Etude de la destabilisation d'émulsions de bitume : comportement en milieux poreux en vue de la création de barrières d'imperméabilisation

par Cécile Florentin

Thèse de doctorat en Génie des procédés. Chimie physique

Sous la direction de Claude Louis.

Soutenue en 2001

à Le Havre .


  • Résumé

    L'injection d'émulsions de bitume à des fins d'étanchéité se heurte aux difficultés de maîtrise spatiale et temporelle de la démixtion du bitume et de la phase aqueuse. L'association d'un mélange de tensioactifs cationiques à un agent basique a permis de retarder et de contrôler la déstabilisation. La spectro-rétrodiffusion de la lumière (850 nm), à fraction dispersée constante, met en évidence, sur des mélanges 50/50 de solutions de soude et d'émulsions pseudo-monodisperses renfermant 60% de bitume, l'influence de divers paramètres sur les cinétiques de déstabilisation : la concentration en soude, le pH, la teneur en tensioactif et la taille des gouttelettes. L'agrégation résulte d'un ensemble de mécanismes concomitants ou successifs : la coalescence, la sédimentation ou le crémage, la formation de gel, la démixtion. Des temps expérimentaux caractéristiques de la déstabilisation sont mis en parallèle aux temps d'agrégation calculés à l'aide de théories classiques ou plus récentes. Enfin, l'injection à débit volumique constant de mélanges soude/émulsion dans un milieu poreux non consolidé, constitué de sable silicieux, se caractérise par un colmatage relativement brutal. Il intervient après un temps qui dépend non seulement des paramètres de formulation (concentration en soude, teneur en tensioactif, taille des gouttelettes) mais aussi du débit. Les temps de colmatage sont comparables aux temps de déstabilisation hors du milieu poreux. L'étude a permis de distinguer des systèmes pour lesquels il était possible de contrôler dans le temps et dans l'espace la déstabilisation de l'émulsion et donc le dépôt du bitume.

  • Titre traduit

    Study of the destabilization of bitumen emulsions : behavior in porous media for the formation of proofing barriers


  • Résumé

    The injection of bitumen emulsions with the aim of sealing comes up against the difficulties of space and temporal control of bitumen and aqueous phase separation. The association of a cationic surfactants mixture to a basic agent made it possible to delay and control the destabilization. The light back-scattering (850 nm), at constant dispersed fraction, highlights, on 50/50 ratio mixtures of soda solutions and pseudo-monodisperse emulsions containing 60% of bitumen, the influence of various parameters on the destabilization kinetics : soda concentration, pH, surfactants content and droplet size. Aggegation results from a whole of concomitant or successive mechanisms : coalescence, sedimentation or creaming, gel formation, separation. Destabilization characteristic experimental times are compared to the aggregation times calculated using classical or more recent theories. Lastly, the injection with constant volume flow of soda/emulsion mixtures in an unconsolated porous medium, made up of siliceous sand, is characterized by a relatively sudden plugging. It occurs after a time depending not only on formulation parameters (soda concentration, surfactant content, droplet size) but also on the flow. Plugging times are comparable with destabilization times out of the porous medium. The study allowed us to find systems for which it was possible to control in time and space the emulsion destabilization and thus the bitumen deposit.

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Informations

  • Détails : VI-201 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Résumés en français et en anglais

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  • Bibliothèque : Université du Havre. Service commun de la documentation. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH 682
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