C. La Tour et les éléments atmosphériques

* La température

La chaleur influe sur la hauteur de la tour. Les hautes températures comme les basses peuvent entraîner une dilatation ou une compression du fer puddlé utilisé.

Pour obtenir un ordre d'idée de cette variation, on considère la tour comme une tige métallique de 324m de haut, dont le coefficient dont le coefficient de dilatation est de l´ordre de 35 millionièmes de mètres par mètre de longueur et par degré centigrade (35 x 10-6/m/°C).

 

D = Cd * Δt * H      avec D la dilatation

                                               Cd le coefficient de dilatation de fer puddlé

                                               Δt variation de température (on prend comme maximum 20°C)

                                               H la hauteur de la tour

 D= 35 x 10-6 x 20 x 324

D= 0, 226 m

La tour ne peut donc varier que de 22,6 cm si la température s'élève ou diminue de 20°C°.

Par contre, le fait qu'une face (ou deux) de la Tour soit exposée au soleil, alors que les trois autres  (ou deux) ne sont qu'à température ambiante, est cause d´une dilatation de cette face sensiblement supérieure à celle des autres ; ce qui fait décrire au sommet de la tour une ellipse ; on dit que la Dame de fer fuit le soleil....

Le déplacement maximum actuellement connu  fut d´environ  18 centimètres, pour une journée estivale particulièrement chaude (car la différence de température entre le jour et la nuit était très élevée.

 

* Le vent

La courbure des montants est mathématiquement déterminée pour offrir la meilleure résistance possible à l'effet du vent. Ainsi, la Tour peut résister à des vents d'une pression de 400kg par mètre carré; la pression maximum, dans la région parisienne est de 150kg/m².

D'autre part, la force qu'exerce le vent est répartie de façon inégale sur l'ensemble de la structure de la Tour Eiffel. L'intensité du vent est supérieure au sommet par rapport à la base. Pour un vent de 10m/s à la base, on peut avoir un vent de 40m/s au sommet ! Par vent de 180km/h le sommet peut décrire des ellipses de 10 à 12 cm. Ainsi, le sommet de la Tour Eiffel ne s'est écarté que de 13 centimètres lors de la tempête de décembre 1999 où il a été enregistré un vent de 215 km/h. Les effets du vent sont donc minimes sur la Tour, et c'est la chaleur qui à le plus d'influence sur ses oscillations.

 

* Orages

Les adversaires du projet d'Eiffel ayant souligné les dangers que pourraient courir les visiteurs en cas d'orages, dès 1886 une commission scientifique étudie le problème. Suivant leur conclusion, un dispositif paratonnerre est mis en place dès la construction des fondations. Il est constitué de deux tuyaux en fonte, longs de 124 m, reliés aux parties métalliques basses de la Tour. Il est mis à l'épreuve le 9 août 1889 pour la première fois : la foudre tombe sur la Tour, et pendant plusieurs secondes elle résonne comme un diapason.

Aujourd'hui la Tour est munie de plusieurs paratonnerres. Un vertical (au sommet) et huit en aigrette au quatrième étage. La mise à la terre est effectuée par une descente en feuillure de cuivre qui s'enfonce jusqu'à 15 mètres sous terre.

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