Biodétérioration de mortiers armés par Acidithiobacillus thiooxidans

par Mohamad Hajj Chehade

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Denis Damidot.


  • Résumé

    Les travaux menés dans le cadre de cette thèse abordent la biodétérioration des mortiers armés par les bactéries du genre Acidithiobacillus thiooxidans connues pour rapidement altérer les mortiers et bétons dans les égouts. Les objectifs ont visés à mettre au point un dispositif expérimental permettant de quantifier et de comprendre les mécanismes bio-physico-chimiques impliqués, et à développer un test accéléré permettant de tester différentes formulations de mortiers, notamment, des aluminates de calcium (CAC) et des ciments Portland (OPC). Le dispositif expérimental est basé sur un essai de biolixiviation de mortiers armés par une suspension bactérienne de A. thiooxidans à pH inférieur à 2. Une étude approfondie des conditions de croissance de A. thiooxidans dans un milieu spécifique à cette bactérie ont été nécessaire pour disposer d’un essai de biolixiviation reproductible. A la fin des tests de biolixiviation, les mortiers armés CAC et OPC présentent deux zones altérées à leur surface ayant différentes minéralogies : une zone endommagée très altérée à l’extérieur et une zone intermédiaire moins altérée entre la zone altérée et le cœur sain. L’état de dégradation à été estimé par un indice d’attaque permettant de confirmer quantitativement que les mortiers armés CAC sont moins biodétériorés que ceux à base de ciment OPC. L’essai de biolixiviation mis en place pourrait donc servir de test pour évaluer la performance de diverses formulations de matériaux cimentaires. Les résultats électrochimiques des armatures incorporées dans les mortiers ont montré un effet protecteur plus important du ciment CAC, avec une intensité de corrosion plus faible que celle du ciment OPC.

  • Titre traduit

    Biodeterioration of reinforced mortars by Acidithiobacillus thiooxidans


  • Résumé

    The aim of this PHD is to study the biodeterioration of reinforced mortar by bacteria of the gender A. thiooxidans known for its fast alteration of mortar and concrete in sewer system. The objectives of this study consisted on the development of a new experimental device that allow on one hand to understand and quantify the different biological, chemical and physical mechanisms that may take place in concrete biodeterioration, and on the other hand to serve as basic reactor for an accelerated biodeterioration test allowing the discrimination of new reinforced mortar formulations mainly Portland cement (OPC) and calcium aluminate cement (CAC) formulations. The experimental device consists of a biolixivation of reinforced mortar by a A. thiooxidans bacterial suspension at pH lower than 2. A study of growth conditions of A. thiooxidans in a specific media for this bacterial strain was necessary to procure a reproducible biolixivation essay. At the end of the biolixiviation test the CAC and OPC mortar presented different mineralogy deteriorated zones. One deeply distorted zone in contact with bacterial suspension, a second intermediate zone less damaged than the first one and the cement untouched core. An estimated attack index confirmed that CAC mortars are much more resistant to biodeterioration than OPC cement. Hence the performed biolixivation essay helped to evaluate the performance of various cementitious material formulations in order to prevent biodeterioration by A. thiooxidans. Electrochemical analysis of mortar incorporated armatures demonstrated that CAC mortar composition shows a more protective effect than OPC cement displaying lower corrosion intensity.


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