Ciment, mortier, béton… Ce vocabulaire de base est parfois employé à tort et à travers sur les chantiers. L’occasion de revoir rapidement l’histoire fascinante du ciment, et de savoir avec certitude… ce qui sort du camion-toupie !

Avant tout : le liant

Un liant permet d’amalgamer différents grains comme par exemple le sable (pour faire du mortier), ou le gravier (pour faire du béton).

Il existe plusieurs liants, les plus connus sont la chaux, l’argile et… le ciment.

Histoire du ciment

Le ciment, au fil des millénaires, a évolué. Les Egyptiens utilisant déjà un mélange d’argile, de chaux, de sable et bien sûr, d’eau, pour certaines de leurs pyramides. Tout comme les Grecs puis les Romains qui s’en inspirèrent et surent le perfectionner en y ajoutant de la terre volcanique riche en argile et en chaux. En témoigne le dôme du Panthéon de Rome, avec ses 43 mètres de diamètre, construit il y a 2000 ans… dans un mélange de sable et de chaux, dans lequel on trouve également des briques concassées.

Le mot « ciment » tient ainsi son origine du latin caementum, l’éclat de pierre que les Romains mélangeaient au liant pour former… le mortier.

Un ciment qui ne connaîtra son apogée qu’au XIXe siècle quand on parviendra à une proportion parfaite dans son mélange.

Fabrication du Clinker

Préliminaire à la fabrication du ciment, le clinker est un mélange de calcaire (75%) et de silice (25%), et il est formé à une température de 1450° C, ce qui constitue la principale consommation énergétique dans la fabrication du ciment et des bétons.

Revenons au clinker. Pour obtenir le ciment moderne, il faut encore ajouter quelques éléments au clinker broyé, comme du gypse (plâtre), du calcaire, de l’eau et divers additifs (alumine, fer…).

D’une invention française au Ciment Portland

On attribue à un ingénieur français, Louis Vicat, cette recette de l’assemblage idéal pour, enfin, un usage véritablement industriel, même s’il omit, quelle erreur !, d’en déposer le brevet. Une faute que ne commit pas Joseph Asdin, écossais, qui sans doute perfectionna l’invention du Français mais eut surtout la riche idée de la breveter sous l’appellation Portland, à peine six ans plus tard, en 1824.

Pourquoi Portland ? Parce qu’une fois pris, ce ciment avait la couleur de la pierre extraite de la presqu’île britannique de Portland, sur la Manche.

Le mortier

Le ciment, mélangé à du sable fin, formera mortier une fois l’eau ajoutée. Un procédé qu’on connaît évidemment depuis les temps les plus anciens, le sable étant parfois remplacé par de la terre, du marbre, de la chaux, le principe se résumant à faire liaison entre différents éléments de maçonnerie pour qu’ils ne composent qu’un seul bloc unifié.

Bien qu’héritiers des techniques abouties des Romains, nos ancêtres médiévaux en oublièrent la maîtrise, et on ne produisaient plus guère que des mélanges hasardeux de débris de tuileaux avec un peu de chaux, souvent mal cuite. Il faudra attendre le XIIe siècle pour que le mortier retrouve toute sa place dans les constructions.

Le béton

Le béton se distingue du mortier, car le sable est accompagné de graviers. Sables et graviers, sont ce qu’on appele des « granulats » et on peut utiliser d’autres éléments que la pierre, par exemple des matériaux artificiels comme le polystyrène (pour le béton allégé). Ainsi, notre ciment jouera son rôle de liant, en séchant et en durcissant, pour agglomérer le sable et les graviers,  et donner le béton de ciment que nous connaissons tous aujourd’hui.

En n’oubliant pas que, contrairement au mortier, simple pâte de liaison, le béton est un élément de structure par lui-même, apprécié pour sa résistance mécanique, notamment à la pression, bien qu’il ne supporte guère d’être soumis à une quelconque traction. Ce qui explique qu’on en réservait l’usage, jusqu’au XIXe siècle, aux fondations, les techniques de coulage n’étant pas forcément au point, et le béton armé de ferrailles internes restant encore à inventer.

Pour l’anecdote, sachez que le mot béton, qu’on trouvait également sous les graphies betun ou betum en vieux français, tire son origine du latin bitumen, le bitume, un mélange d’hydrocarbures et de substances organiques diverses que les Romains maîtrisaient déjà. Encore eux…

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Sources

Librement inspiré d’un excellent article de Pierre Grammat
Mario Salvadori « Comment ça tient ? » (à lire absolument d’ailleurs)