matériaux eaux usées dégradation surveillance
A
Études
Assainissement
TSM 10 2020 - Page(s) 45-50

Devenir des structures en béton en présence d’H2S – Vers une évolution des classes d’exposition

Become concrete structures in the presence of H2S – Towards an evolution of exhibition classes

Résumé

Le changement climatique et les modifications de pratiques induisent une augmentation de la teneur en hydrogène sulfuré dans les réseaux d’assainissement. Outre l’aspect sanitaire, l’H2S peut être responsable de la dégradation des canalisations et/ou infrastructures en béton, en particulier lorsqu’il est oxydé par des micro-organismes sulfo-oxydants avec formation d’acide sulfurique. Cet acide réagit avec les composés alcalins du béton et notamment avec l’hydroxyde de calcium pour former du gypse, composé expansif. Dans ces conditions et en fonction de la teneur en H2S, des dégradations importantes sont observées qui peuvent quelquefois conduire à l’effondrement du béton dans la partie aérienne. Des recommandations sur le choix des ciments sont proposées pour ces environnements, mais ne donnent pas entière satisfaction compte tenu du manque de données sur le comportement des matériaux cimentaires en fonction de la teneur en H2S. Dans cette étude, trois mortiers formulés avec des ciments différents ont été exposés sur six sites différents en France afin d’essayer de mieux définir les classes d’exposition définies dans le fascicule FD P18-011 relatif aux environnements contenant de l’H2S. L’utilisation de teneur moyenne en H2S ne semble pas la donnée la plus judicieuse pour classer les environnements, l’utilisation du 3e quartile apparaît comme un paramètre plus approprié. Il est ainsi possible de former trois classes : la classe 1, le 3e quartile est inférieur à 8 ppm ; la classe 2, le 3e quartile est compris entre 8 et 15 ppm ; et la classe 3, le 3e quartile est supérieur à 15 ppm.

Abstract

Climate change and changes in practices are leading to an increase in hydrogen sulfide concentration in sanitation network. In addition to the sanitary aspect, H2S can be responsible for the degradation of concrete pipes and/or infrastructures, particularly when it is oxidised by sulpho-oxidizing microorganisms with sulphuric acid formation. This acid reacts with the concrete alkaline compounds and in particular with calcium hydroxide to form gypsum, an expansive compound. Under these conditions and depending on the H2S content, significant degradations are observed which can sometimes lead to the concrete collapse in the aerial part. Recommendations on the choice of cements are proposed for these environments, but are not entirely satisfactory regarding the lack of data on the cementitious materials behaviour as a function of H2S content. In this study, three mortars formulated with different cements have been exposed on six different sites in France in order to better define the exposure classes listed in fascicule FD P18-011 relating to H2S-containing environments. The average H2S content utilization does not seem to be the most judicious data to classify environments ; the 3rd quartile utilization appears to be a more appropriate parameter. Thus, it is possible to form 3 classes : class 1, the 3rd quartile is lower than 8 ppm ; class 2, the 3rd quartile is between 8 and 15 ppm and class 3, the 3rd quartile is higher than 15 ppm.

Mots clés : hydrogène sulfuré, Béton, matériaux cimentaires, réseaux d’assainissement, Classe d’exposition
Keywords : hydrogen sulphide, Concrete, cementitious materials, Sanitation network, Exposure class
https://doi.org/10.36904/tsm/202010045

1,2,3 MAST-CPDM – Université Gustave Eiffel – Ifsttar (Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux) – Marne-la-Vallée

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