Caractérisation du rôle de l'aluminium dans les interactions entre les microorganismes et les matériaux cimentaires dans le cadre des réseaux d'assainissement

Characterization of the role of aluminium in the interactions between microorganisms and cementitious material in sewer networks context

• Auteur / Autrice : Amaury Buvignier
• Direction : Etienne Paul, Alexandra Bertron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Genie des procedes et de l'environnement
• Date : Soutenance le 28/06/2018
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : ECOLE DOCTORALE MECANIQUE, ENERGETIQUE, GENIE CIVIL ET PROCEDES
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMDC - LABORATOIRE MATERIAUX ET DURABILITE DES CONSTRUCTIONS - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés / LISBP - Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions [Toulouse] / LMDC - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés / LISBP
• Jury : Président / Présidente : Thierry Chaussadent
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Etienne Paul, Alexandra Bertron, Josée Duchesne, Eric Van hullebusch, Pechaud Yoan, Laurence Guyonnet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Josée Duchesne, Eric Van hullebusch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microorganismes

Biofilms

Aluminium

Égouts

Biodégradation

Mots clés libres

Biodétérioration

Réseaux d’assainissement

Aluminium

Bactérie sulfo-oxydante

Caractérisation avancée de la microstructure des matériaux

Biodeterioration

Sewer networks

Aluminium

Sulfur-oxidizing bacteria

Microstructural analyses of cement paste

Résumé

Une part importante de la détérioration des réseaux d’assainissement en matériau cimentaire est d’origine biologique. Dans ce contexte, les matériaux à base de ciment alumineux ont montré une meilleure durabilité que ceux à base de ciment Portland ordinaire, couramment utilisés. Les hypothèses de la littérature qui expliqueraient cette meilleure résistance sont centré sur l’aluminium (présent à plus de 50% dans les ciments alumineux pour seulement 5% dans les ciments Portland). L’objectif de cette thèse est de caractériser et hiérarchiser les mécanismes de résistance des matériaux cimentaires lors de la biodétérioration. Cela permettra de comprendre le rôle de l’aluminium dans les interactions entre les microorganismes et les matériaux cimentaires. Après des études en réacteur et des tests de biodétérioration de pâte de ciments en laboratoire, il semblerait que la principale cause de résistance est due à la réactivité des matrices cimentaires plus qu’à un effet inhibiteur de l’aluminium ou du matériau sur les microorganismes.

An important part of the deterioration observed in concrete sewer networks is due to biological activity. In this context, calcium aluminate cement (CAC) based material has shown a better durability than ordinary Portland cement, usually used in such context. In literature, hypothesis explaining the better resistance are focused on aluminium. The aim of the project is to characterize the role of aluminium in the interactions between cementitious material and microorganisms. Reactor study and Lab scale aggressive biodeterioration protocol of cementitious material revealed that the better resistance of CAC is due to their lower reactivity and not to a bacteriostatic effect of the material on the microorganisms.