Comment le béton nous a séduits au point de recouvrir la planète

Un campus rutilant de béton et d’acier planté sur les hauteurs de Zurich, au milieu de prairies, de vaches et de fermes. Parmi les 21’000 étudiants, les 530 professeurs et 9’500 employés qui imaginent le monde de demain à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, temple incontesté de la connaissance où Einstein fit ses études, un petit groupe d’irréductibles constitue la Chair of sustainable construction. C’est là, au ETH Hönggerberg qu'avec 15 autres architectes et ingénieurs j’ai pu participer à la première formation d’Europe sur les regenerative materials. Ce terme désigne les matériaux que l’on a utilisés pendant des millénaires, mais si peu aujourd’hui qu’ils sont devenus «alternatifs». Le bois, le chanvre, la paille, le roseau, le bambou ou la terre crue. Ces matériaux ont tous été évincés en moins d’un siècle par le béton, qui règne désormais en maître absolu comme en témoignent d’ailleurs le second campus de l’école polytechnique construit en trois étapes depuis les années 1970.

Comment en sommes-nous arrivés là?

L’histoire est bien connue. Le 18 avril 1906, à cinq heures douze, un tremblement de terre d’une magnitude 8 sur l’échelle de Richter secoue la ville de San Francisco. Il  provoque un terrible incendie qui réduit en cendres les rares maisons victoriennes en bois et en briques qui avaient résisté aux secousses.

Quand, au bout de trois jours, les pompiers éteignent les dernières flammes, ils découvrent un bâtiment resté miraculeusement indemne  au milieu de la ville en ruine. C’est l’entrepôt du déménageur et garde-meuble Bekins, construit en béton armé.

Un coup de pub inespéré

Ce matériau relativement nouveau était peu utilisé au début du siècle aux Etats-Unis. Les briquetiers craignant pour leur industrie s’y étaient opposés vigoureusement et avaient orchestré des campagnes de dénigrement, arguant que cette matière grise et laide n’était pas à la hauteur d’une ville en plein essor comme San Francisco.

Mais là, personne ne pouvait nier que ce bâtiment avait résisté à la vibration du sol et aux flammes de l’incendie.

Ce coup de publicité inespéré pour le béton armé va marquer durablement l’histoire de l’architecture du XXe siècle. Le béton sera dès lors utilisé massivement pour la reconstruction de la ville de San Francisco, et s’imposera rapidement dans le monde au point de devenir une évidence de notre environnement, au même titre que l’air et l’eau.

La courbe de production de ciment, et donc de béton, va croître de manière exponentielle, sans même fléchir lors des guerres mondiales. Depuis 1950, elle a été multipliée par 22, pour atteindre une production mondiale de 4,4 milliards de tonnes de ciment en 2018. Selon les calculs de Pascal Peduzzi, géographe et directeur scientifique du bureau Grid-Genève du programme des Nations unies pour l'environnement, cela représente un mur qui ferait le tour de la terre le long de l’équateur, large de 27 mètres et haut de 27 mètres. 80% de ce qui se construit sur la planète est en béton, faisant de cette mixture grise le produit manufacturé le plus utilisé au monde. Si la production de béton était un Etat, ce serait le 3e pays le plus pollueur au monde, derrière la Chine et les États-Unis. Le béton est en effet responsable de 8% des émissions de gaz à effet de serre. En ajoutant la construction et le chauffage-refroidissement des bâtiments, on arrive à près de 40% des émissions mondiales.

«Si l'espèce humaine devait soudainement disparaître de la surface de la planète, le dernier siècle de notre existence serait clairement identifiable cent millions d'années plus tard par une couche très spécifique de sédiments, recouverte de rouille, que l'on trouverait sur absolument tous les continents», imagine Robert Courland dans l’introduction de son histoire du béton, Concrete planet (Prometheus Books, 2011, non traduit).

Le béton des Romains, inégalé

Mais c’est quoi, le béton? Tout d’abord il faut distinguer ciment, béton et béton armé.

On appelle béton, ou plus précisément béton de ciment, un mélange de 14% de ciment, 6% d’eau et 80% de sable et de gravier naturel. C’est le ciment qui sert de liant, lequel est composé d’argile et de calcaire chauffés à 1450 degrés pendant dix-huit heures. On obtient alors le clinker, que l’on broie avec d’autres matières (plâtre, pouzzolane, cendres, etc.…). Quant au béton armé, c’est un matériau composite constitué de béton coulé sur une armature de barres d’acier qui permet de le renforcer.

La découverte d’un ancêtre de cette matière coulée qui durcit à l’air est sujette à controverses chez les archéologues. Cependant tous reconnaissent que c'est l’Empire romain qui généralise cette méthode de construction. Ces édifices ont traversé les siècles et témoignent encore aujourd’hui de leur génie: Colisée, Panthéon de Rome, aqueducs, jetées de port, bains thermaux, etc.… L’étymologie du mot ciment vient d’ailleurs du latin caementum, qui définit les moellons qui étaient mélangés à la chaux pour fabriquer l’opus caementicium dont parle l’architecte romain Vitruve dans son ouvrage encyclopédique De Architectura, datant de 25 avant Jésus-Christ.

Or la chute de l’Empire a emporté avec elle la recette du béton romain, oubliée pendant près de 1400 ans. Plus étonnant: le béton actuel est beaucoup moins performant que la version romaine – mais on y reviendra.

Il faut attendre 1817 pour que le polytechnicien français Louis Vicat réinvente la formule, qu’il néglige d’ailleurs de breveter. Ses descendants sont toujours à la tête d’une importante entreprise de ciment. Le britannique Joseph Aspdin sera plus clairvoyant, et déposera un brevet en 1824 pour ce qu’il appellera Portland cement. Il est suivi trois décennies plus tard par un autre Joseph, l’inventeur Lambot qui construira, tenez-vous bien, une barque de ciment et de fer, imputrescible, qui passera étrangement inaperçue à l’Exposition universelle de Paris en 1855 au milieu de 20’000 exposants. Il brevète son invention sous le nom de "ferrociment". Ce procédé n’aura absolument aucun succès à l’époque, mais le principe du béton-armé était né.

Si l’amélioration de la combinaison fer-béton va se développer en France grâce aux travaux de l’ingénieur François Hennebique, mis en œuvre dans des bâtiments d’habitation à Paris dès la fin du 19e, c’est aux Etats-Unis que le matériau prend son envol. L’ingénieur de San-Francisco Ernest Ransom réalisera en 1884 le premier pont en béton armé du continent américain, le Alvord lake Bridge. Les avancées de Ernest Ramsom permettront de calculer la structure en béton armé du premier gratte-ciel de 16 étages, le Ingalls building, à Cincinatti en 1903.

Un amour sans limite

L’architecte américain Frank Lloyd Wright sera ensuite le premier à exploiter le potentiel du matériau pour réaliser des formes inédites dans l’histoire de l’architecture. Car la force du béton armé, c’est qu’on peut absolument tout faire avec. La maison Falling waters, icône de l’architecture moderne qu’il réalise en 1939, en est un exemple éloquent: d’immenses porte-à-faux s’élancent élégamment au-dessus d’une cascade en pleine forêt, défiant les lois de la gravité. Il imaginera ensuite le Guggenheim Museum de New-York, une tour de Babel inversée, à l’intérieur de laquelle on déambule sur une spirale s’élevant vers le ciel, symbole de l’immense talent de Wright et des potentialités infinies du matériau.

Les architectes et ingénieurs du XXe siècle vont alors lui vouer Un amour sans limite, titre de l’ouvrage posthume qui rassemble des textes d’Eugène Freyssinet, l’inventeur français du béton précontraint, procédé qui permettra de pousser encore plus loin les potentialités du matériau et d'amorcer l’industrialisation de la construction. Les ingénieurs vont dès lors pouvoir imaginer des ouvrages monolithiques, coulés, et se débarrasser des corporations ouvrières, éliminant toute une série de métiers hautement qualifiés de la maçonnerie pour les remplacer par des métiers plus interchangeables: des ferrailleurs, des coffreurs, des bétonneurs… La précontrainte du béton permettra d’élancer des ponts à des portées au-dessus des rêves les plus fous des premiers adeptes du béton armé, de multiplier barrages ou tunnels sous-marins. Bref, notre monde d’aujourd’hui.

De l’amour à l’addiction

Si le talent d’architectes comme Auguste Perret, qui reconstruit le Havre en béton armé après la seconde guerre mondiale, ou Le Corbusier, qui aurait aimé faire de même avec le cœur de Paris et d’Alger, ont participé à son essor, c’est aux politiques gouvernementales que le béton doit une grande partie de son succès.

Le béton est la matière du pouvoir, celle qui permet de régler les problèmes d’une nation (ou de le faire croire), comme la reconstruction de l’Europe après la seconde guerre mondiale ou la politique chinoise du grand bond en avant. Un an après la mort de Staline, son successeur, Nikita Khrouchtchev, assommera son auditoire avec un discours de trois heures sur les avantages du béton armé préfabriqué. Il donnera d’ailleurs son nom à des bâtiments d’habitation de 5 étages qui tapisseront l’Union soviétique de Vladivostok à Tbilissi, les fameux Khrouchtchevka, dont les habitants ont donné le sobriquet de “Khrouchtchoba”, contraction en russe de Khroutchev et bidonville.

Le béton armé préfabriqué sera d’ailleurs un produit phare des exportations de l'URSS, des usines furent offertes à Cuba et au Chili. Le système sera aussi exporté en Yougoslavie, en Algérie, en Mongolie et même en Afghanistan. Cuba croule d’ailleurs aujourd’hui sous les barres de logements délabrées en attente désespérée de réparation.

La bizarrerie du béton, c’est qu’il est aujourd’hui encore le symbole ultime de la modernité. Comme Mustapha, mon guide du désert algérien qui rejette les briques traditionnelles de terre crue, ceux qui sortent de la pauvreté dans les townships africains, les campagnes chinoises ou les favelas sud-américaines se précipitent sur le béton et le parpaing. Pareil sous nos latitudes, où le comble du chic reste un cube en béton armé brut, intérieur et extérieur, et si possible un mobilier en béton assorti, coulé sur place.

Matériau local monopolisé par des multinationales

L’immense avantage du béton, c’est que c’est un matériau local. Le calcaire, l’argile, le gravier et le sable sont présents quasiment partout. Les premiers promoteurs du ciment, comme l’entrepreneur François Coignet dans les années 1860, imaginaient que ce produit révolutionnaire serait accessible à tous, et permettrait à quiconque capable d’extraire de l’argile, du calcaire et du sable de se construire un habitat digne.

En réalité c’est exactement le contraire qui s’est produit: la production mondiale de ciment est aux mains de quelques multinationales dont certaines bien connues du grand public comme la franco-suisse LafargeHolcim, accompagnée dans le peloton de tête par les chinoises CNBM et Anhui. Comme dans l’industrie du pétrole, ces “majors” auxquelles s’ajoutent l’allemande Heidelberg, la Mexicaine Cemex, l’indienne Ultratech, la brésilienne Votorantim et l’italienne Italcementi, se partagent plus de la moitié du marché mondial. Nous reviendrons dans un épisode prochain sur ces géants du béton et leur importance non seulement économique, mais aussi politique.

Les terribles chiffres chinois

Quant à l’immense inconvénient du béton, c’est qu’on en consomme une quantité faramineuse. Laquelle est en augmentation exponentielle. Un chiffre résume à lui seul la folie de cette course en avant. Chaque année, la Chine produit 2,2 milliards de tonnes de ciment. Si bien que tous les trois ans, elle produit l’équivalent de la totalité du ciment consommée aux Etats-Unis durant tout le 20e siècle.

J’en ai parlé avec Guillaume Habert, directeur de la chaire de sustainable construction à l’école polytechnique de Zurich. «La surconsommation de ce matériau, dit-il, est l’un des marqueurs de l’anthropocène au même titre que les engrais, ou que le plastique». La quarantaine, ce Parisien formé en biologie et en géologie à la prestigieuse Ecole normale supérieure a pris les rênes de cette chaire l’année de sa création, en 2012. Énergique et exigeant, il pousse à l’excellence une équipe internationale de choc, majoritairement féminine. Durant ma formation sous sa responsabilité, j’ai voulu mieux comprendre l’ampleur des problèmes que pose cette surconsommation. Il y en a trois principaux:

• D’abord il y a le CO2: la production d’un m3 de béton classique émet environ 250 kg d’équivalent CO2, soit autant que de brûler 100 litres de diesel.

• Ensuite, il y a le sable. La fabrication du béton en nécessite tellement que certains pays commencent à en manquer. Parce qu’il se raréfie, le sable intéresse désormais les réseaux criminels qui, en pillant celui des plages et des fonds marins, provoquent des catastrophes écologiques mais aussi géologiques.

• Enfin, il y a l’obsolescence annoncée: le béton armé exposé aux intempéries vieillit mal au point que son espérance de vie ne dépasse pas 70 ans. Le pont Morandi, qui s’est écroulé à Gêne en août 2018 en avait tout juste 51. La démolition de bâtiments et d’ouvrages obsolètes en béton produit des montagnes de déchets dont nous ne savons que faire.

Depuis quelques années, ces défauts du béton ne sont plus des élucubrations d’écologistes alarmistes. Les problèmes sont tellement graves que les meilleurs spécialistes mondiaux se sont emparés de ces questions. Je suis allée les voir. Accrochez-vous, ça va secouer.

Prochain épisode: Sable et béton, le couple infernal