Le béton romain est une matière assez étonnante. C’est l’une des principales raisons pour lesquelles nous en savons autant sur l’architecture romaine aujourd’hui. De nombreuses structures construites par les Romains survivent encore, sous une forme ou une autre, grâce à leur des techniques ingénieuses de béton et de construction.
Cependant, il y a encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas exactement sur la façon dont les Romains fabriquaient un béton si solide ou construisaient tous ces bâtiments, maisons, bains publics, ponts et routes impressionnants.
Maintenant, un nouvelle étude — dirigé par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et publié dans la revue Nature Communications — jette un nouvel éclairage sur le béton et les techniques de construction romaines.
C’est grâce aux détails récupérés dans des pièces partiellement construites à Pompéi – un chantier abandonné par les ouvriers lors de l’éruption du Vésuve en 79 de notre ère.
De nouveaux indices sur la fabrication du béton
La découverte de ce particulier chantier de construction a fait l’actualité au début de l’année dernière.
Les constructeurs étaient littéralement en train de réparer une maison au milieu de la ville lorsque le Vésuve a explosé au premier siècle de notre ère.
Cette découverte unique comprenait des tuiles triées pour le recyclage et des conteneurs à vin appelés amphores qui avaient été réutilisés pour le transport de matériaux de construction.
Mais plus important encore, il comprenait également des preuves de la préparation de matériaux secs avant le mélange pour produire du béton.
C’est ce matériau sec qui fait l’objet de la nouvelle étude. Avoir accès aux matériaux réels avant le mélange représente une opportunité unique de comprendre le processus de fabrication du béton et comment ces matériaux réagissent lorsque de l’eau est ajoutée.
Cela a réécrit notre compréhension de la fabrication romaine du béton.
Béton auto-cicatrisant
Les chercheurs à l’origine de ce nouvel article ont étudié la composition chimique des matériaux trouvés sur le site et ont défini certains éléments clés : des morceaux incroyablement minuscules de chaux vive qui changent notre compréhension de la fabrication du béton.
La chaux vive est de l’oxyde de calcium, créé en chauffant du calcaire de haute pureté (carbonate de calcium).
Le processus de mélange du béton, expliquent les auteurs de cette étude, a eu lieu dans l’atrium de cette maison. Les ouvriers mélangeaient de la chaux sèche (chaux broyée) avec pouzzolane (une cendre volcanique).
Lorsque de l’eau était ajoutée, la réaction chimique produisait de la chaleur. En d’autres termes, c’était un réaction exothermique. Ceci est connu sous le nom de « mélange à chaud » et donne un type de béton très différent de celui que vous obtenez dans une quincaillerie.
L’ajout d’eau à la chaux vive forme ce qu’on appelle de la chaux éteinte et génère de la chaleur. Dans la chaux éteinte, les chercheurs ont identifié de minuscules « clastes de chaux » non dissous qui conservaient les propriétés réactives de la chaux vive. Si ce béton forme des fissures, les clastes de chaux réagissent avec l’eau pour cicatriser la fissure.
En d’autres termes, cette forme de béton romain peut littéralement se guérir.
Techniques anciennes et nouvelles
Cependant, il est difficile de dire à quel point cette méthode était répandue dans la Rome antique.
Une grande partie de notre compréhension du béton romain repose sur les écrits de l’ancien architecte romain Vitruve.
Il avait conseillé de utiliser de la pouzzolane mélangée à du citron vertmais il avait été supposé que ce texte ne faisait pas référence au mélange à chaud.
Pourtant, si nous regardons un autre auteur romain, Pline l’Ancien, nous trouvons un récit clair de la réaction de la chaux vive avec l’eau qui est à la base du réaction exothermique impliqué dans le malaxage du béton à chaud.
Les anciens connaissaient donc le mélange à chaud, mais nous en savons moins sur l’étendue de cette technique.
Le plus important est peut-être le détail des textes sur l’expérimentation de différents mélanges de sable, pouzzolane et chauxce qui a donné naissance au mélange utilisé par les constructeurs de Pompéi.
L’équipe de recherche du MIT avait des clastes de chaux déjà trouvés (ces minuscules petits morceaux de chaux vive) dans les vestiges romains de Privernum, à environ 43 kilomètres au nord de Pompéi.
Il convient également de noter le cicatrisation des fissures a été observé dans le béton de la tombe de la noble Caecilia Metella à l’extérieur de Rome, sur la Via Appia (une célèbre voie romaine).
Maintenant cette nouvelle Pompéi étude a établi que le mélange à chaud s’est produit et comment il a contribué à améliorer le béton romain, les chercheurs peuvent rechercher des cas dans lesquels des fissures dans le béton ont été guéries de cette façon.
Des questions demeurent
Dans l’ensemble, cette nouvelle étude est passionnante – mais nous devons résister à l’hypothèse que toutes les constructions romaines ont été réalisées selon des normes élevées.
Les anciens Romains pouvaient fabriquer des mortiers de béton exceptionnels mais comme le note Pline l’Ancien, mauvais mortier fut la cause de l’effondrement des bâtiments de Rome. Donc, ce n’est pas parce qu’ils pouvaient fabriquer un bon mortier qu’ils l’ont toujours fait.
Bien entendu, des questions demeurent.
Pouvons-nous généraliser à partir du seul exemple de cette nouvelle étude datant de 79 de notre ère à Pompéi pour interpréter toutes les formes de béton romain ?
Montre-t-il une progression par rapport à Vitruve, qui a écrit quelque temps plus tôt ?
L’utilisation de chaux vive pour fabriquer un béton plus résistant dans cette maison de Pompéi datant de 79 de notre ère était-elle une réaction à la présence de tremblements de terre dans la région et une prévision de fissuration dans le futur ?
Pour répondre à l’une de ces questions, des recherches plus approfondies sont nécessaires pour voir quelle est la prévalence des clastes de chaux dans le béton romain de manière plus générale et pour identifier les endroits où le béton romain s’est cicatrisé.
Cet article édité est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.
