Les archéologues ont des preuves physiques que la technologie romaine antique était bien en avance sur son temps

Dans de nombreuses régions du monde, l’été devient inévitablement la saison de la construction de routes. Vous avez probablement été émerveillé par l’ironie du fait que les anciennes structures romaines en béton comme le Panthéon existent depuis des millénaires, mais que les humains modernes ne peuvent pas faire durer le béton plus de 30 à 40 ans. Il s’avère que les anciens Romains connaissaient la fabrication du béton, ce qui rendait leur technologie bien en avance sur son temps. Les archéologues trouvent désormais des preuves matérielles, à Pompéi, de la manière dont ils ont procédé.

L’éruption du Vésuve en 79 après J.-C. a enseveli la ville de Pompéi au milieu d’une journée typique. Les citoyens cuisinaient, s’occupaient des chevaux, s’entraînaient au sport et rénovaient les bâtiments en béton. Le processus de malaxage du béton a été préservé ainsi que le reste des activités de la journée.

Les composants relativement simples du béton moderne deviennent très différents lorsqu’ils sont mélangés à de l’eau. Il contient du sable, un granulat et du ciment Portland (calcaire concassé mélangé à de l’argile, du schiste ou d’autres matériaux riches en calcium, aluminium et silice). L’ajout d’eau hydrate le mélange, modifiant sa composition chimique par une réaction exothermique (dégagement de chaleur). À mesure que le béton sèche et durcit, il durcit également. Cependant, les précipitations, les produits chimiques ou les contraintes structurelles dégraderont le béton moderne au fil du temps.

En 2024, des archéologues travaillant à Pompéi ont découvert un chantier où les ingrédients du béton romain étaient assemblés à côté d’un mur reconstruit. Bien que le béton romain fini soit abondant, ses matériaux constitutifs n’ont pas été trouvés assemblés et prêts à être utilisés dans aucun autre site archéologique. Contrairement au béton moderne, le béton romain contenait des cendres volcaniques en plus d’une source de calcium (chaux), de granulats et de sable.

Ce chantier préservé témoigne du processus de préparation du béton. Avant la découverte des matériaux de béton ségrégués, les chercheurs pensaient que le béton romain était fabriqué à partir de chaux éteinte (hydroxyde de calcium). Cependant, la matière sèche à Pompéi était de la chaux vive (oxyde de calcium).

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont réalisé que les Romains devaient avoir prémélangé la chaux vive et les cendres volcaniques avant d’ajouter de l’eau, selon un processus appelé mélange à chaud. L’ajout d’eau a permis au mélange de libérer de la chaleur à mesure que la chaux s’hydrate. La chaleur transforme également une partie de la chaux en morceaux cassants et riches en calcium, appelés éclats de chaux, qui sont répartis dans tout le béton. Ces fragments de chaux sont la clé de la durabilité du béton romain car ils permettent son comportement auto-cicatrisant.

Le béton auto-cicatrisant est ainsi nommé car lorsque des fissures se forment, le béton peut se réparer tout seul. Le calcium du béton romain se dissout lorsqu’il est exposé à l’eau. Le calcium dissous cristallise ensuite sous forme de carbonate de calcium dans la fissure, évitant ainsi d’autres dommages. Les versions modernes du béton auto-cicatrisant contiennent des polymères, des bactéries ou des fibres qui n’ont pas besoin d’être exposées à l’eau pour s’activer. Mais ce n’est qu’à la fin des années 2010 que le béton auto-cicatrisant moderne est devenu disponible dans le commerce.

Il y a plus de 2 000 ans, les Romains fabriquaient du béton durable et auto-réparateur à partir de matériaux locaux abondants. Ils ont profité de la réaction pouzzolanique entre la chaux vive et la silice et l’alumine réactives présentes dans les cendres volcaniques. Cette réaction produit un silicate de calcium hydraté, le liant qui cimente littéralement le béton. Les fragments de chaux du béton romain servaient de réservoirs de calcium pour combler rapidement les fissures apparues.

Les fouilles archéologiques en cours à Pompéi continueront de fournir des informations sur la culture et la technologie romaines antiques. Dans ce cas, ils ont contribué à résoudre le mystère de la raison pour laquelle le béton romain dure des milliers d’années. Les preuves physiques trouvées sur un chantier préservé prouvent que le béton romain était une technologie bien en avance sur son temps.