Quand les réserves de pétrole deviennent corrosives
L’évolution vers des sources d’énergie vertes et durables est lente mais certaine, et l’utilisation responsable des réserves d’énergies fossiles restantes est cruciale. L’inévitable diminution des stocks, aggravée par les effets dévastateurs des déversements d’hydrocarbures et des défaillances des équipements, incite les chercheurs à trouver des méthodes pour limiter la production de sulfure d’hydrogène. Une question à plusieurs milliards d’euros pour le secteur pétrolier H2S est un gaz toxique et explosif qui se trouve être également corrosif. Non seulement il représente un danger pour les salariés de l’industrie pétrolière et gazière, mais la corrosion des infrastructures métalliques peut également provoquer des défaillances matérielles et être nocive pour l’environnement. La coupable qui se cache derrière H2S est la corrosion microbiologique (MIC), qui est elle-même la conséquence de l’activité des micro-organismes sulfato-réducteurs (SRM). La formation de sulfure réduit également la valeur des produits du fait de leur contenu supérieur en souffre. L’une des réponses apportées à ce problème a été l’injection de nitrate dans les champs pétrolifères contaminés car ce dernier permet d’éliminer biologiquement le H2S en favorisant l’activité des micro-organismes sulfato-oxydant et nitrato-réducteurs (soNRM). Mais des rapports soulignant l’influence préoccupante des soNRM sur la MIC ont mis en doute la sagesse de l’application de nitrate pour contrôler le sulfure. Quand la bio-ingénierie vient à la rescousse Le projet MOLMIC, financé par l'UE, a analysé le rôle que jouent les soNRM sur le processus de MIC. En tant que coordinateur du projet, le professeur Ian Head déclare: «nous avons axé nos travaux sur l’identification des facteurs clés qui pourraient expliquer que les soNRM provoquent de la corrosion et sur les mécanismes enzymatiques derrière les voies métaboliques du souffre et de l’azote provoquant l’accumulation de métabolites corrosives.» Parmi les cascades moléculaires individuelles, les chercheurs ont identifié les molécules de différentes voies des soNRM responsables de chaque type de corrosion. Et, ce qui est très important étant donné les dernières recherches sur le sujet, ils ont évalué la MIC via le nitrate dans les communautés microbiennes complexes. Le projet MOLMIC a permis d'acquérir une compréhension en profondeur de la manière dont les soNRM contribuent à la corrosion quand il y a injection de nitrate. Le professeur Head explique que «les résultats obtenus au cours du projet MOLMIC fournissent des informations capitales sur le développement des analyses de gènes ciblés destinées à contrôler l’activité des soNRM dans les contextes où la corrosion via le nitrate est problématique.» Des taux de croissance phénoménaux et significatifs d’un point de vue économique Les résultats ont montré que les taux de corrosion significatifs d’un point de vue industriel pouvaient aller jusqu’à 2,4 mm/an, une rapidité qui diminuerait de manière marquée la durée de vie des équipements métalliques exposés au sulfure, au nitrate et aux soNRM. «Nous sommes parvenus à développer un modèle conceptuel qui résume les facteurs clés qui expliquent comment les soNRM contribuent au processus de corrosion,» souligne le professeur Head. Les données génétiques et biochimiques obtenues à partir de l’étude des soNRM permettent de mieux comprendre ce composant important des méthodes de contrôle de la corrosion via le nitrate, et ont amélioré également notre connaissance et nos capacités de prévision des processus métaboliques dans les systèmes pétroliers. La nécessité d’une analyse au cas par cas Une des limites cependant est que les champs pétrolifères présentent des écosystèmes divers et complexes avec des micro-organismes également divers d’un point de vue phylogénétique et physiologique et qui peuvent avoir des caractéristiques physicochimiques fondamentales très différentes. En dépit du fait qu’il est probable que les risques de corrosion varient d’un système à un autre et doivent être évalués sur une base individuelle, «les résultats du projet MOLMIC contribueront à réaliser ces évaluations et à identifier des risques potentiels liés à la MIC via les soNRM,» souligne le professeur Head. Il est à noter qu’il s’est en outre révélé difficile de recevoir les microbes requis auprès des champs pétrolifères en temps opportun. Le temps que les chercheurs reçoivent les échantillons d’eau, les micro-organismes étudiés n’étaient déjà plus présents. Cependant, l’équipe avait anticipé cette difficulté et avait stocké des cultures pures des microbes à utiliser. S’attaquer à la MIC après MOLMIC Le professeur Head résume le point de vue de l’équipe sur les recherches en cours. «Dans l’avenir, nous espérons être en mesure d’aborder d’autres thèmes émergents dans le domaine de la corrosion microbiologique, thèmes qui sont non seulement pertinents pour le secteur pétrolier et gazier, mais qui contribueront aussi à prévenir ou à mieux anticiper la corrosion dans d’autres secteurs également affectés par la MIC.» L’accent continuera à porter sur les facteurs moléculaires et biochimiques qui influent sur la MIC.
Mots‑clés
MOLMIC, micro-organismes sulfato-oxydant et nitrato-réducteurs (soNRM), pétrole, corrosion microbiologique (MIC), micro-organisme
