« Béton » est un terme générique désignant un matériau composite constitué de granulats et d’une colle pour assurer la cohésion de l’ensemble. Celui dans lequel la colle est le ciment dit « Portland » et les granulats un mélange de sable et de cailloux est sans conteste le plus connu de tous et généralement désigné comme « le béton ». C’est aussi le matériau industriel le plus utilisé au monde avec près d’un mètre cube par an et par habitant. Le béton bitumineux – celui qui couvre nos routes de manière quasi-monopolistique pour l’instant – dispute au précédent la place de matériau-roi dans nos infrastructures. À eux deux et de manière complémentaire, ils constituent l’ossature du territoire.
Il existe un troisième béton, totalement naturel et au moins aussi répandu que les deux autres à l’échelle planétaire et, malgré cela, encore largement ignoré. C’est tout simplement la terre « crue » (non cuite) qui sous forme de briques de boue séchée ou de terre compactée fournit un abri, des bâtiments sociaux et des lieux de culte à un tiers de l’humanité.
Si on y ajoute le sable humide, matériau grâce auquel nous avons tous été de grands bâtisseurs, on dispose d’une collection de matériaux granulaires pour la construction dont la cohésion est éminemment variable : à peine suffisante pour construire un abri de poupée dans le cas du sable et plus que suffisante pour construire un gratte-ciel d’un kilomètre de hauteur dans le cas du béton de ciment. La terre crue est intermédiaire. Les forces assurant cette cohésion sont tout aussi variables. L’eau est la source principale de cohésion, par dépression capillaire, dans le sable humide. Dans la terre crue, que l’on peut considérer comme un béton d’argile, les forces capillaires jouent également un rôle important, essentiel même lorsque les particules argileuses sont électriquement neutres. En revanche, lorsque la surface des particules est électriquement chargée, des forces plus intenses entrent en jeu, impliquant soit des ions mobiles et des fluctuations de concentrations, soit des ions localisés et des interactions strictement électrostatiques. Cette évolution vers des forces attractives plus fortes et à plus courte portée se poursuit dans les « hydrates » de ciment, les minéraux colloïdaux qui résultent de la réaction du ciment Portland avec l’eau et qui assurent la cohésion du béton.
Quelle est la source de progrès qui permettra d’améliorer encore les performances du béton et d’en limiter les défauts (comme par exemple la production de CO2 associée à la fabrication du ciment) ? On a tenté de montrer que l’hybridation à l’aide de polymères – que cette hybridation soit faible, par adsorption ou intercalation, ou forte, par greffage – représente une piste crédible.
