Des chercheurs de l’université de l’Utah ont percé le secret de l’incroyable résistance du béton romain : la croissance de minéraux entrelacés sous l’effet de l’eau de mer. © J. P. Oleson, université de l’Utah

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Le secret de la résistance du béton romain est découvert : c’est l’eau de mer

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Nombre de structures en béton bâties dans l'antiquité par les Romains sont toujours debout aujourd'hui. Même battues par les vagues pendant plus de 2.000 ans, elles continuent de résister à l'érosion. Mieux : elles se renforcent. Comment ? Une équipe de chercheurs américains propose une explication.

Exposées à l'assaut des vagues et de l'eau salée, les structures de béton construites en mer par nos ancêtres romains semblent gagner en résistance et en stabilité au fil des siècles. Au grand étonnement des ingénieurs modernes d'ailleurs qui, souvent, voient leurs propres structures s'effondrer en seulement quelques décennies.

Pour résoudre le mystère, des géologues de l'université de l’Utah ont étudié les microstructures de ce matériau d'une incroyable longévité. Et, surprise, ils ont découvert que l'eau de mer qui peut filtrer au travers de ces structures est responsable de la croissance de minéraux entrelacés, eux-mêmes à l'origine d'un accroissement de la cohésion du béton.

Sur cette photo prise au microscope, on observe la matrice de ciment romain (C-A-S-H pour calcium-aluminium-silicium hydratés) formée à partir de cendres volcaniques, de chaux et d’eau de mer ainsi que les cristaux de tobermorite qui la renforcent. © Marie Jackson, université de l’Utah

Béton romain : une recette à réinventer

Le béton romain, en effet, était construit à partir de cendres volcaniques. Les composants de celles-ci sont dissous par la percolation de l'eau de mer, permettant ainsi à des minéraux comme une tobermorite ou la phillipsite de croître dans cette ambiance hautement alcaline. La forme particulière que prennent les cristaux de ces minéraux renforce la résistance du béton à la fracture.

Les chercheurs espèrent désormais retrouver la recette exacte du béton romain. Ou plutôt, une recette de substitution, car si les Romains pouvaient exploiter de nombreuses cendres volcaniques, ce n'est pas le cas dans le monde moderne. Quoi qu'il en soit, il faut un peu de temps au béton romain pour qu'il se renforce au contact de l'eau de mer. Néanmoins, il pourrait servir dans des contextes particuliers, comme le projet d'exploitation de l'énergie marémotrice à Swansea (Royaume-Uni) qui nécessiterait quelque 120 années d'exploitation pour devenir rentable.