Apprendre du passé: des briques produites de manière durable, une meilleure résilience aux tremblements de terre
L’Italie, berceau d’édifices en briques parmi les plus spectaculaires d’Europe, est située sur une zone sismique. Deux récents tremblements de terre, en 2017 et 2016, ont causé des dommages importants et étendus dans le centre du pays. Partant de ce constat, Elena Mercedes Pérez-Monserrat, une chercheuse basée au département de Géosciences de l’Université de Padoue, entend déterminer quels matériaux et styles de construction du passé lointain du pays étaient les plus susceptibles de résister à l’impact des séismes, et pour quelles raisons. «Je me suis intéressée à l’étude de la provenance de l’argile et des procédés utilisés pour produire d’anciennes briques, qui peuvent nous fournir des informations, de nos jours, sur l’utilisation efficace de matières premières durables dans la production de briques», explique Elena Mercedes Pérez-Monserrat. Son projet, CLAYONRISK, a été soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie. Il a également cherché une manière d’atténuer l’effet du changement climatique sur les anciens monuments, et ce que nous pouvons apprendre des anciennes conceptions architecturales, des temps romains jusqu’à la Renaissance, ayant permis de réduire l’impact des tremblements de terre. «J’ai analysé les anciens bâtiments en brique de Padoue d’un point de vue structurel, afin d’observer les éléments qui ont permis une telle permanence dans le temps.» Comme le souligne Elena Mercedes Pérez-Monserrat, beaucoup comprennent des tours hautes et élancées, et ces époques ont mis à l’épreuve les compétences des anciens briquetiers. «La ville a subi d’importants dommages dus à des incendies — les plus dévastateurs ont eu lieu en 899 et 1174 — et à des tremblements de terre, dont les plus forts ont secoué la ville en 1004 et 1117. Padoue a également été touchée par un séisme plus récent qui a frappé la ville voisine de Ferrare en 2012», note-t-elle.
Évaluer la technologie du passé lointain
Le projet CLAYONRISK a emprunté des méthodologies analytiques qui sont également appliquées à l’étude des artéfacts archéologiques en céramique. Ces artéfacts et les briques cuites anciennes ont été produits à l’aide de technologies similaires. Pour l’analyse de la composition et de la texture, Elena Mercedes Pérez-Monserrat a principalement utilisé la spectrométrie de fluorescence des rayons X, largement utilisée pour l’analyse chimique des matériaux de construction, la diffraction des rayons X sur poudre, la microscopie optique polarisée très utilisée en minéralogie optique, la microscopie électronique à balayage à émission de champ et la technique de microanalyse chimique de spectroscopie X à dispersion d’énergie. Les principaux agents de dégradation qui affectent les briques cuites étant l’eau, la température, les sels et le gel, la résistance des briques aux cycles humidité-séchage, à la cristallisation des sels et à l’action du gel a été évaluée à l’aide de tests de vieillissement artificiel. «Ces tests ont soumis les briques, pendant une période relativement courte, à un agent d’altération convenablement intensifié. La porosité et le temps de séchage des briques ont été calculés. Nous avons également analysé les résultats des impulsions de compression sur la structure des briques», explique Elena Mercedes Pérez-Monserrat. Les briques présentent de bonnes performances physiques et une bonne durabilité, principalement grâce aux phases minérales à haute densité formées pendant la cuisson et à la calcite secondaire qui a précipité dans le corps de la céramique après la cuisson. Les différentes couleurs ont également un message à nous transmettre, comme l’explique l’article qu’elle a cosigné et qui a été publié dans la revue «Minerals».
Choix architecturaux
Le projet a permis d’identifier les éléments architecturaux utilisés pour réduire l’impact des tremblements de terre, améliorant ainsi la résilience. «Nous avons noté d’impressionnantes plinthes façonnées par de formidables pierres de taille de trachyte, une roche volcanique affleurant des collines étrusques voisines, ou des murs très épais qui diminuent avec la hauteur, avec un changement correspondant de la pierre à la brique», indique Elena Mercedes Pérez-Monserrat. «Il est certainement intéressant d’observer comment des bandes métalliques agrippent le périmètre des tours à diverses hauteurs ou comment les tours sont “cousues” intérieurement par des entretoises métalliques, qui émergent sur les façades comme des éléments métalliques décoratifs.»
Les leçons du passé répondent aux défis d’aujourd’hui
Le processus de fabrication qui a donné naissance à des briques aussi durables peut offrir des idées à l’industrie céramique d’aujourd’hui, comme l’humidité relativement constante des briques par rapport à l’atmosphère qui les entoure. Cet équilibre, pense Elena Mercedes Pérez-Monserrat, semble conserver les briques. Le projet souligne l’importance de considérer les briques anciennes comme des systèmes au sein d’une structure entière qui interagit en permanence avec le milieu environnant. «Ainsi, le passé peut nous apprendre comment à la fois mieux préserver les monuments anciens et améliorer la capacité des nouveaux bâtiments à résister aux intempéries et à l’activité sismique», ajoute Elena Mercedes Pérez-Monserrat.
Mots‑clés
CLAYONRISK, tremblement de terre, ancien, briques, Romain, Padoue, humidité, résilience
