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La tour Eiffel modélisée

16/09/2010

Comment protéger les structures de la tour Eiffel contre les attaques du temps et assurer la sécurité et la pérennité de cet édifice qui reste le monument le plus visité au monde ? Pour aider les responsables de la Société d'exploitation de la tour Eiffel (Sete) à mettre cette problématique en équation, le Cetim a bâti un modèle dynamique de notre dame de fer. L’outil simule les contraintes externes et la charge d’exploitation et contribue à l’élaboration du schéma directeur de maintenance.

Véritable outil d’aide à la décision, le modèle numérique de la tour Eiffel réalisé dans le cadre d’un partenariat avec Dekra Industrial permet de simuler le comportement de la structure en fonction des efforts qu’on lui applique (effet du vent, de la neige, des visiteurs, des opérations de maintenance, des modifications, etc.).

La réalisation de l’outil a mobilisé une équipe pluridisciplinaire de six ingénieurs et techniciens pendant 14 mois.

La tour Eiffel va bien

Première étape, premier constat. Après avoir passé les 11 700 tonnes de l’édifice au peigne fin, les experts du Cetim ont évalué l’état général de la construction grâce à des analyses chimiques, des examens micrographiques et des essais mécaniques. La peinture, la corrosion et les assemblages rivetés ont également été expertisés.

Résultat : la dame de fer va bien !

Construite pour l’exposition universelle de 1889, la tour Eiffel totalise 7 300 tonnes de charpente métallique, 2 500 000 rivets et 18 038 éléments en acier puddlé.

Un recueil de l’ensemble des données disponibles a été réalisé. Les experts ont ainsi intégré les données des archives originales de Gustave Eiffel et les informations figurant dans les documents établis lors des différentes modifications et opérations de maintenance.

Un tour de force

Le modèle numérique a alors été créé à partir d’une description géométrique filaire de la structure et de ses caractéristiques mécaniques issues des essais en utilisant la méthode des éléments finis. La structure de la tour a été décomposée en éléments « simples » auxquels des lois de comportement ont été appliquées.

Une grosse partie du travail a ainsi consisté à prendre en compte tous les éléments de l’ossature intervenants dans la rigidité de la tour : les éléments structuraux (arbalétriers, barres treillis des panneaux, entretoises, structures principales des planchers) ; les éléments complémentaires (galeries du premier étage et surfaces décoratives) pour les effets du vent et de la neige ; les voies d’accès (escaliers, voies d’ascenseur) ; les planchers avec les détails des zones techniques sous-planchers réservées au personnel et la prise en compte de la descente de charge des différents planchers ; le sommet avec la structure au-dessus du 3e étage.

Un tour de force qui a visiblement satisfait les responsables de la tour.

De fait, le modèle obtenu permet non seulement d’assurer la sécurité de l’édifice mais offre aussi à la Sete la possibilité d'optimiser la maintenance, de prévenir des risques et de prolonger encore la vie d’un monument qui n’était prévu que pour 2O ans.

Qui dit mieux !

Contact :

sqr@cetim.fr

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