FR3043083A1 - Polymeres sequences amphiphiles solubles en milieu fortement salin - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne la préparation de polymères utiles notamment à titre d'agent de rhéologie, et adaptés à une utilisation dans des milieux salins très concentrés, qui comprend une étape de polymérisation radicalaire micellaire où on met en contact, au sein d'un milieu aqueux : - des monomères hydrophiles ; - des monomères hydrophobes sous la forme d'une solution micellaire, contenant des micelles comprenant ces monomères hydrophobes ; - un amorceur de polymérisation radicalaire ; et - de préférence un agent de contrôle de polymérisation radicalaire, où lesdites micelles comprennent au moins un tensioactif de nature amphotère. Les polymères obtenus selon l'invention sont notamment utiles pour la récupération assistée du pétrole (EOR).

Description

Polymères séquencés amphiphiles solubles en milieu fortement salin

La présente invention a trait à un procédé de polymérisation particulier, qui donne accès à des polymères séquencés amphiphiles associatifs de type hydrosolubles et présentant une solubilité élevée en milieu fortement salin, qui sont utilisables typiquement dans des opérations d’extractions pétrolières impliquant des milieux aqueux riches en sels (comme les eaux de mers de certaines partie du globe ou bien des saumures présentant de fortes teneurs en sels, pouvant aller jusqu’à 30% en masse).

Les polymères accessibles selon l’invention sont du type formé d’unités hydrophiles (hydrosolubles ou hydrodispersible) interrompu en différents endroits par des séquences hydrophobes. Pour obtenir des polymères de ce type incluant des séquences hydrophobes, une méthode connue est celle dite de "polymérisation radicalaire micellaire", dont des exemples ont notamment été décrits dans le brevet US 4,432,881 ou bien encore dans Polymer, vol. 36 , N° 16, pp. 3197-3211 (1996), auxquels on pourra se reporter pour plus de détails concernant la technique de polymérisation radicalaire micellaire.

Selon la technique particulière précité de polymérisation radicalaire micellaire, qui sera désignée dans la suite de la description par le terme de "polymérisation micellaire" à des fins de concision, on synthétise des polymères séquencés de type multiblocs par copolymérisation de monomères hydrophiles et de monomères hydrophobes au sein d’un milieu dispersant aqueux (typiquement de l’eau ou un mélange eau/alcool) qui comprend : - les monomères hydrophiles à l’état solubilisé ou dispersé dans ledit milieu ; et - les monomères hydrophobes au sein de micelles de tensioactif formées dans ledit milieu en y introduisant ce tensioactif à une concentration supérieure à sa concentration micellaire critique (cmc).

En polymérisation micellaire, les monomères hydrophobes contenus dans les micelles sont dits en "solution micellaire". La solution micellaire à laquelle il est fait référence est un système micro-hétérogène qui est généralement isotrope, optiquement transparent et thermodynamiquement stable. A noter qu’une solution micellaire du type de celle employée en polymérisation micellaire est à distinguer d’une microémulsion. En particulier, contrairement à une microémulsion, une solution micellaire se forme à toute concentration dépassant la concentration micellaire critique du tensioactif employé, avec comme seule condition que le monomère hydrophobe soit soluble au moins en une certaine mesure au sein de l’espace interne des micelles. Une solution micellaire se différencie par ailleurs d’une émulsion de par l’absence de phase homogène interne : les micelles contiennent un très faible nombre de molécules (moins de 1000 typiquement, en général moins de 500 et typiquement de 1 à 100, avec le plus souvent 1 à 50 monomères et au plus quelques centaine de molécules de tensioactif lorsqu’un tensioactif est présent) et la solution micellaire a en général des propriétés physiques similaires à celles des micelles de tensioactif sans monomères. Par ailleurs le plus souvent, une solution micellaire est transparente vis-à-vis de la lumière visible, compte tenu de la faible taille des micelles qui ne conduit pas à des phénomènes de réfraction, contrairement aux gouttes d’une émulsion, qui réfractent la lumière et lui confère son aspect trouble ou blanc caractéristique.

La technique de polymérisation micellaire conduit à des polymères séquencés caractéristiques qui contiennent chacun plusieurs blocs hydrophobes sensiblement de même taille et où cette taille peut être contrôlée. En effet, compte tenu du cantonnement des monomères hydrophobes au sein des micelles, chacun des blocs hydrophobes formés et de taille contrôlé et contient sensiblement un nombre nH défini de monomères hydrophobe, ce nombre nH pouvant être calculé comme suit (Macromolecular Chem. Physics, 202, 8, 1384-1397, 2001) : nH = Nagg . [Mh] / ( [tensioactif] - cmc) où :

Nagg est le nombre d’agrégation (dit aussi numéro d’agrégation) du tensioactif, qui reflète le nombre de tensioactif présent dans chaque micelle [Mh] est la concentration molaire en monomère hydrophobe dans le milieu et [tensioactif] est la concentration molaire en tensioactif dans le milieu cmc est la concentration (molaire) micellaire critique

La technique de polymérisation micellaire permet ainsi un contrôle intéressant des motifs hydrophobes introduits dans les polymères formés, à savoir : - un contrôle global de la fraction molaire d’unités hydrophobes dans le polymère (en modulant le rapport des concentrations des deux monomères); et - un contrôle plus spécifique du nombre d’unités hydrophobes présentes dans chacun des blocs hydrophobes (en modifiant les paramètres influençant le nH défini ci-dessus).

Les polymères multiblocs obtenus par polymérisation micellaire présentent en outre un caractère associatif, ce qui en fait, dans l’absolu, de bons candidats pour des applications à titre d’agents viscosants..

Cela étant, si la polymérisation micellaire, permet, dans le cas le plus général, d’intégrer certes des séquences hydrophobes de taille contrôlée au sein de chaînes hydrophiles, ce qui permet de synthétiser des polymères auto-associatifs, elle ne permet pas, en général, un contrôle de la taille globale des polymères synthétisés, ni de la microstructure de ces polymères, ce qui ne permet pas de moduler finement les propriétés de ces polymères auto-associatifs. D’autre part, l’absence de contrôle de la microstructure ne permet pas de jouer de façon suffisamment fine sur les propriétés des polymères synthétisés en polymérisation micellaire. Elle interdit de plus l’accès à des copolymères à architecture contrôlée. En outre, les procédés de polymérisation micellaire sont en général limités à des systèmes extrêmement dilués pour permettre l’ajout et le mélange des réactifs. Les masses moléculaires obtenues en polymérisation radicalaire micellaire sont généralement de l’ordre de 500 000 à 5 000 000 g/mol, par exemple de 500 000 à 3 000 000.

Il a cependant été décrit dans la demande WO 2013/060741 un procédé spécifique de polymérisation micellaire réalisé en présence d’un agent de contrôle de polymérisation radicalaire qui permet de conserver les avantages de la polyméristion micellaire tout en évitant les problèmes précités.

Un but de la présente invention est de fournir des polymères séquencés présentant les avantages de la polymérisation micellaire, et plus préférentiellement ceux décrits dans la demande WO 2013/060741 précitée, et qui puissent en outre, plus spécifiquement, être aisément dispersés ou solubilisés en milieu fortement salin.

Plus précisément, l’invention vise à fournir un procédé donnant accès à des compositions de polymères qui : i. comprennent des blocs hydrophobes de taille contrôlée, du type que ceux obtenus en polymérisation micellaire usuelle, avec de préférence un contrôle de la masse moléculaire moyenne des chaînes synthétisées et de la microstructure des polymères, à savoir une homogénéité, d’une chaîne polymère à une autre, de la répartition des séquences hydrophobes au sein du squelette hydrophile ; et ii. sont dispersables dans un milieu aqueux comprenant jusqu’à 50g/L de sel, de préférence dans comprenant jusqu’à 100g/L de sels, et plus avantageusement jusqu’à 200 g/L de sels, voire davantage, et ce sans effet de précipitation des polymères, et ce de préférence sans formation d’aucune turbidité détectable à l’œil. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un procédé de préparation d’un copolymère séquencé, qui comprend une étape (E) de polymérisation radicalaire micellaire dans laquelle on met en contact, au sein d’un milieu aqueux (M) : - des monomères hydrophiles, solubilisés ou dispersés dans ledit milieu aqueux (M) ; - des monomères hydrophobes sous la forme d’une solution micellaire, à savoir contenant, à l’état dispersé au sein du milieu (M), des micelles comprenant ces monomères hydrophobes ; - au moins un amorceur de polymérisation radicalaire, cet amorceur étant typiquement hydrosoluble ou hydrodispersible ; et - de préférence au moins un agent de contrôle de polymérisation radicalaire, où lesdites micelles comprennent au moins un tensioactif de nature amphotère, de préférence de type bétaine ou sultaine.

Selon un autre aspect, l’invention concerne également les compositions polymères du type obtenus selon le procédé comprenant l’étape (E) conduite dans les conditions précitées, ainsi que les polymères qui sont contenus dans ces compositions, où ils sont en association avec les tensioactifs employés lors de la polymérisation radicalaire.

Les inventeurs ont maintenant découvert qu’un procédé de polymérisation micellaire contrôlé du type décrit dans la demande WO 2013/060741 mis en œuvre avec un agent tensioactif particulier, à savoir un agent tensioactif de type amphotère, la composition polymère obtenue à l’issue de la polymérisation, qui contient les tensioactifs employés lors de la polymérisation micellaire présente une solubilité particulièrement importante.

Les polymères obtenus en employant des agents tensioactifs amphotères selon l’invention se révèlent en particulier beaucoup plus solubles en milieu fortement salin que les polymères obtenus dans les mêmes conditions mais en employant le tensioactif le plus couramment employé (et pour ainsi dire le seul en pratique) à savoir le dodécylsulfate de sodium (SDS). Plus généralement, l’emploi de tensioactifs amphotères selon l’invention améliore les propriétés de mise en solution des compositions polymères obtenues par rapport à l’emploi d’un tensioactif anionique utilisé sans tensioactif amphotère.

Le milieu aqueux (M) employé dans l’étape (E) du procédé de l’invention est un milieu comprenant de l’eau, de préférence à hauteur d’au moins 50% en masse, voire au moins 80%, par exemple au moins 90%, voire au moins 95%. Ce milieu aqueux peut éventuellement comprendre d’autres solvants que l’eau, par exemple un alcool miscible à l’eau. Ainsi, le milieu (M) peut être par exemple un mélange hydroalcoolique. Selon une variante possible, le milieu (M) peut comprendre d’autres solvants, de préférence en une concentration où ledit solvant est miscible à l’eau, ce qui peut notamment permettre de réduire la quantité de tensioactifs stabilisants employés. Ainsi, par exemple, le milieu (M) peut comprendre du pentanol, ou tout autre additif permettant de moduler le nombre d’agrégation des tensioactifs. De façon générale, il est préférable que le milieu (M) soit une phase continue d’eau et constituée d’un ou plusieurs solvants et/ou additifs miscibles entre eux et dans l’eau dans les concentrations où ils sont employés.

La polymérisation radicalaire micellaire conduite dans l’étape (E), lorsqu’elle est effectuée en présence d’un agent de contrôle de polymérisation radicalaire permet, en plus des avantages généralement observés en polymérisation micellaire (à savoir le contrôle de la fraction molaire d’unités hydrophobe dans les polymères ; et (ii) un contrôle du nombre d’unités hydrophobes dans chaque séquence hydrophobe) : un contrôle de la masse moléculaire moyenne ; - un contrôle de la distribution des blocs hydrophobes au sein des différentes chaînes ; et l’obtention de chaînes polymères à caractère vivant, offrant la possibilité de préparer des polymères complexes à architecture contrôlée.

De plus, les polymères obtenus dans les conditions de la présente invention en présence d’un agent de contrôle de polymérisation radicalaire ont une structure contrôlée, et leur masse molaire moyenne peut être finement contrôlée. Ces polymères présentent une structure spécifique, à savoir qu’ils sont, schématiquement, à base d’un squelette formé d’unités hydrophiles (hydrosolubles ou hydrodispersdible) interrompu en différents endroits par des petites séquences hydrophobes, ces séquences hydrophobes ("blocs hydrophobes") étant toutes de taille sensiblement identiques et présentes sensiblement en mêmes nombre et proportion sur toutes les chaînes polymères.

Par "agent de contrôle de polymérisation radicalaire", on entend, au sens de la présente description, un composé capable de rallonger le temps de vie des chaînes polymères en croissance dans une réaction de polymérisation et de conférer à la polymérisation un caractère vivant ou contrôlé. Cet agent de contrôle est typiquement un agent de transfert réversible tel que mis en œuvre dans les polymérisations radicalaires contrôlées désignés sous la terminologie RAFT ou MADIX, qui mettent typiquement en œuvre un procédé de transfert réversible par addition-fragmentation, comme ceux décrits par exemple dans WO96/30421, WO 98/01478, WO 99/35178, WO 98/58974, WO 00/75207, WO 01/42312, WO 99/35177, WO 99/31144, FR2794464 ou WO 02/26836.

Selon un mode de réalisation intéressant, on peut employer dans l’étape (E) un agent de contrôle de polymérisation radicalaire employé dans l’étape (E) est un composé qui comprend un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-. Ainsi, par exemple, il peut s’agir d’un composé qui comprend un groupe xanthate (porteur de fonctions -SC=S-0-), par exemple un xanthate. D’autres types d’agent de contrôle peuvent être envisagés (par exemple du type de ceux employé en CRP ou en ATRP). Typiquement, on utilise un oligomère de ce type qui (i) est soluble ou dispersible dans le milieu aqueux (M) employé dans l’étape (E) ; et/ou (ii) n’est pas propre à pénétrer dans les micelles de la solution micellaire.

Selon un mode particulier, on peut employer dans l’étape (E) à titre d’agent de contrôle une chaîne polymère issue d’une polymérisation radicalaire contrôlée et porteuse d’un groupement propre à contrôler une polymérisation radicalaire (chaîne polymère dite de type « vivante », de type bien connu en soi). Ainsi, par exemple, l'agent de contrôle peut être une chaîne polymère (de préférence hydrophile ou hydrodispersible) fonctionnalisée en bout de chaîne par un d’une par un groupe xanthate ou plus généralement comprenant un groupe -SC=S-, par exemple obtenu selon la technologie MADIX.

Alternativement, on peut employer dans l’étape (E) à titre d’agent de contrôle un composé non polymère porteur d’un groupement assurant le contrôle de la polymérisation radicalaire, notamment un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-.

Selon une variante particulière, on peut employer dans l’étape (E) à titre d’agent de contrôle un polymère, avantageusement un oligomère, à caractère hydrosoluble ou hydrodispersible et porteur d’un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-, par exemple d’un groupe xanthate -SC=S-0-). Ce polymère, propre à agir à la fois comme agent de contrôle de la polymérisation et comme monomère dans l’étape (E), est également désigné par « pré-polymère » dans la suite de la description. Typiquement, ce prépolymère est obtenu par polymérisation radicalaire de monomères hydrophiles en présence d’un agent de contrôle porteur d’un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-, par exemple un xanthate. Ainsi, par exemple, selon un mode de réalisation intéressant qui est illustré à la fin de la présente description, l’agent de contrôle employé dans l’étape (E) peut avantageusement être un pré-polymère porteur d’un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-, par exemple d’un groupe xanthate -SC=S-0-, obtenu à l’issue d’une étape (E°) de polymérisation radicalaire contrôlée préalable à l’étape (E). Dans cette étape (E°), on peut typiquement mettre en contact des monomères hydrophiles, avantageusement identiques à ceux mis en œuvre dans l’étape (E) ; un amorceur de polymérisation radicalaire ; et un agent de contrôle porteur d’un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-, par exemple un xanthate.

La mise en œuvre de l’étape (E°) précité préalablement à l’étape (E) permet, schématiquement, d’hydrophiliser un grand nombre d’agent de contrôle porteurs de fonctions thiocarbonylthio (par exemple des xanthate, qui sont plutôt hydrophobes par nature), en les convertissant des pré-polymères solubles ou dispersibles dans le milieu (M) de l’étape (E). De préférence, un pré-polymère synthétisé dans l’étape (E°) possède une chaîne polymère courte, par exemple comprenant un enchaînement de moins de 50, voire moins de 25 unités monomères, par exemple entre 2 et 15.

Lorsqu’elle est conduite en présence d’un agent de contrôle de polymérisation radicalaire, l’étape (E) permet de combiner les avantages à la fois de la polymérisation radicalaire contrôlée et de la polymérisation micellaire. Dans ce cadre, il est à noter que la présence des micelles dans le milieu de polymérisation n’affecte pas l’action des agents de contrôle, qui permettent de réaliser une polymérisation contrôlée des monomères présents au sein du milieu aqueux de façon similaire à une polymérisation radicalaire contrôlée effectuée en milieu homogène, ce qui permet de prévoir et de contrôler très aisément la masse molaire moyenne du polymère synthétisé (cette masse est d’autant plus élevées que la concentration initiale en agent de contrôle dans le milieu est faible, cette concentration dictant le nombre de chaînes polymères en croissance). Dans le même temps, la présence de l’agent de contrôle ne nuit pas non plus à l’effet intéressant observé en polymérisation, à savoir le contrôle précis de la taille des blocs hydrophobes.

La mise en œuvre de l’étape (E) du procédé de l’invention , en particulier en présence d’un agent de contrôle de polymérisation radicalaire, permet en outre d’accéder à des polymères de taille à la fois élevée et contrôlée. Ainsi, la taille des polymères obtenus est plus élevées que les tailles maximales qu’on sait obtenir en employant des méthodes de polymérisation radicalaire contrôlée, ou de polymérisation radicalaire micellaire en l’absence d’agents de contrôle. De plus, dans les conditions de l’étape (E), il s’avère possible de contrôler la masse molaire moyenne en nombre des polymères jusqu’à des valeurs très élevées. Selon un mode de réalisation particulier, les polymères synthétisés selon le procédé de l’invention peuvent présenter une masse moléculaire supérieure à 300 000 g/mol. Notamment en ajustant la concentration initiale en agent de contrôle a sein du milieu (M), l’étape (E) peut typiquement conduire à la synthèse d’un polymère séquencé ayant une masse moléculaire Mn supérieure à 400 000 g/mol. Selon un mode de réalisation intéressant du procédé de l’invention, dans l’étape (E), la concentration initiale en agent de contrôle dans le milieu est choisie telle que la masse moléculaire moyenne bloc polymère hydrophile synthétisée a une masse moléculaire en nombre Mn supérieure ou égale à 500 000 g/mol, par exemple entre 500 000 et 1 000 000 g/mol, des tailles allant jusqu’à 2 000 000 pouvant être atteintes.

Le procédé de l’invention permet alternativement de réaliser des polymères de plus faibles masses. Selon un mode de réalisation intéressant, le polymère synthétisé est un polymère de masse comprise entre 1 000 et 100 000 g/mol, de préférence, entre 2 000 et 25 000 g/mol. Typiquement, de tels polymères de faibles masses peuvent être employés en concentration inférieure à leur concentration de recouvrement critique. En raison de leurs petites tailles, de tels polymères peuvent diffuser aux interfaces et participer à la modification des propriétés de ces interfaces ou surfaces.

Quelle que soit la taille des polymères synthétisés, lorsque l’étape (E) est conduite en présence d’un agent de contrôle de polymérisation radicalaire les polymères obtenus présentent en outre une microstructure très contrôlée, avec des chaînes sensiblement toutes similaires, comprenant des blocs hydrophobes répartis sensiblement de la même manière d’une chaîne polymère à une autre, ,. Cette homogénéité de la distribution des blocs hydrophobes d’une chaîne à l’autre permet d’obtenir une population de polymère présentant tous des propriétés similaires, ce qui permet de fournir des compositions ayant des propriétés parfaitement ciblées et reproductibles, qui constituent un avantage pour certaines applications des polymères, par exemple lorsqu’on cherche à les employer pour obtenir un effet viscosant dosé de façon précise. Les polymères obtenus selon l’invention se distinguent en cela des polymères généralement obtenus en polymérisation micellaire, qui ont le plus souvent une répartition très large et très hétérogène de la distribution des blocs hydrophobe au sein des différentes chaînes.

Ainsi, la mise en œuvre de l’étape (E) permet d’accéder à des polymères particulièrement intéressants. Compte tenu de la mise en œuvre des conditions de l’étape (E), ces polymères présentent le plus souvent une structure linéaire, avec des blocs hydrophobes localisés selon un gradient monotone, à savoir, de concentration constamment décroissant ou constamment croissant du début à la fin de la chaîne polymère en formation, ce qui s’explique notamment par le fait que les monomères hydrophobes présents en solution micellaire s’épuisent avec le temps.

Les polymères obtenus selon la présente invention peuvent être employés dans de nombreux domaines. Ils peuvent tout particulièrement être employés à titre d’agents tensioactifs et/ou d’agents modificateur de propriétés rhéologique, notamment à titre d’agent viscosant ou épaississant, en particulier dans des milieux aqueux.

Les compositions telles qu’obtenues à l’issue de la polymérisation micellaire de l’invention, qui comprennent les polymères précités en association avec les tensioactifs employés dans l’étape (E), incluant au moins un tensioactif amphotère, sont adaptées à un emploi en milieu fortement salin. Elles sont également adaptés à des milieux de moindre salinité ce qui leur confère une bonne modularité en termes de salinité.

Selon un troisième aspect, l’invention a également pour objet les utilisations précitées des compositions polymères et polymères spécifiques obtenus selon l’invention, en particulier l’emploi des compositions polymères dans des milieux aqueux comprenant au moins 50 g/L de sels, avantageusement au moins 100 g/L de sels, voire au moins 150 g/L de sels, par exemple judqu’à 300 g/L de sels. L’invention a également pour objet les procédés de modification de milieux aqueux employant ces compositions polymères et polymères à titre d’agent modificateur de rhéologie. L’invention concerne également les compositions aqueuses comprenant les polymères selon l’invention, qui peuvent notamment être employés pour l’exploitation de gisements de pétrole et/ou de gaz. L’invention a aussi pour objet les méthodes employant des compositions aqueuses de ce type pour l’exploitation de gisements de pétrole et/ou de gaz, notamment les méthodes employant une circulation ou un placement d’une telle composition au sein d’un puits. L’invention concerne en particulier l’utilisation des compositions aqueuses comprenant les polymères selon l’invention, et desdits polymères, pour effectuer une opération d’extraction pétrolière, notamment une opération de stimulation (notamment une opération de fracturation) ou bien une opération de récupération assistée de pétrole (ou EOR, pour l’anglais « Enhanced Oil Recovery »).

Différentes caractéristiques et modes de réalisation de l’invention vont maintenant être décrits encore plus en détails. L’agent de contrôle de polymérisation radicataire L’agent de contrôle qui peut être avantageusement mis en oeuvre dans l’étape (E) et, le cas échéant, dans l’étape (E°) du procédé de l’invention est avantageusement un composé porteur d’un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-. Selon un mode de réalisation particulier, l’agent de contrôle peut être porteur de plusieurs groupes thiocarbonylthio. Il peut éventuellement s’agir d’une chaîne polymère porteuse d’un tel groupe.

Ainsi, cet agent de contrôle peut par exemple répondre à la formule (A) ci-dessous :

(A) dans laquelle : Z représente : . un atome d’hydrogène, . un atome de Chlore, . un radical alkyl éventuellement substitué, aryl éventuellement substitué, . un hétérocycle éventuellement substitué, . un radical alkylthio éventuellement substitué, . un radical arylthio éventuellement substitué, . un radical alkoxy éventuellement substitué, . un radical aryloxy éventuellement substitué, . un radical amino éventuellement substitué, . un radical hydrazine éventuellement substitué, . un radical alkoxycarbonyl éventuellement substitué, . un radical aryloxycarbonyl éventuellement substitué, . un radical carboxy, acyloxy éventuellement substitué, . un radical aroyloxy éventuellement substitué, . un radical carbamoyle éventuellement substitué, . un radical cyano, . un radical dialkyl- ou diaryl-phosphonato, . un radical dialkyl-phosphinato ou diaryl-phosphinato, ou . une chaîne polymère, et représente : . un groupe alkyle, acyle, aryle, aralkyle, alcène ou alcyne éventuellement substitué, . un cycle carboné ou un hétérocycle, saturé ou non, aromatique éventuellement substitué, ou . une chaîne polymère, de préférence hydrophile ou hydrodispersible lorsque l’agent est mis en oeuvre dans l’étape (E).

Les groupes ou Z, lorsqu'ils sont substitués, peuvent l’être par des groupes phényles éventuellement substitués, des groupes aromatiques éventuellement substitués, des cycles carbonés saturés ou non, des hétérocycles saturé ou non, ou des groupes : alkoxycarbonyle ou aryloxycarbonyle (-COOR), carboxy (-COOH), acyloxy (-O2CR), carbamoyle (-CONR2), cyano (-CN), alkylcarbonyle, alkylarylcarbonyle, arylcarbonyle, arylalkylcarbonyle, phtalimido, maleïmido, succinimido, amidino, guanidimo, hydroxy (-OH), amino (-NR2), halogène, perfluoroalkyle CnF2n+i, allyle, époxy, alkoxy (-OR), S- alkyle, S-aryle, des groupes présentant un caractère hydrophile ou ionique tels que les sels alcalins d'acides carboxyliques, les sels alcalins d'acide sulfonique, les chaînes polyoxyde d'alkylène (PEO, POP), les substituants cationiques (sels d'ammonium quaternaires), R représentant un groupe alkyle ou aryle, ou une chaîne polymère.

Pour les agents de contrôle de formule (A) utilisables dans l’étape (E), on préfère en général que le groupe Ri soit de nature hydrophile. Avantageusement, il s’agit d’une chaîne polymère hydrosoluble ou hydrodispersible.

Le groupe R1 peut alternativement être amphiphile, à savoir présenter à la fois un caractère hydrophile et lipophile. Il est préférable que R1 ne soit pas hydrophobe.

Concernant les agents de contrôle de formule (A) mis en oeuvre dans l’étape (E°), Ri peut typiquement être un groupe alkyle substitué ou non, de préférence substitué. Un agent de contrôle de formule (A) mis en oeuvre dans l’étape (E°) peut néanmoins comprendre d’autres types de groupes notamment un cycle ou une chaîne polymère

Les groupes alkyle, acyle, aryle, aralkyle ou alcyne éventuellement substitués présentent généralement 1 à 20 atomes de carbone, de préférence 1 à 12, et plus préférentiellement 1 à 9 atomes de carbone. Ils peuvent être linéaires ou ramifiés. Ils peuvent être également substitués par des atomes d'oxygène, sous forme notamment d'esters, des atomes de soufre ou d'azote.

Parmi les radicaux alkyle, on peut notamment citer le radical méthyle, éthyle, propyle, butyle, pentyle, isopropyle, tert-butyle, pentyle, hexyle, octyle, decyle ou dodécyle.

Les groupes alcynes sont des radicaux généralement de 2 à 10 atomes de carbone, ils présentent au moins une insaturation acétylénique, tel que le radical acétylenyle.

Le groupe acyle est un radical présentant généralement de 1 à 20 atomes de carbone avec un groupement carbonyle.

Parmi les radicaux aryle, on peut notamment citer le radical phényle, éventuellement substitué notamment par une fonction nitro ou hydroxyle.

Parmi les radicaux aralkyle, on peut notamment citer le radical benzyle ou phénéthyle, éventuellement substitué notamment par une fonction nitro ou hydroxyle.

Lorsque ^ ou Z est une chaîne polymère, cette chaîne polymère peut être issue d'une polymérisation radicalaire ou ionique ou issue d'une polycondensation.

Avantageusement, on utilise comme agent de contrôle pour l’étape (E), ainsi que pour l’étape (E°) le cas échéant, des composés porteurs d’une fonction xanthate -S(C=S)0-, trithiocarbonate, des dithiocarbamate, ou dithiocarbazate, par exemple porteurs d’une fonction O-ethyl xanthate de formule -S(C=S)OCH2CH3.

Lorsque l’étape (E°) est conduite, il est notamment intéressant d’employer à titre d’agents de contrôle dans cette étape un composé choisi parmi les xanthates, les trithiocarbonates, les dithiocarbamates, ou les dithiocarbazates. Les xanthates se révèlent tout particulièrement intéressants, notamment ceux porteur d’une fonction O-ethyl xanthate -S(C=S)OCH2CH3, comme le 0-ethyl-S-(1-methoxycarbonyl ethyl) xanthate (CH3CH(C02CH3))S(C=S)0Et. Un autre agent de contrôle possible dans l’étape (E ) est le dibenzyltrithiocarbonate de formule PhCH2S(C=S)SCH2Ph (où Ph=phényle).

Les pré-polymères vivants obtenus dans l’étape (E°) en utilisant les agents de contrôle précités s’avèrent particulièrement intéressants pour la conduite de l’étape (E).

Les monomères hydrophiles

Le procédé de l’invention peut être employé avec un très grand nombre de monomères hydrophiles.

Typiquement, les monomères peuvent comprendre des monomères choisis parmi : les acides carboxyliques éthyléniquement insaturés, les acides sulfoniques et les acides phosphoniques, et/ou ses dérivés tels que l’acide acrylique (AA), l’acide méthacrylique, l’acide éthacrylique, l’acide α-chloro-acrylique, l’acide crotonique, l’acide maléique, l’anhydride maléique, l’acide itaconique, l’acide citraconique, l’acide mésaconique, l’acide glutaconique, l’acide aconitique, l’acide fumarique, les monoesters d’acides dicarboxyliques monoéthyléniquement insaturés comportant 1 à 3, de préférence 1 à 2, atomes de carbone, par exemple, le maléate de monométhyle, l’acide vinylsulfonique, l’acide (meth)allylsulfonique, l’acrylate de sulfoéthyle, le méthacrylate de sulfoéthyle, l’acrylate de sulfopropyle, le méthacrylate de sulfopropyle, l’acide 2-hydroxy-3-acryloyloxypropylsulfonique, l’acide 2-hydroxy-3- methacryloyloxypropylsulfonique, les acides styrenesulfoniques, l’acide 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonique, l’acide vinylphosphonique, l’acide a-methyl vinylphosphonique et l’acide allylphosphonique ; les esters d’acides mono- et di-carboxyliques α,β-éthyléniquement insaturés avec C2-C3-alcanediols, par exemple, l’acrylate de 2-hydroxyethyle, le méthacrylate de 2-hydroxyethyle, l’éthacrylate de 2-hydroxyethyle, l’acrylate de 2-hydroxypropyle, le méthacrylate de 2-hydroxypropyle, l’acrylate de 3-hydroxypropyle, le méthacrylate de 3-hydroxypropyle et les (meth)acrylates de polyalkylène glycol; les amides d’acides mono-carboxyliques α,β-éthyléniquement insaturés et leurs dérivés N-alkyle et Ν,Ν-dialkyle tels que l’acrylamide, le méthacrylamide, le N-méthyl(meth)acrylamide, le N-ethyl(meth)acrylamide, le N-propyl(meth)acrylamide, le N,N-dimethyl(meth)acrylamide, le N,N-diethyl(meth)acrylamide, le morpholinyl(meth)acrylamide, et le metholyl acrylamide (l’acrylamide et le N,N-dimethyl(meth)acrylamide s’avèrent notamment intéressant) ; le N-vinyllactames et ses dérivés, par exemple, le N-vinylpryolidone, le N-vinylpiperidone ; les composés N-vinylamide à chaînes ouvertes, par exemple, le N-vinylformamide, le N-vinyl-N-methylformamide, le N-vinylacetamide, le N-vinyl-N-methylacetamide, le N-vinyl-N-ethylacetamide, le N-vinylpropionamide, le N-vinyl-N-methylpropionamide et le N-vinylbutyramide ; les esters d’acides mono- et di-carboxyliques α,β-éthyléniquement insaturés avec les aminoalcools, par exemple, le (meth)acrylate de N,N-diméthylaminométhyle, le (meth)acrylate de N,N-dimethylaminoethyle, l’acrylate de Ν,Ν-diéthylaminoéthyle, et le (meth)acrylate de N,N-dimethylaminopropyle; les amides d’acides mono- et di-carboxyliques α,β-éthyléniquement insaturés avec les diamines comprenant au moins un groupe d’amino primaire ou secondaire, tels que le N-[2-(dimethylamino)ethyl]acrylamide, le N[2-(dimethylamino)ethyl]methacrylamide, le N-[3-(dimethylamino)propyl]acrylamide, le N-[3-(dimethylamino)propyl]methacrylamide, le N-[4-(dimethylamino)butyl]acrylamide et le N-[4-(dimethylamino)butyl]methacrylamide ; les N-diallylamines, les N,N-diallyl-N-alkylamines, leurs sels d’additions d’acide et leurs produits de quaternisation, l’alkyle employé ici étant préférentiellement C1-C3-alkyle ; les composés du N,N-diallyl-N-methylamine et du N,N-diallyl-N,N-dimethylammonium, par exemple, les chlorures et les bromures ; les hétérocylces azotés substitutés de vinyle et d’allyle, par exemple, le N-vinylimidazole, le N-vinyl-2-methylimidazole, les composés hétéroaromatiques substitués de vinyle et d’allyle, par exemple, le 2- et 4-vinylpyridine, le 2- et 4-allylpyridine, et leurs sels ; les sulfobétaines ; et les mélanges et association de deux ou plusieurs des monomères précités.

Selon un mode de réalisation particulier, ces monomères peuvent notamment comprendre de l’acide acrylique (AA). Selon un mode de réalisation possible, les monomères sont tous des acides acryliques, mais il est également envisageable de mettre en œuvre à titre de monomères un mélange comprenant, entre autres, de l’acide acrylique, en mélange avec d’autres monomères hydrophiles.

Selon un mode de réalisation préférentiel, les monomères hydrophiles de l’étape (E) comprennent de l’acide (meth)acrylique et/ou des monomères (meth)acrylamido.

Au sens de la présente description, le terme « acide (meth)acrylique » englobe l’acide methacrylique, l’acide acrylique et leurs mélanges.

De la même façon, au sens de la présente description, le terme « (meth)acrylate » englobe le méthacrylate, l’acrylate et leurs mélanges.

De la même façon, au sens de la présente description, le terme « (meth)acrylamide/(meth)acylamido », englobe le methacrylamide/le methacrylamido, l’acrylamide/l’acrylamido et leurs mélanges.

Les monomères contenant des groupes acides peuvent être utilisés pour la polymérisation sous la forme de l’acide libre ou sous la forme partiellement ou totalement neutralisée. Pour la neutralisation, on peut utiliser, par exemple, KOH, NaOH, l’ammoniaque ou autre base.

Selon un autre mode de réalisation particulier, les monomères employés dans le procédé de l’invention sont notamment l’acide acrylique, l’acide méthacrylique, et/ou leurs sels, et/ou leurs mélanges.

Selon un autre mode de réalisation, les monomères mis en œuvre dans l’étape (E) comprennent (et typiquement sont constitués de) monomères (meth)acrylamide, ou plus généralement des monomères (meth)acrylamido, incluant : - les monomères acrylamido, à savoir, l’acrylamide, son dérivé sulfonate (AMPS), l’ammonium quaternaire (APTAC) et le sulfopropyl diméthylammonium propyl acrylamide ; - les monomères methacrylamido, tels que, le sulfopropyl diméthylammonium propyl méthacrylamide (SPP), le sulfohydroxypropyl diméthyl ammonium propyl méthacrylamido.

Selon un mode de réalisation particulier, les monomères de l’étape (E) sont des acrylamides. Un acrylamide employé dans l’étape (E) est de préférence un acrylamide non stabilisé par du cuivre. En cas de présence de cuivre, il est préférable d’introduire un agent complexant du cuivre tel que l’EDTA, le cas échéant de préférence à hauteur de 20 à 2000 ppm. Lorsqu’on utilise des acrylamides dans l’étape (E), ils peuvent typiquement être employée sous forme de poudre, de solution aqueuse (éventuellement, mais non nécessairement, stabilisée par l’éther monométhylique de l’hydroquinone MEHQ, ou bien par des sels de cuivre (de préférence additionnée d’EDTA le cas échéant)).

Quelle que soit leur nature exacte, les monomères de l’étape (E) peuvent être mis en œuvre à des concentrations relativement élevées, typiquement à des concentrations qui seraient suffisantes pour assurer la formation du gel si l’étape (E) était conduite en l’absence d’agent de contrôle. Les inventeurs ont maintenant mis en évidence que, de façon surprenante, la polymérisation de l’étape (E) peut, au besoin être conduite dans des conditions qui correspondent à celle de la polymérisation en gel, et ce sans nécessairement conduire à une gélification du milieu réactionnel lors de la polymérisation, du fait de la présence de l’agent de contrôle. Qu’une gélification du milieu soit observée ou non, l’étape (E) permet une polymérisation de type contrôlée, contrairement à une polymérisation conduite sans agent de contrôle additionnel.

Typiquement, la concentration initiale en monomères dans le milieu réactionnel de l’étape (E) peut aller jusqu’à 40% en masse, voire jusqu’à 50% en masse, cette concentration restant en général inférieure à 30% en masse par rapport à la masse totale du milieu réactionnel. Par exemple, la concentration initiale en monomères dans le milieu réactionnel de l’étape (E) est comprise entre 0,5 % et 35%, notamment entre 1 et 20% en masse par rapport à la masse totale du milieu réactionnel.

Selon un mode de réalisation spécifique, les monomères hydrophiles employés dans l’étape (E) sont des macromonomères thermosensibles, insolubles dans l’eau au-delà d’une certaine température (point de trouble ou "cloud point" en anglais), mais solubles à plus faible température, l’étape (E) étant conduite à une température inférieure à la température du point de trouble. Les macromonomères de ce type présentent typiquement une fonction polymérisable de type acrylamido, et une chaîne latérale composée d’enchaînements oxyde d’éthylène ou oxyde de propylène (statistique ou à blocs), ou bien à base de N-isopropylacrylamide, ou de N-vinylcaprolactame. Ce mode de réalisation donne notamment accès à la préparation de polymères présentant des propriétés thermo épaississantes, utilisables par exemple dans l’industrie pétrolière.

De préférence, dans l’étape (E), tous les monomères hydrophiles sont dissous et/ou dispersés au sein du milieu aqueux (M).

Les monomères hydrophobes

Ces monomères, mis en œuvre dans l’étape (E) sous la forme d’une solution micellaire, à savoir contenant, à l’état dispersé au sein du milieu (M), des micelles comprenant ces monomères hydrophobes. Sous réserve qu’ils puissent être intégrés dans des micelles de ce type, tout monomère de nature hydrophobe peut être envisagé dans l’étape (E). A titre d’exemple non limitatif de monomère hydrophobe utilisable selon l’invention, on peut notamment citer : - les monomères vinylaromatiques tels que le styrène, l’alpha methylstyrène, le parachlorométhylstyrène, le vinyltoluène, le 2-methylstyrene, le 4-methylstyrene, le 2-(n-butyl)styrene, ou le 4-(n-decyl)styrene (le t-butyl styrène s’avère tout particulièrement intéressant) ; les composés vinyliques halogénés, tels que halogénures de vinyle ou de vinylidène, comme des chlorures ou fluorure de vinyle ou de vinylidene, répondant à la formule RbRcC=CX1X2, où : X1 = F ou Cl X2= H, F ou Cl chacun de Rb et Rc représente, indépendamment : - H, Cl, F ; ou - un groupe alkyle, de préférence chloré et/ou fluoré, plus avantageusement perchloré ou perfluoré ; les esters d’acide mono-, di-carboxylique α,β éthyléniquement insaturés avec C2-C30-alcanols, par exemple, l’ethacrylate de methyle, le (meth)acrylate d’ethyle, l'ethacrylate d’ethyle, le (meth)acrylate de n-propyle, le (meth)acrylate d’isopropyle, le (meth)acrylate de n-butyle, le (meth)acrylate de sec-butyle, le (meth)acrylate de tert-butyle, l’ethacrylate de tert-butyle, le (meth)acrylate de n-hexyle, le (meth)acrylate de n-heptyle, le (meth)acrylate de n-octyle, le (meth)acrylate de 1,1,3,3-tetramethylbutyle, le (meth)acrylate d’ethylhexyle, le (meth)acrylate de n-nonyle, le (meth)acrylate de n-decyle, le (meth)acrylate de n-undecyle, le (meth)acrylate de tridecyle, le (meth)acrylate de myristyle, le (meth)acrylate de pentadecyle, le (meth)acrylate de palmityle, le (meth)acrylate de heptadecyle, le (meth)acrylate de nonadecyle, le (meth)acrylate d’arachinyle, le (meth)acrylate de behenyle, le (meth)acrylate de lignoceryle, le (meth)acrylate de cerotinyle, le (meth)acrylate de melissinyle, le (meth)acrylate de palmitoleoyle, le (meth)acrylate d’oleyle, le (meth)acrylate de linolyle, le (meth)acrylate de linolenyle, le (meth)acrylate de stearyle, le (meth)acrylate de lauryle et leurs mélanges ; les esters d’alcool de vinyle ou d’allyle avec les acides monocarboxyliques en C1-C30, par exemple, le vinyl formate, le vinyl acetate, le vinyl propionate, le vinyl butyrate, le vinyl laurate, le vinyl stéarate, le vinyl propionate, le vinyl versatate et leurs mélanges ; les nitriles éthyléniquement insaturés, tels que l’acrylonitrile, le methacrylonitrile et leurs mélanges ; les esters d’acides mono- et di-carboxyliques α,β éthyléniquement insaturés avec l’alcanediols en C3-C30, par exemple, l’acrylate de 2-hydroxypropyle, le méthacrylate de 2-hydroxypropyle, l’acrylate de 3-hydroxypropyle, le méthacrylate de 3-hydroxypropyle, l’acrylate de 3-hydroxybutyle, le méthacrylate de 3-hydroxybutyle, l’acrylate de 4-hydroxybutyle, le méthacrylate de 4-hydroxybutyle, l’acrylate de 6-hydroxyhexyle, le méthacrylate de 6-hydroxyhexyle, l’acrylate 3-hydroxy-2-ethylhexyle et le méthacrylate de 3-hydroxy-2-ethylhexyle ; les amides primaires d’acides mono- et di-carboxyliques α,β éthyléniquement insaturés et les dérivés de N-alkyle et Ν,Ν-dialkyle, tels que le N-propyl(meth)acrylamide, le N-(n-butyl)(meth)acrylamide, le N-(tert-butyl)(meth)acrylamide, le N-(n-octyl)(meth)acrylamide, le N-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)(meth)acrylamide, le N-ethylhexyl(meth)acrylamide, le N-(n-nonyl)(meth)acrylamide, le N-(n-decyl)(meth)acrylamide, le N-(n-undecyl)(meth)acrylamide, le N-tridecyl(meth)acrylamide, le N-myristyl(meth)acrylamide, le N-pentadecyl(meth)acrylamide, le N-palmityl(meth)acrylamide, le N-heptadecyl(meth)acrylamide, le N-nonadecyl(meth)acrylamide, le N-arachinyl(meth)acrylamide, le N-behenyl(meth)acrylamide, le N-lignoceryl(meth)acrylamide, le N-cerotinyl(meth)acrylamide, le N-melissinyl(meth)acrylamide, le N-palmitoleoyl(meth)acrylamide, le N-oleyl(meth)acrylamide, le N-linolyl(meth)acrylamide, le N-linolenyl(meth)acrylamide, le N-stearyl(meth)acrylamide et le N-lauryl(meth)acrylamide ; les N-vinyllactams et ses dérivées tels que, le N-vinyl-5-ethyl-2-pyrrolidone, le N-vinyl-6-methyl-2-piperidone, le N-vinyl-6-ethyl-2-piperidone, le N-vinyl-7-methyl-2-caprolactam et le N-vinyl-7-ethyl-2-caprolactam ; les esters d’acides mono- et di-carboxyliques α,β éthyléniquement insaturés avec aminoalcools, par exemple, le (meth)acrylate de N,N-dimethylaminocyclohexyle; les amides d’acides mono- et di-carboxyliques α,β éthyléniquement insaturés avec diamines comprenant au moins un groupe amino primaire ou secondaire, par exemple, le N-[4-(dimethylamino)butyl]acrylamide, le N-[4-(dimethylamino)butyl]methacrylamide, le N-[2-(diethylamino)ethyl]acrylamide, le N-[4-(dimethylamino)cyclohexyl]acrylamide, le N-[4-(dimethylamino)cyclohexyl]methacrylamide ; et les monooléfines en C2-C8 et les hydrocarbons nonaromatiques comprenant au moins deux bonds doubles conjugués par exemple, l’éthylène, le propylène, l’isobutylène, l’isoprène, le butadiène.

Selon un mode de réalisation préférentielle, les monomères hydrophobes employés selon l’invention, peuvent être choisis parmi : les esters alpha-bêta insaturés d’alkyle en C1-C30 alkyle, de préférence d’alkyle en C4-C22, en particulier les acrylates et méthacrylate d’alkyle, comme les acrylates et méthacrylate de méthyle, ethyle, butyle, 2-étylhexyl, isoactyle, lauryle, isodécyle ou stéaryle (le méthacrylate de lauryle en particulier s’avère tout spécialement intéressant) ; les amides alpha-bêta insaturés d’alkyle en C1-C30 alkyle, de préférence d’alkyle en C4-C22, en particulier les acrylamide et méthacrylamide d’alkyle, comme les méthyle, ethyle, butyle, 2-étylhexyle, isoactyle, lauryle, isodécyle ou stéaryle acrylamide et methacrylamide ; les esters de vinyle ou d’alcool allylique d’acide carboxyliques saturés tels que les acétate, propionate, versatate, ou stéarate de vinyle ou d’allyle ; les nitriles alpha-bêta insaturés contenant de 3 à 12 atomes de carbone, comme l’acrylonitrile ou le l’acrylonitrile, les alpha oléfines et les diènes conjugués ; les mélanges et association de deux ou plusieurs des monomères précités.

De préférence, les micelles de la solution micellaire de l’étape (E) ne contiennent pas de monomères à caractère hydrophile ou hydrodispersible. Par ailleurs, de préférence, tous les monomères hydrophobes employés dans l’étape (E) sont renfermés dans des micelles de la solution micellaire.

Amorçage et conduite des polymérisations radicalaires des étapes (E) et (E°)

Lorsqu’il est mis en œuvre dans l'étape (E) l’amorceur de la polymérisation radicalaire est de préférence hydrosoluble ou hydrodispersible. Hormis cette condition préférentielle, on peut employer dans l’étape (E) et l’étape (E°) du procédé de l’invention tout amorceur de polymérisation radicalaire (source de radicaux libres) connu en soi et adapté aux conditions choisies pour ces étapes.

Ainsi, l'amorceur (initiateur) de polymérisation radicalaire employé selon l’invention peut par exemple être choisi parmi les initiateurs classiquement utilisés en polymérisation radicalaire. Il peut s'agir par exemple d'un des initiateurs suivants : - les peroxydes d'hydrogène tels que : l'hydroperoxyde de butyle tertiaire, l'hydroperoxyde de cumène, le t-butyl-peroxyacétate, le t-butyl-peroxybenzoate, le t-butylperoxyoctoate, le t-butylperoxynéodécanoate, le t-butylperoxyisobutarate, le peroxyde de lauroyle, le t-amylperoxypivalte, le t-butylperoxypivalate, le peroxyde de dicumyl, le peroxyde de benzoyle, le persulfate de potassium, le persulfate d'ammonium, - les composés azoïques tels que : le 2-2'-azobis(isobutyronitrile), le 2,2'-azobis(2-butanenitrile), le 4,4'-azobis(4-acide pentanoïque), le 1,1'-azobis(cyclohexane-carbonitrile), le 2-(t-butylazo)-2-cyanopropane, le 2,2'-azobis[2-méthyl-N-(1,1)-bis(hydroxyméthyl)-2-hydroxyéthyl] propionamide, le 2,2'-azobis(2-méthyl-N-hydroxyéthyl]-propionamide, le dichlorure de 2,2'-azobis(N,N'-diméthylèneisobutyramidine), le dichlorure de 2,2'-azobis (2-amidinopropane), le 2,2'-azobis (Ν,Ν'-diméthylèneisobutyramide), le 2,2'-azobis(2-méthyl-N-[1,1-bis (hydroxyméthyl)-2-hydroxyéthyl] propionamide), le 2,2'-azobis(2-méthyl-N-[1,1-bis (hydroxyméthyl)éthyl] propionamide), le 2,2'-azobis[2-méthyl-N-(2-hydroxyéthyl) propionamide], le 2,2'-azobis(isobutyramide) dihydrate, - les systèmes redox comportant des combinaisons telles que : - les mélanges de peroxyde d'hydrogène, d'alkyle, peresters, percarbonates et similaires et de n'importe lequel des sels de fer, de sels titaneux, formaldéhyde sulfoxylate de zinc ou formaldéhyde sulfoxylate de sodium, et des sucres réducteurs, - les persulfates, perborate ou perchlorate de métaux alcalins ou d'ammonium en association avec un bisulfite de métal alcalin, tel que le métabisulfite de sodium, et des sucres réducteurs, et - les persulfates de métal alcalin en association avec un acide arylphosphinique, tel que l'acide benzène phosphonique et autres similaires, et des sucres réducteurs.

Typiquement, la quantité d'initiateur à utiliser est déterminée de préférence de manière à ce que la quantité de radicaux générés soit d'au plus 50 % en mole, de préférence d'au plus 20% en mole, par rapport à la quantité d'agent de contrôle ou de transfert.

Tout particulièrement dans l’étape (E), il s’avère généralement intéressant d’utiliser un amorceur radicalaire de type redox, qui présente, entre autres, l’avantage de ne pas nécessiter un chauffage du milieu réactionnel (pas d’amorçage thermique) et dont les inventeurs ont en outre maintenant découvert qu’il se révèle adapté à la polymérisation micellaire de l’étape (E).

Ainsi, l’amorceur de polymérisation radicalaire employé l’étape (E) peut typiquement être un amorceur redox, typiquement ne nécessitant pas de chauffage pour leur amorçage thermique. Il s’agit typiquement d’un mélange d’au moins un agent oxydant avec au moins un agent réducteur. L’agent oxydant présent dans ce système redox est de préférence un agent hydrosoluble. Cet agent oxydant peut par exemple être choisi parmi les peroxydes, tels que : le peroxyde d’hydrogène, l'hydroperoxyde de butyle tertiaire, l'hydroperoxyde de cumène, le t-butyl-peroxyacétate, le t-butyl-peroxybenzoate, le t-butylperoxyoctoate, le t-butylperoxynéodécanoate, le t-butylperoxyisobutarate, le peroxyde de lauroyle, le t-amylperoxypivalte, le t-butylperoxypivalate, le peroxyde de dicumyl, le peroxyde de benzoyle ; le persulfate de sodium, le persulfate de potassium, le persulfate d'ammonium, ou bien encore le bromate de potassium. L’agent réducteur présent dans le système redox est également, de préférence, un agent hydrosoluble. Cet agent réducteur peut typiquement être choisi parmi le formaldéhyde sulfoxylate de sodium (notamment sous sa forme de dihydrate, connue sous le nom de Rongalit ou sous la forme d’un anhydride), l’acide ascorbique, l’acide érythorbique, les sulfites, bisulfites ou métasulfites (sulfites, bisulfites ou métasulfites de métaux alcalins en particulier), les nitrilotrispropionamides, et les amines et ethanolamines tertiaires (de préférence hydrosolubles).

Des systèmes redox possibles comportent des combinaisons telles que : - les mélanges de persulfates hydrosolubles avec des amines tertiaires hydrosolubles, - les mélanges de bramâtes hydrosolubles (bromate de métaux alcalins par exemple) avec des sulfites hydrosolubles (sulfites de métaux alcalins par exemple), - les mélanges de peroxyde d'hydrogène, d'alkyle, peresters, percarbonates et similaires et de n'importe lequel des sels de fer, de sels titaneux, formaldéhyde sulfoxylate de zinc ou formaldéhyde sulfoxylate de sodium, et des sucres réducteurs, - les persulfates, perborate ou perchlorate de métaux alcalins ou d'ammonium en association avec un bisulfite de métal alcalin, tel que le métabisulfite de sodium, et des sucres réducteurs, et - les persulfates de métal alcalin en association avec un acide arylphosphinique, tel que l'acide benzène phosphonique et autres similaires, et des sucres réducteurs.

Un système redox intéressant comprend (et de préférence consiste en) l’association de persulfate d’ammonium et de formaldéhyde sulfoxylate de sodium.

De façon générale, et en particulier dans le cas de l’utilisation d’un système redox du type persulfate d’ammonium/formaldéhyde sulfoxylate de sodium, il s’avère préférable que le milieu réactionnel de l’étape (E) soit exempt de cuivre. En cas de présence de cuivre, il est en général souhaitable d’ajouter un complexant du cuivre, tel que de l’EDTA, en une quantité propre à masquer sa présence.

Quelle que soit la nature de l’amorceur employé, la polymérisation radicalaire de l’étape (E°) peut être effectuées sous toute forme physique appropriée, par exemple en solution dans l'eau ou dans un solvant par exemple un alcool ou le THF, en émulsion dans l'eau (procédé dit "latex"), en masse, le cas échéant en contrôlant la température et/ou le pH afin de rendre des espèces liquides et/ou solubles ou insolubles.

Après mise en œuvre de l’étape (E), compte tenu de la mise en œuvre spécifique d’un agent de contrôle, on obtient des polymères fonctionnalisés par des groupes de transfert (polymères vivants). Ce caractère vivant permet si on le souhaite, d’employer ces polymères dans une réaction de polymérisation ultérieure, selon une technique bien connue en soi. Alternativement, au besoin, il est possible de désactiver ou de détruire les groupes de transfert, par exemple par hydrolyse, ozonolyse, ou réaction avec des amines, selon des moyens connus en soi. Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le procédé de l’invention peut comprendre, après l’étape (E), une étape (E1) d’hydrolyse, d’ozonolyse ou de réaction avec des amines, propre à désactiver et/ou détruire tout ou partie des groupes de transfert présents sur le polymère préparé dans l’étape (E).

Tensioactifs

Pour réaliser la solution micellaire des monomères hydrophobes employés dans l’étape (E), on peut employer tout tensioactif ou mélange de tensioactifs adapté, comprenant au moins un tensioactif amphotère.

Le tensioactif amphotère employé selon la présente invention peut être un tensioactif ou mélange de tensioactifs choisi(s) aussi bien parmi les tensioactifs dits amphotères vrais que les tensioactifs dits zwitterioniques.

En particulier, tensioactif amphotère employé selon la présente invention peut être choisi parmi : - les tensioactif contenant un groupe ionique permanent (ce groupe ionique étant typiquement un groupe qui reste de nature cationique quel que soit le pH, tel qu’un ammonium quaternaire) et un groupe potentiellement ionique de charge opposée (typiquement un groupe qui, selon le pH, est non chargé ou anionique, comme un groupe carboxy) ; et/ou - les tensioactifs comprenant deux groupe potentiellement ionique de charges opposées (à savoir un groupe qui, selon le pH, est non chargé ou anionique, tel qu’un carboxy ; et un groupe qui, selon le pH, est non chargé ou cationique, tel qu’un groupe amine)

Le tensioactif amphotère employé selon la présente invention peut notamment être choisis parmi : -les bétaines, notamment les carboxybétaines comme la cétyl bétaine (et notamment celle disponible sous le nom de Mackam CET auprès de la société Solvay) la lauryl bétaine (Mirataine BB disponible auprès de la société Solvay), l’octylbétaine ou la cocobétaine (Mirataine BB-FLA disponible auprès de la société Solvay); les amidoalkylbétaines, comme la cocamidopropyl bétaine (CAPB) (Mirataine BDJ disponible auprès de la société Solvay ou Mirataine BET C-30 disponible auprès de la société Solvay) ; ou bien encore les compositions de bétaines disponibles sous les noms de Mackam LAB et Mackam CBS auprès de la société Solvay - les sulfo-bétaines (dites aussi « sultaines ») comme la cocamidopropyl hydroxy sultaine (notammment la Mirataine CBS disponible auprès de la société Solvay) ; - les alkylamphoacétates et alkylamphodiacétates, comme par exemple comprenant une chaîne coco, lauryle (Miranol C2M Conc NP, C32, L32 notamment, disponible auprès de la société Solvay) ; - les alkylamphopropionates ou les alkylamphodipropionates, (Miranol C2M SF) ; - les alkyl amphohydroxypropyl sultaines (Miranol CS), - les iminopropinates - les oxydes d'alkyl amines, par exemple l’oxyde de lauramine (INCI) ; et - les mélanges de tensioactifs comprenant un ou plusieurs des composés précités.

Les bétaines et sultaines, entre autres, sont des tensioactifs amphotères qui se révèlent particulièrement adaptés à la mise en œuvre de l’étape (E) de la présente invention.

La cétyl bétaine, en particulier, est un tensioactif amphotère intéressant, qui est tout spécialement adapté notamment lorsque les monomères hydrophobes comprennent du t-butyl styrène ou bien encore du (méth)acrylate de lauryle. Alternativement, le Mackam LAB est également un bon candidat.

Optionnellement, en plus des agents tensioactifs amphotères précités, on peut éventuellement employer d’autres tensioactif, de type anionique, cationique ou non ionique, bien que la présence de tensioactifs ne soient absolument pas requise selon l’invention.

Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, la solution micellaire employée dans l’étape (E) ne comprend pas de SDS, et de préférence aucun agent tensioactif anionique. Selon un mode plus spécifique, la solution micellaire employée dans l’étape (E) ne comprend pas de tensioactif non amphotère.

Selon un autre mode de réalisation, la solution micellaire employée dans l’étape (E) peut comprendre un agent tensioactif non amphotère additionnel, choisi de préférence dans la liste non limitative suivante : - Les tensioactifs anioniques peuvent être choisis parmi: les alkylesters sulfonates, par exemple de formule R-CH(S03M)-CH2C00R', ou les alkylesters sulfates, par exemple de formule R-CH(0S03M)-CH2C00R', où R représente un radical alkyle en C8-C2o, de préférence en C10-C16, R' un radical alkyle en CrC6, de préférence en CrC3 et M un cation alcalino-terreux, par exemple sodium, ou le cation ammonium. On peut citer tout particulièrement les méthyl ester sulfonates dont le radical R est en Cu-Cie; les alkylbenzènesulfonates, plus particulièrement en C9-C20, les alkylsulfonates primaires ou secondaires, notamment en C8-C22, les alkylglycérol sulfonates ; les alkylsulfates par exemple de formule ROSO3M, où R représente un radical alkyle ou hydroxyalkyle en Ci0-C24, de préférence en Ci2-C20 ; M un cation de même définition que ci-dessus ; les alkyléthersulfates par exemple de formule R0(0A)nS03M où R représente un radical alkyle ou hydroxyalkyle en Ci0-C24, de préférence en Ci2-C20 ; OA représentant un groupement éthoxylé et/ou propoxylé ; M représentant un cation de même définition que ci-dessus, n variant généralement de 1 à 4, comme par exemple le lauryléthersulfate avec n = 2 ; les alkylamides sulfates, par exemple de formule RCONHROSO3M où R représente un radical alkyle en C2-C22, de préférence en C6-C20, R' un radical alkyle en C2-C3, M représentant un cation de même définition que ci-dessus, ainsi que leurs dérivés polyalcoxylés (éthoxylés et/ou propoxylés) (alkylamidoether sulfates ; les sels d'acides gras saturés ou insaturés, par exemple comme ceux en C8-C24, de préférence en Ci4-C20 et d'un cation alcalino-terreux, les N-acyl N-alkyltaurates, les alkyliséthionates, les alkylsuccinamates et alkylsulfo succinates, les alkyl glutamates, les monoesters ou diesters de sulfosuccinates, les N-acyl sarcosinates, les polyéthoxycarboxylates ; les mono et di esters phosphates, par exemple de formule suivante : (RO)x-P(=0)(0M)x ou R représente un radical alkyle, alkylaryle, arylalkyle, aryle, éventuellement polyalcoxylés, x et x' étant égaux à 1 ou 2, à la condition que la somme de x et x' soit égale à 3, M représentant un cation alcalino-terreux ; - Les tensioactifs non ioniques peuvent être choisis parmi: les alcools gras alcoxylés ; par exemple les laureth-2, laureth-4, laureth-7, oleth-20, les triglycérides alcoxylés, les acides gras alcoxylés, les esters de sorbitan alcoxylés, les amines grasses alcoxylées, les di(phényl-1 éthyl) phénols alcoxylés, les tri(phényl-1 éthyl) phénols alcoxylés, les alkyls phénols alcoxylés, les produits résultant de la condensation de l'oxyde d'éthylène avec un composé hydrophobe résultant de la condensation de l'oxyde de propylène avec le propylène glycol, tels les Pluronic commercialisés par BASF ; les produits résultant de la condensation de l'oxyde d'éthylène le composé résultant de la condensation de l'oxyde de propylène avec l'éthylènediamine, tels les Tetronic commercialisés par BASF ; les alkylpolyglycosides comme ceux décrits dans US 4565647 ou les alkylglucosides; les amides d'acides gras par exemple en C8-C20. notamment les monoalkanolamides d'acides gras, par exemple la cocamide MEA ou la cocamide MIPA ; - Les tensioactifs cationiques peuvent être les sels d’amines grasses primaires, secondaires ou tertiaires, éventuellement polyethoxylées, les sels d’ammonium quaternaires tels que les chlorures ou les bromures de tetraalkylammonium, d’alkylamidoalkylammonium, de trialkylbenzylammonium, de trialkylhydroxyalkylammonium, ou d’alkylpyridinium, les dérivés d’imidazoline, les oxydes d’amines à caractère cationique. Un exemple de tensioactif cationique est le cetrimonium chloride ou bromide (INCI) ;

Les tensioactifs employés selon la présente invention peuvent être des copolymères à blocs contenant au moins un bloc hydrophile et au moins un bloc hydrophobe distinct du bloc hydrophile, avantageusement obtenus selon un procédé de polymérisation où : (a0) on met en présence au sein d’une phase aqueuse au moins un monomère hydrophile (respectivement hydrophobe), au moins une source de radicaux libres et au moins un agent de contrôle de polymérisation radicalaire du type -S(C=S)- ; (a^ on met en contact le polymère obtenu à l’issu de l’étape (a0) avec au moins un monomère hydrophobe (respectivement hydrophile) distinct du monomère employé dans l’étape (a0) et au moins une source de radicaux libres, ce par quoi on obtient un copolymère dibloc.

Des polymères du type tribloc, ou comprenant davantage des blocs, peuvent éventuellement être obtenus en mettant en œuvre après l’étape (a^, une étape (a2) dans laquelle, on met en contact le polymère obtenu à l’issu de l’étape (a1) avec au moins un monomère distinct du monomère employé dans l’étape (a^ et au moins une source de radicaux libres ; et plus généralement, en mettant en œuvre (n+1) étapes du type des étapes (a^ et (a2) précitées et n est un nombre entier allant typiquement de 1 à 3, où dans chaque étape (an), avec n>1 : on met en contact le polymère obtenu à l’issu de l’étape (an-i) avec au moins un monomère distinct du monomère employé dans l’étape (an-i) et au moins une source de radicaux libres. On peut par exemple employer selon l’invention des copolymères du type décrits dans WO03068827, WO03068848 et W02005/021612.

De préférence, dans l’étape (E), le ratio molaire, noté « non amphotère/tensioactif », correspondant au rapport de la quantité totale (nulle ou non) de tensioactifs non amphotères rapportée à la quantité totale de tensioactifs, amphotères et non amphotère le cas échéant, est en générale inférieur à 50%, voire à 30%. Selon un mode de réalisation spécifique, le ration «non amphotère/tensioactif» est inférieure à 10% voire nul.

Utilisation des compositions polymères de l’invention

Les compositions polymères obtenues selon un procédé comprenant l’étape (E) de l’invention et les polymères qu’ils comprennent sont, entre autres, utiles pour la régulation de la rhéologie de milieux liquides, notamment de milieux aqueux. Ils peuvent également être employés à titre d’épaississants associatifs, comme agents viscosants, gélifiants, modificateurs de surface, ou pour la constitution de matériaux nanonohybrides. Ils peuvent aussi être employés à titre d’agent de vectorisation.

Dans ce cadre, les compositions polymères et polymères selon l’invention peuvent notamment être employés pour épaissir ou adapter la rhéologie d’un très grand nombre de compositions, par exemple des compositions destinées à véhiculer des principes cosmétiques, pharmaceutiques, vétérinaire, phytosanitaires ou bien encore détergents, par exemple. Ainsi, les compositions polymères et polymères selon l’invention peuvent par exemple être utilisées pour modifier la rhéologie d’une composition cosmétique, d’un produit ménager, d’une composition détergente, ou bien d’une formulation destinée au domaine de l’agriculture.

Plus spécifiquement, les compositions polymères et polymères tels qu’obtenus selon l’invention se révèlent intéressants à titre d’agent régulateur de la rhéologie dans le domaine de l’extraction du pétrole et du gaz naturel. Ils peuvent en particulier être employés pour la constitution de fluides de forage, pour la fracturation, pour la stimulation et pour la récupération assistée du pétrole.

Dans le domaine de la récupération assistée du pétrole, les compositions polymères et polymères tels qu’obtenus selon le procédé de l’invention présentent en général une capacité d’hydratation rapide ainsi que de bonnes propriétés d’injectivité et de stabilité au cisaillement, notamment compte tenu du caractère contrôlé de la polymérisation, qui conduit à des lots de polymères homogènes en composition et en structure, avec des indices de polydispersité plus faibles que par rapport à des systèmes «non contrôlées ».

Par ailleurs, la nature des polymères synthétisable selon la présente invention est extrêmement modulable, ce qui autorise un choix très important autant sur le squelette que sur la présence de substituants, qui peuvent être judicieusement choisis en fonction des applications envisagés pour le polymère.

Pour une application en EOR, par exemple, il est intéressant que les monomères constitutifs du polymère lui confèrent une résistance à haute température. A cet effet, les polymères destinés à une application en EOR peuvent par exemple être du type obtenu à partir de monomères choisis parmi les monomères acrylamido, methacrylamido, vinylique ou allylique. Il n’est généralement pas intéressant d’utiliser les acrylates ou methacylates a cause de leur sensibilité a l’hydrolyse. A titre d’exemple, pour améliorer la stabilité thermique du squellette, on peut employer des monomères comme le N-méthylolacrylamide, le diméthylacylamide, N-morpholine acrylamide, vinyle pyrrolidone, le vinyle amide, des dérivés acrylamido comme l’AMPS ou l’APTAC, le sodium sytrène sulfonate et ses dérivés, ou bien encore et le sodium vinyl sulfonate. Selon un mode de réalisation spécifique, bien adapté à des applications dans le domaine de l’EOR, les polymères présentent des fonctionnalités qui assurent encore une meilleure résistance aux sels et qui contrecarrent les effets de perte de viscosité, souvent rencontrés en EOR en l’absence de tels fonctionnalités sur le polymère. Des polymères selon l’invention particulièrement stables vis-à-vis des sels peuvent notamment être synthétisés en employant une ou plusieurs des méthodes suivantes: - utilisation de monomères additionnels de type sodium -3-acrylamido-3-methyl butanoate (par exemple selon la technique décrite dans US 4,584,358) ; - utilisation de monomères additionnels de type acide sulfonique ou sulfonate, comme l’AMPS (acide acrylamido methylpropanesulfonique), et ses sels (sels de sodium notamment), ou bien le styrène sulfonate et ses sels ; - les polymères préparés peuvent être de type polyampholytes avec un squelette hydrophile comprenant un mélange (i) d’unités monomères présentant au moins une charge négative (par exemple des sulfonates du type précités) ; et (ii) d’unités monomères présentant au moins une charge positive (par exemple l’APTAC, le MAPTAC, le DiQuat (methacryloamidopropyl-pentamethyl-1,3-propylene-2-ol-ammonium dichloride), DADMAC (diallyl dimethyl ammonium chloride) le N-vinylforamide (précurseur d’amine cationisable après hydrolyse), ou bien la vinyl pyridine ou un de ses dérivés quaternisés) ; - utilisation de monomères additionnels de type sulfobétaines comme par exemple, le sulfopropyl diméthylammonium propyl acrylamide, le sulfopropyl diméthylammonium propyl méthacrylamide (SPP), le sulfohydroxypropyl diméthyl ammonium propyl méthacrylamido (SHPP), la 2-vinyl (3-sulfopropyl) pyridinium bétaine, la 4-vinyl (3-sulfopropyl) pyridinium bétaine, la 1-vinyl-3-(3-sulfopropyl) imidazolium bétaine, ou bien encore la sulfopropyl méthyl diallyl ammonium bétaine.

Les compositions polymères obtenues selon un procédé comprenant l’étape (E) de l’invention, qui comprennentles polymères et les tensioactifs utilisés dans la polymérisation micellaire, présentent la spécificité d’avoir une bonne solubilité dans l’eau et ce y compris en présence de grandes quantités de sels. Ainsi, typiquement, les compositions polymères obtenues selon l’invention peuvent être solubilisés, sans précipitation ni formation de turbidité, dans une solution aqueuse comprenant plus de 50 g/L, par exemple plus de 100 g/L voire plus de 150 g/L de sels, ladite composition pouvant notamment comprendre jusqu’à 200 g/L, voire jusqu’à 300 g/L de sels. Cette solubilisation des compositions polymères selon l’invention sans précipitation ni turbidité est en général obtenue même si la composition inclut plus de 1% de cations, voir plus de 2% ou même 4% de cations divalents.

Les compositions polymères de l’invention se révèlent ainsi de très bon candidats pour un emploi dans des eaux de mer très salines ou bien dans des saumures concentrées employées dans certaines opérations d’exploitation pétrolièreT

Différents aspects et avantages de l’invention seront encore illustrés par les exemples ci-après dans lesquels des polymères ont été préparés selon le procédé de l’invention.

EXEMPLES

Exemple 1 (comparatif)

Synthèse d’un polymère P1 en présence de SDS

Dans un flacon en plastique (PEHD, 1000ml) on a introduit, à 20°C, 144 g de sodium dodecyl sulfate (SDS), 565,67 g d’eau distillée et 10,33 g de 4-tert-butylstyrène (tBS). Le mélange a été porté sous agitation à l’aide d’un barreau aimanté pendant 1 h, jusqu’à obtention d’une solution micellaire limpide.

Dans un Dewar (3000 ml) équipé d’une couvercle qui permet une étanchéité d’atmosphère, on a introduit, à 20°C, 320,1 g de la solution micellaire préparée précédemment, 376,9 g d’eau, 592,8 g d’acrylamide (solution aqueuse a 50% en masse), 478 g d’AMPS (solution aqueuse a 51% en masse), 5,56 g de Rhodixan A1 (solution éthanolique à 1,0% en masse) et 8,94 g de persulfate d’ammonium (solution aqueuse à 5% en masse). Le mélange a été dégazé par bullage d’azote pendant 40 minutes. On a ajouté au milieu, en une fois, 17,7 g de formaldéhyde sulfoxylate de sodium, sous forme de solution aqueuse à 1% en masse. Le mélange a été dégazé par bullage d’azote pendant 15 minutes.

On a alors laissé la réaction de polymérisation se dérouler sous agitation. Quand la viscosité du milieu a augmenté, on a arrêté l’agitation et on a laissé la réaction de polymérisation se dérouler une nuit. A la fin de la polymérisation on a obtienu un gel.

Exemple 2 :

Synthèse d’un polymère P2 en présence de Mackam LAB

Dans un flacon en plastique (PEHD, 1000ml) on a introduit, à 20°C, 122.8g de Mackam LAB à 30%, 145.18g d’eau distillée et 2.82g de 4-tert-butylstyrène (tBS). Le mélange a été porté sous agitation à l’aide d’un barreau aimanté pendant 1 h, jusqu’à obtention d’une solution micellaire limpide.

Dans un Dewar (3000 ml) équipé d’une couvercle qui permet une étanchéité d’atmosphère, on a introduit, à 20°C, 247,1g de la solution micellaire ainsi préparée, 447,8 g d’eau, 593,8 g d’acrylamide (solution aqueuse a 50% en masse), 478,7 g d’AMPS (solution aqueuse a 51% en masse), 5,57 g de Rhodixan A1 (solution éthanolique à 1,0% en masse) et 9 g de persulfate d’ammonium (solution aqueuse à 5% en masse). Le mélange a été dégazé par bullage d’azote pendant 40 minutes. On a ajouté au milieu, en une fois, 18 g de formaldéhyde sulfoxylate de sodium, sous forme de solution aqueuse à 1% en masse. Le mélange a été dégazé par bullage d’azote pendant 15 minutes.

On a alors laissé la réaction de polymérisation se dérouler sous agitation. Quand la viscosité du milieu a augmenté, on a arrêté l’agitation et on a laissé la réaction de polymérisation se dérouler une nuit. A la fin de la polymérisation on a obtienu un gel

Exemple 3 :

Essais de solubilité

La solubilité des compositions de polymère P1 et P2 ont été testées dans une saumure S consistant en une solution aqueuse des sels suivants :

NaCI : 119,54 g/L

CaCI2 : 9,92 g/L

MgCI2 : 6,02 g/L

Na2S04: 2,85 g/L

Un morceau de gel (respectivement de P1 ou P2) a été placé dans un flacon en verre de 100 ml, et on a ajouté la saumure pour obtenir une solution où la concentration en polymère (P1 ou P2 respectivement) est de 2 g/L. . Le mélange a été porté sous agitation à l’aide d’un barreau aimanté pendant 12h. L’aspect des compositions dans le flacons ont été contrôlées visuellement après 12 heures d’agitation :

Polymère P1 dans la saumure S après 12h d’agitation (comparatif) : présence de morceaux du gel initial, légèrement gonflés et d’aspect blanchâtre

Polymère P2 dans la saumure S après 12h d’agitation : solution homogène transparente

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1, - Procédé de préparation d’un copolymère séquencé, qui comprend une étape (E) de polymérisation radicalaire micellaire dans laquelle on met en contact, au sein d’un milieu aqueux (M) : - des monomères hydrophiles, solubilisés ou dispersés dans ledit milieu aqueux (M) ; - des monomères hydrophobes sous la forme d’une solution micellaire, à savoir contenant, à l’état dispersé au sein du milieu (M), des micelles comprenant ces monomères hydrophobes; - au moins un amorceur de polymérisation radicalaire, de préférence hydrosoluble ou hydrodispersible ; et - de préférence au moins un agent de contrôle de polymérisation radicalaire où lesdites micelles comprennent au moins un tensioactif de nature amphotère.
2. 2, - Procédé selon la revendication 1, où l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire est un composé qui comprend un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-, par exemple un xanthate.
3. 3, - Procédé selon la revendication 1 ou 2, où l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire est un oligomère à caractère hydrosoluble ou hydrodispersible porteur d’un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-, par exemple d’un groupe xanthate -SC=S-0-, et qui - est soluble ou dispersible dans le milieu aqueux (M) employé dans l’étape (E) ; et/ou -n’est pas propre à pénétrer dans les micelles de la solution micellaire
4. 4, - Procédé selon la revendication 3, où l’agent de contrôle de polymérisation radicalaire est un pré-polymère porteur d’un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-, par exemple d’un groupe xanthate, obtenu à l’issue d’une étape (E°), préalable à l’étape (E), ladite étape (E°) mettant en contact - des monomères hydrophiles, de préférence identiques à ceux de l’étape (E) ; - un amorceur de polymérisation radicalaire ; et - un agent de contrôle porteur d’un groupe thiocarbonylthio -S(C=S)-, par exemple un xanthate.
5. 5. - Procédé selon l’une des revendication 1 à 4 où le tensioactif amphotère est choisi parmi : -les bétaines, de préférence la cétyl bétaine, ; - les sulfo-bétaines; - les alkylamphoacétates et alkylamphodiacétates ; - les alkylamphopropionates ou les alkylamphodipropionates; - les alkyl amphohydroxypropyl sultaines ; - les iminopropinates - les oxyde d'alkyl amines, par exemple l’oxyde de lauramine; et - les mélanges de tensioactifs comprenant un ou plusieurs des composés précités.
6. 6. Procédé selon l’une des revendication 1 à 5 où les monomères hydrophobes de l’étape (E) comprennent un ester alpha-bêta insaturés d’alkyle en C1-C30 alkyle, par exemple d’alkyle en C4-C22, de préférence le méthacrylate de lauryle
7. 7. Procédé selon l’une des revendication 1 à 5 où les monomères hydrophobes de l’étape (E) comprennent des monomères vinylaromatiques, de préférence du t-butyl styrène
8. 8. -Composition polymère susceptible d’être obtenu selon le procédé de l’une des revendications 1 à 7.
9. 9. - Utilisation d’une composition polymère ou d’un polymère contenu dans ladite composition selon la revendication 8 pour la régulation de la rhéologie d’un milieu liquide, notamment aqueux, notamment pour l’extraction de pétrole ou de gaz naturel, par exemple pour la constitution de fluides de forage, pour la fracturation, pour la stimulation ou pour la récupération assistée du pétrole EOR.
10. 10. -Utilisation d’une composition polymère selon la revendication 9, où ladite composition polymère est employé dans un milieu aqueux comprenant plus de 50 g/L, par exemple plus de 100 g/L, de sel. .