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Détérioration des matériaux cimentaires dans les ouvrages de nitrification des stations d’épuration

Deterioration of cementitious materials in nitrification works in wastewater treatment plants

¹ MAST, CPDM, Université Gustave Eiffel, IFSTTAR, F-77447 Marne-la-Vallée, France
² SIAAP, 82, Avenue Kléber, 92700 Colombes, France
³ INSA Toulouse, 135, Avenue de Rangueil, 31400 Toulouse, France

^* e-mail: julie.lewi@ifsttar.fr

Reçu : 20 Décembre 2019
Accepté : 15 Septembre 2020

Résumé

En assainissement, la nitrification est une étape de traitement biologique qui permet, par l’intermédiaire de bactéries nitrifiantes, de transformer les ions ammonium en ions nitrate. Les ouvrages dans lesquels se déroule la nitrification sont construits avec des matériaux cimentaires qui subissent des dégradations de plus en plus visibles ces dernières années. Dans la littérature, il n’existe qu’une seule étude réalisée par une équipe suisse qui s’est intéressée à la détérioration du béton dans les ouvrages de nitrification. Il est reporté dans ces travaux que les dégradations observées sur les ouvrages ont une origine biologique et résultent de l’acidité générée par l’activité biologique nitrifiante à l’interface paroi en béton/biofilm. Néanmoins, d’autres paramètres qui ne sont pas pris en compte peuvent être responsables de la dégradation du béton, ce qui signifie qu’une étude plus détaillée des mécanismes de dégradation est nécessaire pour bien qualifier et quantifier les dégradations dans les ouvrages de traitement biologique. En effet, les dégradations peuvent avoir une origine chimique, une origine mécanique ou une origine biologique. Cet article bibliographique a ainsi pour objectif de décrire et d’analyser les différents paramètres chimiques, biologiques et mécaniques susceptibles d’avoir une influence sur la dégradation du béton dans les ouvrages de nitrification.

Abstract

In wastewater treatment plants, nitrification is a biological treatment stage, which leads to the production of nitrate ions from nitrate ions using nitrifying bacteria. The structures in which the nitrification takes place are built with cementitious materials, which have degradations more and more apparent in recent years. In the literature, only one study from a Swiss team is available about the deterioration of concrete in nitrification structures. It is reported in this study that the observed degradations have a biological origin and resulted from the acidity generated by the nitrifying biological activity at the interface concrete/biofilm. However, other parameters that are not discussed in this study may be responsible for the degradation of concrete. A detailed study of the degradation mechanisms is necessary in order to qualify and quantify the degradation in nitrification structures. Indeed, the degradations may have a chemical origin, a mechanical origin or a biological origin. This bibliographical article aims to describe and to analyze the different chemical, biological and mechanical parameters which may have an influence on the degradation of concrete in nitrification structures.