Le béton de la Rome antique a des capacités “d’auto-guérison”

Il est juste de dire que les anciens Romains savaient une chose ou deux sur les infrastructures.

Ils ont été parmi les premiers à affiner les éléments de base de la chaux, du schiste, de l’argile et des granulats que nous appelons aujourd’hui le béton ; puis ils ont versé des milliards de tonnes pour construire l’un des plus grands empires de l’histoire humaine, dont les reliques emblématiques se trouvent encore dans toute l’Europe moderne.

Mais les Romains avaient-ils aussi un secret pour aider les structures en béton comme le Panthéon et le Colisée à résister à plus de 15 siècles de changement climatique ?

Des recherches menées par le Massachusetts Institute of Technology ont trouvé des preuves que c’est le cas, et la découverte pourrait avoir des implications pour la réduction des émissions de carbone et la création d’infrastructures modernes et résistantes au climat.

en un étude récente publié dans la revue Progrès de la scienceDes experts du MIT et de l’Université de Harvard ont découvert que les gisements de minéraux riches en calcium appelés “clastes de chaux”, que l’on trouve couramment dans le béton de l’époque romaine, donnaient aux bâtiments et aux structures “une capacité d’auto-guérison auparavant non reconnue”.

Il n’y a rien de magique là-dedans, cependant, selon les chercheurs, qui décrivent les clastes comme des “morceaux blancs” de roche qui proviennent de la chaux et apparaissent comme des “petites caractéristiques distinctives à l’échelle millimétrique” dans le béton romain.

Admir Masic, auteur principal de l’étude et professeur de génie civil et environnemental au MIT, a déclaré qu’il était depuis longtemps fasciné par les dépôts inhabituels dans ce matériau vieux de 2 000 ans, introuvable dans le béton moderne. En fait, de tels dépôts sont considérés comme des impuretés selon les normes actuelles de fabrication du béton.

“L’idée que la présence de ces clastes de chaux était simplement attribuée à un mauvais contrôle de la qualité m’a toujours dérangé”, a déclaré Masic dans un communiqué. “Si les Romains ont déployé tant d’efforts pour fabriquer un matériau de construction exceptionnel, en suivant toutes les recettes détaillées qui avaient été optimisées au cours de nombreux siècles, pourquoi ont-ils mis si peu d’efforts pour assurer la production d’un produit final bien mélangé ? ? Il doit y avoir plus à cette histoire.”

Et voilà.

À l’aide d’examens spectroscopiques et de techniques d’imagerie multi-échelles et de cartographie chimique à haute résolution, les chercheurs ont acquis de nouvelles connaissances sur la façon dont les fabricants de béton romains utilisaient les clastes de chaux.

L’équipe a ensuite produit des échantillons de ce qu’on appelle le “béton mélangé à chaud” en utilisant à la fois des méthodes romaines et modernes. Une fois les matériaux durcis, les scientifiques ont délibérément cassé les échantillons et laissé couler de l’eau à travers les fissures.

Pour l’échantillon qui utilisait d’anciennes techniques de mélange, “les fissures étaient complètement cicatrisées” en deux semaines et l’eau ne coulait plus à travers le matériau. Les clastes de chaux avaient contribué à un processus chimique qui a abouti à une “auto-guérison”. Pendant ce temps, un morceau de béton identique sans la structure de calclast n’a jamais durci et l’eau a continué à s’écouler à travers l’échantillon.

La différence est que les scientifiques pensent que le processus romain impliquait une forme de chaux chimiquement réactive appelée chaux vive qui aidait au processus d’auto-guérison. Cette forme de chaux n’est pas utilisée pour fabriquer du béton aujourd’hui.

Les résultats sont pertinents pour les défis climatiques actuels, d’abord en démontrant qu’une ancienne méthode de production de béton a abouti à des infrastructures hautement résilientes. Deuxièmement, développer un béton plus résistant “pourrait aider à réduire l’impact environnemental de la production de ciment, qui représente actuellement environ 8% des émissions mondiales de gaz à effet de serre”, ont déclaré les chercheurs.

En plus du MIT et de Harvard, les collaborateurs de l’étude comprenaient des experts d’institutions de recherche en Italie et en Suisse.

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