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Gratte-ciel : la folie des grandeurs

Le plus haut building de France s’élèvera à l’ouest de Paris en 2012. Ailleurs dans le monde, la construction de gratte-ciel bat son plein : il y en a 56 en chantier ! Comment sont-ils construits ? Cette course à la hauteur a-t-elle des limites techniques ?

La tour PhareLa tour Phare sera construite d'ici 2012 dans le quartier d’affaires de la Défense (Paris). Du haut de ses 300 mètres, elle sera alors le plus haut des gratte-ciel de France.
© EPAD

Ah, être suspendu par les pieds à plusieurs centaines de mètres au-dessus du sol ! Certains recherchent l'ivresse des profondeurs, moi c'est celle des hauteurs. Et je sais déjà où je passerai mes vacances en 2012 : au sommet de la tour Phare, qui se dressera à l'ouest de Paris, dans le quartier des affaires de la Défense, un quartier hérissé de tours qui ressemble à mon New York natal. Une fois construite, la tour Phare sera le plus haut gratte-ciel de France. Du haut de ses 300 m, je tutoierai la tour Eiffel (325 m) et je verrai à 60 km de distance, c'est pas le pied ? En plus, ce qui ne gâche rien, elle a de l'allure avec sa robe blanche, une sorte de seconde peau qui lui procurera une ventilation naturelle, et sa coiffe d'éoliennes qui lui fournira une partie de son énergie.

L'avantage d'escalader les gratte-ciel par rapport aux montagnes, c'est qu'il y a toujours de nouveaux sommets à gravir. Tenez, la semaine prochaine, je dois monter sur le Taipei 101 à Taiwan, qui est depuis 2004 le plus haut gratte-ciel du monde avec ses 509 mètres. J'enchaînerai avec deux tours chinoises de 330 m, l'une à Shanghai et l'autre à Wuhan, qui ont été inaugurées en 2006. Mais ce ne sont que quelques exemples parmi d'autres. Dans le monde entier, au moment où je vous parle, 56 gratte-ciel dépassant les 300 mètres sont en chantier. Autant dire qu'il y a des chances pour que certains passent entre les mailles de mes filets…

Il y a un demi-siècle, la perspective de gravir tous ces buildings m'aurait laissé indifférent. Les gratte-ciel étaient bâtis peu ou prou sur le même modèle : des formes rectilignes aux couleurs ternes. C'est simple, j'en arrivais à me perdre dans New York en sautant d'un building à l'autre. Heureusement, les ingénieurs ont trouvé les moyens d'introduire un peu de variété. Il existe aujourd'hui des gratte-ciel en forme de suppositoire (la tour Agbar en Espagne), en torsade (qui va être construit à Chicago sur les rives du lac Michigan), avec un trou au sommet (le World Financial Center à Shanghai, qui sera terminé en 2007).

L'astuce de ces constructions, je l'ai eue d'un architecte croisé lors de mes pérégrinations. Jadis, on édifiait les gratte-ciel à partir d'une charpente interne, métallique d'abord, puis, dans certains pays à partir du milieu du XXe siècle, en béton armé (du béton renforcé avec des tiges d'acier). Pour atteindre de grandes hauteurs, on essaie d'utiliser les matériaux les plus légers possibles. Mais après de savants calculs, on a compris qu'il était plus efficace de reporter le maintien de l'édifice sur son pourtour, c'est-à-dire de le consolider sur les façades grâce à une sorte d'enrobage d'acier ou de béton. Les ingénieurs appellent cet enrobage un exosquelette parce que "exo" signifie en dehors. Avec cet exosquelette, on construit plus haut et la palette d'architectures possibles est plus large.
Tour écologique HypergreenTour Hypergreen, concept "écologique" innovant. Détails structurels, de gauche à droite : poteaux internes pour la descente des charges (pas de noyau) ; figuration des espaces d’activités (orangés) et des espaces verts ; exosquelette : résille contrevenante qui assure la stabilité horizontale de la tour.
© Jacques Ferrier Architecte
Le but de cet exosquelette n'est pas seulement de supporter le propre poids de la tour, mais aussi de lutter contre le vent. On me demande souvent pourquoi je porte un masque. Pas pour camoufler mon visage, mais à cause du vent ! Ça décoiffe là-haut : des vents soufflent à 100 voire 200 km/h ! En conséquence, les tours bougent, éventuellement de plusieurs mètres à leur sommet. Heureusement, en jouant sur l'élasticité de la tour et des systèmes "inertiels", les ingénieurs parviennent à rendre ce déplacement si lent qu'on ne le sent pas.

Des systèmes inertiels ? Ce sont de lourdes masses placées au sommet, ou des amortisseurs situés à la base, dont le rôle est de contrebalancer les vibrations, m'a expliqué l'architecte. Vous en verrez un si vous visitez la tour Tapei 101. Il est visible du restaurant et du bar qui l'encerclent. Là-bas, il prend la forme d'une boule d'acier de six mètres de diamètre suspendue entre le 87e étage et le 92e étage. À cause de sa masse colossale (800 tonnes !), la boule reste quasiment immobile quand le gratte-ciel bouge. Résultat, elle imprime à l'édifice une force de rappel qui le fait revenir droit.

Tous les gratte-ciel ont leur système inertiel. Sachez aussi que si l'ossature extérieure est devenue à peu près la règle pour les constructions les plus hautes, en fait chaque projet de gratte-ciel est original, avec une structure particulière. Par exemple, la Sears Tower à Chicago est un bouquet de neuf tours jointes s'élevant à des hauteurs différentes. L'union fait la force : chaque tour agit en tandem avec sa voisine pour résister au poids du bâtiment et au vent.

J'en salive d'avance : en 2008 devrait être achevée à Dubaï, aux Émirats arabes unis, l'édification du plus haut gratte-ciel jamais construit : il devrait atteindre les 700, voire 800 m (le secret reste gardé sur sa hauteur finale). Escaladerai-je un jour un gratte-ciel qui franchira la barre mythique du kilomètre ? D'après ce que j'ai compris, rien n'est moins sûr à cause des coûts. Ajouter un étage à un gratte-ciel coûte de plus en plus cher à mesure que le gratte-ciel s'élève. Car qui dit gratte-ciel plus haut, dit un exosquelette plus épais et un noyau central - où sont logés gaines de ventilation, réseaux, escaliers de secours et ascenseurs - plus large (pour permettre un passage plus important). Cela réduit l'espace pour installer des bureaux et rend donc l'édifice moins rentable. C'est donc moins une question technique que de réunir suffisamment d'investisseurs prêts à mettre une fortune dans un tel projet. En attendant, je continue de tisser ma toile en prévision de mes vacances à la tour Phare. Ah oui ! j'oubliais de vous donner mon email si vous aviez des questions : spiderman@web.Net


Remerciements à Rémi Rouyer, architecte et enseignant à l'École nationale supérieure d'architecture de Versailles (énsa-v).

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