Hydrates de gaz en microscopie nucléaire
Les hydrates de gaz se forment à faibles températures et hautes pressions dans les fonds marins. Ils sont constitués de molécules de gaz, entourées de molécules d'eau, avec formation de cristaux d'hydrate. Les hydrates contenant des hydrocarbures, ils brûlent facilement et font depuis peu l'objet d'un grand intérêt en tant que source d'énergie alternative pour l'avenir. L'utilisation de la résonance magnétique nucléaire permet d'obtenir de nombreuses informations sur ces types de matériaux très intéressants. Les récentes recherches dans ce domaine ont permis de mettre au point une cellule RMN équipée d'un dispositif de contrôle précis de la température et de la pression. Cette méthode fournit aux chercheurs des informations moléculaires uniques et hautement localisées. Ces recherches s'inscrivent dans le cadre du projet ANAXIMANDER qui vise à étudier l'ensemble des sites contenant des hydrates en Méditerranée orientale. La cellule RMN ainsi fabriquée a fait l'objet de tests approfondis et a permis l'étude de la croissance des hydrates de gaz aux alentours de leur condition d'équilibre. Ces études ont révélé que des phénomènes de transport gouvernent la croissance ou la décomposition des hydrates dans les milieux poreux. Elles ont aussi montré que la formation des hydrates varie considérablement en fonction du degré initial de saturation en gaz. Plus ce degré est élevé, plus la croissance est rapide et étendue, alors qu'elle s'avère lente et localisée pour un degré de saturation en gaz faible. Pour effectuer des mesures de RMN, il faut disposer d'un matériaux non conducteur capable de résister à de fortes pressions. La cellule ainsi fabriquée peut résister à des pressions atteignant 1 000 bars. Elle est en céramique et sa cellule de base est fabriquée à partir d'un tube de nitrure de silicium. Pour traiter le problème d'une régulation précise de la température, à la place de l'eau habituelle, les chercheurs ont utilisé de l'eau lourde (D2O) en tant que réfrigérant, associée à une pompe à engrenages dotée d'un débit maximum de 4 litres à la minute. La nouvelle cellule de RMN ainsi mise au point est utilisable dans toutes les études sur les processus se déroulant à haute pression et les chercheurs souhaitent bénéficier de nouvelles aides pour en poursuivre le développement.
