ETUDE DES MECANISMES DE LIBERATION EMULSIONS

Pour donner suite aux travaux effectués par Carolina Romero (Romero, 2006), nous avons étudié la libération d’un actif modèle, un colorant hydrosoluble, encapsulé dans une émulsion inverse (E/H). L’objectif est de déterminer le mode de relargage du colorant : coalescence des gouttelettes ou diffusion de la molécule au travers de la phase continue huile. Pour réaliser ce travail, nous avons étudié deux types d’émulsions E/H, diluée et concentrée, et mis en œuvre deux types d’expériences : la dialyse et le dépôt d’émulsion sur une phase aqueuse macroscopique. A ce stade, il s’agit avant tout d’étudier la potentialité des systèmes en émulsion à libérer l’actif dans des conditions modèles qui ne reflètent pas forcément les conditions d’application. Dans un premier temps, nous allons décrire les composants de nos émulsions ainsi que les modes de fabrication, puis nous commenterons les résultats obtenus au cours des expériences. Ce colorant a été sélectionné pour sa similarité avec les inhibiteurs employés dans l’industrie pétrolière. Ce sont généralement des molécules de masse molaire de l’ordre de 500-1000g.mol-1 et présentant des fonctions sulfonates ou phosphonates. Nous aurions pu travailler avec de tels actifs mais la méthode de dosage aurait été plus complexe. En effet, nous aurions dû mettre en œuvre un dosage acido-basique impliquant la destruction de l’échantillon prélevé. Le colorant employé présente une excellente solubilité dans l’eau salée. Nous avons simplement analysé par spectroscopie UV/visible un faible prélèvement, puis l’avons réintroduit dans le milieu après mesure. La Tartrazine absorbe dans le visible, autour de 425nm (Bagirova et al ., 2003). Nous avons établi des droites étalon en milieu aqueux, aux salinités mises en œuvre dans les essais (Annexe 7), afin d’associer une absorbance à une concentration en colorant et ainsi déterminer son pourcentage de libération au cours de l’expérience.

2) L’émulsion grossière obtenue à l’issue de l’étape 1 est affinée par cisaillement manuel à l’aide d’un mortier. Comme indiqué au chapitre précédent, la forte viscosité de l’émulsion concentrée favorise la fragmentation des gouttes même La composition de la phase aqueuse est la suivante : NaCl à 0,5M (composition modèle d’une eau de formation), colorant E102 à 0,12M (64,12g/L). Cette forte concentration est nécessaire pour le suivi de la libération du colorant en spectrophotométrie UV/visible.  Par rapport aux travaux de C. Romero, la teneur en TA des émulsions a été optimisée et réduite de moitié (2,5%mass contre 5%mass initialement). Ceci a été réalisé tout en maintenant les mêmes caractéristiques des émulsions en termes de taille de gouttelettes et de stabilité cinétique. La composition massique finale Dodécane/Span 80/Phase aqueuse colorée est détaillée dans le Tableau 18. ., 1996) La concentration finale du TA dans la phase continue (3,3% mass.) est donc environ 100 fois supérieure à sa concentration micellaire critique. Comme indiqué dans le paragraphe 5.4.1.2 (Chapitre 5), les micelles en excès dans la phase continue sont responsables de la floculation des gouttelettes par le biais des forces de déplétion (Leal-Calderon et ., 2007). Les amas formés sont soumis à la gravité et forment rapidement un sédiment qui coexiste avec une fraction surnageante beaucoup plus diluée (constituée des gouttes les plus fines). Ce phénomène de sédimentation n’engendre toutefois aucune variation de la taille moyenne des gouttes et les émulsions sont redispersables par simple agitation manuelle. La quantité de sel introduite dans la phase aqueuse interne est suffisante pour préserver les gouttes de la coalescence (forte compaction des tensioactifs aux interfaces par désolvatation osmotique de la tête polaire et mûrissement d’Ostwald bloqué en raison de l’entropie de mélange). Des expérimentations de dialyse et dépôt sont ensuite réalisées sur ces systèmes afin de suivre la libération de colorant dans le milieu aqueux extérieur avec lequel elles sont en contact.