Pourquoi le béton romain tient toujours? #legéniecivilfacile #Podcast

tout commence par une énigme qui a longtemps intrigué les scientifiques et les chercheurs le Panthéon construit il y a près de 2000 ans reste une merveille architecturale cet édfice doté du plus grand homme en béton non armé du monde à résister à l'épreuve du temps aux invasions au tremblements de terre et aux incendies malgré tout cela il est toujours intact aujourd'hui pendant ce temps d'innombrables bâtiments en béton plus récents se sont fissurés corrodés et en succombé quelques décennies seulement après leur construction comment est-ce possible quelle est la différence entre le béton romain antique et le béton [Musique] moderne la première application documentée de la construction en béton est attribuée aux anciens Égyptiens leur méthode impliquait un mélange de bout de paill et de GIPS pour créer un type de béton utilisé dans la construction des pyramides la plus ancien d'entre elles remontant à plus de 4500 ans cependant cette variation initiale de béton était comparativement moins robuste lorsqu'elle était justaosée aux formulations de béton plus avancé qui ont émergé plus tard en particulier celle raffinée par les Grecs et les Romains les caractéristiques de ce béton romain sont associées à ces composant la pzolane un mélange de cendres volcanique dérivé de la ville italienne de soli en raison de ses importants dépôts de cendre plus des agrégats et de la chaud lorsqu'ils sont combinés à l'eau ces matériaux interagissent pour créer un béton durable cependant des découvertes récentes révèlent que cette explication est incomplète une équipe de chercheurs internationaux dirigé par le Massachusetts Institute of Technology mit de l'Université Harvard ainsi que de laboratoire italien et Suisse ont découvert des variation dans les matériaux eux-mêmes identifier différentes techniques utilisées dans leur mélange remettant en question les hypothèses précédente d'abord les indices évidents étaient de minuscules fragments de Chau blanche découverts dans ce qui semblait être du béton parfaitement mélangé autrefois l'existence de ces fragments était lié à des procédure de mélange inadéquate ou à des matériaux de qualité inférieure cependant cette explication ne correspondait pas logiquement aux observations comme la firme admir massic spécialiste des matériaux au MIT l'idée que la présence de ces fragments de calcaire était simplement attribué à un mauvais contrôle qualité m'a toujours dérangé si les Romains ont déployé tant d'efforts pour fabriquer un matériau de construction exceptionnel en suivant toutes les recettes détaillées optimisées au cours de plusieurs siècles pourquoi aurait-il des loyer si peu d'effort pour garantir la production d'un produit final bien mélangé il doit y avoir plus à cette histoire masik et l'équipe de chercheurs ont minutieusement examiné des échantillons de béton datant de 2000 ans obtenu sur le site archéologique de privnem près de Rome et pour mieux comprendre ces clastes de show ces échantillons ont été soumis à une microscopie électronique à balaya sur une grande surface à une spectroscopie de rayon X à dispersion d'énergie à une diffraction des rayons X sur poudre et à une imagerie Raman confocale on voulait savoir la nature de la Chau utilisée dans le béton romain traditionnellement on pensait que le béton pzolaniic impliquait l'utilisation de Cha etteintte ce processus commençait généralement par chauffer le calcaire à haute température pour créer de la chauvive également connu sous le nom de oxyde de calcium qui était une poudre caustique hautement réactive lorsque la chauvive est combinée à l'eau elle produit de la cha éteinte ou de l'oxyde de calcium une pâte légèrement moins réactive et caustique la croyance répondu était que les anciens Romains utilisaient cette Chau éteinte en combinaison avec de la poudzolane pour leur béton cependant l'analyse par l'équipe des classes de Ch présent dans les échantillons contredit cette méthode établie au lieu de cela les preuves suggèent que le béton romain aurait pu être produit en mélangeant directement de la chauvive avec de la pzelane et de l'eau à des températures exceptionnellement élevées ce procédé appelé mélange à chaud ça aurait pu être utilisé seul ou en conjonction avec de la chaud éteinte conduisant à la formation des classes de chaud observé lors de leur analyse le mélange à chaud offre deux avantages principaux premièrement soumettre le béton à des températures élevées permet des réactions chimiques impossibles à obtenir en utilisant uniquement de la cha éteinte ce processus conduit à la création de composés associés à des températures élevé qui n'émergerait généralement pas de plus la température élevée réduit considérablement les temps de durcissement de prise en accélérant toutes les réactions accélérant ainsi les processus de construction deuxièmement les fragments de Cha présents dans le béton offrent un autre avantage des propriétés autocicatrisantes remarquables lorsque des fissures se développent dans le béton elles ont tendance à se propager vers les fragments de chaud en raison de leur surface plus élevée par rapport aux autres particules de la matrice une fois que l'eau s'infiltre dans la fissure elle réagit avec les cendres volcaniques et la cha nouvellement exposé générant une solution riche en calcium formant de nouveaux minéraux de calcium aluminium silicate hydrate cette solution sèche et se solidifie ensuite sous forme de carbonate de calcium la solution se recristallise au sein des pores et les combles réparant efficacement la fissure et empêchant sa propagation ce qui ajouta considérablement à la durabilité du béton même dans les zones marins agressives le phénomène d'autoguérison du béton a été observé dans un autre site antique le tombeau de CATIA matella où des fussures remplies de calcite dont le béton ont été découverte cet événement explique potentiellement la résilience remarquable du béton romain dans des structures telles que les d construite il y a 2000 ans supportant les forces incessantes de l'océan pendant des millénaires sans détérioration significatives pour tester leur découverte l'équipe de recherche a mené des expérience et des essais en créant du béton poudselanique en utilisant des recettes anciennes et modernes avec l'ajout de chauive ils ont également réalisé un béton témoin sans chauive et réalisé des tests de fissuration ils ont ensuite provoqué des fissures dans les éprouvettes de 0,5 mm et ont fait couler de l'eau à travers les échantillons sur une période de 1 à 3 semaines les fissures se sont remples de calcite et en guéri en revanche les fissures dont les échantillons de béton témoin n'ont pas guéri et l'eau a continuer à les traverser le béton moderne peut remplir cette fonction d'autouérison cependant il y a un contraste entre les deux le béton moderne ne peut réparer que des fissures allant dans environ 0,2 à 0,3 mm en revanche le béton romain avait la remarquable capacité de réparer des dommages allant jusqu'à 0,6 mm soit deux à trois fois plus large ou plus grave que ce que le béton moderne peut réparer alors comme nous l'avons vu il existe une différence de durabilité et de longévité entre les deux bétons les résultats de l'expérience mené sont intrigant mais il est crucial de les contextualiser bien que l'hypothèse dominante soit que la mise en œuvre d'ingrédients et techniques d'application du béton romain dont le béton moderne pourrait potentiellement résoudre le problème de sa durée de vie relativement courte la pertinence actuelle de cette idée pour le béton moderne reste plutôt inserertaines il est essentiel de noter que la forme prédominante de béton moderne et le béton armé qui incorpore une certaine forme d'acier généralement sous la forme des barres d'armature de trayli de fibre ou de câbl en acier le béton romain n'est pas armé et comme vous savez l'acier possède une plus grande résistance que le béton notamment en traction cette intégration permet la création d'éléments en béton peu profond avec moindre retombé tels que des poutres et des dalles capables de franchir des portées considé un exploit inaccessible si le béton était dépourvu d'armature en conséquence l'application actuelle du mécanisme discuté dans le béton moderne est quelque peu ambigu étant donner le rôle essentiel du renforcement en acier dans son intégrité structurelle mais bon maintenant l'équipe des chercheurs se concentre sur la commercialisation de ce béton comme altern plus écologique aux formulations actuelles le béton se classe au 2è rang après l'eau comme matériau le plus consommé au monde et contribue à environ 7 % des émissions mondiales admir maic a exprimé son enthousiasme quant à l'impact potentiel de ces compositions de béton plus durable non seulement pour prolonger la durée de vie des structures mais également pour améliorer l'endurance par exemple des formulations de béton imprimé en 3D il est passionnant d'envisager les implications plus larges de la façon dans ces compositions de béton plus durbl pourrai non seulement prolonger la durabilité de ces matériaux mais également améliorer la résilience du béton imprimé en 3D à faire un Marquet magicque