Thèse de Ariane Suzzoni*
L’interaction des tensioactifs avec les minéraux argileux est une source de difficulté bien connue dans le domaine de la récupération assistée des hydrocarburesa où elle est source de modification des formulations injectées et de baisse de productivité par colmatage des pores.
Ce phénomène concerne aussi le secteur de la dépollution des sols ou des milieux aquatiques. Ce travail de thèse a visé une meilleure compréhension des mécanismes à l’œuvre. Dans un premier temps, les mécanismes d’interaction ont été étudiés par des essais d’adsorption en phase aqueuse de tensioactifs anioniques à la surface de minéraux argileux (kaolinite et illite) à la fois représentatifs et très différentsb(1).
L’influence de la concentration en tensioactifs sur la stabilité de suspensions aqueuses a ensuite été étudiée en combinant un suivi temporel
de la sédimentation, des mesures rhéologiques et des expériences de diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS)c.
Dans le cas de la kaolinite, ces mesures ont révélé une désagrégation des particules en présence de tensioactifs. L’analyse de la structure microscopique des suspensions par SAXS montre un lien fort entre la concentration en tensioactifs et l’orientation des particules individuelles au sein des sédiments (figure), avec des retombées sur les propriétés pétrophysiques et de confinement. Un tel comportement n’a pas été observé avec les suspensions d’illite dont les particules sont restées peu orientées au sein des sédiments. Au-delà de ces observations, la combinaison des données acquises sur ces dispersions colloïdales a permis, pour la première fois, de relier leur comportement macroscopique avec des propriétés d’adsorption, de mouillabilité et d’orientation des particules.
Ce travail expérimental est ainsi une première étape riche en informations utiles pour le traitement des effluents, la séparation par flottation, ou tout autre procédé mettant en jeu des écoulements dans les milieux poreux.
a - Ou Enhanced Oil Recovery (EOR).
b - Les particules de ces argiles se distinguent à la fois par leur taille, leur facteur de forme et les charges qu’elles portent.
c - Notamment au Synchrotron SOLEIL.
*Thèse intitulée « Évolution de la structure des minéraux argileux lors de leurs interactions avec des tensioactifs anioniques »
(1) A. Suzzoni, L. Barre, E. Kohler, P. Levitz, L. J. Michot, J. M’Hamdi, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, volume
556, nov. 2018.
DOI : 10.1016/j.colsurfa.2018.07.049
Contact scientifique : eric.kohler@ifpen.fr