Cristallisation de sels en milieu poreux

Ce chapitre propose une revue des principaux concepts thermodynamiques et de cinétique chimique utiles à la compréhension et à l’étude des phénomènes de cristallisation d’un ou plusieurs sels en milieu poreux.

Ce chapitre présente le concept-clé de pression de cristallisation et discute la capacité d’un cristal en cours de croissance à générer des contraintes. L’importance du film liquide confiné entre le cristal et la paroi est mise en avant ainsi que l’impact des propriétés de mouillabilité.

Ce chapitre présente les phénomènes de transport contrôlant l’évolution de la concentration en sel dans un milieu poreux lors de l’évaporation et la localisation au sein du milieu ou à sa surface des structures de sel résultant de la cristallisation : subflorescence et efflorescence. Il met en avant les mécanismes de dissolution-précipitation comme mécanismes-clés de l’évolution dynamique des efflorescences.

Ce chapitre présente une modélisation de l’impact de la cristallisation d’un sel au sein d’un matériau poreux non –saturé dans le cadre de la poromécanique à travers l’exemple de la poro-élasticité. Il met aussi en avant différentes questions ouvertes relatives à ce domaine de recherche.

Ce chapitre donne une brève introduction sur l’imagerie par rayons X et par neutrons, et son utilisation pour caractériser les processus couplés hydro-chimio-mécanique pendant la cristallisation dans des géomateriaux. La quantification expérimentale est discutée avec deux exemples illustratifs, et un lien est établi avec des études de simulation numérique dans lesquelles les ensembles de données obtenus ont été utilisés.

Ce chapitre illustre l’importance des dommages que peut causer la cristallisation des sels en milieu poreux à travers la considération de deux situations de génie civil concernant un tunnel et un viaduc. Il montre comment investigations de terrain et modélisation conduisent à une compréhension détaillée des mécanismes responsables des dommages observés, ouvrant ainsi les possibilités de remédiation.

Ce chapitre présente la problématique de l’impact de sels sur les monuments historiques et sites archéologiques. Les mécanismes liés à la présence des sels conduisant à la dégradation ainsi que les principales figures d’altération sont décrites. Plusieurs méthodes de traitement et d’intervention visant la préservation des éléments de notre patrimoine culturel concernés sont également présentées.

Ce chapitre présente la problématique de l’impact de sels sur les matériaux de construction. Il discute l’origine des sels. Il illustre la diversité et la complexité des situations rencontrées liée à la présence possible de nombreux sels en solution. Il met l’accent sur les conditions environnementales et explore en quoi l’évolution des conditions environnementales, liée notamment au changement climatique, peut affecter l’impact de la présence des sels sur la durabilité des matériaux.