Le secret de la fabrication d’un béton qui dure 1 000 ans

L’article de Masic est le dernier d’une série de recherches sur le béton romain. L’année dernière, il a publié des recherches avec Marie Jackson, chercheuse à l’Université de l’Utah, qui ont examiné la tombe de 70 pieds de haut de la noble romaine du premier siècle Caecilia Metella sur la voie Appienne, une ancienne route romaine qui traverse l’Italie. Leur enquête a révélé que la formation particulière du béton romain utilisé dans la tombe interagit avec l’eau de pluie et les eaux souterraines, devenant plus résistante au fil du temps.

Dans des travaux antérieurs, Mme Jackson et ses collègues ont produit une réplique exacte d’un béton similaire, utilisé il y a 1 900 ans pour construire les marchés de Trajan à Rome, et ont mis au point un test de fracture innovant pour mieux mesurer sa résilience, montrant qu’il est beaucoup moins fragile que le béton moderne. M. Jackson a également étudié les carottes prélevées dans le béton des ports romains et a déterminé que l’eau de mer qui traverse le béton réagit avec lui pour créer de nouveaux minéraux qui rendent le béton plus cohésif et plus résistant au fil du temps.

Jackson a cependant quelques inquiétudes concernant le nouvel article de Masic. L’échantillon analysé n’est pas daté et il contient du sable au lieu du téphra volcanique généralement utilisé. En réponse, Masic déclare que son équipe prévoit d’analyser d’autres sites “pour confirmer notre hypothèse” selon laquelle les Romains utilisaient de la chaux vive dans leur recette de béton – connue sous le nom de mélange à chaud. L’équipe de Masic souhaite également examiner plus en détail l’influence du mélange à chaud sur la façon dont les Romains construisaient leurs structures.

Masic a-t-il donc résolu le mystère de la fabrication du béton romain ? “Qui sait ?”, répond-il. “Ce que je sais, c’est que nous avons pu transposer certains de ces concepts dans le monde réel. C’est ce qui me passionne le plus.” Il est désormais possible de construire un meilleur béton, qu’il soit strictement “romain” ou non.

Cette recette et ce procédé ont été perdus il y a plus d’un millénaire. Aucun béton similaire n’existait jusqu’à ce que le Britannique Joseph Aspdin dépose un brevet en 1824 pour un matériau produit à partir d’un mélange de calcaire et d’argile. Il l’a appelé ciment Portland parce qu’il ressemblait à la pierre de Portland, une pierre calcaire utilisée pour la construction en Angleterre.

Le béton moderne est fabriqué à partir de fragments de roche combinés au ciment Portland, un mélange de calcaire, d’argile ou de schiste et d’autres ingrédients broyés et brûlés à 1 450 degrés Celsius (2 642 degrés Fahrenheit). Ce processus crée une énorme quantité de gaz à effet de serre et laisse un béton peu durable, qui se dégrade parfois en seulement 50 ans, en particulier dans les environnements marins. Le béton romain, en comparaison, est solide et ne nécessite pas d’armature en acier, contrairement à son homologue moderne. Et il est relativement bon marché.

M. King note que les infrastructures en béton d’aujourd’hui, telles que les routes, coûtent six à dix fois leur prix initial si l’on tient compte des réparations à effectuer au cours de leur durée de vie. L’allongement de la durée de vie du béton fabriqué aujourd’hui, ne serait-ce que de quelques fois, permettrait donc de réduire considérablement la demande et les émissions de gaz à effet de serre. “Lorsque vous posez une nouvelle autoroute, un nid-de-poule apparaît tous les trois ans”, explique M. King. “Si vous n’avez plus à combler vos nids de poule que tous les 10 ou 20 ans, c’est un meilleur matériau.” Il n’est pas nécessaire d’avoir un béton qui survit pendant 2 000 ans pour faire une grande différence.

Dans ce domaine, les laboratoires de Masic et de Jackson travaillent avec des entrepreneurs désireux de commercialiser leurs versions du béton romain. L’équipe de Jackson, par exemple, a collaboré avec un partenaire industriel pour créer une version synthétique du téphra volcanique que les Romains exploitaient, en raison de l’énorme volume qui sera nécessaire.

Après des années et des années de recherche d’une réponse, M. Jackson est heureux que cette quête suscite de l’intérêt. “Ce qui est vraiment important et précieux, c’est que le sujet du béton romain est maintenant dans les médias”, dit-elle. “C’est un matériau incroyablement sophistiqué et complexe. Les personnes qui l’ont fabriqué étaient si brillantes et si précises qu’il nous a fallu 15 ans de travail pour en déchiffrer une grande partie. Et nous sommes humbles devant tout ce qu’il nous reste à apprendre.”

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