Près de deux millénaires après la hauteur du Empire romaincertaines de ses structures sont toujours debout. Ces merveilles ont résisté à l’épreuve du temps, y compris le Panthéon à Rome; les aqueducs romains de Ségovia, Espagne; et le Bains romains en Angleterre.
La longévité de ces structures peut être attribuée en grande partie au béton romain. Mais qu’est-ce qui rend le béton romain si spécial? Qu’est-ce que ce matériel a permis aux structures de se tenir pendant des milliers d’années?
Les chercheurs permettent toujours de faire exactement la façon dont le béton romain a été fabriqué, mais ils ont quelques indices, y compris beaucoup de ses ingrédients et qu’il est auto-guérison lorsqu’il pleut.
Comment le béton est-il fabriqué
Premièrement, il est important de comprendre comment le béton, en général, est fabriqué. Le béton moderne commence par du ciment, qui est une fine poudre qui se transforme en pâte lorsqu’elle est mélangée avec de l’eau. Un ingrédient clé du ciment est le calcaire de roche sédimentaire, qui est largement fait de carbonate de calciumun composé également trouvé dans le monde naturel, y compris dans les œufs et les coquillages. Le calcaire se mélange avec d’autres matériaux, comme de l’argile, puis se chauffe dans un four à 2 700 degrés Fahrenheit (1 482 degrés Celsius) pour produire un matériau appelé clinker. Le clinker broyant, ainsi que certains additifs, dans une poudre fine produit du ciment.
Le ciment le plus utilisé aujourd’hui est appelé Ciment Portland. Selon leur environnement, les structures en ciment Portland ont une durée de vie de 75 à 100 ans, selon Somayeh Nassiriprofesseur agrégé de génie civil et environnemental à l’Université de Californie à Davis. Le concret a clairement changé depuis son utilisation à l’époque romaine, mais la vérité est qu’elle change depuis son invention.
L’utilisation de matériaux en béton date aussi loin que 6500 avant JC Syriens de l’âge de pierre développé accidentellement Le composé du bâtiment inorganique connu sous le nom de chaux grâce à l’utilisation de leurs foyers, qui a probablement chauffé les roches environnantes dans une version primitive du processus moderne connu sous le nom de calcination. Pendant ce temps, les Mayas en Méso-Amérique 1100 avant JCa développé des précurseurs en béton en utilisant la chaux vive, qui résulte du calcaire chauffé à des températures élevées, libérant du dioxyde de carbone et modifiant son carbonate de calcium en oxyde de calciumA déclaré Nassiri.
Mais le béton romain était un mélange unique, et il a fait des merveilles. « Le béton a construit l’empire, » Kevin Dicusun professeur agrégé de classiques à l’Université de l’Oregon, a déclaré à Live Science. Selon Dicus, les Romains ont utilisé leur béton dès le troisième siècle avant JC
Béton romain
Les secrets derrière le béton romain proviennent à la fois de ses ingrédients et des méthodes de mélange. Selon Dicus, un « changeur de jeu », était Pozzolan ou Ash. Les Romains ont utilisé des cendres des lits volcaniques de la ville italienne Pozzuoli et l’ont expédié partout dans l’empire. Aujourd’hui, Pozzolan comprend la ponce et les cendres volantes, qui est un sous-produit de la combustion du charbon. La silice et l’alumine dans les cendres réagissent avec la chaux et l’eau dans un réaction pozzolanique à des températures ambiantes, résultant en un plus fort, plus durable béton. Pozzolan est également utilisé pour fabriquer du ciment hydraulique, qui peut durcir sous l’eau.
Un autre ingrédient clé est les clastes de chaux, ou de petits morceaux de chaux vive, a déclaré DiCus. Ces clastes donnent au béton romain sa capacité d’auto-guérison. Les incendies de béton et s’affaiblissent avec le temps, mais l’eau peut infiltrer ses fissures et atteindre les clastes. Lorsqu’ils réagissent avec l’eau, les clastes créent des cristaux appelés calcites qui remplissent les fissures. De cette façon, le béton romain peut se guérir. Par exemple, l’homme de 2 000 Tombe de caecilia metella Près de Rome affiche des fissures remplies de calcites, ce qui suggère qu’à un moment donné depuis que son eau de construction a activé les clastes dans son béton.
Une équipe de chercheurs du MIT a illustré l’effet des Clasts dans une étude en 2023 publiée dans la revue Avancées scientifiques. Ils ont analysé le béton romain avec des microscopes électroniques à balayage et des rayons X pour voir ce qui le rendait fort et comprendre comment il a été fabriqué, tandis que les Romains semblaient intudier cette merveille d’ingénierie. « Était-ce juste un heureux accident, ou savaient-ils vraiment ce qu’ils faisaient? » Dicus réfléchit.
Les Romains ont également utilisé une méthode connue sous le nom de mélange chaud, qui consiste à combiner la chaux vive avec le pozzolan, l’eau et d’autres ingrédients, puis les chauffer. L’équipe du MIT a constaté que cette méthode aide à déverrouiller les capacités d’auto-guérison des clastes de chaux, et peut entraîner un réglage plus rapide que le ciment fait avec une solution d’eau rapide appelée Slaked Lime, qui, selon Dicus, est la norme aujourd’hui.
Les chercheurs creusent toujours dans le béton romain. « Nous découvrons toujours certaines des méthodes qu’ils ont utilisées pour le mélanger et la préparation des matériaux », a déclaré Nassiri.
Dans son processus de mélange actuel, Portland Cement ne permet pas la formation de clastes de chaux, a expliqué Dicus. Le clinker produit dans le four est moulu en une fine poudre, détruisant tous les clastes potentiels. En revanche, lorsque les Romains ont probablement mélangé la chaux vive, la cendre et l’eau, les clastes sont restés « comme de petites inclusions dans le ciment », a-t-il déclaré.
Que les Romains comprennent toute la brillance de leur recette de ciment, sa grandeur brille à travers sa longévité. Même aujourd’hui, il n’y a rien de tel que de toucher un mur romain. « C’est âgé de 2 000 ans, et c’est aussi difficile que le jour où il a été versé », a déclaré DiCus.
