Des nanotubes filtrent le pétrole et l'eau

Le 19 octobre 2004 par Claire Avignon
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Un nouveau procédé de filtration, testé sur l’eau et le pétrole, vient d’être inventé par une équipe de recherche américano-indienne. Il permettrait de remplacer des méthodes plus chères et plus lourdes techniquement.

Une équipe de recherche américano-indienne spécialisée en matériaux vient de publier dans la revue anglaise Nature Materials une méthode simple et innovante de filtration expérimentée sur du pétrole et sur de l'eau. Les chercheurs ont utilisé des nanotubes entièrement composés d'atomes de carbone. Leur forme caractéristique est celle d'un tube creux, fermé aux extrémités et d'une longueur de quelques microns. Leurs nanotubes, étudiés depuis une vingtaine d'années, possèdent des propriétés thermiques, électriques et mécaniques très intéressantes. Selon le chercheur Christophe Laurent, de l'université de Toulouse, «les revues scientifiques sortent depuis deux ans, environ dix articles par jour avec le mot "nanotube" dans le titre. Et P. M. Ajayan est depuis plus de dix ans l'un des auteurs les plus prolifiques et originaux de la thématique.»

Les nanotechnologies en général, et les nanotubes en particulier, vont être à l'origine de nombreuses révolutions technologiques dans les prochaines années. L'équipe de recherche a créé une structure en forme de tube, composée de nanotubes. Elle atteint 5 centimètres de long pour 2 de large et 0,5 d'épaisseur. C'est cet agencement qui se trouve à l'origine du phénomène de filtration. Le liquide s'écoule à l'intérieur du canal. Le liquide filtré passe à travers les parois du tube tandis que les molécules non désirées sont piégées à l'intérieur. D'après Christophe Laurent, «il est intéressant de noter que c'est la porosité entre les nanotubes, et non le cylindre formé par chaque nanotubes, qui entraîne la filtration.»

Les expériences de filtration ont porté sur deux procédés industriels très utilisés. D'abord, les chercheurs ont produit de l'essence à partir de pétrole en excluant du produit final les hydrocarbures les plus lourds. Ce procédé physique correspond en pétrochimie à la dernière étape du craquage. Le craquage catalytique, effectué à environ 500°C, consiste à fractionner les molécules des produits lourds en molécules plus petites. Cette technique de filtration pourrait être utilisée pour produire de l'essence à indice d'octane élevé, qui permet un taux de compression et donc un rendement plus élevé de la combustion. Les recherches sur l'eau ont, elles, abouti à l'élimination de plusieurs bactéries, dont la taille est de l'ordre du micron. Mais elles ont surtout permis d'isoler des poliovirus de 25 nanomètres. Généralement, les procédés de filtration ne fonctionnent pas pour des organismes de cette taille. Les nanotubes en carbone sont peu coûteux à produire, résistent à la chaleur jusqu'à 400°C et peuvent être nettoyés plusieurs fois pour être réutilisés. Des avantages auxquels les filtres à membrane de type polymère ou céramique ne peuvent pas prétendre.


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