Faisabilité de la précipitation carbonatée induite par des microorganismes pour améliorer la stabilité interne du loess dans des conditions de percolation contaminées par du Zn

Le loess est largement distribué dans le nord-ouest de la Chine et sert de matériau de construction ingénierie préféré pour les barrières anti-contamination. La contamination par des métaux lourds dans le sol présente des défis significatifs pour la sécurité technique des structures en loess vulnérables. Par conséquent, il est urgent d'étudier l'impact des ions métalliques lourds sur leurs performances de percolation. Afin d'examiner l'efficacité de la précipitation carbonatée induite par des microorganismes (MICP) utilisant des bactéries Sporosarcina pasturii (CGMCC1.3687) pour réduire l'érosion interne due à la percolation, un test de perméabilité saturée a été effectué sur du loess remodelé dans des conditions de saturation par une tête d'eau constante. La réponse du loess aux percolations d'eau déionisée (DW) et de solution de ZnCl2 a été analysée en surveillant les variations de concentration en cations au fil du temps, en mesurant le potentiel Zeta et en utilisant la microscopie électronique à balayage (SEM). Les résultats indiquent que l'hydrolyse de Zn2+ crée un environnement acide, conduisant à la dissolution des minéraux carbonatés dans le loess, ce qui améliore sa perméabilité. L'adsorption des ions Zn2+ et l'effet de double couche de diffusion (DDL) qui en résulte réduisent l'épaisseur de la couche de diffusion et augmentent le nombre de canaux d'eau libre. De plus, la perméabilité du loess exposé à la percolation de la solution de ZnCl2 a augmenté de manière significative de 554,5 % par rapport au loess exposé à la percolation d'eau déionisée (DW). Suite à la percolation des solutions de ZnCl2, des changements dans le rapport de surface des micropores ont été observés, diminuant de 48,80 %, tandis que les zones de mésopores ont augmenté de 23,9 %. Le traitement MICP aide à réduire l'érosion et la rétraction volumique dans le loess contaminé. La précipitation carbonatée améliore la résistance à l'érosion du loess contaminé en absorbant ou en enrobant les fines particules et en créant des connexions de pont avec des particules grossières. Ces résultats de recherche offrent de nouvelles perspectives sur l'amélioration des propriétés de percolation du loess saturé en présence d'érosion due aux métaux lourds et des mécanismes géochimiques impliqués.