Les chercheurs ont développé un moyen durable et économique de récupérer le pétrole des eaux usées industrielles ultra-froides et des déversements de pétrole.

Des scientifiques de l'Imperial College de Londres et de l'Université de Toronto ont conçu une éponge capable d'éliminer le pétrole difficile à récupérer des eaux arctiques. Leurs recherches s'appuient sur la technologie des éponges précédemment développée pour cibler des défis spécifiques liés à la récupération du pétrole dans l'eau ultra-froide.

Les résultats, Publié dans Avancées scientifiques , présenter une méthode économique et durable de récupération du pétrole qui profitera à l'environnement tout en présentant une solution rentable pour l'industrie.

Contamination par le pétrole dans l'Arctique

Les chercheurs ont développé un revêtement spécial pour les éponges disponibles dans le commerce qui peut récupérer les gouttelettes d'huile de l'eau aussi froide que 5 degrés Celsius. L'huile est plus difficile à éliminer de l'eau ultra-froide car elle devient visqueuse à basse température, réduisant son débit et rendant sa collecte plus difficile.

La contamination par le pétrole dans les eaux arctiques est un problème important, avec plus d'un billion de litres de résidus de sables bitumineux, un sous-produit résiduel de l'extraction du pétrole, marées noires et arctiques en attente de nettoyage.

Les technologies traditionnelles utilisées pour récupérer le pétrole de ces sites sont soit énergivores, cher, ou inefficace face à des gouttelettes d'huile de taille micrométrique. Certains peuvent même risquer de causer d'autres dommages environnementaux, tels que ceux qui réchauffent l'huile avant la collecte, ce qui peut provoquer sa dissolution ou son évaporation.

La technologie conçue par l'Impériale et l'Université de Toronto relève ces défis en exploitant les propriétés du pétrole à basse température pour créer une solution à faible consommation d'énergie et rentable. Non seulement cela profitera à l'environnement et aidera à protéger nos ressources naturelles, il offre une solution économiquement viable pour l'industrie qui est vitale pour assurer une large diffusion.

Attraction mutuelle

L'équipe d'Imperial a conçu un revêtement spécial pour les éponges disponibles dans le commerce basé sur le comportement des gouttelettes d'huile dans l'eau froide.

Lorsque l'huile est inférieure à 38 degrés Celsius, il commence à cristalliser et devient collant sur les bords. L'auteur principal, le Dr Pavani Cherukupally, a utilisé ces connaissances pour concevoir un revêtement spongieux semblable à de la paraffine avec la même structure chimique que l'huile qui pourrait créer une attraction mutuelle entre les deux surfaces.

L'éponge peut être rincée avec un solvant non toxique qui déplace les gouttelettes d'huile collantes et permet de les récupérer, permettant de réutiliser à la fois l'éponge et l'huile. Le processus est connu sous le nom de mouillage de cire, où un fluide est utilisé pour en déplacer un autre. Dans ce cas, le solvant, connu sous le nom d'heptol, est utilisé pour déplacer les gouttelettes d'huile.

Une fois les caractéristiques optimales de mouillage de la cire établies, une équipe de chimistes de l'Université de Toronto a synthétisé le nanorevêtement qui l'a rendu fonctionnel et prêt à être utilisé à plus grande échelle.

Des tests rigoureux ont montré que l'éponge conçue peut adsorber les gouttelettes d'huile de l'eau allant de 5 à 40 degrés Celsius et éliminer 90 à 99 % des contaminants en deux heures et demie. L'huile récupérée peut être réutilisée par l'industrie, fournir un avantage économique aux organisations, et l'éponge peut être réutilisée dix fois avec des résultats cohérents.

Prochaines étapes

Cette méthode de récupération du pétrole présente des avantages importants à la fois pour l'industrie et pour l'environnement. Il a un taux de réussite élevé pour éliminer l'huile de l'eau ultra-froide et ne nécessite aucun apport d'énergie supplémentaire car il utilise les propriétés matérielles de l'éponge et de l'huile pour générer des résultats.

Auteur principal Dr Pavani Cherukapally, Collège impérial de Londres, a expliqué :« Nous avons développé un moyen écoénergétique de récupérer le pétrole brut qui présente des avantages écologiques pour l'environnement et est économiquement bénéfique pour l'industrie.

« Notre travail est important car il cible une problématique précise, cristallisation de l'huile à basse température, et l'aborde du point de vue des matériaux."

Le chercheur principal, le professeur Daryl Williams, a ajouté :« Si nous continuons à traiter l'environnement comme nous le faisons depuis des décennies, l'eau propre deviendra de plus en plus rare. En tant que ressource mondiale si importante, il est vital que la société et l'industrie aient accès à des méthodes peu coûteuses pour le nettoyage de l'eau comme celles que nous rapportons dans notre étude.

"Notre technologie annonce une nouvelle approche pour la remédiation globale qui, nous l'espérons, sera largement utilisée avant qu'il ne soit trop tard."

Ensuite, l'équipe explorera comment l'éponge peut être utilisée pour collecter et gamme d'huiles, qui ont chacun une composition différente et se comporteront différemment à basse température. Ils sont convaincus que leur technologie d'éponge peut être adaptée pour répondre à ces différents besoins dans de nombreuses conditions environnementales différentes.