Bioréceptivité de matériaux cimentaires en eau de rivière et technique d’évaluation de la biodétérioration par indentation

Bioreceptivity of cementitious materials in river water and technique of biodeterioration assessment by indentation

¹ ICube UMR 7357, INSA de Strasbourg, CNRS, 24 Boulevard de la Victoire, 67084 Strasbourg Cedex, France
karim.benahmed@insa-strasbourg.fr
² ICube UMR 7357, Université de Strasbourg, CNRS, IUT Robert Schuman, Département Génie Civil, 72 route du Rhin B.P. 315, 67411 Illkirch Cedex, France

Reçu : 18 Janvier 2015
Accepté : 31 Mars 2015

Résumé

Les microorganismes vivants peuvent coloniser la surface des matériaux cimentaires en formant des biofilms qui peuvent, dans certains cas, provoquer la biodétérioration du matériau. Une étude de la bioréceptivité d’un ouvrage en béton au contact d’une eau douce de rivière (la Lauch, Alsace), par le moyen de cultures bactériennes sur des milieux sélectifs gélosés, a mis en évidence la présence de bactéries sulfo-oxydantes (BSO), sulfato-réductrices (BSR) et thiosulfato-réductrices (BTR). Connues pour leur implication dans la biodétérioration des matériaux cimentaires, leur présence implique un risque potentiel de biodétérioration. L’épaisseur affectée par la biodétérioration est généralement limitée (de l’ordre du millimètre). Ainsi, pour étudier mécaniquement la biodétérioration, une technique utilisant l’indentation est en cours de mise au point. Les résultats obtenus dans un premier temps sur des matériaux sains et attaqués chimiquement en surface, avec une pointe Vickers et une charge maximale de 20 N, montrent que l’échelle de mesure est adaptée aux épaisseurs généralement affectées, en termes de profondeurs de pénétration. Les valeurs de module d’élasticité des pâtes cimentaires présentent peu de dispersion et sont comparables aux données de littérature. Les modules mesurés sur les pâtes détériorées en surface montrent une forte baisse vis-à-vis du matériau sain.

Abstract

Living microorganisms can colonize the surface of cementitious materials by forming biofilms which causes, in some cases, biodeterioration of the material. A study of the bioreceptivity of a concrete structure in contact with a river freshwater (the Lauch, Alsace) by means of bacterial cultures on selective agar media, showed the presence of sulfur-oxidizing bacteria (BSO), sulfate-reducing (SRB) and thiosulphate-reducing (BTR). Known to be involved in the biodeterioration of cementitious materials, the presence of these bacteria involves a potential risk of biodeterioration. The thickness affected by the biodeterioration is generally limited (in the order of millimeter). Thus, to study the biodeterioration from a mechanical point of view, an indentation technique is under development. Results on both sound and chemically surface attacked material, with a Vickers tip and a maximum load of 20 N, show that the measurement scale is adapted to the thicknesses commonly affected, in terms of penetration depths. Elastic modulus values of cement pastes have little dispersion and are comparable to literature data. Elastic moduli measured on the cement pastes deteriorated surface show a sharp drop compared to the sound material.