N° 358 décembre 2011

Calcul de la tension interfaciale par simulation moléculaire : application à la sûreté du stockage géologique de gaz acides

Pagination : 19-23
Rubrique : Recherche et développement
Sous-rubrique : Prix de la division Chimie physique
Mots-clés : Tension interfaciale, simulation moléculaire, Monte Carlo, stockage du dioxyde de carbone, chimie physique.
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Modélisation d’un équilibre CO2-H2O avec présence explicite des interfaces à 383 K et 30 MPa.
La phase riche en eau se trouve au centre, entourée par deux phases riches en CO2. Les atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène sont respectivement représentés en noir, blanc et rouge.

La connaissance du comportement des équilibres de phase des hydrocarbures est primordiale pour la plupart des applications dans le domaine pétrolier. De nombreux projets tels que la réinjection de gaz acides (H2O, CO2) en couches profondes nécessitent une parfaite maîtrise des propriétés interfaciales. La tension interfaciale de systèmes gaz acides-eau est difficile à mesurer dans les conditions de stockage géologique, entraînant un déficit de données expérimentales.

La simulation moléculaire est donc une alternative intéressante pour produire de telles données, en particulier en modélisant explicitement l’interface. Cet article présente quelques exemples d’équilibres liquide-vapeur de corps purs et de systèmes binaires (méthane-eau et gaz acides-eau), qui montrent que la simulation moléculaire est capable de reproduire la dépendance de la tension superficielle de corps purs en fonction de la température et la dépendance de la tension interfaciale de systèmes binaires avec la pression.

Frédéric Biscay a reçu le prix de thèse de la division Chimie-physique en 2010.