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L’influence de la carbonatation sur la biocolonisation de matériaux cimentaires dans le milieu marin

The influence of carbonation on the biocolonization of cementitious materials in the marine environment

¹ LMGC, IMT Mines Alès, Univ Montpellier, CNRS, 6, avenue de Clavières, 30319 Alès Cedex, France
² INRA, UR0050, Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement (LBE), 102, avenue des Etangs, F11100 Narbonne, France
³ IMT Mines Alès, Laboratoire de génie de l’environnement Industriel (LGEI), 6, avenue de Clavières, 30319 Alès Cedex, France
⁴ Norwegian University of Science and Technology NTNU, Department of Structural Engineering, Trondheim, Norway
⁵ UMR 5175 CEFE, Université Paul Valéry, Montpellier, SupAgro, EPHE, Laboratoire Biologie Ecologie Environnement – UPV, Route de Mende, 34000 Montpellier, France

^* e-mail: mahmoud.hayek@mines-ales.fr

Reçu : 3 Février 2020
Accepté : 8 Juillet 2020

Résumé

Les ingénieurs spécialisés en génie civil doivent intégrer dans leur design des mesures de protection de la biodiversité marine de qui autorise le concept d’écoconception d’infrastructures marines respectueuses de l’environnement. Les matériaux cimentaires sont privilégiés pour concevoir les infrastructures marines et interagissent avec le milieu marin. Ces structures seront colonisées par des micro-organismes et macroorganismes marins. Dans un premier temps, les organismes forment un biofilm à la surface du béton en fonction des facteurs environnementaux et des propriétés physico-chimiques du matériau. Dans cette étude, il a été démontré que la pré-carbonatation des matériaux cimentaires accélère la croissance des micro-organismes formant le biofilm à leur surface en abaissant le pH de la surface. Il a été démontré en laboratoire que la colonisation de la surface par des micro-organismes augmente également l’hydrophobicité de la surface et pourrait ainsi améliorer la durabilité du matériau en diminuant l’absorption d’eau de mer contenant des agents agressifs.

Abstract

Engineers specializing in civil engineering must integrate into their design measures to protect marine biodiversity, which authorizes the concept of eco-design of marine infrastructure that respects the environment. The cementitious materials are preferred to design marine infrastructure and interact with the marine environment. These structures will be colonized by marine microorganisms and macroorganisms. Initially, the organisms form a biofilm on the concrete surface according to environmental factors and the physicochemical properties of the material. In this study, it was shown that the pre-carbonation of cementitious materials accelerates the growth of microorganisms forming a biofilm by lowering the pH of the surface. It was shown using a laboratory test that colonization of the surface by microorganisms also increases the hydrophobicity of the surface and could thus improve the durability of the material by reducing the absorption of seawater containing aggressive ions.