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La Tour Eiffel

La Tour Eiffel située à l'extrémité du Champs-de-Mars à Paris a été construite en 1889 par Gustave Eiffel (1832-1923) pour l'Exposition Universelle. Il voyait dans sa tour, non une simple attraction pour les visiteurs de l’Exposition universelle qui en fut le prétexte, mais une œuvre utile à la science ; véritable " résumé de la science contemporaine ".

Page 6 / 8 - La construction de la Tour Eiffel Sommaire
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Claire König Enseignante Sciences Naturelles

A cette époque le défi de réaliser une tour « haute de plus de mille pieds », occupe l'esprit des architectes. Ceux-ci se heurtent à d'innombrables problèmes techniques.  A titre indicatif, en 1885 s'achève l'obélisque de Washington, de 169 mètres, mais les buildings n’existent pas encore. En France, entre autres, Bourdais et Sébillot imaginent une colonne de 300 m, maçonnée donc irréalisable avec les moyens de l’époque.

Les dimensions de la Tour Eiffel 
Les dimensions de la Tour Eiffel 

Dès 1878, Jules Ferry envisage une grande Exposition universelle pour 1889. Le projet, adopté en 1883, donne à deux ingénieurs de l'entreprise Eiffel, Émile Nouguier et Maurice Koechlin, l'idée d'une tour métallique.

Après diverses entrevues et signatures officielles, le 28 janvier 1887, les travaux commencent et les Parisiens n’en reviennent pas ! Sur le chantier ne s'effectue que l'assemblage, les principaux éléments sont dessinés et fabriqués dans les ateliers Eiffel, à Levallois.

Maçonneries de la pile n° 3 (20 avril 1887) Atlas Photo, PL.2 © BNF
Maçonneries de la pile n° 3 (20 avril 1887) Atlas Photo, PL.2 © BNF

1 - Les calculs préliminaires

Eiffel dit à ce propos : « Les charges verticales entrant dans le calcul de l’ossature générale comprennent uniquement le poids de la construction. Il est tout à fait inutile d’y faire figurer le poids des visiteurs ; il n’en a été tenu compte que dans le calcul des pièces spéciales, telles les planchers.

En effet la violence des vents que nous avons admise pour arriver à la détermination des divers éléments de la Tour est telle qu’elle rendrait le séjour de la Tour absolument impossible à tout visiteur, et d’autre part, le poids de ces visiteurs eux-mêmes donne lieu à des fatigues presque négligeables en face de celles dues au poids propre de la construction et aux grands ouragans »

Commencement du montage métallique de la pile n° 4 (18 juillet 1887) Atlas Photo, PL.3 © BNF
Commencement du montage métallique de la pile n° 4 (18 juillet 1887) Atlas Photo, PL.3 © BNF

2 - Les fondations

Les fondations ont été exécutées avec un soin particulier, du 28 janvier 1887, au 30 juin.  Du côté du Champ-de-Mars, les deux piles sont posées sur des massifs en béton de deux mètres de profondeur reposant sur du gravier et du sable de plus de cinq mètres de profondeur.

Côté Seine, on a descendu quatre caissons à cinq mètres au dessous du niveau normal de la Seine sous chaque pile.

Il fallut 12 000 m3 de matériaux pour les massifs en maçonnerie. Des boulons de huit mètres ont été noyés dans les fondations. La pression sous les sabots en fonte qui supportent les arêtes de la tour n'est que de 30 kg/cm2, ce qui, compte tenu de la hauteur de la tour est très faible.

Montage de la partie inférieure sur les pylones en charpente (7 décembre 1887) © Atlas Photo, PL.4 © BNF
Montage de la partie inférieure sur les pylones en charpente (7 décembre 1887) © Atlas Photo, PL.4 © BNF

3 - Il a fallu calculer le poids des fers nécessaires :

- Fournitures des ateliers Levallois Perret :           6.360.067 kg
- Fournitures d’autres ateliers :                                981.147 kg
- Caissons métalliques :                                            246.152 kg
- Tuyaux en fonte :                                                      31.450 kg
- Ascenceurs :                                                            946.000 kg
- Total                                                                     8.564.816 kg soit env. 8600 tonnes

Vue d'ensemble des charpentes prise du premier étage (14 janvier 1888) Atlas Photo, PL.5 © BNF
Vue d'ensemble des charpentes prise du premier étage (14 janvier 1888) Atlas Photo, PL.5 © BNF

Mais par souci de sécurité il a quand même fait le calcul avec 10416 visiteurs pouvant se trouver en même temps dans la tour par grand vent, en comptant deux personnes au mètre carré !

 
Montage de la deuxième plateforme (21 août 1888) Atlas Photo, PL.8 © BNF

4 - Il a fallu calculer les effets du vent

Le chapitre 3 de son ouvrage y est entièrement consacré, je vous donne les titres de ce chapitre : 
- 1 Principe de la construction  
- 2 Intensité du vent 
- 3 Surfaces offertes au vent 
- 4 Division en éléments 
- 5 Surfaces des éléments. - Efforts du vent par élément et moments de renversement correspondants  
- 6 Calculs des efforts moléculaires dus au vent dans la partie supérieure
- 7 Calculs efforts moléculaires dus au vent dans la partie inférieure
a) Principes des calculs
b) Efforts de compression et efforts tranchants
c) Moments fléchissants
d) Détermination des moments parallèles à la direction du vent
e) Détermination des moments normaux à la direction du vent
f) Calcul des efforts totaux dus au vent dans les arbalétriers et coefficients de travail maximums
g) Calcul des efforts dus au vent dans les barres de treillis et coefficients de travail correspondants 
- 8 Hypothèse d'un vent agissant dans une direction quelconque

Montage du campanile (15 mars 1889) Atlas Photo, PL.10 © BNF
Montage du campanile (15 mars 1889) Atlas Photo, PL.10 © BNF

L’essentiel des calculs est fait pour des vents allant de 100 à 300 kg par mètre carré, on remarque que les structures verticales de la partie haute ne sont que très peu sollicitées, c’est la raison de cette forme de la tour et c’est, ma foi, très finement vu ! En plus cette forme est particulièrement esthétique, faut-il y voir le hasard ?

Vue de la Tour Eiffel octobre 1888
Vue de la Tour Eiffel octobre 1888

En tous les cas, ce record du monde fut une œuvre de génie et sa réalisation, essentiellement aux frais d’Eiffel lui-même, s’est avérée très rapide et sans grands inconvénients.

Les diverses poutres on été assemblées au moyen de vingt-cinq millions rivets enfoncés au marteau, à la main, ou de boulons placés à la main eux aussi.

Combien de fois les ouvriers sont-ils montés et descendus ces échafaudages pharaoniques ? Personne ne le dit ! Tout ceci nous vaut un magnifique monument, bien représentatif de son temps.

Cette page est écrite d'après les sources : L'histoire de la tour Eiffel et sa construction, vues par son architecte, album publié en 1900 : bnf http://gallica.bnf.fr/anthologie/notices/01206.htm

La Tour Eiffel - 8 Photos

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