Depuis des décennies, les chercheurs, les archéologues, les spécialistes des matériaux veulent connaitre le secret de l’extraordinaire longévité du béton utilisé par les Romains dans leurs constructions. Jusqu’à aujourd’hui, ils pensaient que l’adjonction de poussière de pouzzolane dans le mélange en était la cause. Une équipe de chercheurs du MIT, de l’Université de Harvard et de laboratoires en Italie et en Suisse vient de découvrir la vraie cause de la durabilité de ces bétons et elle ne réside pas dans les poussières volcanique. En effet, tous les bétons romains ont aussi pour point commun de contenir des inclusions minérales blanches : les «clastes de chaux». Ces fragments de chaux étaient considérés jusqu’à maintenant comme les traces de mélanges bâclées ou bien de matières premières de mauvaise qualité. La nouvelle étude tend à prouver que ces minuscules fragments minéraux donnent au béton une capacité d’auto-guérison qui était passée inaperçue jusqu’à maintenant. Pour le prouver, l’équipe de chercheurs a élaborés de nouvelles techniques d’analyses spectroscopiques et d’imagerie à haute résolution. Ils se sont aperçus que les maçons romains, n’ajoutaient pas, comme traditionnelement, une pate de chaux éteinte à leur ciment mais bel et bien de la chaux vive à sec. Cette dernière est connue pour sa forte réaction exothermique lors du contact avec l’eau. L’examen spectroscopique a montré que les clastes avaient été formés à des températures extrêmes. Pour les chercheurs : « Le mélange suivi d’une réaction chimique à haute température est la clé de la durabilité. Lorsque le béton est chauffé à des températures élevées, ça entraine des réactions chimiques impossibles à obtenir avec de la chaux éteinte, cela produit des composés qui ne se formeraient pas autrement. La température accrue réduit considérablement les temps de durcissement et de prise puisque toutes les réactions sont accélérées, ce qui permet une construction beaucoup plus rapide. En plus, au cours du processus de mélange à haute température, les clastes de chaux développent une architecture nanoparticulaire, créant un calcium réactif, qui permet « l’auto-guérison » du béton. Dès que de minuscules fissures commencent à se former dans le béton, le matériau peut réagir avec l’eau, créant une solution saturée de calcium, qui peut recristalliser sous forme de carbonate de calcium et rapidement et colmater les micro-brèches. »
Photo : équipe de recherche, MIT
