Influence des caractéristiques intrinsèques d’un mortier sur son encrassement biologique

Influence of the intrinsic characteristics of a mortar on its ability to resist to the biofouling

• Auteur / Autrice : Thu Hien Tran
• Direction : Philippe Grosseau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés
• Date : Soutenance le 20/10/2011
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE
• Ecole(s) doctorale(s) : ED SIS 488
• Jury : Président / Présidente : Denis Damidot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Grosseau, Denis Damidot, Françoise Fritz-Feugeas, Gilles Escadeillas, Olivier Deves, Christine Lors, Alexandre Govin, René Guyonnet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Fritz-Feugeas, Gilles Escadeillas
• DOI : 10.70675/3b37276ez83e1z4131zbc34z90e284631462

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mortier

Encrassement

Algues

Matériaux -- Biodégradation

Béton armé -- Carbonatation

Mots clés libres

Encrassement biologique

Algues

Mortiers

Porosité

Rugosité

Carbonatation

Modélisation

Biofouling

Algae

Mortar

Porosity

Roughness

Carbonation

Model

Résumé

L’encrassement biologique des revêtements de façade constitue un problème esthétique et économique. Parmi les microorganismes impliqués, les algues sont les plus répandues. Ce travail avait pour but d’étudier expérimentalement l’influence des paramètres intrinsèques (porosité, rugosité et carbonatation) de mortiers à base de ciment sur leur bioréceptivité et de modéliser le développement du biofilm d’algues.Pour étudier l’effet de ces paramètres sur la biodétérioration des mortiers, un essai accéléré de laboratoire a été développé. Les travaux ont été réalisés avec l’algue verte Klebsormidium flaccidum fréquemment identifiée dans les prélèvements réalisés sur des façades colonisées. Les résultats montrent qu’une augmentation de rugosité et une diminution du pH de surface par carbonatation favorisent l’encrassement des mortiers par les algues.Un modèle inspiré de la loi d’Avrami a permis de modéliser le phénomène de colonisation par les algues. Deux processus interviennent dans le mécanisme de colonisation : l’accrochage (ou « germination ») et la croissance des algues. Les paramètres cinétiques représentant ces processus ont été déterminés et révèlent l’importance de la rugosité et de la carbonatation sur la constante de vitesse de « germination ».L’exposition d’échantillons en extérieur a été également réalisée. Les résultats obtenus permettent de retrouver partiellement le comportement des matériaux en laboratoire même si le démarrage de la colonisation semble être affecté par les conditions climatiques.

Biofouling of wall coatings is an aesthetic and economic problem. Among microorganisms involved, the algae are the most involved. This work aimed to study experimentally the influence of intrinsic parameters (porosity, roughness and carbonation) of a cement-based mortar on its bioreceptivity and to model the development of algae.To study the algal biodegradation, an accelerated laboratory test was developed. This work was carried out with the green alga Klebsormidium flaccidum frequently identified in samples taken on colonized facades. The results show that an increase in roughness and a decrease in surface pH by carbonation of mortars promote fouling by algae.A model based on Avrami's law was used to simulate the algal colonization. Two processes involved in the mechanism of colonization: the attachment (or ''germination'') and the growth of algae. The kinetic parameters representing these processes have been determined and reveal the importance of the roughness and the carbonation on the constant rate of ''germination''.Exposure of samples in nature was also carried out. The results obtained allow recovering partially the behavior of materials in the laboratory test even if the start of colonization seems to be affected by weather conditions.