Une nouvelle voie peu énergivore pour mélanger huile et eau

Aujourd’hui on fabrique des émulsions d’huile dans l’eau (ou d’eau dans l’huile) en secouant énergiquement les deux corps soit mécaniquement soit en utilisant des ondes sonores -ultrasons (qui provoquent d’intenses vibrations dans le liquide). Plus on recherche une émulsion fine, c’est-à-dire où les bulles sont petites, et le plus stable possible (sans phénomène de coalescence ou de séparation), plus il faut dépenser de l’énergie pour fabriquer l’émulsion. Pour stabiliser ces émulsions on utilise en plus des tensioactifs en plus ou moins grande quantité. Les chercheurs du MIT propose un système qui permet d’obtenir des émulsions nanométriques stables avec une dépense d’énergie minimale.

S’appuyer sur la condensation

Le principe de ce nouveau process est simple : une cuve contenant de l’huile (ici du dodécane) et une petite quantité de tensioactif -en l’occurrence du monooléate de sorbitane, un tensioactif non ionique très courant – est placée dans une pièce contenant de l’air très humide (75-80% d’humidité) à 20°C. La cuve est refroidie (via un module Peltier dont on diminue le thermostat de 2°C). L’humidité de l’air environnant condense alors à la surface de l’huile. Les expériences effectuées, relatées dans Nature Communications montrent que les gouttelettes d’eau qui se forment à la surface sont particulièrement uniformes et finissent par couler dans l’huile. La quantité de tensioactif permet en outre de contrôler la taille de ces gouttelettes. Les chercheurs du MIT ont ainsi réussi à obtenir des émulsions nanométriques stables pendant plusieurs mois. Les recherches menées à l’occasion de ces différentes expériences ont permis de mieux comprendre les phénomènes d’interaction entre tensioactif/eau/huile dans ces conditions. Les chimistes du MIT assurent que le process est facilement transférable à l’échelle industrielle en raison de sa simplicité et de son faible coût et qu’il est reproductible avec de nombreux autres tensioactifs, corps gras ou liquides à base aqueuse.

Des applications industrielles possibles

Trois secteurs principaux utilisent régulièrement des émulsions : la pharmaceutique, les cosmétiques et l’agroalimentaire et pourraient donc être intéressés par cette nouvelle voie de fabrication des émulsions. Rappelons en effet que les dates de péremption de nombreux produits cosmétiques ou pharmaceutiques sont liés à l’instabilité des émulsions qui les composent. Les chercheurs pensent même que le procédé pourrait trouver des applications dans l’industrie du gaz et du pétrole où les fluides utilisés pour l’évacuation des boues sont aussi basés sur des émulsions.

Sophie Hoguin