L'histoire du béton et du ciment

L'histoire du béton et du ciment

Le béton est un matériau utilisé dans la construction de bâtiments, constitué d'une substance particulaire dure et chimiquement inerte connue sous le nom d'agrégat (généralement fabriqué à partir de différents types de sable et de gravier), qui est liée par du ciment et de l'eau.

Les agrégats peuvent comprendre du sable, de la pierre concassée, du gravier, du laitier, des cendres, du schiste brûlé et de l'argile brûlée. Le granulat fin (fin désigne la taille des particules de granulats) est utilisé pour fabriquer des dalles de béton et des surfaces lisses. Les granulats grossiers sont utilisés pour les structures massives ou les sections de ciment.

Le ciment existe depuis bien plus longtemps que le matériau de construction que nous reconnaissons comme le béton.

Le ciment dans l'Antiquité

On pense que le ciment est plus ancien que l'humanité elle-même, s'étant formé naturellement il y a 12 millions d'années, lorsque le calcaire brûlé a réagi avec du schiste bitumineux. Le béton remonte à au moins 6500 avant notre ère lorsque la Nabatée de ce que nous connaissons maintenant sous le nom de Syrie et de Jordanie a utilisé un précurseur de béton moderne pour construire des structures qui ont survécu jusqu'à ce jour. Les Assyriens et les Babyloniens utilisaient l'argile comme substance de liaison ou ciment. Les Égyptiens utilisaient de la chaux et du ciment de gypse. On pense que les Nabateau ont inventé une première forme de béton hydraulique qui durcit lorsqu'il est exposé à de la chaux utilisant de l'eau.

L'adoption du béton comme matériau de construction a transformé l'architecture dans tout l'Empire romain, rendant possibles des structures et des conceptions qui n'auraient pas pu être construites en utilisant uniquement la pierre qui avait été un aliment de base de l'architecture romaine primitive. Soudain, les arches et l'architecture esthétiquement ambitieuse sont devenues beaucoup plus faciles à construire. Les Romains ont utilisé du béton pour construire des monuments encore debout tels que les thermes, le Colisée et le Panthéon.

L'arrivée de l'âge des ténèbres, cependant, a vu une telle ambition artistique diminuer avec le progrès scientifique. En fait, l'âge des ténèbres a vu de nombreuses techniques développées pour fabriquer et utiliser du béton perdues. Le béton ne ferait pas ses prochaines étapes sérieuses avant longtemps après la fin de l'âge des ténèbres.

L'âge de l'illumination

En 1756, l'ingénieur britannique John Smeaton a fabriqué le premier béton moderne (ciment hydraulique) en ajoutant des cailloux comme granulats grossiers et en mélangeant de la brique alimentée au ciment. Smeaton a développé sa nouvelle formule pour le béton afin de construire le troisième phare d'Eddystone, mais son innovation a entraîné une énorme augmentation de l'utilisation du béton dans les structures modernes. En 1824, l'inventeur anglais Joseph Aspdin a inventé le ciment Portland, qui est resté la forme dominante de ciment utilisé dans la production de béton. Aspdin a créé le premier véritable ciment artificiel en brûlant ensemble du calcaire broyé et de l'argile. Le processus de combustion a modifié les propriétés chimiques des matériaux et a permis à Aspdin de créer un ciment plus résistant que le calcaire brut broyé ne produirait.

La révolution industrielle

Le béton a franchi une étape historique avec l'inclusion de métal incrusté (généralement de l'acier) pour former ce que l'on appelle aujourd'hui le béton armé ou le béton armé. Le béton armé a été inventé en 1849 par Joseph Monier, qui a obtenu un brevet en 1867. Monier était un jardinier parisien qui fabriquait des pots et des bacs de jardin en béton armé d'une maille de fer. Le béton armé combine la résistance à la traction ou à la flexion du métal et la résistance à la compression du béton pour résister à de lourdes charges. Monier a exposé son invention à l'Exposition de Paris de 1867. Outre ses pots et ses cuves, Monier a promu le béton armé pour les traverses de chemin de fer, les tuyaux, les planchers et les arches.

Ses utilisations ont également fini par inclure le premier pont en béton armé et des structures massives telles que les barrages Hoover et Grand Coulee.