CONTRIBUTION A L'ETUDE DES HUILES LOURDES

Maturation de la matière organique

Au fur et à mesure que de nouvelles couches de sédiments se déposent au dessus de cette strate riche en matières organiques, la « roche mère » ou « roche source », voit ses conditions de température et de pression augmenter. La matière organique se transforme d’abord en kérogène, un « extrait sec » disséminé dans la roche sous forme de petits grumeaux. Si la température devient suffisante (le seuil est à au moins 50°C, généralement plus selon la nature de la roche et du kérogène), et si le milieu est réducteur (pauvre en oxygène, dans le cas contraire le kérogène sera simplement oxydé), le kérogène sera pyrolysé de façon extrêmement lente. Le kérogène produit du pétrole et/ou du gaz naturel, qui sont des matières plus riches en hydrogène, selon sa composition et les conditions d’enfouissement. Dans les strates de roche poreuse (comme le grès), le pétrole est moins dense que l’eau, il a tendance à migrer vers le haut, ces fluides s’échappent donc, c’est ce qu’on appelle la migration. En général, la roche source a plusieurs dizaines, voire jusqu’à des centaines de millions d’années d’âge lorsque cette migration se produit.

Détermination de la viscosité

La viscosité est la résistance interne qui s’oppose à l’écoulement d’un fluide et qui est provoquée par le frottement des molécules les unes contre les autres. La viscosité est la propriété la plus importante d’un lubrifiant qui conditionnant son application. [01,02, 07, 44, 53, 54,55]
Appareillage : Viscosimètre
Principe : Elle est déterminée par un viscosimètre, récipient dont le fond comporte un orifice de taille standardisée. La vitesse à laquelle le fluide s’écoule par cet orifice permet de déterminer la viscosité du fluide. Il s’agit donc de la mesure du temps de parcours de l’échantillon dans les bulbes inférieur et supérieur. [Annexe 2]
Importance de sa détermination : Les spécifications de viscosité concernant ces échantillons d’huile lourde ont pour but d’assurer à l’utilisateur une certaine qualité de fluidité de ces produits en vue de leur mise en œuvre. Les fluides très visqueux requièrent une pression de pompage plus importante. Un changement de viscosité de ±25% signifie une dégradation de l’huile ou une contamination par une substance volatile.
Remarque : la viscosité d’un corps diminue lorsque la température augmente.

Les asphaltènes

Les asphaltènes, sous formes solides sont des composés lourds de structure complexe contenus dans l’huile lourde, ayant une teinte foncée.
Composition des asphaltènes : Les asphaltènes contiennent, outre du carbone et de l’hydrogène, des hétéroéléments tels que le S, l’N et l’O. Ils concentrent de nombreuses impuretés : S, N, O et des métaux (nickel et vanadium). Ils sont insolubles dans le n-heptane ou le n-pentane et solubles dans le toluène chaud et dans le benzène chaud. De plus, elles sont composées de noyaux aromatiques et/ou naphténiques plus ou moins condensés parfois liés à des chaînes aliphatiques de longueurs variables. L’autre paramètre essentiel est la taille moléculaire élevée qui varie de 900 à 300 000 uma. Les asphaltènes peuvent être à l’origine de problèmes plus ou moins importants en cours de production. Par ailleurs, en aval, la présence d’asphaltènes dans les charges de l’huile peut perturber sévèrement certains procédés de raffinage. Donc, il faudra réduire au maximum la proportion d’asphaltènes avant toute idée de raffinage.

Détermination des asphaltènes, saturés, aromatiques et résines

a- Détermination des asphaltènes : La teneur en asphaltènes de l’huile correspond donc à la masse précipitée par le n-heptane ou le n-pentane.
b- Détermination des saturés, aromatiques et résines : La partie de l’échantillon non précipitée par le n-heptane ou n-pentane est appelée maltènes. C’est-à-dire, la fraction soluble dans le n-heptane ou le n-pentane correspond aux maltènes, d’aspect huileux. On peut séparer les maltènes en trois phases par passage sur une colonne chromatographique, qui sont les saturés, les aromatiques et les résines.

CONCLUSION

Madagascar possède une réserve naturelle de pétroles dits non conventionnels qui appartiennent à la récupération secondaire : les huiles lourdes. Ce travail de l’exploration onshore d’hydrocarbures n’est maintenant qu’à la phase pionnière ou primaire. Ceci nécessite une technologie plus performante et appréciée afin de caractériser et valoriser le brut. Historiquement, dans les annales de recherches pétrolières de Madagascar, vers le milieu des années 80, l’exploitation des huiles lourdes de Tsimiroro n’était pas encore rentable face au prix du pétrole conventionnel mis sur le marché international. Mais actuellement, jouissant le prix exorbitant du brut, Madagascar a intérêt à poursuivre jusqu’au bout l’exploitation de Tsimiroro. Ainsi pour aboutir à des résultats excellents que ce soit en quantité qu’en qualité et d’une manière durable c’est réussir ce projet pilote de Tsimiroro. Nous pourrions bien envisager que cette exploration réussisse, qui nous mette à l’oeil un degré économique croissant pour le pays. Car un pays ayant une réserve naturelle en huile lourde traitée obtient une potentialité économique tangible et peut faire face à toute concurrence mondiale.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela chatpfe.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : RAPPELS SUR LES HUILES LOURDES
I-1 Genèse des hydrocarbures
a. accumulation de la matière organique
b. maturation de la matière organique
c. le piégeage des hydrocarbures
I-2 Spécification et classification des huiles lourdes
a- Spécification
b- Classification
I-3 Situation géographique et localisation du gisement de Tsimiroro
I-4 Méthode d’exploitation
DEUXIEME PARTIE : CARACTERISATION DES HUILES LOURDES DE TSIMIRORO
II-1 Analyses physico-chimiques
1.1 Détermination de la viscosité
1.2 Détermination de la teneur en eau et de la teneur en sédiment
1.3 Détermination de la densité
1.4 Détermination de la teneur en cendres
1.5 Détermination du point d’éclair
1.6 Détermination du point d’écoulement
1.7 Détermination de la teneur en résidus Conradson
II-2 Résultats et interprétation des résultats d’analyses physico-chimiques
TROISIEME PARTIE : SEPARATION PAR FAMILLES CHIMIQUES D’HYDRO CARBURES SATURES, AROMATIQUE, RESINES ET ASPHALTENES
III-1 Les quatre familles chimiques de l’huile lourde
1.1 Les asphaltènes
1.2 Les hydrocarbures saturés
1.3 Hydrocarbures aromatiques
1.4 Les asphaltènes et les résines
III.2 Analyses des S.A.R.A
2.1 Principe d’analyse
2.2 Détermination des asphaltènes et des saturés, aromatiques, résines
a- Détermination de asphaltènes
b- Détermination des saturés, aromatiques et résines
b.1 Chromatographie sur colonne
b-1.1 Description
b-1.2 Facteur dont dépend la séparation
b-1.3 Principe de la chromatographie sur colonne
III-3 Résultats d’analyses et interprétation
PARTIE IV : ESSAI DE VALORISATION DE L’HUILE LOURDE
IV-1 La méthode de distillation
IV-2 Types de distillation
IV-3 L’unité de la distillation
IV-4 Principe de la méthode de distillation
IV-5 Importance de la méthode distillation
IV-6 Les coupes obtenues lors de la distillation de l’huile lourde
IV-7 Distillation de l’échantillon d’huile lourde
1- Résultats de la distillation
2- Caractéristiques des coupes pétrolières obtenues
a- fraction de kérosène
b- fraction de gasoil
c- fraction de résidu et essai de valorisation
c.1 Le résidu d’huile lourde
c.2 Fabrication des briquettes à partir de ce résidu
c.2.1 Résultats d’expériences
c.2.2 Les caractéristiques de briquettes obtenues
c.2.3 Comparaison de la capacité calorifique entre charbon de bois et ces briquettes
c.2.4 Évaluation financière de la fabrication de briquettes
Conclusion
Références