Fluides complexes, colloïdes et matière condensée

L’injectivité dans les formations géologiques est un enjeu connu qui affecte des domaines d’activités liés aux énergies nouvelles et au climat (géothermie, stockage souterrain de CO2, etc.). Le colmatage des formations géologiques, problème récurrent qui engendre des pertes d’injectivité, est lié au fait que les eaux réinjectées sont fréquemment chargées en éléments organiques et minéraux en suspension, sous forme de particules colloïdales. Pour tenter d’y remédier, ou tout au moins de le minimiser, il est important de bien comprendre les mécanismes à l’œuvre. C’est ce à quoi s’est attaché ce travail de thèse, via une approche microfluidique (Figure 1) combinant deux techniques de visualisation : l'imagerie optique [1] et l'imagerie par fluorescence induite par laser [2]...

Les procédés utilisant la catalyse hétérogène1 nécessitent la conception et le développement de matériaux innovants, aux propriétés mécaniques et texturales contrôlées, pour réaliser des supports de catalyseurs efficaces. En effet, la microstructure poreuse de ces supports est déterminante dans la performance du catalyseur supporté, puisqu’elle affecte fortement la résistance mécanique du support et les phénomènes de transferts impliqués...

L’injectivité dans les formations géologiques est un enjeu connu de longue date dans la production pétrolière (récupération assistée) mais qui perdure dans des domaines d’activités liés aux énergies nouvelles et au climat (géothermie, stockage souterrain de CO2, etc.). Les pertes d’injectivité, qui résultent du colmatage des formations géologiques, sont un problème récurrent lié au fait que les eaux réinjectées sont fréquemment chargées en éléments organiques et minéraux en suspension, sous forme de particules colloïdales...

En associant batterie, machine électrique, électronique de puissance et transmission mécanique, le véhicule électrique est un exemple d’application qui conjugue un ensemble de contraintes pour la formulation des fluides techniques. L’étude de ces derniers pour le domaine des transports connaît donc un regain d’intérêt depuis quelques années...

Dans le contexte de la transition énergétique, il est prévu que la production pétrolière aille en diminuant au rythme de la montée en puissance des énergies décarbonées et de l’évolution des besoins des populations en la matière...

De nombreuses applications IFPEN, allant de l’extraction liquide-liquide pour la production de biocarburant au procédé de flottation pour la séparation des microplastiques, mettent en jeu des interactions entre un fluide et le grand nombre d’inclusions (bulles, gouttes) qu’il contient...

Dans les domaines d’innovation d’IFPEN, de nombreux fluides sont employés pour diverses applications allant de la production d’énergies renouvelables à la mobilité durable. Ces fluides sont bien souvent des mélanges complexes et la chimie de leurs composants (hydrocarbures, alcools, esters, etc.) varie en fonction de l’application ciblée : combustion, refroidissement, lubrification, isolation électrique...

Le transport de particules colloïdales dans des milieux poreux concerne de nombreux domaines, dont les géosciences et l'ingénierie environnementale. Or les interactions particule-matrice peuvent produire la formation et l'accumulation de dépôts, avec à la clé un risque d’endommagement du milieu et d’altération de sa perméabilité (...). A IFPEN, le problème a été étudié à l’origine pour la production des hydrocarbures et concerne aujourd’hui d’autres contextes applicatifs : la géothermie et le stockage géologique du CO2...