Etude du Comportement rhéologique des polymères greffés vinyliques / tensioactifs pour l'industrie pétrolière

Abstract

Les polymères conventionnels présentent des limitations liées à la dégradation thermique, à la sensibilité à la salinité et à la perte de viscosité sous cisaillement, ce qui limite leurs performances dans des conditions sévères d'exploitation. Afin de surmonter ces contraintes, l'objectif de notre étude est le greffage de polymères naturels par des polymères synthétiques fonctionnels, dans le but d'associer, au sein d'une même structure macromoléculaire, les propriétés intrinsèques des polymères naturels aux performances spécifiques des polymères synthétiques. Dans cette optique, deux systèmes biomatériaux ont été élaborés par greffage de polyacrylamide sur deux polysaccharidiques, à savoir l'amidon et la carboxyméthylcellulose (CMC). Nous avons utilisé deux téchniques de synthèse : initié et assistée par micro-ondes. Cette dernière a permi d'obtenir des taux de greffage plus élevés, dans des conditions optimisées. Les copolymères obtenus ont été caractérisés par différentes techniques physico-chimiques afin de confirmer la réussite du greffage. Les résultats ont mis en évidence l'implantation effective des chaînes de polyacrylamide sur les squelettes polysaccharidiques, ainsi qu'une amélioration notable de la stabilité thermique des plymères synthétisés. L'étude rhéologique a ensuite été conduite afin d'analyser le comportement d'écoulement en régime stationnaire et dynamique des solutions de copolymères, dans des conditions simulant celles des réservoirs pétroliers, même en présence de tensioactif. Les essais en cisaillement ont montré que l'ensemble des systèmes présente un comportement non newtonien de type pseudoplastique avec présence d'une contrainte seuil, traduisant une structuration des chaînes polymériques en solution. De manière comparative, les deux systèmes présentent des performances intéressantes. Les copolymères Amidon-g-polyacrylamide apparaissent particulièrement adaptés aux applications de récupération assistée du pétrole en milieux fortement salins, en raison de leur bonne tolérance aux sels et de leur stabilité rhéologique. De leur côté, les systèmes CMC-g-polyacrylamide sont particulièrement prometteurs pour les formulations de fluides de forage, où le contrôle de la viscosité, la stabilité en température et la résistance au cisaillement sont essentiels. En conclusion, notre étude met en évidence l'intérêt du greffage de polyacrylamide sur des biopolymères naturels comme stratégie efficace pour développer des matériaux polymères performants, stables et adaptables aux conditions extrêmes des environnements pétroliers