La science derrière le bitume dilué (Demandez à RNCan)

Dans ce balado de la série Demandez à RNCan, la chercheuse Heather Dettman nous parle de ses travaux sur le bitume dilué qui visent à améliorer le transport du pétrole brut et notre compréhension du comportement des déversements de pétrole dans l’eau.

Transcript

Joel : Bonjour tout le monde et bienvenue à l’émission Demandez à RNCan! Ceci est notre série de balados où l’on discute avec nos experts du travail qui se fait ici à Ressources naturelles Canada. Aujourd’hui, nous avons le privilège de parler avec Heather Dettman, une scientifique qui effectue de la recherche impliquant le bitume dilué.

Avant de commencer, j’aimerais souligner que le balado s’appelle Demandez à RNCan pour la simple raison que nous voulons recevoir vos questions. Le but de l’émission est de vous faire découvrir les activités scientifiques du Ministère.

Alors, à la fin de l’épisode, si vous avez des questions sur le sujet abordé aujourd’hui, vous êtes invités à nous en faire part sur Twitter avec le mot-clic #DemandezÀRNCan. C’est bon? Parfait, allons-y …

[Indicatif musical]

Heather, bienvenue à l’émission !

Heather : Merci beaucoup de me recevoir.

Joel : Pouvez-vous commencer par nous expliquer ce qu’est le bitume dilué ou DilBit?

Heather : Bien entendu. Je pense qu’il serait utile d’expliquer de façon générale aux gens en quoi consistent les pétroles bruts. Une façon pratique de décrire le pétrole brut, peu importe le type, est qu’il renferme un mélange d’essence, de diesel, de mazout brut et d’asphalte. La plupart des gens connaissent bien l’essence et le diesel — et le mazout brut est simplement un mazout un peu plus lourd que le diesel. L’asphalte est ce que nous trouvons sur les routes. On trouve ce mélange dans tous les pétroles bruts.

Le brut classique renferme une grande quantité de composants d’essence et de diesel et une plus petite quantité d’asphalte. Par contre, le bitume dilué renferme une plus grande quantité des composants plus lourds de l’asphalte et moins du diesel et de l’essence. Et, en réalité, ils ont tous ces composants et, si l’on compare le bitume, il a renfermé une gamme complète de brut à un moment donné. Toutefois, avec les changements géologiques en Alberta, il est monté suffisamment près de la surface et s’est biodégradé. Certains des composants de l’essence et du diesel ont été mangés par les microbes dans le sol. Maintenant, il n’y a plus d’essence dans le bitume. Pour diluer le bitume, on y ajoute des pétroles légers renfermant de l’essence et d’autres éléments du pétrole. Le DilBit, notamment, est l’un des produits fabriqués en ajoutant un pétrole léger appelé condensat CRW pour compenser pour les fractions légères manquantes. D’autres produits peuvent aussi renfermer du pétrole brut synthétique, c’est-à-dire du Synbit. Si le condensat est mélangé au pétrole brut synthétique, on obtient du Dilsynbit. Dilbit est juste un des produits.

Joel : Pourquoi est-il nécessaire de mélanger le pétrole brut avec un produit plus léger?

Heather : Afin de pouvoir être transporté par pipeline, le pétrole doit avoir une certaine densité et viscosité. Donc, des pétroles plus légers, peu importe lesquels, sont ajoutés afin que le bitume dilué final réponde aux spécifications du pipeline. C’est un avantage ou c’est nécessaire pour le pipeline. Par contre, cela signifie aussi que la raffinerie qui a commandé le produit obtient un brut total. C’est un aspect de ça – le produit n’est pas simplement envoyé à quelque part pour être entreposé. Il est en fait acheté par des raffineries à l’autre bout du pipeline. Ces entreprises ont besoin de mélanges particuliers de pétrole brut pour produire la quantité d’essence, de diesel et d’asphalte dont elles ont besoin pour fabriquer leurs produits. Donc, le bitume auquel on ajoute du pétrole léger devient un brut total et peut être traité de la même façon que tous les autres bruts de la raffinerie et utilisé pour le type de mélange, de traitement, de reconception effectués à la raffinerie en vue de produire la pléiade de carburants et de produits, comme l’asphalte, de la raffinerie.

Joel : Je vois. Parlant de transport, est-ce que le transport du Dilbit est différent du transport de tout autre type de pétrole brut ou de gaz?

Heather : Bien, pour les pétroles transportés par pipeline ordinaire, le bit dilué ne pose pas plus de dangers ou de préoccupations que les autres types de produits pétroliers lorsqu’ils sont dans les pipelines. On craignait par le passé que ces produits pourraient être plus corrosifs que d’autres types de produits, mais des études ont démontré que ce n’était pas le cas. C’est une autre histoire pour les gaz, mais, pour ce qui est des liquides, lorsqu’on compare différents types de bruts, ils présentent tous des facteurs de risque similaires.

Joel : C’est logique. Naturellement, les gaz doivent voyager plus facilement dans les pipelines. Donc, quel type de recherche mène RNCan en matière de bitume dilué?

Heather : À Ressources naturelles Canada, notre savoir-faire original consiste à comprendre le pétrole et le mazout lourd, en particulier la production des sables bitumineux, les types de problèmes pouvant survenir pendant la production ainsi que la façon dont ils sont réglés à la raffinerie, en améliorant les procédés afin qu’ils consomment moins d’énergie ou en réduisant les répercussions sur l’environnement d’éléments comme les bassins de résidus et la qualité de l’eau; tous ces divers types de sujets sur la production de tous les pétroles bruts dans l’industrie pétrolière. Toutefois, nous nous concentrons principalement sur le domaine des sables bitumineux. Donc, avec tout ça, nous avons ces connaissances de base sur le pétrole. Depuis 2013, nous avons construit des installations pour surveiller, étudier et mieux comprendre le comportement des déversements de pétrole. Pour ce faire, nous avons des laboratoires ainsi que des installations de simulation des déversements.

Joel : Intéressant. Je pense avoir vu une de ces vidéos sur la chaîne YouTube de RNCan. Que faites-vous exactement dans cette cuve à houle – le type de recherche et d’essais que vous effectuez? Cela semble être fort intéressant.

Heather : C’est en fait très difficile de simuler des déversements de pétrole, en particulier en laboratoire seulement, en raison de la technique standard utilisée, appelée cuve rotative, où on place de l’eau et du pétrole. Le principal problème avec cette technique particulière est qu’il n’y a pas d’évaporation puisqu’il s’agit d’un système fermé et que les fractions légères du pétrole restent dans la cuve. Dans une situation de déversement réel, ces fractions légères s’évaporent très rapidement et, par conséquent, le pétrole change constamment puisqu’il est dans l’eau dans différentes conditions. Donc, dans un système clos, il n’y a que quelques variables en jeu. En situation de déversement réel (je plaisante avec mon groupe en disant qu’il y a 15 variables se produisant simultanément), nous essayons d’identifier de façon systématique les mécanismes en jeu lorsque le pétrole change dans l’eau avec un type quelconque de sédiment, d’énergie et de pétrole. À mesure que nous le faisons, nous établissons des repères et comparons nos essais entre le brut classique et différents types de bitume dilué. En outre, puisque nous avons toute cette capacité pétrolière à l’arrière-plan, nous sommes comme une mini-raffinerie où nous avons différents types de procédés avec lesquels nous pouvons changer le pétrole comme dans une raffinerie. Nous pouvons donc traiter le bitume de façon particulière avant de le diluer pour voir ce qui affecte le comportement. De cette façon, nous établissons vraiment une bonne carte de l’incidence du type de molécules dans le pétrole dans certaines conditions. Avec nos conditions, nous pouvons simuler des températures. Nous avons en fait mis de la glace sur notre cuve l’hiver dernier, de sorte que, dans l’avenir, nous serons en mesure de répliquer des situations similaires au dégel de l’hiver au printemps ou au gel à l’automne en plus d’essayer d’obtenir ces différentes températures que nous avons au Canada.

Joel : Je vois, faites-vous également des types d’essais plus concrets ou s’agit-il davantage d’un environnement contrôlé?

Heather : En fait, nous appuyons la recherche qui se fait sur le terrain, notamment des essais menés dans des lacs expérimentaux en Ontario. Nous n’avons pas accès à un lac ou un terrain en bordure de l’océan pour effectuer notre travail, mais nous collaborons avec d’autres qui sont en mesure de le faire.

Joel : Donc, Heather, quel type de recherche prévoyez-vous faire dans l’avenir?

Heather : Bien, avec le financement obtenu du Plan de protection des océans, nous dépassons notre propre capacité. Nous avons constaté, comme je l’ai mentionné, qu’il y a 15 types de variables dans les déversements. Donc, simultanément, non seulement le pétrole change, notamment sa viscosité, en raison de l’évaporation mais il y a aussi une bactérie qui pourrait être présente. Les microbes dans l’eau peuvent en fait manger le pétrole et, donc, le pétrole change lorsqu’il est dans l’eau. Cela peut influer sur les parties du pétrole pouvant être dissoutes dans l’eau, ce qui pourrait en bout de ligne avoir une incidence sur la toxicité.

Avec tout cela en tête, nous utilisons le financement obtenu du Plan de protection des océans pour collaborer avec des toxicologues qui, au cours de nos essais, surveilleront la chimie et examineront ce que fait le pétrole et la façon dont il se disperse dans l’eau – la phase aqueuse, la phase sédimentaire et la quantité d’évaporation. Donc, nous obtenons cette information chimique mais, en même temps, nous prenons des échantillons d’eau et les envoyons aux toxicologues qui testent ensuite l’incidence de l’eau sur les poissons ou autres organismes vivant dans les sédiments ou un type quelconque de biote pouvant être touchés par un déversement de pétrole. En outre, nous collaborons avec une personne qui nous aidera à suivre les changements dans les microflores causés par la présence du pétrole.

Avec nos essais, nous essayons d’obtenir le plus d’information possible simultanément afin de pouvoir réellement voir qu’est-ce qui a une incidence sur quoi après un déversement de pétrole. Les gens savent qu’un déversement est le plus toxique immédiatement après qu’il s’est produit lorsque sont présentes les fractions légères, à savoir les fractions de l’essence, les parties renfermant le BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylène), lequel est très toxique. Toutefois, nous comprenons beaucoup moins les effets des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Avec la cuve, nous avons fait des essais pendant près de quatre semaines de façon à pouvoir surveiller les changements dans les effets du BTEX aux effets des HAP et l’évolution au fil du temps. Au cours des quatre prochaines années, nous souhaitons procurer une assez grande quantité de nouvelles connaissances sur cette interrelation simultanée des altérations causées par le pétrole, la biodégradation du pétrole et la toxicité de l’eau.

Joel : C’est un travail de recherche très intéressant. Merci Heather de nous renseigner sur le bitume dilué.

Heather : Merci beaucoup de cette possibilité.

Joel : On arrive à la fin de l’émission, mais ça ne veut pas dire que le sujet est fermé. On vous invite à poursuivre la conversation dans les réseaux sociaux. Si vous avez des questions pour Heather ou des commentaires sur cet épisode, vous pouvez nous les adresser sur Twitter, accompagnés du mot-clic #DemandezÀRNCan.

Également, si vous souhaitez en apprendre davantage sur les activités scientifiques de Ressources naturelles Canada, nous vous encourageons à visiter notre cybermagazine  La Science, Tout Simplement! Vous allez trouver une masse d’informations intéressantes : incluant les épisodes précédents de notre balado, des articles, et des vidéos. La page spécifique à cette émission contient des liens électroniques à des ressources pertinentes pour en apprendre davantage sur le dilbit. Vous pouvez accéder La Science, Tout Simplement directement à partir de notre site web à rncan.gc.ca, ou en effectuant une recherche sur Google.

Si vous nous écoutez sur Apple Podcast, Stitcher ou Soundcloud, nous vous invitons à vous abonner à notre émission pour prendre connaissance des épisodes antérieurs et futurs.

Voilà qui conclut cet épisode de Demandez à RNCan. Merci de nous avoir écoutés aujourd’hui et revenez-nous au prochain épisode!

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