Microbiologically influenced corrosion in iron/wood assemblies: formation of iron sulfides in waterlogged archaeological woods
Assemblages bois-fer et biocorrosion : étude des sulfures de fer formés en conditions anoxiques dans des bois d'épaves
Résumé
The consequences of corrosion of iron reinforcements in wood assemblies can compromise the durability of a structure. In a waterlogged wood, the conditions at the surface of the metal are anoxic. The presence of iron and the microbiological activity favoured by the presence of organic matter can lead, in composite wood-iron systems, to the precipitation of iron sulphides. Now, the latter are transformed either into anaerobic sulphide-containing media, or when oxygen diffuses into the wood, or when the structure is exposed to air. This contributes to the degradation of the wood. In order to better understand the mechanisms involved, wood samples extracted from archaeological wrecks were studied. This article will be illustrated by examples of recent (18th and 19th century) and antique periods and by an original multi-techniques analytical approach. Mackinawite, greigite and pyrite have been identified. And it appears that the nature of the iron sulphides present in wrecks is related to the age of the remains, according to the evolution pathways of these compounds proposed in literature. Greigite is interesting to consider, it was the only phase detected whatever the age. So it can be a good marker for microbiological influenced corrosion of iron in wood-iron assemblies.
Les conséquences de la corrosion des renforts de fer dans les assemblages de bois peuvent compromettre la durabilité d’une structure. Si le bois est gorgé d’eau, les conditions à la surface du métal deviennent anoxiques. La présence de fer et l’activité microbiologique favorisée par la présence de matière organique font des systèmes composites bois-fer des milieux propices à l’apparition de sulfures de fer. Or ces derniers se transforment soit en milieux anaérobies sulfurés, soit lorsque l’oxygène diffuse dans le bois, soit lors d’une remise à l’air de la structure, avec pour conséquence de contribuer à la dégradation du bois. Afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués, nous étudions des bois d’épaves archéologiques. Cet article sera illustré par des exemples d’époques récentes (18ème s. 19ème s.) et antiques et par une approche analytique multi-techniques originale. La mackinawite, la greigite et la pyrite ont été identifiées et il semble que la nature des sulfures de fer présents soit liée à l’âge du vestige conformément aux schémas proposés dans la littérature d’évolution de ces composés. La greigite est intéressante à considérer. Seule phase détectée quel que soit l’âge, elle peut s’avérer un bon marqueur de la biocorrosion du fer dans les assemblages bois-fer.
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