La science explique pourquoi le béton romain a résisté pendant près de 2 000 ans.

(Journal Dan Tri) - Une structure construite il y a près de 2 000 ans apporte une preuve supplémentaire du secret de la durabilité du béton romain antique, qui a résisté à l'épreuve du temps.

Avant l'effondrement supposé de Pompéi en 79 après J.-C., les archéologues ont découvert une structure parfaitement conservée, « figée », témoignant des techniques de construction romaines, sous les cendres volcaniques qui l'ensevelissaient.

Le dôme du Panthéon à Rome détient actuellement le record de la plus grande structure en béton non armé encore existante au monde (Photo : Getty Images).

Là, ils ont découvert des piles de matériaux soigneusement empilées, notamment les composants utilisés pour mélanger le béton réputé pour sa durabilité, derrière des monuments comme le Panthéon, où l'immense dôme en béton non armé se dresse depuis des millénaires.

La technologie du « mélange à chaud » révèle la raison de l'extraordinaire durabilité du béton romain.

Une analyse entièrement nouvelle a récemment révélé que le secret réside dans une technique que le spécialiste des matériaux Admir Masic du Massachusetts Institute of Technology (MIT) appelle « mélange à chaud ».

Cette méthode consiste à mélanger directement les composants du béton, notamment un mélange de cendres volcaniques pouzzolaniques et de chaux vive, qui réagit avec l'eau pour générer une grande quantité de chaleur au sein du mélange.

Lorsque le béton est chauffé à haute température, il se produit des réactions chimiques qui n'auraient pas lieu avec la chaux seule, formant des composés caractéristiques des conditions de haute température.

Quelques matériaux de construction trouvés à Pompéi (Photo : Parc archéologique de Pompéi).

Cependant, l'augmentation de la température raccourcit considérablement le temps de prise et de durcissement car toutes les réactions se produisent plus rapidement, permettant une construction à grande vitesse.

En particulier, les particules de chaux vive restantes dans le mélange conféraient au béton romain la capacité de « réparer » ses fissures au fil du temps.

Lorsque le béton se fissure, les fissures ont tendance à se propager aux particules de chaux, qui ont une surface spécifique plus importante que les autres particules de la matrice.

Lorsque l'eau pénètre dans les fissures, elle réagit avec la chaux pour créer une solution riche en calcium qui, en séchant, forme du carbonate de calcium, scellant la fissure et l'empêchant de s'étendre.

« Ce matériau possède une valeur à la fois historique et scientifique une fois correctement déchiffré. Il a la capacité de s'auto-réparer sur des milliers d'années, fonctionnant avec souplesse et durabilité. »

« Le béton romain a résisté aux tremblements de terre, aux éruptions volcaniques, a survécu sous l'eau et a résisté à une érosion environnementale extrême », a déclaré Masic dans la revue Nature Communications.

Bien que la technique du mélange à chaud ait permis d'expliquer une grande partie du mystère entourant la durabilité du béton romain, cette découverte ne correspond pas à la formule réelle décrite dans le traité De architectura de l'architecte Vitruve.

Un mur du site de Pompéi et une analyse de sa composition sont superposés à droite. (Photo : Parc archéologique de Pompéi)

D'après la description de Vitruve, la chaux devait être éteinte avec de l'eau avant d'être mélangée à la pouzzolane ; cette divergence entre les documents anciens et les preuves archéologiques a déconcerté les scientifiques.

Les œuvres de Vitruve sont considérées comme la source d'information la plus complète sur l'architecture romaine et la technologie de l'opus caementicium (béton romain), mais les spécimens révèlent une histoire tout à fait différente.

Au microscope, les échantillons de mortier du mur présentaient des signes évidents de mélange à chaud, des fragments de chaux fissurés, une couche réactive riche en calcium s'étendant dans les particules de cendres volcaniques, et de minuscules cristaux de calcite et d'aragonite formés dans les cavités de la pierre ponce.

La spectroscopie Raman a confirmé l'altération minérale, tandis que l'analyse isotopique a révélé des processus de carbonatation survenant au fil du temps.

Applications du béton auto-réparateur à l'époque moderne.

Selon Masic, les résultats montrent que les Romains préparaient le liant en prenant de la chaux vive, en la broyant à une certaine taille, en la mélangeant à sec avec des cendres volcaniques, puis en ajoutant de l'eau pour créer l'agent liant.

D'après les chercheurs, ce savoir pourrait être appliqué à la production moderne de béton, témoignant ainsi de la sagesse de nos ancêtres.

Le béton moderne est l'un des matériaux de construction les plus populaires au monde, mais il n'est pas très durable et se détériore facilement après seulement quelques décennies.

Le processus de fabrication nuit également à l'environnement, consomme des ressources et émet des gaz à effet de serre. Améliorer la durabilité du béton pourrait contribuer à le rendre plus durable.

« La façon dont les vides dans les matériaux volcaniques sont comblés par recristallisation est un phénomène fascinant que nous souhaitons reproduire. Nous voulons des matériaux capables de s'auto-réparer », a expliqué Masic.

Source : https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khoa-hoc-da-ly-giai-vi-sao-be-tong-la-ma-ben-vung-gan-2000-nam-20251212000408505.htm