Se gli ingegneri hanno contribuito molto allo sviluppo del calcestruzzo cementizio , l'idea di integrare rinforzi in acciaio torna a un guardiano rurale e a un giardiniere. Allo stesso modo, lo sviluppo del cemento moderno toccò a Louis Vicat , ma egizi e romani già usavano leganti per la costruzione.
La miscela di calce , argilla , sabbia e acqua è molto antica. Gli egizi la usavano già intorno al -2600: una delle malte più antiche è quella della piramide di Abu Rawash , eretta probabilmente nella IV ° dinastia .
Per il I ° secolo aC. dC , i Romani migliorarono questo "legante" aggiungendo sabbia vulcanica di Pozzuoli , o coppi ( tegola ), che ne permettevano l'indurimento ("pulitura") sott'acqua. Come dice Vitruvio nel suo De architectura (Libro II, Capitolo 6), la malta può resistere all'acqua e può anche depositarsi in condizioni molto umide. Questa virtù è dovuta alla presenza di una grande quantità di silicato di allumina . Aggiungendo pozzolana alla calce aerea , si trasforma artificialmente in calce idraulica . Fu solo nel 1818 che Louis Vicat spiegò i principi di questa reazione, nella sua teoria dell'idraulica .
La sistematizzazione della costruzione in calcestruzzo ( opus caementicium ) ha permesso le notevoli conquiste dell'architettura dell'Impero Romano .
A ricordo dell'uso che se ne faceva della pozzolana , vengono dette anche "pozzolane" le ceneri silico-alluminose risultanti dalla combustione dei carboni argillosi bruciati nelle centrali termiche , utilizzate nella fabbricazione dei cementi contemporanei, come tutti i materiali e rocce con virtù pozzolaniche.
Nella seconda metà del XVIII ° secolo , l'inglese John Smeaton vede il ruolo di argilla della disponibilità di acqua in qualche pietra calcarea. Nel 1779, Bry Higgins pubblicò la sua ricerca sull'importanza della distribuzione granulometrica delle sabbie destinate alla produzione di malte e Jean-Antoine Chaptal stabilì che le pozzolane francesi potevano essere facilmente sostituite alle pozzolane italiane. Nel 1791 , il pastore anglicano James Parker scoprì le proprietà delle rocce naturali dell'isola di Sheppey e, secondo A. Maché, questa scoperta fu il vero punto di partenza dell'industria del cemento naturale.
La scoperta del cemento artificiale è attribuita in Francia a Louis Vicat , un giovane ingegnere della Scuola Nazionale dei Ponti e delle Strade . Nel 1818 fu il primo al mondo a fabbricare, in maniera controllata, calce idraulica, di cui determinò i componenti e la proporzione. Preferendo la gloria di essere utile alla fortuna, pubblicò i risultati delle sue ricerche senza depositare un brevetto. È l'industriale Joseph Aspdin che si presentaottobre 1824il primo brevetto e crea il marchio del cemento Portland .
I primi cementifici artificiali francesi di Portland risalgono al 1850, quelli di cemento grappier al 1870. La produzione di cemento da scorie risale al 1890.
Durante l'anno 1908 , Jules Bied, direttore del laboratorio dell'azienda Pavin de Lafarge , scoprì il Ciment Fondu, a base di calcare e bauxite , mentre era alla ricerca di un legante idraulico che non fosse attaccato né dall'acqua di mare né dal solfato acqua.
Il cemento cementizio è apparso in architettura grazie a getti di cemento e finte pietre, imitazione di conci gettati in calcestruzzo; spesso cemento rapido naturale .
La pratica di fusione è iniziata nei primi mesi del XIX ° secolo, in aree in cui si conosceva già la casseforme di Adobe e attraverso la velocità di uscita del cemento rapido naturale (detto anche cemento romano). François Cointeraux era già getta nel Lione e Grenoble alla fine del XVIII ° secolo . François-Martin Lebrun lo realizzò nella regione di Montauban intorno al 1830 . Ha in particolare costruito il piccolo ponte di Grésol nel 1835 . François Coignet è stato uno dei più importanti promotori del getto di calcestruzzo. Industriale di Lione, costruì la sua fabbrica a Saint-Denis ( Parigi ) nel 1855 in cemento piallato, che brevettò e non smise mai di promuovere; senza riuscirci davvero perché si opponeva ai grandi costruttori parigini.
La pietra fittizia ebbe un successo nel nord della Francia nel 1830 grazie ai rapidi cementi di Vassy Joudrier ( Yonne ) e Pouilly-en-Auxois e soprattutto un vero successo nelle Alpi, regione di Grenoble, e nel sud della Francia grazie ai cementi naturali rapidi di Grenoble degli anni Quaranta dell'Ottocento (Ciment de la Porte de France di Dumolard e Viallet, Ciment d'Uriol di Berthelot e Ciment de la Pérelle della ditta Vicat ; oggi solo La Porte de France e La Pérelle, proprietà di Vicat, producono cemento rapido naturale in Europa). Tutto era sagomato, tubi fognari, vasi, statue, balaustre, angolari, chiavi di volta, cornicioni, modiglioni, ecc. Questa pratica si è poi diffusa in molte grandi città europee : Madrid , Vienna , Budapest , Bratislava , Cracovia così come in Nord Africa , Algeri e Tunisi . Anche le città del nord Italia usavano il cemento modellato, grazie al pronto importato da Grenoble e poi con i loro cementi. Milano , Torino e Genova sono ben note per questo (Galeria Vittorio-Emmanuelle II di Milano). Ma questa è una tecnica ereditata dagli stuccatori, cemento modellato per la decorazione sulla struttura spesso di mattoni, non pietre artificiali che fanno parte integrante della struttura come in Francia.
La chiesa Sainte-Marguerite au Vésinet, costruita nel 1864 dall'architetto LA Boileau utilizzando il processo Coignet per la costruzione di agglomerati di cemento che imitano la pietra, sarebbe il primo edificio non industriale in cemento in Francia. Ce n'erano molte precedenti, in particolare la casa di Coignet a Saint-Denis. Ma questa chiesa è stata molto criticata durante la sua realizzazione a causa della sua morfologia ma anche del processo Coignet che ha causato molto rapidamente la marmorizzazione nera sulle pareti (dovuta alla presenza di clinker nel calcestruzzo). Lo stesso Boileau non amava il cemento e fece molto per svalutare il materiale. Nell'Isère, intorno a Grenoble , sono state costruite molte case e soprattutto chiese con elementi architettonici di cemento modellato come la chiesa di Cessieu che risale al 1850, quella di Champier del 1853 o la chiesa di Saint-Bruno. de Voiron (1857-1871) . Saint-Bruno de Grenoble (1869-1875) è interamente in finte pietre di cemento pronto modellato.
Il rinforzo metallico nelle malte deriva da tecniche di modellatura scultorea ed è stato utilizzato per la prima volta da giardinieri sperimentali. Joseph-Louis Lambot a Miraval fece nel 1845 casse per aranci e cisterne con filo e malta, nel 1849 una barca, per il suo lago, e infine nel 1855 fece domanda per un brevetto: il "fermento", una combinazione di ferro e malta per cantieristica navale e scatole da incasso. Costruì una canoa nel 1855 che passò inosservata all'Esposizione Universale di Parigi . Joseph Monier presentò nel 1867 , a Parigi, una richiesta per "un sistema di cassette-casse mobili in ferro e cemento applicabile all'orticoltura". Negli anni successivi, ha depositato additivi e ha costituito sistematicamente processi architettonici.(??)
La malta armata era un processo troppo costoso e troppo fragile per essere utilizzato in architettura.
La chiesa di Saint-Jean de Montmartre nel 1894 - 1904 (barre metalliche filettate e mattoni riempiti di malta) e la volta del tetto del teatro Tulle di Anatole de Baudot sono esempi rari. L'architetto utilizza l'economico processo di costruzione in malta rinforzata brevettato dall'ingegnere Paul Cottancin . Questo sistema è costituito da una sorta di tela metallica, la cui trama e l'ordito sono formati dallo stesso filo; le pareti sono in mattoni sovrapposti.
In Francia, la circolare del 20 ottobre 1906redatto dalla commissione cemento armato pone le prime basi tecniche del cemento armato , ammesso a comparire tra i classici materiali da costruzione. Da parte sua, Charles Rabut , facendo il suo primo lavoro teorico sul cemento armato alla École des Ponts et Chaussées , aveva incorporato nella suo programma già nel 1897 , quando non c'era ancora alcun libro di testo che fare con il soggetto. Introdusse così questa tecnica ai giovani ingegneri.
Nel 1907, Le Corbusier apprese la tecnica del cemento armato lavorando come disegnatore con l' architetto Tony Garnier a Lione e poi nel 1909 con Auguste Perret a Parigi . Nel 1910 lo vediamo impiegato presso Peter Behrens dove incontra Ludwig Mies Van Der Rohe e Walter Gropius .
Dal 1913, l'architetto Tony Garnier fece costruire l' Hôpital Édouard-Herriot in cemento armato sulla base della sua idea di Città Ideale (la Cité sarebbe stata parzialmente prodotta nel nuovo distretto degli Stati Uniti intorno al 1920).
Eugene Freyssinet , Scuola di Ingegneria Civile, costruì prima del 1914 la prima corda del ponte (cravatte) ad Aulnoye . È il padre del cemento precompresso, deposita nel 1928 il brevetto. Dobbiamo a Freyssinet l'idea della vibrazione concreta per migliorarne l'attuazione. Aveva iniziato le prime prove nel 1917, poi ne aveva fatto un uso sistematico nelle sue opere. Questa prima tecnica consisteva in una vibrazione esterna del calcestruzzo, mediante l'installazione di vibratori sul cassero. Questo processo è stato migliorato dalla Société des marchés Techniques de Construction, che ha inventato i pervibratori pneumatici che consentono al calcestruzzo di vibrare nella massa al momento della loro installazione e ha depositato i primi brevetti nel 1928. (Vanerà un ponte strallato a Pierrelatte in 1952 ).
Dagli anni '20 la professione si riorganizza per affrontare il nuovo mercato delle costruzioni in calcestruzzo. Gli strumenti di produzione stanno migliorando. Le materie prime (sabbia, ghiaia, cemento) sono disponibili ovunque. Auguste Perret costruì la prima torre in cemento armato nel 1925 a Grenoble. A poco a poco, la pietra naturale ha lasciato il posto al cemento.
Dal 1930 , Pier Luigi Nervi progettato strutture con un processo costruttivo della propria, basata sull'uso di ferro-cemento , una migliore acquisizione del sistema Monnier. Il principio: doppie file di archi si intersecano ad angolo retto (nervature). La conseguente riduzione di peso della struttura permette di sviluppare luci considerevoli. Come Freyssinet, Albert Caquot è stato informato del cemento armato.
Il cantiere di salvataggio del terminal dei traghetti di Le Havre nel 1933 fu un eccezionale trampolino di lancio per questa scoperta. Ma fu solo dopo la seconda guerra mondiale che la precompressione iniziò a svilupparsi.
Dal 1928 al 1940, il cemento armato è stato ampiamente utilizzato in Francia nella costruzione di opere difensive sulla linea Maginot - Il simbolismo della strategia della linea Maginot era "Non ci muoviamo dietro il cemento". Queste opere furono demolite dalle migliaia di prigionieri di guerra russi dell'occupante tedesco, internati o ucraini, jugoslavi o ungheresi, incaricati di recuperare l'acciaio necessario per la costruzione del Muro Atlantico nella stessa strategia. Gli ingegneri tedeschi si sono poi riuniti lì, supervisionando prove di cariche sagomate, esplosivi gassosi e altri "tifoni" sulle corazzate e sul cemento di molti siti. Una stima è di 3,8 milioni di metri cubi di calcestruzzo per la linea Maginot, da 2 a 2,7 milioni di metri cubi per la linea Sigfrido , 10,4 milioni di metri cubi per il Vallo Atlantico (un'altra stima riporta 17 milioni di metri cubi) e, per le basi sottomarine, 4,3 milioni metri cubi.
Le esigenze abitative del dopoguerra portarono allo sviluppo della prefabbricazione.
Le grandi imprese francesi del cemento armato rimasero attive durante la seconda guerra mondiale grazie alla costruzione del Vallo Atlantico (All'epoca della Liberazione, la Commissione per il trattamento delle acque reflue si occupò di 1.538 casi di collaborazione economica . 457 riguardarono il settore delle costruzioni. L'80% dei il cemento francese è stato utilizzato in questa impresa). La preminenza degli ingegneri di Ponts et Chaussées , tradizionalmente a favore del cemento, nelle strutture amministrative e tecniche francesi dal 1940, troverà espressione nella politica abitativa di massa che incombe dopo la liberazione e termina nel 1953.
Creato in novembre 1944, il Ministero della Ricostruzione e dell'Urbanistica (MRU) in Francia sarà il motore di questa modernizzazione. Nel corso di dieci anni si è assistito a un'abbondanza di “processi costruttivi non tradizionali”, la cui attuazione attraverso numerose operazioni sperimentali, sarà all'origine della maggior parte dei sistemi costruttivi utilizzati in seguito per realizzare la costruzione. grandi complessi in Francia. Tra i vari aspetti di questa industrializzazione, che vanno dalla meccanizzazione all'organizzazione razionale del sito, la prefabbricazione in calcestruzzo non è più solo un mezzo per costruire in modo più efficiente, ma diventa uno dei nuovi principi generativi dell'architettura progettata che è diventata di igiene e comfort in realtà prima sconosciute agli abitanti. Progettati e realizzati per essere assemblati con la massima velocità in cantiere da una nuova manodopera poco qualificata e ridotta, la maggior parte di questi processi obbedisce a rigide regole di attuazione comuni a tutto il cantiere L'Europa da ricostruire. La soluzione prevede la produzione in fabbrica, in condizioni ottimali, di "grandi elementi complessi", vale a dire l'accorpamento a monte del processo produttivo di tutti i pochi mestieri principali e secondari normalmente coinvolti nel cantiere per pareti e solai. Il sito è ridotto esclusivamente a un sito di assemblaggio, ad esempio nella Germania dell'Est. La prima prefabbricazione in Francia si sta sviluppando in un contesto di generale penuria; la seconda - l'operazione di “4000 unità abitative nella regione parigina” nel 1953 ne prefigura l'inizio - inaugura la generalizzazione ai grandi complessi residenziali . Viene sconvolta la consueta divisione del lavoro nell'edilizia in Francia: per l'operaio in cantiere (o in fabbrica), ma anche per il project manager - l'architetto - che in un contesto dove prevale la dimensione tecnica del progetto rispetto ad altri (soprattutto architettonico e urbanistico) e dove all'egemonia delle grandi imprese di costruzioni corrisponde solo l'ascesa degli uffici tecnici di progettazione (BET), è logico vedere architetti, privi di competenze tecniche, essere emarginati al punto da perdere progressivamente il monopolio del design. “Questi ultimi, beneficiando delle nuove facilitazioni offerte loro dalla tecnologia e di fruttuosi ordini pubblici nel settore dell'edilizia abitativa, saranno i complici di questo sviluppo “disastroso” le cui conseguenze continuano ancora oggi. " . In Inghilterra (poi negli Stati Uniti) questa discrepanza tra gli aspetti modernisti riservati alle case di lusso prebelliche e il modernismo per la popolazione del dopoguerra ha creato il termine "brutalismo".
Durante il periodo 1950 - 1965 , il numero di unità abitative costruite ogni anno è passato da 50.000 a oltre 550.000 In. 1973 , il primo shock petrolifero ha accompagnato l' attrezzature e Housing recensione in Francia di questo concetto costruttivo. Lascia spazio a programmi di densificazione urbana post-ricostruzione più modesti dopo la seconda guerra mondiale e quindi di ampliamento della città.
La fine degli anni '80 ha visto l'arrivo del calcestruzzo ad alte prestazioni (BHP) , con una resistenza alla compressione superiore a 50 MPa . Abbinato alla precompressione, questo materiale rivoluziona la costruzione di strutture che diventano più sottili, più slanciate e più resistenti. All'inizio degli anni '90 , Bouygues , Lafarge e Rhodia esplorarono il campo dell'altissima resistenza, ben oltre i 150 MPa . Nel 1997 , hanno depositato i brevetti per Ultra-High Performance Fiber Concrete (BEFUP) . L'ultimo progresso fino ad oggi, Self-Placing e Self-Leveling Concrete (BAP e BAN) : implementati senza vibrazioni, si sono gradualmente affermati in tutti i siti dal 1998 e trovano le loro applicazioni sia nelle fondamenta e nei solai delle singole case che nelle edifici vele di opere o edifici.
Il calcestruzzo cementizio è del XXI ° secolo uno dei materiali da costruzione più utilizzati al mondo (due terzi delle case nel mondo). È anche il secondo materiale minerale più utilizzato dall'uomo dopo l'acqua potabile: 1 m 3 all'anno e per abitante. L'uso di questo materiale ad alta intensità energetica è fonte di numerosi degradi ambientali. La produzione di clinker utilizzato nella composizione dei leganti è responsabile di circa il 5% delle emissioni di gas serra di origine antropica (GHG), la principale causa del riscaldamento globale . Inoltre, la continua ricerca di aggregati idonei, compresa la sabbia , ha portato al sovrasfruttamento del 75% delle spiagge del pianeta, distruggendo molti ecosistemi costieri .
La riflessione sull'uso del calcestruzzo di terra oggi è iniziata negli anni 80. Il materiale di terra ha sopravvissuto poco alla rivoluzione industriale, può essere economico (materiale libero disponibile sul terreno), ecologico (non richiedendo il cosiddetto consumo energetico o inquinante processi di trasformazione chimica e non generare rifiuti indesiderati). Non interessa l'industria, perché nessun complesso processo di trasformazione fuori sede, né il commercio, per la sua possibile disponibilità immediata a seconda del luogo (ad esempio per l'argilla), non entra nel gioco degli usi se non politici. È un'opzione soprattutto per i paesi del Terzo mondo, preoccupati per l'indipendenza, l'autonomia e l'autosufficienza. Nei paesi industrializzati la terra da costruzione è un prodotto standardizzato, quindi trasformato, che necessita, a seconda della sua destinazione, di essere stabilizzato con cemento artificiale o naturale.