«Le plastique flottant de l'océan peut améliorer son transport induit par les vagues en raison de sa taille», source Université d'Oxford. La pollution plastique et les autres débris océaniques sont un problème environnemental mondial complexe. On estime que chaque année, dix millions de tonnes de plastique sont mal gérées, entraînant une entrée dans l'océan, dont la moitié flottera dans un premier temps. Pourtant, on ne trouve que 0,3 million de tonnes de plastique flottant à la surface de l'océan.
Où est passé le reste du plastique?
Les principaux mécanismes du transport du plastique sont les courants, le vent et les vagues. Les courants et le vent transportent les débris océaniques d'une manière simple comme les forces sur un voilier. Cependant, les vagues océaniques déplacent principalement les objets sur des orbites circulaires. Les orbites ne se ferment pas tout à fait, ce qui entraîne une soi-disant dérive de Stokes dans la direction dans laquelle les vagues se déplacent.
Une équipe conjointe des universités d’Oxford, de Plymouth, d’Édimbourg, d’Auckland et de TU Delft a étudié la manière dont les vagues transportent les débris océaniques flottants tout en incluant, pour la première fois, les effets de la taille, de la flottabilité et de l’inertie d’un objet sur son transport. Leurs résultats sont publiés dans The Journal of Fluid Mechanics.
Le Dr Ross Calvert du Département des sciences de l’ingénierie de l’Université d’Oxford et ses co-auteurs ont découvert que les plus gros débris flottants océaniques peuvent être transportés à un rythme plus rapide que la dérive de Stokes en raison des effets d’inertie.
Il a été démontré que la dérive de Stokes induite par les vagues est importante pour le mouvement des débris océaniques vers la côte, ce qui entraîne un échouage plastique, qui peut être l'endroit où se trouve une partie de la pollution plastique non comptabilisée. Il a également été démontré qu'elle augmentait la pollution plastique transportée vers les régions polaires.
De très petits objets traceront exactement ce que fait l'eau et sont ainsi transportés avec la dérive exacte de Stokes.
Le Dr Calvert a déclaré: «Les objets plus gros étant transportés plus rapidement que les objets plus petits étaient un résultat peu intuitif. Nous nous attendions à ce que l'inertie réduise la vitesse à laquelle les débris flottants étaient transportés dans les vagues, comme le vent et les courants. Après avoir vérifié nos résultats expérimentalement et numériquement, nous avons ensuite découvert les mécanismes par lesquels ces objets inertiels se déplaçaient plus vite que l'eau qui les entourait.»
Après avoir observé que les plus grosses sphères en plastique flottantes étaient transportées plus rapidement que les plus petites dans le réservoir à vagues COAST de l'Université de Plymouth, l'équipe a développé un modèle pour approfondir le résultat.
Grâce à ce modèle, qui incluait la gravité, la flottabilité, la traînée et les forces de masse ajoutée dans un système de coordonnées qui tournait et se traduisait avec l'onde, ils ont constaté que la taille de l'objet par rapport à la longueur d'onde était le facteur prédominant pour un changement de transport, avec un secondaire. effet de la densité de l'objet.
Le professeur Ton van den Bremer de l'Université d'Oxford et TU Delft, qui a dirigé la recherche, a déclaré: «Bien que toute personne marchant sur la plage sache que les vagues transportent des débris flottants vers le rivage, la vitesse à laquelle elles le font dépend de nombreux facteurs existants. les modèles, qui sont très simplifiés, ignorent. Des exemples de tels facteurs sont la rupture des vagues et la taille des débris flottants. Cette recherche fournit un fondement théorique à ce dernier.»
Cette recherche est le début pour comprendre les mécanismes d'une augmentation de la dérive induite par les vagues. Une étude plus approfondie de l'effet de la forme des objets, y compris le canal des vagues et des tests numériques de débris océaniques idéalisés et réels, est en cours.
La recherche a été soutenue par la Royal Academy of Engineering.
