Treatment In Situ Of Weathered Building Materials. Application On Sandstone Of Petra (Jordan) - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1997

Treatment In Situ Of Weathered Building Materials. Application On Sandstone Of Petra (Jordan)

Traitement in situ des géomatériaux. Application aux grès de Pétra (Jordanie)

(1)
1
Stéphane Nion
  • Function : Author
  • PersonId : 763261
  • IdRef : 17870671X

Abstract

Treatment of weathered building materials is based on impregnation or injection of products such as: mineral cements, silicate resins and organic resins. Since several decades, the use of these products on buildings involves severe contra-indications: shrinkage, weathering by UV radiations, formation of secondary products during the hardening (peroxides or hydroxydes), low depth of impregnation because of the high viscosity of resins, etc. Therefore, the efficacy of the treatment is limited. The aim of this work is to propose two new processes for the treatment of weathered building materials. The first one uses the vectorisation, a technique derived from medicine science. Vectors are very small particles electrically charged and containing artificial crystals of hydroxyapatite. These vectors migrate by electrophoresis into the porosity of weathered materials. By reference with fossilized shark's teeth founded into phosphatic deposits of Portugal and Morroco, the stability of hydroxyapatite is guaranteed. The second one proposes to synthesize an hydraulic cement (SOREL cement) by electrolysis of a zinc salt into the porosity of weathered materials. The treatment of cores of sandstone, sampled into the Champenay formation (Permian of Vosges, France), gives very good results. The two processes allow a good depth of treatment and a massive crystallization of the products into the pores of the sandstone. This work proposes, in application of the two processes, the treatment of weathered sandstone coming from the archeological site of Petra in Jordan. Required for the understanding of weathering mechanisms and essential for a treatment in situ, the diagnostic of weathering has been made at different scales: description of alteration on monuments, petrographical study on thin sections. This diagnostic provides the inventory of the different factors that lead to weathering: intrinsic factors of the sandstone (texture, structure) and environmental factors (hydrology, hydrogeology).
Le traitement des matériaux de construction altérés repose sur l'imprégnation ou l'injection de produits consolidants minéraux, siliceux, organo-siliceux et organiques. Depuis plusieurs décennies, la mise en oeuvre de tels procédés sur des ouvrages d'intérêt historique, implique de graves contre-indications qui en limitent considérablement l'efficacité: dégradation des produits consolidants par les rayonnements UV, formation de sous-produits indésirables comme les peroxydes ou les hydroxydes, faible profondeur de pénétration liée à la viscosité des produits utilisés. L'objectif de ce travail est de proposer deux nouvelles techniques de traitement. La première est directement héritée des procédés de vectorisation utilisés dans le domaine médical. Elle consiste à faire migrer par électrophorèse des vecteurs électriquement chargés contenant des cristaux d'hydroxyapatite artificiels dans les pores des matériaux. La pérennité de ces cristaux est garantie, par référence aux dents de requin fossiles trouvées dans les gisements phosphatés du Portugal et du Maroc. La seconde consiste à synthétiser in situ un ciment hydraulique de type ciment Sorel par électrolyse d'un sel de zinc. Les résultats obtenus sur' des carottes de grès de Champenay (Permien des Vosges) sont concluants. Les deux procédés permettent un traitement en profondeur, et une cristallisation massive d'hydroxyapatite et de sels de zinc dans les pores du grès. L'étude propose, en application des deux nouveaux procédés, un projet de traitement d'objets gréseux dégradés provenant du site archéologique de Petra en Jordanie. Le diagnostic d'altération, nécessaire à la compréhension des mécanismes d'altération, et indispensable pour la mise en oeuvre du traitement in situ, a été effectué à différentes échelles (relevé des manifestations pathologiques sur les monuments, étude pétrographique détaillée). Il a permis de recenser les facteurs responsables de l'altération, directement liés aux caractéristiques pétrographiques du grès (texture et structure) et aux conditions du milieu (hydrogéologie, hydrologie).
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Dates and versions

tel-01747463 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01747463 , version 1

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Cite

Stéphane Nion. Traitement in situ des géomatériaux. Application aux grès de Pétra (Jordanie). Sciences de la Terre. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 1997. Français. ⟨NNT : 1997NAN10274⟩. ⟨tel-01747463⟩
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