À l'époque où les Espagnols occupaient encore la Floride, ils construisirent un fort à partir d'une roche sédimentaire formée de coquilles comprimées d'animaux marins morts. Mais quelle est la signification de ce matériau particulier et quel était le mystère du fort qui avalait les boulets de canon ?

Castillo de San Marcos, un fort construit par les Espagnols en Floride, était fait de roche sédimentaire appelée coquina. Bien qu'il ne soit pas certain que les Espagnols connaissaient les propriétés de cette roche lors de la construction du fort, il résista aux dégâts des boulets de canon britanniques en les « avalant ».

Le mystère du Castillo de San Marcos

Une flotte anglaise de la Caroline coloniale attaqua le Castillo de San Marcos, une forteresse espagnole sur la côte atlantique, en 1702, alors que les Espagnols détenaient encore la Floride.

Le fort protégeait les routes commerciales de l'empire espagnol ainsi que la ville voisine de Saint‑Augustin, et les Anglais cherchaient à prendre le contrôle de cette forteresse stratégiquement importante. Les navires anglais, dirigés par le gouverneur de la Caroline James Moore, jetèrent leurs ancres et imposèrent le siège.

Cependant, les murs du fort restèrent solides malgré les bombardements de boulets de canon et de tirs pendant près de deux mois. Il semblait qu'ils avalent les boulets de canon britanniques incrustés dans la pierre. Le mécanisme exact par lequel les murs accomplissaient cela pendant les trois siècles suivants demeura un mystère.

Un boulet de canon provoque généralement des fissures longues et profondes dans la pierre qui se propagent à partir du point de contact, entraînant des dommages catastrophiques à une structure. Les murs du Castillo de San Marcos n’appartenaient pas à cette catégorie. 

Les murs du fort étaient faits de coquina, une roche sédimentaire issue de coquilles compactées d'animaux marins morts, qui restait intacte après l'attaque britannique. La roche ne se fissurait pas mais cédait au boulet de canon comme on enfonce un couteau dans du fromage. (Source : Atlas Obscura)

Recherche scientifique réalisée sur le fort mystérieux

Une équipe de scientifiques des matériaux de l'Université de Floride et du Corps des ingénieurs de l'Armée des États‑Unis a étudié le fort en 2015, plus de 300 ans après sa construction. L'Armée a examiné les qualités physiques de la coquina pour voir comment elle supportait les contraintes d'impact. Phillip Jannotti, scientifique chercheur au Laboratoire de recherche de l'Armée du Commandement du développement des capacités de combat, a dirigé l'équipe.

J'ai grandi à environ une heure de San Marcos, donc j'y suis allé plusieurs fois.

Phillip Jannotti, Research Scientist, Army Research Laboratory of the Combat Capabilities Development Command

comportement des matériaux. En 2013, alors qu’il travaillait à son doctorat en génie mécanique à l’Université de Floride avec le professeur Ghatu Subhash, la fille de Subhash, Sanika, lycéenne, s’est intéressée à la force extraordinaire des murs. Elle a recommandé de mener une expérience pour explorer les capacités d’absorption de la coquina.

Jannotti et Subhash ont acheté quelques petits échantillons de coquina dans la boutique de souvenirs du Castillo de San Marcos et ont tiré de petites billes d’acier sur ceux‑ci à des vitesses comprises entre 110 et 160 mph. Le but était de simuler, bien que de façon miniature, les conditions de collision d’un canon en tir.

Pour visualiser la façon dont les échantillons de coquina réagissaient à de tels impacts, les chercheurs ont utilisé une caméra à grande vitesse qui prenait 200 000 photos chaque seconde. Ils ont mené des études similaires sur le grès et la mousse structurelle afin de comparer leurs qualités à celles de la coquina.

Subhash a appris à réaliser des expériences et à interpréter les résultats tout au long du projet de deux ans, que Jannotti a poursuivi après avoir terminé son doctorat et être passé à son poste de recherche à l’armée.

Leurs résultats ont révélé que, bien que la coquina semble être un type de grès, elle se comporte davantage comme de la mousse à la fin de ces deux années.

En raison de sa structure interne faiblement liée, la coquina possède une capacité unique à absorber le stress mécanique. Les petits fragments de coquilles qui composent la coquina ont été empilés et pressés les uns contre les autres pendant des milliers d’années, mais ils ne sont pas cimentés ensemble, ce qui leur permet de bouger.

La coquina est très poreuse et ses coquilles sont faiblement liées entre elles. Elle agit presque comme une mousse naturelle, les billes s’enfoncent et ralentissent lentement.

Phillip Jannotti, Research Scientist, Army Research Laboratory of the Combat Capabilities Development Command

(Source : Atlas Obscura)