La diminution des émissions d'oxydes de soufre et d'azote (SO_x et NO_x) dans les grandes villes est l'un des enjeux de ce début de siècle. Les composés soufrés contenus dans les gazoles génèrent des gaz toxiques après combustion. Ces derniers s'éliminent essentiellement par traitement catalytique. Du fait de l'abaissement des normes de tolérance, les procédés classiques deviennent limités d'un point de vue technique et économique. Des chercheurs du Laboratoire de catalyse et synthèse organique* et de l'Institut de recherches sur la catalyse** (IRC) ont étudié les mécanismes fondamentaux de l'hydrodésulfuration (HDS) et proposé un procédé de désulfuration fondé sur un concept innovant.

L'analyse des composants des coupes pétrolières n'est pas aisée car les produits aromatiques polluants (contenant ou non des hétéroatomes) sont noyés sous une matrice paraffinique qui rend la chromatographie en phase gazeuse classique inexploitable. Les scientifiques ont eu à optimiser plusieurs paramètres : la sélectivité, l'insolubilité complète dans les alcanes (pour séparer facilement les complexes formés de la matrice gazole) et la vitesse de complexation. Les travaux menés ont fait appel à diverses branches de la chimie : synthèse organique, physico-chimie et modélisation moléculaire. Un nouveau procédé de désulfuration des gazoles a pu être mis au point. Il repose sur la formation de complexes de transfert de charge insolubles dans les gazoles, ce qui permet l'élimination sélective et la récupération des dérivés alkyldibenzothiophènes des coupes pétrolières. Une famille bien ciblée de complexants spécifiques a permis de prouver la validité du concept. Les études ont porté sur des coupes pétrolières riches en composés soufrés, contenant environ 1 % en poids de soufre. Les gazoles pré-traités par ce procédé de complexation se sont avérés, au laboratoire, beaucoup plus faciles à hydrodésulfurer. En effet, ils ne contenaient plus de molécules réfractaires au processus d'hydrodésulfuration classique. La méthode développée semble donc un moyen efficace d'élimination des dibenzothiophènes avant hydrotraitement du gazole. Ce procédé pourra être mis en œuvre dans des conditions plus douces de température et de pression, sur des catalyseurs classiques, puisque les coupes pétrolières à traiter ne contiendront plus que des composés soufrés facilement transformables. Les premiers essais en laboratoire ont montré que la vitesse de désulfuration pouvait être ainsi nettement accélérée et que le niveau de soufre final atteint était plus bas.

Ces travaux de recherches ont fait l'objet d'un dépôt de brevet français par le CNRS. Un consortium formé de TOTALFINA, d'ELF et de l'Institut français du pétrole poursuit les recherches pour évaluer les performances et le coût de ce nouveau procédé vers un développement industriel.

* CNRS-Université Lyon 1.

** CNRS.

*** parties par milllion.