FR2836502A1 - A method of reinforcing a structure in a material such as concrete by applying to its surface fibers and a substance containing micro-organisms which then mineralize and produce a solid coating - Google Patents

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Abstract

A method of reinforcing a structure by applying to it reinforcing fibers and a substance containing micro-organisms and allowing part of the substance to mineralize in situ, thereby creating a matrix coating the fibers The fibers may either be applied in successive layers each with a quantity of the substance containing the micro-organisms and allowed to mineralize or drying and/or mineralization may take place between coats. A coat of the substance may be applied to the substrate before the fibers and/or over the final fiber coat. The fibers, or a majority of them are oriented effectively parallel to the surface of the structure. A mesh of fibers with the substance may also be inserted into holes drilled into the structure. In addition to the micro-organisms the substance may contain cement powder with a particle size below 10 micronsm and also nutrients for the micro-organisms. An Independent claim is included for a structural reinforcement comprising a composite material incorporating reinforcing fibers coated in a matrix adhering to the structure to be reinforced which comprises at least one mineral part obtained by the in situ mineralization of micro-organisms. The fibers form 40 wt.% and the coating 60 wt.% of the reinforcement.

Description

en position grâce à une poignée (15).in position by means of a handle (15).

PROCEDE DE RENFORCEMENT D'UNE STRUCTURE PAR UN MATERIAU  METHOD FOR STRENGTHENING A STRUCTURE WITH A MATERIAL

COMPOSITE ET RENFORT OBTENU PAR CE PROCEDE  COMPOSITE AND REINFORCE OBTAINED BY THIS PROCESS

La présente invention concerne les renforts structurels composites  The present invention relates to composite structural reinforcements

utilisés dans la construction.used in construction.

El le concerne pl us particu lièrement les renforts à base de fibres q u 'on pose sur certains ouvrages pour augmenter la résistance aux charges  In particular, it concerns fiber reinforced reinforcements which are placed on certain structures to increase the load resistance.

auxquelles ils sont soumis.to which they are subject.

Ces renforts sont souvent plats et collés sur des surfaces d'ouvrages en béton, ou sur d'autres types d'ouvrage. Il peuvent aussi comporter des portions de forme allongée pénétrant dans le volume d'un ouvrage de construction ou d'un massif naturel. Ils se composent typiquement de fibres de carbone noyées dans une résine adhésive synthétique, notamment une résine  These reinforcements are often flat and glued on surfaces of concrete structures, or on other types of structure. It may also include elongated portions penetrating into the volume of a building structure or a natural massif. They typically consist of carbon fibers embedded in a synthetic adhesive resin, especially a resin

de type époxy.epoxy type.

Les fibres de carbone présentent d'excellentes propriétés mécaniques lorsqu'elles travaillent en traction. Dans ces renforts, elles sont agencées en mèches unidirectionnelles ou en tissus. Dans ce dernier cas, la chane du tissu est orientée selon une direction principale de renforcement et une proportion plus ou moins grande de fibres dans le sens trame permet d'obtenir un certain degré de renforcement perpendiculairement à la direction principale. ' La solidification de la résine est obtenue par polymérisation ou polycondensation de composés qu'elle incorpore. Après solidification, la résine constitue une matrice d'enrobage des fibres qui donne sa cohésion au renfort composite. De façon avantageuse, elle peut aussi servir à assurer l'adhérence du renfort sur le substrat qui en est revêtu. On utilise en effet des résines époxy qui présentent une très bonne adhérence sur les matériaux de construction tels que le béton, ainsi qu'une excellente résistance aux contraintes de cisaillement  Carbon fibers have excellent mechanical properties when working in tension. In these reinforcements, they are arranged in unidirectional locks or fabrics. In the latter case, the chain of the fabric is oriented in a main reinforcement direction and a greater or smaller proportion of fibers in the weft direction makes it possible to obtain a certain degree of reinforcement perpendicularly to the main direction. The solidification of the resin is obtained by polymerization or polycondensation of compounds that it incorporates. After solidification, the resin constitutes a fiber coating matrix which gives its cohesion to the composite reinforcement. Advantageously, it can also be used to ensure the adhesion of the reinforcement to the substrate which is coated therewith. Epoxy resins are used which have a very good adhesion to building materials such as concrete, as well as excellent resistance to shear stresses.

auxquelles est soumis le plan de collage.  to which the gluing plan is subjected.

Un inconvénient de l'utilisation d'une résine époxy dans ces renforts composites est son comportement médiocre aux hautes températures. Une transition vitreuse de la résine provoque une forte atténuation du renforcement  A disadvantage of using an epoxy resin in these composite reinforcements is its poor behavior at high temperatures. A glass transition of the resin causes a strong attenuation of the reinforcement

lorsque la température devient supérieure à 50 - 60 C environ.  when the temperature becomes higher than 50 - 60 C approximately.

Réglementairement, le comportement structurel de certains ouvrages en cas d'incendie doit être tel que la structure résiste pendant des durces minimales lorsqu'il est exposé à des températures de l'ordre de 100 C. Si des renforts composites plats sont employés, il faut alors prendre des dispositions pour ralentir la progression de la chaleur vers les plans de collage. Ces dispositions  By law, the structural behavior of certain structures in the event of fire must be such that the structure withstands minimum durations when exposed to temperatures of the order of 100 C. If flat composite reinforcements are used, it is necessary to then make arrangements to slow down the progress of the heat towards the gluing planes. These provisions

sont coûteuses, et elles conduisent à un encombrement indésirable.  are expensive, and they lead to an undesirable bulk.

Un but de la présente invention est de proposer un procédé de renforcement d'une structure dont l'effet de renforcement est conservé dans  An object of the present invention is to provide a method of reinforcing a structure whose reinforcing effect is preserved in

une large mesure lorsque la température s'élève.  a large measure when the temperature rises.

0 L'invention propose un procédé de renforcement d'une structure, dans lequel on applique sur la structure des fibres de renforcement et une substance contenant des micro-organismes, et on fait minéraliser in situ une partie au moins de ladite substance pour produire une matrice d'enrobage des fibres de renforcement. Un avantage du procédé de renforcement selon l'invention réside dans le fait que la matrice d'enrobage des fibres de renforcement est de nature minérale, ce qui permet de bien conserver l'effet de renforcement de la structure quand la température s'élève, par exemple au-dessus de 50 C. Les  The invention provides a method of reinforcing a structure, wherein reinforcing fibers and a substance containing microorganisms are applied to the structure, and at least a portion of said substance is mineralized in situ to produce a embedding matrix of the reinforcing fibers. An advantage of the reinforcing process according to the invention lies in the fact that the coating matrix of the reinforcing fibers is of a mineral nature, which makes it possible to retain the reinforcing effect of the structure when the temperature rises, for example above 50 C.

fibres de renforcement sont typiquement, mais non exclusivement, en carbone.  reinforcing fibers are typically, but not exclusively, carbon.

Par ailleurs, le procédé de renforcement selon l'invention est particulièrement adapté lorsque la structure présente en surface un matériau  Furthermore, the reinforcement method according to the invention is particularly suitable when the structure has a material on the surface.

tel qu'un béton, de la brique, un ciment, un mortier ou un conglomérat minéral.  such as concrete, brick, cement, mortar or mineral conglomerate.

En effet, la matrice d'enrobage des fibres de renforcement possède alors une similitude de composition avec le matériau de surface de la structure, ce qui est  Indeed, the coating matrix of the reinforcing fibers then has a similarity of composition with the surface material of the structure, which is

favorable à une bonne adhérence du renfort composite sur la structure.  favorable for a good adhesion of the composite reinforcement on the structure.

Dans un mode de réalisation du procédé, on applique au moins une couche de fibres de renforcement sur une surface de la structure, chaque couche étant appliquée avec une quantité de la substance contenant des microorganismes, et on fait minéraliser in situ ladite substance dans chaque couche. Les dispositions avantageuses suivantes sont utilisables dans ce mode de réalisation: - 3 - on applique successivement plusieurs couches de fibres de renforcement sur ladite surface de la structure, et on effectue un séchage eVou une minéralisation au moins partielle dans chaque couche avant l'application de la couche suivante; - on procède à une phase préalable d'application d'une sous-couche de la substance contenant des micro-organismes sur ladite surface de la structure; - on procède à une étape supplémentaire d'application d'une couche superficielle de la substance contenant des micro-organismes, par o dessus la dernière couche de fibres de renforcement; - on oriente les fibres de renforcement sensiblement parallèlement à ladite surface de la structure; - on oriente une majorité des fibres de renforcement sensiblement parallèlement à une direction principale de renforcement parallèle à ladite s surface de la structure; - chaque couche de fibres de renforcement comporte au moins un tissu de fibres. Dans un autre mode de réalisation du procédé, qu'on peut éventuellement combiner au précédent, on introduit au moins une mèche de fibres de renforcement, avec de la substance contenant des micro-organismes, dans un forage présent dans la structure, et on fait minéraliser in situ ladite  In one embodiment of the method, at least one layer of reinforcing fibers is applied to one surface of the structure, each layer being applied with a quantity of the substance containing microorganisms, and said substance is mineralized in situ in each layer. . The following advantageous arrangements can be used in this embodiment: several layers of reinforcing fibers are successively applied to said surface of the structure, and eVou drying is carried out at least partially in each layer prior to the application of the next layer; a preliminary phase of application of an underlayer of the substance containing microorganisms on said surface of the structure is carried out; an additional step of applying a surface layer of the substance containing microorganisms is carried out over the last layer of reinforcing fibers; the reinforcing fibers are oriented substantially parallel to said surface of the structure; a majority of the reinforcing fibers are oriented substantially parallel to a principal direction of reinforcement parallel to said surface of the structure; each layer of reinforcing fibers comprises at least one fiber fabric. In another embodiment of the method, which may optionally be combined with the preceding one, at least one wick of reinforcement fibers is introduced with substance containing microorganisms in a borehole present in the structure. mineralize in situ said

substance dans le forage.substance in the drilling.

L'invention propose d'autres caractéristiques qui se combinent avantageusement au procédé ci-dessus, notamment: - les fibres de renforcement peuvent étre, avant leur application sur la structure, imprégnées d'une substance contenant des micro-organismes; - une partie au moins de ladite substance contenant des micro-organismes peut contenir en outre une poudre de ciment, ayant de préférence une granulométrie inférieure à 10 m; - une partie au moins de lad ite substance contenant des micro-organ ismes  The invention proposes other characteristics which advantageously combine with the above process, in particular: the reinforcing fibers can be impregnated with a substance containing microorganisms before they are applied to the structure; at least part of said substance containing microorganisms may further contain a cement powder, preferably having a particle size of less than 10 m; at least a part of the substance containing microorganisms

peut contenir en outre des éléments nutritifs pour les micro-organismes.  may further contain nutrients for microorganisms.

- 4 Un autre aspect de la présente invention se rapporte à un renfort structurel, comprenant un matériau composite incorporant des fibres de renforcement enrobées dans une matrice adhérant à une structure à renforcer, dans lequel la matrice comporte au moins une partie minérale obtenue par minéralisation in situ de micro-organismes. En volume, un tel renfort composite comporte typiquement environ  Another aspect of the present invention relates to a structural reinforcement, comprising a composite material incorporating reinforcing fibers embedded in a matrix adhering to a structure to be reinforced, wherein the matrix comprises at least one mineral part obtained by mineralization in situate of microorganisms. In volume, such a composite reinforcement typically comprises approximately

% de fibres de renforcement et 60 % de matrice d'enrobage.  % of reinforcing fibers and 60% of coating matrix.

D'autres particularités et avantages de la présente invention  Other features and advantages of the present invention

apparatront dans la description ci-après d'un exemple de mise en _uvre non  will appear in the following description of an example of a non-implementation

limitatif, en référence à l'unique figure annexée, qui montre une poutre  limiting, with reference to the single attached figure, which shows a beam

renforcée conformément à l'invention.  reinforced according to the invention.

Des compositions biologiques contenant des micro-organismes capables de former une matière minérale inactivée sont connues, notamment d'après les brevets européens 0 388 304 et 0 708 836 auxquels on pourra se référer. Ces compositions sont généralement des solutions aqueuses. Elles incorporent des micro-organismes qui assimilent des composés à base d'éléments minéraux, et qui accumulent ces éléments minéraux sous forme solidifiée. De tels micro-organismes sont par exemple des bactéries ou des virus. D'autres structures vivantes, ou parties de structures vivantes, sont aussi  Biological compositions containing microorganisms capable of forming an inactivated mineral material are known, in particular according to European Patents 0 388 304 and 0 708 836 to which reference may be made. These compositions are generally aqueous solutions. They incorporate microorganisms that assimilate compounds based on mineral elements, and which accumulate these mineral elements in solidified form. Such microorganisms are, for example, bacteria or viruses. Other living structures, or parts of living structures, are also

capables de telles transformations de composés à base d'éléments minéraux.  capable of such transformations of compounds based on mineral elements.

On peut par exemple citer des plantes dicotylédones ou monocotylédones, des fougères, des algues, des lichens, des champignons, ou des cellules ou des tissus vivants d'origine animale ou végétale. Ces structures vivantes peuvent aussi être utilisées dans le procédé de l'invention, en adaptant éventuellement sa mise en _uvre aux particularités de chaque structure vivante. La composition biologique peut aussi contenir un mélange de micro-organismes  For example, dicotyledonous or monocotyledonous plants, ferns, algae, lichens, fungi, or living cells or tissues of animal or plant origin may be mentioned. These living structures can also be used in the process of the invention, possibly adapting its implementation to the particularities of each living structure. The biological composition may also contain a mixture of microorganisms

eVou des structures vivantes de plusieurs types.  eVou living structures of many types.

Pour la mise en _uvre du procédé de l'invention, une telle composition doit contenir des micro-organismes en quantité suffisante. Pour cela, une o préparation particulière est nécessaire qui comprend une phase de multiplication des micro-organismes. Placés dans conditions favorables, notamment à une température adaptée et en présence d'oxyg-éne et - 5 d'éléments nutritifs appropriés, de tels micro-organismes peuvent se multiplier dans des proportions considérables. Lors de cette phase de culture, leur population peut suivre une évolution exponentielle, si bien que des quantités importantes de micro-organismes peuvent être obtenues dans des délais relativement courts, et avec des coûts réduits. La substan ce utilisée com me précurseu r dans le procédé de l' invention comprend une telle composition blologique. Afin de faciliter son application sur une structure, notamment sur une surface verticale, la composition biologique peut être combinée à des additifs pour former une substance de type liquide, colle, pâte ou gel facilement manipulable. Une fois le précurseur appliqué sur une surface minérale, les micro- organismes se nourrissent des éléments minéraux de cette surface, et les accumulent sous forme solidifiée en constituant un liant minéral dur. Cette accumulation correspond alors à une minéralisation, ou pétrification, de la composition biologique, dont résulte la matrice du matériau composite de renforcement. Un séchage de la solution peut intervenir simultanément. Les éléments minéraux accumulés par les micro- organismes sont par exemple à base de calclum ou de silice. Dans le cas d'éléments à base de calcium, la minéralisation de la composition  For the implementation of the process of the invention, such a composition must contain microorganisms in sufficient quantity. For this, a particular preparation is necessary which comprises a phase of multiplication of microorganisms. Placed under favorable conditions, especially at a suitable temperature and in the presence of oxygen and appropriate nutrients, such microorganisms can multiply in considerable proportions. During this phase of culture, their population can follow an exponential evolution, so that large quantities of microorganisms can be obtained in relatively short time, and with reduced costs. The substance used as precursor in the process of the invention comprises such a blological composition. In order to facilitate its application on a structure, especially on a vertical surface, the biological composition may be combined with additives to form a liquid-like substance, glue, paste or gel that can be easily handled. Once the precursor is applied to a mineral surface, the microorganisms feed on the mineral elements of this surface, and accumulate them in solidified form constituting a hard mineral binder. This accumulation then corresponds to a mineralization, or petrification, of the biological composition, resulting in the matrix of the reinforcing composite material. A drying of the solution can take place simultaneously. The mineral elements accumulated by the microorganisms are for example based on calclum or silica. In the case of calcium-based elements, the mineralization of the composition

blologique comprend une calcification des micro-organismes.  includes the calcification of microorganisms.

Selon la nature des micro-organismes utilisés, des éléments nutritifs de complément, assimilables par une partie au moins des micro-organismes présents dans la solution, peuvent être ajoutés à la composition biologique dans le précurseur, avant sa mise en _uvre, de façon que les micro organismes participent plus efficacement à l'accumulation des éléments  Depending on the nature of the microorganisms used, additional nutrients, which can be assimilated by at least some of the microorganisms present in the solution, can be added to the biological composition in the precursor, before it is used, so that microorganisms participate more effectively in the accumulation of elements

minéraux, une fois le précurseur appliqué sur la structure.  minerals, once the precursor is applied to the structure.

Une poudre de ciment peut aussi être introduite comme additif dans le précurseur avant son application sur la structure, pour améliorer la cohésion de la matrice résultante. Cette poudre de ciment est de préférence broyée finement avant son addition à la composition blologique, par exemple jusqu'à une granulométrie inférieure à 10 m. Le ciment utilisé pour cette poudre peut  A cement powder may also be introduced as an additive into the precursor prior to its application to the structure, to improve the cohesion of the resulting matrix. This cement powder is preferably finely ground before its addition to the blological composition, for example up to a particle size of less than 10 m. The cement used for this powder can

être de type ciment de Portland artificiel (CPA) ou Klinker surbroyé.  be artificial Portland cement (CPA) or overburdened Klinker.

Les fibres de renforcement utilisées peuvent être de diverses natures, - 6 notamment des fibres synthétiques ou naturelles, organiques, végétales ou minérales. Les fibres de carbone, en particulier, outre leur résistance mécanique particulièrement élevée, ne participent pas à la propagation d'un éventuel incendie, tant que la température est inférieure à 1800 C. De façon connue en soi, les fibres de renforcement sont tissées entre elles, ou maintenues entre elles par des fils de trame ou par des filaments de colle, pour  The reinforcing fibers used may be of various kinds, in particular synthetic or natural, organic, vegetable or mineral fibers. Carbon fibers, in particular, in addition to their particularly high mechanical strength, do not participate in the propagation of a possible fire, as long as the temperature is below 1800 C. In a manner known per se, the reinforcing fibers are woven between they, or held together by weft threads or by glue filaments, for

être facilement manipulées sous forme de nappes.  be easily handled in the form of tablecloths.

Hormis l'utilisation d'un précurseur contenant des micro-organismes, la formation sur la structure du matériau composite de renforcement peut o reprendre l'une des méthodes couramment utilisées à base de tissus de fibres collés. Une telle méthode est décrite, par exemple, dans la demande de brevet  Apart from the use of a precursor containing microorganisms, the formation on the structure of the composite reinforcing material can take over one of the commonly used methods based on bonded fiber fabrics. Such a method is described, for example, in the patent application

européen 0 799 951.European 0 799 951.

A titre d'illustration, la figure 1 montre une poutre horizontale en béton armé 10 reposant à ses deux extrémités sur des poteaux verticaux 11, 12 et soumise à des charges qui la font fléchir. De façon connue en soi, un renforcement de la poutre 10 peut être apporté par des fibres de carbone collées sur la surface inférieure 1 de la poutre 10 Pour cela, la surface 1 de la poutre 10 est d'abord enduite d'une couche d'un précurseur 2 tel que précédemment décrit. Cette enduction peut être réalisée de diverses façons, telles que, notamment, une application du précurseur au moyen d'une brosse, d'un rouleau d'étalement ou d'une buse d'application. Le précurseur est étalé sur la surface 1 de façon à former une couche 2 approximativement uniforme d'épaisseur comprise entre 0,5 et 3 millimètres environ, et notamment comprise entre 1 et 2 millimètres. Un séchage partiel eVou une minéralisation partielle du précurseur 2 ainsi appliqué  By way of illustration, Figure 1 shows a horizontal beam of reinforced concrete 10 resting at its two ends on vertical posts 11, 12 and subjected to loads that bend. In a manner known per se, a reinforcement of the beam 10 may be provided by carbon fibers bonded to the lower surface 1 of the beam 10. For this purpose, the surface 1 of the beam 10 is first coated with a layer of carbon fiber. a precursor 2 as previously described. This coating may be carried out in various ways, such as, in particular, an application of the precursor by means of a brush, a spreading roller or an application nozzle. The precursor is spread on the surface 1 so as to form an approximately uniform layer 2 of thickness between about 0.5 and 3 millimeters, and in particular between 1 and 2 millimeters. Partial drying eVou partial mineralization of the precursor 2 thus applied

sur la surface 1 peut alors être effectué avant d'appliquer les fibres.  on the surface 1 can then be performed before applying the fibers.

Afin d'améliorer l'accrochage et le collage de cette couche de précurseur sur la surface 1 de la poutre 10, un traitement préalable de la surface 1 peut être effectué, adapté en fonction de son état de surface  In order to improve the attachment and bonding of this precursor layer on the surface 1 of the beam 10, a preliminary treatment of the surface 1 can be carried out, adapted according to its surface state

(grattage, sablage, nettoyage, traitement chimique,...).  (scraping, sanding, cleaning, chemical treatment, ...).

Dans une application telle que celle illustrée par la figure 1, il est prévu une d irection principa le de renforcement A correspond ant à la direction - 7 longitudinale de la poutre 10. Chaque couche de fibres de carbone 3 peut alors consister en des mèches unidirectionnelles assemblées par une feuille support amovible ou par quelques fils de trame 3, ces mèches étant orientées parallèlement à la direction principale A. On peut aussi utiliser un tissu de fibres de carbone ayant une plus grande proportion de fibres dans le sens chane que dans le sens trame, en orientant la chane parallèlement à la direction principale A. Un renforcement isotrope dans le plan de collage peut être obtenu en utilisant un tissu ayant ia même proportion de flbres de carbone dans le  In an application such as that illustrated in FIG. 1, there is provided a principal reinforcement direction A corresponding to the longitudinal direction of the beam 10. Each layer of carbon fibers 3 may then consist of unidirectional locks. assembled by a removable support sheet or by a few weft son 3, these locks being oriented parallel to the main direction A. It is also possible to use a carbon fiber fabric having a greater proportion of fibers in the warp direction than in the direction frame, orienting the chain parallel to the main direction A. Isotropic reinforcement in the gluing plane can be obtained by using a fabric having the same proportion of carbon fibers in the

sens chane et dans le sens trame.in the warp and in the weft direction.

Après pose du tissu 3, on lui applique une force de pression au moyen d'un rouleur applicateur pour faire pénétrer le précurseur sousjacent 2 dans des interstices présents entre les flbres de carbone 4. Eventuellement, cette force de pression peut être d'intensité sufffisante pour faire traverser le tissu 3  After placing the fabric 3, a pressure force is applied to it by means of an applicator roller to make the underlying precursor 2 penetrate into the interstices present between the carbon flanges 4. Optionally, this pressure force can be of sufficient intensity. to cross the fabric 3

par le précurseur sousjacent.by the underlying precursor.

Le tissu de fibres 3 peut aussi être appliqué la surface 1 après avoir été  The fiber fabric 3 can also be applied to the surface 1 after having been

pré-imprégné d'une substance précurseur contenant des micro-organismes.  pre-impregnated with a precursor substance containing microorganisms.

Cette substance peut être la même que celle du précurseur 2 dont la surface 1 est enduite. Une telle imprégnation des fibres, préalable à leur application sur la surface 1 de la poutre 10, peut être obtenue par différents procédés tel qu'une enduction, un trempage ou un ensimage. Ces procèdés peuvent être éventuellement combinés avec un pompage du gaz amblant de façon à favoriser la pénétration du liquide entre les fibres 4. Un autre procèdé possible consiste en un pressage des fibres 4 et du précurseur entre des rouleaux ...  This substance may be the same as that of precursor 2, the surface 1 of which is coated. Such impregnation of the fibers, prior to their application on the surface 1 of the beam 10, may be obtained by various methods such as coating, dipping or sizing. These processes may optionally be combined with a pumping of the amber gas so as to promote the penetration of the liquid between the fibers 4. Another possible method consists of pressing the fibers 4 and the precursor between rollers.

dsposes en lamnor.deposited in lamnor.

2s Une seconde couche de précurseur 2 contenant des micro-organismes peut éventuellement être appliquée sur le tissu 3 de fibres de carbone. Cette seconde couche, par exemple de la même épaisseur que la première, permet de compléter l'enrobege des fibres 4. Un enrobage complet des fibres 4 présente plusieurs intérêts: augmentation du renforcement obtenu, effet esthétique particulier, et protection des fibres de carbone contre des agressions extérieures. De telles agressions sont, par exemple, de nature chimique, provoquées par des polluants en contact avec la poutre 10, ou par - 8  2s A second layer of precursor 2 containing microorganisms may optionally be applied to the fabric 3 of carbon fibers. This second layer, for example of the same thickness as the first, makes it possible to complete the coating of the fibers 4. A complete coating of the fibers 4 has several advantages: increase of the reinforcement obtained, particular aesthetic effect, and protection of the carbon fibers against external aggression. Such aggression is, for example, of a chemical nature, caused by pollutants in contact with the beam 10, or by - 8

une peinture recouvrant le renfort composite.  a paint covering the composite reinforcement.

Plusieurs couches de fibres, pré-imprégnées ou non, peuvent être appliquées successivement, selon la même méthode que précédemment. Le nombre de couche dépendra du renforcement requis et des caractéristiques d'une couche individuelle, notamment en termes de densité de fibres de carbone Un délai de séchage eVou de minéralisation au moins partielle du précurseur de matrice de chaque couche peut être respecté avant l'application  Several layers of fibers, pre-impregnated or not, can be applied successively, according to the same method as above. The number of layers will depend on the required reinforcement and the characteristics of an individual layer, especially in terms of carbon fiber density. At least a partial drying time of at least partial mineralization of the matrix precursor of each layer can be observed before application.

de la couche suivante.of the next layer.

Le renfort composite résultant comporte approximativement, en 0 volume, environ 40 % de fibres de renforcement en carbone et 60 % de matrice  The resulting composite reinforcement has approximately 0% volume, about 40% carbon reinforcing fibers and 60% matrix.

minérale d'enrobege.enrobing mineral.

Selon la composition du précurseur utilisé, le durcissement de la matrice autour des fibres 4 peut nécessiter une durée comprise entre quelques heures et quelques semaines. Cette durée est fonction des conditions atmosphériques ambiantes, notamment de la température et de la quantité d'oxygène disponible. Ce durcissement procède simultanément par un  Depending on the composition of the precursor used, the hardening of the matrix around the fibers 4 may require a duration of between a few hours and a few weeks. This duration is a function of the ambient atmospheric conditions, in particular the temperature and the quantity of oxygen available. This hardening proceeds simultaneously with a

séchage et une minéralisation provoquée par l'activité des microorganismes.  drying and mineralization caused by the activity of microorganisms.

Cette activité des micro-organismes doit être poursuivie pendant une durée suffisante pour obtenir une matrice du matériau composite qui présente un bon comportement mécanique. Selon la nature et le type des micro-organismes utilisés, I'adjonction d'éléments nutritifs dans la solution biologique prolonge  This activity of the microorganisms must be continued for a sufficient time to obtain a matrix of the composite material which exhibits good mechanical behavior. Depending on the nature and type of the microorganisms used, the addition of nutrients in the biological solution prolongs

cette activité.this activity.

Le procédé de renforcement décrit ci-dessus peut être adapté en fonction de la configuration de la structure destinée à être renforcée, selon sa disposition, sa géométrie, sa constitution, etc. On peut ainsi l'adapter à des  The reinforcement method described above can be adapted according to the configuration of the structure to be reinforced, according to its layout, its geometry, its constitution, etc. It can thus be adapted to

agencements du genre décrit dans la demande de brevet européen 0 837 202.  arrangements of the kind described in European Patent Application 0 837 202.

Dans ce cas, des forages sont pratiqués dans la structure pour recevoir des mèches de fibres de carbone enduites du précurseur de matrice. Ces forages peuvent servir à traverser des obstacles présents à la surface de la structure, pour éviter que le tissu ait à les contourner. Ils peuvent aussi s'étendre transversalement à la surface à renforcer: on laisse dépasser sur la surface les mèches enfoncées dans la forage, on étale sur la surface les fibres qui dépassent et on les recouvre par le tissu de renforcement. Cet agencement  In this case, drilling is practiced in the structure to receive carbon fiber locks coated matrix precursor. These holes can be used to cross obstacles present on the surface of the structure, to avoid that the fabric has to circumvent them. They may also extend transversely to the surface to be reinforced: the bits drilled in the borehole are allowed to protrude on the surface, the overlying fibers are spread over the surface and covered by the reinforcement fabric. This arrangement

améliore la résistance à la rupture de l'ensemble.  improves the breaking strength of the assembly.

Un autre type de renforcement de structure qu'on peut exécuter selon l'invention, est la pose de tirants d'ancrage ou de consolidation dans un massif naturel ou artificiel. Un tirant est posé en réalisant un forage dans le massif et en y introduisant des mèches ou des tissus de fibres de carbone et de la substance précurseur de matrice. Le précurseur agit alors pour sceller le tirant  Another type of structural reinforcement that can be performed according to the invention is the installation of tie rods or consolidation in a natural or artificial massif. A tie rod is laid by drilling into the solid mass and inserting wicks or carbon fiber fabrics and matrix precursor material. The precursor then acts to seal the tie

dans la structure.in the structure.

- 10- 10

Claims (16)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T IO N S 1. Procédé de renforcement d'une structure, caractérisé en ce qu'on applique sur la structure (10) des fibres de renforcement (4) et une substance (2) contenant des micro-organismes, et en ce qu'on fait minéraliser in situ une partie au moins de ladite substance pour produire une matrice d'enrobage des  A method of reinforcing a structure, characterized in that reinforcing fibers (4) and a substance (2) containing microorganisms are applied to the structure (10) and mineralized. in situ at least a portion of said substance to produce a coating matrix of fibres de renforcement.reinforcing fibers. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on applique au moins une couche de fibres de renforcement sur une surface (1) de la structure (10), chaque couche étant appliquée avec une quantité de la substance contenant des micro-organismes, et dans lequel on fait minéraliser in situ ladite substance  The process according to claim 1, wherein at least one layer of reinforcing fibers is applied to a surface (1) of the structure (10), each layer being applied with an amount of the substance containing microorganisms, and in which the substance is mineralized in situ dans chaque couche.in each layer. 3. Procédé selon la revendication2, dans iequel on applique successivement plusieurs couches de fibres de renforcement sur ladite surface (1) de la structure (10), et dans lequel on effectue un séchage eVou une minéralisation au moins partielle dans chaque couche avant l'application de la  3. Method according to claim 2, wherein one applies successively several layers of reinforcing fibers on said surface (1) of the structure (10), and in which one performs a drying eVou at least partial mineralization in each layer before the application of the couche suivante.next layer. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, comprenant une phase préalable d'application d'une sous-couche de la substance contenant des  4. Method according to claim 2 or 3, comprising a prior phase of application of an underlayer of the substance containing micro-organismes sur ladite surface (1) de la structure (10).  microorganisms on said surface (1) of the structure (10). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4,  5. Method according to any one of claims 2 to 4, comprenant une étape supplémentaire d'application d'une couche superficielle de la substance contenant des micro-organismes, par dessus la dernière  comprising an additional step of applying a surface layer of the microorganism-containing substance, over the last couche de fibres de renforcement.layer of reinforcing fibers. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans  6. A method according to any one of claims 2 to 5, in lequel on oriente les fibres de renforcement (4) sensiblement parallèlement à  which the reinforcing fibers (4) are oriented substantially parallel to ladite surface (1) de la structure (10).  said surface (1) of the structure (10). 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on oriente une majorité des fibres de renforcement (4) sensiblement parallèlement à une direction principale de renforcement (A) parallèle à ladite surface (1) de la  7. The method according to claim 6, wherein a majority of the reinforcing fibers (4) are oriented substantially parallel to a principal reinforcing direction (A) parallel to said surface (1) of the structure (10).structure (10). - 11  - 11 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel chaque coucheThe method of claim 6 or 7, wherein each layer de fibres de renforcement comporte au moins un tissu de fibres (3).  reinforcing fibers comprises at least one fiber fabric (3). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,  9. Process according to any one of the preceding claims, dans lequel on introduit au moins une mèche de fibres de renforcement, avec de la substance contenant des micro-organismes, dans un forage présent dans  wherein at least one wick of reinforcing fibers, with substance containing microorganisms, is introduced into a borehole present in la structure, et on fait minéraliser in situ ladite substance dans le forage.  the structure, and the substance is mineralized in situ in the borehole. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,  10. Process according to any one of the preceding claims, dans lequel les fibres de renforcement sont, avant leur application sur la  wherein the reinforcing fibers are, prior to their application on the structure (10), imprégnées d'une substance contenant des micro-organismes.  structure (10), impregnated with a substance containing microorganisms. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,  11. Method according to any one of the preceding claims, dans lequel une partie au moins de ladite substance contenant des micro-  wherein at least a part of said substance containing micro-organisms organismes contient en outre une poudre de ciment.  organisms additionally contains a cement powder. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la poudre de ciment  12. The method of claim 11, wherein the cement powder a une granulométrie inférieure à 10 m.  has a particle size less than 10 m. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,  13. Process according to any one of the preceding claims, dans lequel une partie au moins de ladite substance contenant des micro-  wherein at least a part of said substance containing micro-organisms organismes contient en outre des éléments nutritifs pour les microorganismes.  organisms also contains nutrients for microorganisms. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,  14. Process according to any one of the preceding claims, dans lequel les fibres de renforcement (4) sont en carbone.  wherein the reinforcing fibers (4) are carbon. 15. Renfort structurel, comprenant un matériau composite incorporant des fibres de renforcement (4) enrobées dans une matrice adhérant à une structure à renforcer (10), caractérisé en ce que la matrice comporte au moins  Structural reinforcement comprising a composite material incorporating reinforcing fibers (4) embedded in a matrix adhering to a reinforcing structure (10), characterized in that the matrix comprises at least une partie minérale obtenue par minéralisation in situ de microorganismes.  a mineral part obtained by in situ mineralization of microorganisms. 16. Renfort selon la revendication 15 comportant, en volume, environ  16. Reinforcement according to claim 15 having, in volume, approximately
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