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Application de la biocicatrisation à la réparation des micro-fissures au sein d’enceintes de réacteurs nucléaires

Application of biohealing to repair micro-cracks in nuclear reactors enclosures

¹ IMT Lille Douai, Université de Lille, EA 4515, Laboratoire de Génie Civil et Géo-environnement (LGCgE), CERI Matériaux & Procédés, 941, rue Charles Bourseul, 59500 Douai, France
² EDF R&D, Materials and Mechanics Components Department, Moret-sur-Loing, France
³ EDF – DIPNN – Direction Technique, 19, rue Pierre-Bourdeix, 69007 Lyon, France

^* e-mail : christine.lors@imt-lille-douai.fr

Reçu : 17 Décembre 2019
Accepté : 9 Septembre 2020

Résumé

La précipitation de carbonate de calcium par les bactéries constitue une méthode prometteuse pour la réparation des matériaux cimentaires fissurés. Une des applications potentielles de la biocicatrisation est la maintenance des enceintes nucléaires. Les objectifs de cette étude sont, dans un premier temps, de déterminer par des essais de laboratoire si le colmatage de fissures induit par la biocicatrisation persiste après une mise sous pression comparable à celle d’un essai décennal et, dans un deuxième temps, d’appliquer le traitement par bioprécipitation à une réplique à l’échelle 1/3 d’une enceinte de réacteur nucléaire (VERCoRs), qui a ensuite été soumise à une pressurisation à 500 kPa. Les résultats obtenus en laboratoire montrent que le cycle de pression ne modifie pas l’ouverture apparente des fissures, sur lesquelles a été appliqué le traitement par bioprécipitation, démontrant ainsi que le composite formé par le carbonate de calcium biogénéré et le biofilm n’est pas altéré par un flux d’air ayant une pression de l’ordre de 500 kPa. De même, le traitement par bioprécipitation réalisé sur la maquette VeRCoRs a montré son efficacité dans les zones où les déformations du béton au cours de la pressurisation sont restées minimes.

Abstract

Precipitation of calcium carbonate by bacteria is a promising method for the repair of cracked cementitious materials. One of the potential applications of biohealing is the maintenance of nuclear enclosures. The objectives of this study were, firstly, to determine by laboratory tests whether the sealing of micro-cracks persists after a pressurization comparable to that of a 10-year test, and, in a second time, to apply the bioprecipitation treatment to a 1/3 scale replica of a nuclear reactor enclosure (VERCoRs), which was then pressurized to 500 kPa. The results obtained in the laboratory showed that the applied pressure cycle did not modify the apparent opening of the micro-cracks on which the bioprecipitation treatment has been applied, demonstrating that the composite formed by the biogenerated calcium carbonate and biofilm was not altered by a flow of air having a pressure of 450 kPa. Similarly, the bioprecipitation treatment applied to VeRCoRs proved effective in areas where the deformation of the concrete during pressurization remained minimal.