Réduire la formation de tartre, de l'échelle nanométrique à l'échelle du terrain
L'encrassement des tuyaux réduit l'efficacité, augmente les coûts d'entretien et peut avoir un impact sur la sécurité dans les industries du pétrole, du gaz et de l'énergie géothermique. Un réseau de formation initiale (ITN) financé par l'UE a réuni des partenaires universitaires et industriels de premier plan, afin de mieux comprendre les mécanismes en jeu et développer des solutions. Pour réaliser cet objectif, l'équipe de MINSC (Mineral scale formation: From the atomic to the field scale) a formé 15 chercheurs débutants et expérimentés à la nucléation et la croissance de minéraux importants, dont les carbonates, la barytine, les oxalates et les silicates, en présence et en absence de divers inhibiteurs. Au niveau moléculaire, les boursiers ont pour la première fois appliqué des méthodes de pointe en microscopie et diffusion in situ, en vue de mieux comprendre la formation et la croissance du tartre minéral. Ils ont commencé par des systèmes purs pour déterminer les mécanismes et les taux dans des solutions sans inhibiteurs de tartre. Les essais axés sur les niveaux macroscopiques et sur le terrain ont généré une grande quantité de données. Couplées au travail de modélisation, les données expérimentales sur la formation et la croissance du tartre minéral ont été liées aux effets sur l'efficacité des systèmes de production d'énergie géothermique. Dans les installations de Reykjavik Energy, un modèle d'écoulement de fluide a parfaitement reproduit les résultats de laboratoire et de terrain sur la précipitation de la silice dans différentes conditions, ce qui a débouché sur deux publications à fort impact. Les chercheurs du projet MINSC ont également évalué les taux de formation de tartre en surface et en masse ainsi que la réactivité des minéraux en présence d'inhibiteurs. Sur la base des résultats, les membres du projet ont développé un processus de surveillance en continu pour mesurer les concentrations de silice dans les conditions trouvées dans les solutions géothermiques en Islande. Enfin, les données thermodynamiques et cinétiques ont servi à développer un modèle pour l'industrie pétrolière. L'ITN de MINSC a permis de mieux comprendre la formation et la croissance du tartre minéral en présence et en absence d'inhibiteurs. Les nouvelles méthodes mises au point pour remédier à ces problèmes devraient avoir un impact majeur sur les industries de l'énergie et le paysage énergétique européen dans son ensemble.
Mots‑clés
Tartre minéral, énergie géothermique, MINSC, modèle d'écoulement des fluides, silice
