Découverte: le liège très efficace contre les marées noires

Les déversements pétroliers sont des catastrophes dévastatrices pour les écosystèmes marins, ayant des conséquences durables sur la faune aquatique et marine, ainsi que sur les écosystèmes côtiers tels que les forêts et les récifs coralliens. Pour remédier à cela, on recourt fréquemment aux dispersants chimiques pour décomposer le pétrole, mais cette méthode aggrave souvent sa toxicité.


Dans une étude publiée dans Applied Physics Letters par AIP Publishing, des chercheurs de l'Université du Sud-Centre, de l'Université des Sciences et Technologies de Huazhong, et de l'Université Ben-Gourion du Néguev ont utilisé des traitements au laser pour transformer le liège ordinaire en un outil puissant pour traiter les déversements de pétrole.

Leur objectif premier était de développer une solution de nettoyage du pétrole efficace et écologique, en privilégiant des matériaux à faible impact environnemental. Cependant, leur choix de se tourner vers le liège découle d'une découverte fortuite. "En menant une expérience au laser différente, nous avons accidentellement découvert que la mouillabilité du liège traité au laser changeait significativement, acquérant des propriétés superhydrophobes (repoussant l'eau) et superoléophiles (attirant le pétrole)", a déclaré l'auteur Yuchun He. "Après avoir ajusté correctement les paramètres de traitement, la surface du liège est devenue très sombre, ce qui nous a fait réaliser qu'il pourrait être un excellent matériau pour la conversion photothermique."

"En combinant ces résultats avec les avantages écologiques et recyclables du liège, nous avons pensé l'utiliser pour le nettoyage des déversements de pétrole en mer," a ajouté l'auteur Kai Yin. "À notre connaissance, personne d'autre n'a essayé d'utiliser du liège pour nettoyer les déversements de pétrole en mer."


Le liège est issu de l'écorce des chênes-lièges, des arbres pouvant vivre pendant plusieurs siècles. Ces arbres peuvent être récoltés environ tous les sept ans, ce qui en fait une ressource renouvelable. Lorsque leur écorce est retirée, ces arbres intensifient leur activité biologique pour la régénérer, augmentant ainsi leur capacité à stocker le carbone et contribuant ainsi à réduire les émissions de carbone.

Les chercheurs ont exploré différentes variations d'un traitement au laser à impulsions rapides afin d'atteindre un équilibre optimal des caractéristiques du liège, tout en minimisant les coûts. Leur étude a impliqué une analyse approfondie des changements structurels à l'échelle nanoscopique, la mesure du ratio d'oxygène et de carbone dans le matériau, l'évaluation des modifications des angles de contact entre l'eau, le pétrole et la surface du liège, ainsi que l'étude de l'absorption, de la réflexion et de l'émission de lumière à travers le spectre, dans le but de déterminer la durabilité du matériau après plusieurs cycles de chauffage et de refroidissement.

Les caractéristiques photothermiques obtenues grâce au traitement au laser permettent au liège de s'échauffer rapidement à la lumière du soleil. Les profondes rainures augmentent la surface exposée au soleil, permettant au liège de se réchauffer en seulement 10 à 15 secondes avec une faible exposition solaire. Cette énergie est ensuite utilisée pour réchauffer le pétrole répandu, réduisant ainsi sa viscosité et facilitant son ramassage. Au cours des expériences, le liège traité au laser a réussi à récupérer le pétrole flottant en mer en moins de 2 minutes.

Les traitements au laser permettent non seulement de mieux absorber le pétrole, mais également de maintenir l'eau à l'écart. "Lorsque le liège subit un traitement au laser à impulsions rapides, sa microstructure de surface devient plus rugueuse," a déclaré Yin. "Cette rugosité micro à nano-niveau améliore l'hydrophobicité." En conséquence, le liège absorbe le pétrole sans absorber l'eau, ce qui permet d'extraire le pétrole du liège et éventuellement de le réutiliser.

"La récupération du pétrole est une tâche complexe et systématique, et participer à la récupération du pétrole tout au long de son cycle de vie est notre objectif," a déclaré Yuchun He. "La prochaine étape consiste à préparer des matériaux électrothermiques en utilisant de la mousse de polyuréthane comme squelette pour l'adsorption du pétrole, en combinant des techniques photothermiques et électrothermiques pour former un système de récupération du pétrole toutes saisons."