CA2678112C - Mousse de decontamination, de decapage et/ou de degraissage a particules solides - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une mousse stabilisée constituée d'une solution aqueuse moussante contenant de 0,1 à 7 moles d'un ou plusieurs réactifs de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage par litre de solution, et de 0,01 à 15 % en poids d'un agent solide stabilisateur de type particules solides par rapport au poids total de la solution. La présente invention concerne également un procédé de préparation de ladite mousse stabilisée, son utilisation pour décontaminer, décaper et/ou dégraisser une surface et un procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage d'une surface.
Description
MOUSSE DE DÉCONTAMINATION, DE DÉCAPAGE ET/OU DE
DÉGRAISSAGE A PARTICULES SOLIDES.
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine de la décontamination, du décapage et du dégraissage des surfaces. Les surfaces à traiter dans le cadre de la présente invention peuvent être des surfaces métalliques ou non, plus ou moins accessibles et contaminées par de la graisse, par des dépôts minéraux radioactifs, par une couche d'oxyde ou dans la masse.
Ainsi, la présente invention propose une solution, une composition et une mousse de décontamination, de décapage et de dégraissage de telles surfaces. La composition et la solution selon la présente invention permettent d'obtenir une mousse capable de décontaminer, de décaper et/ou de dégraisser tout type de surface et, plus particulièrement, une mousse contenant un agent solide stabilisateur tel que des particules solides. La présente invention concerne également un procédé de préparation de ladite mousse et son utilisation.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans l'état de la technique, sont connues de nombreuses compositions de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage pour le traitement des
DÉGRAISSAGE A PARTICULES SOLIDES.
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine de la décontamination, du décapage et du dégraissage des surfaces. Les surfaces à traiter dans le cadre de la présente invention peuvent être des surfaces métalliques ou non, plus ou moins accessibles et contaminées par de la graisse, par des dépôts minéraux radioactifs, par une couche d'oxyde ou dans la masse.
Ainsi, la présente invention propose une solution, une composition et une mousse de décontamination, de décapage et de dégraissage de telles surfaces. La composition et la solution selon la présente invention permettent d'obtenir une mousse capable de décontaminer, de décaper et/ou de dégraisser tout type de surface et, plus particulièrement, une mousse contenant un agent solide stabilisateur tel que des particules solides. La présente invention concerne également un procédé de préparation de ladite mousse et son utilisation.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans l'état de la technique, sont connues de nombreuses compositions de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage pour le traitement des
2 surfaces. Ces compositions peuvent se présenter aussi bien sous forme de gels que de mousses.
Les travaux antérieurs de la Demanderesse ont notamment permis de mettre au point une mousse de décontamination gélifiée (ou viscosée) contenant de 0,2 à 2 % en poids d'agent(s) tensioactif(s) organique(s) moussant(s), de 0,1 à 1,5 % en poids d'agent gélifiant et de 0,2 à 7 M d'acide(s) ou de base(s) inorganique(s) de décontamination radioactive. Une telle mousse gélifiée est décrite dans la demande internationale W02004/008463. Cette mousse présente de nombreux avantages vis-à-vis des compositions et, tout particulièrement, vis-à-vis des compositions de décontamination de l'état de la technique. Ces avantages sont notamment une durée de vie augmentée, une meilleure efficacité dans le traitement des surfaces et une diminution de la quantité d'effluents produits.
Un objectif de la présente invention est de fournir une mousse présentant des propriétés encore améliorées par rapport aux mousses décrites dans la demande internationale W02004/008463. Les améliorations concernent, tout particulièrement, la quantité de tensioactif(s) nécessaire(s) pour former un volume donné de mousse, la quantité de gélifiant pour stabiliser la mousse et le traitement des produits obtenus en fin de vie de la mousse une fois la décontamination, le décapage et/ou le dégraissage effectués.
Les travaux antérieurs de la Demanderesse ont notamment permis de mettre au point une mousse de décontamination gélifiée (ou viscosée) contenant de 0,2 à 2 % en poids d'agent(s) tensioactif(s) organique(s) moussant(s), de 0,1 à 1,5 % en poids d'agent gélifiant et de 0,2 à 7 M d'acide(s) ou de base(s) inorganique(s) de décontamination radioactive. Une telle mousse gélifiée est décrite dans la demande internationale W02004/008463. Cette mousse présente de nombreux avantages vis-à-vis des compositions et, tout particulièrement, vis-à-vis des compositions de décontamination de l'état de la technique. Ces avantages sont notamment une durée de vie augmentée, une meilleure efficacité dans le traitement des surfaces et une diminution de la quantité d'effluents produits.
Un objectif de la présente invention est de fournir une mousse présentant des propriétés encore améliorées par rapport aux mousses décrites dans la demande internationale W02004/008463. Les améliorations concernent, tout particulièrement, la quantité de tensioactif(s) nécessaire(s) pour former un volume donné de mousse, la quantité de gélifiant pour stabiliser la mousse et le traitement des produits obtenus en fin de vie de la mousse une fois la décontamination, le décapage et/ou le dégraissage effectués.
3 EXPOSÉ DE L'INVENTION
Ainsi, les travaux de la Demanderesse ont permis de mettre au point une mousse utile dans la décontamination, le décapage et le dégraissage des surfaces qui présente non seulement les propriétés des mousses gélifiées de l'état de la technique (comme une durée de vie augmentée, une meilleure efficacité dans le traitement des surfaces et une diminution de la quantité d'effluents produits) mais aussi les améliorations décrites ci-dessus. Cet objectif est atteint au moyen d'une mousse stabilisée comprenant un agent solide stabilisateur du type particules solides.
En effet, la mousse stabilisée selon la présente invention présente une durée de vie importante, comprise entre 1 et 24 heures, garantissant un temps de contact prolongé avec la surface à traiter et un maintien sur cette surface d'une mousse présentant une certaine humidité. Ces avantages sont particulièrement intéressants lorsque la surface à
traiter comprend des points chauds. Le temps de vie de la mousse stabilisée selon l'invention permet d'obtenir une efficacité de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage importante et de retrouver les mêmes efficacités de décontamination que dans le cas de lavages par des solutions décontaminantes.
De plus, dans le cas de la décontamination par projection d'une mousse stabilisée selon l'invention sur des surfaces, l'allongement de la durée
Ainsi, les travaux de la Demanderesse ont permis de mettre au point une mousse utile dans la décontamination, le décapage et le dégraissage des surfaces qui présente non seulement les propriétés des mousses gélifiées de l'état de la technique (comme une durée de vie augmentée, une meilleure efficacité dans le traitement des surfaces et une diminution de la quantité d'effluents produits) mais aussi les améliorations décrites ci-dessus. Cet objectif est atteint au moyen d'une mousse stabilisée comprenant un agent solide stabilisateur du type particules solides.
En effet, la mousse stabilisée selon la présente invention présente une durée de vie importante, comprise entre 1 et 24 heures, garantissant un temps de contact prolongé avec la surface à traiter et un maintien sur cette surface d'une mousse présentant une certaine humidité. Ces avantages sont particulièrement intéressants lorsque la surface à
traiter comprend des points chauds. Le temps de vie de la mousse stabilisée selon l'invention permet d'obtenir une efficacité de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage importante et de retrouver les mêmes efficacités de décontamination que dans le cas de lavages par des solutions décontaminantes.
De plus, dans le cas de la décontamination par projection d'une mousse stabilisée selon l'invention sur des surfaces, l'allongement de la durée
4 de vie de cette mousse permet de réduire les quantités projetées, ce qui est particulièrement avantageux.
La mousse est constituée d'une dispersion de bulles d'air dans du liquide et est souvent caractérisée par son foisonnement (F), défini, dans les conditions normales de température et de pression, par la relation suivante :
F = Vmousse IVIiquide = (Vgaz Vliquide)/Vliquide La mousse stabilisée selon l'invention présente des foisonnements initiaux en sortie de générateur de l'ordre de 5 à 20, et, dans le cas de la décontamination nucléaire, de 10 à 15, ce qui permet de traiter un grand volume (par exemple 100 m3) avec moins de 10 m3 de liquide.
Enfin, après le drainage naturel de la mousse, le liquide contaminé est récupéré, et la paroi est rincée avec très peu d'eau (environ 1 1/m2). De la sorte, peu d'effluents liquides sont produits, ce qui permet une simplification en terme de filière globale de traitement par la suite (moins d'évaporation à
réaliser pour atteindre les spécifications des colis de stockage).
Par ailleurs, la mousse stabilisée selon l'invention permet, comme les mousses gélifiées décrites dans la demande internationale W02004/008463, d'éliminer la radioactivité
d'installations inaccessibles, de taille importante, ou de géométrie complexe, par remplissage (action "statique"), par
La mousse est constituée d'une dispersion de bulles d'air dans du liquide et est souvent caractérisée par son foisonnement (F), défini, dans les conditions normales de température et de pression, par la relation suivante :
F = Vmousse IVIiquide = (Vgaz Vliquide)/Vliquide La mousse stabilisée selon l'invention présente des foisonnements initiaux en sortie de générateur de l'ordre de 5 à 20, et, dans le cas de la décontamination nucléaire, de 10 à 15, ce qui permet de traiter un grand volume (par exemple 100 m3) avec moins de 10 m3 de liquide.
Enfin, après le drainage naturel de la mousse, le liquide contaminé est récupéré, et la paroi est rincée avec très peu d'eau (environ 1 1/m2). De la sorte, peu d'effluents liquides sont produits, ce qui permet une simplification en terme de filière globale de traitement par la suite (moins d'évaporation à
réaliser pour atteindre les spécifications des colis de stockage).
Par ailleurs, la mousse stabilisée selon l'invention permet, comme les mousses gélifiées décrites dans la demande internationale W02004/008463, d'éliminer la radioactivité
d'installations inaccessibles, de taille importante, ou de géométrie complexe, par remplissage (action "statique"), par
5 circulation, ou par pulvérisation sur une surface accessible.
Pour traiter, par exemple, les surfaces internes de cuves de produit de fission de grands 5 volumes (20 à 100 m3), où le débit de dose est très important (jusqu'à 40 Gy/h) et les possibilités d'accès réduites, l'utilisation d'une mousse décontaminante remplissant la cuve est particulièrement recommandée.
En effet, la mousse limite les volumes morts de liquide, en occupant tout l'espace et en mouillant toutes les surfaces comme les serpentins de refroidissement et autres appareillages en milieu ou en ciel de cuve.
L'introduction d'un agent solide stabilisateur du type particules solides dans la mousse selon l'invention présente, outre les avantages développés ci-dessus, les avantages originaux et inattendus suivants :
- la diminution voire la suppression de la quantité de tensioactifs nécessaires pour former un volume donné de mousse, - la diminution voire suppression de la quantité de gélifiant organique biodégradable classiquement utilisé, - la possibilité de sorption des entités chimiques, telles que des polluants ou des radioéléments, décrochées de la surface à traiter, - le traitement des produits en fin de vie de la mousse une fois la décontamination, le décapage et/ou le dégraissage effectués.
Pour traiter, par exemple, les surfaces internes de cuves de produit de fission de grands 5 volumes (20 à 100 m3), où le débit de dose est très important (jusqu'à 40 Gy/h) et les possibilités d'accès réduites, l'utilisation d'une mousse décontaminante remplissant la cuve est particulièrement recommandée.
En effet, la mousse limite les volumes morts de liquide, en occupant tout l'espace et en mouillant toutes les surfaces comme les serpentins de refroidissement et autres appareillages en milieu ou en ciel de cuve.
L'introduction d'un agent solide stabilisateur du type particules solides dans la mousse selon l'invention présente, outre les avantages développés ci-dessus, les avantages originaux et inattendus suivants :
- la diminution voire la suppression de la quantité de tensioactifs nécessaires pour former un volume donné de mousse, - la diminution voire suppression de la quantité de gélifiant organique biodégradable classiquement utilisé, - la possibilité de sorption des entités chimiques, telles que des polluants ou des radioéléments, décrochées de la surface à traiter, - le traitement des produits en fin de vie de la mousse une fois la décontamination, le décapage et/ou le dégraissage effectués.
6 En effet, la mousse stabilisée selon l'invention peut être stabilisée uniquement par les particules minérales et/ou organiques qu'elle contient.
Les quantités de réactifs nécessaires à la minéralisation de l'effluent liquide généré et la durée du traitement (coût) sont ainsi réduites.
Lorsque la mousse stabilisée selon la présente invention contient en plus un gélifiant (ou viscosant) stabilisateur organique classique de l'art antérieur, la quantité dudit gélifiant est moindre grâce à l'action compensatrice des particules. Ce gain compensatoire en stabilité apporté par les particules provient soit du colmatage des canaux d'écoulement dans la mousse retardant le drainage du liquide, soit, pour des concentrations importantes en particules (et dépendant de la nature de la particule et du milieu moussant), par une viscosification proprement dite du liquide.
L'agent solide stabilisateur du type particules solides de la mousse stabilisée selon l'invention peut se positionner aux interfaces gaz/liquide en remplaçant en partie les tensioactifs moussants, ce qui permet une diminution de la quantité
de tensioactif utilisé.
L'agent solide stabilisateur du type particules solides peut capter des entités chimiques et notamment les éléments décrochés de la surface à
traiter. Cette capture peut consister en une sorption classique (si les particules solides sont présentes dans la solution), ou bien en une coprécipitation (si
Les quantités de réactifs nécessaires à la minéralisation de l'effluent liquide généré et la durée du traitement (coût) sont ainsi réduites.
Lorsque la mousse stabilisée selon la présente invention contient en plus un gélifiant (ou viscosant) stabilisateur organique classique de l'art antérieur, la quantité dudit gélifiant est moindre grâce à l'action compensatrice des particules. Ce gain compensatoire en stabilité apporté par les particules provient soit du colmatage des canaux d'écoulement dans la mousse retardant le drainage du liquide, soit, pour des concentrations importantes en particules (et dépendant de la nature de la particule et du milieu moussant), par une viscosification proprement dite du liquide.
L'agent solide stabilisateur du type particules solides de la mousse stabilisée selon l'invention peut se positionner aux interfaces gaz/liquide en remplaçant en partie les tensioactifs moussants, ce qui permet une diminution de la quantité
de tensioactif utilisé.
L'agent solide stabilisateur du type particules solides peut capter des entités chimiques et notamment les éléments décrochés de la surface à
traiter. Cette capture peut consister en une sorption classique (si les particules solides sont présentes dans la solution), ou bien en une coprécipitation (si
7 les particules solides sont formées in situ). Dans le cadre de la décontamination d'installations nucléaires, les facteurs de décontamination obtenus avec de telles particules sont souvent supérieurs à 100. Par ailleurs, la sorption s'effectue dans la mousse et peut aussi se poursuivre dans le liquide drainé.
De plus, après drainage, les particules solides ayant ou non capté des entités chimiques sont facilement récupérées, par exemple, par décantation ou filtration.
La présente invention concerne donc une mousse stabilisée constituée d'une solution aqueuse moussante contenant:
- de 0,1 à 7 moles d'un ou plusieurs réactifs de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage par litre de solution, et - de 0,01 à 25 % en poids d'un agent solide stabilisateur par rapport au poids total de la solution.
Selon un aspect particulier, l'invention concerne une mousse stabilisée constituée d'une dispersion de bulles d'air dans une solution aqueuse moussante contenant:
- de 0,1 à 7 moles par litre de solution d'un agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage choisi parmi un acide ou un mélange d'acides, une base ou un mélange de bases, un oxydant, un réducteur, un désinfectant, un antioxydant, un antiseptique et leurs mélanges, et 278543.00016/93751543.1 7a - de 0,01 à 25 % en poids de particules solides de nature identique ou de mélanges de particules solides de nature différente par rapport au poids total de la solution, dans laquelle lesdites particules solides sont des particules entièrement minérales fonctionnalisées par greffage de molécules organiques hydrophobes, et dans laquelle lesdites particules entièrement minérales sont en acide phosphotungstique, en ferrocyanure de nickel, en oxyde, en hydroxyde, en carbonate, en sulfate, en nitrate, en oxalate et/ou en titanate d'une ou plusieurs espèce(s) choisie(s) parmi les métaux alcalins, alcalino-terreux, de transition et des métalloïdes.
Par agent solide stabilisateur , on entend dans le cadre de la présente invention toute substance solide qui, incorporée à la solution aqueuse moussante, permet d'améliorer la stabilité de la mousse obtenue à partir de cette dernière. L'effet de stabilisation obtenu peut entraîner non seulement la formation d'un grand volume de mousse mais aussi conduire à une plus grande persistance de la mousse formée.
278543.00016/93751543.1
De plus, après drainage, les particules solides ayant ou non capté des entités chimiques sont facilement récupérées, par exemple, par décantation ou filtration.
La présente invention concerne donc une mousse stabilisée constituée d'une solution aqueuse moussante contenant:
- de 0,1 à 7 moles d'un ou plusieurs réactifs de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage par litre de solution, et - de 0,01 à 25 % en poids d'un agent solide stabilisateur par rapport au poids total de la solution.
Selon un aspect particulier, l'invention concerne une mousse stabilisée constituée d'une dispersion de bulles d'air dans une solution aqueuse moussante contenant:
- de 0,1 à 7 moles par litre de solution d'un agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage choisi parmi un acide ou un mélange d'acides, une base ou un mélange de bases, un oxydant, un réducteur, un désinfectant, un antioxydant, un antiseptique et leurs mélanges, et 278543.00016/93751543.1 7a - de 0,01 à 25 % en poids de particules solides de nature identique ou de mélanges de particules solides de nature différente par rapport au poids total de la solution, dans laquelle lesdites particules solides sont des particules entièrement minérales fonctionnalisées par greffage de molécules organiques hydrophobes, et dans laquelle lesdites particules entièrement minérales sont en acide phosphotungstique, en ferrocyanure de nickel, en oxyde, en hydroxyde, en carbonate, en sulfate, en nitrate, en oxalate et/ou en titanate d'une ou plusieurs espèce(s) choisie(s) parmi les métaux alcalins, alcalino-terreux, de transition et des métalloïdes.
Par agent solide stabilisateur , on entend dans le cadre de la présente invention toute substance solide qui, incorporée à la solution aqueuse moussante, permet d'améliorer la stabilité de la mousse obtenue à partir de cette dernière. L'effet de stabilisation obtenu peut entraîner non seulement la formation d'un grand volume de mousse mais aussi conduire à une plus grande persistance de la mousse formée.
278543.00016/93751543.1
8 L'agent solide stabilisateur dans le cadre de la présente invention peut être un agent solide stabilisateur unique ou un mélange d'agents solides stabilisateurs de nature identique ou différente.
Avantageusement, l'agent solide stabilisateur mis en uvre dans le cadre de la présente invention se présente sous la forme de particules solides. On peut utiliser, dans la présente invention, des particules solides de nature identique ou des mélanges de particules solides de nature différente.
La mousse stabilisée constituée d'une solution aqueuse moussante objet de la présente invention contient au moins un agent solide moussant et/ou sorbant.
Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, l'agent solide stabilisateur, sous forme de particules solides, peut également présenter des propriétés moussantes et/ou sorbantes. Ainsi, dans ce premier cas, on envisage notamment l'utilisation d'agents solides stabilisateurs moussants, d'agents solides stabilisateurs sorbants, d'agents solides stabilisateurs, moussants et sorbants ainsi que de leurs mélanges.
Dans un second mode de réalisation de la présente invention, on ajoute à un agent solide stabilisateur, un agent solide présentant des propriétés moussantes et/ou sorbantes. Ainsi, dans ce second cas, on envisage notamment l'utilisation d'un mélange comprenant au moins un agent solide stabilisateur et au moins un agent solide moussant ;
Avantageusement, l'agent solide stabilisateur mis en uvre dans le cadre de la présente invention se présente sous la forme de particules solides. On peut utiliser, dans la présente invention, des particules solides de nature identique ou des mélanges de particules solides de nature différente.
La mousse stabilisée constituée d'une solution aqueuse moussante objet de la présente invention contient au moins un agent solide moussant et/ou sorbant.
Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, l'agent solide stabilisateur, sous forme de particules solides, peut également présenter des propriétés moussantes et/ou sorbantes. Ainsi, dans ce premier cas, on envisage notamment l'utilisation d'agents solides stabilisateurs moussants, d'agents solides stabilisateurs sorbants, d'agents solides stabilisateurs, moussants et sorbants ainsi que de leurs mélanges.
Dans un second mode de réalisation de la présente invention, on ajoute à un agent solide stabilisateur, un agent solide présentant des propriétés moussantes et/ou sorbantes. Ainsi, dans ce second cas, on envisage notamment l'utilisation d'un mélange comprenant au moins un agent solide stabilisateur et au moins un agent solide moussant ;
9 d'un mélange comprenant au moins un agent solide stabilisateur et au moins un agent solide sorbant ; et d'un mélange comprenant au moins un agent solide stabilisateur et au moins un agent solide moussant et sorbant. Les définitions ci-après concernant l'agent solide stabilisateur (particules solides, nature et forme) s'appliquent également aux agents solides moussants et/ou sorbants.
Les ferrocyanures de nickel ppFeNi sorbant le césium sont un exemple d'agent solide à propriétés sorbantes. Les particules de silice colloïdale de diamètre 650 nm, à 54 g/1, et greffées avec de l'aminopropyltriethoxysilane à raison de 15 molécules par nm2 sont un exemple d'agent solide à propriétés moussantes.
Dans le cadre de la présente invention, on envisage également d'utiliser des composés tels que définis dans le premier mode de réalisation combinés avec des mélanges tels que définis dans le second mode de réalisation.
L'agent solide stabilisateur tel que les particules solides est présent, dans la solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention, en une teneur allant de 0,01% à 25%, notamment de 0,05% à 10% en poids, en particulier de 0,1% à 5% en poids et plus particulièrement de 0,5% à
3% en poids, par rapport au poids total de la solution.
Lorsque l'on ajoute des agents solides moussants et/ou sorbants en plus des agents solides purement stabilisateurs, le pourcentage en poids total d'agents solides est inférieur ou égal à 30 %.
L'agent solide stabilisateur tel que les particules solides peut être de forme sphérique ou 5 parfaitement quelconque, et présenter une distribution de taille monodisperse ou polydisperse.
Avantageusement, les particules solides ont des dimensions caractéristiques comprises entre 2 nm et 200 m et notamment entre 5 nm et 30 m.
Les ferrocyanures de nickel ppFeNi sorbant le césium sont un exemple d'agent solide à propriétés sorbantes. Les particules de silice colloïdale de diamètre 650 nm, à 54 g/1, et greffées avec de l'aminopropyltriethoxysilane à raison de 15 molécules par nm2 sont un exemple d'agent solide à propriétés moussantes.
Dans le cadre de la présente invention, on envisage également d'utiliser des composés tels que définis dans le premier mode de réalisation combinés avec des mélanges tels que définis dans le second mode de réalisation.
L'agent solide stabilisateur tel que les particules solides est présent, dans la solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention, en une teneur allant de 0,01% à 25%, notamment de 0,05% à 10% en poids, en particulier de 0,1% à 5% en poids et plus particulièrement de 0,5% à
3% en poids, par rapport au poids total de la solution.
Lorsque l'on ajoute des agents solides moussants et/ou sorbants en plus des agents solides purement stabilisateurs, le pourcentage en poids total d'agents solides est inférieur ou égal à 30 %.
L'agent solide stabilisateur tel que les particules solides peut être de forme sphérique ou 5 parfaitement quelconque, et présenter une distribution de taille monodisperse ou polydisperse.
Avantageusement, les particules solides ont des dimensions caractéristiques comprises entre 2 nm et 200 m et notamment entre 5 nm et 30 m.
10 L'agent solide stabilisateur peut se présenter sous forme de particules solides entièrement minérales (i.e. entièrement inorganiques), entièrement organiques, ou de particules hybrides minérales-organiques ou d'un mélange d'au moins deux de ces types de particules identiques ou différents. Le caractère hybride peut consister en un c ur organique et une surface minérale, ou l'inverse.
En outre, que les particules solides mises en uvre dans la présente invention soient minérales et/ou organiques comme expliqué ci-dessus, leur surface peut être soit hydrophile homogène, soit hydrophobe homogène, soit présenter des zones de surface hydrophiles et représentant de 0,01 à 99,99 % de la surface totale, le reste de la surface (99,99 à 0,01 %
de la surface totale) étant hydrophobe. Dans le cas où
ces deux types de zones sont distinctement séparés, les particules sont appelées particules amphiphiles .
Enfin, les particules solides selon l'invention peuvent être fonctionnalisées par greffage de molécules organiques. Les molécules organiques à
greffer sur les particules solides selon l'invention
En outre, que les particules solides mises en uvre dans la présente invention soient minérales et/ou organiques comme expliqué ci-dessus, leur surface peut être soit hydrophile homogène, soit hydrophobe homogène, soit présenter des zones de surface hydrophiles et représentant de 0,01 à 99,99 % de la surface totale, le reste de la surface (99,99 à 0,01 %
de la surface totale) étant hydrophobe. Dans le cas où
ces deux types de zones sont distinctement séparés, les particules sont appelées particules amphiphiles .
Enfin, les particules solides selon l'invention peuvent être fonctionnalisées par greffage de molécules organiques. Les molécules organiques à
greffer sur les particules solides selon l'invention
11 présentent l'avantage notamment d'améliorer les propriétés de sorption des entités chimiques, telles que des radioéléments, décrochées de la surface à
traiter. Dans ce cas, les molécules organiques peuvent être des molécules organiques extractantes et/ou complexantes telles que des ligands polydentates (par exemple l'EDTA - acide éthylènediaminotétraacétique), des calixarènes ou des éthers couronnes. Dans une variante, les molécules organiques greffées sur les particules solides peuvent être utilisées pour modifier ou améliorer le caractère hydrophile, hydrophobe ou amphiphile desdites particules. L'homme du métier connaît différentes molécules organiques utilisables pour obtenir ces différents résultats.
Sont listés ci-après différents types de particules solides utilisables dans le cadre de la présente invention et donnés à titre d'exemples non limitatifs.
Parmi les particules solides minérales selon l'invention, on trouve des particules en acide phosphotungstique, en ferrocyanure de nickel, en oxyde, en hydroxyde, en carbonate, en sulfate, en nitrate, en oxalate et/ou en titanate d'une ou plusieurs (par exemple, un oxyde mixte aluminosilicaté) espèce(s) choisie(s) parmi les métaux alcalins (par exemple Na20.A1203.45i02) alcalino-terreux (par exemple CaO.Fe203, CaCO3, Ba504, BaTiO3, Ca3(PO4)2), de transition (par exemple h02, Fe203, Zr02, Mn02), et des métalloïdes (Par exemple 5i02). De telles particules solides sont notamment disponibles chez ACROS ORGANICS.
traiter. Dans ce cas, les molécules organiques peuvent être des molécules organiques extractantes et/ou complexantes telles que des ligands polydentates (par exemple l'EDTA - acide éthylènediaminotétraacétique), des calixarènes ou des éthers couronnes. Dans une variante, les molécules organiques greffées sur les particules solides peuvent être utilisées pour modifier ou améliorer le caractère hydrophile, hydrophobe ou amphiphile desdites particules. L'homme du métier connaît différentes molécules organiques utilisables pour obtenir ces différents résultats.
Sont listés ci-après différents types de particules solides utilisables dans le cadre de la présente invention et donnés à titre d'exemples non limitatifs.
Parmi les particules solides minérales selon l'invention, on trouve des particules en acide phosphotungstique, en ferrocyanure de nickel, en oxyde, en hydroxyde, en carbonate, en sulfate, en nitrate, en oxalate et/ou en titanate d'une ou plusieurs (par exemple, un oxyde mixte aluminosilicaté) espèce(s) choisie(s) parmi les métaux alcalins (par exemple Na20.A1203.45i02) alcalino-terreux (par exemple CaO.Fe203, CaCO3, Ba504, BaTiO3, Ca3(PO4)2), de transition (par exemple h02, Fe203, Zr02, Mn02), et des métalloïdes (Par exemple 5i02). De telles particules solides sont notamment disponibles chez ACROS ORGANICS.
12 Avantageusement, comme particules solides minérales sorbant les radioéléments et utilisables dans le cadre de la présente invention, on peut citer des particules en Ca3(PO4)2, en CaCO3, en Mn02, en acide phosphotungstique (H3PO4.12W03.xH20) et en ferrocyanure de nickel (ppFeNi). En effet, le strontium est capté en milieu basique (pH > 11) par Ca3(PO4)2, CaCO3 ou encore Mn02. Le césium est capté en milieu acide par l'acide phosphotungstique (H3PO4.12W03.xH20), et en milieu modérément basique (pH < 10) par du ferrocyanure de nickel ppFeNi. Mis à part le ferrocyanure de nickel, formé in situ par la réaction entre le ferrocyanure de potassium et le sulfate de nickel, tous ces réactifs sont disponibles par exemple chez ACROS ORGANICS.
Dans le cadre de la présente invention, les particules entièrement organiques sont composées de polymères ou copolymères thermoplastiques et/ou thermodurcissables et/ou encore de biopolymères.
Avantageusement, les particules solides organiques sont des particules solides de polymères ou copolymères thermoplastiques des familles suivantes :
Dans le cadre de la présente invention, les particules entièrement organiques sont composées de polymères ou copolymères thermoplastiques et/ou thermodurcissables et/ou encore de biopolymères.
Avantageusement, les particules solides organiques sont des particules solides de polymères ou copolymères thermoplastiques des familles suivantes :
13 Famille de polymères Exemples Fournisseur Polyoléfines polyéthylène Acros Organics Polyvinyliques poly(alcool vinylique) Acros Organics Polyvinylidéniques poly(chlorure de vinylidène) Aldrich Polystyréniques polystyrène Aldrich Acryliques/méthacryliques poly(méthacrylate de méthyle) Acros Organics Polyamides poly(caprolactame) Acros Organics Polytéréphtalates Acros Organics Polyesters Polycarbonates Acros Organics Polyéthers polyoxyéthylène Acros Organics Poly(arylènesulfones) polysulfones Aldrich Polysulfures poly(sulfure de phénylène) Solvay Polyfluorés polytétrafluoroéthylène Acros Organics Cellulosiques acétate de cellulose Acros Organics Poly(aryléthercétones) poly(éthercétone) Solvay Polyimides Aldrich Polyétherimides Aldrich Tableau 1 : Polymères composant les particules organiques utilisées A cette liste, s'ajoutent les familles des polymères ou copolymères thermodurcissables, tels que les aminoplastes (résines urée-formol), les polyuréthanes, les polyesters insaturés, les phénoplastes (résines phénol-formol), les polysiloxanes, les résines epoxydes, allyliques et vinylesters, les alkydes (résines glycérophtaliques), les polyurées, les polyisocyanurates, les poly(bismaléimide), et les polybenzimidazoles. Les particules issues de ces polymères sont synthétisables par polymérisation radicalaire, anionique ou cationique, polycondensation, copolymérisation/copoly-condensation, par voie thermique, photochimique, radiochimique, et ce en émulsion, en suspension, et par précipitation. Les précurseurs à la base de ces polymères sont disponibles chez ALDRICH, ACROS
ORGANICS, FLUKA et ARKEMA.
ORGANICS, FLUKA et ARKEMA.
14 Enfin à cette liste, s'ajoutent les biopolymères, tels que les biopolymères microbiens (polyhydroxyalkanoates et dérivés), les biopolymères issus de plantes (par exemple amidon, cellulose, lignine et dérivés), et les biopolymères issus de la polymérisation chimique d'entités biologiques (polylactiques).
Les particules solides organiques peuvent aussi être constituées de copolymères contenant les motifs monomères à la base des polymères ci-dessus, comme par exemple des copolymères poly(chlorure de vinylidène)-co-poly(chlorure de vinyle), ou encore poly(styrène/acrylonitrile).
Dans le cadre de la présente invention, les particules solides hybrides organiques/minérales peuvent avoir une surface dont au moins une partie est minérale et un c ur organique, ou l'inverse.
Avantageusement, ces particules hybrides minérales-organiques présentent - soit un c ur organique constitué d'au moins un composé chimique choisi parmi les composés utilisables pour les particules solides organiques précédemment décrits et une surface dont au moins une partie est minérale et constituée d'au moins un composé
chimique choisi parmi les composés utilisables pour les particules solides minérales précédemment décrits, - soit un c ur minéral constitué d'au moins un composé chimique choisi parmi les composés utilisables pour les particules solides minérales précédemment décrits et une surface dont au moins une partie est organique et constituée d'au moins un composé chimique choisi parmi les composés utilisables pour les particules solides organiques précédemment décrits.
5 Il est clair que, dans la présente invention, on envisage en variantes aussi bien les particules hybrides avec un c ur organique et dont toute la surface est minérale (ou l'inverse, à savoir un c ur minéral et toute la surface organique) que les 10 particules hybrides qui ont un c ur organique (ou minéral) et dont la surface présente une partie minérale hydrophile et une partie organique hydrophobe.
Ce dernier type de particules correspondant notamment à
des particules amphiphiles qui sont aussi hybrides est
Les particules solides organiques peuvent aussi être constituées de copolymères contenant les motifs monomères à la base des polymères ci-dessus, comme par exemple des copolymères poly(chlorure de vinylidène)-co-poly(chlorure de vinyle), ou encore poly(styrène/acrylonitrile).
Dans le cadre de la présente invention, les particules solides hybrides organiques/minérales peuvent avoir une surface dont au moins une partie est minérale et un c ur organique, ou l'inverse.
Avantageusement, ces particules hybrides minérales-organiques présentent - soit un c ur organique constitué d'au moins un composé chimique choisi parmi les composés utilisables pour les particules solides organiques précédemment décrits et une surface dont au moins une partie est minérale et constituée d'au moins un composé
chimique choisi parmi les composés utilisables pour les particules solides minérales précédemment décrits, - soit un c ur minéral constitué d'au moins un composé chimique choisi parmi les composés utilisables pour les particules solides minérales précédemment décrits et une surface dont au moins une partie est organique et constituée d'au moins un composé chimique choisi parmi les composés utilisables pour les particules solides organiques précédemment décrits.
5 Il est clair que, dans la présente invention, on envisage en variantes aussi bien les particules hybrides avec un c ur organique et dont toute la surface est minérale (ou l'inverse, à savoir un c ur minéral et toute la surface organique) que les 10 particules hybrides qui ont un c ur organique (ou minéral) et dont la surface présente une partie minérale hydrophile et une partie organique hydrophobe.
Ce dernier type de particules correspondant notamment à
des particules amphiphiles qui sont aussi hybrides est
15 décrit dans Reculusa S., Poncet-Legrand C. - Hybrid dissymetrical colloidal particles - Chem. Mater. 2005, 17, 3338-3344. Les particules hybrides peuvent présenter une partie de surface organique et une partie de surface minérale.
Ces particules hybrides peuvent, par exemple, être préparées par croissance épitaxiale en phase vapeur (ou dépôt chimique en phase vapeur) ou liquide (par précipitation chimique d'une couche minérale sur une particule organique). Dans ce dernier cas, on peut citer des particules hybrides polystyrène (ou polyisoprène) recouvertes de TiO2 ou Si02 décrites dans le brevet n EP 1 053 277. Les particules de configuration inverse (c ur minéral et surface organique) peuvent être facilement formées par enduction des particules minérales par les polymères détaillés précédemment.
Ces particules hybrides peuvent, par exemple, être préparées par croissance épitaxiale en phase vapeur (ou dépôt chimique en phase vapeur) ou liquide (par précipitation chimique d'une couche minérale sur une particule organique). Dans ce dernier cas, on peut citer des particules hybrides polystyrène (ou polyisoprène) recouvertes de TiO2 ou Si02 décrites dans le brevet n EP 1 053 277. Les particules de configuration inverse (c ur minéral et surface organique) peuvent être facilement formées par enduction des particules minérales par les polymères détaillés précédemment.
16 D'autre part, ces techniques de synthèse permettent de former des particules minérales ou organiques hétérogènes amphiphiles, incluses dans la liste des particules qui peut convenir à la formulation des mousses du présent brevet.
Enfin, les particules hybrides peuvent aussi être, par exemple, des particules de silice mésoporeuse sur la surface desquelles sont greffées des molécules organiques extractantes ou complexantes telles que des ligands polydentates (par exemple l'EDTA
- acide éthylènediaminotétraacétique), des calixarènes ou des éthers couronnes.
La solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention comprend un agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage. Un tel agent est choisi suivant l'usage auquel la mousse est destinée. Lorsque la mousse est une mousse de décontamination, l'agent actif est choisi notamment en fonction de la nature de la contamination et de la surface à décontaminer.
Avantageusement, l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage est choisi parmi un acide ou un mélange d'acides, une base ou un mélange de bases, un oxydant (par exemple H202), un réducteur, un désinfectant, un antioxydant, un antiseptique, etc. L'homme du métier saura choisir l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage suivant le traitement à effectuer.
Plus particulièrement, l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage peut
Enfin, les particules hybrides peuvent aussi être, par exemple, des particules de silice mésoporeuse sur la surface desquelles sont greffées des molécules organiques extractantes ou complexantes telles que des ligands polydentates (par exemple l'EDTA
- acide éthylènediaminotétraacétique), des calixarènes ou des éthers couronnes.
La solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention comprend un agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage. Un tel agent est choisi suivant l'usage auquel la mousse est destinée. Lorsque la mousse est une mousse de décontamination, l'agent actif est choisi notamment en fonction de la nature de la contamination et de la surface à décontaminer.
Avantageusement, l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage est choisi parmi un acide ou un mélange d'acides, une base ou un mélange de bases, un oxydant (par exemple H202), un réducteur, un désinfectant, un antioxydant, un antiseptique, etc. L'homme du métier saura choisir l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage suivant le traitement à effectuer.
Plus particulièrement, l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage peut
17 être choisi parmi un acide minéral ou organique ("mousse acide"), une base minérale ("mousse alcaline"), un agent oxydant ("mousse oxydante") ou leurs mélanges et, tout particulièrement, un mélange acide-oxydant ou un mélange base-oxydant. Ainsi, dans le cadre d'un traitement de décontamination conforme à
la présente invention, une mousse acide ou alcaline pourra présenter, soit des propriétés de dissolution de dépôts radioactifs irradiants par exemple pour l'élimination de contaminations non fixées sur une surface, soit des propriétés de corrosion contrôlée de la surface pour une contamination fixée sur celle-ci.
Selon une première variante, l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage est un acide minéral choisi parmi l'acide chlorydrique, l'acide nitrique, l'acide fluorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique, l'acide oxalique, l'acide formique, l'acide citrique, l'acide ascorbique, et leurs mélanges. Selon l'invention, l'acide est avantageusement présent à une concentration de 0,1 à
7 moles, notamment de 0,2 à 6 moles, en particulier 0,5 à 5 moles et plus particulièrement de 1 à 4 moles. Ces fourchettes de concentration concernent bien entendu la concentration en ions H+ donnée pour la préparation de 1 litre de solution moussante.
Selon une deuxième variante, l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage est une base minérale choisie parmi la soude, la potasse, le carbonate de sodium ou de potassium et leurs mélanges. Selon l'invention, la base est avantageusement présente à une concentration inférieure
la présente invention, une mousse acide ou alcaline pourra présenter, soit des propriétés de dissolution de dépôts radioactifs irradiants par exemple pour l'élimination de contaminations non fixées sur une surface, soit des propriétés de corrosion contrôlée de la surface pour une contamination fixée sur celle-ci.
Selon une première variante, l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage est un acide minéral choisi parmi l'acide chlorydrique, l'acide nitrique, l'acide fluorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique, l'acide oxalique, l'acide formique, l'acide citrique, l'acide ascorbique, et leurs mélanges. Selon l'invention, l'acide est avantageusement présent à une concentration de 0,1 à
7 moles, notamment de 0,2 à 6 moles, en particulier 0,5 à 5 moles et plus particulièrement de 1 à 4 moles. Ces fourchettes de concentration concernent bien entendu la concentration en ions H+ donnée pour la préparation de 1 litre de solution moussante.
Selon une deuxième variante, l'agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage est une base minérale choisie parmi la soude, la potasse, le carbonate de sodium ou de potassium et leurs mélanges. Selon l'invention, la base est avantageusement présente à une concentration inférieure
18 à 4 mo1.1-1, de préférence allant de 0,5 à 1, 5 mo1.1-1.
Ces fourchettes de concentration concernent bien entendu la concentration en ions OH- donnée pour la préparation de 1 litre de solution moussante.
La solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention peut comprendre en outre un agent tensioactif, un agent oxydant minéral, un agent complexant et/ou un agent gélifiant organique.
En effet, La solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention peut comprendre au moins un agent tensioactif, et, plus particulièrement, un seul agent tensioactif ou un mélange d'au moins deux agents tensioactifs choisi(s) parmi les tensioactifs moussants non ioniques, les tensioactifs moussants anioniques ou cationiques, les tensioactifs amphotères, les tensioactifs de structure de type Bolaforme, les tensioactifs de structure de type Gemini et les surfactants polymériques. Plus particulièrement, la mousse stabilisée selon l'invention peut comprendre un seul agent tensioactif ou un mélange d'au moins deux agents tensioactifs choisi (s) parmi les alkylpolyglucosides, les sulfobétaïnes, les alcanolamides, les tensioactifs copolymères blocs (tels que les copolymères blocs à
base d'oxyde d'éthylène ou de propylène), les alcools éthoxylés et les amine-oxydes.
Dans une première variante de la présente invention, l'agent tensioactif mis en uvre est un tensioactif non ionique moussant. Un tel tensioactif
Ces fourchettes de concentration concernent bien entendu la concentration en ions OH- donnée pour la préparation de 1 litre de solution moussante.
La solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention peut comprendre en outre un agent tensioactif, un agent oxydant minéral, un agent complexant et/ou un agent gélifiant organique.
En effet, La solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention peut comprendre au moins un agent tensioactif, et, plus particulièrement, un seul agent tensioactif ou un mélange d'au moins deux agents tensioactifs choisi(s) parmi les tensioactifs moussants non ioniques, les tensioactifs moussants anioniques ou cationiques, les tensioactifs amphotères, les tensioactifs de structure de type Bolaforme, les tensioactifs de structure de type Gemini et les surfactants polymériques. Plus particulièrement, la mousse stabilisée selon l'invention peut comprendre un seul agent tensioactif ou un mélange d'au moins deux agents tensioactifs choisi (s) parmi les alkylpolyglucosides, les sulfobétaïnes, les alcanolamides, les tensioactifs copolymères blocs (tels que les copolymères blocs à
base d'oxyde d'éthylène ou de propylène), les alcools éthoxylés et les amine-oxydes.
Dans une première variante de la présente invention, l'agent tensioactif mis en uvre est un tensioactif non ionique moussant. Un tel tensioactif
19 non ionique moussant est décrit dans la demande internationale W02004/008463. Il est, par exemple, choisi dans la famille des alkylpolyglucosides ou des alkylpolyétherglucosides, dérivés naturels du glucose et biodégradables. Ce sont par exemple l' ORAMIX CG-110 de la société SEPPIC, ou encore le Glucopon 215 CS de la société COGNIS.
Dans une deuxième variante de la présente invention, l'agent tensioactif mis en uvre est un tensioactif amphotère, par exemple de la famille des sulfobétaïnes ou des alkylamidopropylhydroxy-sulfobétaïnes, comme l' AMONYL 675 SB commercialisé
par la société SEPPIC, ou de la famille des amine-oxydes comme l' AROMOX MCD-W , cocodiméthylamine oxyde commercialisée par la société AKZO NOBEL.
Dans la solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention, l'agent tensioactif est présent à raison de 0,01 à 2 %
en poids, notamment de 0,1 à 1,8 % en poids, en particulier de 0,2 à 1,5 % en poids, et tout particulièrement de 0,5 à 1 % en poids par rapport au poids total de la solution.
De plus, la solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention peut également contenir un agent oxydant minéral, avantageusement choisi parmi le permanganate de potassium, les sels de cérium (IV), le dichromate de potassium et leurs mélanges. Selon l'invention, la concentration en agent oxydant dans la solution moussante est inférieure ou égale à 1 M, notamment comprise entre 0,05 à 0,5 M, en particulier comprise entre 0,1 à 0,4 M et plus particulièrement comprise entre 0,2 à 0,3 M.
En outre, la solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention peut 5 également contenir un agent complexant avantageusement choisi parmi les carbonates et les ligands polydentates tels que l'EDTA à des concentrations inférieures ou égales à 1 M, notamment comprises entre 0,01 et 0,5 M, en particulier comprises entre 0,02 et 0,1 M et plus 10 particulièrement comprises entre 0,05 et 0,1 M.
Enfin, selon la présente invention, la solution moussante constituant la mousse stabilisée peut comprendre, en plus des composants précédemment cités, un agent gélifiant (ou viscosant) organique dans 15 une teneur inférieure ou égale à 0,05 % en poids, notamment inférieure ou égale à 0,04% en poids et en particulier inférieure ou égale à 0,02% en poids par rapport au poids total de la solution.
Cet agent gélifiant est avantageusement un
Dans une deuxième variante de la présente invention, l'agent tensioactif mis en uvre est un tensioactif amphotère, par exemple de la famille des sulfobétaïnes ou des alkylamidopropylhydroxy-sulfobétaïnes, comme l' AMONYL 675 SB commercialisé
par la société SEPPIC, ou de la famille des amine-oxydes comme l' AROMOX MCD-W , cocodiméthylamine oxyde commercialisée par la société AKZO NOBEL.
Dans la solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention, l'agent tensioactif est présent à raison de 0,01 à 2 %
en poids, notamment de 0,1 à 1,8 % en poids, en particulier de 0,2 à 1,5 % en poids, et tout particulièrement de 0,5 à 1 % en poids par rapport au poids total de la solution.
De plus, la solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention peut également contenir un agent oxydant minéral, avantageusement choisi parmi le permanganate de potassium, les sels de cérium (IV), le dichromate de potassium et leurs mélanges. Selon l'invention, la concentration en agent oxydant dans la solution moussante est inférieure ou égale à 1 M, notamment comprise entre 0,05 à 0,5 M, en particulier comprise entre 0,1 à 0,4 M et plus particulièrement comprise entre 0,2 à 0,3 M.
En outre, la solution aqueuse moussante constituant la mousse stabilisée selon l'invention peut 5 également contenir un agent complexant avantageusement choisi parmi les carbonates et les ligands polydentates tels que l'EDTA à des concentrations inférieures ou égales à 1 M, notamment comprises entre 0,01 et 0,5 M, en particulier comprises entre 0,02 et 0,1 M et plus 10 particulièrement comprises entre 0,05 et 0,1 M.
Enfin, selon la présente invention, la solution moussante constituant la mousse stabilisée peut comprendre, en plus des composants précédemment cités, un agent gélifiant (ou viscosant) organique dans 15 une teneur inférieure ou égale à 0,05 % en poids, notamment inférieure ou égale à 0,04% en poids et en particulier inférieure ou égale à 0,02% en poids par rapport au poids total de la solution.
Cet agent gélifiant est avantageusement un
20 agent gélifiant biodégradable, plus particulièrement, choisi parmi les polyholosides hétérogènes tels que les pectines, les alginates, les agars, les carraghénanes, la farine de caroube, la farine de guar et la gomme de xanthane.
La mousse stabilisée selon la présente invention peut être préparée de différentes façons. La présente invention concerne un procédé de préparation d'une mousse stabilisée telle que précédemment définie.
Dans un premier mode de réalisation de ce procédé de préparation, les différents composants de la
La mousse stabilisée selon la présente invention peut être préparée de différentes façons. La présente invention concerne un procédé de préparation d'une mousse stabilisée telle que précédemment définie.
Dans un premier mode de réalisation de ce procédé de préparation, les différents composants de la
21 solution aqueuse moussante constituant ladite mousse i.e. l'agent actif de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage, l'agent solide stabilisateur et, éventuellement, l'agent tensioactif, l'agent oxydant, l'agent complexant, l'agent gélifiant et/ou l'agent solide moussant et/ou sorbant sont mélangés ensemble pour former une solution aqueuse avant génération de la mousse. L'introduction de ces différents composants dans le mélange peut être réalisée dans n'importe quel ordre. En cas de particularités dans l'introduction de ces agents, l'homme du métier saura choisir, grâce à
ces connaissances, l'ordre d'introduction en fonction des agents mis en uvre.
Dans une variante de ce premier mode de réalisation du procédé de préparation, l'agent solide stabilisateur peut être formé in situ dans le mélange.
Comme précédemment expliqué, c'est notamment le cas lorsque l'agent solide stabilisateur est constitué de particules solides en ferrocyanure de nickel. Cette formation in situ peut être plus ou moins rapide. Elle peut notamment avoir lieu en présence des entités chimiques contaminantes qui, de ce fait, peuvent être coprécipitées avec les particules solides ainsi formées.
Dans un second mode de réalisation de ce procédé de préparation, les différents composants de la solution aqueuse moussante constituant ladite mousse i.e. l'agent actif de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage et, éventuellement, l'agent tensioactif, l'agent solide stabilisateur, l'agent solide moussant et/ou sorbant, l'agent oxydant, l'agent
ces connaissances, l'ordre d'introduction en fonction des agents mis en uvre.
Dans une variante de ce premier mode de réalisation du procédé de préparation, l'agent solide stabilisateur peut être formé in situ dans le mélange.
Comme précédemment expliqué, c'est notamment le cas lorsque l'agent solide stabilisateur est constitué de particules solides en ferrocyanure de nickel. Cette formation in situ peut être plus ou moins rapide. Elle peut notamment avoir lieu en présence des entités chimiques contaminantes qui, de ce fait, peuvent être coprécipitées avec les particules solides ainsi formées.
Dans un second mode de réalisation de ce procédé de préparation, les différents composants de la solution aqueuse moussante constituant ladite mousse i.e. l'agent actif de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage et, éventuellement, l'agent tensioactif, l'agent solide stabilisateur, l'agent solide moussant et/ou sorbant, l'agent oxydant, l'agent
22 complexant et/ou l'agent gélifiant sont mélangés ensemble, tout ou partie de l'agent solide stabilisateur et/ou tout au partie de l'agent solide moussant et/ou sorbant étant apportés directement dans le gaz pour former une fumée contactée avec le liquide moussant et générer la mousse.
Dans une première alternative de ce second mode de réalisation du procédé de préparation selon l'invention, l'agent solide stabilisateur n'est pas présent dans le mélange aqueux initial et n'est apporté
que par le gaz.
Dans une deuxième alternative de ce second mode de réalisation du procédé de préparation selon l'invention, l'agent solide stabilisateur est non seulement apporté directement par le gaz mais également présent dans le mélange aqueux comme dans les conditions telles que présentées dans le premier mode de réalisation du procédé de préparation (i.e. agent solide stabilisateur mélangé aux autres composants ou produit in situ lors du mélange).
Les mêmes alternatives que celles décrites ci-dessus pour l'agent solide stabilisateur s'appliquent à l'agent solide moussant et/ou sorbant.
Toutefois, afin de mieux mettre en évidence les différentes alternatives envisagées en ce qui concerne les procédés de préparation de la mousse stabilisée selon la présente invention, le Tableau 2 ci-dessous reprend les différentes possibilités lorsque la mousse stabilisée comprend en plus d'un agent solide stabilisateur au moins un agent solide moussant et/ou sorbant. Dans le Tableau 2 ci-après, on entend :
Dans une première alternative de ce second mode de réalisation du procédé de préparation selon l'invention, l'agent solide stabilisateur n'est pas présent dans le mélange aqueux initial et n'est apporté
que par le gaz.
Dans une deuxième alternative de ce second mode de réalisation du procédé de préparation selon l'invention, l'agent solide stabilisateur est non seulement apporté directement par le gaz mais également présent dans le mélange aqueux comme dans les conditions telles que présentées dans le premier mode de réalisation du procédé de préparation (i.e. agent solide stabilisateur mélangé aux autres composants ou produit in situ lors du mélange).
Les mêmes alternatives que celles décrites ci-dessus pour l'agent solide stabilisateur s'appliquent à l'agent solide moussant et/ou sorbant.
Toutefois, afin de mieux mettre en évidence les différentes alternatives envisagées en ce qui concerne les procédés de préparation de la mousse stabilisée selon la présente invention, le Tableau 2 ci-dessous reprend les différentes possibilités lorsque la mousse stabilisée comprend en plus d'un agent solide stabilisateur au moins un agent solide moussant et/ou sorbant. Dans le Tableau 2 ci-après, on entend :
23 - par stabilisateur , un agent solide stabilisateur, un agent solide stabilisateur moussant, un agent solide stabilisateur sorbant, un agent solide stabilisateur, moussant et sorbant ou leurs mélanges ;
- par moussant et/ou sorbant , un agent solide moussant, un agent solide sorbant, un agent solide moussant et sorbant ou leurs mélanges ;
- un type d'agent solide (i.e. soit stabilisateur, soit moussant et/ou sorbant) cité deux fois sur une ligne du Tableau 2 peut être identique ou différent.
Mélange aqueux Gaz - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - moussant et/ou sorbant -stabilisateur - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - moussant et/ou sorbant -stabilisateur - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - moussant et/ou sorbant Tableau 2 Dans les différents procédés de préparation décrits ci-dessus, la mousse peut être générée par tout
- par moussant et/ou sorbant , un agent solide moussant, un agent solide sorbant, un agent solide moussant et sorbant ou leurs mélanges ;
- un type d'agent solide (i.e. soit stabilisateur, soit moussant et/ou sorbant) cité deux fois sur une ligne du Tableau 2 peut être identique ou différent.
Mélange aqueux Gaz - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - moussant et/ou sorbant -stabilisateur - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - moussant et/ou sorbant -stabilisateur - moussant et/ou sorbant - stabilisateur - stabilisateur - moussant et/ou sorbant - moussant et/ou sorbant Tableau 2 Dans les différents procédés de préparation décrits ci-dessus, la mousse peut être générée par tout
24 système de génération de mousse de l'art antérieur et connu de l'homme du métier. Il s'agit de tout dispositif assurant le mélange gaz-liquide, notamment par agitation mécanique, par barbotage, par mélangeur statique contenant des billes ou non, des dispositifs décrits dans le brevet FR-A-2 817 170, ou de dispositifs utilisant une buse de projection ou de pulvérisation, etc_ La présente invention concerne également l'utilisation d'une mousse stabilisée telle que précédemment définie ou d'une mousse stabilisée préparée selon un procédé tel que précédemment défini pour décontaminer, décaper et/ou dégraisser une surface. Avantageusement, la décontamination d'une surface est réalisée par dissolution de dépôts surfaciques irradiants ou par corrosion sur quelques millimètres de la paroi contaminée. De plus, cette utilisation s'applique au nettoyage mais trouvera un intérêt particulier pour la décontamination de surfaces métalliques contaminées soit par des dépôts graisseux ou minéraux radioactifs, soit par une couche d'oxydes.
La contamination peut aussi être localisée dans une couche de plusieurs dizaines ou centaines de microns dans la masse du matériau à traiter.
Cette utilisation s'applique parfaitement bien à la décontamination d'installations nucléaires de grands volumes et/ou aux géométries complexes ou inaccessibles, et pour lesquelles les quantités de réactifs chimiques et d'effluents liquides ultimes à
traiter sont importantes.
La présente invention concerne également un procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage d'une surface comprenant les étapes 5 consistant à :
a) préparer une mousse stabilisée selon les procédés de préparation précédemment définis, b) appliquer la mousse stabilisée obtenue à
l'étape (a) sur la surface à traiter.
10 De façon avantageuse, à l'étape (b) du procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage d'une surface, la mousse stabilisée est utilisée en statique, en pseudo-statique (ou en cycles de montée-repos), en circulation ou en pulvérisation.
15 Selon l'invention, le procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage d'une surface peut également inclure une étape supplémentaire consistant à récupérer la mousse et/ou le liquide constituant la mousse après son drainage.
20 Dans une première variante, cette étape supplémentaire consiste à récupérer par succion ou aspiration la mousse n'ayant pas fini de drainer. La mousse est alors envoyée dans un dispositif de récupération de l'agent solide stabilisateur du type
La contamination peut aussi être localisée dans une couche de plusieurs dizaines ou centaines de microns dans la masse du matériau à traiter.
Cette utilisation s'applique parfaitement bien à la décontamination d'installations nucléaires de grands volumes et/ou aux géométries complexes ou inaccessibles, et pour lesquelles les quantités de réactifs chimiques et d'effluents liquides ultimes à
traiter sont importantes.
La présente invention concerne également un procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage d'une surface comprenant les étapes 5 consistant à :
a) préparer une mousse stabilisée selon les procédés de préparation précédemment définis, b) appliquer la mousse stabilisée obtenue à
l'étape (a) sur la surface à traiter.
10 De façon avantageuse, à l'étape (b) du procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage d'une surface, la mousse stabilisée est utilisée en statique, en pseudo-statique (ou en cycles de montée-repos), en circulation ou en pulvérisation.
15 Selon l'invention, le procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage d'une surface peut également inclure une étape supplémentaire consistant à récupérer la mousse et/ou le liquide constituant la mousse après son drainage.
20 Dans une première variante, cette étape supplémentaire consiste à récupérer par succion ou aspiration la mousse n'ayant pas fini de drainer. La mousse est alors envoyée dans un dispositif de récupération de l'agent solide stabilisateur du type
25 particules solides qu'elle contient, par exemple un filtre à particules.
Dans une seconde variante, cette étape supplémentaire consiste à récupérer le liquide constituant la mousse après son drainage, afin de séparer l'agent solide stabilisateur du type particules solides du liquide. Cette séparation peut
Dans une seconde variante, cette étape supplémentaire consiste à récupérer le liquide constituant la mousse après son drainage, afin de séparer l'agent solide stabilisateur du type particules solides du liquide. Cette séparation peut
26 avantageusement être réalisée par décantation précédée ou non d'une floculation, centrifugation, filtration, ou tout autre dispositif permettant de récupérer un solide dispersé dans un liquide. L'agent solide stabilisateur du type particules solides ainsi récupéré
du liquide drainé peut alors être :
- soit réutilisé dans le procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage (recyclage), - soit régénéré par notamment désorption des entités chimiques captées, - soit éliminé par vitrification, bitumage ou incinération.
Selon l'invention, l'effluent dépourvu de l'agent solide stabilisateur récupéré après l'étape de séparation telle que précédemment définie présente une contamination et une moussabilité plus faibles. En effet, de tels avantages sont obtenus grâce aux propriétés moussantes et sorbantes des agents solides présents dans la mousse de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage selon l'invention. L'effluent ainsi récupéré peut être plus facilement traité, éventuellement après une étape de minéralisation, vitrifié ou bitumé.
Les différentes techniques mises en uvre lors du procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage selon l'invention telles que le bitumage, la vitrification, la centrifugation, la filtration, etc_ sont des techniques bien connues de l'homme du métier.
du liquide drainé peut alors être :
- soit réutilisé dans le procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage (recyclage), - soit régénéré par notamment désorption des entités chimiques captées, - soit éliminé par vitrification, bitumage ou incinération.
Selon l'invention, l'effluent dépourvu de l'agent solide stabilisateur récupéré après l'étape de séparation telle que précédemment définie présente une contamination et une moussabilité plus faibles. En effet, de tels avantages sont obtenus grâce aux propriétés moussantes et sorbantes des agents solides présents dans la mousse de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage selon l'invention. L'effluent ainsi récupéré peut être plus facilement traité, éventuellement après une étape de minéralisation, vitrifié ou bitumé.
Les différentes techniques mises en uvre lors du procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage selon l'invention telles que le bitumage, la vitrification, la centrifugation, la filtration, etc_ sont des techniques bien connues de l'homme du métier.
27 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture des exemples ci-après donnés à titre illustratif et non limitatif et faisant référence aux figures annexées.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 présente l'appareillage utilisé
pour générer des mousses selon l'invention ou de l'état de la technique, et dont on quantifie le drainage par des mesures de turbidité au cours du temps.
La figure 2 présente les cinétiques de drainage obtenues avec les mousses acides phosphonitriques de l'état de la technique ou selon l'invention. Plus particulièrement, la figure 2 présente l'évolution au cours du temps des hauteurs normalisées de liquide en fond d'éprouvette, pour des mousses de l'état de la technique (mousses acides phosphonitriques contenant 1, 2, ou 3 g/1 de gomme de xanthane ou 0 g/1 de particules de silice) et des mousses acides phosphonitriques selon l'invention i.e.
contenant 10, 15, ou 20 g/1 de particules de silice.
La figure 3 présente les cinétiques de drainage obtenues avec les mousses alcalines de l'état de la technique ou selon l'invention. Plus particulièrement, la figure 2 présente l'évolution au cours du temps des hauteurs normalisées de liquide en fond d'éprouvette, pour une mousse alcaline de l'état de la technique contenant 1 g/1 de gomme de xanthane et pour une mousse alcaline selon l'invention contenant 10 g/1 de particules de silice.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 présente l'appareillage utilisé
pour générer des mousses selon l'invention ou de l'état de la technique, et dont on quantifie le drainage par des mesures de turbidité au cours du temps.
La figure 2 présente les cinétiques de drainage obtenues avec les mousses acides phosphonitriques de l'état de la technique ou selon l'invention. Plus particulièrement, la figure 2 présente l'évolution au cours du temps des hauteurs normalisées de liquide en fond d'éprouvette, pour des mousses de l'état de la technique (mousses acides phosphonitriques contenant 1, 2, ou 3 g/1 de gomme de xanthane ou 0 g/1 de particules de silice) et des mousses acides phosphonitriques selon l'invention i.e.
contenant 10, 15, ou 20 g/1 de particules de silice.
La figure 3 présente les cinétiques de drainage obtenues avec les mousses alcalines de l'état de la technique ou selon l'invention. Plus particulièrement, la figure 2 présente l'évolution au cours du temps des hauteurs normalisées de liquide en fond d'éprouvette, pour une mousse alcaline de l'état de la technique contenant 1 g/1 de gomme de xanthane et pour une mousse alcaline selon l'invention contenant 10 g/1 de particules de silice.
28 EXEMPLE 1 : Comparaison des cinétiques de drainage de mousses viscosées et de mousses à particules I. Mousses acides phosphonitriques.
On a étudié les propriétés de drainage de mousses phosphonitriques préparées :
- à partir d'une solution moussante de GLUCOPON 215 CS (société COGNIS) à 1,5 M de H3PO4, 1,5 M
de HNO3, et contenant un viscosant organique biodégradable, la gomme de xanthane ;
- à partir d'une solution moussante contenant les mêmes concentrations en tensioactif et en acide, mais dans lesquelles l'agent viscosant est remplacé par des particules d'Aerosil 380 à des concentrations de 0, 10, 15, et 20 g/l. Les particules d'Aerosil 380 commercialisées par DEGUSSA (ou STOCHEM) sont des particules de silice fumée hydrophile présentant une surface spécifique de 380 m2/g 30 m2/g.
Ces solutions moussantes ont été utilisées pour générer des mousses de foisonnement contrôlé à
l'aide d'un générateur statique contenant des billes de verre, selon le protocole détaillé dans la figure 1.
Les solutions préparées sont encore très moussantes puisque des mousses de foisonnement de l'ordre de 10 ont ainsi été préparées.
La cinétique du drainage de ces mousses est suivie par le relevé de la turbidimétrie des mousses en fonction du temps. Le principe de cette mesure est basé
sur la différence de comportement d'une mousse et d'un
On a étudié les propriétés de drainage de mousses phosphonitriques préparées :
- à partir d'une solution moussante de GLUCOPON 215 CS (société COGNIS) à 1,5 M de H3PO4, 1,5 M
de HNO3, et contenant un viscosant organique biodégradable, la gomme de xanthane ;
- à partir d'une solution moussante contenant les mêmes concentrations en tensioactif et en acide, mais dans lesquelles l'agent viscosant est remplacé par des particules d'Aerosil 380 à des concentrations de 0, 10, 15, et 20 g/l. Les particules d'Aerosil 380 commercialisées par DEGUSSA (ou STOCHEM) sont des particules de silice fumée hydrophile présentant une surface spécifique de 380 m2/g 30 m2/g.
Ces solutions moussantes ont été utilisées pour générer des mousses de foisonnement contrôlé à
l'aide d'un générateur statique contenant des billes de verre, selon le protocole détaillé dans la figure 1.
Les solutions préparées sont encore très moussantes puisque des mousses de foisonnement de l'ordre de 10 ont ainsi été préparées.
La cinétique du drainage de ces mousses est suivie par le relevé de la turbidimétrie des mousses en fonction du temps. Le principe de cette mesure est basé
sur la différence de comportement d'une mousse et d'un
29 liquide lorsqu'ils sont éclairés par un faisceau lumineux du proche infrarouge : la mousse le réfléchit tandis que le liquide le transmet. Ainsi l'apparition du liquide au fond des tubes échantillons contenant les mousses se traduit par un signal qui croit avec le temps.
La figure 2 présente l'évolution au cours du temps des hauteurs de liquide en fond d'éprouvette, pour des mousses contenant 1, 2, ou 3 g/1 de gomme de xanthane, et 0, 10, 15, ou 20 g/1 de particules de silice.
L'ajout d'environ 10 g/1 de silice permet d'obtenir un temps de retard au drainage de l'ordre de 8 min, et il est même possible d'atteindre des temps de l'ordre de 30 minutes pour une concentration de 20 g/l.
A titre de comparaison, la mousse dont la solution de base contient 1 g/1 de gomme de xanthane présente un temps de retard d'environ 2 minutes.
Les particules de silice introduites remplissent donc parfaitement leur rôle de stabilisateur de la mousse.
II. Mousses alcalines.
On a aussi étudié, avec le même dispositif expérimental, les propriétés de drainage de deux mousses alcalines composées d'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3 à 1 M.
Une des solutions contient des particules de silice Aerosil 380 à 10 g/1, et l'autre contient de la gomme de xanthane à 1 g/l. Le tensioactif moussant est, dans les deux cas, le GLUCOPON 215 CS (société
COGNIS) à raison de 10 grammes de matière active par litre.
La figure 3 présente l'évolution au cours du temps des hauteurs de liquide en fond d'éprouvette, 5 pour la mousse alcaline contenant 1 g/1 de gomme de xanthane ou 10 g/1 de particules de silice.
Comme montré sur la figure 3, l'ajout de particules solides à la formulation de la mousse alcaline entraîne là encore une nette stabilisation de 10 celle-ci. Cette stabilisation est par ailleurs plus marquée que dans le cas des mousses acides, puisque 10 g/1 d'Aerosil correspondent environ à 2 g/1 de gomme de xanthane.
15 EXEMPLE 2 : Comparaison des hauteurs de mousses formées avec différents types de particules.
On a étudié la moussabilité de suspensions de particules ne contenant aucun agent tensioactif 20 moléculaire.
Les particules étudiées ont toutes un c ur de silice. Elles sont synthétisées par la méthode développée par Kang et al. Certaines présentent une surface fonctionnalisée et saturée par de 25 l'aminopropyltriethoxysilane (APTES), ce qui renforce leur hydrophobie.
OEt 1 H2 __ EtO¨Si¨C
1 \
OEt ___________________________________________ NH2 Formule de l'APTES
Les systèmes étudiés sont :
Concentration Fonctionnalisation Taille moyenne Eau Eau + Aerosil 380 20 g.I-1 I 60 - 600 nm Eau + Si02 nue 20 g.I-1 I 700 30 nm Eau + Si02+ APTES 20 g.I-1 APTES 700 30 nm Les particules d' Aeros i 1 380 sont commercialisées par STOCHEM. Le diamètre des particules primaires est de 7 nm. En solution, la silice adopte une structure d'agrégats fractaux de 60 à 600 nm.
La taille des particules de silice colloïdale nue ou greffée est déterminée par corrélation spectroscopique de photons sur un Zetasizer Nano-ZS commercialisé par MALVERN.
La mousse est générée dans une colonne analogue à celle développée par J.J. Bikerman. C'est une colonne cylindrique en verre, d'une hauteur de 70 cm et d'un diamètre de 3 cm. Elle est munie à sa base d'un fritté de taille 4, permettant de faire buller de l'air comprimé à 3 bars dans la suspension.
Pour chacune des expériences de caractérisation, nous introduisons 30 ml de la suspension, au préalable passée aux ultrasons pendant 10 minutes. Le débit d'air est imposé à 40 1.h-1. La hauteur de mousse formée au-dessus du liquide est mesurée après 5 minutes de bullage.
Les résultats obtenus sont les suivants :
Hauteur de mousse Eau 0 cm Eau + Aerosil 20 g.I-1 -1 cm Eau + Si02 nue 3,5 cm Eau + Si02+ APTES 13,2 cm L'eau contenant de l' Aerosil 380 ne foisonne pas lors du passage de l' air . En revanche un début de foisonnement est obtenu avec les particules colloïdales nues. Ce foisonnement devient très important lorsque ces mêmes particules sont greffées.
La fonctionnalisation de la surface de particules colloïdales favorise donc la moussabilité de la suspension.
La figure 2 présente l'évolution au cours du temps des hauteurs de liquide en fond d'éprouvette, pour des mousses contenant 1, 2, ou 3 g/1 de gomme de xanthane, et 0, 10, 15, ou 20 g/1 de particules de silice.
L'ajout d'environ 10 g/1 de silice permet d'obtenir un temps de retard au drainage de l'ordre de 8 min, et il est même possible d'atteindre des temps de l'ordre de 30 minutes pour une concentration de 20 g/l.
A titre de comparaison, la mousse dont la solution de base contient 1 g/1 de gomme de xanthane présente un temps de retard d'environ 2 minutes.
Les particules de silice introduites remplissent donc parfaitement leur rôle de stabilisateur de la mousse.
II. Mousses alcalines.
On a aussi étudié, avec le même dispositif expérimental, les propriétés de drainage de deux mousses alcalines composées d'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3 à 1 M.
Une des solutions contient des particules de silice Aerosil 380 à 10 g/1, et l'autre contient de la gomme de xanthane à 1 g/l. Le tensioactif moussant est, dans les deux cas, le GLUCOPON 215 CS (société
COGNIS) à raison de 10 grammes de matière active par litre.
La figure 3 présente l'évolution au cours du temps des hauteurs de liquide en fond d'éprouvette, 5 pour la mousse alcaline contenant 1 g/1 de gomme de xanthane ou 10 g/1 de particules de silice.
Comme montré sur la figure 3, l'ajout de particules solides à la formulation de la mousse alcaline entraîne là encore une nette stabilisation de 10 celle-ci. Cette stabilisation est par ailleurs plus marquée que dans le cas des mousses acides, puisque 10 g/1 d'Aerosil correspondent environ à 2 g/1 de gomme de xanthane.
15 EXEMPLE 2 : Comparaison des hauteurs de mousses formées avec différents types de particules.
On a étudié la moussabilité de suspensions de particules ne contenant aucun agent tensioactif 20 moléculaire.
Les particules étudiées ont toutes un c ur de silice. Elles sont synthétisées par la méthode développée par Kang et al. Certaines présentent une surface fonctionnalisée et saturée par de 25 l'aminopropyltriethoxysilane (APTES), ce qui renforce leur hydrophobie.
OEt 1 H2 __ EtO¨Si¨C
1 \
OEt ___________________________________________ NH2 Formule de l'APTES
Les systèmes étudiés sont :
Concentration Fonctionnalisation Taille moyenne Eau Eau + Aerosil 380 20 g.I-1 I 60 - 600 nm Eau + Si02 nue 20 g.I-1 I 700 30 nm Eau + Si02+ APTES 20 g.I-1 APTES 700 30 nm Les particules d' Aeros i 1 380 sont commercialisées par STOCHEM. Le diamètre des particules primaires est de 7 nm. En solution, la silice adopte une structure d'agrégats fractaux de 60 à 600 nm.
La taille des particules de silice colloïdale nue ou greffée est déterminée par corrélation spectroscopique de photons sur un Zetasizer Nano-ZS commercialisé par MALVERN.
La mousse est générée dans une colonne analogue à celle développée par J.J. Bikerman. C'est une colonne cylindrique en verre, d'une hauteur de 70 cm et d'un diamètre de 3 cm. Elle est munie à sa base d'un fritté de taille 4, permettant de faire buller de l'air comprimé à 3 bars dans la suspension.
Pour chacune des expériences de caractérisation, nous introduisons 30 ml de la suspension, au préalable passée aux ultrasons pendant 10 minutes. Le débit d'air est imposé à 40 1.h-1. La hauteur de mousse formée au-dessus du liquide est mesurée après 5 minutes de bullage.
Les résultats obtenus sont les suivants :
Hauteur de mousse Eau 0 cm Eau + Aerosil 20 g.I-1 -1 cm Eau + Si02 nue 3,5 cm Eau + Si02+ APTES 13,2 cm L'eau contenant de l' Aerosil 380 ne foisonne pas lors du passage de l' air . En revanche un début de foisonnement est obtenu avec les particules colloïdales nues. Ce foisonnement devient très important lorsque ces mêmes particules sont greffées.
La fonctionnalisation de la surface de particules colloïdales favorise donc la moussabilité de la suspension.
Claims (16)
1) Mousse stabilisée constituée d'une dispersion de bulles d'air dans une solution aqueuse moussante contenant :
- de 0,1 à 7 moles par litre de solution d'un agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage choisi parmi un acide ou un mélange d'acides, une base ou un mélange de bases, un oxydant, un réducteur, un désinfectant, un antioxydant, un antiseptique et leurs mélanges, et - de 0,01 à 25 % en poids de particules solides de nature identique ou de mélanges de particules solides de nature différente par rapport au poids total de la solution, dans laquelle lesdites particules solides sont des particules entièrement minérales fonctionnalisées par greffage de molécules organiques hydrophobes, et dans laquelle lesdites particules entièrement minérales sont en acide phosphotungstique, en ferrocyanure de nickel, en oxyde, en hydroxyde, en carbonate, en sulfate, en nitrate, en oxalate et/ou en titanate d'une ou plusieurs espèce(s) choisie(s) parmi les métaux alcalins, alcalino-terreux, de transition et des métalloïdes.
- de 0,1 à 7 moles par litre de solution d'un agent de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage choisi parmi un acide ou un mélange d'acides, une base ou un mélange de bases, un oxydant, un réducteur, un désinfectant, un antioxydant, un antiseptique et leurs mélanges, et - de 0,01 à 25 % en poids de particules solides de nature identique ou de mélanges de particules solides de nature différente par rapport au poids total de la solution, dans laquelle lesdites particules solides sont des particules entièrement minérales fonctionnalisées par greffage de molécules organiques hydrophobes, et dans laquelle lesdites particules entièrement minérales sont en acide phosphotungstique, en ferrocyanure de nickel, en oxyde, en hydroxyde, en carbonate, en sulfate, en nitrate, en oxalate et/ou en titanate d'une ou plusieurs espèce(s) choisie(s) parmi les métaux alcalins, alcalino-terreux, de transition et des métalloïdes.
2) Mousse stabilisée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient en outre au moins un agent solide sorbant.
3) Mousse stabilisée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite solution aqueuse moussante comprend en outre au moins un agent tensioactif, un agent oxydant minéral, un agent complexant et/ou un agent gélifiant organique.
4) Mousse stabilisée selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite solution aqueuse moussante comprend un seul agent tensioactif ou un mélange d'au moins deux agents tensioactifs choisi(s) parmi les tensioactifs moussants non ioniques, les tensioactifs moussants anioniques ou cationique, les tensioactifs amphotères, les tensioactifs de structure de type Bolaforme, les tensioactifs de structure de type Gemini et les surfactants polymériques.
5) Procédé de préparation d'une mousse stabilisée selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent actif de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage, et les particules solides entièrement minérales, fonctionnalisées par greffage de molécules organiques hydrophobes sont mélangés ensemble avant génération de la mousse.
6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins un agent choisi dans le groupe constitué par un agent tensioactif, un agent_oxydant, un agent complexant, un agent gélifiant et un agent solide sorbant est ajouté audit mélange.
7) Procédé de préparation d'une mousse stabilisée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une solution contenant l'agent actif de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage est préparée, l'agent complexant les particules solides entièrement minérales fonctionnalisées par greffage de molécules organiques hydrophobes étant apportées directement dans le gaz pour former une fumée contactée avec ladite solution et générer la mousse.
8) Procédé de préparation d'une mousse stabilisée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une solution contenant l'agent actif de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage et une partie des particules solides entièrement minérales fonctionnalisées par greffage de molécules organiques hydrophobes est préparée, le reste des particules solides entièrement minérales fonctionnalisées par greffage de molécules organiques hydrophobes étant apportées directement dans le gaz pour former une fumée contactée avec ladite solution et générer la mousse.
9) Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé
en ce qu'au moins un agent choisi dans le groupe constitué par un agent tensioactif, un agent oxydant, un agent complexant, un agent gélifiant et un agent solide sorbant est ajouté à ladite solution.
en ce qu'au moins un agent choisi dans le groupe constitué par un agent tensioactif, un agent oxydant, un agent complexant, un agent gélifiant et un agent solide sorbant est ajouté à ladite solution.
10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'un agent solide sorbant est ajouté à
ladite solution.
ladite solution.
11) Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'une partie d'un agent solide sorbant est ajoutée à ladite solution, le reste étant apporté
directement dans le gaz pour former la fumée contactée.
directement dans le gaz pour former la fumée contactée.
12) Utilisation d'une mousse stabilisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou d'une mousse stabilisée préparée par un procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 pour décontaminer, décaper et/ou dégraisser une surface.
13) Procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage d'une surface comprenant les étapes consistant à:
a) préparer une mousse stabilisée par un procédé
selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, b) appliquer la mousse stabilisée obtenue à l'étape (a) sur la surface à traiter.
a) préparer une mousse stabilisée par un procédé
selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, b) appliquer la mousse stabilisée obtenue à l'étape (a) sur la surface à traiter.
14) Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit procédé inclut une étape supplémentaire consistant à récupérer la mousse et/ou le liquide constituant la mousse après son drainage.
15) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la mousse est récupérée par succion ou aspiration avant d'être envoyée dans un dispositif de récupération de l'agent solide stabilisateur qu'elle contient.
16) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le liquide constituant la mousse après son drainage est récupéré afin de séparer l'agent solide stabilisateur du liquide.
17) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite séparation est réalisée par décantation précédée ou non d'une floculation, par centrifugation, par filtration, ou par tout autre dispositif permettant de récupérer un solide dispersé dans un liquide.
18) Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que l'agent solide stabilisateur récupéré après l'étape de séparation telle que définie à la revendication 17 est :
- soit réutilisé dans le procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage (recyclage), - soit régénéré par notamment désorption des entités chimiques captées, - soit éliminé par vitrification, bitumage ou incinération.
19) Procédé selon l'une quelconque des revendications
16) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le liquide constituant la mousse après son drainage est récupéré afin de séparer l'agent solide stabilisateur du liquide.
17) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite séparation est réalisée par décantation précédée ou non d'une floculation, par centrifugation, par filtration, ou par tout autre dispositif permettant de récupérer un solide dispersé dans un liquide.
18) Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que l'agent solide stabilisateur récupéré après l'étape de séparation telle que définie à la revendication 17 est :
- soit réutilisé dans le procédé de décontamination, de décapage et/ou de dégraissage (recyclage), - soit régénéré par notamment désorption des entités chimiques captées, - soit éliminé par vitrification, bitumage ou incinération.
19) Procédé selon l'une quelconque des revendications
16 ou 17, caractérisé en ce que l'effluent récupéré après l'étape de séparation telle que définie à la revendication 17 présente une contamination et une moussabilité plus faibles.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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