Les ingénieurs envisagent de revenir aux recettes de béton romain antique pour une construction durable
Les Romains de l'Antiquité pourraient nous enseigner des leçons précieuses sur la fabrication d'un béton durable capable de résister des millénaires. Une étude récente a analysé en détail les matériaux et les besoins énergétiques de leur ancienne recette, révélant des pistes pour améliorer le ciment moderne. Bien que la production de mortier et de béton romain nécessite plus d'eau et émette plus de gaz à effet de serre que le ciment Portland (le plus utilisé aujourd'hui), sa durabilité à long terme pourrait en faire une alternative plus durable. En effet, ces formulations anciennes nécessitent moins de réparations ou de remplacements fréquents.
Selon une équipe internationale d'ingénieurs environnementaux, pour égaler les émissions cumulées des bâtiments modernes, le béton romain devrait durer au moins 41 % plus longtemps. Pour les infrastructures comme les routes, ce seuil est de 29 %. « C'est en considérant la durée de vie du béton que les avantages apparaissent », explique Daniela Martinez, ingénieure à l'Université du Nord en Colombie et auteure principale de l'étude. Elle souligne que combiner les stratégies romaines avec des innovations modernes pourrait créer un environnement bâti plus durable.
Comparer la longévité du béton romain à celle du béton moderne est complexe, car ce dernier est souvent renforcé par de l'acier. Or, la rouille de l'acier provoque des fissures dans le béton en une décennie, alors que le béton romain possède une capacité d'auto-réparation : les fissures se referment naturellement au contact de l'eau. C'est pourquoi des ouvrages comme les digues romaines résistent encore après des millénaires d'exposition aux vagues et à l'eau salée.
Paulo Monteiro, ingénieur à l'Université de Californie à Berkeley, met en garde contre les comparaisons hâtives, soulignant que la corrosion de l'acier est la principale cause de détérioration du béton moderne. L'équipe de Martinez reconnaît que des structures plus durables ne compensent que partiellement la demande en nouveaux matériaux, mais les méthodes romaines offrent d'autres avantages écologiques.
Le ciment Portland et le ciment romain partagent le même ingrédient principal : la chaux vive, obtenue en chauffant du calcaire. Cependant, les Romains mélangeaient ce mortier avec des roches volcaniques locales plutôt qu'avec du gypse. Leur procédé émet aussi moins de polluants atmosphériques, car le calcaire était brûlé avec du bois de chêne ou de sapin, et non des combustibles fossiles. Selon des modèles récents, adopter ces techniques réduirait les émissions d'oxydes d'azote et de soufre de 98 %.
« Utiliser de la biomasse pour chauffer les fours pourrait être plus efficace pour décarboner la production de ciment que de copier les formulations romaines », estime Martinez. Aujourd'hui, le béton est le deuxième matériau le plus utilisé au monde après l'eau, générant 8 % des émissions carbone anthropiques. Narayanan Neithalath, chercheur à l'Université d'Arizona State, rappelle que si la production de ciment était un pays, elle serait le 3e plus gros émetteur de CO2 après la Chine et les États-Unis. Atteindre les objectifs de l'Accord de Paris nécessitera une réduction de 20 % des émissions liées au ciment d'ici 2030. Les leçons du béton romain pourraient y contribuer. L'étude a été publiée dans iScience.
