Impact des eaux usées traitées sur les propriétés mécaniques et la durabilité du béton

Pourquoi l’eau réutilisée dans le béton compte

À mesure que les villes croissent et que les contraintes climatiques s’intensifient, l’accès à l’eau propre devient plus difficile. Parallèlement, l’industrie du béton utilise d’énormes volumes d’eau douce pour le mélange et le cure. Cette étude pose une question pragmatique aux conséquences importantes : les eaux usées traitées de manière sûre peuvent-elles remplacer l’eau potable pour la production de béton, sans compromettre la résistance ni la durée de vie ? La réponse pourrait aider à soulager la pression sur les ressources en eau douce tout en garantissant la sécurité des bâtiments et des infrastructures.

Transformer l’eau utilisée en ressource pour la construction

Les chercheurs ont étudié du béton produit avec trois types d’eau : l’eau du robinet ordinaire et deux échantillons d’eaux usées traitées prélevés dans différentes stations d’épuration en Égypte. Les trois eaux respectaient des limites de qualité usuelles, mais différaient par la teneur en sels dissous, en particules fines et en autres constituants. L’équipe a préparé des mélanges de béton avec chaque type d’eau, puis a réalisé le cure des pièces finies soit dans l’eau du robinet soit dans les eaux usées traitées pour simuler des pratiques de construction réelles dans des régions soumises au stress hydrique.

Comment le béton a résisté aux essais de résistance

L’équipe a évalué la maniabilité du béton frais et sa résistance au fil du temps en compression, en traction et en rigidité. L’utilisation des eaux usées traitées a rendu le mélange frais moins maniable, principalement parce que des particules très fines dans l’eau réduisaient effectivement la quantité d’eau libre disponible pour l’écoulement. Aux âges précoces, le béton mélangé ou curé avec des eaux usées traitées présentait une résistance en compression plus faible que le béton élaboré avec de l’eau du robinet. Cependant, avec l’âge, ces différences se sont atténuées et étaient faibles entre 60 et 90 jours. Une des eaux traitées, contenant davantage de solides dissous, s’est même rapprochée de la résistance du mélange témoin, vraisemblablement parce que ces particules fines ont contribué à combler de minuscules vides à l’intérieur du béton durci.

Ce que l’étude a révélé sur la durabilité à long terme

Au-delà de la résistance de base, les chercheurs ont examiné la facilité avec laquelle l’eau et les ions chlorure pouvaient pénétrer dans le béton, car ces mouvements influent sur la fissuration et les dommages à long terme. Ils ont mesuré l’absorption d’eau, la profondeur de pénétration sous pression, l’infiltration des ions chlorure et la vitesse d’aspiration capillaire. Pour la plupart de ces essais, les effets des eaux usées traitées étaient modestes, et l’un des mélanges d’eaux traitées a obtenu des performances presque équivalentes à celles du béton préparé à l’eau du robinet. L’imagerie microscopique a corroboré ces résultats, montrant que le béton témoin avait la structure interne la plus dense, tandis que le mélange d’eau traitée le mieux classé présentait un réseau cristallin plus organisé que celui du mélange moins performant.

Le risque caché pour l’acier à l’intérieur du béton

Là où les eaux usées traitées ont suscité des inquiétudes, c’est dans la protection des barres d’acier qui renforcent la plupart des bétons structuraux. Lors d’essais accélérés de corrosion, l’acier enfoui dans du béton fabriqué avec des eaux usées traitées a perdu sensiblement plus de masse que l’acier du mélange témoin. Ceci était vrai même si les niveaux de chlorures dans les eaux usées restaient dans les limites admises. Les auteurs évoquent les solides dissous totaux et la conductivité électrique plus élevée qui en résulte comme coupables possibles, ces facteurs pouvant faciliter le déclenchement et la propagation de la corrosion, même lorsque d’autres indicateurs de durabilité semblent acceptables.

Ce que cela implique pour les pratiques de construction futures

Pour le lecteur non spécialiste, le message principal est que les eaux usées traitées de façon sûre peuvent produire un béton dont la résistance et la durabilité de base sont presque équivalentes à celles du béton élaboré avec de l’eau potable, surtout en vieillissant. Cependant, elles tendent aussi à accroître le risque de corrosion des armatures en acier. L’étude suggère que les eaux usées traitées constituent une option prometteuse pour le béton non armé, comme certains blocs, revêtements et éléments non structurels. Avec un contrôle rigoureux de la qualité de l’eau et des recherches supplémentaires sur l’influence de ses constituants sur la corrosion, les eaux usées traitées pourraient devenir un outil important pour économiser l’eau douce précieuse dans la construction.

Citation: Abdelazim, O., Abdel-Latif, I., Ismail, S. et al. Impact of treated wastewater on the mechanical properties and durability of concrete. Sci Rep 16, 15497 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52561-0

Mots-clés: eaux usées traitées, durabilité du béton, eau recyclée, corrosion de l’acier, construction durable