Biodeterioration of cementitious matrix by fungi: Development of accelerated laboratory test
Biodétérioration d'une matrice cimentaire par des champignons : Mise au point d'un test accéléré de laboratoire
Résumé
Micro-organisms (bacteria, cyanobacteria, fungi, algae) can grow on building materials. They are liable to degrade materials properties: from an alteration of aesthetic aspect to a reduction of its service life. Biodeterioration is associated to chemical, physical and aesthetic mechanisms. To control and to act efficiently against biodeterioration of buildings materials, it is necessary to have a better understanding of those mechanisms.The aim of this study is to develop an accelerated laboratory test to study the biodeterioration of cementitious matrix by fungi.
The study of biodeterioration involves a pluridisciplinary approach. Firstly, this work was considered from a biological point of view. Hence, optimum parameters for a rapid fungal development were determined. Then, attention was paid to the matrix preparation, to make it favourable for fungal growth. Finally, these two approaches were combined to study microbial development on the matrix prepared.
The accelerated laboratory test developed permits to obtain a rapid fungal growth on cement specimens. The results point out that in the present study the microbial growth is promoted with the accelerated weathering of the matrix. It plays a major role. No microbial growth is noticed on nonweathered specimens. From a biodeterioration point of view, the test developed permits to observe and to points out aesthetical and physical biodeterioration mainly. Results point out the necessity to have not only microscopic observations to study the microbial development. While this shows the aesthetical biodeterioration of specimens, it underestimates the real extent of the microbial colonization. The PAS staining reveals microbial growth on and within the matrix. The SEM observations permit to identify characteristic bacterial shapes.
The study of biodeterioration involves a pluridisciplinary approach. Firstly, this work was considered from a biological point of view. Hence, optimum parameters for a rapid fungal development were determined. Then, attention was paid to the matrix preparation, to make it favourable for fungal growth. Finally, these two approaches were combined to study microbial development on the matrix prepared.
The accelerated laboratory test developed permits to obtain a rapid fungal growth on cement specimens. The results point out that in the present study the microbial growth is promoted with the accelerated weathering of the matrix. It plays a major role. No microbial growth is noticed on nonweathered specimens. From a biodeterioration point of view, the test developed permits to observe and to points out aesthetical and physical biodeterioration mainly. Results point out the necessity to have not only microscopic observations to study the microbial development. While this shows the aesthetical biodeterioration of specimens, it underestimates the real extent of the microbial colonization. The PAS staining reveals microbial growth on and within the matrix. The SEM observations permit to identify characteristic bacterial shapes.
Les micro-organismes (bactéries, cyanobactéries, champignons, algues) peuvent se développer sur les matériaux de construction. Ils sont capables de dégrader les propriétés du matériau : de l'altération de l'aspect esthétique jusqu'à une réduction de sa durabilité. La biodétérioration est associée aux mécanismes chimiques, physiques et esthétiques. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la biodétérioration permettra de mieux lutter contre les dommages engendrés et à terme de prévenir le développement de ces micro-organismes.
Le but de cette étude est de développer un test accéléré de laboratoire pour étudier la biodétérioration d'une matrice cimentaire par des champignons. L'étude de la biodétérioration nécessite une approche pluridisciplinaire. Dans un premier temps, ce travail a été abordé d'un point de vue purement « micro-organismes ». Cela a permis d'identifier et de définir les paramètres optimums de culture et croissance fongique. Dans un second temps, l'attention s'est portée sur la préparation d'une matrice cimentaire compatible avec le développement fongique. Enfin, les deux approches ont été combinées permettant l'étude de la croissance des micro-organismes sur le matériau.
Le test développé a permis d'obtenir un développement fongique rapide sur des éprouvettes en ciment. Les résultats obtenus ont notamment mis en évidence le rôle fondamental joué par le pH de surface sur le développement microbien. Les résultats montrent qu'il ne peut y avoir de développement microbien sans un vieillissement préalable du matériau. D'un point de vue de la biodétérioration, le test développé a permis d'observer et de mettre en évidence la biodétérioration esthétique et physique principalement. Les résultats ont également montré la nécessité de ne pas se limiter aux observations au microscope pour étudier la biodétérioration. Bien que ces observations mettent en évidence la biodétérioration esthétique, elles sous-estiment l'étendue réelle de la colonisation microbienne. La coloration PAS révèle l'étendue de la colonisation microbienne sur et dans la matrice. De plus, les observations au MEB ont permis d'identifier des formes caractéristiques de bactéries, confirmant les observations au stéréomicroscope et après coloration.
Le but de cette étude est de développer un test accéléré de laboratoire pour étudier la biodétérioration d'une matrice cimentaire par des champignons. L'étude de la biodétérioration nécessite une approche pluridisciplinaire. Dans un premier temps, ce travail a été abordé d'un point de vue purement « micro-organismes ». Cela a permis d'identifier et de définir les paramètres optimums de culture et croissance fongique. Dans un second temps, l'attention s'est portée sur la préparation d'une matrice cimentaire compatible avec le développement fongique. Enfin, les deux approches ont été combinées permettant l'étude de la croissance des micro-organismes sur le matériau.
Le test développé a permis d'obtenir un développement fongique rapide sur des éprouvettes en ciment. Les résultats obtenus ont notamment mis en évidence le rôle fondamental joué par le pH de surface sur le développement microbien. Les résultats montrent qu'il ne peut y avoir de développement microbien sans un vieillissement préalable du matériau. D'un point de vue de la biodétérioration, le test développé a permis d'observer et de mettre en évidence la biodétérioration esthétique et physique principalement. Les résultats ont également montré la nécessité de ne pas se limiter aux observations au microscope pour étudier la biodétérioration. Bien que ces observations mettent en évidence la biodétérioration esthétique, elles sous-estiment l'étendue réelle de la colonisation microbienne. La coloration PAS révèle l'étendue de la colonisation microbienne sur et dans la matrice. De plus, les observations au MEB ont permis d'identifier des formes caractéristiques de bactéries, confirmant les observations au stéréomicroscope et après coloration.
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