The adsorption of surfactants from aqueous solution is a phenomenon of major importance in applications ranging from ore flotation and paint technology to enhanced oil recovery. As this paper will illustrate, the process is very complex and of high scientific interest; its results can be extended to the retention of organic compounds (humic and fulvic acids, pollutants...) on solids in the biosphere. For a good understanding of the mechanisms involved in surfactants adsorption at the hydrophilic solid-aqueous solution interface, thermodynamic models have to take into account: (i) the physical chemistry of the surfactant in aqueous solution for choosing the appropriate reference phase, (ii) the surface heterogeneity of the adsorbing solid, (iii) the intensity of normal adsorbate-adsorbent bonds responsible for adsorption, (iv) the intensity of lateral bonds that favour the formation of surface aggregates through cooperative process and finally, (v) suitable theoretical models to describe adsorption phenomena. Once this has been achieved, two systems can be discussed: systems characterised by strong normal adsorbate-adsorbent bonds, currently used in ore flotation, which lead, in the case of heterogeneous surfaces, to the formation of lamellar aggregates at monolayer concentration and bilayer formation for higher concentrations. Systems characterised by weak normal adsorbate-adsorbent bonds, currently used in enhanced oil recovery and hydrocarbon (bio)remediation, which correspond to: (i) formation of globular micelles at the solid surface near the CMC when the temperature is higher than the Krafft point, (ii) formation of bilayered lamellar aggregates in the opposite case, (iii) three-dimensional condensation on substrate (T<T_Krafft) if the ionic surfactant interacts with cations in the bulk. To cite this article: J.-M. Cases et al., C. R. Geoscience 334 (2002) 675-688.

L'adsorption des tensioactifs sur les solides est un phénomène d'une très grande importance, qui conditionne l'efficacité de nombreux procédés industriels, comme la flottation sélective des minerais, les procédés de fabrication des peintures, de récupération assistée du pétrole par voie tertiaire ou encore de lutte contre la pollution des sols par les hydrocarbures. C'est aussi un phénomène d'une grande complexité et d'un grand intérêt scientifique, dans la mesure où les résultats obtenus peuvent nous permettre de mieux comprendre le devenir de la matière organique dans la biosphère. Les modèles thermodynamiques élaborés en vue d'une compréhension des mécanismes d'adsorption ou de rétention des tensioactifs à l'interface d'un solide hydrophile et d'une solution aqueuse doivent nécessairement prendre en compte un certain nombre de paramètres. Parmi ceux-ci, on peut citer : la physico-chimie du tensioactif, pour le choix d'une phase de référence, l'hétérogénéité énergétique superficielle du solide, l'importance de la liaison normale adsorbat-adsorbant, responsable de l'adsorption, et des liaisons latérales dans la couche adsorbée, responsables de la formation sur la surface d'agrégats condensés. Dans ces conditions, il est possible de décrire deux grands types de systèmes : les systèmes à fortes liaisons normales adsorbat-adsorbant, recherchées lors de la flottation des minerais, qui favorisent, sur surface hétérogène, la formation d'agrégats lamellaires à une couche, qui rendent progressivement hydrophobes et flottables les particules solides dont on souhaite la récupération. À plus forte concentration d'équilibre apparaı̂t une bicouche. Les systèmes à faibles liaisons normales adsorbat-adsorbant, utilisés pour la récupération assistée du pétrole, de manière à conserver aux solutions injectées leurs propriétés détergentes, favorisent : (i) la formation directe de micelles globulaires sur la surface pour des valeurs de concentration légèrement inférieures à la CMC, si la température est supérieure au point de Krafft (−3kT<Δμ) ; (ii) la formation d'agrégats à deux couches, si la température est inférieure au point de Krafft ; (iii) la condensation tri-dimensionnelle sur support, si le tensioactif est susceptible de précipiter avec des ions présents dans la solution aqueuse. La température du système est alors inférieure à celle du point de Krafft de la phase précipitée. Pour citer cet article : J.-M. Cases et al., C. R. Geoscience 334 (2002) 675-688.