Longévité du béton romain : Le secret dévoilé

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Muriel Carbonnet
01/02/2023
Modifié le 03/05/2023 à 17:48

Comment certaines structures romaines ont-elles pu résister pendant tous ces millénaires aux outrages du temps ? Selon une étude du MIT, la réponse réside dans la structure du béton romain, qui lui confère la capacité de s'auto-réparer.

Le célèbre Panthéon de Rome, qui possède le plus grand dôme en béton romain non armé du monde et qui a été inauguré en 128 après J.-C., est toujours intact. [©ACPresse/Colin Rousselet]
Le célèbre Panthéon de Rome, qui possède le plus grand dôme en béton romain non armé du monde et qui a été inauguré en 128 après J.-C., est toujours intact. [©ACPresse/Colin Rousselet]

Si on a l’impression que le béton est une invention moderne depuis l’industrialisation du ciment au cours du XIXe siècle, il est en réalité un “vieux” matériau de l’architecture.

Plus de 2 000 ans après leur édification, certaines structures antiques sont d’ailleurs là pour attester de l’efficacité de ce matériau. Les anciens Romains étaient des maîtres de l’ingénierie, construisant de vastes réseaux de routes, d’aqueducs, de ports et de bâtiments massifs. Dont les vestiges ont survécu pendant deux millénaires.

Nombre de ces structures ont été construites en béton. Le célèbre Panthéon de Rome, qui possède le plus grand dôme en béton non armé du monde. Et qui a été inauguré en 128 après J.-C., est toujours intact. Et certains aqueducs romains antiques fournissent encore de l’eau à Rome aujourd’hui. Mais quel est le secret de ce béton ?

L’importance des clastes de chaux

C’est grâce aux recherches d’une équipe du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et d’ingénieurs européens, que le secret de la longévité est enfin dévoilé.

Les scientifiques ont analysé des fragments prélevés sur un mur d’enceinte antique de la ville de Privernum, en Italie, à l’aide de techniques d’imagerie perfectionnées (spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie). Les chercheurs ont ainsi pu établir une précision sur la composition du béton romain. Et se sont en particulier arrêtés sur des éclats de minéraux blancs appelés “clastes de chaux”. Jusqu’alors, les experts pensaient que leur présence était due à un mortier bâclé ou de mauvaise qualité. Les analyses spectroscopiques ont permis de comprendre que ces clastes de chaux étaient en carbonate de calcium.

Des tests réalisés

Un composé qui ne se forme qu’à des températures extrêmes. Cet élément leur a permis de déduire la différence majeure entre béton moderne et béton romain. Ce dernier, opus caementicium, était mélangé directement avec de la chaux vive, c’est-à-dire à de très hautes températures. Les chercheurs ont fait le test. Ils ont fabriqué un bloc de béton à base de pierre volcanique et de chaux vive, l’ont fissuré et ont fait couler de l’eau dessus. En deux semaines, les fissures étaient complètement cicatrisées et l’eau ne s’infiltrait plus, contrairement à ce qui se passerait avec du béton classique. Les résultats de l’étude ont été publiées dans le journal “Science Advances”, le 6 janvier 2023. Un article intitulé “Riddle solved: Why was Roman concrete so durable?” (Enigme résolue : pourquoi le béton romain était si solide ?), publié sur le site du MIT, résume les faits.

Lire aussi : Panthéon de Rome : La plus somptueuse des coupoles en béton

Dmat, la start-up italienne qui développe un béton “vert ”

C’est en s’inspirant de la Rome antique que la start-up Dmat, fondée en 2021 à Udine (Nord-Est de l’Italie), s’apprête à commercialiser un “béton vert” à l’extraordinaire capacité auto-génératrice. Un produit qui devrait s’avérer révolutionnaire. Son marché représente actuellement environ 650 Md€ avec une production annuelle de 33 Mdt, soit 18 fois le poids de la production globale d’acier. Ce matériau ne peut aussi pas se soustraire aux défis du changement climatique, puisque la filière qui en est à l’origine cause 7 à 8 % des émissions mondiales de CO2. « La production de notre béton affiche une réduction nette des émissions de CO2 allant jusqu’à 20 % par rapport à un béton de référence, avec des performances identiques », conclut Nicolas Chanut, co-fondateur de Damt, avec Paolo Sabatini et Carlo Andrea Guatterini.

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