Saint-Gothard, Mont-Blanc, Saint-Bernardino - les incendies répétés dans les tunnels provoquent l'effondrement des plafonds des tubes apparemment stables. Des températures infernales allant jusqu'à 1000 degrés Celsius poussent le béton à ses limites - et selon le matériau utilisé, il peut exploser. Cependant, le processus n'a pas encore été entièrement compris. Il est clair que l'eau contenue dans le béton haute performance commence à se déplacer, s'évapore et ne peut s'échapper. L'énorme pression de vapeur dans les pores fins du béton et la contrainte thermique sur le matériau peuvent provoquer l'arrachement l’éclatement de parties du bétonpièces. De nombreux facteurs déterminent si de telles explosions se produisent réellement et la gravité de leurs conséquences et il est difficile de les prévoir. 

Pour mieux comprendre la physique de l'éclatement du béton, des chercheurs de l'Empa et une équipe de l'Université de Grenoble et de l'Institut Laue-Langevin ont utilisé pour la première fois la tomographie neutronique pour produire en temps réel des images en trois dimensions de l'intérieur du béton chaud. Les investigations n'ont été possibles que grâce à la forte source de neutrons de l'Institut Laue-Langevin. En une minute, les scientifiques ont pris jusqu'à 500 photos et construit un modèle tridimensionnel unique du béton écaillé.

Jusqu'à présent, les experts n'ont pu que supposer que l'eau contenue dans le béton s'éloigne d'une source de chaleur et s'accumule. L'humidité agirait ainsi comme une barrière, on l'imagine, et empêcherait la vapeur d'eau de s'échapper. Ainsi, la pression de vapeur augmenterait de telle sorte que le matériau n'aurait d'autre choix que d'exploser. Grâce aux nouvelles expériences, l'équipe de recherche a pu observer cette barrière d'humidité.

Le béton se compose d'un mélange de sable, de ciment et d'eau. Une réaction chimique se produit entre le ciment et l'eau, qui lie chimiquement et physiquement l'eau et durcit le mélange. Si la température dans un incendie dépasse 200 degrés Celsius, le ciment dans le béton se déshydrate et l'eau liée devient de la vapeur d'eau. Le béton à hautes performances a généralement une porosité très faible et des pores très fins. Ces propriétés sont en elles-mêmes d'un grand avantage puisqu'elles procurent une résistance élevée et une durabilité exceptionnelle, rendant le béton pratiquement imperméable aux contaminants externes. Cependant, la faible perméabilité du béton à haute performance est un inconvénient dans un feu à très haute température car la vapeur d'eau ne peut pas s'échapper et des pressions de vapeur extrêmement élevées peuvent se développer.

À haute température, le béton commence à exploser. La raison en est l'eau qui s'y trouve. Les chercheurs de l'Empa ont déjà mis au point et breveté de nouveaux additifs contre l'écaillage du béton. Les nouveaux résultats devraient permettre de franchir une nouvelle étape dans le développement de matériaux de construction plus résistants, même aux températures les plus élevées, comme par exemple un incendie dans un tunnel.