Dans un article scientifique tout juste publié dans la revue Nature Communications le 9 décembre 2025, une équipe internationale dirigée par des chercheurs du MIT et des collaborateurs du Parc archéologique de Pompéi présente l'un des aperçus les plus complets sur la façon dont les Romains construisaient réellement – non pas selon de maigres indices archéologiques ou une reformulation ultérieure de textes antiques, mais sur la base d'un chantier de construction « figé » arrêté par l'éruption du Vésuve en 79. La maison de la Regio IX (Domus IX 10, 1) a été découverte au moment des travaux : murs à différents stades d'exécution, tas de matières premières sèches, mélanges prêts, outils, et – crucial pour la science des matériaux – mortiers dans lesquels sont inscrites les traces des techniques de mélange et des réactions qui conféraient au mortier une durabilité exceptionnelle. Cette découverte non seulement complète les descriptions de Vitruve, mais confirme aussi de manière tangible que les bâtisseurs romains appliquaient ce qu'on appelle le « mélange à chaud » (hot mixing) avec de la chaux vive, un procédé qui, outre la rapidité de mise en œuvre, avait une autre conséquence : l'auto-réparation des fissures des décennies et des siècles après la construction.

Chantier saisi au moment précédant la catastrophe

Contrairement à la plupart des sites archéologiques où l'on trouve des fragments – par exemple séparément des fours à chaux, des amphores brisées éparpillées avec des traces d'enduit ou des fosses isolées pour l'extinction de la chaux – il s'agit ici d'un espace de travail complet. Deux pièces (désignées comme pièces 2 et 14) contenaient des tas de matières premières clairement séparés : cendres pouzzolaniques sèches et matériel pyroclastique, morceaux de tufs téphritiques et autres tufs volcaniques (caementa), ainsi que des composites secs mélangés prêts pour l'ajout d'eau immédiatement avant la mise en œuvre. À proximité, des outils et des poids de mesure ont également été recensés – traces du quotidien sur le chantier – tandis que les murs, certains déjà fermés, d'autres encore dans le « coffrage » du premier siècle, offraient une coupe idéale à travers les couches d'un mur romain.

Les chercheurs ont échantillonné trois groupes de matériaux : (1) murs exécutés plus tôt, entièrement durcis ; (2) murs en cours de maçonnerie ; et (3) mélanges secs immédiats sans eau. Cette typologie a permis une corrélation entre la composition des matières premières, le processus de mélange sur place et la microstructure résultante du mortier durci. Grâce à un tel « triangle de preuves », l'article documente la chaîne complète du processus de travail romain, de la logistique du stockage et du tamisage à la chimie qui permet la réactivité ultérieure du mortier.

« Mélange à chaud » et clastes de chaux : une recette pour la longévité

La clé de la durabilité supérieure à la moyenne du béton romain (opus caementicium) ne réside pas seulement dans l'utilisation de pouzzolane et d'agrégat volcanique. Les analyses de Pompéi montrent que les ouvriers ont pré-mélangé à sec la chaux vive (CaO) avec le composant pouzzolanique immédiatement avant la mise en œuvre, puis ont ajouté l'eau. Cette séquence déclenche une forte hydratation exothermique de la chaux – élevant localement la température du mélange jusqu'à plusieurs centaines de degrés Celsius – qui, avec un refroidissement rapide et des conditions d'humidité spécifiques dans les pores, conduit à la conservation d'« îlots » blancs de chaux, appelés clastes de chaux. Dans l'interprétation traditionnelle, ils étaient considérés comme des défauts ou des « reliques » d'un mélange insuffisamment homogène ; aujourd'hui, au contraire, ils sont reconnus comme un noyau fonctionnel qui reste partiellement réactif pendant des décennies.

Lorsque l'eau pénètre plus tard dans les microfissures et les pores – par les précipitations, l'humidité capillaire, et même par des vibrations mécaniques – elle dissout le calcium de ces clastes et le mobilise vers la fissure. À la limite avec les grains pouzzolaniques, de nouvelles phases d'hydrates de silicate-aluminate de calcium (C-A-S-H) se précipitent, et simultanément se forment des polymorphes de carbonate de calcium, des formes amorphes aux formes cristallines comme la calcite et l'aragonite. À Pompéi, ce qu'on appelle les « bordures réactionnelles » autour des agrégats volcaniques – zones de remodelage de l'interface matrice/agrégat – ont été précisément documentées comme une carte minérale du mouvement des ions à travers le temps. C'est un récit complètement différent des suppositions selon lesquelles les mortiers romains étaient chimiquement « morts » après la prise.

Reconstruction du flux de travail romain

L'image archéologique et la chimie analytique coïncident dans une série d'étapes : préparation sèche du mélange (chaux + pouzzolane), puis ajout d'eau immédiatement avant la mise en œuvre, après quoi suit la mise en œuvre en couches avec de plus gros morceaux de pierre ou de céramique brisée (caementa) entre les lattes du coffrage. En raison de l'hydratation chaude, une partie de la chaux ne parvient pas à se transformer entièrement en Ca(OH)₂, mais reste comme un noyau autour duquel se dérouleront plus tard des réactions secondaires. Dans un environnement abondant en phases silicatées et aluminates provenant de cendres et de tufs volcaniques, cette « durée de la chimie » est en fait la devise qui explique la résistance multiséculaire des murs dans les arches, les voûtes et les coupoles.

À Pompéi, de plus, on a trouvé des outils de maçonnerie et des récipients qui suggèrent que l'extinction de la chaux dans de grandes fosses n'était pas nécessairement la règle. Vitruve dans De architectura décrit la pratique de la chaux « éteinte » (calx restincta), mais la chronologie et la tradition locale pouvaient changer, surtout lors de la reconstruction post-sismique après le tremblement de terre de 62. Dans la Domus IX 10, 1, nous trouvons avant tout une logistique adaptée à la vitesse : tas secs de mélanges standardisés, prêts pour l'« activation » avec de l'eau et la mise en œuvre immédiate.

Ce que disent les microscopes et les spectromètres

L'analyse de l'équipe a englobé des méthodes multi-échelles : microscopie optique et électronique, diffraction des rayons X et spectroscopies pour la cartographie des phases. Une attention particulière a été accordée à la limite entre les tufs vitreux et la matrice du mortier. C'est précisément là que des « bordures » concentriques enrichies en calcium et silicates ont été enregistrées – preuve que le calcium mobile des clastes de chaux a atteint les agrégats et y a « fait le travail » de la chimie de liaison secondaire. Dans certaines zones, des polymorphes de CaCO₃ (calcite, aragonite) ont également été notés, qui « cicatrisent » souvent les microfissures en les remplissant de nouveaux dépôts. Dans la littérature plus ancienne, cela était parfois attribué exclusivement à des infiltrations de l'époque moderne ; la comparaison de trois groupes d'échantillons dans ce travail dément cela et lie chronologiquement le processus à la phase précoce et moyenne de la « vie » du mortier.

Du côté chimique, c'est une confirmation du concept d'« auto-réparation » qui a été démontré en 2023 dans des analogies modernes sur des échantillons de béton formulés selon le modèle romain. Dans des expériences où le mortier a été intentionnellement endommagé, les versions avec ajout de chaux vive et « mélange à chaud » montraient une fermeture des fissures et une restauration de l'imperméabilité, tandis que les échantillons de contrôle avec de la chaux éteinte de manière classique restaient avec des fissures ouvertes. Les échantillons pompéiens donnent la preuve archéologique et matérielle qu'une telle fonctionnalité n'est pas un tour de laboratoire, mais une caractéristique réelle de la technologie originale.

Implications : conservation du patrimoine et béton à faible empreinte carbone

Pourquoi est-ce important aujourd'hui ? Premièrement, l'aspect conservatoire : les enduits de restauration et les mélanges d'injection qui imitent la chimie romaine pourraient être plus compatibles avec les originaux, réduisant le risque d'interactions nuisibles et prolongeant la vie du patrimoine. Deuxièmement, l'aspect climatique : le béton de ciment Portland est responsable d'une part significative des émissions mondiales de CO₂. Si une partie de la fonctionnalité – par exemple l'auto-réparation des microfissures et la réactivité post-pouzzolanique à long terme – peut être atteinte avec une moindre quantité de clinker et des pouzzolanes sélectionnées, un espace s'ouvre pour des mélanges moins carbonés avec une durée d'utilisation plus longue. Il ne s'agit pas d'un retour romantique au « béton romain », mais de la traduction de principes en systèmes standardisés adaptés aux réglementations d'aujourd'hui.

Pompéi offre à cet égard plus qu'une « étude de cas ». Ces dernières années, le Parc a progressivement ouvert de nouveaux sites et des visites à travers les fouilles actives dans la Regio IX, permettant de documenter des contextes qui étaient auparavant hors de portée. Parallèlement à ce travail, des découvertes parallèles – par exemple de plus grands complexes thermaux privés – rappellent que les techniques de construction étaient diverses et socialement « mises en réseau » avec la vie quotidienne, les représentations politiques et les intérêts économiques des élites de la ville.

Ce qui change dans les manuels d'histoire de la construction

Le plus grand décalage concerne la compréhension de la source de nos connaissances. Vitruve et Pline sont clés, mais ils ne sont pas une encyclopédie de toutes les pratiques locales. La construction romaine était un « écosystème » – la vitesse de reconstruction après le tremblement de terre de 62, la disponibilité des matières premières, les rythmes de travail et la logistique de réutilisation de la céramique et de la pierre menaient tous vers des choix durables et pragmatiques. Le « mélange à chaud » dans ce paysage est plus qu'un détail exotique : c'est un compromis opérationnel entre productivité, durabilité et technologie de l'époque pour traiter l'humidité et les fissures dans le mur. Par conséquent, il est erroné de l'interpréter comme une « erreur » ou une « mauvaise homogénéisation » ; au contraire, à Pompéi, nous voyons qu'il s'agit d'une stratégie délibérée.

Archéologie du processus, pas seulement du produit

Le chantier pompéien permet de lire l'archéologie comme une « criminalistique du processus ». Les tas de matériaux sont arrangés de sorte que les mélanges secs se trouvent au plus près du lieu de maçonnerie – chaux déjà en contact avec la cendre, mais sans eau – tandis que les plus gros morceaux de pierres et de céramique brisée sont disposés pour une insertion rapide. Une fois l'eau ajoutée, l'horloge chimique commence à tourner : le mélange chauffe, la viscosité change, et le mortier acquiert une maniabilité appropriée pour la mise en œuvre en couches. En raison de cette chaleur et de la déshydratation partielle au micro-niveau, une partie de la chaux reste « protégée » de la dissolution complète et se transforme en un réservoir de calcium à long terme. Lorsque le mur rencontre la pluie, la condensation ou la capillarité, ce réservoir s'active et « nourrit » de nouvelles phases qui soutiennent les ponts au-dessus des fissures et des micropores.

Ce sont précisément ces détails – l'ordre, la proximité des tas, la disposition des outils – qui manquaient souvent dans les interprétations plus anciennes. Le résultat était souvent un anachronisme : extinction de la chaux comme règle universelle, négligence des pressions temporelles du chantier ou réduction du composant pouzzolanique à une « poussière grise ». Pompéi nous permet de corriger ce schéma et de le remplacer par une image dynamique dans laquelle la logistique, la chimie et la pratique s'unissent en un flux de travail unique.

Bordures réactionnelles comme « empreinte digitale diagnostique »

Pour les scientifiques des matériaux, les plus intrigantes sont peut-être ce qu'on appelle les bordures réactionnelles (reaction rims) autour d'un fragment d'agrégat volcanique. Il s'agit de zones dans lesquelles la matrice du mortier a subi au fil du temps une minéralisation secondaire – à partir de solutions enrichies en calcium qui arrivaient des clastes de chaux. À Pompéi, ces bordures sont multicouches : dans certains cas, les phases amorphes passent à des phases cristallines, et les variations spatiales indiquent des conditions cycliques d'humidification et de séchage. Ces « empreintes » permettent de lire à partir de la microstructure les macro-conditions de l'environnement, et même les régimes d'utilisation de l'espace. Par exemple, les murs plus exposés à l'humidité des précipitations peuvent développer des zones carbonatées plus « épaisses » que celles dans les espaces protégés.

Une telle « géologie du mur » est un outil de premier ordre aussi pour les conservateurs. Au lieu d'injections génériques, il est possible de concevoir des mélanges qui répliquent de manière ciblée le potentiel chimique de l'original. En ce sens, les laboratoires qui développent des bétons « inspirés de Rome » montrent déjà depuis plusieurs années qu'avec une combinaison de chaux vive et de pouzzolane soigneusement sélectionnée, on peut atteindre une fermeture mesurable des fissures sans additifs adhésifs externes. Les découvertes pompéiennes donnent à cette direction une vérification historique.

L'image plus large : du Panthéon à l'infrastructure urbaine du 21e siècle

Souvent, l'explication populaire du béton romain se réduit à un « ingrédient secret » et à la mention du Panthéon. De nouvelles données montrent que le « secret » n'est pas dans une substance, mais dans une combinaison de procédés et dans l'architecture du processus. Les Romains recyclaient jusqu'à épuisement : céramique brisée et pierre retournaient dans le mur ; les mélanges secs étaient préparés à l'avance ; et l'eau – déclencheur de la chimie – était ajoutée quand c'était logistiquement le plus rationnel. D'un autre côté, la construction moderne aborde souvent son béton comme un « monoproduit » avec une courte vie projetée et un coût carbone initial élevé. Si quelque chose, Pompéi suggère que la longévité n'est pas un hasard, mais une conséquence conçue du flux de travail.

Cela ne signifie pas qu'il faut donner une place sans critique à la « recette romaine » dans les normes. Les standards de sécurité, de résistance au gel, aux attaques de sel et de sulfate, ainsi que la compatibilité avec l'armature, conditionnent les systèmes modernes. Mais le principe d'une « chimie qui reste vivante », couplé à un choix approprié de pouzzolanes (par ex. cendres silicatées, tufs vitreux), peut réduire le besoin de liants à haute teneur en clinker et donner au béton des mécanismes internes de « pardon » des microfissures, ce qui est particulièrement important pour l'infrastructure exposée aux cycles de charge et aux stress environnementaux.

Contextes et chronologie : 62 – 79 après J.-C.

L'article attire l'attention sur l'événement sismique de 62 qui a déclenché une vague de reconstruction à Pompéi. De nombreuses maisons et bâtiments publics ont été reconstruits dans les années jusqu'à l'éruption, ce qui explique pourquoi nous trouvons des chantiers « en temps réel ». Cette chronologie est aussi essentielle pour l'interprétation de Vitruve : ses descriptions sont une source précieuse, mais elles décrivent la pratique de la fin de la République et du début de l'Empire, pas nécessairement ce qui – en raison de la pression du temps – se faisait à Pompéi immédiatement avant 79 ap. J.-C. En ce sens, la Domus IX 10, 1 devient une étude de savoir-faire local, spécifique au temps, et non une « essence du mur romain » platonicienne.

Questions ouvertes pour les prochaines campagnes

À quel point le « mélange à chaud » était-il répandu hors de Campanie ? Les décalages dans la microstructure dépendent-ils de la minéralogie des pouzzolanes locales ? Comment différaient les recettes pour les murs, les sols et les objets hydrauliques ? Et enfin : les systèmes modernes « inspirés de Rome » peuvent-ils satisfaire aux exigences de projet pour le béton armé sans compromis sur la réaction alcali-silice et la compatibilité avec l'armature en acier ? Ces Pompéi donnent une feuille de route – mais aussi un devoir – aux équipes interdisciplinaires qui unissent archéologie, sciences des matériaux et génie civil.

Ce que cela signifie pour l'histoire de la technologie

Le plus précieux dans cette découverte est le passage de la « recette » à l'« écologie du chantier ». Nous voyons comment la disposition des matériaux et des outils, l'ordre des étapes, le rythme du mélange et de la mise en œuvre et les échos chimiques de ces décisions forment un seul système. Ce système est robuste, puisqu'il repose sur la réactivité à long terme et sur des réactions secondaires qu'active l'environnement, et non sur l'idéal rigide d'un liant parfaitement homogène. En ce sens, Pompéi nous enseigne que la longévité est une caractéristique émergente du système, et non le résultat d'un ingrédient magique. C'est pourquoi cet article n'est pas seulement une nouvelle sur une maison, mais une leçon sur la façon dont les technologies deviennent durables quand elles synchronisent logistique et chimie.

Pour les experts de la conservation et de l'ingénierie, le bénéfice est des plus pratiques : il existe maintenant un ensemble d'échantillons de référence, datés et contextualisés avec lequel on peut calibrer les méthodes muséales, de laboratoire et de terrain. De plus, le caractère public de la recherche signifie qu'il est possible de tout comparer – de la disposition des tas de matières premières à la minéralogie des zones de réaction – avec d'autres sites et périodes historiques. Ainsi s'ouvre le champ de l'« archéologie comparative des processus » dans lequel on vérifiera quelles dimensions sont universelles et lesquelles sont des adaptations locales. En fin de compte, de cette matrice peut naître une nouvelle classe de mélanges pour les assainissements et pour la nouvelle construction, conçue pour durer au moins aussi longtemps que les murs romains en Campanie ont duré.

Sources supplémentaires et disponibilité sur le terrain

Le Parc de Pompéi a permis ces dernières années la visite de travaux actifs dans la Regio IX, ce qui offre aux experts et au public un aperçu des procédures de fouille, de protection et d'interprétation. Pour ceux qui veulent comprendre plus profondément la science derrière le « mélange à chaud », on recommande les travaux qui ont expérimentalement confirmé en 2023 l'auto-réparation dans des mélanges inspirés de Rome, ainsi que des aperçus concis dans des revues consacrées aux matériaux. La comparaison de ces travaux avec la découverte pompéienne de 2025 montre comment une hypothèse devient un modèle confirmé quand le laboratoire et le chantier archéologique parlent la même langue – la langue des bordures réactionnelles, des clastes de chaux et des transitions de phase dans les carbonates.

À ce point, il est compréhensible pourquoi la nouvelle de l'article a aussi été reprise par les médias de vulgarisation scientifique qui soulignent le potentiel pour une infrastructure plus sûre et plus durable. Mais pour la profession, il est plus important que la discussion puisse maintenant être menée sur la base de faits microscopiquement et géochimiquement précisément documentés, et non seulement selon la tradition ou l'autorité du texte antique. Et c'est peut-être la plus grande valeur de la Domus IX 10, 1 : d'elle nous apprenons non seulement ce que les Romains faisaient, mais comment ils pensaient au temps, au matériau et à la durée.

Notes techniques pour la pratique

Pour les équipes de conservation et les ingénieurs qui réfléchissent au transfert des principes dans la pratique, trois points sont clés : (1) séquence de mélange – prémélange sec de chaux et de pouzzolane, et ajout contrôlé d'eau ; (2) minéralogie des pouzzolanes – fractions vitreuses, silicatées qui favorisent la réactivité à long terme ; (3) gestion de l'humidité – permettre au système de vraiment « respirer » et que l'eau puisse stimuler des réactions secondaires sans saturation permanente qui dégraderait la structure. Dans les analogies de laboratoire, cela signifie un dosage attentif, un contrôle de la chaleur et des comparaisons avec des échantillons de référence de Pompéi ; sur le terrain, cela signifie projeter des détails qui introduisent un rapport « intelligent » avec l'eau, au lieu d'une lutte pour une herméticité totale.

Ce regard n'oppose pas « romain » et « moderne », mais propose un pont : du processus archéologiquement vérifié vers les normes contemporaines. Et bien que la question de savoir à quel point un système moderne reposant sur des principes similaires peut être résistant aux ions chlorures ou à l'abrasion restera longtemps ouverte, le fait que nous ayons aujourd'hui une « salle de classe » dans la Domus IX 10, 1 rend ce pont plus solide. En fin de compte, le plus grand gain est que nous pouvons enfin nous éloigner du dilemme binaire « ingrédient secret vs mythe » et nous occuper de ce qui a fait des Romains des maîtres de la durabilité : la chorégraphie des matériaux et du temps.

Pourquoi la Domus IX 10, 1 est un cas unique

Même dans la riche Pompéi archéologique, nous trouvons rarement un chantier avec un contexte aussi complet : tas ordonnés de mélanges secs, outils à portée de main et murs dans une série de phases. Cette combinaison a permis une attribution inhabituellement claire : où quoi a été mélangé, quand l'eau a été ajoutée, comment s'est déroulée la mise en œuvre et où sont restées les « signatures » des réactions. Les exemplaires de musée d'autres sites conservent des produits ; la Domus IX 10, 1 conserve le processus. Pour cette raison, cet article restera longtemps un point de référence dans la littérature sur la construction romaine, et donnera aux laboratoires modernes une plateforme stable pour les comparaisons et la validation de nouveaux systèmes de béton plus durables.

Dans les saisons suivantes, des études supplémentaires sont attendues qui examineront les variations dans la composition des mélanges secs, le rapport aux cendres locales et la modulation du « mélange à chaud » selon la destination du mur. Parallèlement, des groupes d'ingénierie testent déjà comment intégrer des mécanismes d'auto-réparation dans des systèmes standard de béton armé sans compromis en matière de corrosion de l'armature. Ainsi, Pompéi devient un laboratoire vivant – archéologique et technologique – où le passé et le futur se rencontrent dans une leçon surprenante de praticité sur la durabilité.

Pour les visites de terrain et des matériaux professionnels supplémentaires, nous recommandons les publications officielles du Parc de Pompéi, ainsi que des textes de synthèse sur l'auto-réparation des composites inspirés de Rome dans les revues scientifiques pertinentes. Quiconque veut aller plus loin dans les détails microstructuraux doit prêter attention aux cartes des zones de réaction autour des tufs vitreux et au rôle des clastes de chaux dans l'initiation de la carbonatation secondaire – ce sont des « cartes » selon lesquelles il est possible de lire l'histoire d'un mur aussi précisément que les cartes géographiques lisent un paysage.

À la fin, la Domus IX 10, 1 montre que les grandes découvertes ne se cachent pas seulement dans les édifices monumentaux, mais aussi dans des pièces modestes pleines de tas de sable sec, de cendre et de chaux. En elles se cache la logique de construction qui a permis aux Romains de construire pour des siècles avec une « chimie vivante ».

L'article complet dans la revue Nature Communications (9 décembre 2025) offre des méthodes détaillées, des affichages de microscopie et de cartographie des phases ainsi qu'un riche supplément d'images de l'emplacement, précieux tant pour les archéologues que pour les scientifiques des matériaux.