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Comment les constructions romaines, par exemple les aqueducs ou le Panthéon de Rome, ont-elles si bien résisté au temps ? Cette question taraude depuis longtemps les experts.

Vue aérienne prise en mai 2020 du Panthéon à Rome, qui comprend la coupole en béton non armé la plus grande du monde © AFP/ Archives Filippo Monteforte

Vue aérienne prise en mai 2020 du Panthéon à Rome, qui comprend la coupole en béton non armé la plus grande du monde © AFP/ Archives Filippo Monteforte

Des chercheurs américains et européens pensent avoir enfin découvert le secret de longévité de ces merveilles d'architecture, vieilles d'environ 2 000 ans : un béton capable de se réparer lui-même. 

Alors que certains bâtiments modernes tombent eux en ruine après seulement quelques décennies, ces scientifiques espèrent que leur découverte pourra aider à réduire l'impact environnemental et climatique de la production de béton, qui génère d'importantes émissions de gaz à effet de serre.

Jusqu'ici, la solidité du béton romain était attribuée à un ingrédient : des cendres volcaniques de la région de la baie de Naples, en Italie, qui étaient envoyées un peu partout dans l'empire romain pour servir à la construction. Mais les chercheurs ont cette fois focalisé leur attention sur la présence d'une autre caractéristique : de tout petits morceaux blancs brillants, provenant de la chaux, un autre ingrédient utilisé pour la conception du béton. 

« Depuis que j'ai commencé à travailler sur le béton romain, j'ai toujours été fasciné » par la présence de ces morceaux, a déclaré dans un communiqué Admir Masic, co-auteur de cette étude publiée dans la revue Science Avances et professeur au prestigieux Massachusetts Institute of Technology (MIT), aux Etats-Unis. « Ils ne sont pas présents dans le béton moderne, alors pourquoi l'étaient-ils dans l'ancien ? » 

Les experts pensaient jusqu'ici que ces minuscules morceaux résultaient d'un mauvais mélange de la mixture, ou de matières premières de mauvaise qualité. Mais en examinant, grâce à de techniques d'imagerie poussées, le béton d'un mur d'enceinte de la ville de Privernum en Italie, les chercheurs ont découvert que ces petits morceaux blancs étaient en réalité du carbonate de calcium, formé à de très fortes températures. 

Ils en ont conclu que la chaux n'était pas (ou pas seulement) incorporée en étant mélangée à de l'eau, comme on le pensait jusqu'ici, mais sous forme de chaux vive. Selon les chercheurs, c'est ce « mélange à chaud » qui donne à ce béton son étonnante solidité. En effet, lorsque des fissures apparaissent, l'eau de pluie entrant en contact avec le béton produit une solution saturée en calcium, qui se recristallise ensuite en carbonate de calcium, permettant ainsi de combler les fissures. 

Pour vérifier cette hypothèse, l'équipe de scientifiques a réalisé des échantillons de béton selon le même procédé, qu'ils ont ensuite délibérément fissuré et sur lequel ils ont fait couler de l'eau. Résultat : au bout de deux semaines, le béton était complètement réparé. Un autre échantillon produit sans chaux vive est lui resté fissuré.

A l'avenir, les chercheurs veulent essayer de commercialiser ce béton à la composition modifiée.