Les églises romaines sont encore debout des siècles après leur construction.
Leur robustesse viendrait probablement de la fabrication du béton antique qui, selon les chercheurs, aurait été fabriqué à chaud et non à froid.
L'ancien Panthéon romain. Crédit photo : Shutterstock
Lorsque l’on aperçoit des bâtiments anciens comme les ponts, les aqueducs, les églises ou d’autres infrastructures construites il y a des milliers d’années, on se demande parfois comment ils ont pu résister au temps. Le peuple romain est connu pour ses réalisations de voirie, de ponts, de temples majestueux qui sont encore debout aujourd’hui. Des constructions qui datent pourtant de 126 apr. J.-C. pour quelques-unes, tel le cas du Panthéon de Rome. Le dôme du Panthéon est aujourd’hui le plus grand ouvrage construit en béton non armé et il n’a pas été restauré à ce niveau-là. Les constructions romaines ont résisté à tous les climats, aux séismes, à l’eau de mer, alors que des constructions récentes conçues avec du béton actuel se sont déjà effondrées. Ce constat a poussé les scientifiques du MIT à chercher la raison de la robustesse du béton romain.
De quoi le béton antique est-il composé ?
Dirigé par le Massachusetts Institute of Technology (MIT), un groupe de chercheurs internationaux a peut-être trouvé la réponse à la question de la solidité du béton ancien. Pour les chercheurs, ce béton aurait la capacité étonnante de s’« autoguérir ». Pendant très longtemps, les chercheurs pensaient que la solidité du béton antique était due à la matière pouzzolanique, originaire de la région de Pouzzoles à Naples, que les bâtisseurs utilisaient à l’époque. En y regardant de plus près, les chercheurs ont découvert que les échantillons de béton antique prélevés contenaient des « clastes de chaux », de petits morceaux blancs omniprésents dans le béton antique. Pour Admir Masic, professeur de génie civil et environnemental au MIT, ce matériau que l’on ne trouve pas dans les bétons actuels était probablement la raison de la solidité du matériau.
Que suggère la nouvelle étude du MIT ?
Avant cette étude approfondie, les chercheurs estimaient que le béton antique était un amalgame de matériaux mélangés de façon désordonnée et réalisés avec des ingrédients de mauvaise qualité. Au contraire, la nouvelle étude suppose que le mélange était parfaitement pensé et que ces grumeaux blancs donnaient, en réalité, la capacité au béton de s’autoguérir. « L’idée que la présence de ces grumeaux de chaux était simplement attribuée à un contrôle de mauvaise qualité m’a toujours dérangé » explique le chercheur dans l’étude publiée dans la revue Science. Pour lui, les Romains n’ont pas conçu ce béton au hasard, mais dans l’optique d’obtenir un matériau qui pourrait traverser le temps probablement.
L’hypothèse du MIT
Au fil de son étude, Masic s’est demandé si les Romains auraient pu utiliser de la chaux vive pour réaliser leur béton. En analysant divers échantillons, ils se sont rendu compte que les petits grumeaux blancs étaient composés de diverses formes de carbonates de calcium. Pour qu’il soit aussi solide, les chercheurs pensent que le béton romain était fabriqué à partir d’un mélange de carbonate de calcium, de la matière pouzzolanique et de l’eau. Ils pensent également que béton était fabriqué à de températures très élevées, une méthode que l’on appelle « mélange à chaud ». Pour les chercheurs, c’est ce mélange à chaud, et non à froid comme aujourd’hui, qui serait responsable de la durabilité du béton antique.
D’après ces scientifiques, ces petits morceaux développent une architecture nanoparticulaire, une source de calcium réactive qui permettrait au béton de se « régénérer » au fur et à mesure. Par exemple, lorsqu’il est soumis à la pluie, il forme une solution riche en calcium qui sèche et durcit, refermant rapidement une fissure naissante. En s’inspirant des techniques romaines pour fabriquer du béton, il serait envisageable d’améliorer la durabilité des méthodes actuelles, notamment celles du béton imprimé en 3D d’après les chercheurs.