Le pipeline colonial, qui transporte du carburant du Texas à New York, rompu l'automne dernier, déversant un quart de million de gallons de gaz dans l'Alabama rural. Au moment où la fuite a été détectée lors de l'inspection de routine, les vapeurs de l'essence libérée étaient si fortes qu'elles empêchaient la réparation du pipeline pendant des jours. Maintenant, les scientifiques développent une technologie qui alerterait les gestionnaires de pipelines des fuites dès le début de la défaillance, éviter les catastrophes environnementales et les perturbations de la distribution de carburant résultant des fuites de pipelines.
Les chercheurs présentent leurs travaux aujourd'hui à la 255e réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS).
"L'avantage de notre capteur est qu'il peut détecter de très petites fuites, et les opérateurs peuvent prendre des mesures rapides pour les réparer, " dit Veera Gnaneswar Gude, Doctorat., chef de projet. "Nous n'avons plus à attendre que la fuite soit incontrôlable. De plus, si nous sommes en mesure de développer ce système à plus grande échelle, la même unité serait en mesure de traiter les déchets et d'assainir les sols et les eaux contaminés."
Les pipelines sont actuellement inspectés par un appareil appelé cochon intelligent, un capteur électronique qui se déplace dans le tuyau pour détecter les fissures ou les défauts de soudage. Malgré un contrôle régulier, des fuites se produisent encore. Gude, qui est à l'Université d'État du Mississippi, développe un capteur qui compléterait ce processus en fournissant des informations supplémentaires sur l'intégrité des tuyaux. Ce capteur adhère à l'extérieur du tuyau, et profite du processus métabolique des bactéries pour détecter les fuites de gaz en temps réel.
Dans des recherches antérieures, Gude a étudié l'utilisation de micro-organismes dans le traitement des eaux usées, et il s'est récemment concentré sur la construction de biocapteurs à partir d'espèces similaires. Dans l'étude actuelle, il teste des bactéries qui provoqueront une tension cathodique suffisamment mesurable tout en étant capable de survivre dans un environnement marin pour l'application de la détection des déversements de pétrole en mer. Pour que cela fonctionne, les bactéries doivent rester robustes à travers une gamme d'alcalinité, conditions de pression et de pH.
Un type de bactérie qu'il teste est appelé « électrogène, " ce qui signifie qu'il libère des électrons dans son environnement par le biais de processus métaboliques. Gude a créé un capteur organique composé d'une anode électrogène composée de bactéries qui consomment des matériaux à base de carbone (gaz ou pétrole) et expulsent des électrons. Les électrons traversent ensuite une résistance à une cathode. Un ensemble différent de bactéries, avide d'électrons, réside à la cathode favorisant le flux d'électrons. Une augmentation des processus métaboliques des bactéries anodiques correspondra à une augmentation de la tension dans le capteur, ce qui pourrait alerter un technicien d'une fuite potentielle.
"Le capteur n'est pas difficile à mettre en œuvre, " explique Gude. " Placer le capteur sur un tuyau n'est pas un grand défi. C'est une technique très polyvalente."
Actuellement, Gude recherche un milieu dans lequel immobiliser les bactéries. Il teste des plastiques à haute porosité et des films biosourcés qui optimisent la surface que les bactéries électrogènes peuvent couvrir.
Une fois les bactéries robustes identifiées et immobilisées, ils peuvent être utilisés comme détecteurs de fuites dans une gamme d'applications de transport de pétrole et de forage, y compris la fracturation hydraulique. Il est possible qu'à un moment donné dans le futur, le capteur puisse être pulvérisé sous forme de revêtement sur l'extérieur des tuyaux, garantissant que toute la longueur est surveillée en permanence.
