Les Gratte-ciel

« absolu devint la propriété de l'Empire State Buil­ ding, à New York, qui affichait 381 rn de hauteur pour 102 étages (448 rn en comptant les 67 rn de l'antenne de télévision).

En 1995 , trois des cinq gratte-ciel les plus hauts du monde se trouvent à Chicago et deux à New York.

D'autres villes d'Amérique du Nord sont connues pour leurs gratte-ciel telles que ~os Angeles , Houston , Dallas, Seattle et Toronto.

A l'étranger , Hong-Kong, Tokyo et Singapour ont multipli é les gratte-ciel afin de loger leur population et leurs activités de bureau en expan­ sion continuelle , mais aussi en raison de l'exi­ guïté de leurs territoires et de la croissance de leur population.

Une hauteur limite? Des considérations , d'ordre strictement tech­ nique, finiss ent n éanmoins par instituer des limit es aux hauteurs que peuvent atteindre les gratt e-c iel.

Il s'agit tout d'abord de facteurs stricte­ ment géologiques: la nature et la stabilité du sous-sol déterminent les charges qui peuvent être supportées.

Deux exemples éclairent bien cet aspect: les villes de New York et de Londres.

À New York , sur l'île de Manhattan , le socle granitique affleure en surface et, en vertu de sa résistance et de sa rigidit é, les gratte-ciel peuvent être construits en très grand nombre sans risque de glissement de terrain ou d'affaissement du sol.

Londres, en reva nche, est bâtie sur de l'argile très malléable: ce type de terrain instable ne saurait supporter des édifices de plus de soixante étages.

Le second facteur important est d 'ordre cli­ matique.

Lorsqu 'un vent violent rencontre un gratte-ciel, il exerce sur ses parois une poussée qui peut atteindre 15000 tonnes dans le cas des ouragans et des cyclon es les plus violents.

En hauteur , ces forces atmosphériques exercent un effet de levier sur l'ensemble de la structure , d ' au­ tant plus fort que l'é difice est élevé.

La pouss ée augme nte , en effet, selon le carré de la hauteur (puisque la poussée s 'exprime par unité de surface).

C'est ainsi que doubler la hauteur d'un gratte-ciel équivaut à quadrupler la poussée d'un vent de facteur quatre.

Les architectes se retrou­ ven t confront és à des exigences impératives de stabilité , d ' ancrage en profondeur et de solidité des fondations ainsi que de mat ériaux.

~ De_s bé!iers mecamques sur le site de construction d 'une tour .

Les pilotis des fondations , enfoncés par les béliers , sont en acier : ils serviront à transférer la charge du futur bât iment à la roche dure , en profondeur .

' La structure d 'une tour est faite d'un treillis de pylônes d'acier : ce type de charpente offre une bonne répartition des charges , tout en étant bien plus léger qu'une structure en murs pleins .

Le troisi ème facteur à considérer, encore une fois , reste l'accès aux étages .

Bie n que l'ascenseur ait apporté une première solution efficace à ce problème, il rencontre lui-mêm e ses limites.

En effet, plus un gratte-ciel est haut et peut loger une foule nombre use , plus les ascenseurs sont sollici­ tés et les files d 'attente rédhibitoires.

Pour pallier ce goulot d'étranglement , les architectes sont obli­ gés de multiplier le nombre d'ascenseurs en fonc­ tion de la hauteur du bâtiment , ce qui a pour résultat d'augmenter la surface d'encombrement au sol de ceux-ci.

Proportionnellement à l'en­ semble , cette surface peut devenir exagé rée .

Pour toutes ces raisons , les plus hauts gratte­ ciel plafonnent à des hauteurs limit es qui ne dépassent pas quatre cent cinquante mètres à l'heure actuelle.

Vents et pressions Outre la force de levier qu'il exerce sur les gratte­ ciel , le vent provoque également d 'importantes vibrations.

L'effet est particulièrement fort lorsque les gratte-ciel sont serrés les uns contre les autres et que le vent s'engouffre dans les rues étroites qui les séparent.

La vitesse et les variations cycliques du courant d'air coïncident parfois avec la fréquence de résonance du bâtiment, c'est-à-dire la fréquence à laquelle celui-ci a le plus tendance à vibrer.

Le principe est similaire à celui de la balançoire: si l'on exerce une pres­ sion sur la balançoire en étendant les jambes au bon moment du mouvement , l'oscillation du mobile ira s 'accentuant jusqu 'à prendre une forte ampleur.

Le vent peut, de même , amplifier l'oscil­ lation d'un gratte-ciel jusqu 'à ce que ses occupants en perçoivent les effets.

Dans les cas d e résonance structurelle grave , le bâtiment subit des dommages.

En 1974 , la tour John Hancock , de Boston, haute de soixant e étages , souffrit, lors d'une bourrasqu e, d'un cycle d'oscillations dévastateur qui fit tomb er de nom­ breuses vitres de la façade.

En effet, lorsqu 'elle se penchait dans un sens , la tour voyait l'une de ses faces se bomber et se dilater sous l'effet de la courbure: les vitres étaient descellées par l'expa n­ sion et s 'arrachaient de leur cadre.

Lors de son balancement dans l'autre sens , le gratte-ciel com­ primait au contraire la façade , écrasant tout es les vitres qui n 'avaient pas encore été éjectées.. »