Caractérisation de microémulsion par RMN.

IFP Energies nouvelles - Direction Physique et Analyse | Ref : R0540R-2018-CHEVALIER-N°2

Stage - Physique et Analyse

  • Début

    entre février et mars 2018

  • Durée

    de 5 à 6 mois

  • Localisation

    Hauts-de-Seine

  • Indemnité

    Oui


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.

Sujet de stage Caractérisation de microémulsion par RMN

Contexte et description du projet

Les émulsions sont présentes partout dans la vie quotidienne et présente un intérêt industriel majeur. Dans le contexte de la production améliorée des hydrocarbures, une technique consiste à baisser la tension interfaciale entre l’eau et les hydrocarbures par l’ajout de surfactants afin d’obtenir des meilleures récupérations. Il en résulte la formation d’une émulsion. Pour optimiser le procédé, il faut minimiser cette tension interfaciale et être dans une phase de microémulsion dite en Winsor III. En dehors de cet optimum, on obtient des émulsions huile dans eau ou eau dans huile (Winsor I ou II).

L’approche classique consiste à identifier la gamme de formation de la microémulsion par analyse optique en éprouvette en fonction de multiples paramètres (concentration en surfactant, concentration en sel et type de sel, température, etc..). Une analyse plus détaillée et quantitative de ces émulsions peut être réalisée par Résonance Magnétique. Cette technique est connue pour pouvoir mesurer la distribution de taille de gouttes ainsi que les fractions eau et huile dans certaines conditions. Toutefois, à l’état de microémulsion, les connaissances sont limitées. Des essais ont montré que la phase microémulsion peut bien être détectée.

Dans ce stage, nous proposons d’approfondir ces observations en tentant de caractériser les 3 états Winsor pour un système de fluides maitrisé et d’évaluer la cinétique de formation de ces microémulsions. L’instrument utilisé sera un appareil RMN à aimants permanents produisant un champ magnétique de 0.5 Tesla (RMN bas champ).

Le/la stagiaire étudiera l’apport de la résonance magnétique pour caractériser des phases de type microémulsion. Il/elle mettra en oeuvre les outils du laboratoire et différentes techniques pour identifier et quantifier ces phases et leur évolution.

Les objectifs de ce stage sont les suivants :

  • Développer la méthode de caractérisation (identification, localisation,…) des phases de microémulsions par résonance magnétique.
  • Evaluer le potentiel de la technique pour quantifier la cinétique de formation des microémulsions.

Ce stage permettra à l’étudiant de développer une approche originale pour caractériser une phase de microémulsion, de s’initier à la RMN bas champ, tout en se familiarisant avec les enjeux spécifiques de la récupération assisté de pétrole. Plus généralement, il apprendra à mener un projet de recherche en réponse à un besoin industriel, depuis la recherche bibliographique jusqu’à la rédaction de préconisations en passant par des phases de développement/validation.

Brochure IFPEN

Références : Fukumoto, A., C. Dalmazzone, D. Frot, L. Barré, and C. Noïk (2016), Investigation on Physical Properties and Morphologies of Microemulsions formed with Sodium Dodecyl Benzenesulfonate, Isobutanol, Brine, and Decane, Using Several Experimental Techniques, Energy Fuels, 30(6), 4690–4698 Peña, A. A., and G. J. Hirasaki (2003), Enhanced characterization of oilfield emulsions via NMR diffusion and transverse relaxation experiments, Advances in colloid and interface science, 105(1-3), 103–150 Prévost, S., M. Gradzielski, and T. Zemb (2017), Self-assembly, phase behaviour and structural behaviour as observed by scattering for classical and non-classical microemulsions, Advances in colloid and interface science, 247, 374–396

Profil recherché Bac + 5 physico-chimie

Un intérêt pour la technique de résonance magnétique, de caractérisation de phases microémulsions ainsi qu’un goût pour le travail soigné en laboratoire sont demandés.

Ecole(s), formation(s) souhaitée(s) Ecole de chimie, master chimie ou physico-chimie
Informations complémentaires

Durée souhaitée : 5-6 mois
Période souhaitée : février – août 2018
Lieu : IFPEN Rueil-Malmaison
Rémunération : Stage rémunéré

Merci d’adresser votre candidature (CV et lettre de motivation) aux responsables de stage Thibaud CHEVALIER – Marc FLEURY.


Thibaud CHEVALIER
1&4, avenue de Bois-Preau
92852 - Rueil-Malmaison cedex
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