Influence de la préoxydation d’un PEHD sur l’extraction des carbonyles et la croissance d’un biofilm

Extraction of oxidation compounds and biofilm growth of pre oxidized polyethelene

¹ Ifsttar, Département Matériaux, Groupe Comportement Physico-chimique et Durabilité des Matériaux, 58 Bd Lefebvre, 75732 Paris Cedex 15, France
e-mail : carlota.pons@ifsttar.fr; fabienne.farcas@ifsttar.fr
² PIMM (UMR CNRS 8006), Arts et Métiers ParisTech, 151 Bd de l’hôpital, 75013 Paris, France
³ Cemagref, unité de recherche Hydrosystèmes et bioprocédés, Parc de Tourvoie, BP 44, 92163 Antony, France

Reçu : 29 Juin 2011
Accepté : 13 Mars 2012

Résumé

Les géomembranes en polyéthylène haute densité (PEHD) sont utilisées comme barrière d’étanchéité dans les Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND). Malgré les bonnes propriétés initiales du PEHD, face aux agressions chimiques et biologiques du lixiviat, sa durabilité reste une question ouverte. L’objectif de cette étude est de déterminer la nature des espèces carbonylées bioassimilables qui ont été extraites d’un PEHD préoxydé et incubé 7 mois à 40 °C dans un lixiviat d’ISDND. L’identification des produits d’oxydation du PEHD, éventuels substrats pour le développement de microorganismes, est comparée à la croissance du biofilm formé à la surface du polymère. La nature et la quantité des espèces carbonylées extraites du polymère sont déterminées par spectrophotométrie infra-rouge à transformée de Fourier (IRTF) en mode transmission, avant et après dérivatisation chimique. Parallèlement, la croissance du biofilm est suivie par IRTF en mode réflexion totale atténuée (ATR) ainsi que par Microscopie Électronique à Balayage (MEB).

Abstract

High-density polyethylene (HDPE) geomembranes are used as a sealing barrier in the municipal solid waste (MSW) landfills. Despite good initial properties of the HDPE, its durability limited by chemical and biological ageing in MSW landfill leachate, remains an open question. The aim of this study is to determine the nature of the carbonyl compounds generated by the preodixation process and extracted from an HDPE film preoxidized and incubated 7 months at 40 °C in a municipal solid waste (MSW) landfill leachate. The identification of the HDPE oxidation products as carboxylic acids, potential substrates for the development of microorganisms, and its depletion kinetic are compared to the biofilm growth formed on the polymer surface. The nature and concentration of extracts carbonyl compounds are determined by Fourier Transformed Infra-Red (FTIR) spectroscopy in transmittance mode, before and after chemical derivatization. In parallel, the biofilm growth at the HDPE surface is followed by attenuated total reflection FTIR spectroscopy and by Scanning Electron Microscopy (SEM).