Comment le béton romain répare-t-il lui-même les fissures ?
Le béton romain a la réputation d'être particulièrement durable. Des chercheurs viennent de découvrir une cause possible qui pourrait également être utile pour les problèmes actuels.
Les puissants monuments de l'Antiquité romaine fascinent chaque année des millions de touristes lors de leurs voyages en Italie. Mais ces constructions ne sont pas seulement pertinentes d'un point de vue historique et esthétique. Comme l'a découvert une équipe de chercheurs dirigée par Linda Seymour du Massachusetts Institute of Technology, la connaissance du béton romain pourrait contribuer à réduire les émissions de CO2 actuelles. En effet, le béton romain est composé d'éléments capables de colmater les fissures provoquées par des processus chimiques dans le matériau, comme l'écrivent les chercheurs dans la revue "Science Advances".
Pour leur étude, l'équipe a prélevé des échantillons sur les murs de la ville antique de Privernum, non loin de Rome, vieux d'environ 2000 ans. Ils ont ensuite examiné le béton au microscope électronique et à l'aide d'un spectromètre à rayons X et d'un spectromètre laser afin d'identifier les différents composants du mélange. Selon les chercheurs, le secret de la résistance du béton romain réside dans les fragments de calcaire d'un blanc éclatant qui caractérisent le matériau. L'origine de ces grains d'environ un millimètre est controversée, il est possible qu'ils aient été formés lors du mélange du matériau.
Le béton "auto-cicatrisant" pourrait réduire les émissions de CO2 dans le monde
Pour l'"opus caementitium", les constructeurs de l'Antiquité mélangeaient généralement de la chaux éteinte (hydroxyde de calcium) - un matériau de construction obtenu par calcination de la chaux puis extinction avec de l'eau - avec des agrégats d'origine volcanique, les pouzzolanes, et de l'eau. Parfois, les Romains mélangeaient également la chaux vive sèche avec les cendres volcaniques et de l'eau. Ce processus, qui développe une grande chaleur dans une réaction exothermique, est probablement à l'origine de la formation des morceaux de calcaire blanc dans le béton. Au fil du temps, lorsque des fissures et des pores apparaissent dans le béton et que de l'eau peut ensuite s'infiltrer dans le matériau, le liquide dissout le calcium des morceaux. Le carbonate de calcium ainsi formé réagit avec les cendres volcaniques présentes dans le béton, comblant ainsi à nouveau les lacunes.
La comparaison avec un béton d'inspiration romaine, mais produit de manière moderne, a confirmé les résultats du groupe de chercheurs. Grâce à ce processus, le béton répare donc lui-même les cavités créées par les intempéries, ce qui pourrait expliquer la longévité et la stabilité des constructions romaines antiques qui ont traversé les millénaires avec une qualité parfois remarquable.
Mais quelle pourrait être l'utilité de ce procédé pour notre époque ? Les spécialistes ont également une réponse à cette question. Actuellement, la production de béton représente environ huit pour cent des émissions mondiales de dioxyde de carbone. Selon les scientifiques, ce pourcentage non négligeable pourrait être réduit grâce au béton "auto-régénérant". Pour autant que cette forme de production durable et respectueuse du climat s'impose à long terme dans le secteur de la construction.
Spectre des sciences
Nous sommes partenaires de Spectre des Sciences et souhaitons vous rendre les informations fondées plus accessibles. Suivez Spectre des Sciences si vous aimez ses articles.
[[small:]]
Photo de couverture : Shutterstock / Le Colisée de Rome, construit entre 72 et 80 après J.-C., est constitué d'un matériau ressemblant au béton : «opus caementitium».
Des experts de la science et de la recherche rendent compte des dernières découvertes dans leur domaine – de manière compétente, authentique et compréhensible.