Évaluation d'un inhibiteur de corrosion organique dans le cadre de la préservation des monuments historiques Influence bactérienne

Preservation of ancient monuments: organic inhibitor test.bacteria influence

¹ Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg (INSA), Laboratoire d'Ingénierie des Surfaces, 24 bd de la Victoire, F-67084 Strasbourg Cedex, France
² Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, 58 bd Lefebvre, F-75732 Paris Cedex 15
³ Corrodys, 55 rue de Beuzeville – BP 9, F-50120 Equeurdreville, France
⁴ Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques, 29 rue de Paris, F-77420 Champs-sur-Marne, France

Résumé

Les contraintes générées par la corrosion des armatures métalliques dans les monuments anciens peuvent conduire à l'éclatement de la pierre. Afin de trouver des moyens de prévenir ces phénomènes, un inhibiteur organique, P2, a été testé. Deux solutions représentatives des différents milieux, riches en sels, pouvant être responsables de la corrosion des armatures métalliques dans le cas particulier de la pierre ont été mises au point : M1 enrichi en calcium à pH = 8,5 et M2 enrichi en calcium et en sulfate à pH = 7,7 [1]. La partie organique de P2 est constituée de fonctions amines et de composés aromatiques. L'étude de l'action de l'inhibiteur a été effectuée en deux étapes : des échantillons de fer ont d'abord été plongés dans ces solutions, puis des observations et analyses des dépôts formés sur les échantillons après 30 jours d'immersion ont été réalisées. Des observations au Microscope Electronique à Balayage (MEB) et/ou Microscope Electronique à Balayage Environnemental (ESEM) ainsi que des analyses par rayons X (diffraction des rayons X, fluorescence X, microanalyse en dispersion d'énergie couplée au MEB) ont permis de caractériser la nature des dépôts formés. L'action de l'inhibiteur sur la surface du métal a, quant à elle, été déterminée par des observation MEB sur les échantillons décapés. Après 24 hd'immersion P2 agit par adsorption de la phase organique à la surface du fer, mais la stabilité à long terme du produit demande à être vérifiée car aprés 30 jours d'immersion les échantillons sont recouverts d'oxydes. L'analyse des milieux a également permis de constater que travaillant en milieu non stérile, des bactéries avaient pu se développer et pouvaient influencer des vitesses de corrosion et conditionner la fonction inhibitrice de l'inhibiteur. les Bactéries Sulfato Réductrices (BSR) et les Bactéries Thiosulfato Réductrices (BTR) PRésentes dans les milieux ont été dénombrées par la méthode du nombre le plus probable.

Abstract

The stress created by the corrosion of the steel reinforcements in ancient monuments can lead to stone bursting. To find means of preventing these phenomena, an organo inhibitor, P2, was tested. Two representative solutions of different media rich in salts that can be responsible for the corrosion of the metal reinforcements in the particular case of stone were developed : M1 enriched with calcium at pH = 8.5 and M2 enriched with sulphate and calcium at pH = 7.7 [1]. The P2's organic part consists of amino functions and aromatic compounds. The study of the inhibitor action encompassed two steps: iron samples were initially immersed into the solutions, then after 24 hours and 30 days of immersion analysis of the deposits formed on the samples were carried out. Analysis with the Scanning Electron Miscroscope (SEM) and/or Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM) and analysis by X-ray (X-ray diffraction, X-ray fluorescence, SEM energy dispersive X-ray microprobe) permitted the characterization of the deposits formed. The inhibitor action on the metal surface was determined by SEM observations on the samples that were chemically etched to remove the oxide layer. After 24 hours of immersion, P2 may act by adsorption of an organic compound at the iron surface, but the long term stability of this product would require being verified, after 30 days of immersion iron oxides were present on the sample surfaces. The media analyze also allowed the observation that when working in a non-sterile environment, some bacteria were able to develop and could influence the corrosion rate and the effectiveness of the inhibitor. The Sulphate Reducing Bacteria (SRB) and Thiosulphate Reducing Bacteria (TRB) present in the media were counted using the most likely number method.