Étude du potentiel d'autocicatrisation et de biocicatrisation de matériaux cimentaires fissurés

par Jean Ducasse-Lapeyrusse

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Richard Gagné et de Christine Lors.


  • Résumé

    Les bactéries peuvent favoriser la formation de calcite. Leur utilisation au sein des matériaux cimentaires permettrait de colmater des fissures avec ce produit compatible et durable. L'objectif principal de cette thèse est de comprendre les mécanismes de la biocicatrisation des matériaux cimentaires afin d’accélérer la cinétique et maximiser le colmatage de fissures importantes (>200 µm). L'approche de biocicatrisation étudiée consiste à imprégner les fissures à l'aide d'un milieu de culture (milieu précurseur) contenant des bactéries. 3 aspects sont étudiés : les mécanismes abiotiques de cicatrisation (sans bactéries) des fissures de mortier, la croissance bactérienne in vitro, et la biocicatrisation des fissures de mortier. L'étude des mécanismes abiotiques porte sur l'autocicatrisation naturelle et sur l'influence des milieux précurseurs (urée, lactate de calcium et gluconate de calcium) sur la cicatrisation. L'influence d'une carbonatation initiale des fissures est aussi évaluée. L'étude sur les bactéries vise à suivre leur développement et à sélectionner le milieu de culture. L'étude de la biocicatrisation consiste à suivre la cicatrisation de fissures soumises aux traitements bactériens sélectionnés. Des fissures importantes (>200 µm) peuvent être réduites à 80 % par l'action des bactéries. Certains précurseurs ont un rôle important sur la cicatrisation de fissures fraichement ouvertes : en contact avec la pâte de ciment ils favorisent la formation d'ettringite qui comble partiellement les fissures. Il n'y a pas d'effet de ces précurseurs sur les fissures préalablement carbonatées.

  • Titre traduit

    Study of self-healing and bio-healing potential of cracked cementitious materials


  • Résumé

    Certain bacteria are able to promote calcite formation. Their use in the material allows the sealing of cracks by calcite, which is a compatible and durable product. The objective of this research is to achieve a better understanding of the biocicatrisation mechanisms in cementitious materials in order to accelerate its kinetics and maximize the sealing of large cracks (>200 µm). The studied bio-healing approach consists of soaking the cracks with a culture medium (precursor medium) containing bacteria. 3 aspects are investigated: abiotic healing mechanisms (without bacteria) of mortar cracks, in vitro bacterial growth, and bio-healing of mortar cracks. The study of abiotic mechanisms focuses on natural self-healing and addresses the influence of precursors (urea, calcium lactate, and calcium gluconate) on the healing process. The influence of the initial carbonation of cracks is also evaluated. The study of bacteria consists of monitoring bacterial growth and selecting the culture medium. The study of bio-healing aims to monitor the healing of cracks subjected to the selected bacterial treatments. Bacteria are improving the healing ability of the material. Large cracks (>200 µm) are reduced by 80 % through bacteria. Precipitation precursors have an important role in the healing of newly opened cracks: calcium lactate and calcium gluconate, in contact with the cement paste, promote the formation of ettringite, which partially fills the cracks. There are no effects of these precursors in previously carbonated cracks.


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