Mise en place d'un dispositif expérimental de suivi de tensioactifs dans un milieu poreux par fluorescence induite par laser

Réf. DB/JB/sl - R1630R - 2017/03

Stage - Géologie / Géochimie

Localisation : Hauts-de-Seine

Début : entre février et mars 2018
Durée : 6 mois
Indem. : à définir

IFP Energies nouvelles

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Mise en place d’un dispositif expérimental de suivi de tensioactifs dans un milieu poreux par fluorescence induite par laser 

La compréhension des phénomènes de transport de particules (réactives ou inertes) en milieu poreux et leur simulation dans un but prédictif constituent une étape incontournable dans de nombreuses applications telles que la gestion durable des aquifères ou du stockage des déchets, et la récupération d’hydrocarbures.

De nombreux travaux ont été consacrés à l’étude des phénomènes d’adsorption, de désorption et de dépôt des particules fines dans le milieu poreux, souvent dans l’objectif de limiter les multiples dégâts pouvant être causés par ces phénomènes.

Dans certaines applications, des suspensions de solutés réactives sont injectées dans des milieux poreux saturés de manière volontaire et dans un objectif précis. Citons l’exemple de l’injection de solutions de tensioactifs pour la décontamination des sols, l’amélioration du transport des bactéries utilisés dans la biodépollution ou l’augmentation de la récupération d’hydrocarbures. Dans ces cas il est primordial de comprendre le comportement des particules réactives une fois arrivées dans le milieu et maitriser leurs interactions mécaniques et chimiques avec la structure porale afin d’optimiser leurs utilisations.

Dans le cadre de ce stage nous considérons le cas particulier de l’injection de solutions de tensioactifs pour l’augmentation de la récupération d’huile.

Afin de pouvoir étudier ces phénomènes de transport en milieu poreux, il y a un manque de technique expérimentale de mesure pour localiser les tensioactifs et suivre leur déplacement en milieu poreux. L’expertise IFPEN dans le domaine des diagnostics optiques a permis d’identifier la technique de fluorescence induite par laser comme très prometteuse.

Le premier objectif de ce stage sera de proposer un montage expérimental pour tracer le transport des tensioactifs dans un milieu poreux 2D en verre. Dans un deuxième temps, le stagiaire réalisera des expériences de suivi de tensioactifs en milieu poreux dans différentes conditions d’injection.

L’étudiant développera la technique en commençant par un montage simple qu’il complétera et adaptera au cours du stage au regard des besoins de mesures, afin de pouvoir localiser au mieux les molécules de tensioactifs. Des tests de validation seront réalisés vers la fin du stage. Un tensioactif sélectionné préalablement par notre équipe sera utilisé le long de cette étude.

Les résultats de ce stage seront directement utilisés dans le cadre d’une thèse qui suivra dont le but est de caractériser le comportement de tensioactifs dans un milieu poreux contenant ou non de l’huile. Au cours de ce travail, le stagiaire complétera sa formation initiale dans plusieurs domaines scientifiques tels que les interactions lumière particules, les écoulements en milieu poreux, l’imagerie 2D micrométrique.

Durant ce stage, le candidat aura également la possibilité de mettre à profit les échanges entre deux départements d’IFPEN (Diagnostics Optiques et Microfluidique) pour acquérir de solides connaissances pour la compréhension et l’analyses des phénomènes physiques observés.

Ce stage pourra être suivi d’une thèse sur la thématique. La recherche de financement est en cours.

Encadrement :

Daniela Bauer
Guillaume Pilla

Contact

IFP Energies nouvelles
Sylvie LOUIS
1&4, avenue de Bois-Preau
92852 Rueil-Malmaison cedex
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