WO2023131764A1 - Composition de melasse fermentee, et utilisations - Google Patents

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WO2023131764A1
WO2023131764A1 PCT/FR2023/050026 FR2023050026W WO2023131764A1 WO 2023131764 A1 WO2023131764 A1 WO 2023131764A1 FR 2023050026 W FR2023050026 W FR 2023050026W WO 2023131764 A1 WO2023131764 A1 WO 2023131764A1
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composition
fermented
molasses
fermented molasses
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PCT/FR2023/050026
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Xavier LEBRUN
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Lesaffre Et Compagnie
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    • C09K8/08—Clay-free compositions containing natural organic compounds, e.g. polysaccharides, or derivatives thereof
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    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates

Definitions

  • the present invention relates to compositions comprising fermented molasses and a colloidal filler, useful in particular as drilling mud, as well as a new use of fermented molasses as a dispersant.
  • the present invention also relates to a new use of fermented molasses as a coating of a surface, in particular to reduce its permeability to fluids, gases and/or fats.
  • Aqueous drilling muds used to drill wells in a rock formation, generally use surfactants derived from the petroleum industry to stabilize colloidal dispersions of barite. These dispersions make it possible to increase the density of the water and therefore the pressure during deep drilling for the extraction of oil or for geothermal energy.
  • drilling muds have a significant environmental footprint and their use results in the release of toxic substances into the direct drilling environment.
  • Molasses is a co-product from the manufacture of sugar, typically from beets and cane in sugar factories, or brown sugars in refineries.
  • the process of manufacturing sugar, whether it is made from cane or beet, results after the crystallization stage in obtaining sugar on the one hand and molasses on the other.
  • beet molasses is, like cane molasses, more generally used for animal feed, mixed with straw or other cellulosic foods, but also as a binder in complete animal rations, or to encourage animals to ingest unpalatable foods.
  • molasses is also used by manufacturers for the production of so-called "noble" products via fermentation processes. Indeed, through the fermentation mechanisms available to certain micro-organisms, molasses can be used as a substrate and in particular makes it possible to obtain baker's yeast, ethyl alcohol, citric and glutamic acids, lysine or even of antibiotics.
  • fermented molasses is generally considered a fermentation residue of little interest, and is mainly valued in the field of agriculture as spreading fertilizer.
  • Document EP 0495856 relates to aqueous drilling fluids comprising an extract of a natural substance having a high proportion of monosaccharides and/or oligosaccharides, in particular an extract of sugar cane, an extract of beetroot and/or an extract of malted grain, intended for limit the swelling or disintegration of the drilled rock in contact with the aqueous drilling fluid, in particular for shale formations.
  • the sugar cane and beet extracts can in particular be cane molasses, beet molasses or condensed molasses solids.
  • GB 2380502 relates to drilling fluids comprising desugared molasses solids and an alkyl glucoside to improve drilling stability, particularly when the rock being drilled includes shale.
  • fluid loss control agents or "fluid loss control agent” or “filtration reducer”
  • filtration reducer filtration reducer
  • the invention relates firstly to a composition comprising fermented molasses and at least one colloidal filler having a density greater than or equal to 1.8 at 20°C.
  • the fermented molasses is fermented beet molasses and/or fermented cane molasses.
  • the fermented molasses is fermented cane molasses.
  • the colloidal filler is selected from the group consisting of baryta, calcium carbonate, carbon black, pigments, calcium sulfate, iron oxide, titanium dioxide, fruit pit powders, kaolin, colloidal silica particles, talc, clays, lime, magnesium oxide, aluminum oxide, yeast walls, and combinations thereof -this.
  • the at least one colloidal filler has a density greater than or equal to 2.5 at 20°C.
  • the at least one colloidal filler has a density greater than or equal to 4 at 20°C.
  • the composition comprises from 35 to 80% by weight, preferably from 60 to 80% by weight, of fermented molasses, based on the total weight of the composition.
  • the composition comprises from 20 to 65% by weight, preferably from 20 to 40% by weight, of colloidal filler having a density greater than or equal to 1.8, relative to the total weight of the composition.
  • the composition comprises a water content of 20 to 70% by weight, preferably 30 to 50% by weight, based on the total weight of the composition.
  • the fermented molasses comprises a dry matter content of 50 to 90% by weight, preferably 50 to 65% by weight.
  • the composition further comprises at least one brine, preferably comprising a salinity of 100 to 350 g/L.
  • the composition has a pH of 2 to 12.5, preferably 8 to 12.5.
  • the composition is a drilling mud. In embodiments, the composition is a detergent composition.
  • the composition is a pigment paste.
  • the invention also relates to the use of a fermented molasses as a dispersant of a colloidal filler in a dispersion, preferably in a drilling mud, in a detergent composition or in a pigment paste.
  • the present invention makes it possible to meet the need expressed above. More particularly, it provides an economical, non-toxic and environment-friendly composition in which a filler can be stably dispersed. Such compositions can in particular be useful as drilling muds, detergent creams or pigment pastes.
  • fermented molasses intrinsically has surfactant properties allowing, when mixed with a solid filler of a certain density, to form a dispersion, the fermented molasses being able to play the role of both medium aqueous dispersion and surfactant. Additionally, for some applications, such as drilling mud applications, fermented molasses can additionally replace thickening agents.
  • the invention secondly relates to the use of a composition of fermented molasses to form a coating on a surface, in which the composition comprises at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses based on the total weight of the composition .
  • the coating is a substance permeability reducing film, the substance preferably being selected from the group consisting of water, gases, greases and combinations thereof.
  • the fermented molasses is fermented beet molasses and/or fermented cane molasses.
  • the amount of fermented molasses solids is 40-90% by weight, preferably 50-65% by weight.
  • the fermented molasses composition has a water content greater than or equal to 10% by weight, preferably of 10 to 60% by weight, more preferably from 35 to 50% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the fermented molasses composition comprises from 20 to 40% by weight of at least one colloidal filler, preferably selected from the group consisting of baryta, calcium carbonate, carbon black, pigments , calcium sulfate, iron oxide, titanium dioxide, fruit pit powders, kaolin, colloidal silica particles, talc, clays, lime, magnesium oxide , aluminum oxide, yeast walls, and combinations thereof, more preferably the colloidal filler is barite.
  • at least one colloidal filler preferably selected from the group consisting of baryta, calcium carbonate, carbon black, pigments , calcium sulfate, iron oxide, titanium dioxide, fruit pit powders, kaolin, colloidal silica particles, talc, clays, lime, magnesium oxide , aluminum oxide, yeast walls, and combinations thereof, more preferably the colloidal filler is barite.
  • the fermented molasses composition consists of the fermented molasses solids and water.
  • the fermented molasses composition has a pH of 2 to 13, preferably 5 to 11.
  • the surface is the surface of a subterranean formation rock.
  • the surface is made of hydraulic binder, preferably cement.
  • the surface is made of a material comprising cellulose fibers, such as paper or cardboard, woven fabric and/or non-woven fabric.
  • the invention also relates to an object covered at least in part with a coating comprising at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses.
  • the present invention according to this second object makes it possible to meet the need expressed above. It more particularly provides a composition which can be used for forming a coating on various surfaces, in particular for reducing the permeability of said surfaces to fluids, gases and/or greases, which is non-toxic and respectful of the environment while remaining economical. and easy to prepare and use.
  • fermented molasses in the composition such that said composition has a certain amount of fermented molasses solids. It has been surprisingly discovered that such a fermented molasses has good clogging and film-forming properties.
  • the fermented molasses can be used directly, as it is, without requiring, in particular, a step of formulation from various additives, which simplifies the preparation of the coating composition and allows a reduction in the energy consumption necessary therefor.
  • the use of fermented molasses is more environmentally friendly.
  • Figure 1 shows the light backscatter spectra recorded at different times, between 0 and 24 h, for a composition of fermented pure cane molasses at 60°C as described in Example 2 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • FIG. 2 represents the spectra of backscattering of light recorded at different durations, between 0 and 24 h, for a composition of fermented cane molasses comprising 20% by weight of barite at 40° C. as described in example 2 below. below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • FIG. 3 represents the spectra of backscattering of light recorded at different durations, between 0 and 24 h, for a composition of fermented cane molasses comprising 20% by weight of barite at 60° C. as described in example 2 below. below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • FIG. 4 represents the spectra of backscattering of light recorded at different durations, between 0 and 24 h, for a composition of fermented cane molasses comprising 30% by weight of barite at 40° C. as described in example 2 below. below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • FIG. 5 represents the spectra of backscattering of light recorded at different durations, between 0 and 24 h, for a composition of fermented cane molasses comprising 30% by weight of barite at 60° C. as described in example 2 below. below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • Figure 6 represents the spectra of backscattering of light recorded at different durations, between 0 and 24h, for a composition of fermented cane molasses comprising 40% by weight of barite at 40° C. as described in Example 2 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • Figure 7 represents the percentage of backscattering of light as a function of time (in hours), at the height of the measuring tube between 33 and 42mm, for the composition of fermented cane molasses comprising 20% by weight of barite at 40 °C (curve A, symbols X), the composition of fermented cane molasses comprising 20% by weight of barite at 60°C (curve B, symbols ⁇ ), the composition of fermented cane molasses comprising 30% by weight of barite at 40°C (curve C, symbols A), the composition of fermented cane molasses comprising 30% by weight of barite at 60°C (curve D, symbols ⁇ ) and the composition of fermented cane molasses comprising 40% by weight of barite at 40° C. (curve E in dotted lines).
  • FIG. 8 represents the spectra of backscattering of light recorded at different durations, between 0 and 24 h, for the regenerated sample of fermented cane molasses comprising 30% by weight of barite at 40° C. as described in example 2 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • Figure 9 shows the percentage of backscattering of light as a function of time (in hours), at the height of the measuring tube between 33 and 42 mm, for the first composition of fermented cane molasses comprising 30% by weight of barite at 40°C (curve F, symbols A), for the second sample at 30% barite at 40°C (curve G, dashed) and for the regenerated sample at 40°C (curve H) as described in Example 2 below.
  • Figure 10 shows the light backscatter spectra recorded at different times, between 0 and 7:10 p.m., for dispersion no. 1 as described in example 3 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • FIG. 11 represents the spectra of backscattering of light recorded at different times, between 0 and 7:10 p.m., for dispersion no. 2 as described in example 3 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • Figure 12 represents the percentage of backscattering of light as a function of time (in hours), at the height of the measurement tube between 33 and 42 mm, for dispersion n°1 (curve I) and for dispersion n° 2 (curve J, dark gray, symbols LU) as described in example 3 below, as well as for the first composition of fermented cane molasses comprising 30% by weight of barite at 40° C. (curve K, symbols ⁇ ) and for the second sample at 30% barite at 40° C. (curve L, dashed) as described in Example 2 below.
  • FIG. 13 represents the spectra of backscattering of light recorded at different times, between 0 and 24 h, for the initial composition (before aging) of fermented cane molasses comprising 40% by weight of barite at 60° C., as described in Example 4 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • FIG. 14 represents the spectra of backscattering of light recorded at different times, between 0 and 23 h, for the composition of fermented cane molasses comprising 40% by weight of barite at 60° C., after aging at 4° C. for 48 h, as described in Example 4 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • FIG. 15 represents the spectra of backscattering of light recorded at different times, between 0 and 24 hours, for the composition of fermented cane molasses comprising 40% by weight of barite at 60° C., after aging at 8° C. for 48 hours, as described in Example 4 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • FIG. 16 represents the spectra of backscattering of light recorded at different times, between 0 and 24 hours, for the composition of fermented cane molasses comprising 40% by weight of barite at 60° C., after aging at 120° C. for 48 hours, as described in Example 4 below.
  • the abscissa shows the height of the tube containing the composition (in mm) and the ordinate shows the percentage of backscattering of the light.
  • composition with colloidal filler Composition with colloidal filler
  • the invention relates to a composition
  • a composition comprising a fermented molasses and at least one colloidal filler.
  • the composition according to the invention is a dispersion (or colloidal suspension), that is to say a suspension of the colloidal filler dispersed in a liquid phase.
  • the term "colloidal suspension” or “dispersion” means the dispersion of filler particles uniformly distributed in the continuous medium (the liquid phase). Uniform distribution can be verified by microscopic observation.
  • the distribution of the particles in the dispersion is uniform when the particle size distribution, by volume, is unimodal, and more particularly when it is according to a Gaussian function.
  • the particle size distribution can be determined by laser diffraction sizing.
  • the particles of colloidal filler have a size less than or equal to 10 ⁇ m, more preferably less than or equal to 5 ⁇ m. Particle size can be measured by dynamic light scattering.
  • the composition according to the invention is an aqueous dispersion.
  • fermented molasses means fermented molasses that has not undergone an esterification process (for example with a view to esterifying the glycine betaine present in fermented beet molasses).
  • fermented molasses is a co-product of molasses obtained after fermentation of the latter by bacteria, yeasts or fungi, said fermentation making it possible, for example, to obtain so-called "noble” products such as baker's yeast, ethyl alcohol, citric acid or glutamic acid.
  • the fermented molasses used in the invention can be a fermented beet molasses or a fermented cane molasses.
  • the fermented molasses used in the invention may alternatively be a mixture of fermented beet molasses and fermented cane molasses.
  • the mixture may comprise from 1 to 25% by weight of fermented beet molasses and from 75 to 99% by weight of fermented cane molasses, or from 25 to 50% by weight of fermented beet molasses and 50 75% by weight fermented cane molasses, or 50-75% by weight fermented beet molasses and 25-50% by weight fermented cane molasses, or 75-99% by weight fermented beet molasses beet and 1 to 25% by weight fermented cane molasses.
  • the fermented molasses used is fermented cane molasses.
  • the use of fermented cane molasses makes it possible to obtain a dispersion with better kinetic stability than the use of fermented beet molasses.
  • the fermented molasses is obtained by the fermentation of the molasses by yeasts.
  • the fermented molasses incorporated into the composition according to the invention comprises a dry matter content of 50 to 90% by weight, preferably 50 to 65% by weight, more preferably 52 to 56% by weight.
  • the fermented molasses may comprise from 50 to 52% by weight, or from 52 to 56% by weight, or from 56 to 58% by weight, or from 58 to 60% by weight, or from 60 to 62% by weight, or from 62 to 65% by weight, or from 65 to 70% by weight, or from 70 to 75% by weight, or from 75 to 80% by weight, or from 80 to 85% by weight, or from 85 90% by weight of dry matter.
  • the rest of the fermented molasses is water (the fermented molasses incorporated in the composition may thus comprise from 10 to 50% by weight of water, preferably from 35 to 50% by weight of water, plus preferably from 44 to 48% by weight of water).
  • the fermented molasses recovered from the fermentation bath generally contains 5 to 10% by weight of dry matter (and therefore 90 to 95% by weight of water).
  • the fermented molasses as recovered after the fermentation process can undergo concentration, in order to reduce the quantity of water, or dilution, preferably with water, for example to reach a dry matter content in one of the ranges mentioned above.
  • the fermented molasses incorporated in the composition can be a demineralized fermented molasses.
  • the demineralization can for example consist of a precipitation of potassium sulphate (K2SO4), sodium sulphate (Na2SO4), magnesium sulphate (MgSO4) and calcium sulphate (CaSCU) salts by adding sulfuric acid.
  • K2SO4 potassium sulphate
  • Na2SO4 sodium sulphate
  • MgSO4 magnesium sulphate
  • CaSCU calcium sulphate
  • the fermented molasses incorporated into the composition may be a depotassified fermented molasses, for example via acidification with a solution of sulfuric acid followed by neutralization with ammonia.
  • the fermented molasses used for the preparation of the composition can be a so-called "raw” fermented molasses, that is to say that it has not been subjected to any chemical or physicochemical treatment (the raw fermented molasses may however been concentrated or diluted).
  • Fermented molasses can be defined by its distribution in nitrogenous matter and by its aminogram.
  • the fermented molasses according to the invention can thus have a distribution of nitrogenous materials as follows:
  • the fermented molasses according to the invention may have a distribution of nitrogenous materials as follows, in particular when it is a fermented beet molasses:
  • the fermented molasses according to the invention may have a distribution of nitrogenous materials as follows, in particular when it is a fermented cane molasses:
  • the average amino acid contents may be as follows (the ranges of the contents are given in g/kg of dry matter of the fermented molasses):
  • Fermented molasses has a low sugar content, the latter having been consumed by the micro-organisms during the fermentation process.
  • Low sugar content means that the sugar content is less than or equal to 5% by weight, or less than or equal to 4% by weight, or less than or equal to 3% by weight, or less than or equal to 2% by weight, and preferably less than or equal to 1% by weight, relative to the total mass of the dry extract of fermented molasses. More preferentially, the fermented molasses according to the invention is free of sugars.
  • the fermented molasses according to the invention may have a density at 20° C. of 1.10 to 1.50, preferably of 1.20 to 1.40, more particularly of 1.25 to 1.35.
  • the density of fermented molasses can be determined using a DMA® 4500M densimeter from Anton Paar at a temperature of 20°C on a 2 mL sample.
  • the fermented molasses according to the invention can have a viscosity at 20° C. of 50 to 6000 mPA.s, preferably of 500 to 5000 mPA.s, more preferably of 1000 to 4000 mPA.s.
  • the viscosity can be measured using a Brookfield viscometer at a temperature of 20° C. and at a shear rate of 20 s′ 1 .
  • the fermented molasses incorporated into the composition according to the invention may have a pH of 2 to 12.
  • the composition according to the invention comprises at least one colloidal filler.
  • colloidal filler is meant any solid substance in the form of particles.
  • the terms “colloidal filler” and “filler” have the same meaning and are used interchangeably.
  • This colloidal filler has a density greater than or equal to 1.8 at 20°C. In the context of the present invention, the density of the filler must be understood as being the packed density. The filler density can be determined at a temperature of 20°C according to the ISO 787-11 standard.
  • the colloidal filler can be mineral or organic.
  • the colloidal filler is a mineral filler.
  • the colloidal filler can be a density agent, a pigment, a detergent agent, an abrasive or exfoliating agent, an active ingredient, or combinations thereof.
  • the colloidal filler is chosen from the group consisting of baryta (BaSCU) (density at 20°C of 4.5), calcium carbonate (CaCOs) (density at 20°C of 2.7), black carbon (density at 20°C from 1.8 to 2.1) and other pigments, calcium sulphate (density at 20°C from 2.9), iron oxide, titanium dioxide (density of 3.8-4.3), fruit kernel powder (such as apricot kernel powder), kaolin, colloidal silica particles, talc, clays, lime, l magnesium oxide (or magnesia), aluminum oxide, yeast cell walls, and combinations thereof.
  • BaSCU baryta
  • CaCOs calcium carbonate
  • CaCOs calcium carbonate
  • black carbon density at 20°C from 1.8 to 2.1
  • other pigments calcium sulphate
  • calcium sulphate density at 20°C from 2.9
  • iron oxide titanium dioxide
  • fruit kernel powder such as apricot kernel powder
  • a filler and more particularly of a density agent, such as barite, makes it possible to increase the density of the composition.
  • a density agent is particularly useful when the composition is a drilling mud.
  • the colloidal filler has a density at 20° C. greater than or equal to 2.5. In other advantageous variants, the colloidal filler has a density at 20° C. greater than or equal to 4.
  • the colloidal filler may have a density greater than or equal to 2, or greater than or equal to 2.7, or greater than or equal to 2.8, or greater than or equal to 3, or greater than or equal to 3.2, or greater than or equal to 3.5 or greater than or equal to 4.5.
  • the filler may have a density at 20° C. of 1.8 to 2, or of 2 to 2.5, or of 2.5 to 3, or of 3 to 3.5 or of 3.5 to 4 , or from 4 to 4.5, or from 4.5 to 5, or from 5 to 6.
  • the composition according to the invention may comprise a filler consisting of a colloidal filler as described above, according to all of its definitions, for example a colloidal filler having a density greater than or equal to 1.8 at 20° C., or greater or equal to 2.5 at 20°C, or greater than or equal to 4 at 20°C.
  • the composition according to the invention is devoid of colloidal filler that does not meet this definition (for example devoid of colloidal filler having a density of less than 1.8 at 20° C., or colloidal filler having a density less than 2.5, or colloidal filler having a density less than 4).
  • the quantity of fermented molasses in the composition according to the invention is from 5 to 95% by weight, preferably from 35 to 80% by weight, preferably from 40 to 80% by weight, more preferably from 55 to 80% by weight, more preferably from 60 to 80% by weight, more preferably from 65 to 75% by weight, more preferably from 68 to 72% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the quantity of fermented molasses in the composition according to the invention can advantageously be from 5 to 15% by weight, preferably from 5 to 10% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the amount of fermented molasses in the composition may be 5 to 10 wt%, or 10 to 15 wt%, or 15 to 20 wt%, or 20 to 25 wt%. , or from 25 to 30% by weight, or from 30 to 35% by weight, or from 35 to 40% by weight, or from 40 to 45% by weight, or from 45 to 50% by weight, or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight, or from 65 to 68% by weight, or from 68 to 70% by weight, or from 70 to 72% by weight, or from 72 to 75% by weight, or from 75 to 80% by weight, or from 80 to 85% by weight, or from 85 to 90% by weight, or from 90 to 95% by weight, relative to the total weight of composition.
  • the composition comprises a quantity of colloidal filler having a density at 20° C. greater than or equal to 1.8 from 5 to 95% by weight, more preferably from 20 to 65% by weight, more preferably still from 20 to 60% by weight, more preferably 20 to 45% by weight, more preferably 20 to 40% by weight, more preferably 25 to 35% by weight, even more preferably 28 to 32% by weight, relative to the weight composition total.
  • the composition may comprise a quantity of colloidal filler having a density at 20° C. greater than or equal to 1.8 from 40 to 95% by weight, for example from 40 to 50% by weight, or from 90 to 95% by weight.
  • the composition may comprise, based on the total weight of the composition, from 5 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 to 20% by weight, or from 20 to 25% by weight, or from 25 to 28% by weight, or from 28 to 30% by weight, or from 30 to 32% by weight, or from 32 to 35% by weight, or from 35 to 40% by weight, or from 40 to 45% by weight, or from 45 to 50% by weight, or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight, or from 65 to 70 % by weight, or from 70 to 75% by weight, or from 75 to 80% by weight, or from 80 to 85% by weight, or from 85 to 90% by weight, or from 90 to 95% by weight, of colloidal filler.
  • These quantities can apply to the filler according to the invention according to all its definitions (as mentioned in this text), including more restricted definitions.
  • the composition comprises at least 5% by weight, more preferentially at least 10% by weight, even more preferentially at least 12% by weight, more particularly at least 15% by weight, of water, relative to the total weight of the composition.
  • the composition may comprise from 20 to 70% by weight, preferably from 30 to 50% by weight, more preferably from 35 to 45% by weight, of water, relative to the total weight of the composition.
  • the composition may comprise, based on the total weight of the composition, from 5 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 to 20% by weight, or from 20 to 25% by weight by weight, or from 25 to 30% by weight, or from 30 to 35% by weight, or from 35 to 40% by weight, or from 40 to 45% by weight, or from 45 to 50% by by weight, or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight, or from 65 to 70% by weight, of water.
  • the composition may comprise a dry matter content of 30 to 80% by weight, preferably 50 to 70% by weight, more preferably 55 to 65% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the composition comprises a quantity of dry matter of fermented molasses of 30 to 70% by weight, more preferentially of 45 to 60% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the composition according to the invention may comprise an amount of dry matter of fermented molasses of 30 to 35% by weight, or from 35 to 40% by weight, or from 40 to 45% by weight, or from 45 to 50% by weight , or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight, or from 65 to 70% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the composition according to the invention may comprise at least one brine.
  • brine is meant an aqueous solution comprising at least one salt.
  • the brine has a salinity greater than or equal to 100 g/L, for example from 100 to 350 g/L, and more preferably greater than or equal to 200 g/L (for example from 200 to 350 g/L) .
  • the salinity of brine is defined here as the total concentration of inorganic salts dissolved in the aqueous solution, preferably in water, such as for example NaCl, CaCl2, MgCl2, and/or any other inorganic salt. Salinity can be measured using a conductivity probe and is expressed as g/L of total dissolved solids.
  • the incorporation into the composition of a brine makes it possible to reduce the density of the composition.
  • the incorporation of a brine can be more particularly useful when the composition is a drilling mud, it makes it possible to adjust the density of the mud according to the formation in which the drilling takes place.
  • the brine is introduced into the composition according to the invention in an amount of 0 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the composition may comprise from 0 to 5% by weight, or from 5 to 10% by weight, or from 10 to 15% by weight, or from 15 to 20% by weight, or from 20 to 25% by weight by weight, or from 25 to 30% by weight, or from 30 to 35% by weight, or from 35 to 40% by weight, of brine, relative to the total weight of the composition.
  • aqueous solutions may also be present in the composition according to the invention.
  • the composition may consist of fermented molasses and at least one colloidal filler having a density at 20° C. greater than or equal to 1.8 (or a colloidal filler according to the invention having a more restricted definition, as described in the this text).
  • the composition may consist of fermented molasses, the at least one colloidal filler having a density at 20° C. greater than or equal to 1.8 (or a colloidal filler according to the invention having a more restricted definition, as described in this text) and at least one brine.
  • the composition may comprise one or more other surfactants, for example chosen from the group consisting of sorbitans and their derivatives, alkyl polyglucosides, sucro esters, glycine betaine esters, rhamnolipids, surfactins, sophorolipids, glycolipids, beet pectins, phospholipids, lecithins, quaternary amines and their derivatives, fatty amines and amides, chitosan and its derivatives, and soaps and their derivatives.
  • surfactants can be present in the composition in an amount of 0 to 10% by weight, preferably 0 to 2% by weight.
  • the composition is devoid of surfactants other than fermented molasses, in particular it is devoid of surfactants as mentioned above.
  • the composition may comprise one or more additives, in particular one or more hydrocolloids such as xanthan gums, celluloses and cellulose derivatives, pectins, alginates and/or starches.
  • additives such as xanthan gums, celluloses and cellulose derivatives, pectins, alginates and/or starches.
  • the composition advantageously has a pH ranging from 2 to 12.5, preferably from 8 to 12.5.
  • the composition may have a pH of 2 to 3, or 3 to 4, or 4 to 5, or 5 to 6, or 6 to 7, or 7 to 8, or 8 to 9, or 9 to 10, or 10 to 11, or 11 to 12, or 12 to 12.5.
  • the composition according to the invention preferably has a density at 20° C. of 1 to 2.5, more preferably of 1.2 to 1.8. The density of the composition can be measured as indicated above for fermented molasses.
  • the composition according to the invention can be prepared by mixing the fermented molasses with at least one colloidal filler and optionally the other constituents of the composition (such as at least one brine, one or more other aqueous solutions, other surfactants and/or additives).
  • the mixing can be carried out in one step (the constituents all being added to the mixture simultaneously) or in several steps (a premixing of certain constituents being first carried out before the addition of other constituents).
  • the colloidal filler is added to the fermented molasses, more preferably with stirring.
  • the mixing of the fermented molasses and the colloidal filler (and optionally the other constituents of the composition) can be carried out using a deflocculating blade agitation system, a high shear mixer, or any other mechanical agitation system.
  • the mixing can be carried out for a period of 1 min to 1 h, preferably 2 to 30 min, more preferably 3 to 15 min.
  • composition according to the invention can be prepared at ambient temperature (that is to say between 15 and 30° C.).
  • fermented molasses, filler, or both may be heated to 60°C prior to mixing.
  • the mixing of the constituents of the composition according to the invention can advantageously be carried out at a temperature of 20 to 60°C.
  • composition according to the invention can be used in any type of application.
  • the composition according to the invention can advantageously be a drilling mud.
  • the colloidal filler preferably has a density at 20° C. greater than or equal to 2.5 and the colloidal filler is preferably barite.
  • the fermented molasses is preferably fermented cane molasses.
  • the density of the drilling mud can be varied depending on the reservoir and/or the depth of the drilling, for example, by adjusting the amount of colloidal filler and/or brine added in the fermented molasses.
  • composition according to the invention can be used in a large number of other industries or sectors, for example in the detergent and cleaning product industry, or in the dye industry.
  • the composition according to the invention may be a detergent composition.
  • the colloidal filler preferably has a density at 20° C. greater than or equal to 2.5 and the colloidal filler is preferably chosen from calcium carbonate, fruit stone powders, such as powder apricot kernel or combinations thereof.
  • the composition according to the invention can be a pigment paste.
  • the colloidal filler preferably has a density at 20° C. greater than or equal to 1.8 and the colloidal filler is preferably carbon black.
  • the invention also relates to the use of a composition as described above, as a drilling mud, or as a detergent composition, or as a pigment paste, or for the preparation of a drilling mud, or a detergent composition, or a pigment paste.
  • the invention also relates to the use of a fermented molasses as a dispersant.
  • the fermented molasses is used as a dispersant of a filler in a dispersion.
  • the filler may be a filler as described above, and in particular may have a density at 20° C. greater than or equal to 1.8. Alternatively, the filler may have a density at 20° C. of less than 1.8.
  • the fermented molasses and dispersion may be as described above.
  • the dispersion in which the fermented molasses according to the invention is used is a drilling mud, or a detergent composition, or a pigment paste.
  • the invention relates to the use of a composition of fermented molasses to form a coating on a surface.
  • a fermented molasses composition that is to say a composition comprising (or consisting essentially of, or consisting of) a fermented molasses.
  • the composition according to the invention is advantageously an aqueous composition (that is to say one containing water).
  • fermented molasses conventionally designates the aqueous liquid composition of fermented molasses but in the context of this object of the present invention, it can also refer to the dry matter of fermented molasses.
  • the fermented molasses used in the invention can be a fermented beet molasses or a fermented cane molasses.
  • molasses fermented molasses used in the invention may alternatively be a mixture of fermented beet molasses and fermented cane molasses.
  • the mixture may comprise from 1 to 25% by weight of fermented beet molasses and from 75 to 99% by weight of fermented cane molasses, or from 25 to 50% by weight of fermented beet molasses and from 50 to 75 % by weight of fermented cane molasses, or 50 to 75 % by weight of fermented beet molasses and 25 to 50 % by weight of fermented cane molasses, or 75 to 99 % by weight of fermented beet molasses and from 1 to 25% by weight of fermented cane molasses.
  • the fermented molasses is fermented cane molasses.
  • the fermented molasses is obtained by the fermentation of the molasses by yeasts.
  • the fermented molasses can be a demineralized fermented molasses and/or a depotassified fermented molasses, or a so-called “raw” fermented molasses, in particular as described above in the “Composition with colloidal filler” section.
  • the fermented molasses according to the invention may have a distribution of nitrogenous materials and an aminogram as described above in the section “Composition with colloidal filler”.
  • Fermented molasses has a low sugar content, in particular as described above in the section “Composition with colloidal filler”.
  • the composition according to the invention comprises a dry matter content of fermented molasses greater than or equal to 35% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the amount of fermented molasses dry matter in the composition is from 40 to 90% by weight, more preferably from 45 to 75% by weight, more preferably from 50 to 65% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the composition according to the invention may comprise a quantity of dry matter of fermented molasses (relative to the total weight of the composition) ranging from 35 to 40% by weight, or from 40 to 45% by weight, or from 45 to 50% by weight, or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight, or from 65 to 70% by weight, or from 70 to 75% by weight, or from 75 to 80% by weight, or 80 to 85% by weight, or 85 to 90% by weight.
  • a quantity of dry matter of fermented molasses ranging from 35 to 40% by weight, or from 40 to 45% by weight, or from 45 to 50% by weight, or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight, or from 65 to 70% by weight, or from 70 to 75% by weight, or from 75 to 80% by weight, or 80 to 85% by weight, or 85 to 90% by weight.
  • the composition according to the invention advantageously comprises water, in a content of less than 65% by weight relative to the total weight of the composition, and more preferably in a water content of 10 to 60% by weight, even more preferably from 35 to 50% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the water content of the composition may be from 10 to 15% by weight, or from 15 to 20% by weight, or from 20 to 25% by weight by weight, or from 25 to 30% by weight, or from 30 to 35% by weight, or from 35 to 40% by weight, or from 40 to 45% by weight, or from 45 to 50% by weight, or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to less than 65% by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the composition according to the invention may comprise at least one colloidal filler.
  • the colloidal filler has a density at 20° C. greater than or equal to 1.8, more preferably greater than or equal to 2.5, more preferably greater than or equal to 4.
  • the colloidal filler is advantageously as described below. above in the section "Composition with colloidal filler”.
  • the composition comprises at least one colloidal filler
  • the latter is preferably present in an amount ranging from 15 to 65% by weight, more preferably from 15 to 60% by weight, more preferably from 20 to 40% by weight. , more preferably from 25 to 35% by weight, relative to the total weight of the composition; for example it is present in an amount of 15 to 20% by weight, or 20 to 25% by weight, or 25 to 30% by weight, or 30 to 35% by weight, or 35 to 40% by weight, or from 40 to 45% by weight, or from 45 to 50% by weight, or from 50 to 55% by weight, or from 55 to 60% by weight, or from 60 to 65% by weight.
  • the composition advantageously comprises a water content of 10 to 45% by weight, preferably 20 to 40% by weight, relative to the total weight of the composition .
  • composition according to the invention may comprise inorganic salts such as for example NaCl, CaCl2 and/or MgCl2.
  • inorganic salts can for example be provided by incorporating a brine into the fermented molasses composition for its preparation.
  • composition may comprise one or more surfactants, in particular as described above in the section “Composition with colloidal filler”. These surfactants can be present in the composition in an amount of 0 to 10% by weight, preferably 0 to 2% by weight. Alternatively, and advantageously, the composition is devoid of surfactants as mentioned above.
  • the composition may comprise one or more other additives, in particular one or more hydrocolloids, such as xanthan gums, celluloses, pectins, alginates and/or starches. So advantageously, the composition according to the invention is devoid of the additives mentioned above.
  • the composition may include one or more other fluid loss control agents added in addition to the fermented molasses, such as cellulosic derivatives, in particular carboxymethylcellulose and/or polyanionic cellulose, starches and/or synthetic polymers.
  • the composition is free of fluid loss control agents other than fermented molasses solids.
  • the composition consists essentially of, or consists of, the fermented molasses, i.e. the dry matter of fermented molasses and water.
  • the composition preferably has a pH ranging from 2 to 13, more preferably from 5 to 11.
  • the composition may have a pH of 2 to 3, or 3 to 4, or 4 to 5, or 5 to 6, or 6 to 7, or 7 to 8, or 8 to 9, or 9 to 10, or from 10 to 11, or from 11 to 12, or from 12 to 13.
  • composition according to the invention preferably has a density at 20° C. of 1 to 2.5, more preferably of 1.2 to 1.8.
  • the fermented molasses incorporated into the composition according to the invention preferably comprises a dry matter content of 50 to 90% by weight, preferably from 50 to 65% by weight , more preferably from 52 to 56% by weight.
  • the fermented molasses may comprise from 50 to 52% by weight, or from 52 to 56% by weight, or from 56 to 58% by weight, or from 58 to 60% by weight, or from 60 to 62% by weight, or from 62 to 65% by weight, or from 65 to 70% by weight, or from 70 to 75% by weight, or from 75 to 80% by weight, or from 80 to 85% by weight, or from 85 90% by weight of dry matter.
  • the rest of the fermented molasses is water (the fermented molasses incorporated in the composition may thus comprise from 10 to 50% by weight of water, preferably from 35 to 50% by weight of water, plus preferably from 44 to 48% by weight of water).
  • the fermented molasses as recovered after the fermentation process can undergo concentration, in order to reduce the quantity of water, or dilution, preferably with water, for example to reach a dry matter content in one of the ranges mentioned above.
  • the composition according to the invention can be prepared from dry matter of fermented molasses, more particularly in powder form.
  • the dry matter is then preferably mixed with an aqueous solution, in particular water, and optionally with other constituents of the composition.
  • the composition can be prepared by incorporating therein at least one brine.
  • the brine has a salinity greater than or equal to 100 g/L, for example from 100 to 350 g/L, and more preferably greater than or equal to 200 g/L (for example from 200 to 350 g/L) .
  • aqueous solutions can also be incorporated into the composition according to the invention.
  • the composition comprises other constituents than fermented molasses, such as one or more colloidal fillers, a brine, one or more other aqueous solutions, other surfactants or fluid loss control agents and/or additives
  • it can be prepared by mixing the fermented molasses with the other constituents of the composition.
  • the mixing can be carried out in one step (the constituents all being added to the mixture simultaneously) or in several steps (a premixing of certain constituents being first carried out before the addition of other constituents).
  • the composition comprises a colloidal filler, the latter is preferably added to the fermented molasses, more preferably with stirring.
  • the mixing of the fermented molasses and the other constituents of the composition can be carried out using a stirring system with a deflocculating blade, a high-shear mixer, or any other mechanical stirring system.
  • the mixing can be carried out for a period of 1 min to 1 h, preferably 2 to 30 min, more preferably 3 to 15 min.
  • the composition according to the invention can be prepared at ambient temperature (that is to say between 15 and 30° C.).
  • the fermented molasses, or one or more of the other constituents (for example the filler), or all the constituents can be heated up to a temperature of 60°C before mixing them. More particularly, the mixing of the constituents of the composition according to the invention can advantageously be carried out at a temperature of 20 to 60°C.
  • the composition is used to form a coating on a surface.
  • the surface can be coated in whole or in part.
  • the coating may have a thickness of 0.1 mm to 30 cm, for example 0.1 to 1 mm, or 1 to 50 mm, or 50 to 100 mm, or 100 to 500 mm, or 500 mm at 1 cm, or 1 to 5 cm, or from 5 to 10 cm, or from 10 to 15 cm, or from 15 to 20 cm or from 20 to 30 cm.
  • the coating is a film reducing permeability to a substance, in particular to water, to gases and/or to fats.
  • the ability to reduce the permeability to a substance is determined by measuring the permeability to said substance of a substrate covered with the coating according to an appropriate method, measuring the permeability to said substance of the substrate without the coating according to the same method, and comparing these two values. If the permeability of the substrate covered with the coating is lower than that of the substrate alone, the coating reduces the permeability to said substance.
  • the coating is a water permeability reducing film.
  • the water permeability can be measured by a method adapted to the substrate on which the coating is deposited, as is well known to those skilled in the art.
  • the water permeability can be determined by the Cobb method (ISO 535:2014 standard); when the substrate is soil, the water permeability can be determined by a so-called “double ring” test, for example according to standard NF X30-418.
  • the coating has a water permeability of less than or equal to 10 g of water/m 2 , preferably less than or equal to 8 g of water/m 2 , more preferably less than or equal to 5 g of water/m 2 .
  • the coating is an impervious or substantially waterproof coating.
  • the coating may be a gas permeability reducing film, and in particular a water vapor permeability reducing film.
  • Water vapor permeability can be measured according to ASTM E96/E96M.
  • the coating is a film whose water vapor permeability (or MVTR for “moisture vapor transmission rate”) at 23° C., for a relative humidity rate of 50%, is less than or equal to 100 g/m 2 /24 h, more preferably less than or equal to 50 g/m 2 /24 h.
  • the coating may be a gas barrier film.
  • the coating can advantageously be a grease permeability reducing film.
  • Grease permeability can be measured using the TAPPI/Kit Test method according to ISO 16532-2:2007.
  • the coating has a grease permeability measured according to the TAPPI/Kit Test method of less than or equal to 10.
  • the coating may be a grease barrier film.
  • the surface coated with the fermented molasses composition can be any type of surface, and in particular any type of surface for which it is desired to reduce the permeability to a substance, in particular the permeability to water, gases and/or fats.
  • the covered surface of the coating can be a rock surface, and more particularly a surface of rocks of underground formation.
  • the composition according to the invention is particularly useful in the field of the extraction of hydrocarbons, to form a coating on the rock wall of a well, in order to limit, or even prevent, the infiltration of sludge fluids of aqueous boreholes through the rock face.
  • the composition can be used as a drilling mud, the composition forming a coating on the rock face when used as a drilling mud.
  • the composition can be used as a sealing product in wells already exhibiting fluid losses, that is to say to reduce fluid losses during subsequent uses of drilling muds.
  • the surface coated with the fermented molasses composition can be the surface of a hydraulic binder, more particularly a so-called “fresh” (that is to say unhardened) hydraulic binder.
  • the hydraulic binder can be any type of hydraulic binder, for example a cement.
  • Hydraulic binders are binders that harden when hydrated, i.e. by reaction with water. The use of a composition according to the invention to cover the surface with a fresh hydraulic binder makes it possible to reduce the dehydration of the hydraulic binder during the hardening step, and thus to retain enough water in the binder for hydration (and therefore a sufficient hardening) thereof.
  • the surface can be made of a material comprising cellulose fibers, for example paper or cardboard, of woven textile and/or of non-woven textile, such as leather.
  • the coating makes it possible in particular to reduce the water permeability of said material, or even to make it impermeable to water.
  • the coating can be applied in a manner known to those skilled in the art, depending on the application for which it is intended.
  • the fermented molasses composition can be applied to the surface by spraying, dipping/dipping, coating by any suitable tool or by any other suitable means.
  • the coating can be applied at room temperature or at a higher temperature, in particular at a temperature between 15 and 120°C.
  • the invention also relates to a method for coating a surface comprising the following steps:
  • the invention relates to the use of a composition comprising at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses to form a film reducing the permeability to a substance, preferably reducing the permeability to water, to gases (in particular to water vapour) and/or to fats, preferably on a surface, more preferably by the formation of a coating on said surface.
  • the invention relates to the use of a composition comprising at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses to reduce the permeability to a substance (in particular water, gases and/or fats) of a surface, preferably by forming a coating on said surface.
  • a substance in particular water, gases and/or fats
  • the reduction in permeability to a substance can be determined as indicated above.
  • the invention relates to the use of a composition comprising at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses to reduce the water permeability of a surface, preferably by the formation of a coating on said surface.
  • the invention relates to the use of a composition comprising at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses to reduce the permeability to gases (in particular to water vapour) of a surface, preferably by forming a coating on said surface.
  • the invention relates to the use of a composition comprising at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses to reduce the permeability to grease of a surface, preferably by the formation of a coating on said surface.
  • the invention relates to the use of fermented molasses as a permeability reducing agent in a composition, said composition comprising at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses.
  • permeability reducing agent in a composition preferably means that, when the composition, at a temperature of 60° C., is filtered according to the API RP 13B standard, for 30 min, under a pressure of 0.6-0.7 MPa on a cellulose ester membrane having a pore size between 1 and 10 ⁇ m, the mass of filtrate obtained is less than or equal to 12 g.
  • the invention relates to a drilling mud consisting essentially of, or consisting of, a fermented molasses comprising at least 35% by weight of dry matter.
  • the invention also relates to the use of a composition consisting essentially of, or consisting of, a fermented molasses comprising at least 35% by weight of dry matter, as drilling mud.
  • the invention relates to an object covered at least in part with a coating (or film) comprising at least 35% by weight of dry matter of fermented molasses.
  • the coating may comprise at least 40% by weight of fermented molasses solids, or at least 50% by weight of fermented molasses solids, or at least 60% by weight of fermented molasses solids, or at least 70% by weight of fermented molasses solids, or at least 80% by weight of fermented molasses solids, or at least 90% by weight of fermented molasses solids, or consist of fermented molasses solids.
  • the coating preferably has a thickness of 0.1 mm to 30 cm.
  • the object covered with the coating may in particular be a sheet of paper, a sheet of cardboard, an object made of hydraulic binder, an underground formation wall, an insulation panel, in particular made of wood, a woven textile, a non-woven textile -woven, a woven filter or a non-woven filter.
  • Three dispersions comprising different amounts of baryta were prepared as follows: an appropriate amount of baryta powder was added to a quantity of 25 g of molasses fermented under magnetic stirring (using a magnetic bar), at 1200 rpm, for 3 minutes, at room temperature.
  • the fermented molasses used is a fermented cane molasses comprising approximately 55% by weight of dry matter. No other compound was added to the compositions.
  • the amounts of barite introduced into the fermented molasses are such that the compositions respectively comprise 20% by weight of barite, 30% by weight of barite and 40% by weight of barite.
  • a comparative composition not comprising barite (and therefore comprising only fermented molasses) was also prepared.
  • the density of these compositions was measured using a DMA® 4500M densimeter from Anton Paar at a temperature of 60° C. on a 2 mL sample.
  • Turbidity measurements were performed on barite dispersions in fermented molasses to detect the extent of barite particle sedimentation over a 24-h period. These measurements were carried out with a Turbiscan® Lab device using static multiple light scattering. The head of the device moves along the height of the measuring cell and records the transmission of light for transparent samples and the backscatter of light for opaque samples. The device receives signals every 40 pm and at different time periods. The samples are stored in thermal chambers. Creaming and sedimentation can be assessed by viewing signals from the TURBISCAN® Lab. Sedimentation results in a decrease in backscatter at the top of the tube containing the sample as clarification occurs, and an increase in backscatter of light at the bottom of the tube due to particles that have settled. The opposite situation is observed in case of creaming (the backscatter signal increases at the top of the tube due to creaming and decreases at the bottom of the tube due to clarification).
  • Dispersions of fermented cane molasses comprising different proportions of barite, and the comparative dispersion comprising only fermented cane molasses, as described in Example 1 above, were stored in tubes in the Turbiscan® Lab for 24 hours at 40°C (for dispersions comprising 20, 30 or 40% barite) and 60°C (for dispersions comprising 20 or 30% barite), the tubes being regularly scanned.
  • the samples are opaque and no light transmission could be detected. Thus, the measurements were limited to backscattered light.
  • a second sample comprising 30% by weight barite and 70% by weight fermented cane molasses (referred to as the “second 30% barite sample”) was prepared in the same manner as the first sample comprising 30% by weight barite described above and was stored at 40°C for 24 hours.
  • This second sample at 30% barite was again subjected, after clarification, to agitation as applied initially and the backscattering of light from this sample, called “regenerated sample”, was measured at 40° C. for 24 hours.
  • the spectra of the regenerated sample are shown in Figure 8.
  • the brine was introduced into a dispersion comprising 30% by weight of barite in the fermented cane molasses, in an amount of 20% by weight of the total composition.
  • the introduction of brine into the dispersion was carried out at room temperature and with magnetic stirring.
  • a sample of this dispersion (dispersion n°1) was adjusted to a pH of 7 and another sample (dispersion n°2) was adjusted to a pH of 10.
  • an aqueous solution of Sodium hydroxide was added to the fermented molasses until a pH of 10 was obtained.
  • the density of dispersions No. 1 and No. 2 was determined as indicated in Example 1 but at temperatures of 20° C., 40° C. and 60° C., and the results are presented in the table below.
  • the turbidity of these dispersions was also measured at 40°C by a Turbiscan® Lab device as indicated in example 2 above.
  • dispersion No. 2 at pH 10 has better stability than dispersion No. 1 at pH 7, the dispersing properties of the fermented molasses are improved at pH 10 compared to pH 7.
  • the Turbiscan® Stability Index is a parameter used by formulators to characterize the stability of a formulation. It is a dimensionless number that is the result of the sum of all the destabilization phenomena taking place in the sample that can be measured by a noticeable change in the intensity of the signal in backscatter or transmission along the sample height. This index is obtained by the Turbiscan® Lab turbidimeter. The lower the TSI, the more stable the sample.
  • the TSI was determined for each of the products described above and the results are presented in the table below.
  • the turbidity of the dispersions aged at 4° C., 8° C. and 120° C. and of the initial dispersion (before aging) was also measured at 60° C. by a Turbiscan® Lab apparatus as indicated in Example 2 above. - above.
  • the filtration properties of a fermented cane molasses comprising approximately 55% by weight of dry matter were tested according to the protocol described in the API RP 13B standard.
  • the filter is a cellulose ester membrane.
  • Two filters having a different pore size were used: a filter having a pore size of 1.2 ⁇ m and a filter having a pore size of 7-10 ⁇ m.
  • the filtrates recovered at the end of the test (that is to say the fluids passing the membrane) were quantified and the filter cakes (or “cakes” in English) were observed by optical microscopy. Whatever filter is used, the quantity of filtrates obtained is low. With the filter with a pore size of 1.2 ⁇ m, 10.6 g of filtrates were collected, whereas with the filter with a pore size of 7-10 ⁇ m, only 1.1 g of filtrates was obtained.
  • a dispersion comprising 30% by weight of barite and 70% by weight of fermented molasses was prepared as follows: an amount of 20.6 g by dry weight of barite powder was added to an amount of 48 g of molasses fermented with magnetic stirring (using a magnetic bar), at 1200 rpm, for 3 minutes, at room temperature.
  • the fermented molasses used is a fermented cane molasses comprising approximately 55% by weight of dry matter. No other compound was added in the composition.
  • the cakes formed on the filters are enriched in solid particles, in particular barite and cellulose coming from the fermented molasses.
  • compositions comprising a filler such as barite still have better clogging and waterproofing properties than the compositions comprising fermented molasses alone.

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Abstract

L'invention concerne une composition comprenant une mélasse fermentée et au moins une charge colloïdale ayant une densité supérieure ou égale à 1,8 à 20°C. L'invention concerne également l'utilisation d'une mélasse fermentée en tant que dispersant d'une charge colloïdale dans une dispersion, de préférence dans une boue de forage, dans une composition détergente ou dans une pâte pigmentaire. L'invention a également trait à l'utilisation d'une composition de mélasse fermentée pour former un revêtement sur une surface, dans laquelle la composition comprend au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée par rapport au poids total de la composition.

Description

COMPOSITION DE MELASSE FERMENTEE, ET UTILISATIONS
Domaine de l’invention
La présente invention concerne des compositions comprenant une mélasse fermentée et une charge colloïdale, utilisables notamment en tant que boue de forage, ainsi qu’une nouvelle utilisation de la mélasse fermentée en tant que dispersant.
La présente invention concerne également une nouvelle utilisation de la mélasse fermentée en tant que revêtement d’une surface, notamment pour réduire sa perméabilité aux fluides, aux gaz et/ou aux graisses.
Arrière-plan technique
Les boues de forage aqueuses, employées pour forer des puits dans une formation rocheuse, utilisent généralement des tensioactifs dérivés de l’industrie du pétrole pour stabiliser des dispersions colloïdales de baryte. Ces dispersions permettent d’augmenter la densité de l’eau donc la pression lors de forages profonds pour l’extraction du pétrole ou pour la géothermie.
Cependant, de telles boues de forages présentent une empreinte environnementale importante et leur utilisation résulte en le rejet de substances toxiques dans l’environnement directe du forage.
La mélasse est un coproduit issu de la fabrication du sucre, classiquement à partir de la betterave et de la canne en sucrerie, ou des sucres roux en raffinerie. Le processus de fabrication du sucre, que celui-ci soit fait à partir de canne ou de betterave, aboutit après l’étape de cristallisation à l’obtention du sucre d’une part et de la mélasse d’autre part.
Bien qu’utilisée pour en extraire la glycine bétaïne, qui, après estérification, est utilisée en tant qu’agent tensioactif, la mélasse de betterave est, comme la mélasse de canne, plus généralement employée pour l’alimentation animale, en mélange avec de la paille ou d’autres aliments cellulosiques, mais également comme liant dans les rations complètes animales, ou encore pour favoriser chez l’animal l’ingestion d’aliments peu appétibles. En alternative de I alimentation animale, la mêlasse est egalement utilisée par les industriels pour la production de produits dits « nobles » via des processus de fermentation. En effet, par l’intermédiaire des mécanismes de fermentation dont disposent certains micro-organismes, la mélasse peut servir de substrat et permet notamment l’obtention de levure boulangère, d’alcool éthylique, d’acides citrique et glutamique, de lysine ou encore d’antibiotiques.
En contrepartie, l’utilisation de la mélasse via les processus de fermentation génère de grandes quantités de résidus liquides de fermentation. Ces résidus liquides de fermentation correspondent à la mélasse dite fermentée.
Ayant été appauvrie en constituants par les micro-organismes, la mélasse fermentée est globalement considérée comme un résidu de fermentation présentant un faible intérêt, et se retrouve principalement valorisée dans le domaine de l’agriculture en tant qu’engrais d’épandage.
Le document EP 0495856 concerne des fluides de forage aqueux comprenant un extrait de substance naturelle ayant une proportion élevée de monosaccharides et/ou oligosaccharides, notamment un extrait de canne à sucre, un extrait de betterave et/ou un extrait de grain malté, destinés à limiter le gonflement ou la désintégration de la roche forée au contact du fluide de forage aqueux, notamment pour les formations de schiste. Les extraits de canne à sucre et de betterave peuvent en particulier être des mélasses de canne, des mélasses de betterave ou des solides de mélasse condensés.
Le document GB 2380502 concerne des fluides de forage comprenant des solides de mélasse désucrée et un glucoside d'alkyle pour améliorer la stabilité du forage, en particulier quand la roche forée comprend du schiste.
Il existe un réel besoin de fournir des dispersions d’une charge solide dans un milieu liquide qui soient stables et respectueuses de l’environnement, tout en restant économiques.
Par ailleurs, dans le domaine des boues de forage, employées pour forer des puits dans une formation rocheuse, il est commun d’ajouter dans les boues des agents de control de perte de fluide (ou « fluid loss control agent » ou « filtration reducer » en anglais) afin d’éviter la pénétration de filtrats de boue de forage dans la formation rocheuse.
Il existe également un réel besoin de fournir une composition à la fois économique, respectueuse de l’environnement et simple à préparer possédant des propriétés colmatantes et/ou filmogènes et utilisables dans diverses applications. Resume de rinvention
L’invention concerne en premier lieu une composition comprenant une mélasse fermentée et au moins une charge colloïdale ayant une densité supérieure ou égale à 1 ,8 à 20°C.
Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de betterave et/ou une mélasse fermentée de canne.
Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de canne.
Dans des modes de réalisation, la charge colloïdale est choisie dans le groupe constitué de la baryte, du carbonate de calcium, du noir de carbone, des pigments, du sulfate de calcium, de l’oxyde de fer, du dioxyde de titane, des poudres de noyau de fruits, du kaolin, des particules de silice colloïdale, du talc, des argiles, de la chaux, de l’oxyde de magnésium, de l’oxyde d’aluminium, des parois de levure, et des combinaisons de ceux-ci.
Dans des modes de réalisation, l’au moins une charge colloïdale a une densité supérieure ou égale à 2,5 à 20°C.
Dans des modes de réalisation, l’au moins une charge colloïdale a une densité supérieure ou égale à 4 à 20°C.
Dans des modes de réalisation, la composition comprend de 35 à 80 % en poids, de préférence de 60 à 80 % en poids, de mélasse fermentée, par rapport au poids total de la composition.
Dans des modes de réalisation, la composition comprend de 20 à 65 % en poids, de préférence de 20 à 40 % en poids, de charge colloïdale ayant une densité supérieure ou égale à 1 ,8, par rapport au poids total de la composition.
Dans des modes de réalisation, la composition comprend une teneur en eau de 20 à 70 % en poids, de préférence de 30 à 50 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée comprend une teneur en matière sèche de 50 à 90 % en poids, de préférence de 50 à 65 % en poids.
Dans des modes de réalisation, la composition comprend en outre au moins une saumure, de préférence comprenant une salinité de 100 à 350 g/L.
Dans des modes de réalisation, la composition a un pH de 2 à 12,5, de préférence de 8 à 12,5.
Dans des modes de réalisation, la composition est une boue de forage. Dans des modes de realisation, la composition est une composition détergente.
Dans des modes de réalisation, la composition est une pâte pigmentaire.
L’invention concerne également l’utilisation d’une mélasse fermentée en tant que dispersant d’une charge colloïdale dans une dispersion, de préférence dans une boue de forage, dans une composition détergente ou dans une pâte pigmentaire.
La présente invention selon ce premier objet permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement une composition à la fois économique, non toxique et respectueuse de l’environnement, dans laquelle une charge peut être dispersée de manière stable. De telles compositions peuvent notamment être utiles comme boues de forage, crèmes détergentes ou pâtes pigmentaires.
Cela est accompli grâce à l’utilisation de mélasse fermentée dans la composition. Il a été découvert de façon surprenante que la mélasse fermentée a intrinsèquement des propriétés tensioactives permettant, lorsqu’elle est mélangée avec une charge solide d’une certaine densité, de former une dispersion, la mélasse fermentée pouvant jouer le rôle à la fois du milieu aqueux de la dispersion et du tensioactif. De plus, pour certaines applications, telles que les applications de boues de forage, la mélasse fermentée peut en outre remplacer les agents viscosants.
L’invention concerne en second lieu l’utilisation d’une composition de mélasse fermentée pour former un revêtement sur une surface, dans laquelle la composition comprend au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée par rapport au poids total de la composition.
Dans des modes de réalisation, le revêtement est un film réducteur de perméabilité à une substance, la substance étant de préférence choisie dans le groupe constitué de l’eau, des gaz, des graisses et des combinaisons de ceux-ci.
Dans des modes de réalisation, la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de betterave et/ou une mélasse fermentée de canne.
Dans des modes de réalisation, la quantité de matière sèche de mélasse fermentée, par rapport au poids total de la composition de mélasse fermentée, est de 40 à 90 % en poids, de préférence de 50 à 65 % en poids.
Dans des modes de réalisation, la composition de mélasse fermentée a une teneur en eau supérieure ou égale à 10 % en poids, de préférence de 10 à 60 % en poids, plus préférentiellement de 35 à 50 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Dans des modes de réalisation, la composition de mélasse fermentée comprend de 20 à 40 % en poids d’au moins une charge colloïdale, de préférence choisie dans le groupe constitué de la baryte, du carbonate de calcium, du noir de carbone, des pigments, du sulfate de calcium, de l’oxyde de fer, du dioxyde de titane, des poudres de noyau de fruits, du kaolin, des particules de silice colloïdale, du talc, des argiles, de la chaux, de l’oxyde de magnésium, de l’oxyde d’aluminium, des parois de levure, et des combinaisons de ceux-ci, plus préférentiellement la charge colloïdale est de la baryte.
Dans des modes de réalisation, la composition de mélasse fermentée consiste en la matière sèche de mélasse fermentée et de l’eau.
Dans des modes de réalisation, la composition de mélasse fermentée a un pH de 2 à 13, de préférence de 5 à 11 .
Dans des modes de réalisation, la surface est la surface d’une roche de formation souterraine.
Dans des modes de réalisation, la surface est en liant hydraulique, de préférence en ciment.
Dans des modes de réalisation, la surface est en un matériau comprenant des fibres de cellulose, tel que le papier ou le carton, en textile tissé et/ou en textile non-tissé.
L’invention concerne également un objet recouvert au moins en partie d’un revêtement comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée.
La présente invention selon ce second objet permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement une composition utilisable pour la formation d’un revêtement sur diverses surfaces, en particulier pour réduire la perméabilité de ladite surfaces aux fluides, gaz et/ou graisses, qui est non toxique et respectueuse de l’environnement tout en restant économique et simple de préparation et d’utilisation.
Cela est accompli grâce à l’utilisation d’une mélasse fermentée dans la composition de manière à ce que ladite composition ait une certaine quantité de matière sèche de mélasse fermentée. Il a été découvert de façon surprenante qu’une telle mélasse fermentée possède de bonnes propriétés colmatantes et filmogènes. En outre, dans des modes de réalisation avantageux, la mélasse fermentée peut être utilisée directement, telle quelle, sans nécessiter, notamment, d’étape de formulation à partir de divers additifs, ce qui simplifie la preparation de la composition de revetement et permet une réduction de la consommation d’énergie nécessaire à celle-ci. De plus, comparée à l’utilisation de polymères synthétiques comme agents colmatants ou de control de perte de fluide, l’utilisation de mélasse fermentée est plus respectueuse de l’environnement.
Brève description des figures
La figure 1 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour une composition de mélasse fermentée de canne pure à 60°C telle que décrite dans l’exemple 2 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 2 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour une composition de mélasse fermentée de canne comprenant 20 % en poids de baryte à 40°C telle que décrite dans l’exemple 2 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 3 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour une composition de mélasse fermentée de canne comprenant 20 % en poids de baryte à 60°C telle que décrite dans l’exemple 2 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 4 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour une composition de mélasse fermentée de canne comprenant 30 % en poids de baryte à 40°C telle que décrite dans l’exemple 2 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 5 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour une composition de mélasse fermentée de canne comprenant 30 % en poids de baryte à 60°C telle que décrite dans l’exemple 2 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 6 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour une composition de mélasse fermentée de canne comprenant 40 % en poids de baryte à 40°C telle que décrite dans l’exemple 2 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 7 représente le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière en fonction du temps (en heures), à la hauteur du tube de mesure comprise entre 33 et 42mm, pour la composition de mélasse fermentée de canne comprenant 20 % en poids de baryte à 40°C (courbe A, symboles X), la composition de mélasse fermentée de canne comprenant 20 % en poids de baryte à 60°C (courbe B, symboles ♦), la composition de mélasse fermentée de canne comprenant 30 % en poids de baryte à 40°C (courbe C, symboles À), la composition de mélasse fermentée de canne comprenant 30 % en poids de baryte à 60°C (courbe D, symboles ■) et la composition de mélasse fermentée de canne comprenant 40 % en poids de baryte à 40°C (courbe E en pointillés).
La figure 8 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour l’échantillon régénéré de mélasse fermentée de canne comprenant 30 % en poids de baryte à 40°C tel que décrit dans l’exemple 2 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 9 représente le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière en fonction du temps (en heures), à la hauteur du tube de mesure comprise entre 33 et 42 mm, pour la première composition de mélasse fermentée de canne comprenant 30 % en poids de baryte à 40°C (courbe F, symboles À), pour le deuxième échantillon à 30 % de baryte à 40°C (courbe G, en pointillés) et pour l’échantillon régénéré à 40°C (courbe H) tels que décrits dans l’exemple 2 ci- dessous.
La figure 10 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 19h10, pour la dispersion n°1 telle que décrite dans l’exemple 3 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 11 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 19h10, pour la dispersion n°2 telle que décrite dans l’exemple 3 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière. La figure 12 représente le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière en fonction du temps (en heures), à la hauteur du tube de mesure comprise entre 33 et 42 mm, pour la dispersion n°1 (courbe I) et pour la dispersion n°2 (courbe J, grise foncée, symboles LU) telles que décrites dans l’exemple 3 ci- dessous, ainsi que pour la première composition de mélasse fermentée de canne comprenant 30 % en poids de baryte à 40°C (courbe K, symboles À) et pour le deuxième échantillon à 30 % de baryte à 40°C (courbe L, en pointillés) tels que décrits dans l’exemple 2 ci-dessous.
La figure 13 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour la composition initiale (avant vieillissement) de mélasse fermentée de canne comprenant 40 % en poids de baryte à 60°C, telle que décrite dans l’exemple 4 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 14 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 23h, pour la composition de mélasse fermentée de canne comprenant 40 % en poids de baryte à 60°C, après vieillissement à 4°C pendant 48h, telle que décrite dans l’exemple 4 ci- dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 15 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour la composition de mélasse fermentée de canne comprenant 40 % en poids de baryte à 60°C, après vieillissement à 8°C pendant 48h, telle que décrite dans l’exemple 4 ci- dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
La figure 16 représente les spectres de rétrodiffusion de la lumière enregistrés à différentes durées, entre 0 et 24h, pour la composition de mélasse fermentée de canne comprenant 40 % en poids de baryte à 60°C, après vieillissement à 120°C pendant 48h, telle que décrite dans l’exemple 4 ci-dessous. En abscisse, figure la hauteur du tube contenant la composition (en mm) et en ordonnées figure le pourcentage de rétrodiffusion de la lumière.
Description détaillée
L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.
Dans le présent texte, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) indiqués sont des pourcentages en poids. Dans le present texte, les quantités indiquées pour une espece donnée peuvent s’appliquer à cette espèce selon toutes ses définitions (telles que mentionnées dans le présent texte), y compris les définitions plus restreintes.
Composition avec charge colloïdale
Selon un premier objet, l’invention concerne une composition comprenant une mélasse fermentée et au moins une charge colloïdale.
De manière particulièrement préférée, la composition selon l’invention est une dispersion (ou suspension colloïdale), c’est-à-dire une suspension de la charge colloïdale dispersée dans une phase liquide. Au sens de la présente invention, on entend par « suspension colloïdale » ou « dispersion » la dispersion de particules de charge réparties uniformément dans le milieu continu (la phase liquide). La répartition uniforme peut être vérifiée par une observation microscopique. De manière préférée, la répartition des particules dans la dispersion est uniforme lorsque la distribution des tailles de particule, en volume, est unimodale, et plus particulièrement lorsqu’elle est selon une fonction gaussienne. La distribution de taille de particule peut être déterminée par granulométrie par diffraction laser. De préférence, les particules de charge colloïdale ont une taille inférieure ou égale à 10 pm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 5 pm. La taille des particules peut être mesurée par diffusion dynamique de la lumière. De préférence, la composition selon l’invention est une dispersion aqueuse.
Dans le présent texte, par « mélasse fermentée », on entend une mélasse fermentée n’ayant pas subi de procédé d’estérification (par exemple en vue d’estérifier la glycine bétaïne présente dans la mélasse fermentée de betterave).
Comme précédemment mentionné, la mélasse fermentée est un coproduit de la mélasse obtenu après fermentation de cette dernière par des bactéries, des levures ou des champignons, ladite fermentation permettant par exemple d’obtenir des produits dits « nobles » tels que la levure boulangère, l’alcool éthylique, l’acide citrique ou encore l’acide glutamique.
La mélasse fermentée utilisée dans l’invention peut être une mélasse fermentée de betterave ou une mélasse fermentée de canne. La mélasse fermentée utilisée dans l’invention peut alternativement être un mélange de mélasse fermentée de betterave et de mélasse fermentée de canne. Par exemple le mélange peut comprendre de 1 à 25 % en poids de mélasse fermentée de betterave et de 75 à 99 % en poids de mélasse fermentée de canne, ou de 25 à 50 % en poids de mélasse fermentée de betterave et de 50 à 75 % en poids de mélasse fermentée de canne, ou de 50 à 75 % en poids de mélasse fermentée de betterave et de 25 à 50 % en poids de mélasse fermentée de canne, ou de 75 à 99 % en poids de mélasse fermentée de betterave et de 1 à 25 % en poids de mélasse fermentée de canne.
De manière plus préférée, la mélasse fermentée utilisée est une mélasse fermentée de canne. L’utilisation de mélasse fermentée de canne permet l’obtention d’une dispersion avec une meilleure stabilité cinétique que l’utilisation de mélasse fermentée de betterave.
De manière avantageuse, la mélasse fermentée est obtenue par la fermentation de la mélasse par des levures.
De préférence, la mélasse fermentée incorporée dans la composition selon l’invention comprend une teneur en matière sèche de 50 à 90 % en poids, de préférence de 50 à 65 % en poids, plus préférentiellement de 52 à 56 % en poids. En particulier, la mélasse fermentée peut comprendre de 50 à 52 % en poids, ou de 52 à 56 % en poids, ou de 56 à 58 % en poids, ou de 58 à 60 % en poids, ou de 60 à 62 % en poids, ou de 62 à 65% en poids, ou de 65 à 70 % en poids, ou de 70 à 75 % en poids, ou de 75 à 80 % en poids, ou de 80 à 85 % en poids, ou de 85 à 90 % en poids, de matière sèche. De préférence, le reste de la mélasse fermentée est de l’eau (la mélasse fermentée incorporée dans la composition peut ainsi comprendre de 10 à 50 % en poids d’eau, de préférence de 35 à 50 % en poids d’eau, plus préférentiellement de 44 à 48 % en poids d’eau).
La mélasse fermentée récupérée à l’issu du bain fermentaire contient généralement de 5 à 10 % en poids de matière sèche (et donc de 90 à 95 % en poids d’eau). La mélasse fermentée telle que récupérée après le procédé de fermentation peut subir une concentration, afin de réduire la quantité d’eau, ou une dilution, de préférence par de l’eau, par exemple pour atteindre une teneur en matière sèche dans une des gammes mentionnées ci-dessus.
La mélasse fermentée incorporée dans la composition peut être une mélasse fermentée déminéralisée. La déminéralisation peut par exemple consister en une précipitation des sels de sulfate de potassium (K2SO4), sulfate de sodium (Na2SO4), sulfate de magnésium (MgSO4) et sulfate de calcium (CaSCU) par ajout d’acide sulfurique. De manière avantageuse, la déminéralisation permet d’augmenter la proportion de la matière organique au sein de la mélasse fermentée et d’augmenter la proportion des molécules tensioactives de la mélasse par rapport à la matière sèche totale dans la mélasse fermentée. La mêlasse fermentee incorporée dans la composition peut etre une mélasse fermentée dépotassifiée, par exemple via une acidification par une solution d’acide sulfurique suivie d’une neutralisation à l’ammoniaque.
Alternativement, la mélasse fermentée utilisée pour la préparation de la composition peut être une mélasse fermentée dite « brute », c’est-à-dire qu’elle n’a été soumise à aucun traitement chimique ou physicochimique (la mélasse fermentée brute pouvant cependant avoir été concentrée ou diluée).
La mélasse fermentée peut être définie par sa répartition en matières azotées et par son aminogramme. La mélasse fermentée selon l’invention peut ainsi présenter une répartition des matières azotées comme ci-après :
- azote des acides aminés totaux déterminés par la méthode de Kjeldahl : 25 % à 100 % en poids l’azote total,
- azote de bétaïne : 0 % à 50 % en poids de l’azote total,
- azote ammoniacal : 0 % à 30 % en poids de l’azote total.
Plus particulièrement, la mélasse fermentée selon l’invention peut présenter une répartition des matières azotées comme ci-après, notamment lorsqu’il s’agit d’une mélasse fermentée de betterave :
- azote des acides aminés totaux déterminés par la méthode de Kjeldahl : 25 % à 50 % en poids l’azote total,
- azote de bétaïne : 40 % à 50 % en poids de l’azote total,
- azote ammoniacal : 2 % à 3 % en poids de l’azote total.
Alternativement, la mélasse fermentée selon l’invention peut présenter une répartition des matières azotées comme ci-après, en particulier lorsqu’il s’agit d’une mélasse fermentée de canne :
- azote des acides aminés totaux déterminés par la méthode de Kjeldahl : 70 % à 100 % en poids l’azote total,
- azote ammoniacal : 0 % à 30 % en poids de l’azote total.
Concernant l’aminogramme des protides de la mélasse fermentée selon l’invention, les teneurs moyennes en acides aminés peuvent être les suivantes (les plages des teneurs sont données en g/kg de matière sèche de la mélasse fermentée):
- acide aspartique : 6 - 8 ;
- thréonine : 0,5 - 3 ;
- serine acide glutamique : 115 - 130 ;
- proline : 3 - 4 ;
- glycine : 4 - 5 ;
- alanine : 2,5 - 3,5 ;
- valine : 2,5 - 3,5 ; - methionine et cysteine : 0,5 - 3 ;
- isoleucine : 1 ,5 - 2,5 ;
- tyrosine : 2 - 3,5 ;
- leucine : 3 - 4,5 ;
- phénylalanine : 1 - 2 ;
- lysine : 0,5 - 2,5 ;
- histidine : 0,5 - 2 ; et
- arginine : 0,2 - 1 .
La mélasse fermentée présente une faible teneur en sucres, ces derniers ayant été consommés par les micro-organismes lors du procédé de fermentation. Par « faible teneur en sucres », on entend que la teneur en sucres est inférieure ou égale à 5 % en poids, ou inférieure ou égale à 4 % en poids, ou inférieure ou égale à 3 % en poids, ou inférieure ou égale à 2 % en poids, et de préférence, inférieure ou égale à 1 % en poids, par rapport à la masse totale de l’extrait sec de mélasse fermentée. Plus préférentiellement, la mélasse fermentée selon l’invention est exempte de sucres.
La mélasse fermentée selon l’invention peut avoir une densité à 20°C de 1 ,10 à 1 ,50, de préférence de 1 ,20 à 1 ,40, plus particulièrement de 1 ,25 à 1 ,35. La densité de la mélasse fermentée peut être déterminée à l’aide d’un densimètre DMA® 4500M de la société Anton Paar à la température de 20°C sur un échantillon de 2 mL.
La mélasse fermentée selon l’invention peut avoir une viscosité à 20°C de 50 à 6000 mPA.s, de préférence de 500 à 5000 mPA.s, de préférence encore de 1000 à 4000 mPA.s. La viscosité peut être mesurée à l’aide d’un viscosimètre Brookfield à la température de 20°C et à un taux de cisaillement de 20 s’1.
La mélasse fermentée incorporée dans la composition selon l’invention peut avoir un pH de 2 à 12.
La composition selon l’invention comprend au moins une charge colloïdale. Par « charge colloïdale », on entend toute substance solide sous forme de particules. Dans le présent texte, les termes « charge colloïdale » et « charge » ont le même sens et sont utilisés interchangeablement. Cette charge colloïdale a une densité supérieure ou égale à 1 ,8 à 20°C. Dans le cadre de la présente invention, la densité de la charge doit s’entendre comme étant la densité tassée. La densité de la charge peut être déterminée à la température de 20°C selon la norme ISO 787- 11 .
La charge colloïdale peut être minérale ou organique.
De préférence, la charge colloïdale est une charge minérale. La charge colloïdale peut etre un agent de densite, un pigment, un agent détergent, un agent abrasif ou exfoliant, un principe actif, ou des combinaisons de ceux-ci.
Avantageusement, la charge colloïdale est choisie dans le groupe constitué de la baryte (BaSCU) (densité à 20°C de 4,5), du carbonate de calcium (CaCOs) (densité à 20°C de 2,7), du noir de carbone (densité à 20°C de 1 ,8 à 2,1 ) et autres pigments, du sulfate de calcium (densité à 20°C de 2,9), de l’oxyde de fer, du dioxyde de titane (densité de 3, 8-4, 3), de la poudre de noyau de fruits (telle que la poudre de noyau d’abricot), du kaolin, des particules de silice colloïdale, du talc, des argiles, de la chaux, de l’oxyde de magnésium (ou magnésie), de l’oxyde d’aluminium, des parois de levure, et des combinaison de ceux-ci.
La présence, dans la composition, d’une charge, et plus particulièrement d’un agent de densité, tel que la baryte, permet d’augmenter la densité de la composition. L’utilisation d’un agent de densité est particulièrement utile lorsque la composition est une boue de forage.
Dans des variantes avantageuses, la charge colloïdale a une densité à 20°C supérieure ou égale à 2,5. Dans d’autres variantes avantageuses, la charge colloïdale a une densité à 20°C supérieure ou égale à 4. La charge colloïdale peut avoir une densité supérieure ou égale à 2, ou supérieure ou égale à 2,7, ou supérieure ou égale à 2,8, ou supérieure ou égale à 3, ou supérieure ou égale à 3,2, ou supérieure ou égale à 3,5 ou supérieure ou égale à 4,5. En particulier, la charge peut avoir une densité à 20°C de 1 ,8 à 2, ou de 2 à 2,5, ou de 2,5 à 3, ou de 3 à 3,5 ou de 3,5 à 4, ou de 4 à 4,5, ou de 4,5 à 5, ou de 5 à 6.
La composition selon l’invention peut comprendre une charge consistant en une charge colloïdale telle que décrite ci-dessus, selon toutes ses définitions, par exemple en une charge colloïdale ayant une densité supérieure ou égale à 1 ,8 à 20°C, ou supérieure ou égale à 2,5 à 20°C, ou supérieure ou égale à 4 à 20°C. En d’autres termes, dans ces modes de réalisation, la composition selon l’invention est dépourvue de charge colloïdale ne répondant pas à cette définition (par exemple dépourvue de charge colloïdale ayant une densité inférieure à 1 ,8 à 20°C, ou de charge colloïdale ayant une densité inférieure à 2,5, ou de charge colloïdale ayant une densité inférieure à 4).
De manière avantageuse, la quantité de mélasse fermentée dans la composition selon l’invention est de 5 à 95 % en poids, de préférence de 35 à 80 % en poids, de préférence de 40 à 80 % en poids, de préférence encore de 55 à 80 % en poids, de préférence encore de 60 à 80 % en poids, de préférence encore de 65 à 75 % en poids, plus préférentiellement de 68 à 72 % en poids, par rapport au poids total de la composition. Alternativement, la quantité de mélasse fermentée dans la composition selon l’invention peut avantageusement être de 5 à 15 % en poids, de préférence de 5 à 10 % en poids, par rapport au poids total de la composition. Dans des modes de réalisation, la quantité de mélasse fermentée dans la composition peut valoir de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids, ou de 25 à 30 % en poids, ou de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, ou de 50 à 55 % en poids, ou de 55 à 60 % en poids, ou de 60 à 65 % en poids, ou de 65 à 68 % en poids, ou de 68 à 70 % en poids, ou de 70 à 72 % en poids, ou de 72 à 75 % en poids, ou de 75 à 80 % en poids, ou de 80 à 85 % en poids, ou de 85 à 90 % en poids, ou de 90 à 95 % en poids, par rapport au poids total de de la composition.
De préférence, la composition comprend une quantité de charge colloïdale ayant une densité à 20°C supérieure ou égale à 1 ,8 de 5 à 95 % en poids, de préférence encore de 20 à 65 % en poids, plus préférentiellement encore de 20 à 60 % en poids, préférentiellement encore de 20 à 45 % en poids, préférentiellement encore de 20 à 40 % en poids, plus préférentiellement de 25 à 35 % en poids, encore plus préférentiellement de 28 à 32 % en poids, par rapport au poids total de la composition. Alternativement, la composition peut comprendre une quantité de charge colloïdale ayant une densité à 20°C supérieure ou égale à 1 ,8 de 40 à 95 % en poids, par exemple de 40 à 50 % en poids, ou de 90 à 95 % en poids. Dans des modes de réalisation, la composition peut comprendre, par rapport au poids total de la composition, de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25% en poids, ou de 25 à 28 % en poids, ou de 28 à 30 % en poids, ou de 30 à 32 % en poids, ou de 32 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, ou de 50 à 55 % en poids, ou de 55 à 60 % en poids, ou de 60 à 65 % en poids, ou de 65 à 70 % en poids, ou de 70 à 75 % en poids, ou de 75 à 80 % en poids, ou de 80 à 85 % en poids, ou de 85 à 90 % en poids, ou de 90 à 95 % en poids, de charge colloïdale. Ces quantités peuvent s’appliquer à la charge selon l’invention selon toutes ses définitions (telles que mentionnées dans le présent texte), y compris des définitions plus restreintes.
De préférence, la composition comprend au moins 5 % en poids, plus préférentiellement au moins 10 % en poids, encore plus préférentiellement au moins 12 % en poids, plus particulièrement au moins 15 % en poids, d’eau, par rapport au poids total de la composition. Par exemple, la composition peut comprendre de 20 à 70 % en poids, de préférence de 30 à 50 % en poids, de préférence encore de 35 à 45 % en poids, d’eau, par rapport au poids total de la composition. Dans des modes de réalisation, la composition peut comprendre, par rapport au poids total de la composition, de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids en poids, ou de 25 à 30 % en poids, ou de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, ou de 50 à 55 % en poids, ou de 55 à 60 % en poids, ou de 60 à 65 % en poids, ou de 65 à 70 % en poids, d’eau.
La composition peut comprendre une teneur en matière sèche de 30 à 80 % en poids, de préférence de 50 à 70 % en poids, de préférence encore de 55 à 65 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
De préférence, la composition comprend une quantité de matière sèche de mélasse fermentée de 30 à 70 % en poids, plus préférentiellement de 45 à 60 % en poids, par rapport au poids total de la composition. La composition selon l’invention peut comprendre une quantité de matière sèche de mélasse fermentée de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, ou de 50 à 55 % en poids, ou de 55 à 60 % en poids, ou de 60 à 65 % en poids, ou de 65 à 70 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
La composition selon l’invention peut comprendre au moins une saumure. Par « saumure », on entend une solution aqueuse comprenant au moins un sel. De manière avantageuse, la saumure a une salinité supérieure ou égale à 100 g/L, par exemple de 100 à 350 g/L, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200 g/L (par exemple de 200 à 350 g/L). La salinité de la saumure est définie ici comme la concentration totale des sels inorganiques dissous dans la solution aqueuse, de préférence dans l’eau, tels que par exemple NaCI, CaCl2, MgCl2, et/ou tout autre sel inorganique. La salinité peut être mesurée à l’aide d’une sonde de conductivité et est exprimée en g/L du total des solides dissous.
L’incorporation dans la composition d’une saumure permet de diminuer la densité de la composition. L’incorporation d’une saumure peut être plus particulièrement utile lorsque la composition est une boue de forage, elle permet d’ajuster la densité de la boue en fonction de la formation dans laquelle le forage a lieu. Avantageusement, la saumure est introduite dans la composition selon l’invention en une quantité de 0 à 40 % en poids, de préférence de 10 à 30 % en poids, par rapport au poids total de la composition. En particulier, la composition peut comprendre de 0 à 5 % en poids, ou de 5 à 10 % en poids, ou de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids en poids, ou de 25 à 30 % en poids, ou de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, de saumure, par rapport au poids total de la composition.
D’autres solutions aqueuses peuvent également être présentes dans la composition selon l’invention.
La composition peut consister en la mélasse fermentée et l’au moins une charge colloïdale ayant une densité à 20°C supérieure ou égale à 1 ,8 (ou une charge colloïdale selon l’invention ayant une définition plus restreinte, telle que décrite dans le présent texte). Alternativement, la composition peut consister en la mélasse fermentée, l’au moins une charge colloïdale ayant une densité à 20°C supérieure ou égale à 1 ,8 (ou une charge colloïdale selon l’invention ayant une définition plus restreinte, telle que décrite dans le présent texte) et au moins une saumure.
Encore alternativement, la composition peut comprendre un ou plusieurs autres tensioactifs, par exemple choisis dans le groupe constitué des sorbitans et de leurs dérivés, des alkyl polyglucosides, des sucro esters, des esters de glycine betaine, des rhamnolipides, des surfactins, des sophorolipides, des glycolipides, des pectines de betterave, des phospholipides, des lécithines, des amines quaternaires et de leurs dérivés, des amines grasses et des amides, du chitosan et de ses dérivés, et des savons et de leurs dérivés. Ces tensioactifs peuvent être présents dans la composition en une quantité de 0 à 10 % en poids, de préférence de 0 à 2 % en poids.
De manière avantageuse, la composition est dépourvue de tensioactifs autres que la mélasse fermentée, en particulier elle est dépourvue de tensioactifs tels que mentionnés ci-dessus.
La composition peut comprendre un ou plusieurs additifs, en particulier un ou plusieurs hydrocolloïdes tels que les gommes de xanthane, les celluloses et dérivés cellulosiques, les pectines, les alginates et/ou les amidons.
La composition a avantageusement un pH allant de 2 à 12,5, de préférence de 8 à 12,5. La composition peut avoir un pH de 2 à 3, ou de 3 à 4, ou de 4 à 5, ou de 5 à 6, ou de 6 à 7, ou de 7 à 8, ou de 8 à 9, ou de 9 à 10, ou de 10 à 11 , ou de 11 à 12, ou de 12 à 12,5. La composition selon I invention a de preference une densite a 20 C de 1 à 2,5, de préférence encore de 1 ,2 à 1 ,8. La densité de la composition peut être mesurée comme indiqué ci-dessus pour la mélasse fermentée.
La composition selon l’invention peut être préparée par le mélange de la mélasse fermentée avec au moins une charge colloïdale et éventuellement les autres constituants de la composition (tels qu’au moins une saumure, une ou plusieurs autres solutions aqueuses, d’autres tensioactifs et/ou les additifs). Le mélange peut être effectué en une étape (les constituants étant tous ajoutés dans le mélange simultanément) ou en plusieurs étapes (un prémélange de certains constituants étant d’abord réalisé avant l’ajout d’autres constituants). De préférence, la charge colloïdale est ajoutée dans la mélasse fermentée, plus préférentiellement sous agitation.
Le mélange de la mélasse fermentée et de la charge colloïdale (et optionnellement des autres constituants de la composition) peut être effectué à l’aide d’un système d’agitation à pale défloculeuse, d’un mélangeur à haut cisaillement, ou de tout autre système d’agitation mécanique.
Le mélange peut être effectué pendant une durée de 1 min à 1 h, de préférence de 2 à 30 min, plus préférentiellement de 3 à 15 min.
La composition selon l’invention peut être préparée à la température ambiante (c’est-à-dire entre 15 et 30°C). Alternativement, la mélasse fermentée, la charge, ou les deux peuvent être chauffés jusqu’à la température de 60°C préalablement à leur mélange. Plus particulièrement, le mélange des constituants de la composition selon l’invention peut avantageusement être effectué à une température de 20 à 60°C.
La composition selon l’invention peut être utilisée dans tout type d’application.
La composition selon l’invention peut avantageusement être une boue de forage. Dans ces modes de réalisation, la charge colloïdale a de préférence une densité à 20°C supérieure ou égale à 2,5 et la charge colloïdale est de préférence la baryte. La mélasse fermentée est de préférence une mélasse fermentée de canne.
La densité de la boue de forage peut être variée en fonction du réservoir et/ou de la profondeur du forage, par exemple, en ajustant la quantité de charge colloïdale et/ou de saumure ajoutée dans la mélasse fermentée.
La composition selon l’invention peut être utilisée dans un grand nombre d’autres industries ou secteurs, par exemple dans l’industrie des détergents et produits d’entretien, ou dans l’industrie des colorants. Ainsi, la composition selon I invention peut etre une composition détergente. Dans ces modes de réalisation, la charge colloïdale a de préférence une densité à 20°C supérieure ou égale à 2,5 et la charge colloïdale est de préférence choisi parmi le carbonate de calcium, les poudres de noyau de fruits, telle que la poudre de noyau d’abricot ou des combinaisons de ceux-ci.
Alternativement, la composition selon l’invention peut être une pâte pigmentaire. Dans ces modes de réalisation, la charge colloïdale a de préférence une densité à 20°C supérieure ou égale à 1 ,8 et la charge colloïdale est de préférence le noir de carbone.
L’invention concerne également l’utilisation d’une composition telle que décrite ci-dessus, en tant que boue de forage, ou que composition détergente, ou que pâte pigmentaire, ou pour la préparation d’une boue de forage, ou d’une composition détergente, ou d’une pâte pigmentaire.
L’invention concerne également l’utilisation d’une mélasse fermentée en tant que dispersant. De préférence, la mélasse fermentée est utilisée en tant que dispersant d’une charge dans une dispersion. Plus préférentiellement, la charge peut être une charge telle que décrite ci-dessus, et en particulier peut avoir une densité à 20°C supérieure ou égale à 1 ,8. Alternativement, la charge peut avoir une densité à 20°C inférieure à 1 ,8. La mélasse fermentée et la dispersion peuvent être telles que décrites ci-dessus.
De manière avantageuse, la dispersion dans laquelle la mélasse fermentée selon l’invention est utilisée est une boue de forage, ou une composition détergente, ou une pâte pigmentaire.
Composition de mélasse fermentée pour former un revêtement
Selon un second objet, l’invention concerne l’utilisation d’une composition de mélasse fermentée pour former un revêtement sur une surface. Ainsi, l’invention concerne une composition de mélasse fermentée, c’est-à-dire une composition comprenant (ou consistant essentiellement en, ou consistant en) une mélasse fermentée. La composition selon l’invention est avantageusement une composition aqueuse (c’est-à-dire contenant de l’eau).
Le terme « mélasse fermentée » désigne de manière classique la composition liquide aqueuse de mélasse fermentée mais dans le contexte de cet objet de la présente invention, il peut également faire référence à la matière sèche de mélasse fermentée.
La mélasse fermentée utilisée dans l’invention peut être une mélasse fermentée de betterave ou une mélasse fermentée de canne. La mélasse fermentee utilisée dans I invention peut alternativement etre un melange de mélasse fermentée de betterave et de mélasse fermentée de canne. Par exemple le mélange peut comprendre de 1 à 25 % en poids de mélasse fermentée de betterave et de 75 à 99 % en poids de mélasse fermentée de canne, ou de 25 à 50 % en poids de mélasse fermentée de betterave et de 50 à 75 % en poids de mélasse fermentée de canne, ou de 50 à 75 % en poids de mélasse fermentée de betterave et de 25 à 50 % en poids de mélasse fermentée de canne, ou de 75 à 99 % en poids de mélasse fermentée de betterave et de 1 à 25 % en poids de mélasse fermentée de canne. De manière préférée, la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de canne.
De manière avantageuse, la mélasse fermentée est obtenue par la fermentation de la mélasse par des levures.
La mélasse fermentée peut être une mélasse fermentée déminéralisée et/ou une mélasse fermentée dépotassifiée, ou une mélasse fermentée dite « brute », en particulier telles que décrites ci-dessus dans la section « Composition avec charge colloïdale ».
La mélasse fermentée selon l’invention peut présenter une répartition en matières azotées et un aminogramme comme décrits ci-dessus dans la section « Composition avec charge colloïdale ».
La mélasse fermentée présente une faible teneur en sucres, en particulier telle que décrite ci-dessus dans la section « Composition avec charge colloïdale ».
La composition selon l’invention comprend une teneur en matière sèche de mélasse fermentée supérieure ou égale à 35 % en poids, par rapport au poids total de la composition. De préférence, la quantité de matière sèche de mélasse fermentée dans la composition vaut de 40 à 90 % en poids, de préférence encore de 45 à 75 % en poids, plus préférentiellement de 50 à 65 % en poids, par rapport au poids total de la composition. La composition selon l’invention peut comprendre une quantité en matière sèche de mélasse fermentée (par rapport au poids total de la composition) valant de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, ou de 50 à 55 % en poids, ou de 55 à 60 % en poids, ou de 60 à 65 % en poids, ou de 65 à 70 % en poids, ou de 70 à 75 % en poids, ou de 75 à 80 % en poids, ou de 80 à 85 % en poids, ou de 85 à 90 % en poids.
La composition selon l’invention comprend avantageusement de l’eau, en une teneur inférieure à 65 % en poids par rapport au poids total de la composition, et plus préférentiellement en une teneur en eau de 10 à 60 % en poids, encore plus préférentiellement de 35 à 50 % en poids, par rapport au poids total de la composition. En particulier, la teneur en eau de la composition peut valoir de 10 à 15 % en poids, ou de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids en poids, ou de 25 à 30 % en poids, ou de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, ou de 50 à 55 % en poids, ou de 55 à 60 % en poids, ou de 60 à inférieur à 65 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Dans des modes de réalisation, la composition selon l’invention peut comprendre au moins une charge colloïdale. De préférence, la charge colloïdale a une densité à 20°C supérieure ou égale à 1 ,8, de préférence encore supérieure ou égale à 2,5, plus préférentiellement supérieure ou égale à 4. La charge colloïdale est avantageusement telle que décrite ci-dessus dans la section « Composition avec charge colloïdale ».
Lorsque la composition comprend au moins une charge colloïdale, celle-ci est de préférence présente en une quantité allant de 15 à 65 % en poids, de préférence encore de 15 à 60 % en poids, de préférence encore de 20 à 40 % en poids, plus préférentiellement de 25 à 35 % en poids, par rapport au poids total de la composition ; par exemple elle est présente en une quantité de 15 à 20 % en poids, ou de 20 à 25 % en poids, ou de 25 à 30 % en poids, ou de 30 à 35 % en poids, ou de 35 à 40 % en poids, ou de 40 à 45 % en poids, ou de 45 à 50 % en poids, ou de 50 à 55 % en poids, ou de 55 à 60 % en poids, ou de 60 à 65 % en poids.
Dans les modes de réalisation dans lesquels la composition comprend une ou plusieurs charges colloïdales, la composition comprend avantageusement une teneur en eau de 10 à 45 % en poids, de préférence de 20 à 40 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
La composition selon l’invention peut comprendre des sels inorganiques tels que par exemple NaCI, CaCl2 et/ou MgCl2. Ces sels inorganiques peuvent par exemple être apportés par l’incorporation d’une saumure dans la composition de mélasse fermentée pour sa préparation.
La composition peut comprendre un ou plusieurs tensioactifs, en particulier tels que décrits ci-dessus dans la section « Composition avec charge colloïdale ». Ces tensioactifs peuvent être présents dans la composition en une quantité de 0 à 10 % en poids, de préférence de 0 à 2 % en poids. Alternativement, et avantageusement, la composition est dépourvue de tensioactifs tels que mentionnés ci-dessus.
La composition peut comprendre un ou plusieurs autres additifs, en particulier un ou plusieurs hydrocolloïdes, tels que les gommes de xanthane, les celluloses, les pectines, les alginates et/ou les amidons. De manière avantageuse, la composition selon I invention est dépourvue des additifs mentionnés ci-dessus.
La composition peut comprendre un ou plusieurs autres agents de contrôle de perte de fluide ajoutés en plus de la mélasse fermentée, tels que les dérivés cellulosiques, en particulier la carboxyméthylcellulose et/ou la cellulose polyanionique, les amidons et/ou des polymères synthétiques. De préférence cependant, la composition est dépourvue d’agents de contrôle de perte de fluide autres que la matière sèche de mélasse fermentée.
Dans des modes de réalisation, la composition consiste essentiellement en, ou consiste en, la mélasse fermentée, c’est-à-dire en de la matière sèche de mélasse fermentée et d’eau.
La composition a de préférence un pH allant de 2 à 13, de préférence encore de 5 à 11 . La composition peut avoir un pH de 2 à 3, ou de 3 à 4, ou de 4 à 5, ou de 5 à 6, ou de 6 à 7, ou de 7 à 8, ou de 8 à 9, ou de 9 à 10, ou de 10 à 11 , ou de 11 à 12, ou de 12 à 13.
La composition selon l’invention a de préférence une densité à 20°C de 1 à 2,5, de préférence encore de 1 ,2 à 1 ,8.
La mélasse fermentée incorporée dans la composition selon l’invention (et qui peut dans des modes de réalisation consister en la composition) comprend de préférence une teneur en matière sèche de 50 à 90 % en poids, de préférence de 50 à 65 % en poids, plus préférentiellement de 52 à 56 % en poids. En particulier, la mélasse fermentée peut comprendre de 50 à 52 % en poids, ou de 52 à 56 % en poids, ou de 56 à 58 % en poids, ou de 58 à 60 % en poids, ou de 60 à 62 % en poids, ou de 62 à 65% en poids, ou de 65 à 70 % en poids, ou de 70 à 75 % en poids, ou de 75 à 80 % en poids, ou de 80 à 85 % en poids, ou de 85 à 90 % en poids, de matière sèche. De préférence, le reste de la mélasse fermentée est de l’eau (la mélasse fermentée incorporée dans la composition peut ainsi comprendre de 10 à 50 % en poids d’eau, de préférence de 35 à 50 % en poids d’eau, plus préférentiellement de 44 à 48 % en poids d’eau).
La mélasse fermentée telle que récupérée après le procédé de fermentation peut subir une concentration, afin de réduire la quantité d’eau, ou une dilution, de préférence par de l’eau, par exemple pour atteindre une teneur en matière sèche dans une des gammes mentionnées ci-dessus.
Dans d’autres modes de réalisation, la composition selon l’invention peut être préparée à partir de matière sèche de mélasse fermentée, plus particulièrement sous forme de poudre. La matière sèche est alors de preference melangee avec une solution aqueuse, en particulier de I eau, et éventuellement avec d’autres constituants de la composition.
On peut préparer la composition en y incorporant au moins une saumure. De manière avantageuse, la saumure a une salinité supérieure ou égale à 100 g/L, par exemple de 100 à 350 g/L, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 200 g/L (par exemple de 200 à 350 g/L).
D’autres solutions aqueuses peuvent également être incorporées dans la composition selon l’invention.
Lorsque la composition comprend d’autres constituants que la mélasse fermentée, tels qu’une ou plusieurs charges colloïdales, une saumure, une ou plusieurs autres solutions aqueuses, d’autres tensioactifs ou agents de contrôle de perte de fluide et/ou les additifs, elle peut être préparée par le mélange de la mélasse fermentée avec les autres constituants de la composition. Le mélange peut être effectué en une étape (les constituants étant tous ajoutés dans le mélange simultanément) ou en plusieurs étapes (un prémélange de certains constituants étant d’abord réalisé avant l’ajout d’autres constituants). Lorsque la composition comprend une charge colloïdale, celle- ci est de préférence ajoutée dans la mélasse fermentée, plus préférentiellement sous agitation. Le mélange de la mélasse fermentée et des autres constituants de la composition peut être effectué à l’aide d’un système d’agitation à pale défloculeuse, d’un mélangeur à haut cisaillement, ou de tout autre système d’agitation mécanique. Le mélange peut être effectué pendant une durée de 1 min à 1 h, de préférence de 2 à 30 min, plus préférentiellement de 3 à 15 min. La composition selon l’invention peut être préparée à la température ambiante (c’est-à-dire entre 15 et 30°C). Alternativement, la mélasse fermentée, ou un ou plusieurs des autres constituants (par exemple la charge), ou tous les constituants, peuvent être chauffés jusqu’à la température de 60°C préalablement à leur mélange. Plus particulièrement, le mélange des constituants de la composition selon l’invention peut avantageusement être effectué à une température de 20 à 60°C.
Selon cet objet de l’invention, la composition est utilisée pour former un revêtement sur une surface. La surface peut être revêtue en tout ou partie.
Le revêtement peut avoir une épaisseur de 0,1 mm à 30 cm, par exemple de 0,1 à 1 mm, ou de 1 à 50 mm, ou de 50 à 100 mm, ou de 100 à 500 mm, ou de 500 mm à 1 cm, ou 1 à 5 cm, ou de 5 à 10 cm, ou de 10 à 15 cm, ou de 15 à 20 cm ou de 20 à 30 cm.
De manière particulièrement préférée, le revêtement est un film réducteur de perméabilité à une substance, en particulier à l’eau, aux gaz et/ou aux graisses. L aptitude a réduire la perméabilité a une substance est déterminée en mesurant la perméabilité à ladite substance d’un substrat recouvert du revêtement selon une méthode appropriée, en mesurant la perméabilité à ladite substance du substrat dépourvu du revêtement selon la même méthode, et en comparant ces deux valeurs. Si la perméabilité du substrat recouvert du revêtement est inférieure à celle du substrat seul, le revêtement réduit la perméabilité à ladite substance.
De manière avantageuse, le revêtement est un film réducteur de perméabilité à l’eau. La perméabilité à l’eau peut être mesurée par une méthode adaptée au substrat sur lequel le revêtement est déposé, comme bien connu de l’homme du métier. En particulier, lorsque le substrat est un papier ou un carton, la perméabilité à l’eau peut être déterminée par la méthode de Cobb (norme ISO 535:2014) ; lorsque le substrat est un sol, la perméabilité à l’eau peut être déterminée par un essai dit « double anneau », par exemple selon la norme NF X30-418. De préférence, le revêtement a une perméabilité à l’eau inférieure ou égale à 10 g d’eau/m2, de préférence inférieure ou égale à 8 g d’eau/m2, de préférence encore inférieure ou égale à 5 g d’eau/m2. Dans des modes de réalisation, le revêtement est un revêtement imperméable ou essentiellement imperméable à l’eau.
Le revêtement peut être un film réducteur de la perméabilité aux gaz, et en particulier, réducteur de la perméabilité à la vapeur d’eau. La perméabilité à la vapeur d’eau peut être mesurée selon la norme ASTM E96 / E96M. De préférence, le revêtement est un film dont la perméabilité à la vapeur d’eau (ou MVTR pour « moisture vapor transmission rate ») à 23°C, pour un taux d’humidité relative de 50 %, est inférieure ou égale à 100 g/m2/24 h, de préférence encore inférieure ou égale à 50 g/m2/24 h. Le revêtement peut être un film barrière aux gaz.
Le revêtement peut avantageusement être un film réducteur de perméabilité aux graisses. La perméabilité aux graisses peut être mesurée selon la méthode TAPPI/Kit Test selon la norme ISO 16532-2 :2007. Avantageusement, le revêtement a une perméabilité aux graisses mesurée selon la méthode TAPPI/Kit Test inférieure ou égale à 10. Le revêtement peut être un film barrière aux graisses.
La surface revêtue par la composition de mélasse fermentée peut être tout type de surface, et notamment tout type de surface dont on veut réduire la perméabilité à une substance, en particulier la perméabilité à l’eau, aux gaz et/ou aux graisses. Dans des modes de realisation, la surface couverte du revetement peut être une surface rocheuse, et plus particulièrement une surface de roches de formation souterraine. Ainsi, la composition selon l’invention est notamment utile dans le domaine de l’extraction des hydrocarbures, pour former un revêtement sur la paroi rocheuse d’un puits, afin de limiter, voire d’empêcher, l’infiltration des fluides des boues de forages aqueuses à travers la paroi rocheuse. De manière avantageuse, la composition peut être utilisée en tant que boue de forage, la composition formant un revêtement sur la paroi rocheuse lors de son utilisation comme boue de forage. Alternativement, la composition peut être utilisée en tant que produit colmatant dans des puits présentant déjà des pertes de fluide, c’est-à-dire pour réduire les pertes de fluide lors d’utilisations ultérieures de boues de forage.
Alternativement, la surface revêtue de la composition de mélasse fermentée peut être la surface d’un liant hydraulique, plus particulièrement un liant hydraulique dit « frais » (c’est-à-dire non durci). Le liant hydraulique peut être tout type de liant hydraulique, par exemple un ciment. Les liants hydrauliques sont des liants qui durcissent en s’hydratant, c’est-à-dire par réaction avec l’eau. L’utilisation d’une composition selon l’invention pour recouvrir la surface d’un liant hydraulique frais permet de réduire la déshydratation du liant hydraulique pendant l’étape de durcissement, et ainsi de conserver dans le liant assez d’eau pour une hydratation (et donc un durcissement) suffisante de celui-ci.
Alternativement, la surface peut être en un matériau comprenant des fibres de cellulose, par exemple du papier ou du carton, en textile tissé et/ou en textile non-tissé, tel que du cuir. Le revêtement permet notamment de réduire la perméabilité à l’eau dudit matériau, voire de le rendre imperméable à l’eau.
Le revêtement peut être appliqué de manière connue de l’homme du métier, selon l’application à laquelle il est destiné. Dans des modes de réalisation, la composition de mélasse fermentée peut être appliquée sur la surface par pulvérisation, trempage/immersion, enduction par tout outil adapté ou par tout autre moyen approprié.
Le revêtement peut être appliqué à température ambiante ou à une température plus élevée, en particulier à une température comprise entre 15 et 120°C.
Une fois la composition appliquée en revêtement sur la surface, au moins une partie de l’eau de la composition peut être éliminée, par exemple par évaporation, écoulement ou tout autre moyen. L invention concerne egalement un procédé de revetement d une surface comprenant les étapes suivantes :
- la fourniture d’une composition de mélasse fermentée comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée ; et
- l’application de ladite composition sur la surface.
Les caractéristiques décrites ci-dessus en relation avec l’utilisation de la composition pour le revêtement d’une surface peuvent s’appliquer de la même façon au procédé de revêtement.
Selon un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation d’une composition comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée pour former un film réduisant la perméabilité à une substance, de préférence réduisant la perméabilité à l’eau, aux gaz (en particulier à la vapeur d’eau) et/ou aux graisses, de préférence sur une surface, plus préférentiellement par la formation d’un revêtement sur ladite surface.
Selon un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation d’une composition comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée pour réduire la perméabilité à une substance (notamment l’eau, les gaz et/ou les graisses) d’une surface, de préférence par la formation d’un revêtement sur ladite surface. La réduction de perméabilité à une substance peut être déterminée comme indiqué ci-dessus.
Selon un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation d’une composition comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée pour réduire la perméabilité à l’eau d’une surface, de préférence par la formation d’un revêtement sur ladite surface.
Selon un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation d’une composition comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée pour réduire la perméabilité aux gaz (en particulier à la vapeur d’eau) d’une surface, de préférence par la formation d’un revêtement sur ladite surface.
Selon un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation d’une composition comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée pour réduire la perméabilité aux graisses d’une surface, de préférence par la formation d’un revêtement sur ladite surface.
Selon un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation de mélasse fermentée comme agent réducteur de perméabilité dans une composition, ladite composition comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mêlasse fermentee. Au sens de la presente invention, I expression « agent réducteur de perméabilité dans une composition » signifie de préférence que, lorsque la composition, à la température de 60°C, est filtrée selon la norme API RP 13B, pendant 30 min, sous une pression de 0,6-0, 7 MPa sur une membrane en esters de cellulose ayant une taille de pore entre 1 et 10 pm, la masse de filtrat obtenu est inférieure ou égale à 12 g.
Selon un autre aspect, l’invention concerne une boue de forage consistant essentiellement en, ou consistant en, une mélasse fermentée comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche. L’invention concerne également l’utilisation d’une composition consistant essentiellement en, ou consistant en, une mélasse fermentée comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche, en tant que boue de forage.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un objet recouvert au moins en partie d’un revêtement (ou film) comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée. Le revêtement peut comprendre au moins 40 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée, ou au moins 50 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée, ou au moins 60 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée, ou au moins 70 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée, ou au moins 80 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée, ou au moins 90 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée, ou être constitué de matière sèche de mélasse fermentée. Le revêtement a de préférence une épaisseur de 0,1 mm à 30 cm. L’objet recouvert du revêtement peut être en particulier une feuille de papier, une feuille de carton, un objet en liant hydraulique, une paroi de formation souterraine, un panneau d’isolation, en particulier en bois, un textile tissé, un textile non-tissé, un filtre tissé ou un filtre non-tissé.
Ce qui a été décrit ci-dessus en relation avec l’utilisation de la composition pour le revêtement d’une surface peut s’appliquer aux autres aspects de l’invention décrits dans la présente section.
Exemples
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
Exemple 1 - Mesure de la densité
Trois dispersions comprenant différentes quantités de baryte ont été préparées de la manière suivante : une quantité appropriée de poudre de baryte a été ajoutée à une quantité de 25 g de mélasse fermentée sous agitation magnétique (a l aide d un barreau magnétique), a 1200 tr/min, pendant 3 minutes, à température ambiante. La mélasse fermentée utilisée est une mélasse fermentée de canne comprenant environ 55 % en poids de matière sèche. Aucun autre composé n’a été ajouté dans les compositions. Les quantités de baryte introduites dans la mélasse fermentée sont telles que les compositions comprennent respectivement 20 % en poids de baryte, 30 % en poids de baryte et 40 % en poids de baryte.
Une composition comparative ne comprenant pas de baryte (et donc comprenant uniquement de la mélasse fermentée) a également été préparée.
La densité de ces compositions a été mesurée à l’aide d’un densimètre DMA® 4500M de la société Anton Paar à la température de 60°C sur un échantillon de 2 mL.
Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous :
[Table 1]
Figure imgf000029_0001
Exemple 2 - Mesure de la turbidité
Des mesures de turbidité ont été effectuées sur les dispersions de baryte dans la mélasse fermentée pour détecter l’étendue de la sédimentation des particules de baryte sur une période de 24h. Ces mesures ont été réalisées avec un appareil Turbiscan® Lab utilisant la diffusion multiple statique de la lumière. La tête de l’appareil se déplace le long de la hauteur de la cellule de mesure et enregistre la transmission de la lumière pour les échantillons transparents et la rétrodiffusion de la lumière pour les échantillons opaques. L’appareil reçoit des signaux toutes les 40 pm et à différentes périodes de temps. Les échantillons sont stockés dans des chambres thermiques. Le crémage et la sédimentation peuvent être évalués en visualisant les signaux du TURBISCAN® Lab. Une sédimentation résulte en une diminution de la rétrodiffusion en haut du tube contenant l’échantillon puisque qu’une clarification a lieu, et en une augmentation de la rétrodiffusion de la lumière en bas du tube en raison des particules qui ont sédimentées. La situation inverse est observée en cas de crémage (le signal de rétrodiffusion augmente en haut du tube a cause du cremage et diminue en bas du tube en raison de la clarification).
Les dispersions de mélasse fermentée de canne comprenant différentes proportions de baryte, et la dispersion comparative comprenant uniquement de la mélasse fermentée de canne, telles que décrites dans l’exemple 1 ci-dessus, ont été stockées dans des tubes dans le Turbiscan® Lab pendant 24h à 40°C (pour les dispersions comprenant 20, 30 ou 40 % de baryte) et 60°C (pour les dispersions comprenant 20 ou 30 % de baryte), les tubes étant régulièrement scannés. Les échantillons sont opaques et aucune transmission de la lumière n’a pu être détectée. Ainsi, les mesures ont été limitées à la lumière rétrodiffusée.
Les spectres (à l’exception de ceux pour la mélasse fermentée pure à 40°C) obtenus après différentes périodes de temps, jusqu’à une durée de 24h, sont montrés dans les figure 1, figure 2, figure 3, figure 4, figure 5 et figure 6.
La mélasse fermentée pure est stable à 40°C et à 60°C, aucun changement dans la rétrodiffusion n’ayant été observé. Dans les dispersions comprenant de la baryte, on observe une augmentation significative de la diffusion de la lumière tout le long du tube, indiquant que les particules solides de baryte ont été bien dispersées dans la mélasse fermentée. Ces particules ont légèrement sédimenté, conduisant à une clarification en haut du tube. Cependant, aucune augmentation de rétrodiffusion n’a été observée au bas des tubes, ce qui signifie qu’aucune séparation de phase n’a eu lieu. Les particules de baryte sont restées globalement bien dispersées.
La vitesse de clarification, pour chacune des compositions testées (à l’exception des compositions de mélasse fermentée pure), est montrée en figure 7.
On constate que la clarification est plus rapide à 60°C qu’à 40°C.
On observe également que, à 40°C, les dispersions sont plus stables lorsque la quantité de baryte augmente.
Un deuxième échantillon comprenant 30 % en poids de baryte et 70 % en poids de mélasse fermentée de canne (appelé « deuxième échantillon à 30 % de baryte ») a été préparé de la même manière que le premier échantillon comprenant 30 % en poids de baryte décrit ci-dessus et a été stocké à 40°C pendant 24h. Ce deuxième échantillon à 30 % de baryte a été de nouveau soumis, après clarification, à une agitation telle qu’appliquée initialement et la rétrodiffusion de la lumière de cet échantillon, appelé « échantillon régénéré », a ete mesurée a 40 C pendant 24h. Les spectres de l’échantillon régénéré sont montrés en figure 8.
La vitesse de clarification (à 40°C) du deuxième échantillon à 30 % de baryte et de l’échantillon régénéré ont également été mesurées et les résultats sont présentés en figure 9. On constate que la courbe du deuxième échantillon à 30 % de baryte se superpose à celle du premier échantillon comprenant 30 % en poids de baryte. En outre, la courbe de vitesse de clarification de l’échantillon régénéré est presque superposée à celle du deuxième échantillon à 30 % de baryte (à partir duquel l’échantillon régénéré a été préparé).
Dans l’échantillon régénéré, la baryte, qui avait préalablement légèrement sédimenté, s’est bien dispersée, ce qui confirme les bonnes propriétés de dispersion de la mélasse fermentée de canne.
Exemple 3 - Dispersions avec saumure
La compatibilité des mélanges de baryte et mélasse fermentée avec une saumure consistant en de l’eau distillée comprenant 300 g/L de CaCl2, a été évaluée.
Pour cela, la saumure a été introduite dans une dispersion comprenant 30 % en poids de baryte dans la mélasse fermentée de canne, en une quantité de 20 % en poids de la composition totale. L’introduction de la saumure dans la dispersion a été effectuée à température ambiante et sous agitation magnétique. Un échantillon de cette dispersion (dispersion n°1 ) a été ajusté à un pH de 7 et un autre échantillon (dispersion n°2) a été ajusté à un pH de 10. Pour préparer la dispersion n°2, une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium a été ajoutée à la mélasse fermentée jusqu’à l’obtention d’un pH de 10.
La densité des dispersions n°1 et n°2 a été déterminée comme indiqué dans l’exemple 1 mais aux températures de 20°C, 40°C et 60°C, et les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.
[Table 2]
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La turbidité de ces dispersions a également été mesurée à 40°C par un appareil Turbiscan® Lab de la manière indiquée dans l’exemple 2 ci-dessus
Les spectres obtenus après différentes périodes de temps, jusqu’à une durée de 19h10, sont montrés dans la figure 10 et la figure 11. Aucune separation de phase n a ete observee pour les deux dispersions n°1 (à pH 7) et à dispersion n°2 (à pH 10), les dispersions sont relativement stables.
On constate que la dispersion n°2 à pH 10 présente une meilleure stabilité que la dispersion n°1 à pH 7, les propriétés dispersantes de la mélasse fermentée sont améliorées à pH 10 par rapport à pH 7.
La vitesse de clarification des dispersions n°1 et n°2 est illustrée en figure 12.
L’indice de stabilité Turbiscan® (Turbiscan® Stability Index ou TSI) est un paramètre utilisé par les formulateurs pour caractériser la stabilité d’une formulation. Il s’agit d’un nombre sans dimension qui est le résultat de la somme de tous les phénomènes de déstabilisation ayant lieu dans l’échantillon pouvant être mesurés par un changement notable de l’intensité du signal en rétrodiffusion ou transmission le long de la hauteur de l’échantillon. Cet indice est obtenu par le turbidimètre Turbiscan® Lab. Plus le TSI est faible, plus l’échantillon est stable.
Le TSI a été déterminé pour chacun des produits décrits ci-dessus et les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous.
[Table 3]
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000033_0002
Exemple 4 - Stabilité thermique
Cinq dispersions comprenant 60 % en poids de baryte ont été préparées de la manière indiquée dans l’exemple 1 , excepté que le pH de la mélasse fermentée utilisée pour préparer les dispersions a préalablement été ajusté à 10 par l’ajout de granules d’hydroxyde de sodium dans la mélasse fermentée sous agitation.
Ces cinq dispersions ont été vieillies pendant 48h à la température de 4°C, 5°C, 8°C, 100°C et 120°C respectivement, de la manière qui suit :
- vieillissement à 4°C : en conditions statiques, dans une chambre froide ;
- vieillissement à 5°C, à 100°C et à 120°C : en conditions dynamiques (100 s-1), dans une cellule sous pression de rhéomètre ;
- vieillissement à 8°C : en conditions statiques, dans un réfrigérateur. Pour les expériences de vieillissement à hautes températures (100°C et 120°C), la cellule a été mise sous une pression de 35 bars sous diazote afin d’éviter l’évaporation de l’eau et pour mimer les conditions d’opération des forages.
La densité des dispersions vieillies à 5°C, 8°C, 100°C et 120°C, ainsi que la densité de la dispersion avant vieillissement, ont été mesurées par la pesée d’un volume précis de dispersion. Les résultats sont présentes dans le tableau ci-dessous :
[Table 4]
Figure imgf000034_0001
On constate que les densités des dispersions restent relativement constantes après vieillissement à basses et hautes températures.
La turbidité des dispersions vieillies à 4°C, 8°C et 120°C et de la dispersion initiale (avant vieillissement) a également été mesurée à 60°C par un appareil Turbiscan® Lab de la manière indiquée dans l’exemple 2 ci- dessus.
Les spectres obtenus après différentes périodes de temps, jusqu’à une durée de 24h, sont montrés dans la figure 13, la figure 14, la figure 15, et la figure 16.
On n’observe aucun changement dans la rétrodiffusion de la lumière entre la dispersion initiale et les dispersions vieillies, que ce soit à basse ou haute température : les dispersions n’ont pas sédimenté, elles présentent une bonne stabilité thermique.
Exemple 5
Les propriétés de filtration d’une mélasse fermentée de canne comprenant environ 55 % en poids de matière sèche ont été testées selon le protocole décrit dans la norme API RP 13B. Un volume de mélasse fermentée, préchauffé à 60°C, a été filtré dans une cellule de filtration de la société Ofite sous une pression de 0,6-0, 7 MPa pendant 30 minutes. Le filtre est une membrane en esters de cellulose. Deux filtres ayant une taille de pore différente ont été utilisés : un filtre ayant une taille de pore de 1 ,2 pm et un filtre ayant une taille de pore de 7-10 pm.
Les filtrats récupérés à l’issus du test (c’est-à-dire les fluides passant la membrane) ont été quantifiés et les gâteaux de filtration (ou « cakes » en anglais) ont été observés par microscopie optique. Quel que soit le filtre utilise, la quantité de filtrats obtenus est faible. Avec le filtre de taille de pore 1 ,2 pm, 10,6 g de filtrats ont été collectés, tandis qu’avec le filtre de taille de pore 7-10 pm, seulement 1 ,1 g de filtrats a été obtenu.
L’observation des gâteaux au microscope optique a permis de constater que les gâteaux sont enrichis en particules solides (notamment de cellulose).
Ces résultats démontrent que la mélasse fermentée possède une bonne aptitude au colmatage et à la formation de film de perméabilité réduite.
Exemple 6
Une dispersion comprenant 30 % en poids de baryte et 70 % en poids de mélasse fermentée a été préparée de la manière suivante : une quantité de 20,6 g en poids sec de poudre de baryte a été ajoutée à une quantité de 48 g de mélasse fermentée sous agitation magnétique (à l’aide d’un barreau magnétique), à 1200 tr/min, pendant 3 minutes, à température ambiante. La mélasse fermentée utilisée est une mélasse fermentée de canne comprenant environ 55 % en poids de matière sèche. Aucun autre composé n’a été ajouté dans la composition.
Les propriétés de filtration de cette composition ont été évaluées de la manière décrite dans l’exemple 5 ci-dessus.
Lorsque le filtre ayant une taille de pore de 1 ,2 pm a été utilisé, aucun filtrat n’a été récupéré. Avec le filtre de taille de pore 7-10 pm, seules des traces de filtrats ont été collectées.
Les gâteaux formés sur les filtres, observés en microscopie optique, sont enrichis en particules solides, en particulier de baryte et de cellulose provenant de la mélasse fermentée.
Ces résultats montrent que les compositions comprenant une charge telle que la baryte ont encore de meilleurs propriétés colmatantes et imperméabilisantes que les compositions comprenant la mélasse fermentée seule.
Ces résultats suggèrent également qu’une telle composition utilisée en tant que boue de forage permettrait de minimiser ou même d’empêcher les pertes de fluide à travers les parois des formations souterraines.

Claims

34
Revendications Composition comprenant une mélasse fermentée et au moins une charge colloïdale ayant une densité supérieure ou égale à 1 ,8 à 20°C. Composition selon la revendication 1 , dans laquelle la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de betterave et/ou une mélasse fermentée de canne. Composition selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de canne. Composition selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle la charge colloïdale est choisie dans le groupe constitué de la baryte, du carbonate de calcium, du noir de carbone, des pigments, du sulfate de calcium, de l’oxyde de fer, du dioxyde de titane, des poudres de noyau de fruits, du kaolin, des particules de silice colloïdale, du talc, des argiles, de la chaux, de l’oxyde de magnésium, de l’oxyde d’aluminium, des parois de levure, et des combinaisons de ceux-ci. Composition selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle l’au moins une charge colloïdale a une densité supérieure ou égale à 2,5 à 20°C. Composition selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle l’au moins une charge colloïdale a une densité supérieure ou égale à 4 à 20°C. Composition selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant de 35 à 80 % en poids, de préférence de 60 à 80 % en poids, de mélasse fermentée, par rapport au poids total de la composition. Composition selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant de 20 à 65 % en poids, de préférence de 20 à 40 % en poids, de 35 charge colloïdale ayant une densité supérieure ou égale à 1 ,8, par rapport au poids total de la composition. Composition selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant une teneur en eau de 20 à 70 % en poids, de préférence de 30 à 50 % en poids, par rapport au poids total de la composition. Composition selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle la mélasse fermentée comprend une teneur en matière sèche de 50 à 90 % en poids, de préférence de 50 à 65 % en poids. Composition selon l’une des revendications 1 à 10, comprenant en outre au moins une saumure, de préférence comprenant une salinité de 100 à 350 g/L. Composition selon l’une des revendications 1 à 11 , ayant un pH de 2 à 12,5, de préférence de 8 à 12,5. Composition selon l’une des revendications 1 à 12, qui est une boue de forage. Composition selon l’une des revendications 1 à 12, qui est une composition détergente. Composition selon l’une des revendications 1 à 12, qui est une pâte pigmentaire. Utilisation d’une mélasse fermentée en tant que dispersant d’une charge colloïdale dans une dispersion, de préférence dans une boue de forage, dans une composition détergente ou dans une pâte pigmentaire. Utilisation d’une composition de mélasse fermentée pour former un revêtement sur une surface, dans laquelle la composition comprend au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée par rapport au poids total de la composition. Utilisation selon la revendication 17, dans laquelle le revêtement est un film réducteur de perméabilité à une substance, la substance étant de préférence choisie dans le groupe constitué de l’eau, des gaz, des graisses et des combinaisons de ceux-ci. Utilisation selon la revendication 17 ou 18, dans laquelle la mélasse fermentée est une mélasse fermentée de betterave et/ou une mélasse fermentée de canne. Utilisation selon l’une des revendications 17 à 19, dans laquelle la quantité de matière sèche de mélasse fermentée, par rapport au poids total de la composition de mélasse fermentée, est de 40 à 90 % en poids, de préférence de 50 à 65 % en poids. Utilisation selon l’une des revendications 17 à 20, dans laquelle la composition de mélasse fermentée a une teneur en eau supérieure ou égale à 10 % en poids, de préférence de 10 à 60 % en poids, plus préférentiellement de 35 à 50 % en poids, par rapport au poids total de la composition. Utilisation selon l’une des revendications 17 à 21 , dans laquelle la composition de mélasse fermentée comprend de 20 à 40 % en poids d’au moins une charge colloïdale, de préférence choisie dans le groupe constitué de la baryte, du carbonate de calcium, du noir de carbone, des pigments, du sulfate de calcium, de l’oxyde de fer, du dioxyde de titane, des poudres de noyau de fruits, du kaolin, des particules de silice colloïdale, du talc, des argiles, de la chaux, de l’oxyde de magnésium, de l’oxyde d’aluminium, des parois de levure, et des combinaisons de ceux- ci, plus préférentiellement la charge colloïdale est de la baryte. Utilisation selon l’une des revendications 17 à 21 , dans laquelle la composition de mélasse fermentée consiste en la matière sèche de mélasse fermentée et de l’eau. Utilisation selon l’une des revendications 17 à 23, dans laquelle la composition de mélasse fermentée a un pH de 2 à 13, de préférence de 5 à 11 . Utilisation selon l’une des revendications 17 à 24, dans laquelle la surface est la surface d’une roche de formation souterraine. Utilisation selon l’une des revendications 17 à 24, dans laquelle la surface est en liant hydraulique, de préférence en ciment. Utilisation selon l’une des revendications 17 à 24, dans laquelle la surface est en un matériau comprenant des fibres de cellulose, tel que le papier ou le carton, en textile tissé et/ou en textile non- tissé. Objet recouvert au moins en partie d’un revêtement comprenant au moins 35 % en poids de matière sèche de mélasse fermentée.
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WO1991005832A1 (fr) * 1989-10-13 1991-05-02 International Drilling Fluids Limited Liquide de forage
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Title
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