Face aux conséquences environnementales désastreuses des déversements d’hydrocarbures, des chercheurs de l’Université du Texas à Austin ont mis au point une technologie permettant d’améliorer considérablement les capacités de nettoyage par rapport aux méthodes actuelles.
Un système de récupération d’huile performant et écologique
La nouvelle technologie repose sur un rouleau à mailles double couche associé à une technique de chauffage par induction. Les propriétés du matériau permettent de séparer l’huile de l’eau et de l’éliminer de l’océan avec une grande efficacité et un débit élevé.
Les expériences menées par les chercheurs ont montré qu’il était possible de récupérer jusqu’à 1 400 kilogrammes d’huile visqueuse par mètre carré et par heure, soit environ 10 fois mieux que les méthodes de nettoyage actuelles.
« Lorsqu’il y a un déversement d’hydrocarbures étendu dans l’océan, il se diffuse lentement dans l’eau. La rapidité et l’efficacité avec lesquelles on peut récupérer l’huile ont un impact majeur sur l’environnement marin« , a déclaré Guihua Yu, professeur de science des matériaux à la Cockrell School of Engineering et au Texas Materials Institute.
Des rouleaux adaptables pour une intervention rapide
En pratique, les rouleaux pourraient être construits à différentes tailles pour faire face aux déversements d’hydrocarbures. Des bateaux les tireraient à travers la zone touchée, où ils pourraient achever les opérations de nettoyage en un ou deux jours, contre plusieurs semaines nécessaires avec les techniques actuelles.
La nature visqueuse de l’huile rend difficile sa séparation de l’eau. Le rouleau à mailles enduit de gel peut adhérer sélectivement à l’huile à l’interface de l’eau de mer froide sur la face inférieure et séparer les mélanges d’huile et d’eau visqueuses sur la face supérieure du rouleau. Ensuite, un dispositif situé entre les deux couches capture l’huile désormais séparée.
Les chercheurs ont appliqué un chauffage par induction sans contact à la couche supérieure du rouleau pour accélérer la réaction qui sépare l’huile de l’eau. Dans les expériences, ils ont obtenu une efficacité de séparation huile-eau supérieure à 99 %. Cela signifie que l’huile collectée pourrait également être recyclée et réutilisée.
Inspiré par la catastrophe de Deepwater Horizon
Guihua Yu a été inspiré pour mener cette recherche par la marée noire de Deepwater Horizon. L’incident de 2010 dans le golfe du Mexique a été le plus important déversement d’hydrocarbures aux États-Unis, avec plus de 100 millions de gallons d’huile déversés, modifiant à jamais l’écosystème local. Les équipes ont essayé différentes méthodes pour nettoyer la marée noire, mais l’impact demeure présent à ce jour, certaines estimations indiquant que seulement environ un quart de l’huile a été récupéré.
En examinant les méthodes de nettoyage couramment utilisées, telles que les écrémeurs, Guihua Yu a constaté un besoin important de moderniser les moyens d’extraire efficacement l’huile de l’eau avec un débit beaucoup plus élevé. « La plupart des méthodes utilisées aujourd’hui reposent sur des technologies vieilles de plusieurs décennies », a déclaré Yu. « Je me suis dit que nous devrions pouvoir faire mieux que cela. »
Les chercheurs se concentreront désormais sur le passage à l’échelle de la technologie. Ils sont ouverts à la collaboration avec des partenaires industriels pour le développement à grande échelle et les tests sur le terrain.
En synthèse
La technologie développée par les chercheurs de l’Université du Texas à Austin pourrait révolutionner la manière dont les déversements d’hydrocarbures sont nettoyés, en offrant une solution plus rapide, plus efficace et plus respectueuse de l’environnement. Les prochaines étapes consisteront à adapter cette technologie à différentes tailles de rouleaux et à travailler avec des partenaires industriels pour la mise à l’échelle et les tests sur le terrain.
Pour une meilleure compréhension
1. Comment fonctionne cette nouvelle technologie de nettoyage ?
Elle utilise un rouleau à mailles double couche associé à une technique de chauffage par induction pour séparer l’huile de l’eau et l’éliminer de l’océan avec une grande efficacité et un débit élevé.
2. Quelle est l’efficacité de cette technologie par rapport aux méthodes actuelles ?
Les expériences menées ont montré qu’elle permet de récupérer jusqu’à 1 400 kilogrammes d’huile visqueuse par mètre carré et par heure, soit environ 10 fois mieux que les méthodes de nettoyage actuelles.
3. Comment les rouleaux sont utilisés pour nettoyer les déversements d’hydrocarbures
Des bateaux tirent les rouleaux à travers la zone touchée, où ils peuvent achever les opérations de nettoyage en un ou deux jours, contre plusieurs semaines nécessaires avec
les techniques actuelles.
4. Quel est le taux d’efficacité de séparation huile-eau obtenu avec cette technologie ?
Les chercheurs ont obtenu une efficacité de séparation huile-eau supérieure à 99 % lors de leurs expériences.
5. Quelles sont les prochaines étapes pour cette technologie ?
Les chercheurs se concentreront sur le passage à l’échelle de la technologie et sont ouverts à la collaboration avec des partenaires industriels pour le développement à grande échelle et les tests sur le terrain.
La recherche a été financée par la Welch Foundation et la Camille & Henry Dreyfus Foundation. L’équipe du projet comprend Ke Yan et Fei Zhao du programme de science et d’ingénierie des matériaux du département Walker d’ingénierie mécanique/Institut des matériaux du Texas, ainsi que les professeurs Lijia Pan et Yi Shi de l’université de Nanjing, en Chine. L’équipe de recherche a également travaillé avec le professeur Kishore Mohanty du département Hildebrand d’ingénierie du pétrole et des géosystèmes de l’UT Austin pour se procurer l’huile visqueuse brute nécessaire au projet.
Les résultats sont publiés dans Nature Sustainability.
