Propriétés interfaciales des composés amphiphiles d'un brut lourd
Auteur / Autrice : | Gabriela Alvarez |
Direction : | Dominique Langevin |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance en 2008 |
Etablissement(s) : | Paris 11 |
Partenaire(s) de recherche : | Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les émulsions de bruts lourds peuvent être rencontrées à de nombreuses étapes de l'exploitation pétrolière. Ces émulsions sont généralement très stables et difficiles à détruire dans les étapes de séparation ultérieures. Une bonne connaissance des propriétés de ces systèmes dispersés est donc nécessaire pour mieux les contrôler. L'étude des émulsions eau/brut est difficile à cause de la complexité de la chimie du pétrole et en particulier du grand nombre de tensioactifs naturels contenus dans le brut, comme les asphaltènes, les résines et les acides naphténiques. Nous avons réalisé une étude de la tension interfaciale et de la rhéologie des interfaces entre l'eau et des dilutions du brut ou des solutions d'asphaltènes, effectuées en utilisant le toluène comme diluant. L’analyse de nos résultats nous a permis de prouver que le point de rupture observé dans l'évolution de la tension interfaciale en fonction de la concentration en brut est lié, non pas à l’apparition d’agrégats dans le volume (formés bien avant), mais au collapse de la couche interfaciale. Les comportements des interfaces avec le brut dilué et l'huile modèle sont similaires. Toutefois, les propriétés rhéologiques sont légèrement différentes, probablement dû à la co-adsorption de résines dans le cas du brut dilué. Nous avons caractérisé la structure et configuration de la couche adsorbée par des mesures de diffusion de neutrons aux petits angles effectuées directement sur les émulsions. Ces mesures ont été complétées par la spectrométrie UV-VIS (pour connaître la concentration des agrégats d’asphaltènes en volume), et par la zetamétrie (pour connaître la charge des asphaltènes). Nous avons fait varier le pH et la force ionique. Nous avons mis en évidence le rôle important que jouent les répulsions électrostatiques entre les agrégats d’asphaltènes à l’interface huile/eau sur leur configuration et sur les quantités adsorbées. De manière générale, nous avons montré qu’une bonne stabilité d’émulsion est associée à un module élastique élevé et à une épaisseur d’interface élevée.