • Troisième phase de testes: évaluation du débit de refoulement avec fuel coulant et suivant

différentes conditions d'injection (Le Floch Dépollution + Cedre) • Quatrième phase de tests: évaluation du débit de refoulement avec différents fuel lourds et

suivant différents substrats (Le Floch Dépollution + Cedre + UBO) • Analyse des tests (Le Floch Dépollution + Cedre) • Développement (Le Floch Dépollution)

Liste matériel Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4

Compresseur à air X X X X

Suceuse à air X X X X

Nettoyeur haute pression X X

Pompe péristaltique X X X

Equipements de plongée X X X X

Poste de communication surface X X X X

Barrage protection bassin X X

Chariot élévateur X X X

Aire/cuve stockage sédiments X X X

Cuves percées pour essais X X X

Bac de décantation X X X

Bac de rétention / réception déchets X X

Cuve X

Balance 500 kg X X X

Toupie / bétonnière X X

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Un prototype garantissant la sécurité et le confort optimal pour le plongeur

Prototype avec volant de préemption, manette d'ouverture et de fermeture d'air, manomètre

Essais sur la densité et sur la profondeur

Le but était de quantifier le débit d’air nécessaire à la remontée des différents sédiments suivant leur densité (vases, limon, sables, graviers, galets…).

La pression hydrostatique était également à prendre en compte, des essais de remontée de produit devaient être effectués sur 3 tranches de profondeur, de 1 à 10 m, de 11 à 20 m et de 21 à 30 m.

Calcul de débit d'air nécessaire suivant la densité

Pas de remonté avec graviers

Calcul suivant la profondeur

Les essais en profondeur de 11 à 30 m car les contraintes physiques les plus importantes se situent entre 1 et 10 m.

Essais sur les différents types de pétrole coulant

Le prototype ayant fait ses preuves sur sédiments, il était prévu de tester ses capacités sur différents types de pétrole.

Trois types de pétrole coulant ont été testés

Pression exercée sur le milieu

La sélectivité devait être quantifiée par la composition même de ce qui remontait au vu des espèces (faune et flore) initialement présentes.

Il était prévu un essai en milieu naturel ou de recréer un milieu au plus proche de la réalité dans un bassin du Cedre

La sélectivité a été mesurée. Nous n'avons pas eu l’autorisation de déverser du pétrole en pleine mer. L’impact sur le milieu a été mesuré par l’analyse du pourcentage de sédiments présent dans le produit récupéré.

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Il était prévu d'adapter l'outil sur les substrats susceptibles d’être rencontrés lors d’une dépollution.

Des têtes de suceuse de diamètres variables étaient prévues. Chaque système pouvant être complété par différents embouts optimisant la récupération.

Il était prévu de coupler à la suceuse une injection d’eau chaude par le biais d’un nettoyeur haute pression et également de faire des essais de remontées de pétrole avec injection d'air chaud.

Ces essais avec injection d'eau chaude et d'air chaud ont été réalisés.

Différents types d'embouts ont été fabriqués et testés ainsi que des têtes de diamètres différents

Les limites de l’injection d’eau chaude ont pu être déterminées : perturbations créées par l’arrivée d’eau, perte calorifique importante dans la colonne d’eau.

Les essais avec air chaud ont donné de bons résultats

Il a pu être évalué l'encombrement et le cout d’un NHP.

Réalisation de dessins industriels des différents diamètres de suceuse et de l’injection eau chaude

Effectuée

Etude du mode de récupération en surface

Effectuée

Développement

Préorganisation de chantier et cartographie

Effectué


Le projet a permis la mise au point d'une suceuse pour récupération de produits sur le fond, outil facilement maniable, sûr pour le plongeur et adaptable au substrat.

Il a été démontré son efficacité par faible profondeur (1,5m - 2,5m - 10 m) sur des couches faibles et éparses où des pompes sont difficilement ou non utilisables.

La récupération a été de 1,5 à 2 m3/h alors qu'actuellement un plongeur récupère 1 m3/j (journée de 4 heures).

Enfin il a été observé un impact moindre que les techniques manuelles actuelles sur les sédiments.

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Nous avons présenté l'aspirateur sous marin

• à l'ITOPF (International Tanker Owner Pollution Federation) lors d'une présentation de la société en septembre à Londres et lors du salon Pollutec à Paris en décembre 2005.

• au REMPEC lors de la pollution au Liban fin 2006 mais sans résultats, les nappes d'hydrocarbures coulées ont été ramassées manuellement.




Il a aussi été fait une proposition au Liban pour traiter les pollutions, mais il n'y a pas eu accord.

6 – Perspectives

Présentation de l’outil à la Ceppol qui est confrontée à une problématique de dépollution d’épaves immergées (ex: Peter Sif)

Leur outil actuel (pompe d’allègement) fonctionne mais sa manipulation est difficile pour le plongeur.

Leur demande consiste à tester et adapter l'aspirateur pour une intervention à des profondeurs entre environ -40 et -60 m et de comparer l’efficacité/rendement/facilité d’utilisation par rapport à leur système actuel.

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- Projet ROSE – Réseau acoustique orienté surveillance d’épaves Chef de projet

IFREMER Centre de Brest


Jean MARVALDI

Ifremer Centre de Brest BP 70 29280 Plouzané


Partenaires : Sociétés et coordonnées des responsables de projet

N° Partenaire Nom société / organisme Responsable Coordonnées P1 ATLANTIDE Gwenael RENARD Tel : 02 98 05 43 21


P2 CEDRE Fanch CABIOC’H Tel : 02 98 33 10 10 Fax: [email protected]

P3 GET-ENST Bretagne Christophe LAOT Tel. : 02 29 00 10 14 Fax [email protected]

P4 NKE instrumentation Yves DEGRES Tel: 02 97 36 10 12 Fax: [email protected]

P5 SERCEL Underwater Acoustic Division

Michel NICOT Tel: 02 98 05 29 05 Fax: [email protected]


Dates de réalisation: de décembre 2003 à décembre 2006

Budget total: 1 377 548 € TTC Montant de l’aide: 745 030 € TTC


Le projet ROSE a pour objectif de définir et étudier un système de surveillance d’épave polluante basé sur le déploiement d’un ensemble de stations de fond intégrées dans un réseau acoustique et en communication avec la terre via une bouée et un lien hertzien. Le projet comprend aussi la réalisation d’un système prototype destiné à une démonstration en mer côtière de durée limitée.

Le programme est structuré en 3 axes de travail : Opérations - Système - Capteurs.

L’axe « Opérations » a pour objectif de définir les besoins auxquels le système doit répondre et d’en établir les spécifications générales. Les travaux partent d’une analyse de cas recensés d’accidents

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maritimes à l’origine de pollutions déclenchées ou latentes et aboutissent à la définition des méthodes et moyens logistiques de mise en œuvre du système et la définition de l’assistance aux opérateurs.

L’axe « Système » a pour objectif d’établir les spécifications techniques des sous-ensembles constitutifs du système, d’en faire les études, de réaliser un prototype, de le tester à terre en bassin, puis d’en faire une démonstration en mer.

L’axe « Capteurs » a pour objectif de définir les paramètres à mesurer, de faire un choix de capteurs existants et de qualifier les capteurs retenus pour le système prototype. L’axe prévoit aussi de définir les cahiers des charges de capteurs à développer et si possible d’évaluer et qualifier des capteurs existants adaptés aux besoins spécifiés.


Cedre Les travaux du Cedre se placent au départ du projet et visent à réunir et synthétiser les informations sur des événements de mer et des cas d’épaves réels. Les investigations portent sur trois domaines :

• inventaire des accidents passés et épaves à risque sur les côtes françaises – inventaire des produits dangereux et classement selon leur niveau de dangerosité

• analyse de scenarii de déploiement de capteurs pour détecter et si possible quantifier les épanchements de produits polluants

• inventaire de capteurs ou appareils plus complexes pour la détection ou la mesure de pollution et évaluation de leur adéquation aux conditions de mise en œuvre du système ROSE.

En outre le Cedre a procédé à l’étalonnage du fluorimètre à hydrocarbures retenu pour le prototype.

Ifremer Partant des analyses du Cedre et des discussions avec la Ceppol, l’Ifremer a établi les « Spécifications générales fonctionnelles » du système, qui ont servi de base pour l’établissement des « Spécifications techniques » définies conjointement par l’Ifremer (Flux d’informations, stations de fond, bouée), Sercel (Système de communication et station de gestion) et NKE (Messagers). Le document a servi de référence pour le développement du prototype.

Pour la réalisation et la démonstration du prototype, l’Ifremer a assuré les tâches suivantes :

• Stations de fond : conception et études - réalisation des sous-ensembles mécaniques et électroniques par sous-traitances et ses moyens propres - intégration

• Bouée : conception et études mécaniques - réalisation des sous-ensembles mécaniques par sous-traitance et ses moyens propres - intégration

• Capteurs : sélection, rassemblement par achat ou prêt et montage sur les stations

• Essais de sous-ensembles et du système en bassin avec Sercel et NKE

• Déploiement du système en mer - suivi de la démonstration – récupération du système

• Bilan de la démonstration - coordination de l’établissement des rapports de fin de projet.

Sercel Sercel Division Acoustique sous-marine a étudié et fourni le système de communication entre les stations sous-marines et une station de gestion à terre via la bouée relais, ainsi que l’ensemble de traitement et stockage des données transmises par les capteurs des stations immergées. Sercel a contribué aux essais à terre puis à la démonstration en mer.

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ENST Bretagne

L'objet des études de l'ENST Bretagne a été d'évaluer la fiabilité des transmissions dites hauts débits sur la base de signaux enregistrés par le GESMA et SERCEL lors de précédentes campagnes en mer. L'objectif était de mettre en évidence les limites du modem ASM actuellement utilisé et de tenter d'apporter des améliorations ultérieurement.

NKE instrumentation

NKE a assuré le développement des Messagers, balises largables par les stations et destinées à transmettre un condensé des données via les satellites Argos. NKE a contribué aux essais à terre.

Atlantide

Atlantide a défini l’assistance opérationnelle et la logistique en étudiant les différentes possibilités de déploiement et en analysant les méthodes et moyens logistiques nécessaires à la mise en œuvre du prototype. Atlantide a également établi les spécifications du système de mise à disposition des données ROSE.


Axe « Opérations »

Etablissement des documents suivants :

. « Analyse d’événements (accidents passés) », Cedre - « Spécifications générales fonctionnelles », Ifremer - « Conditions d’emploi du réseau acoustique ROSE », Atlantide - « Spécifications du système de mise à disposition des données ROSE », Atlantide

Axe « Système »

. Etablissement des « Spécifications système »

selon 3 lignes guides : adaptabilité des équipements à l’éventail de situations rencontrées - intégration de développements réalisés et éprouvés antérieurement - efforts de renouvellement et d’amélioration des concepts (Station ROSE , flottante ancrée sur le fond ; Messagers de dimension réduite).

. Réalisation d’un prototype de démonstration en mer

. Système de type « Côtier » comportant tous les sous-ensembles d’un système opérationnel : 2 stations ROSE , bouée-relais et station de gestion à terre, plus une station simplifiée posée au fond.

. Démonstration sur une durée significative de 2.5 mois avec usage des capteurs: fluorimètre hydrocarbures, sonde CTD, sonde oxygène dissous, réfractomètre et profileur ADCP.

Dans l’ensemble le fonctionnement du système et sa tenue à l’environnement ont été satisfaisants. L’opération des stations et des capteurs n’a pas posé de problème (sauf corrosion de l’enceinte du fluorimètre).

Sur deux points les performances attendues n’ont pas été pleinement atteintes :

. Taux des transmissions acoustiques sans erreurs des stations ROSE vers la bouée inférieur à celui attendu et réalisé avec la station posée au fond. Des essais en bassin ont permis d’analyser la situation et de proposer des solutions qui restent à valider.

. Expérimentation des Messagers. Après les tests des fonctions séparément en laboratoire et bassin à terre, la démonstration constituait un test en condition réelle ; le développement de biosalissures en eau peu profonde a gêné le largage. Des aménagements sont envisagées et devront être implantées et testées.

Enfin le coût de réalisation d’une station ROSE en sous-traitance totale s’est avéré trop élevé pour le budget disponible et la troisième station prévue a été remplacée par une structure simplifiée.

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Axe « Capteurs »

La gamme des produits polluants transportés par mer est large (hydrocarbures, acides, produits chimiques et naturels divers). La disponibilité de capteurs pour détecter / mesurer la présence de polluants en milieu marin et en immersion est présentement limitée. Seule la mesure des hydrocarbures a été mise en œuvre avec le fluorimètre TRIOS. Il serait nécessaire d’élargir le champ des mesures.

Les capteurs optiques ont été efficacement protégé contre le développement des biosalissures par une méthode de génération locale de biocide autour du hublot développée par l’Ifremer.


Le projet a permis la conception d'une station immergée innovante, flottante ancrée au fond, par intégration d'éléments existants. Les équipements composants sont conçus soit en équipression ou pour 4000 m. Il a été démontré que les mise en place et récupération sont faciles et que le système a pu fonctionner pendant 2,5 mois dans des conditions sévères de salissures. Il a ainsi été confirmé que la protection des hublots des capteurs optiques par chloration locale contre les salissures est efficace. Un autre apport du projet par rapport à l'existant est le Messager, par sa conception originale permettant une taille réduite. Les équipements ont été redistribués entre les participants mais il serait possible de recréer un ROSE si il y avait nécessité pour une épave en 1 à 2 semaines, sous réserve que les équipements ne soient pas mobilisés par une autre opération / démonstration.


Le prototype de démonstration n’était pas destiné a être maintenu en condition opérationnelle. Il a été démembré et les sous-ensembles sont entrés dans les parcs d’équipements disponibles des partenaires.

Les dossiers techniques établis pourront servir de base pour la réalisation de systèmes opérationnels, après améliorations des quelques points notés en § 4 ( taux des transmissions acoustiques sans erreur, largage des Messagers et corrosion de l’enceinte du fluorimètre).

Le système a été présenté aux acteurs de la lutte antipollution par le Cedre au cours de sa Journée de discussions techniques du 23 novembre 2006.

Par ailleurs le projet a été présenté dans les occasions suivantes :

• Seatech Week Brest 2006 – Colloque Caractérisation du Milieu Marin (CMM 2006) : octobre 2006, Brest : présentation orale, et article à paraître dans les actes du colloque.

• Colloque Ecotechnologies ADEME-ANR - Salon POLLUTEC : novembre 2006, Lyon : présentation orale et fiche publiée dans les actes de la journée.

• Conférence ASLO 2007, Aquatic Sciences Meeting (American Society of Limnology and Oceanography): février 2007, Santa-Fe USA : présentation orale et résumé dans les actes de la conférence.

• Conférence EGU 2007, (European Geophysical Union): avril 2007, Vienne Autriche : poster et résumé dans les actes de la conférence.

• Journées OCOSS 2007 de la SEE: juin 2007, Paris : présentation orale reprise dans les actes des journées

Enfin un film d’animation de 5 minutes, en versions française et anglaise, a été réalisé.

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6 – Perspectives

. Au niveau système

Au delà des améliorations déjà citées, la démonstration en version côtière pourrait être complétée par une démonstration par grands fonds. Les stations, équipée d’une flottabilité disponible en mousse syntactique, peuvent être déployées jusqu’à 4000 m. La procédure de déploiement doit alors être du type « en chute libre avec / sans assistance d’un ROV au fond ». Ce type de procédure entre dans le savoir faire de l’Ifremer ; il en est de même pour les bouée-relais pour grands fonds et les communications hors de portée téléphone ou radio par satellite Iridium. Tous les éléments peuvent être réunis pour démontrer la mise en œuvre du système sur un site profond.

. Au niveau capteurs

Il serait nécessaire d’élargir le champ des mesures de polluants, dans les conditions correspondant aux déploiements possibles du système.

Une première démarche pourrait porter sur les deux mesures envisagées au départ du projet et qui n’ont pu finalement être expérimentées : mesure du PH et méthode SBSE.

Concernant la mesure de PH, il s’agirait de sélectionner et tester un capteur qui réponde aux conditions de mise en oeuvre du système ROSE : déploiement de longue durée avec nécessité d’une protection contre les biosalissures et exigence d’une robustesse certaine.

L’échantillonneur SBSE, en cours de développement par l’Ifremer, pourrait être implanté comme un ensemble piloté par l’électronique de la station.

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- Projet SCOPMAR - Système cartographique opérationnel de la pollution marine Chef de projet

LNE - Laboratoire National de Métrologie et d’Essais,

Responsable du projet:

Sylvain PIERRARD

29 Avenue Roger Hennequin 78197 TRAPPES

Tel 33 1 30 69 12 04 e-mil [email protected]

Partenaire

THALES AIRBORNE SYSTEM

Gabriel MARCHALOT

10 avenue de la Première DF 29283 BREST


Date de réalisation: de 2002 à 2005

Budget total : 436 000 € Montant de l’aide : 192 000 €


L’objectif du projet SCOPMAR est de compléter le dispositif de surveillance aérienne des pollutions côtières en développant un outil logiciel aéroporté destiné, lors de la détection d’une pollution, à construire un fichier fusionnant la localisation cartographique des nappes repérées avec les images provenant des différents capteurs (radar, scanner infrarouge /ultraviolet, caméras) et les schémas et commentaires (évaluation du volume par exemple) de l’observateur spécialisé.

En cas de pollution accidentelle massive, ce fichier numérique pourra être transmis via Internet ou un autre moyen vers les organismes assistant le PC Polmar.

Destiné à équiper le système Polmar 3 de la Douane, cet outil en s’appuyant sur les cartes numériques embarquées fournit un dossier complet contenant l’ensemble des éléments nécessaire à la prise de décisions.

La dernière phase du projet consiste, non seulement à valider les outils, mais aussi à réaliser des essais en conditions opérationnelles puis à intégrer dans le logiciel superviseur de Polmar 3 les outils développés et validés.


Les phases suivantes sont terminées :

- Analyse fonctionnelle localisation / fusion

- Spécification et développement logiciel avion et sol

- Validation et intégration logicielle

Les données ont été mises en fichiers en XML pour permettre l'utilisation aisée sur différents systèmes informatiques et le support en anglais pour permettre des utilisateurs multiples.

Les tests en vol et la restitution des résultats aux utilisateurs Douanes ne sont pas réalisés.

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Le logiciel Scopmar comprend deux sous-systèmes :

- un Scopmar-avion (LNE)

- un Scopmar-sol (TSA),

Le premier permet à l’opérateur POLMAR d’acquérir, de sélectionner et de stocker les données utiles. A la fin de la mission, sur demande de l’opérateur, il crée l’objet Scopmar à transmettre.

La fonction SCOPMAR est donc une fonction complémentaire aux fonctions classiques de POLMAR . A cet effet, l’architecture POLMAR a dû être modifiée de manière à pouvoir gérer 2 bases de données parallèles : la base de donnée fonctionnant pour les besoins de la Douane et une base Scopmar qui contient les éléments sélectionnés par l’opérateur.

Le second sous-système restitue et permet l’affichage cartographique des données transmises.

Fonction Scopmar dans POLMAR

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IHM logiciel sol


Le logiciel sol est fonctionnel et permet une restitution simple des situations sur zone.

Le logiciel avion est développé et permet à l’opérateur de réaliser l’envoi des données essentielles. Son intégration au sein de Polmar a nécessité la modification de nombreuses IHM, une recompilation complète du logiciel.

Pour des raisons contractuelles entre la Douane et le constructeur de l’avion, il est toujours impossible de tester l’outils en conditions opérationnelles.

Au démarrage du projet, l’analyse de début de projet avait mis en lumière des besoins utilisateurs axés sur la simplicité d’utilisation. Désormais, les moyens et compétences informatiques de l’ensemble des utilisateurs concernés ont certainement évolué. Dans ce contexte, l’outils sol pourrait évoluer en intégrant un serveur cartographique de type MAPSERVER, ce qui permettra de disposer des fonds de carte S57 et Vmap0, rendant inutile le transfert de fonds cartographiques par le logiciel avion.

Les objectifs sont présumés atteints même s’il aurait fallu pouvoir bénéficier de retours utilisateurs. Techniquement, cette solution est simple et robuste mais pourrait évoluer techniquement.


Intégration dans système opérationnel POLMAR des listes d'attributs d’origines CEDRE, DOUANES, Accord de Bonn.

Restitution pour le système sol POLMAR de l'empilement des couches cartes: géographie, trace avion, couche pollution, couche navires (code OTAN) décidé par l'opérateur avion.

Logiciels très légers pour répondre aux besoins des Préfectures Maritimes


Présentation des résultats aux utilisateurs potentiels en 2005 (CEDRE, CEPPOL, DOUANE, GENDARMERIE) faite au CEDRE à Brest.

Communications limitées à RITMER.

Comme il l’a été souligné, l’exploitation de l’outil n’est pas possible pour le moment, pour des raisons contractuelles. Il est malheureusement difficile pour le coordonnateur de donner une date précise.

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6 – Perspectives

A l’issue de ce projet, il convient de ne pas projeter des développements R&D tant que l’avion POLMAR 3 n’est pas pleinement opérationnel, sans accord formel de la Douane pour entreprendre des évolutions. Les pistes qui seront étudiées concerneront

- l’utilisation d’un serveur cartographique pour les postes utilisateurs (permet de diminuer le poids informatique de l’objet)

- la transmission numérique par satellite de l’objet informatique mais il ne s’agit plus de R&D mais d’intégration de système.

En dehors du contexte POLMAR, une utilisation est possible par adaptation aisée par tout autre utilisateur français (incendie de forêts) et étranger.

En outre les résultats bénéficient à THALES dans leurs activités export dans le domaine de la lutte anti-pollution.

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- Projet SIMBAR Conception et plan de pose des barrages antipollution Site web Simbar : http://simbar.eigsi.fr

Chef de projet

Ecole d’Ingénieurs EIGSI La Rochelle


Frédéric MUTTIN

26 rue de Vaux-de-Foletier 17041 La Rochelle


Partenaires

– EIGSI Ecole d’Ingénieurs de La Rochelle , Coordonnateur du projet

– CEDRE Centre de Documentation de Recherche et d’Expérimentations sur les Pollutions Accidentelles des eaux, Brest

– ULR Université de La Rochelle, IUT de Génie Civil de La Rochelle, Laboratoire LEPTAB

– CETMEF Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales, Département Environnement Littoral et Cours d'Eau (DELCE), Division environnement marin et littoral (DEML) Brest-Plouzané

– EDF R&D LNHE Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement Chatou

Date de labellisation: 23 janvier 2003

Dates de réalisation: de mars 2004 à février 2007

Budget total: 619 707 € TTC Montant de l'aide: 298 269,94 € TTC


Objectifs

Optimiser la résistance des barrages dans leurs conditions d'exploitation

Mots clé:

Modélisation, Recommandations, Innovations Technologiques sur les Barrages anti-hydrocarbure

Une modélisation complète du fonctionnement d’un barrage anti-hydrocarbure est proposée. La modélisation est un couplage entre la structure d’un barrage et de son système d’amarrage d’une part, et le couplage entre écoulement de fluide et retenue de la pollution d’autre part. La partie structure du modèle est basée sur un élément-fini membrane non linéaire. Les comportements des éléments représentent celle de la jupe et du flotteur du barrage ainsi que du système d’amarrage.

La partie couplée fluide / pollution est basée sur une approche 2D-Verticale, suivant une coupe transversale d’un barrage dans un plan vertical, menée à la fois sur le plan numérique et sur le plan expérimental.

Le domaine d’exploration principal de l’étude concerne les eaux côtières semi abritées, sur lesquelles la houle est limitée. La vitesse du vent et la vitesse du courant prennent des valeurs importantes dans ce type de zone.

Auparavant une synthèse bibliographique des études existantes sera menée. Nous dresserons aussi au préalable une liste des paramètres et des variables, qui sont en grand nombre. Nous choisirons de faire

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varier ces paramètres dans certaines plages d’analyse. Des améliorations précises en terme de performances nouvelles des barrages (suivant la vitesse du courant, la hauteur de houle, et la vitesse du vent) seront poursuivies. Ces niveaux sont donnés dans le présent projet.


La définition de la problématique

L’efficacité des barrages est limitée par les effets physiques d’entraînement de particules de pétrole, ou par submersion du barrage. Le CEDRE fournit les données utiles au projet.

Le démarrage du projet a consisté à fixer les paramètres de l’analyse (CEDRE). 3 types de pétrole (léger, lourd, émulsion) ont été étudiés. Une géométrie de barrage a été fixée, à partir d’un produit existant (flotteur de 55 cm de diamètre et jupe de 75 cm de hauteur). A partir de cette géométrie de base, des variations de paramètres ont été étudiées, sur la forme, le matériau et l’amarrage du barrage.

La modélisation

L'objectif est de déterminer les principes d'une modélisation globale des barrages anti pollution (mécanique des fluides et mécanique des structures), et de faire des recommandations sur un nouveau type de barrage. Ceux-ci devront être efficace pour des vitesses de courant marin allant jusqu’à 1m/s. La limite actuelle est de 0.35 à 0.5 m/s. Les contraintes mécaniques dans un élément de barrage se concentrent sur la chaîne de lest située en bas de la jupe.

La validation

Dans la typologie des barrages l’amarrage intermédiaire s’attache sur coffre plus un ancrage ou corps-mort avec une ligne mouillage. Le CETMEF utilise les résultats de la recherche.

Le barrage de la rivière l’Elorn se situe au fond de la rade de Brest.

Ce calcul correspond au courant marin et fluvial maximum. La marée descend. La longueur du barrage vaut 1030 m. L’angle de jupe joue un rôle prépondérant dans la fuite du barrage.

Le double amarrage de part et d’autre du barrage permet de maintenir le barrage lors du renversement de marée.


Décrire les principaux résultats obtenus vis à vis des objectifs et préciser les livrables réalisés, préciser les objectifs non atteints et pourquoi : incidents, impasse technique, abandon d’un sous traitant, maîtrise des délais, maîtrise des budgets

L’efficacité des barrages est limitée par les effets physiques d’entraînement de particules de pétrole, ou par submersion du barrage. Le CEDRE fournit les données utiles au projet.

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La visualisation des écoulements permet l’analyse de l’efficacité des éléments de barrages. L’Université de La Rochelle effectue les essais en bassin.

La modélisation numérique de l’écoulement eau et pétrole autour du barrage utilise la méthode SPH.

Des simulations ont été réalisées avec des vagues monochromatiques, d'autres avec un courant constant. Par exemple, un courant de plus de 0.35 m/s entraîne des fuites de pétrole sous le barrage. Le LNHE effectue la modélisation numérique de l’écoulement.

L’EIGSI effectue les calculs de structure des barrages et des plans de pose sur le littoral.

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Coordonnees nodales


Un matériel anti-pollution, avant toute optimisation, doit d’abord être le mieux adapté au type de polluant, au lieu d’utilisation, et aux conditions de l’intervention.Les barrages anti-pollution sont une technique éprouvée pour le confinement d’hydrocarbures flottants, dans des zones côtières, soumises à un courant marin modéré.Pour améliorer leur fonctionnement, de nombreuses tentatives empiriques ont été conduites par les utilisateurs et les industriels. De nombreuses conceptions et usages existent avec des limitations intrinsèques peu étudiées sur le plan scientifique.

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Le principal apport du projet SIMBAR a été de fournir une base scientifique pour concevoir de nouveaux barrages, et de nouveaux plans de pose. Le modèle éléments-fini 3D mis au point permet d’évaluer des choix sur de nouveaux concepts (jupe recourbée, double ligne d’amarrage,..), d’évaluer un paramètre de dimensionnement (masse linéique de la chaîne, diamètre du flotteur,…) et de disposer d’une modélisation du problème de mécanique des structures.

Le précurseur dans l’analyse structurale d’un barrage par éléments-finis est l’équipe américaine de Basheda, qui en 1993, proposait d’utiliser un élément-fini de type « poutre ». Il s’agit d’un élément adapté à une structure rigide en flexion. Nous utilisons un élément-fini mieux adapté aux structures souples, démunies de rigidité en flexion. Il s’agit d’un élément-fini de type « membrane » en grands déplacements.

Les recherches dans SIMBAR ont été menées sur un autre plan, en mécanique des fluides. L’approche est mixte, à la fois expérimentale (en bassin hydrodynamique) et numérique (par la méthode des particules lagrangiennes SPH). Cette approche mixte a permis de décrire de façon consolidée l’écoulement eau+pétrole, avec à la fois une surface libre et une interface non lisse. L’approche est une coupe 2D verticale au voisinage du barrage, supposé à la fois corps rigide et flottant. La recherche en mécanique des fluides a apporté de nombreux résultats ; la portance et la traînée hydrodynamique d’un barrage, la limite d’efficacité d’un barrage, en fonction du type d’hydrocarbure, de la vitesse du courant, de la présence de vagues (monochromatique), et l’identification des divers mécanismes hydrodynamiques associés à la fuite du pétrole (entraînement, submersion, débordement…).

Les recherches ont été menées en partenariat avec le CEDRE et le CETMEF. Cela a permis de se baser sur les données les plus pertinentes, les expériences antérieures. Cela a permis l’évaluation et la validation opérationnelle des résultats de la recherche.

Les apports du projet ont été le calcul d’un barrage anti-pollution d’un plan POLMAR, celui de l’Elorn (rade de Brest). Les données du barrage ont été construites, le calcul du courant de la rade de Brest a été effectué par TELEMAC, pour une journée de référence (avec un coefficient de marée 73). L’apport du projet a été la modélisation du fonctionnement de ce barrage, par un calcul éléments-finis complet, de ses 6 tronçons, sur plus d’un km de long, avec ses lignes de mouillage. L’efficacité de ce barrage, sa tension, ses tractions sur les coffres et ses ancrages sont issus de la modélisation.

L’apport de connaissance du projet s’est faite vers les industriels de l’antipollution (workshops, journées du RITMER), la communauté scientifique (congrès, publications), les autorités en charge de la lutte anti-pollution. Cette dissémination s’est faite au niveau national et international, facilitée en cela par le site web de SIMBAR. 5 - Exploitation des résultats

La dissémination du projet Simbar a donné

• 27 publications scientifiques et techniques

• 9 actions de communications dans la presse locale et nationale

• 1 site web (1000 visites/mois à la fin 2006) http://simbar.eigsi.fr

• 2 ateliers internationaux réunissant les chercheurs, les industriels, et les autorités en charge de la lutte :

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o 1st International Workshop Oil Spill Containment Boom, college authorities: French Navy, CEDRE, French Transportation Adiministration, TOTAL group, Industrial college: ZODIAC, Ro-CLEAN, Scientific college: Oxford University, University of Cambridge, EIGSI, LNHE EDF R&D, “Oil spill containment boom. Real problems to motivate Industrial and Scientific approaches”, EIGSI La Rochelle, 2-3 mars 2006

o 2nd International Workshop, Oil spill containment boom and nets, Real Problems in Numerical Modelling and Dissemination of Best Practices, 5 and 6 October 2006, Location: EIGSI La Rochelle France, Participants: CEDRE Brest, LNHE EDF R&D Chatou, IFREMER Centre de Brest, Universités de Rennes et de Poitiers, CETMEF, CEPPOL, MUSTHANE, THOMSEA, GEOCEAN

Les résultats du projet Simbar seront repris par le projet BAR3D, labellisé en 2006, par l’Agence Nationale de la Recherche – programme PRECODD sur les technologies environnementales. Le projet BAR3D propose la mise au point d’un logiciel de calcul de barrages flottants par éléments-finis. Il s’agit d’une recherche pré-concurentielle, avec la mise au point d’un premier prototype de logiciel.

6 – Perspectives

Le projet continue avec le projet BAR3D du programme PRECODD-2006 de l’ANR: http://bar3D.eigsi.fr

Plusieurs projets ont été déposé par l’EIGSI dans le thème de la lutte contre les pollutions marines au niveau régional et national :

1. Co-ordinateur SIMPLIFI, Simplification de modèles hydrodynamiques pour élaborer un logiciel de dérive de polluant en mer côtière ou estuarienne, APR Excellence environnementale et développement des éco-industries Région Poitou Charente 2007 (non retenu à reprendre auprès de l’AGLIA avec son projet FIRST, pour INTERREG 2008, sur la sécurité maritime et l’implication des professionnels de la mer, pécheurs, ostréiculteurs).

2. Co-ordinateur TAECCO, Tourbillon Antipollution Appliqué à un Etier un Chenal une Culture Ostréicole, ANR-PRECODD Programme Ecotechnologies et Développement Durable 2007 (non retenu)

3. Co-ordinateur FILO (protection des chenaux des ostréiculteurs) et CABOU (senne de capture de boullette sen mer), APR Excellence environnementale et développement des éco-industries Région Poitou-Charente, 2006 (non retenus)

4. Partenaire Simulation aéro-mécanique d’un petit engin volant captif, partenaire du projet RAPACE, programme PRECODD 2005, Agence Nationale de la Recherche, 2005-2007

5. Co-ordinateur TRAP, Toile de rétention de polluant hydrocarbure, ANR-PRECODD Programme Ecotechnologies et Développement Durable PRECODD 2005 (non retenu)

L’intégration de la modélisation des barrages dans la gestion de crise est l’objectif de l’avant projet BARADA, soumis à l’ERA-NET AMPERA. Ce projet intégrerait les aspects suivants, qui préexistent de façon indépendante :

• calcul du courant au voisinage d’un barrage (exemple : MOHID, ou MARES2D)

• calcul de la position du barrage (BAR3D)

• gestion de la crise maritime (SIG, plan de protection, dérive de nappe) (exemple : PICSES)

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- Projet STORM - Scanner tri bandes opérationnel pour la recherche des pollutions marines

Chef de projet

LNE: Laboratoire National de Métrologie et d’Essais


Sylvain PIERRARD

29 Avenue Roger Hennequin 78197 TRAPPES

Tel 33 1 30 69 12 04 e-mail [email protected]

Partenaire

HGH Systèmes Infrarouge

Vincent LEBOUCHER

ZAC de la Sablière 10 Rue Maryse Bastié 91430 IGNY

Tel 33 1 69 35 47 70 e-mail [email protected]


Dates de réalisation: démarré en 2003, en cours en 2007

Budget total: 1 034 000 € Montant de l’aide: 517 000 €


Le but de ce projet est de définir puis de réaliser, à partir de l’expérience acquise lors des catastrophes récentes (Erika et Prestige), un prototype de scanneur aéroporté multibandes de nouvelle génération pour la détection de pollutions en mer et ensuite d’effectuer les tests de validation en vol. Jusqu’à présent les canaux infrarouge et UV qui sont utilisés dans les matériels classiques ont démontré leur utilité opérationnelle aussi bien dans la détection et la localisation des nappes résultant de pollutions accidentelles importantes que dans la surveillance des pollutions volontaires liées aux opérations de maintenance des navires. Ils seront conservés mais un canal supplémentaire d’imagerie en couleurs est prévu pour faciliter la recherche, plusieurs jours après le naufrage, des nappes dérivantes, en effet, ce canal sera plus adapté à la détection du fioul lourd (morcellement en plaques ou galettes et submersion) et facilitera la détection de certaines pollutions chimiques ou algues.

Cet analyseur devra posséder des outils d’exploitation et des performances (vitesse et angle de balayage, résolution) adaptées aux différents types de vecteur aérien (moteurs classiques ou réacteurs) susceptibles d’être utilisés pour les opérations de surveillance maritime liées à la pollution.


Les phases suivantes sont terminées :

- Etude du système optique :

o Choix du système de balayage.

o Essai et choix des détecteurs UV et RVB

o Design général du système

- Etude des traitements du signal :

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o Numérisation des signaux pour la voie infrarouge,

o Conception et programmation des réseaux logiques (FPGA, DSP) et de la gestion des entrées/sorties

o Etude des algorithmes et combinaisons de canaux

- Etude mécanique et électrique :

- Conception de l’ensemble du scanneur

- Approvisionnement des composants,

Les tâches suivantes sont en cours de réalisation

- Etude et réalisation de la station d’exploitation

- Fabrication des cartes logiques et électroniques.

- Design / Réalisation de l’interface scanneur/station d’exploitation

- Intégration / Montage du prototype

- Développement du logiciel d’exploitation et de l’interface opérateur

Les tâches suivantes ne sont pas commencées (au 1/09/07) :

- Essais sur table

- Tests d’environnement (température, humidité, vibrations)

- Essai en vol , intégration dans un avion, essais CEM, contrôle des performances

- Dossier d’industrialisation.

Plan d’encombrement général STORM

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Ce projet est un projet de développement industriel.

Les études ont permis de déterminer la conception répondant au besoin, tout particulièrement pour la voie infrarouge. En effet, il a été conclu que la solution monoélément ne permettait pas des balayages suffisamment rapides. Ainsi, il a été imaginé un système optique multi élément original, à partir d’une barrette de 8 éléments, placée longitudinalement. La difficulté a été de réaliser une telle barette, avec des performances (sensibilité) compatibles (NETD souhaité à 0.1 K).

Les difficultés technologiques rencontrées ont été, pour partie, responsables du retard de projet.

En effet, à la réception du premier capteur IR (MCT 8 éléments sur MAF à cycle de stirling), il a été constaté par tests laboratoires que sa sensibilité était très insuffisante. Des études ont confirmé que une modification électronique ou un traitement du signal s’avéreraient incapables de pallier ce manque de sensibilité. La conception/fabrication d’une seconde barrette a été réalisée et, 10 mois plus tard, l’élément reçu s’est avéré acceptable techniquement.

Une autre difficulté technologique concerne la conception de carte FPGA. En effet, pour réaliser l’interface électronique entre le capteur et un calculateur, 3 architectures ont été envisagées. Il est apparu que 2 d’entre elles étaient difficilement réalisables par les sous traitants rencontrés. Nous avons finalement dû choisir une solution qui reporte la complexité dans le calculateur. Cette solution consiste à développer une carte qui se contente de produire les données des 3 capteurs dans un format bas niveau adapté aux caméras standard (Camera Link). Ce format est très performant en terme de capacité de transfert mais nécessite l’usage de grabbers dédiés qui vont traiter les données.

Dans les mois qui viennent, le résultat sera un prototype ayant (à confirmer après les tests) les caractéristiques suivantes :

- Fréquence ligne : 300/s (400/s pour les exemplaires de série) - NETD < 0.1°C (à 50% de modulation) - Angle de champs de 90° efficaces - IFOV = 1 mrad (30 cm à 1000 pieds) - Nombre de pixel par ligne : 2048 par canal - Nombre de canaux : 5

o UV : < 420 nm (*) o Bleu : centré sur 460 nm(*) o Vert : centré sur 540 nm(*) o Rouge : centré sur 630 nm(*) o Infrarouge 8 – 12 micromètre (*)

- Correction de roulis : + ou – 15° - Numérisation des données : 14 bits entre -20° et 80°C(*) - Poids tête d’analyse < 25 kg

(*) : peuvent être modifiés


Prototype d'un capteur 3 bandes compact ; conception avec des produits pérennes ; résolution spatiale fine

Possibilités d'adaptation à d'autres utilisations (feux de forêts, courantologie, déperditions de chaleur)

Capteur étalonnable par mesure de températures permettant de prévoir une corrélation par un modèle avec l'épaisseur d'une nappe de pétrole, épaisseurs moyennes.


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La validation en vol sera réalisée au cours de l’hiver prochain 2007.

La première phase sera une phase de vols au dessus de la terre. Cette permettra de valider les algorithmes de traitements géométriques des images par une exploitation cartographique (superposition des images avec une orthophoto par exemple).

Ensuite, des vols au dessus de la mer seront faits. Dans le secteur du rail, ils permettront de détecter des pollutions orphelines et de valider les algorithmes de traitement intercanaux.

Ce capteur sera ensuite industrialisé et proposé aux intégrateurs de systèmes.

6 – Perspectives

Les perspectives sont l'évaluation des épaisseurs moyennes à partir des températures et avec une centrale inertielle plus performante, la possibilité d'utilisation pour d'autres applications.

D’ordre commercial, la perspective est un produit industrialisé par la PME. Ce scanner suscite l’intérêt de nombreux intégrateurs ou pays impliqués dans la surveillance maritime. Des discussions sont en cours avec deux promoteurs possibles du produit sur le plan international

Comme il avait été évoqué par un des rapporteurs, il pourrait être fait un lien informatique direct avec Scopmar : lors de la détection d’un champ de nappes, la détection / comptage automatique des nappes fragmentées pourraient alimenter directement la base de données Scopmar. Ce développement relève plus de l’intégration que de la R&D et sera envisagé lorsque le scanner sera embarqué au sein d’un système.

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- Projet SURLITOP - SURveillance LITtorale OPérationnelle

Chef de projet

SAS ACTIMAR


Vincent MARIETTE

24 Quai de la Douane 29200 Brest

Tel 02 98 44 24 51 email [email protected]

Partenaires

N° Partenaire Nom société / organisme Responsable Coordonnées P1 LSEET

Laboratoire de Sondages Electromagnétiques de l’Environnement Terrestre

Philippe FORGET Tel : 04 94 14 24 51 Fax : [email protected]

P2 BOOST Technologies Fabrice COLLARD Tel : 02 98 05 76 80 Fax: [email protected]

P3 Sous-traitant

Université de Hambourg Klaus-Werner GURGEL Tel. : 49 40 42838-5052 Fax [email protected]


Dates de réalisation : de septembre 2004 à septembre 2006

Budget global 511 062 € TTC Montant des aides (TTC)

ACTIMAR 189 607 €

BOOST TECHNOLOGIES 54 729 €

LSEET 11 195 €

Total 255 531 €

2 - Rappel des Objectif

Le projet de recherche et développement SURLITOP, vise à démontrer les capacités et les performances des radars à ondes de surface pour la détermination des paramètres d’environnement océanique en mer d’Iroise. Tout d'abord, il s'agit de tester la fourniture opérationnelle des courants de surface et des champs d'état de mer. Il s'agira ensuite de proposer de nouveaux algorithmes pour la détection des nappes d'hydrocarbures en surface. Ces résultats seront comparés avec les observations in situ acquises pendant la campagne VIGICÔTE et avec les images satellite radar haute résolution à l’aide des Radars à Ouverture de Synthèse, ROS, ou Synthetic Aperture Radar, SAR selon la terminologie anglaise. Cette dernière comparaison permettra d’évaluer les algorithmes de détection utilisés pour les radars HF et de

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les étalonner à partir de la co-localisation avec la donnée SAR. On profitera également des données acquises lors d'exercices de déversement volontaire de nappes d'hydrocarbures, effectuées sous le contrôle de la CEPPOL.


Le premier travail a été de choisir les sites les plus adéquats, puis de préparer l’installation des radars. Il s’agit d’identifier toutes les contraintes liées à l’accès aux différents services (ligne téléphoniques, électricité, sécurisation des sites, passage de camions,…), puis de faire la demande des multiples autorisations (Direction des travaux maritimes, Direction des services fiscaux, Direction de l’équipement, Direction des affaires sanitaires et sociales, Direction de l’environnement, Agence nationale des fréquences, mairies des communes concernées, propriétaires des terrains, associations de l’environnement, Préfecture maritime, conseil général, Conservatoire du littoral,…). Toute cette partie administrative s’est avérée extrêmement longue et fastidieuse et nécessite beaucoup de force de persuasion pour avoir l’accord des nombreuses structures concernées par un tel projet.

Après avoir réalisé des mesures d’écoute d’occupation du spectre des fréquences HF, nous avons choisi la plage de fréquences la plus adéquate pour nos mesures, c'est-à-dire la moins encombrée. La phase suivante concerna l’installation des deux systèmes radars sur les 2 sites du Finistère Nord et Finistère Sud. Chaque système radar comprend un réseau de 4 antennes d’émission, positionnées en rectangle et un réseau de 16 antennes de réception, alignées parallèlement à la côte.

L’étape suivante consiste en la mise route du radar et à calibrer tous les paramètres du système et des algorithmes de traitement, pour optimiser les données acquises. C’est dans ce cadre que nous avons pu développer une méthode de choix automatique de la bande d’émission avant chaque acquisition, une méthode de réduction des interférences radioélectriques au niveau des chirps, et enfin une méthode de direction d’arrivée (DF) de type MUSIC à haute résolution azimutale.

L’étape suivante a consisté à rendre opérationnelle la fourniture de l’ensemble des données acquises en continu, puis de les mettre sur un site web pour être accessible à l’ensemble des utilisateurs potentiels. En effet ces données doivent être disponibles pour la réalisation de produits finalisés dédiés à la surveillance maritime.

Une fois ces différentes étapes achevées, nous avons effectué une analyse approfondie de l’ensemble des données, afin de les valider à l’aide de comparaisons avec des données in situ et confrontations avec les données de modèles numériques. Ces comparaisons ont été réalisées sur des données eulériennes (mouillages aux points fixes) et sur des données lagrangiennes (trajectoire de bouées dérivantes). Parallèlement à ce travail de validation, les images SAR ont été traitées pour être comparées aux données radar HF d’une part et aux résultats de simulations numériques d’autre part. Par ailleurs un traitement particulier par direction d’arrivée (DF) des données de radars HF a été réalisé pour comparaison avec les images SAR. L’ensemble de ces analyses nous a permis de faire un important travail de validation et d’évaluation de performances des différents modes de mesures.

Enfin, en liaison avec la Commission d’Etudes Pratiques de lutte antiPOLution (CEPPOL) de la Marine Nationale, un déversement d’huile végétale a pu être effectué dans la zone de mesures des radars. Malheureusement, cette expérience s’est déroulée dans des conditions météorologiques de vent faible, de mer calme et de visibilité réduite (brume épaisse). Nous avons pu testé des algorithmes spécifiques pour la détection des nappes d’hydrocarbures en surface.


D’un point de vue opérationnel, le projet SURLITOP a permis de développer et de valider le système radar HF WERA pour la mesure en temps quasi réel, de jour comme de nuit, des courants de surface, des hauteurs significatives de vagues et des directions de vent, sur une zone à fort courants de marée de plusieurs centaines de km2. Le projet a permis notamment d’améliorer :

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• La connaissance des contraintes matérielles et administratives liées à l’installation d’un tel système.

• Les procédures d’installation et de maintenance des systèmes radar HF.

• Les algorithmes de traitement radar.

Par ailleurs des avancées techniques ont pu être réalisées permettant une augmentation significative des données radar valides (choix automatique de la bande d’émission, réduction des interférences).

D’un point de vue scientifique, la qualité des paramètres océanographiques extraits des mesures radars a été quantifiée grâce à des comparaisons avec des instruments de mesures in situ et des données issues de modèles numériques.

Malheureusement, faute de vérités terrain suffisantes lors du déversement volontaire d’huiles végétales en mer d’Iroise, l’efficacité des algorithmes détection de nappes d’hydrocarbures à partir des données radar HF n’a pu être testée. Néanmoins, au cours de cette expérience, nous avons pu mettre en évidence, la capacité des radars HF pour la détection de navires sur une portée supérieure à l’horizon visuel. Ceci constitue un résultat tout à fait intéressant pour des applications liées à la surveillance maritime.

Enfin un démonstrateur web de visualisation des courants et de calcul de trajectoires de dérive a été réalisé puis proposé au Centre Régional Opérationnel de Surveillance et de Sauvetage de Corsen (CROSS Corsen).

Concernant l’intercomparaison des différents types de données, on observe un bon accord quantitatif entre les valeurs de vitesses radiales issues du Doppler SAR, les projections radiales du modèle de courant de marée MARS 2D et les projections radiales des vitesses issues du Dopper HF.


Le projet a montré que des radars HF à ondes de surface permettent d’obtenir les paramètres environnementaux océaniques (courants de surface, états de mer et direction du vent) en temps quasi réel jusqu’à 80 nautiques. L’utilisation de mesures in situ a permis de valider les données radar, et de quantifier leurs performances. Les données sont mises sur Internet en temps quasi-réel. Le projet a permis de valider la possibilité de mesures à 100% avec radar HF sur des distances de 80 milles marins. Il a, par ailleurs permis de tester certains algorithmes de base permettant la détection de navires ; ce dernier point ouvre des horizons tout à fait prometteurs pour la surveillance des zones maritimes littorales. Il n’a par contre pas permis de valider la détection de nappes de pollution, faute de pollution accidentelle ou expérimentale dans la zone balayée.

Le système mis en place délivre des cartes de courant, états de mer (Hs), direction du vent en continu au large de la Bretagne. Un site Web interactif a pu être mis en place donnant les résultats de calculs de trajectoires de dérive. 5 - Exploitation des résultats

Applications opérationnelles :

L’application opérationnelle la plus remarquable du projet SURLITOP est constituée par la réalisation du programme VIGICOTE, mis en œuvre par le SHOM, depuis 2006 et pour 3 ans, dans la continuité du projet SURLITOP. Ce programme initié par l’amélioration des capacités de modélisation de l’environnement maritime en milieu côtier, consiste à installer deux systèmes radars HF au nord et au sud de la mer d’Iroise, de manière à fournir en continu des paramètres de l’environnement maritime. Le SHOM a donc acheté 2 radars HF Wera et les a installé dans les mêmes sites que pour le projet SURLITOP pour une durée de 3 ans. Il s’agit ainsi du premier système opérationnel européen de mesures de paramètres d’environnement océanique offrant de telles capacités en terme de portée et de résolution

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spatio-temporelle. Il constitue en ce sens un élément précurseur des systèmes futurs de surveillance maritime des côtes européennes, notamment dans le concept SPATIONAV-V2.

Actions de diffusion des résultats auprès de la communauté scientifique :

- V. Cochin : Thèse de doctorat de l’ENST Bretagne. Evaluation des radars à ondes de surface pour l’océanographie opérationnelle, soutenue le 8 septembre 2006.

- Premiers résultats de l’expérience SURLITOP, V. Mariette, N. Thomas, V. Cochin, Y. Guichoux, F. Ardhuin, conférence AEI- Ateliers Expérimentation et Instrumentation, IFREMER, Brest France, Janvier 2006.

- Premiers résultats de l’expérience SURLITOP (Surveillance Littorale Opérationnelle), V. Mariette, N. Thomas, V. Cochin, Y. Guichoux, F. Ardhuin, Institut Français de Navigation, Vol 54, N° 214, Avril 2006.

- V. Cochin, N. Thomas, V. Mariette et K.W. Gurgel, SURLITOP experiment in west Brittany (France): results and validation in 6 th International Radiowave Oceanography Workshop (ROW – 6), Hamburg, Germany, May 2006.

- Caractéristiques de la circulation résiduelle en mer d’Iroise, H. Muller, B. Blanke, F. Dumas, V. Mariette, colloque SHF, janvier 2007, PARIS.

- Operational coastal monitoring, V. Mariette, V. Cochin, N. Thomas, and K.W. Gurgel, ROW- 06, Hamburg, may 2006.

- Surveillance opérationnelle des zones littorales par radars HF côtiers ; Application en mer d’Iroise, N. Thomas, M. Pavec, V. Mariette, colloque OCCOSS 2007, Paris

- Qualification des mesures d’états de mer par radar HF en mer d’Iroise, F. Girard-Becq, Y. Perignon, F. Ardhuin, colloque OCCOSS 2007, Paris.

6 – Perspectives

Poursuite de travaux de recherche amont à travers le dépôt de deux nouvelles propositions de projets :

- Projet de Recherche Exploratoire et Innovation, accepté par la DGA, DECIMALL : DEtection de CIbles Marines dans le fouillis de mer, septembre 2007, septembre 2009

- Projet présenté à l’ANR, POCIMAR : Evaluation du Potentiel des radars HF pour la détection des CIbles MARines

ActiMar fait partie intégrante d’un consortium européen pour la promotion des radars HF WERA, avec les sociétés allemande, Heltzel et anglaise, Seaview.

Par ailleurs Actimar est impliqué dans différentes actions avec le groupe Thales, pour intégrer les radars HF dans les futurs systèmes de surveillance maritime.

Enfin, l'utilisation du système développé et validé est à l'étude pour étudier les mésotourbillons dans le Golfe de Gascogne (Mar Cantabrico) en Espagne.

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- Projet TAPI Développement d'un concept de tapis de convoyage et de récupération de polluants types hydrocarbures et algues vertes en mer et à terre

Chef de projet

LE FLOCH DEPOLLUTION

Z.I. de Kériven 5 rue E. Branly 29600 St Martin des champs


Partenaires

N° Partenaire Nom société / organisme Responsable Coordonnées P1 ETABLISSEMENT

CASTEL Fabrice GAGNOT Tel : 02 98 68 02 05


P2 CEDRE Emmanuel De NANTEUIL

Tel : 02 98 33 10 10 Fax: [email protected]

P3 CEVA Centre d'étude et de valorisation des algues

Patrick DION Tel. : 02 96 22 93 50 Fax [email protected]

Date de labellisation: 4 février 2004

Dates de réalisation: de novembre 2004 à novembre 2005

Budget total: 120 028.76 € HT Montant de l’aide: 70 205 € HT


Ce tapis novateur devrait s'imposer comme un outil de dépollution polyvalent permettant de collecter tous les types d'hydrocarbures et les algues vertes.

L'objectif était la conception d’un tapis de récupération qui fonctionne sur pétrole très visqueux contrairement à ce qui existait sur le marché qui se colmatait en présence d'huile à très forte viscosité.

Le principe du tapis de convoyage est d'entraîner la pollution entre deux tapis mobiles au moyen d'une chaîne équipée de raclettes. Les trois éléments sont indépendants et peuvent être réglés à des vitesses différentes. En sortie de tapis, les polluants sont déversés dans un bac de décantation indépendant du tapis.

Le tapis a été conçu pour s'adapter aux barges de dépollution EGMOPOL. L'appareil peut également ramasser des algues vertes échouées sur les plages.


Description des travaux dans l'ordre chronologique: • Recherches documentaires et définition du besoin afin de rédiger un cahier des charges (Le

Floch Dépollution) • Définition du cahier des charges et étude général (Le Floch Dépollution + CEVA + CEDRE

+ Castel)

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• Etude détaillée, mise en plan (Le Floch Dépollution + Castel) • Construction du prototype (Castel) • 1ère phase de test (Évaluation du fonctionnement de l'appareil) + analyses des résultats (Le

Floch Dépollution + Castel) • 2ème phase de test (Évaluation du débit "pétrole") + analyses des résultats (Le Floch

Dépollution + CEDRE + Castel) • 3ème phase de test (Évaluation du débit "algues") + analyse des résultats (Le Floch

Dépollution + CEVA + Castel) • Rédaction du rapport final (Le Floch Dépollution + CEDRE + CEVA) • Développement + optimisation gain de poids + adaptation du tapis sur barge • Rédaction du rapport final

Liste matériel 1ère phase 2ème phase 3ème phase

Groupe hydraulique x x x Distributeur x x x Flexibles hydraulique x x x Nettoyeur haute pression x Chariot élévateur x x Chariot télescopique x Tachymètre/Chronomètre x x x Transporteur x x Appareil de pesée x Système d'acquisition numérique x


Objectifs et réalisations prévus

Effectivement réalisés Non réalisés

Documentation Etude bibliographique

Elaboration du cahier des charges

Effectué

Etude générale de la mise en œuvre du tapis

Dimensionnement préliminaire

Etude du système d'accroche sur la barge Egmopol

Etude de la motorisation à associer

Etude de polyvalence sur les macro-déchets1

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Objectifs et réalisations prévus

Effectivement réalisés Non réalisés

Etude détaillée - plan de construction

Dimensionnement des tapis et des barettes de compartimentation

Un seul prototype a été réalisé et non deux comme prévu initialement (cas pétrole et cas algues). Les mêmes barettes de compartimentation créées pour le pétrole ont servi pour la récupération des algues.

Le même type de motorisation a servi pour le pétrole et pour les algues2

Construction du prototype Effectuée

Essais fonctionnement général Essais effectués sur les algues3 sur terre et dans le rideau d'eau de mer et sur le pétrole4

Pas d'essais sur les macro-déchets

Développement envisageable Etude réalisée pour le pressage des algues et leur valorisation.5

Etude pour l'adaptation du tapis sur bâtiment de la Marine

Etude pour un mode de stockage

Etude pour un dimensionnement différent

Une des difficultés du projet a été de vouloir disposer d'un seul équipement efficace pour deux milieux complètement différents (terre et mer). Le tapis se devait d'être léger pour l'eau et résistant donc plus lourd pour la terre, étanche pour le pétrole, ajouré pour les algues.

1 : La collecte des macro-déchets est possible, mais il existe la contrainte de la taille, il y aurait donc obligation pour l’utilisateur de trier les macro-déchets afin ne pas bloquer le système (bout de bois de + de 50 cm, palettes, bidons…..)

L'utilisation de cet équipement pour un ramassage de macro-déchets ne resterait que complémentaire en raison du coût du tapis qui serait trop élevé pour cette activité.

2 : Une seule motorisation du fait du refus du constructeur de fabriquer un deuxième prototype (raison de budget).

3 : Les essais effectués sur le pétrole qui se sont déroulés au CEDRE ont été des essais en mode statique, nous n'avons pas eu la possibilité de le tester en mode dynamique ce qui d'après nous devrait améliorer le rendement. (100 m3/h)

4 : L'essai sur la collecte des algues a été concluant (100 m3/h), par contre les problèmes résident dans le coût de revient d'un tel chantier, son organisation et sa mise en œuvre ainsi que la valorisation des algues. En outre il est apparu que le tapis devait être différent de celui pour le pétrole puisqu'il faut évacuer l'eau, donc il ne doit pas être étanche.

5 : Le CEVA souhaitait supprimer l'eau dans les algues par un système de pressage pour une meilleure valorisation du produit. Leurs demandes ont évolué dans le temps avec le projet, ils désiraient une solution de ramassage dans la colonne d'eau ainsi que le ramassage des grosses accumulations sur la plage.

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Ensuite ils voulaient une produit lavé et essoré puis enlever des quantités énormes dans un temps record.

Les demandes ont pu être satisfaites mais la mise en œuvre est devenue trop lourde, et le non traitement des algues récupérées a conduit à l'abandon.

Un prototype a été construit et testé à terre. Cette version en acier pèse 800 Kg. Une étude d'optimisation permet de considérer possible une version de 500 Kg.

Les essais du prototype ont permis de définir l'optimisation des vitesses des 2 tapis en fonction des produits.


Le projet a permis de mettre au pont un système de tapis de récupération de pétrole avec débit 2 fois supérieur à ceux existants.

Le tapis est étanche et permet de récupérer une gamme de produits plus large et est adaptable à divers supports maritimes, et postes fixes.

Il a aussi été validé la possibilité d'adaptation à la récupération à grand débit des algues


Nous avons présenté le tapis de convoyage et de récupération :

• à l'ITOPF (International Tanker Owner Pollution Federation) lors d'une présentation de la société en septembre à Londres


• à la société Total (Monsieur Kerdilès)



• au port autonome de Dakar lors d'un appel d'offre lancé pour le nettoyage de celui-ci

• aux autorités sénégalaises pour la problématique des algues et des macro-déchets dans la baie de Hann

6 – Perspectives

Les perspectives:

• Test en grandeur nature pour le GIE FOST afin de remplacer le tapis déficient de leur barge Egmo

• Remplacement des tapis des barges Egmo existantes (plus de 100)

• Remplacement du tapis collecteur de l'Amphipol (également déficient)

• Création d'une gamme de tapis afin de les adapter à différents supports maritimes (dimensions et débits variables) comme propose la société Lamor.

• Recherche sur des éventuels débouchés pour un tapis à poste fixe, un système de déviation concentrant les polluants (huile, macro-déchets,…) d'un cours d'eau ou d' un plan d'eau (canal, rivière, port,…) au bas du tapis.

• Contact au Kahzakstan, via le Cedre, pour une barge.

Documents

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