Characterization of the role of aluminium in the interactions between microorganisms and cementitious material in sewer networks context

Caractérisation du rôle de l'aluminium dans les interactions entre les microorganismes et les matériaux cimentaires dans le cadre des réseaux d'assainissement

Amaury Buvignier (1, 2)

1 LMDC - Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions
2 LISBP - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés

An important part of the deterioration observed in concrete sewer networks is due to biological activity. In this context, calcium aluminate cement (CAC) based material has shown a better durability than ordinary Portland cement, usually used in such context. In literature, hypothesis explaining the better resistance are focused on aluminium. The aim of the project is to characterize the role of aluminium in the interactions between cementitious material and microorganisms. Reactor study and Lab scale aggressive biodeterioration protocol of cementitious material revealed that the better resistance of CAC is due to their lower reactivity and not to a bacteriostatic effect of the material on the microorganisms.

Une part importante de la détérioration des réseaux d’assainissement en matériau cimentaire est d’origine biologique. Dans ce contexte, les matériaux à base de ciment alumineux ont montré une meilleure durabilité que ceux à base de ciment Portland ordinaire, couramment utilisés. Les hypothèses de la littérature qui expliqueraient cette meilleure résistance sont centré sur l’aluminium (présent à plus de 50% dans les ciments alumineux pour seulement 5% dans les ciments Portland). L’objectif de cette thèse est de caractériser et hiérarchiser les mécanismes de résistance des matériaux cimentaires lors de la biodétérioration. Cela permettra de comprendre le rôle de l’aluminium dans les interactions entre les microorganismes et les matériaux cimentaires. Après des études en réacteur et des tests de biodétérioration de pâte de ciments en laboratoire, il semblerait que la principale cause de résistance est due à la réactivité des matrices cimentaires plus qu’à un effet inhibiteur de l’aluminium ou du matériau sur les microorganismes.

Mots clés: Biodeterioration; Sewer networks; Aluminium; Sulfur-oxidizing bacteria; Microstructural analyses of cement paste

Mots clés: Biodétérioration; Réseaux d’assainissement; Aluminium; Bactérie sulfo-oxydante; Caractérisation avancée de la microstructure des matériaux

Domaines: Matériaux; Microbiologie et Parasitologie

Amaury Buvignier. Caractérisation du rôle de l'aluminium dans les interactions entre les microorganismes et les matériaux cimentaires dans le cadre des réseaux d'assainissement. Matériaux. INSA de Toulouse, 2018. Français. ⟨NNT : 2018ISAT0022⟩. ⟨tel-01963228⟩