Porosité des mortiers et bioréceptivité

Mortar porosity and bioreceptivity

¹ Laboratoire de GÉnie de la COnception (LGECO), Laboratoire d’Ingénierie des Surfaces de Strasbourg (LISS), Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg (INSA), 24 boulevard de la Victoire, 67084 Strasbourg Cedex, France
e-mail : nicolas.bur@insa-strasbourg.fr ; sebastien.roux@insa-strasbourg.fr ; francoise.feugeas@insa-strasbourg.fr
² Institut de Physique du Globe de Strasbourg, 1 rue Blessig, 67084 Strasbourg Cedex, France
e-mail : ygeraud@illite.u-strasbg.fr
³ Arctic Technology Department, The University Centre in Svalbard (UNIS), PB 156, 9171 Longyearbyen, Norway
e-mail : louis.delmas@unis.no

Reçu : 5 Octobre 2009
Accepté : 13 Octobre 2010

Résumé

Les considérations environnementales actuelles (protocole de Kyoto) incitent à l’élaboration de nouvelles formulations de ciments plus éco-respectueux. De tels ciments doivent être caractérisés, notamment, en ce qui concerne leur utilisation dans le contexte du respect de l’environnement et de la construction durable. La colonisation microbienne de la surface des matériaux est la première étape des phénomènes de bioaltération et biodétérioration. Quelle que soit la nuance cimentaire considérée, le réseau poreux limite la pénétration des microorganismes car l’accès au réseau dans les pâtes de ciment durci se fait, aux imperfections de surface près, par des pores dont le diamètre est inférieur à la taille des bactéries. La présence de granulats dans les mortiers engendre la formation d’une seconde famille de porosité, à l’interface matrice cimentaire–granulats, dont les seuils d’accès peuvent atteindre 4 μm et autoriser la pénétration des microorganismes. Cette étude, en adaptant trois méthodes de caractérisation des matériaux cimentaires, a permis d’affiner la caractérisation du réseau poreux et de son évolution, à travers des échantillons de mortiers. Une évaluation de la peauet de son épaisseur a été effectuée en fonction des ciments utilisés. La peau des échantillons est la zone d’épaisseur millimétrique à centimétrique où les transferts de fluides sont différents de ceux possibles au cœur du matériau.

Abstract

Current environmental considerations (Kyoto protocol) incite the elaboration of new formulations of cements that are more eco-respectful. Such cements must be notably characterized regarding their use in the context of sustainable construction. The microbial colonisation of the surface of materials is the first biodegradation and biodeterioration stage. Whatever is the cement considered, the porous network limits the penetration of micro-organisms because the access to the network in hardened cement paste is made by pore diameters that are lower than the size of bacteria. The presence of aggregates in mortars produces a second family of porosity, in the interface of cement matrix and aggregates. Their thresholds of access can attain 4 μm and could authorize the penetration of the microorganisms. This study, by adapting three methods of characterization of cementitious materials has allowed a better determination of the porous network and its evolution through samples of mortars. An evaluation of the skin and its thickness was made according to used cements. The skin of samples is the area of millimetric to centimetric thickness where the transfer fluids are different from those possible in the core of the material.