Essais en laboratoire

Durant les trente dernières années, plusieurs essais ont été menés au niveau du laboratoire, afin d’étudier la bioréceptivité des matériaux de construction ainsi que l’efficacité des biocides vis-à-vis de la colonisation par les algues. Dans le but d’accélérer cette colonisation, qui prend normalement des années pour apparaître sur site réel, différentes méthodologies ont été mises au point.

1.7.1.1 Espèces d’algue étudiées

L’étude bibliographique indique que les classes cyanophycées et chlorophycées sont principalement responsables des salissures sur les façades des bâtiments. Parmi les milliers d’espèces de ces classes, laquelle choisit-on pour mener des essais ?

En général, ce choix est basé sur les trois critères suivants :

 La représentativité : les espèces choisies doivent être rencontrées dans les prélèvements sur site.

 La facilité de croissance : les espèces sélectionnées doivent être capables de se développer rapidement lorsqu’elles rencontrent des conditions favorables à leur croissance.

 La facilité d’homogénéisation en culture liquide : il est nécessaire de contrôler la quantité d’inoculum dispersée sur les supports testés.

Tableau 1.1 Récapitulatif des espèces d’algues sélectionnées dans les études de laboratoire

Auteurs But de l’étude Cyanophycées Chlorophycées

Grant et

Bravery (1985)

Evaluer la susceptibilité de différents pierres, mortier et fibrociment et de l’efficacité des inhibiteurs chimiques par rapport à la colonisation des algues 1. Nostoc commune 2. Gloeocapsa alpicola 1. Trentepohlia aurea 2. Stichococcus baccillaris 3. Pleurococcus species Ohshima et al. (1999)

Influence de la structure poreuse du

mortier sur le développement

biologique (champignons et algues)

1. Oscillatoria laetevirens

1. Chlorella vulgaris

Dubosc (2000) Mise au point d’un essai accéléré de

vieillissement pour l’étude du

développement des salissures

biologiques sur les parements en béton

1. Chroococcidiopsis 1. Chlorella 2. Chlorhormidium

Miller et al.

(2006)

Evaluer la bioréceptivité primaire de différentes pierres portugaises

1. Gloeocapsa alpina 1. Stichococcus baccillaris Barberousse et

al. (2007)

Evaluer différents matériaux de façade vis-à-vis de la colonisation par des algues 1. Klebsormidium flaccidum 2. Chlorella cf. mirabilis 3. Stichococcus baccillaris De Muynck et al. (2009)

Evaluer différentes stratégies

(hydrofuges et biocides) pour

empêcher les salissures causées par les algues sur béton blanc et béton cellulaire

1. Chlorella vulgaris var. viridis chodat

1.7.1.2 Matériaux d’étude

Selon les auteurs, les matériaux étudiés sont très variés : différents types de pierre, des mortiers, du fibrociment, des revêtements organiques… Dans le but d’accélérer les essais, les matériaux à pH élevé subissent souvent un vieillissement (carbonatation et/ou lixiviation), afin d’abaisser le pH de surface. Seules les études de Guillitte et Dreesen (1995), de

Ohshima et al. (1999) ont été menées sur des mortiers non vieillis. Pour faire la part entre les

phénomènes biologiques et les phénomènes chimiques, les échantillons doivent être stérilisés avant leur mise en essai.

1.7.1.3 Méthode d’humidification

Il est connu que l’eau est indispensable pour le métabolisme des algues. La forme et la nature des microorganismes composants les salissures sont fortement liées au mode d’humidification du support. On observe des salissures intenses le long des écoulements, qui dessinent le trajet de l’eau. Ces salissures sont souvent composées de chlorophycées. De part une humidification aléatoire, on constate par contre de grandes « draperies » de cyanophycées sur les façades exposées aux vents dominants.

Des essais accélérés en laboratoire ont été menés en simulant les différents types d’humidification des murs rencontrés dans la nature :

 Par écoulement (Guillitte et Dreesen 1995, Dubosc 2000, Barberousse et al. 2007, De Muynck et al. 2009) ;

 Par remontée capillaire (Grant et Bravery 1985, Ohshima et al. 1999, Dubosc 2000) ;

 Par brumisation (Ohshima et al. 1999, Dubosc 2000).

1.7.1.4 Méthodes d’inoculation

Les microorganismes accèdent à une façade soit par le vent soit par un écoulement d’eau (continue ou discontinue). Différents mécanismes d’implantation sont proposés : simple dépôt sur surfaces horizontales, rétention par les cavités ou par la rugosité, aspiration par les matériaux quand l’absorption d’eau se produit.

Dans les essais accélérés en laboratoire, les auteurs veillent à respecter les critères suivants :

 Simuler les modes d’inoculation des algues sur les murs en conditions in situ ;

 Effectuer une inoculation plus importante et plus fréquente que dans le cas de tests in situ tout en assurant une densité d’inoculation appropriée. Il convient d’éviter une inoculation trop faible qui ralentirait les essais voire inhiberait la colonisation ou une inoculation trop intense qui ne permettrait pas de discriminer l’influence des différents paramètres étudiés.

Trois méthodes d’inoculation ont été recensées dans la bibliographie :

 Dépôt d’un volume de culture connu sur une surface horizontale au moyen d’une pipette ou d’une brosse douce (Grant et Bravery 1985, Ohshima et al. 1999,

Dubosc 2000, Miller et al. 2006) ;

 Pulvérisation intermittente d’une culture liquide chargée de cellules sur une surface inclinée (Ohshima et al. 1999) ;

 Ecoulement intermittent d’une culture liquide chargée de cellules sur une surface inclinée ou verticale (Guillitte et Dreesen 1995, Dubosc 2000, Barberousse et

al. 2007, De Muynck et al. 2009).

1.7.1.5 La température et l’éclairement

Dans le but d’accélérer la croissance des algues sur les matériaux, une température optimale pour la croissance des algues doit être maintenue. Cependant, il existe une température optimale de croissance spécifique à chaque espèce. En générale, une température de l’ordre de 23°C garantit un développement rapide de la majorité des espèces d’algues.

En ce qui concerne la lumière, il est nécessaire de déterminer l’intensité et la photopériode optimale. Comme la température, l’intensité lumineuse optimale dépend de l’espèce étudiée.

Dubosc (2000) a déterminé une intensité optimale de 1500 Lux pour la culture de ces trois

algues : Chroococcidiopsis, Chlorella, Chlorhormidium, dans le banc d’essai de laboratoire. Une photopériode de 16 h de jour et 8 h de nuit ou 12 h de jour et 12 h de nuit est souvent utilisée. Une courte durée d’éclairement limite l’échauffement des échantillons testés.