Le texte reproduit ici est l'oeuvre de Jerôme Quirant, ingénieur civil spécialisé dans la mécanique des structures et la CAO/DAO. Il travaille dans un laboratoire du CNRS à Montpellier. Etant intéressée par son analyse scientifique très bien expliquée, des attentats du 11 septembre 2001 aux Etats-Unis, je me permets, après avoir obtenu l'autorisation, de le recopier.
Effondrement du WTC7.
... Ou le mystère de la troisième tour.
Le WTC7 était une tour située à moins de 150m des deux tours jumelles et qui s'est elle aussi écroulée, mais plusieurs heures après WTC1 et WTC2. Elle comportait 48 étages. Elle n'a pas été touchée par les avions mais par les débris dus à la chute des deux autres tours. Il s'en est suivi un incendie qui a été abandonné au bout de deux heures par les pompiers.
C'est la dernière marotte des conspirationnistes car cette tour n'a pas été touchée par un avion et l'incendie qui s'est déclaré à l'intérieur est qualifié de "mineur"... De plus, les dernières secondes de l'effondrement sont montrées comme étant des "preuves" d'une démolition contrôlée de la tour.
1. Les faits.
Suite à l'effondrement de la tour WTC1, des dégâts sont occasionnés sur toute une face...
Puis vient le feu...
D'autres photos: http://www.911myths.com/html/wtc7_smoke_4.html
Et des vidéos: http://www.911myths.com/wtc7groove.avi et http://www.911myths.com/news_wtc7_1.mpg
Ceux qui affirment que le feu était "mineur" dans la tour WTC7 sont d'aimables plaisantins!
Et Richard Gage en est bien sûr la tête de proue. Plus à une ineptie près, il affirme même que la fumée qui sort du WTC7 est due à une pression... négative!!! C'est bien toute la façade Sud qui a été éventrée lors de l'effondrement de la tour WTC1 et qui est en feu!!!!! Sept heures de feu... De plus, suite à l'effondrement des tours jumelles, les protections actives étaient inopérantes (circuit d'eau coupé), les protections passives (flocage, plaques de plâtre...) ne pouvaient donc que Retarder l'échéance
2. Une démolition contrôlée.
Les partisans du complot nous disent que cet effondrement était préparé, programmé et que c'est pour cela que les pompiers sont sortis. Ils s'appuient pour cela sur le mécanisme d'effondrement de la tour qui dans son aspect, c'est vrai, ressemble beaucoup à une démolition contrôlée. Pour eux, elle est tellement "parfaite" que cela ne fait aucun doute: sur la vidéo de droite Danny Jovenko un spécialiste de démolition de bâtiments est catégorique! Mais cette démolition si réussie n'est qu'une impression...
La vidéo qui suit détaille le processus d'effondrement. Ce qui est intéressant, c'est la séquence située à 3 minutes... Il est possible d'y voir que la chute est loin d'être parfaite!
Quant aux "pouf", "pouf", pouf" (sur les derniers étages) considérés comme des explosions par Richard Gage ce sont tout simplement des vitrages qui éclatent sous l'effet, soit de la déformation du bâtiment qui a amorcé sa descente, soit de l'onde de choc de la rupture des premiers étages. Ce qui est bizarre, c'est que la démolition contrôlée part du bas, génère des explosions sur les derniers étages, et entre les deux ? Rien...
Car, effectivement, la ruine du WTC7 est très différente de WTC1 et WTC2. Alors que les tours jumelles se sont effondrées par le haut, le troisième building a cédé d'en bas, là où se trouvaient les trois raidisseurs en acier (voir plus loin). Comme le feu a été laissé à l'abandon plusieurs heures, il n'est pas étonnant que ces portiques aient cédé pour les raisons que nous avons déjà évoquées.
Et cet abandon est bien compréhensible: contrairement aux deux autres tours, les secours ont eu le temps d'évacuer le building. Il n'était donc plus question de risquer d'autres vies alors que les secours s'activaient sur les ruines des deux tours jumelles...
3. Explication du mode de ruine.
Une explication du mode d'effondrement peut être donnée en étudiant la structure du bâtiment... (les images sont tirées du rapport FEMA).
La structure du WTC7.
L'une des particularités du WTC7 résidait dans sa structure porteuse, très loin d'être simple du point de vue du report de charges. En effet, le WTC7 a été édifié juste au dessus de la "Con Ed Substation", c'est à dire une station de production d'électricité de le compagnie Con Edison.
Les deux bâtiments n'ayant pas été faits en même temps, des fondations supplémentaires avaient été réalisées lors de la construction du premier bâtiment en prévision de la future tour. Hors, suite à la modification du cahier des charges concernant l'emprise au sol et la hauteur du WTC7, les fondations initialement prévues n'étaient plus suffisantes (en vert sur la première figure) et d'autres ont donc été ajoutées (en bleu).
Le problème de cet agrandissement de l'emprise au sol, c'est que les colonnes régulièrement réparties sur la surface du bâtiment et destinées à reprendre les charges (les H sur la figure qui suit) ne coïncidaient plus avec certaines des fondations existantes.
C'est pourquoi les ingénieurs ont été contraints de réaliser de grands portiques (Truss, Girder) permettant de transférer les charges des colonnes régulièrement espacées à partir du 8ème étage vers les fondations préalablement réalisées (ellipses orangées et grisées sur la figure qui suit).
En analysant les vidéos disponibles de l'effondrement il est probable que ce sont les portiques 1 et 2 qui ont cédé en premier (chute de la terrasse Est) puis le 3. En effet, l'effondrement s'est produit en deux temps: d'abord en interne avec les terrasses, puis la structure externe. La ligne de brisure observée dans la façade lors de la chute de la structure externe passe justement au niveau des portiques 1 et 2 ce qui conforte cette hypothèse.
Ce premier rapport de la FEMA, a été confirmé par le dernier rapport du NIST (Août 2008) qui a fourni des explications beaucoup plus détaillées avec des simulations par éléments finis du bâtiment et une modélisation précise de l'incendie. L'ensemble des informations est là: http://wtc.nist.gov/NCSTAR1/NCSTAR1Aindex.htm avec en plus quelques vidéos.
4. L'énigme de la chute libre.
L'un des principaux arguments pour "prouver" la démolition contrôlée sur le WTC7 est que la structure périphérique de la tour est tombée, dans sa première partie d'effondrement, en subissant une accélération équivalente à celle de la chute libre.
Beaucoup de partisans de la thèse du complot interne ont tenté de découper la vidéo de l'effondrement pour évaluer cette vitesse. Chandler, notamment, a tracé une courbe sur le même principe que MacQueen et Szamboti (voir FAQ). Il obtient la courbe ci-dessous à gauche.
Non seulement cette courbe n'a rien d'étonnant, mais le NIST, lui aussi, a obtenu dans ses évaluations des documents à disposition une portion de chute libre (courbe ci-dessous à droite)...
Compte tenu de la précision de calcul à partir des vidéos, il serait sacrément osé de dire que ces deux courbes sont en contradiction. Elles sont au contraire en très bonne concordance (attention, l'une compte les vitesses positives, l'autre négatives, ce qui explique la symétrie verticale des deux courbes).
Comme ces résultats sont effectivement très proches, certains affirment même que le NIST a "arrangé" ses courbes, bidouillé voire menti pour faire coller ses simulations avec la réalité. Je conseille à ces personnes la lecture attentive du deuxième document publié par le NIST sur le WTC7 et qui explique par le menu le modèle utilisé, les résultats obtenus et les conclusions à en tirer...
Comme, assez logiquement, ce document pose des problèmes de lecture aux néophytes, que ce soit sur le plan idiomatique ou technique, je vais proposer ici quelques points saillants. Nous verrons que ces résultats sont très réalistes pour quiconque a quelques notions de calcul de structures.
4.1) Le logiciel de calcul - La méthode.
Le code de calcul utilisé est ANSYS, un logiciel de calcul très répandu et que nous utilisons d'ailleurs dans mon laboratoire. Il permet de prendre en compte à peu près toutes les charges possibles et imaginables sur une structure: statique, dynamique, thermique...
Le calcul est fait en plusieurs étapes. Après avoir modélisé la structure dans le logiciel, le NIST a introduit les dégâts occasionnés par la chute de la tour WTC1. Ensuite, il y a eu prise en compte des effets de l'incendie qui ont généré des ruptures de liaisons entre poutres et colonnes. C'est cette ruine de quelques éléments sensibles qui a fini par déclencher l'effondrement.
4.2) Dégâts sur la structure.
Des dégâts sont apparus sur la structure du WTC7 suite à la chute du WTC1, la tour jumelle Nord. Ils ont été évalués à partir des photos et des vidéos. Ils concernent essentiellement deux zones qu'il est possible de repérer en rouge sur les images qui suivent...
4.3) Modélisation des feux et conséquence.
La modélisation des feux à l'intérieur du building a aussi été un élément important du travail. Ces feux évoluent: ils connaissent des pics localement puis se déplacent. Ce qu'il faut souligner, comme l'incendie a duré sept heures dans l'immeuble après avoir été laissé à l'abandon par les pompiers, c'est que pratiquement toute la surface du plancher a été concernée pour les étages les plus touchés (étages 7 à 12)... (Vidéos)
Or, même si le coeur du foyer a pu se déplacer (et donc localement la température pouvait légèrement retomber) lorsque l'acier s'échauffe, cela se produit toujours beaucoup plus rapidement que le refroidissement. C'est visible sur le graphique ci-dessous à gauche, tiré des Techniques de l'Ingénieur: courbe B pour le feu, courbe C pour la réponse de l'élément en acier.
C'est donc bien tout l'acier de l'étage, abandonné pendant sept heures aux flammes qui a dû subir une très forte montée en température, même si les protections passives étaient encore en parfait état. Comme nous l'avons dans les Notions sur le calcul au feu, cette protection n'est prévue que pour retarder cette montée en température sur les 120 à 240 premières minutes, pas pour sept heures d'incendie.
Comme nous l'avions également déjà précisé, avec la montée en température, l'acier peut perdre énormément de sa résistance et de sa rigidité. Avec la perte de rigidité, ce sont les phénomènes d'instabilité qui sont favorisés. C'est vrai pour le flambement (buckling en anglais), le voilement (local buckling ou shear buckling) mais aussi pour le déversement (lateral-torsional buckling). Le déversement est une ruine de poutre observable lorsque la partie supérieur de la poutre (soumise à de la compression) flambe. La poutre sort alors de son plan et bascule, engendrant une sollicitation de torsion. Ce phénomène, comme le flambement ou le voilement, est très dangereux car comme toute instabilité, il conduit très rapidement à la ruine complète de l'élément.
Vous pourrez observer sur les photos qui suivent des poutres métalliques ayant subi un déversement sous l'effet d'un chargement trop important (la paille)...
4.4) Effondrement interne partiel.
Suite à la perte de rigidité des poutres et leur défaillance par déversement, la longueur de flambement des colonnes (et notamment 79, 80 et 81) a fortement augmenté. En effet, avec la perte de liaison des poutres, les colonnes ne sont plus maintenues latéralement (cercles rouges) ce qui fait que la longueur potentielle de flambement augmente. Or, comme cette longueur de flambement intervient au carré dans l'évaluation de la charge critique d'Euler, cela veut dire que si un étage ne joue plus son rôle stabilisateur, la capacité portante d'une colonne est divisée par 4... Deux étages diviseront la charge admissible par 9 et ainsi de suite...
Comme on peut le voir sur les figures ci-dessus, certaines colonnes ont pu perdre jusqu'à 8 ou 9 liaisons stabilisatrices. Il va sans dire qu'elles ne pouvaient plus tenir. C'est pour cela qu'on a assisté à l'effondrement de la toiture terrasse côté Est. Ce n'est pas seulement le local technique situé en toiture qui s'est effondré (il n'était pas en feu d'après les images): c'est bien l'ensemble de la structure qui a défailli à ce endroit.
4.5) Effondrement global.
Les vidéos, finement analysées, nous donnent lors de l'effondrement de la structure externe 2.5 secondes de chute libre. Cela correspond à 30 mètres de déplacement d’un corps solide (1/2gt²) ou encore 8 étages environ... Autrement, dit, la façade a chuté pendant huit étages sans rencontrer de résistance. C'est totalement différent du phénomène observé sur les tours 1 et 2 où nous avons vu que les chocs des planchers déforment les courbes de vitesses (voir article MacQueen & Szamboti et commentaires)...
Que s'est-il donc passé?
C'est ce que le NIST a pu observer numériquement avec la formation de rotules plastiques dans la zone des incendies, très basse, à l'endroit où le feu avait affaibli la structure (Vidéos).
De plus, compte tenu du fait que le bloc supérieur qui chute est nettement plus important que dans le cas des tours WTC1 et WTC2, même en faisant l'hypothèse que les planchers résistent encore, la variation de vitesse dans ce cas est nettement moins perceptible. En effet, en écrivant la conservation de la quantité de mouvement lors des impacts, le ratio de perte de vitesse est de 1/40ème environ dans le cas du WTC7 contre 1/12ème pour le WTC1. Bien sûr, ce n'est pas le seul élément qui peut ralentir la chute, mais c'est déjà un point à prendre en compte.
5. CONCLUSION.
Pour clore cette page, je vous proposerai la lecture de l'avant propos du livre de Jean Morel: Calcul des structures métalliques selon l'Eurocode 3 - Editions Eyrolles - Janvier 1994.
AVANT PROPOS
Les dangers de la construction métallique. En comparaison des constructions en béton, armé ou précontraint, les constructions métalliques exigent qu’une attention toute particulière soit portée sur certains points "névralgiques", notamment:
- Les assemblages (boulonnages, soudages) afin de se prémunir contre leurs risques de rupture brutale, qui conduiraient à la ruine de l'ouvrage par effondrement,
- Les phénomènes d'instabilité élastique (flambement, déversement, voilement), qui amplifient considérablement les contraintes dans les pièces et qui sont particulièrement redoutables en construction métallique, du fait de l'utilisation de pièces de faible épaisseur et de grand élancement.
Ce texte prémonitoire (rappelons qu'il a été écrit en 1994) devrait être lu par toutes les personnes qui croient encore que le WTC7 a subi une démolition contrôlée... Il est révélateur et décrit en deux phrases tous les phénomènes qui ont pu être observés à grande échelle lors des attentats du 11 septembre 2001.
Pour finir, je mets à disposition un document conçu par Mark Roberts et qui recense tous les mensonges qui ont pu être véhiculés à propos du WTC7...
6. Enquête de la BBC.
Un documentaire de la BBC a aussi été réalisé sur le sujet pour une enquête très poussée, très complète. A voir absolument, disponible en version anglaise. La parole est donnée aux conspirationnistes mais tout est démonté de A à Z. Durée: une heure.
7. Vidéos: l'object du scandale.
La première vidéo permet de montrer que la façade Sud du WTC7 a été éventrée lors de la chute de la tour Nord et que les feux qui s'y sont développés étaient extrêmement violents, contrairement à ce qu'on voudrait essayer de nous faire croire.
La seconde montre qu'il n'y a eu aucun bruit d'explosion peu avant ou pendant l'effondrement. De plus, la ruine s'est produite en deux temps: d'abord un effondrement interne prouvé par la chute de l'élément en toiture et les bris de vitrages, ensuite la façade externe. Ces deux faits, établis de façon incontestable, sont totalement incompatibles avec une démolition contrôlée.
Article rédigé le 12 septembre 2012.
Effondrement du WTC7.
... Ou le mystère de la troisième tour.
Le WTC7 était une tour située à moins de 150m des deux tours jumelles et qui s'est elle aussi écroulée, mais plusieurs heures après WTC1 et WTC2. Elle comportait 48 étages. Elle n'a pas été touchée par les avions mais par les débris dus à la chute des deux autres tours. Il s'en est suivi un incendie qui a été abandonné au bout de deux heures par les pompiers.
C'est la dernière marotte des conspirationnistes car cette tour n'a pas été touchée par un avion et l'incendie qui s'est déclaré à l'intérieur est qualifié de "mineur"... De plus, les dernières secondes de l'effondrement sont montrées comme étant des "preuves" d'une démolition contrôlée de la tour.
- Les faits.
- Une démolition contrôlée?
- Explication du mode de ruine.
- L'énigme de la chute libre.
- Conclusion.
- Enquête de la BBC.
- Vidéos: l'object du scandale.
1. Les faits.
Suite à l'effondrement de la tour WTC1, des dégâts sont occasionnés sur toute une face...
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Puis vient le feu...
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Coté Est
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Angle Sud-Ouest
(la fumée est du côté des WTC1 et 2) |
D'autres photos: http://www.911myths.com/html/wtc7_smoke_4.html
Et des vidéos: http://www.911myths.com/wtc7groove.avi et http://www.911myths.com/news_wtc7_1.mpg
Ceux qui affirment que le feu était "mineur" dans la tour WTC7 sont d'aimables plaisantins!
Et Richard Gage en est bien sûr la tête de proue. Plus à une ineptie près, il affirme même que la fumée qui sort du WTC7 est due à une pression... négative!!! C'est bien toute la façade Sud qui a été éventrée lors de l'effondrement de la tour WTC1 et qui est en feu!!!!! Sept heures de feu... De plus, suite à l'effondrement des tours jumelles, les protections actives étaient inopérantes (circuit d'eau coupé), les protections passives (flocage, plaques de plâtre...) ne pouvaient donc que Retarder l'échéance
2. Une démolition contrôlée.
Les partisans du complot nous disent que cet effondrement était préparé, programmé et que c'est pour cela que les pompiers sont sortis. Ils s'appuient pour cela sur le mécanisme d'effondrement de la tour qui dans son aspect, c'est vrai, ressemble beaucoup à une démolition contrôlée. Pour eux, elle est tellement "parfaite" que cela ne fait aucun doute: sur la vidéo de droite Danny Jovenko un spécialiste de démolition de bâtiments est catégorique! Mais cette démolition si réussie n'est qu'une impression...
La vidéo qui suit détaille le processus d'effondrement. Ce qui est intéressant, c'est la séquence située à 3 minutes... Il est possible d'y voir que la chute est loin d'être parfaite!
Comme l'un des trois portiques rigidifiant la structure cède en premier sous l'effet de l'incendie, un premier pan de l'immeuble s'effondre. Une redistribution des charges à l'intérieur conduit à la ruine des autres portiques et c'est tout l'immeuble qui s'effondre mais 6 à 7 secondes APRES!!...
Cela ne s'est jamais vu dans de la démolition "contrôlée". Cette démolition n'était pas si "superbe" que ça!! D'ailleurs, cette vidéo gênante est bien sûr écartée par les conspirationnistes: soit on ne la montre pas, soit on sqeeze l'effondrement initial, comme Richard Gage dans sa maintenant très célèbre interview... http://www.reopen911.info/video/interview-richard-gage-avril-2008.html (à la douzième minute exactement) |
Quant aux "pouf", "pouf", pouf" (sur les derniers étages) considérés comme des explosions par Richard Gage ce sont tout simplement des vitrages qui éclatent sous l'effet, soit de la déformation du bâtiment qui a amorcé sa descente, soit de l'onde de choc de la rupture des premiers étages. Ce qui est bizarre, c'est que la démolition contrôlée part du bas, génère des explosions sur les derniers étages, et entre les deux ? Rien...
Car, effectivement, la ruine du WTC7 est très différente de WTC1 et WTC2. Alors que les tours jumelles se sont effondrées par le haut, le troisième building a cédé d'en bas, là où se trouvaient les trois raidisseurs en acier (voir plus loin). Comme le feu a été laissé à l'abandon plusieurs heures, il n'est pas étonnant que ces portiques aient cédé pour les raisons que nous avons déjà évoquées.
Et cet abandon est bien compréhensible: contrairement aux deux autres tours, les secours ont eu le temps d'évacuer le building. Il n'était donc plus question de risquer d'autres vies alors que les secours s'activaient sur les ruines des deux tours jumelles...
3. Explication du mode de ruine.
Une explication du mode d'effondrement peut être donnée en étudiant la structure du bâtiment... (les images sont tirées du rapport FEMA).
La structure du WTC7.
L'une des particularités du WTC7 résidait dans sa structure porteuse, très loin d'être simple du point de vue du report de charges. En effet, le WTC7 a été édifié juste au dessus de la "Con Ed Substation", c'est à dire une station de production d'électricité de le compagnie Con Edison.
Les deux bâtiments n'ayant pas été faits en même temps, des fondations supplémentaires avaient été réalisées lors de la construction du premier bâtiment en prévision de la future tour. Hors, suite à la modification du cahier des charges concernant l'emprise au sol et la hauteur du WTC7, les fondations initialement prévues n'étaient plus suffisantes (en vert sur la première figure) et d'autres ont donc été ajoutées (en bleu).
Le problème de cet agrandissement de l'emprise au sol, c'est que les colonnes régulièrement réparties sur la surface du bâtiment et destinées à reprendre les charges (les H sur la figure qui suit) ne coïncidaient plus avec certaines des fondations existantes.
C'est pourquoi les ingénieurs ont été contraints de réaliser de grands portiques (Truss, Girder) permettant de transférer les charges des colonnes régulièrement espacées à partir du 8ème étage vers les fondations préalablement réalisées (ellipses orangées et grisées sur la figure qui suit).
Ce transfert de charges s'opérait entre le 5ème et le 7ème étage comme on peut le voir sur la figure ci-contre donnant le schéma structurel en perspective.
Il faut reconnaître que ce genre de poutres complique passablement la distribution et l'équilibre des charges. De plus, il faut bien voir que la défaillance d'une seule de ces structures remet en cause la distribution des charges pour tout un pan de bâtiment. Compte tenu de l'incendie, entretenu notamment par la présence de cuves de fioul destinées à alimenter les générateurs d'électricité à l'intérieur de la tour (voir la 3ème vidéo au-dessus), la température a dû fortement monter. Comme cela a duré plusieurs heures, et sans plus aucune intervention des pompiers, les protections incendie n'ont fait que retarder l'échéance et certains éléments, notamment ceux sollicités en compression ont cédé. La cause de la ruine est donc exactement la même que celle des tours WTC1 et WTC2 (chute des caractéristiques mécaniques de l'acier sous l'effet de la chaleur), mais le mécanisme de l'effondrement a été différent. |  |
En analysant les vidéos disponibles de l'effondrement il est probable que ce sont les portiques 1 et 2 qui ont cédé en premier (chute de la terrasse Est) puis le 3. En effet, l'effondrement s'est produit en deux temps: d'abord en interne avec les terrasses, puis la structure externe. La ligne de brisure observée dans la façade lors de la chute de la structure externe passe justement au niveau des portiques 1 et 2 ce qui conforte cette hypothèse.
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Ce premier rapport de la FEMA, a été confirmé par le dernier rapport du NIST (Août 2008) qui a fourni des explications beaucoup plus détaillées avec des simulations par éléments finis du bâtiment et une modélisation précise de l'incendie. L'ensemble des informations est là: http://wtc.nist.gov/NCSTAR1/NCSTAR1Aindex.htm avec en plus quelques vidéos.
4. L'énigme de la chute libre.
L'un des principaux arguments pour "prouver" la démolition contrôlée sur le WTC7 est que la structure périphérique de la tour est tombée, dans sa première partie d'effondrement, en subissant une accélération équivalente à celle de la chute libre.
Beaucoup de partisans de la thèse du complot interne ont tenté de découper la vidéo de l'effondrement pour évaluer cette vitesse. Chandler, notamment, a tracé une courbe sur le même principe que MacQueen et Szamboti (voir FAQ). Il obtient la courbe ci-dessous à gauche.
Non seulement cette courbe n'a rien d'étonnant, mais le NIST, lui aussi, a obtenu dans ses évaluations des documents à disposition une portion de chute libre (courbe ci-dessous à droite)...
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Compte tenu de la précision de calcul à partir des vidéos, il serait sacrément osé de dire que ces deux courbes sont en contradiction. Elles sont au contraire en très bonne concordance (attention, l'une compte les vitesses positives, l'autre négatives, ce qui explique la symétrie verticale des deux courbes).
Comme ces résultats sont effectivement très proches, certains affirment même que le NIST a "arrangé" ses courbes, bidouillé voire menti pour faire coller ses simulations avec la réalité. Je conseille à ces personnes la lecture attentive du deuxième document publié par le NIST sur le WTC7 et qui explique par le menu le modèle utilisé, les résultats obtenus et les conclusions à en tirer...
Comme, assez logiquement, ce document pose des problèmes de lecture aux néophytes, que ce soit sur le plan idiomatique ou technique, je vais proposer ici quelques points saillants. Nous verrons que ces résultats sont très réalistes pour quiconque a quelques notions de calcul de structures.
4.1) Le logiciel de calcul - La méthode.
Le code de calcul utilisé est ANSYS, un logiciel de calcul très répandu et que nous utilisons d'ailleurs dans mon laboratoire. Il permet de prendre en compte à peu près toutes les charges possibles et imaginables sur une structure: statique, dynamique, thermique...
Le calcul est fait en plusieurs étapes. Après avoir modélisé la structure dans le logiciel, le NIST a introduit les dégâts occasionnés par la chute de la tour WTC1. Ensuite, il y a eu prise en compte des effets de l'incendie qui ont généré des ruptures de liaisons entre poutres et colonnes. C'est cette ruine de quelques éléments sensibles qui a fini par déclencher l'effondrement.
4.2) Dégâts sur la structure.
Des dégâts sont apparus sur la structure du WTC7 suite à la chute du WTC1, la tour jumelle Nord. Ils ont été évalués à partir des photos et des vidéos. Ils concernent essentiellement deux zones qu'il est possible de repérer en rouge sur les images qui suivent...
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4.3) Modélisation des feux et conséquence.
La modélisation des feux à l'intérieur du building a aussi été un élément important du travail. Ces feux évoluent: ils connaissent des pics localement puis se déplacent. Ce qu'il faut souligner, comme l'incendie a duré sept heures dans l'immeuble après avoir été laissé à l'abandon par les pompiers, c'est que pratiquement toute la surface du plancher a été concernée pour les étages les plus touchés (étages 7 à 12)... (Vidéos)
Or, même si le coeur du foyer a pu se déplacer (et donc localement la température pouvait légèrement retomber) lorsque l'acier s'échauffe, cela se produit toujours beaucoup plus rapidement que le refroidissement. C'est visible sur le graphique ci-dessous à gauche, tiré des Techniques de l'Ingénieur: courbe B pour le feu, courbe C pour la réponse de l'élément en acier.
C'est donc bien tout l'acier de l'étage, abandonné pendant sept heures aux flammes qui a dû subir une très forte montée en température, même si les protections passives étaient encore en parfait état. Comme nous l'avons dans les Notions sur le calcul au feu, cette protection n'est prévue que pour retarder cette montée en température sur les 120 à 240 premières minutes, pas pour sept heures d'incendie.
Comme nous l'avions également déjà précisé, avec la montée en température, l'acier peut perdre énormément de sa résistance et de sa rigidité. Avec la perte de rigidité, ce sont les phénomènes d'instabilité qui sont favorisés. C'est vrai pour le flambement (buckling en anglais), le voilement (local buckling ou shear buckling) mais aussi pour le déversement (lateral-torsional buckling). Le déversement est une ruine de poutre observable lorsque la partie supérieur de la poutre (soumise à de la compression) flambe. La poutre sort alors de son plan et bascule, engendrant une sollicitation de torsion. Ce phénomène, comme le flambement ou le voilement, est très dangereux car comme toute instabilité, il conduit très rapidement à la ruine complète de l'élément.
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Vous pourrez observer sur les photos qui suivent des poutres métalliques ayant subi un déversement sous l'effet d'un chargement trop important (la paille)...
Autant les poutres directement ancrées dans le béton au moyen de connecteurs ne risquaient pas une telle instabilité (les connecteurs, en noir sur l'image ci-contre, stabilisant les poutres latéralement) autant les poutres juste en dessous, soumises à de fortes températures ont pu céder de cette façon. C'est ce phénomène qui a dû mettre à rude épreuve les liaisons et a pu causer la défaillance de plusieurs de ces poutres.
Il s'en est suivi alors un report des charges sur d'autres éléments qui n'a fait qu'aggraver le phénomène et finalement produire un premier effondrement interne. |  |
4.4) Effondrement interne partiel.
Suite à la perte de rigidité des poutres et leur défaillance par déversement, la longueur de flambement des colonnes (et notamment 79, 80 et 81) a fortement augmenté. En effet, avec la perte de liaison des poutres, les colonnes ne sont plus maintenues latéralement (cercles rouges) ce qui fait que la longueur potentielle de flambement augmente. Or, comme cette longueur de flambement intervient au carré dans l'évaluation de la charge critique d'Euler, cela veut dire que si un étage ne joue plus son rôle stabilisateur, la capacité portante d'une colonne est divisée par 4... Deux étages diviseront la charge admissible par 9 et ainsi de suite...
Comme on peut le voir sur les figures ci-dessus, certaines colonnes ont pu perdre jusqu'à 8 ou 9 liaisons stabilisatrices. Il va sans dire qu'elles ne pouvaient plus tenir. C'est pour cela qu'on a assisté à l'effondrement de la toiture terrasse côté Est. Ce n'est pas seulement le local technique situé en toiture qui s'est effondré (il n'était pas en feu d'après les images): c'est bien l'ensemble de la structure qui a défailli à ce endroit.
4.5) Effondrement global.
Les vidéos, finement analysées, nous donnent lors de l'effondrement de la structure externe 2.5 secondes de chute libre. Cela correspond à 30 mètres de déplacement d’un corps solide (1/2gt²) ou encore 8 étages environ... Autrement, dit, la façade a chuté pendant huit étages sans rencontrer de résistance. C'est totalement différent du phénomène observé sur les tours 1 et 2 où nous avons vu que les chocs des planchers déforment les courbes de vitesses (voir article MacQueen & Szamboti et commentaires)...
Que s'est-il donc passé?
- Suite à l'effondrement interne d'une partie des planchers, les colonnes extérieures n'étaient plus tenues,
- Un flambement de ces colonnes s'en est suivi, provoquant la chute de la tour,
- Il a suffi que huit planchers (localisés sur les incendies) aient cédé dans l'effondremet interne préalable pour qu'il n'y ait plus eu aucune résistance sur les 2.5 premières secondes de chute qui suivaient l'amorce de l'effondrement de la façade (Phase 1 et Phase 2 sur le graphique vu plus haut).
C'est ce que le NIST a pu observer numériquement avec la formation de rotules plastiques dans la zone des incendies, très basse, à l'endroit où le feu avait affaibli la structure (Vidéos).
De plus, compte tenu du fait que le bloc supérieur qui chute est nettement plus important que dans le cas des tours WTC1 et WTC2, même en faisant l'hypothèse que les planchers résistent encore, la variation de vitesse dans ce cas est nettement moins perceptible. En effet, en écrivant la conservation de la quantité de mouvement lors des impacts, le ratio de perte de vitesse est de 1/40ème environ dans le cas du WTC7 contre 1/12ème pour le WTC1. Bien sûr, ce n'est pas le seul élément qui peut ralentir la chute, mais c'est déjà un point à prendre en compte.
5. CONCLUSION.
Pour clore cette page, je vous proposerai la lecture de l'avant propos du livre de Jean Morel: Calcul des structures métalliques selon l'Eurocode 3 - Editions Eyrolles - Janvier 1994.
AVANT PROPOS
Les dangers de la construction métallique. En comparaison des constructions en béton, armé ou précontraint, les constructions métalliques exigent qu’une attention toute particulière soit portée sur certains points "névralgiques", notamment:
- Les assemblages (boulonnages, soudages) afin de se prémunir contre leurs risques de rupture brutale, qui conduiraient à la ruine de l'ouvrage par effondrement,
- Les phénomènes d'instabilité élastique (flambement, déversement, voilement), qui amplifient considérablement les contraintes dans les pièces et qui sont particulièrement redoutables en construction métallique, du fait de l'utilisation de pièces de faible épaisseur et de grand élancement.
Ce texte prémonitoire (rappelons qu'il a été écrit en 1994) devrait être lu par toutes les personnes qui croient encore que le WTC7 a subi une démolition contrôlée... Il est révélateur et décrit en deux phrases tous les phénomènes qui ont pu être observés à grande échelle lors des attentats du 11 septembre 2001.
Pour finir, je mets à disposition un document conçu par Mark Roberts et qui recense tous les mensonges qui ont pu être véhiculés à propos du WTC7...
6. Enquête de la BBC.
Un documentaire de la BBC a aussi été réalisé sur le sujet pour une enquête très poussée, très complète. A voir absolument, disponible en version anglaise. La parole est donnée aux conspirationnistes mais tout est démonté de A à Z. Durée: une heure.
7. Vidéos: l'object du scandale.
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Façade éventrée et incendie très violent |
Un effondrement silencieux et en deux temps |
La première vidéo permet de montrer que la façade Sud du WTC7 a été éventrée lors de la chute de la tour Nord et que les feux qui s'y sont développés étaient extrêmement violents, contrairement à ce qu'on voudrait essayer de nous faire croire.
La seconde montre qu'il n'y a eu aucun bruit d'explosion peu avant ou pendant l'effondrement. De plus, la ruine s'est produite en deux temps: d'abord un effondrement interne prouvé par la chute de l'élément en toiture et les bris de vitrages, ensuite la façade externe. Ces deux faits, établis de façon incontestable, sont totalement incompatibles avec une démolition contrôlée.
Article rédigé le 12 septembre 2012.
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