Mais pourquoi le ciment des Romains vieux de 2 000 ans est-il meilleur que celui d’aujourd’hui ?

Vous ne comprenez pas pourquoi les bâtiments portuaires des Romains sont encore debout après 2000 ans d’existence, les pieds dans l’eau, alors que nos constructions modernes disparaissent après quelques décennies ? Les scientifiques ont découvert pourquoi ! Et même, qu’elles se renforcent au fil du temps…

Les recettes des constructions actuelles

Aujourd’hui, nos constructions reposent sur le ciment Portland. Il s’agit d’un mélange de sable siliceux, de calcaire, d’argile, de craie et d’autres ingrédients. Soumis à une très haute température, cette pâte liante s’agrège en morceaux compacts de pierre et de sable.

Il est nécessaire que ces agrégations soient inertes, sans quoi le ciment pourrait se craqueler avant de provoquer l’écroulement du bâtiment, sous l’effet de n’importe quelle réaction chimique non recherchée. Voilà pourquoi nos structures ne bénéficient pas de la longévité de la roche naturelle.

Comment construisaient les Romains

Le ciment des Romains était constitué de cendre volcanique, de chaux et d’eau de mer. Ils suivaient ainsi un modèle qu’ils avaient pu observer dans la nature et qui conduit à la formation de tuf. Mélangée avec un mortier de cendre volcanique, cette roche continuait à réagir avec le matériau, ce qui rendait le ciment des Romains plus résistant et durable qu’on ne pourrait l’imaginer.

La technologie au service de la recherche archéologique

Lors d’une campagne précédente, Marie Jackson, de l’université de l’Utah, et son équipe, avaient déjà rassemblé des échantillons de ciment d’une série de bâtiments portuaires le long de la côte italienne. Grâce à un microscope à électrons, à un instrument de microdiffraction par rayon X et à la spectroscopie Raman, les chercheurs tentent maintenant d’identifier tous les types de minéraux qui se sont formés au fil des siècles dans le ciment d’origine.

« Nous pouvons pénétrer dans le minuscule laboratoire naturel qu’est le ciment, répertorier les minéraux présents, lister les cristaux apparus et leurs propriétés cristallographiques » s’enthousiasme Marie Jackson.

Une découverte à l’opposé de nos pratiques

Marie Jackson a notamment repéré la présence abondante et surprenante de la tobermorite alumineuse, un minéral siliceux très résistant et surtout assez rare et très difficile à obtenir en laboratoire. En effet, la tobermorite et son associée, la phillipsite, se développent au contact de l’eau de mer, qui dissout peu à peu la cendre volcanique et permet à ces minéraux de prendre sa place.

Pour nos bâtiments, c’est exactement le contraire : l’eau de mer rouille les renforts d’acier et délite le liant. Il pourrait donc être particulièrement intéressant de suivre la recette des Romains, notamment pour les bâtiments côtiers ou soumis aux fortes vagues des marées. Cependant, la recette est perdue. De plus, il ne serait pas possible à tous les pays d’avoir accès aux ingrédients volcaniques.

Marie Jackson souligne la chance qu’ont eue les Romains d’avoir les bons ingrédients à disposition. Aujourd’hui, il faudrait trouver des substituts. Si son équipe parvenait à retrouver la recette, les ingénieurs maritimes n’auraient plus besoin de renforcer leurs bâtiments avec de l’acier. Ces derniers seraient également plus résistants et produiraient moins de carbone…