Des films microbiens électroactifs pour protéger le béton armé de la corrosion marine : Biogalva passe au brevet

Deux laboratoires toulousains et la jeune pousse Corrohm viennent de déposer un brevet sur un procédé de protection cathodique dit « biogalvanique ». Bactéries et sédiments marins sont appelés à la rescousse pour lutter contre la corrosion des structures métalliques intégrées dans les bétons armés d'ouvrages immergés.

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Des films microbiens électroactifs pour protéger le béton armé de la corrosion marine : Biogalva passe au brevet
L'étude des interactions entre béton et bio-organismes dans ce type de réacteur est à la base du procédé développé par les chercheurs et la start-up.

Comment mieux lutter contre les phénomènes de corrosion qui fragilisent les structures en béton armé immergées ? Une équipe toulousaine vient de déposer un brevet sur un procédé innovant particulièrement prometteur, développé à partir d’eau de mer et de bactéries naturellement présentes dans les sédiments marins !

Le résultat de travaux de recherche en bioélectrochimie conduits depuis plusieurs années au sein du Laboratoire de Génie Chimique (LGC), une unité de recherche CNRS- INP de Toulouse - Université Toulouse 3. Le fruit aussi d'un travail collaboratif engagé avec le Laboratoire matériaux et durabilité des constructions (LMDC) de l'INSA Toulouse et l’entreprise Corrohm, dans le cadre du projet de recherche Biogalva.

Une protection cathodique biogalvanique issue d’un phénomène naturel

« Il s'agit de valoriser l'énergie biologique issue du cycle de vie naturel des bactéries », résume Benjamin Erable, chercheur CNRS au LGC. L'idée est de transposer les travaux conduits par le laboratoire toulousain sur les piles microbiennes dans le domaine de la protection des bétons armés immergés. De quoi dépasser les deux techniques anti-corrosion qui se sont imposées sur ce marché : la protection cathodique par anodes “sacrificielles”, principalement du zinc et la protection cathodique par courant imposé, où des anodes auxiliaires sont positionnées et connectées à un générateur de courant continu.

Avec Biogalva, plus besoin de courant imposé ou de plongeurs pour remplacer le zinc, dont la dégradation contribue à polluer l'environnement marin. « Il s'agit d'ouvrir une troisième voie, naturelle et respectueuse de l'environnement, qui devrait s'avérer aussi plus économique et plus efficace sur le long terme », insiste de son côté David Garcia, directeur général et co-fondateur de Corrohm (pour Corrosion et OHM, l'unité de mesure de la résistance électrique).

Ouvrages portuaires, côtiers et infrastructures offshore

Créée en 2020 par 7 associés, tous issus du LMDC (anciens élèves ou enseignants-chercheurs), cette start-up, basée à Ramonville-Saint-Agne (Haute-Garonne), est une spécialiste de l'anticorrosion et de la durabilité des structures en béton armé. Elle développe des concepts, méthodes et outils de calculs numériques qui permettent d’intervenir à tous les stades de la vie d’un ouvrage (diagnostic, contrôle, réparation...).

« Dans Biogalva, nous apportons notre expertise en modélisation de la corrosion et des processus de protection. Nous participerons au design du futur système pour en faire un dispositif industriel. Les retombées économiques attendues sont énormes, avec pour cibles les ouvrages portuaires, les ouvrages d'art côtiers et certaines infrastructures offshore », précise le chef d'entreprise.

Un pilote industriel d'ici deux ans

Dans une première phase, les trois partenaires ont réussi la preuve de concept. Après quelques essais sur paillasse, une poutrelle métallique de 6 mètres, positionnée à l'horizontale, a été mise en contact avec des bacs contenant à la fois une couche de sédiments et de l'eau de mer. À l’intérieur, des électrodes standards en carbone ont été immergées dans la couche sédimentaire. En quelques semaines, le dispositif a permis la croissance de biofilms microbiens à la surface de certaines électrodes.

En exprimant une « électroactivité », ces biofilms confèrent aux électrodes un rôle de protection cathodique contre la corrosion. Une nouvelle démonstration en laboratoire va être conduite avec cette fois une poutrelle disposée à l'échelle verticale dans un bac de 600 litres.

« Cela va nous permettre de simuler et de modéliser la zone de marnage, en vue de mieux dimensionner les futurs dispositifs de protection », explique Benjamin Erable. De son côté, Corrohm est déjà en pleine prospection pour retenir d'ici fin 2022 un site réel pour accueillir d'ici deux ans le premier pilote industriel.

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