Formulation physicochimique des systèmes surfactif-eau-huile
Depuis la création du laboratoire nous avons quantifié les paramètres caractéris-tiques des composés: salinité équivalente, EACN de l’huile, paramètres du surfactif. Nous avons développé des méthodes d’évaluation de ces paramètres, de l'effet des alcools et de la température. On dispose maintenant du EACN pour un gran numéro d'huiles polaires et terpéniques.
Systèmes complexes – Mélanges de surfactifs - Fractionnement et ségrégation
Cette ligne de recherche se réalise en partie au Lab FIRP où on étudie les phénomènes de fractionnement des mélanges complexes dans des systèmes eau/huile, en colaboration avec l’Université de Pau et des Pays de l’Adour (France), et en partie au Lab. de Pétroléochimie et Surfactifs de l’Université du Zulia, où on étudie les méthodes analytiques (HPLC-HPSEC) pour obtenir les données expérimentales sur le fractionnement. Le but de ces travaux est de comprendre ce qui se passe quand on utilise un mélange de surfactifs (cas général en pratique) et en particulier quel des surfactifs est susceptible de dominer la composition interfaciale. Un cas particulièrement intéressant est celui des surfactifs sensibles au pH commes les acides carboxyliques ou les amines grasses.
Nouveaux additifs – “Lipophilic Linkers” – Surfactifs rallongés
Il y a environ 20 ans, nous avons commencé a travailler avec nos collègues de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour sur l’amélioration de la solubilisation des huiles (en particulier les huiles polaires) dans des microémulsions au moyen d’additifs. Nous avons introduit le concept de ”Lipophilic Linker” et ensuite celui de surfactif rallongé (“Extended Surfactant”). Plus tard nous avons synthétisé divers types de surfactifs rallongés, en particulier des espèces à tête sucre.
Miniémulsions et nanoémulsions – Emulsification spontannée par transition de phase.
Les mini ou nanoémulsions sont des émulsioms, c-à-d des systèmes diphasiques, avec de très petites gouttes, ce qui les rend parfois translucides et visqueuses. Ce sont des systèmes qui ont de nombreuses applications comme des produits alimentaires et pharmaceutiques, peintures, huiles de coupe, etc… et sont donc d’un grand intérêt industriel. Les miniémulsions sont stabilisées de façon entropique et peuvent présenter des propriétes fort intéressantes si on sait les fabriquer sans mettre en jeu une agitation excesive.
Ce type d’émulsion ne se prépare pas en général par application de force brute, mais plutôt par transition de phase grâce à une variation de température ou de formulation, une inversion catastrophique ou combinée, ou des transitions mixtes de composition et formulation. Le groupe de recherches du Lab FIRP s’est formé en collaboration avec des groupes en Espagne, au Japon et en France.
Propriétés des émulsions
Depuis 25 ans nous avons réalisé de nombreux projects destinés à relier las propriétés des émulsions (type, stabilité, viscosité, taille de goutte) avec la formulation physicochimique, la composition et le protocole d’agitation pour les former. On a proposé une forme générale de représenter les propriétés sur une carte bidensionnelle formulation-composition. On a étudié l’importante de la taille des gouttes, en particulier sur la viscosité des émulsions.
Formation et inversion des émulsions
Cette ligne de recherche est une des plus developpées dans le lab FIRP. Divers projets ont été mis en oeuvre, en particulier avec le GEMICO de l’ENSIC (Nancy) pour comprendre les effets combinées de la formulation, de la composition, et de l’agitation, sur l’efficacité du procédé d’émulsification, en particulier en ce qui concerne la réduction de la taille des gouttes, ainsi que sur les divers type d’inversion de phase.
Rhéologie et agitation de systèmes dispersés – Relation avec la formulation
Les émulsions sont des systèmes dispersés qui possèdent une rhéologie particulière, dont la mise au point est souvent d’un grand intérêt en ce qui concerne les applications. En particulier nous avons travaillé depuis les années 80 sur les relations de cause à effet et sur l’application des émulsions au transport emulsionné de bruts lourds et extra lourds, dans des cas précis et à grande échelle.
Mousses
Le groupe qui travaille sur les mousses au Lab FIRP s’est formé dans les annés 80. Nous avons réalisé divers travaux sur la séparation par moussage, et plus récemment sur la formation et la stabilité des mousses. Le lab FIRP a commencé à comprendre l’effet de la formulation physicochimique sur la rhéologie et la stabilité des mousses. L’axe moteur a été pendant une décénie l’intérêt de l’INTEVEP d’utiliser les mousses dasn des boues de forage. Dans le même ordre d’idées, nous avons dévelopé un appareil pour tester ces fluides à haute pression et haute température.
Membranes et procédés membranaires
Ce groupe s’occupe des méthodes de séparation par membranes liquides et solides, organique et inorganiques et des cas d'émulsions multiples et d'électrodialyse. Depuis une dizaine d’années nous avons étudié le comportement des émulsions au passage d’une membrane; elle peuvent se détruire, se former ou se séparer. Les membranes permettent de séparer les lignines des liqueurs noires de l'industrie papetière.
Lignine – caractérisation et récupération
Le groupe de “lignines” du Lab FIRP s’occupe de la caractérisation des liqueurs noires de pulpage, de la séparation de la lignine et de ses utilisations potentielles. Ce groupe travaille de façon concertée avec le lab de Pétroléochimie et Surfactifs de l’Université du Zulia sur la modification chimique de la Lignine, et avec le département des sciences du bois de l’université de Caroline du Nord aux USA. Nous avons aussi réalisé des études sur le déencrage du papier recyclé, les agents de rétention de fibres dans les machines papetières et la caractérisation des extraits.
Applications pétrolières
Cette ligne de recherche est probablement une des plus importante dans les activités du Lab FIRP depuis sa création, et est probablement celle qui apporte le plus de ressources économiques au groupe via de nombreux contrats avec des partenaires industriels. Elle couvre divers sujets:
• Emulsions de bruts lourds, sujet sur lequel nous avons réalisé plus de 30 projects de recherche basique orientée pour INTEVEP et autres filiales de PDVSA depuis 1980. Nous avons travaillé sur la formulation physicochimique, les mélanges insensibles à la température, l’activation des acides carboxyliques comme surfactifs, la formation de gels avec des nonioniques, la stabilisation, la formulation et la rhéologie des émulsions. Récemment nous avons travaillé avec diverses transnationales sur le transport émulsifié en oléoducs et sur la formulation de combustibles émulsifiés à partir de produits résiduels.
• Emulsions asphatiques. Nous avons réalisé des études fondamentales sur les mécanismes d’hétéroflocculation de l’émulsiom asphaltique cationique sur un granulat rocheux. Depuis deux décénnies nous avons aidé diverses PMEs venezueliennes qui produisent des émulsions asphaltiques dans la mise au point de leur produits comme un apport du secteur universitaire au secteur industriel.
• Fluides de forage. Nous avons developpé pour des clients industriels des formulations de fluides de forage et de nettoyage des puits de gas et de pétrole, avec divers types de surfactifs et de dérivés de la lignine.
• Deshydratation. Nous avons étudié le principe physicochimique de la deshydratation du brut sur la base de la formulation optimale, avec nos collègues de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour. Nous avons mis au point un appareil deshydrateur électrostatique de laboratoire avec le CITEC-ULA, qui permet de tester une formualtion deshydratante en une dizaine de minutes au lieu des 24 h du test de la bouteille.
• Suspémulsions.Il ya 5 ans nous avons commencé à travailler sur les suspémulsions, c-à-d les émulsions stabilisées par des particules solides et des surfactifs. Il y a diverses applications pétrolières et non pétrolières, mais les phénoménes sont mal compris et il n'est pas possible pour l'instant de prévoir de façon simultanée l'influence de la formulation sur les effets du solide et du surfactif sur les propriétés de ces émulsions.
