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    7 février 2019

    Sujet

    « Injection de mousse en site contaminé pour favoriser le pompage de phase flottante »

     

    Objectif

    Tester en grandeur réelle la possibilité d’injecter de la mousse pour faciliter la récupération de phase flottante. La mousse est utilisée pour bloquer l’eau de l’aquifère et ainsi favoriser le pompage de l’huile.

    État de l’art

    Dans le domaine environnemental, la mousse a été utilisée sur site une fois durant les années 1990, afin de mobiliser une pollution en solvants chlorés. A notre connaissance les travaux ont repris récemment, surtout en France. Dans le cadre de la fondation InnovaSol la thèse d’Estefania del Campo (2014) avait établi  la preuve de la possibilité de l’utilisation de tensio-actifs non nocifs pour l’environnement. Dans le cadre du projet Mousse3D, le potentiel de la  mousse pour confiner une zone source sur site réel a été démontré sur site. La thèse de Natacha Forey, en cours, vise à sélectionner les additifs pour une mousse qui résiste à l’huile en vue de récupérer du flottant.

    En ce qui concerne le pompage de flottant, la littérature est assez abondante sur les méthodes de pompage. La détermination des propriétés d’écoulement de l’huile en milieu poreux a été étudiée en détail lors de la thèse de Cédric Palmier effectuée dans notre laboratoire.

     

    Démarche

    La perméabilité de la plupart des milieux poreux à l’huile est nettement plus faible que celle à l’eau. Les dispositifs mis en place effectuent donc un pompage à très faible débit, limitant l’efficacité de la technique. L’idée consiste donc à injecter de la mousse sur la totalité de l’épaisseur d’eau. Cette mousse a un double objectif : il s’agit de rendre la perméabilité réelle à l’eau plus faible que celle à l’huile d’une part, et aussi de limiter les mouvements verticaux de l’huile lors des variations de niveau de nappe. Afin d’obtenir une efficacité maximale, les travaux seront focalisés sur la qualité de la mousse, les caractéristiques d’écoulement des fluides dans le milieu poreux avec et sans mousse, la méthode de pompage et enfin la durabilité du système.

    Figure 1 : positionnement idéal de la mousse injectée sous le packer qui bloque l’écoulement de l’eau dans la partie basse de l’aquifère, ne pénètre pas la zone saturée en huile et conduit l’huile à s’écouler vers le puits.

    Programme

    La quasi-totalité des investigations seront réalisées sur site sur lequel l’épaisseur de flottant serait supérieure à 50 cm, avec si possible une bonne connaissance de la distribution du flottant (forage carotté). Les actions envisagées sont les suivantes :

    • Caractérisation détaillée des propriétés hydrodynamiques de l’aquifère (tests de pompages ciblés) et de la phase flottante (cf travaux de thèse C. Palmier)
    • Formuler une mousse résistant à la présence d’huile, étape réalisée à partir de la thèse de N. Forey, rajouter des tests sur le flottant du site suivi.
    • Calculer les paramètres d’injection de la mousse à l’aide d’une modélisation multiphasique et des caractéristiques connues de la mousse et du milieu poreux.
    • Tests d’injection sur un forage pour examiner l’apport de la mousse sur la récupération. Le matériel d’injection de la mousse étant déjà disponible (mousseurs), il faudra adapter le matériel de pompage de l’huile par ajout de packer. Suivi détaillé des quantités d’eau et de mousse prélevées. Si cela est possible sur le site, un test de géophysique électrique, voire acoustique, sera utilisé pour déterminer la position de la mousse.
    • Essai long terme sur des forages voisins pour déterminer la tenue dans le temps de la mousse mais aussi la pérennité de la position relative de la mousse et de l’huile.

     

    Compétences

    Le/la candidat(e) aura des compétences en hydrogéologie et en modélisation, et la capacité à comprendre le comportement multiphasique en milieu poreux.

     

    Modalités de candidature :

    Financement de la thèse : Doctorat rémunéré

    Poste basé à l’ENSEGID à Bordeaux

    Contact : Professeur Olivier ATTEIA  – olivier.atteia@ensegid.fr