Rédaction en recherche sur l'eau, Des chercheurs autrichiens de la TU Graz et de l'Université de Graz discutent de nouveaux matériaux qui empêchent les dommages causés par la corrosion microbienne du béton.

Les systèmes de traitement des eaux usées font partie intégrante de l'infrastructure de chaque collectivité. Dans un monde idéal, ils fonctionnent bien et durent longtemps. Mais les processus de transformation biogénique dans les systèmes de traitement des eaux usées et des eaux usées sont un « ennemi naturel » des plantes conventionnelles, causant fréquemment des dommages aux éléments en béton et en métal qui sont coûteux à réparer. Par conséquent, il n'est pas rare que les systèmes d'assainissement aient une durée de vie inférieure à dix ans, avant de devoir être remis à neuf ou de remplacer des composants individuels. Gaz toxiques libérés lors des processus biogéniques, comme le sulfure d'hydrogène, présentent également un risque sanitaire important, provoquant une gamme de symptômes allant de l'irritation à l'insuffisance respiratoire et à la mort.

Ecrire dans le journal Recherche sur l'eau , un groupe interdisciplinaire de chercheurs de la TU Graz et de l'Université de Graz a défini des stratégies visant à prévenir ce que l'on appelle la corrosion microbienne du béton (MICC).

Corrosion microbienne du béton :fermer les yeux n'est pas la réponse

Cyrill Grengg de l'Institut des géosciences appliquées de la TU Graz a expliqué :« Le MICC corrode souvent les types de béton conventionnels utilisés dans les stations d'épuration à raison d'un centimètre ou plus par an. En conséquence, les éléments en béton peuvent être détruits en quelques années seulement, causant des dommages importants aux systèmes d'assainissement. » Selon les chercheurs, il y a souvent un manque de sensibilisation à ces processus et à la menace qui en résulte pour les infrastructures de traitement des eaux usées et la santé humaine. "Fermer les plaques d'égout et regarder dans l'autre sens n'est pas la solution, " ajouta Grengg. Rien qu'en Allemagne, l'impact économique des réparations du système d'assainissement est estimé à environ 450 millions d'euros par an. Bien qu'aucune donnée ne soit actuellement disponible pour l'Autriche, les coûts peuvent être extrapolés et également appliqués à d'autres pays européens.

La corrosion acide microbienne (MICC) dans les installations de traitement des eaux usées résulte d'une séquence de réactions biogéniques de réduction des sulfates, suivi d'une réoxydation. Initialement, le sulfate dans les canalisations sous pression ou les eaux usées stagnantes est réduit par les bactéries dans des conditions anaérobies - ou sans oxygène -, formation de sulfure d'hydrogène. Ce piquant, des gaz hautement toxiques s'échappent dans l'air des égouts et se diffusent dans les conduites d'égout et les regards. Là, la réoxydation par des bactéries autotrophes a lieu sur des murs en béton qui n'entrent même pas en contact avec les eaux usées. Ces micro-organismes produisent de l'acide sulfurique qui réagit avec les éléments de construction en béton. Comme Günther Koraimann de l'Institut des biosciences moléculaires de l'Université de Graz, qui a étudié ces processus en détail, explique :« Cela conduit à la formation vigoureuse d'un biofilm à la surface du béton, une réduction de la valeur du pH en dessous de deux, en d'autres termes très acide, et la formation extensive de nouveaux minéraux, principalement sous forme de plâtre. La combinaison de ces processus entraîne la destruction rapide du béton."

Solution holistique

Les scientifiques basés à Graz ont travaillé sur une solution holistique en utilisant une approche de recherche interdisciplinaire. Des recherches approfondies sur les processus microstructuraux et microbiologiques ont été suivies par le développement de nouveaux matériaux résistants au MICC en étroite collaboration avec l'Institut de la construction et des matériaux de construction de la TU Darmstadt. Dans ce contexte, le béton géopolymère s'est avéré particulièrement bien adapté pour résister à la corrosion acide. Lors du développement de ce matériau de construction, la résistance à l'acide était une propriété extrêmement souhaitable, tout comme les surfaces hautement antibactériennes, sur lequel l'équipe de recherche a fait des progrès significatifs - les micro-organismes qui déclenchent le processus d'oxydation initial sont incapables de s'installer sur de telles surfaces en premier lieu. À son tour, cela empêche la formation d'acide sulfurique. Florian Mittermayr de l'Institute of Technology and Testing of Construction Materials de la TU Graz a commenté :« Nous avons obtenu des résultats très prometteurs avec des matériaux qui ont une durée de vie bien plus longue que les types de béton conventionnels. L'utilisation de ces matériaux durables permettrait aux opérateurs de rénover systèmes d'assainissement endommagés, prolongeant considérablement leur durée de vie et réduisant le fardeau financier des collectivités locales et des associations de traitement des eaux usées. » Les chercheurs ont publié leurs dernières découvertes sur la prévention MICC dans le numéro actuel de la revue Recherche sur l'eau 134 (2018) 341—352 : « Progrès des matériaux en béton pour les systèmes d'égout affectés par la corrosion microbienne du béton :un examen. »

La province autrichienne de Styrie a soutenu financièrement la recherche, et se consacre à la sensibilisation à ce problème mondial parmi les autorités locales de Styrie et les associations régionales de traitement des eaux usées.