Le secret du béton des Romains : l'addition de cendres volcaniques.

La longévité et l’endurance des monuments construits dans la Rome Antique depuis 2.000 ans viennent d’être compris et expliqué par des scientifiques … à leur base, un béton constitué de cendres volcaniques !

Le team de chercheurs du département de l’énergie du Laboratoire de Berkeley a analysé le béton des parois du Marché de Trajan, construit au 2° siècle sur les pentes du Quirinal à Rome. Il est constitué de morceaux grossiers de briques et de tuf volcanique (45 à 55 % en vol.), liés par un mortier de chaux et de cendres volcaniques.

Vers le 1°siècle, les romains ont amélioré les liants hydrauliques, en y ajoutant des cendres volcaniques de Pouzzoles, en Campanie. Vitruve, un architecte romain, en témoigne dans son " De Architectura ", un traité sur l’architecture en dix livres et en latin.

Ce mortier résiste à la micro-fracturation au travers de la cristallisation in situ de plaquettes de strätlingite, un silicate hydraté d’aluminium et de calcium, de formule Ca₂Al₂SiO₇.8H₂O, qui renforce les zones d’interface et la matrice cimentaire.

Selon Marie Jacson, volcanologue de formation : " les enchevêtrements denses de cristaux lamellaires entravent la propagation de fissures et préserve la cohésion à l’échelle du micron, ce qui permet au béton de maintenir sa capacité de résistance chimique et son intégrité structurelle dans un environnement sismique actif à l’échelle du millénaire ".

Les mortiers liant les composants du béton utilisé dans la Rome Impériale sont d’un grand intérêt non seulement en raison de leur durabilité et de leur capacité de résistance, mais aussi par les avantages environnementaux qu’ils offrent.

Ce mortier est fait d’un mélange à 85% en vol. de cendres volcaniques, d’eau et de chaux, calcinée à une température inférieure à celle utilisée pour fabriquer le ciment Portland moderne (ce dernier nécessite le chauffage du mélange argilo-calcaire à 1.450 °C, procédé qui libère 7% de la quantité de carbone émise chaque année dans notre atmosphère) … nous pourrions arriver à une réduction importante des émissions de carbone, et augmenter la qualité des bétons, en incorporant un volume substantiel de roches volcaniques à la production de béton spéciaux.

Sources :

- Back to the Future with Roman Architectural Concrete - Research at Berkeley Lab’s Advanced Light Source Reveals Key to Longevity of Imperial Roman Monuments - link

- iO9 - How the ancients Rolans made better concrete than we don now - link

- Minaral data - Strätlingite - link

- Strätlingite - photo link