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Chimie et Physico-chimie appliquées

La microfluidique au service de la caractérisation des mousses

Travail postdoctoral de Cyril Micheau*

Les problématiques de formation, d’écoulement et de stabilité des mousses sont importantes dans de nombreux procédés, comme la récupération assistée des hydrocarbures (EORa), où la mousse est utilisée pour contrôler les écoulements des fluides injectés dans des milieux poreux de différentes perméabilités.

La compréhension et la maîtrise du comportement des mousses en milieu confiné sont indispensables pour optimiser ces procédés.

Cela passe par le développement de techniques d’observation et d’analyse pour une identification et une description quantitative des phénomènes en jeu. Dans ce cadre, la microfluidique permet :

  • à la fois de générer une mousse très contrôlée,
  • puis de la confiner à une échelle pertinente (10 µm à 1 mm),
  • tout en visualisant et en quantifiant les écoulements et les évolutions de morphologie.

Le travail expérimental a porté sur des mousses modèles à stabilité ajustable par le pH et la viscosité de surface.

En utilisant des microsystèmes de géométrie appropriée, il a permis de relier la structure de la mousse au degré de confinement des bulles qui la constituent (cf. figure) et de mettre en évidence l’impact de la physico-chimie sur leur écoulement(1).

Ces travaux ont aussi confirmé le potentiel de la microfluidique pour l’acquisition de données quantitatives, en vue d’alimenter les simulateurs d'écoulement ou pour l’aide à la sélection de formulations.

La méthodologie développée, complétée, par des techniques d’analyseb, pourra servir à étudier d’autres facteurs propres aux milieux réels, comme la salinité ou la présence d’huile, ou bien s’appliquer à d’autres systèmes complexesc.

   

a - Enhanced Oil Recovery
  
b - Résonance magnétique nucléaire
  
c - Émulsions, suspensions, polymères en solution, etc.

 

Contact scientifique :  nicolas.pannacci@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 27 - Décembre 2016

* Travail postdoctoral Caractérisation de mousses en contexte EOR 

Publication

  1. C. Micheau, E. Rosenberg, L. Barré, N. Pannacci, Microfluidic comparative study of foam flow between a classical and a pH sensitive surfactant, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2016, 501, 122–131.
    >> DOI: 10.1016/j.colsurfa.2016.04.061

 

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