24/01/2017 - Ils jettent la lumière sur la composition moléculaire complexe du pétrole

Menéame

Enquêteurs CICUS, IBM et du pétrole ExxonMobil collaborent à l'étude de la structure moléculaire du combustible fossile par excellence.

En dépit de l'importance économique du pétrole, la structure moléculaire de certaines de ses fractions lourdes reste une incognita, en raison de la complexité des mélanges et de l'absence de modèles et de techniques appropriés pour l'étude de certains de ses composants. Celui qui s'exprime ainsi est Diego Peña Gil, chercheur en chef du CICUS et responsable de la ligne de collaboration que le centre maintient ouverte avec l'IBM Research en Suisse; une relation prolifique composée de physiciens (IBM) et de chimistes (CiQUS), qui a déjà donné lieu à de nombreuses publications collectives entre les deux institutions. Fruit de cette interaction multidisciplinaire, en 2015 les scientifiques parvenaient à déterminer la structure moléculaire de l'une des fractions les plus intrigantes et problématiques (link is external) de ce combustible fossile: celui-ci est composé d'un type de molécules connues sous le nom d'asphaltène.

Les asphaltènes sont des composants solides du pétrole, qui causent de graves problèmes dans l'industrie pétrolière en bloquant les conduites et les canalisations; en fait, ils sont appelés "le cholestérol des raffineries" (en référence clairement à l'effet que cette substance provoque sur nos artères). En conséquence, la connaissance de la structure moléculaire des asphaltènes est essentielle pour lutter contre leurs effets nocifs sur les puits de pétrole et les raffineries.

La première approche des chercheurs à Santiago et Zurich a servi à résoudre un débat classique dans ce domaine, en utilisant la technique de Microscopie de Force Atomique (AFM); ainsi, l'équipe responsable du travail de 2015 a conclu que la plupart des asphaltènes ont un noyau unique aromatiques, entouré de différentes chaînes d'atomes de carbone.

Maintenant, à nouveau un travail conjoint du CICUS et IBM, en collaboration avec la compagnie pétrolière ExxonMobil, est allé un pas plus loin dans l'étude de ce mélange moléculaire complexe (link is external), en préparant et en caractérisant au niveau atomique des molécules modèles d'asphaltènes, avec différentes chaînes de carbone dans leur périphérie.

Les résultats de cette recherche ont facilité l'analyse d'échantillons naturels d'asphaltènes par comparaison avec ces nouvelles molécules modèles, ce qui permettra de mieux comprendre la structure réelle du pétrole. Un progrès qui, comme le reconnaît Peña Gil lui-même, aura peut-être d'importantes implications pour l'industrie pétrolière, tant au moment de son extraction que lors du processus de raffinage de l'huile.

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