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    Comment l'arc de Saint-Louis se tient contre toute attente
    Le Gateway Arch se dresse sur le fleuve Mississippi à Saint-Louis, Missouri. Construit comme un monument à Thomas Jefferson et à l'expansion de l'Amérique vers l'ouest, c'est l'arche la plus haute du monde et le monument le plus haut des États-Unis. VisionsofAmerica/Joe Sohm/Getty Images

    Moins d'un demi-millimètre (0,01 pouce) :c'est la marge d'erreur avec laquelle les soudeurs ont dû travailler lors de l'insertion de la dernière pièce de l'imposant monument de Saint-Louis, officiellement connu sous le nom de Gateway Arch. Le piqué, Le point de repère de 630 pieds (192 mètres) semble lisse et sans couture, mais ses deux jambes ont été construites séparément de l'acier inoxydable expédié par train depuis la Pennsylvanie. Lorsque la construction a débuté en 1961, beaucoup ont prédit qu'un échec épique était inévitable - après tout, comment les travailleurs pourraient-ils s'assurer qu'ils laisseraient juste la bonne quantité d'espace pour la pièce finale avec pratiquement aucune marge de manœuvre pour les erreurs ?

    D'une manière ou d'une autre, l'équipe a réussi, assurer la réputation durable de Gateway Arch en tant que monument le plus haut d'Amérique et arche la plus haute du monde. L'entreprise ambitieuse était le produit de la conception gagnante du concours de l'architecte américano-finlandais Eero Saarinen. Mais la plus grande histoire de l'origine de l'arc est un peu sauvage.

    "Gateway Arch National Park est un site inhabituel du National Park Service, " dit l'historien du NPS Bob Moore. " Ses origines étaient également hors du commun. L'idée du parc est née au début des années 1930 par un homme à lunettes, avocat d'âge moyen et « bienfaiteur » autoproclamé du nom de Luther Ely Smith, qui voulait embellir le bord de la rivière Saint-Louis délabré. À l'époque où l'aviation commerciale était courante, la zone riveraine a été le premier aperçu que les voitures et les trains ont eu à l'approche de la ville."

    Selon Moore, le quartier tel qu'il se présentait au début des années 30 ne faisait pas bonne impression. "Ce ne fut pas un joli spectacle, et n'a pas fait penser aux visiteurs que Saint-Louis était l'une des grandes villes américaines, " dit-il. " Les bâtiments au bord de la rivière étaient délabrés et d'apparence ancienne. " Alors que les barges modernes remplaçaient les vieux bateaux à vapeur à roues à aubes, le port autrefois animé tomba en ruine alors que l'action se déplaçait ailleurs. « En plus d'embellir la ville, Smith voulait également remettre les Saint-Louis au travail pendant la Grande Dépression, " dit Moore. " Troisièmement, Smith voulait que leurs efforts aboutissent à un mémorial unique qui attirerait des touristes du monde entier."

    Bien que des propositions pour revitaliser le bord de la rivière fusent depuis 1898, Smith "avait la réputation et le dévouement de pousser son propre concept à la réalité, " selon Moore. L'objectif au cœur de la proposition de Smith était de construire un hommage pour commémorer un point de repère légitime dans l'histoire des États-Unis - la migration sans précédent au cours du 19ème siècle de centaines de milliers de personnes dans l'ouest trans-Mississippi, canalisé à travers la ville animée de Saint-Louis, le dernier grand centre métropolitain en bordure de frontière, " dit Moore.

    Le concours d'architecte

    Et donc, en 1947, deux ans après la fin de la Seconde Guerre mondiale, un comité de citoyens de Saint-Louis a parrainé un concours d'architecture pour transformer le visage de la rivière de la ville. Tous les architectes qui étaient citoyens américains pouvaient concourir pour l'honneur (et le doux 225 $, 000 prix en espèces). "C'était l'intention de la Jefferson National Expansion Memorial Association que la zone commémorative devienne une partie intégrante de la vie de la communauté, et raviver la beauté et l'impression générale du centre-ville adjacent, " dit Moore.

    Le concours en deux étapes comprenait un jury d'élite composé d'architectes de renommée nationale tels que George Howe et William Wurster qui privilégiaient le style architectural le plus moderne. Des noms influents de l'architecture comme Walter Gropius, Charles Eames et Kazumi Adachi faisaient partie des 172 participants, mais les juges ont atterri sur un concurrent chanceux – en quelque sorte.

    "Lorsque les cinq demi-finalistes ont été choisis à l'automne 1947, le nom de Saarinen a poussé le conseiller à la concurrence, George Howe, pour télégraphier à Eliel qu'il était l'un d'entre eux, et qu'il devrait travailler à préparer une conception révisée pour un deuxième tour de jugement au début de 1948, " dit Moore. " Au studio Saarinen dans le Michigan, Des bouteilles de champagne ont été débouchées en l'honneur du triomphe. Mais quelques jours plus tard, un appel téléphonique gêné de Howe a révélé qu'Eliel n'était pas parmi les demi-finalistes. C'était son fils alors inconnu, Eero, qui a remporté une place convoitée en tant que demi-finaliste, avec son design audacieux et créatif d'un gigantesque, arche montante en acier inoxydable." Comme un bon sportif et un bon papa, Eliel a fait sauter une deuxième bouteille en apprenant qu'Eero était le véritable destinataire de la nouvelle.

    Eero Saarinen est choisi

    Eero a officiellement décroché le premier honneur le 18 février, 1948. Dans un 7 mars, 1948, article pour le St. Louis Post-Dispatch intitulé "The Arch Began With Pipe Cleaners" (avec l'aimable autorisation des Gateway Arch National Park Archives), Saarinen a écrit que son idée de l'arc découlait d'une recherche pour imiter les formes géométriques distinctes des monuments existants à Washington, Lincoln et Jefferson.

    "Nous avons commencé à imaginer une sorte de dôme beaucoup plus ouvert que le Jefferson Memorial à Washington, " Saarinen a écrit. " Peut-être que ce pourrait être un grand dôme en béton percé qui a touché le sol sur seulement trois points. . . . Nous l'avons essayé d'une manière très grossière; les seules choses que nous avons pu trouver pour le faire étaient des cure-pipes. Mais les trois pattes ne semblaient pas correspondre au plan, alors nous l'avons essayé avec deux jambes, comme une grande arche. . . . De plus en plus, nous avons commencé à comprendre que l'arche était vraiment une porte d'entrée, et divers amis qui se sont penchés pour regarder ce que nous faisions l'ont immédiatement interprété comme tel. Progressivement, nous l'avons appelée la « Porte d'accès à l'Ouest ». »

    En voie d'achèvement pendant la construction de la Gateway Arch, ici montré le 8 juillet, 1965. Flickr/Archives de l'État du Missouri

    Mais construire une structure plongeante géante n'est pas vraiment simple. "En concevant l'Arche, de nombreuses études ont été faites pour déterminer la bonne courbure, " a écrit l'architecte Kevin Roche, qui a travaillé avec Saarinen sur la conception finale et a mené à bien les plans inachevés après la mort de Saarinen en 1961. Dans un document des archives du parc national de Gateway Arch intitulé "Designing the Arch, " Roche écrit que " tandis que la courbe était celle d'une caténaire telle qu'elle serait formée par une chaîne suspendue à l'envers, le développement comprenait l'étude de l'impact d'une caténaire pondérée qui modifierait légèrement la forme de caténaire simple. Encore une fois - de nombreux modèles, études, dessins en coupe, de nombreuses chaînes pendaient au plafond avec des poids."

    La conception structurelle réelle de la Gateway Arch est venue de la sagesse de l'ingénieur Fred Severud, assisté d'un associé nommé Hannkarl Bandel. Dans un autre document fourni par les archives du parc national Gateway Arch, le fils de Séverud, Fred Jr., écrit de son père, "Bien qu'Eero Saarinen ait conçu le look de l'Arche, c'est mon père et son entreprise qui ont élaboré la manière dont il pourrait être construit. Sans les calculs mathématiques élaborés par la firme Severud, et l'utilisation de principes d'ingénierie orthotrope (ce qui signifie que les parois intérieures et extérieures en acier de l'arche sont les éléments structurels réels, plutôt qu'un squelette de poutres avec les panneaux d'acier accrochés dessus), il n'y aurait pas d'Arche aujourd'hui. Après de nombreuses années de consultations et de travail acharné, la construction a finalement commencé en 1963."

    Le fils de Severud a minutieusement détaillé les détails du grand plan de son père. "L'Arche a été construite comme deux structures en porte-à-faux, qui a finalement rencontré au sommet, " écrit-il. " La conception devait tenir compte des charges et de l'action structurelle aux différentes étapes, tout en gardant à l'esprit les aspects pratiques de la construction. Au cours de la phase initiale en porte-à-faux, du béton post-contraint a été mis en place entre les peaux intérieure et extérieure, jusqu'au niveau de 300 pieds (91 mètres), pour fournir la force nécessaire pour la courbe vers l'intérieur des jambes. Au-dessus de 300 pieds (91 mètres), le béton post-tendu a été omis."

    Parce que la structure était trop haute pour être construite avec des grues standard, l'équipage a dû utiliser ce qu'on appelle une grue grimpante, avec les entrepreneurs, sur chaque jambe de l'arc. "A environ 500 pieds (152 mètres) d'altitude, une entretoise horizontale temporaire a été placée de pied en pied, qui faisait alors agir les jambes ensemble, une condition de stress entièrement différente, " il a écrit.

    La forme de la courbe

    Comprendre toute la partie de l'arche de l'arche n'était pas facile, Soit. "La tentative d'arriver à une courbe pour l'Arche comprenait la suspension d'une corde attachée à ses extrémités; la corde affaissée formait une courbe caténaire, une sorte d'arc à l'envers, " L'architecte Bruce Detmers a écrit dans un autre document des archives du parc national Gateway Arch. " L'ajout de poids le long de la corde suspendue a changé la forme de la courbe. Une corde uniforme a donné une courbe trop plate sur le dessus. Les tentatives pour peser la corde suspendue n'ont pas aidé à arriver à une forme pour satisfaire Eero."

    l'assistant de Séverud, Bandel, sauvé la journée dans un sens, selon Detmers. "Des ajustements numériques ont été apportés à la formule et tracés, " écrit-il. " Le processus de traçage et celui de faire des modèles d'étude ont abouti à la conception finale de l'Arche. Les jambes de l'arc sont plus raides et plus grandes à la base; le sommet de l'Arche plus petit et moins plat qu'un pur centenaire uniformément pondéré, résultant en le fait que l'Arche semble monter en flèche. " La dernière étape de la définition de l'Arche impliquait des formules mathématiques complexes qui prenaient des heures à calculer. " La machine à commande mécanique de notre service comptable pouvait multiplier les numéros de suivi à plusieurs décimales, " A écrit Detmers. " Selon les normes d'aujourd'hui, une technologie ancienne a été utilisée pour calculer les dimensions de l'Arche. J'ai été très soulagé d'apprendre que Pittsburgh Des Moines Steel, le sous-traitant pour la fabrication de la structure Arch, utilisé un ordinateur pour vérifier nos calculs et n'a trouvé aucune erreur."

    Le vrai problème (comme s'il n'y en avait pas déjà tant d'autres à surmonter) était de trouver comment laisser juste assez d'espace pour cette dernière pièce de connexion en haut - toute quantité d'espace supplémentaire ou d'espace insuffisant détruirait le tout. Et il y avait une complication supplémentaire, grâce à Dame Nature. "Comme le réglage de la pièce finale devait se faire par temps chaud, un problème est survenu, " a écrit le fils de Severud. " Les jambes avaient des expositions différentes au soleil, ce qui les a fait différer de plusieurs pieds d'altitude au cours de la journée, donc toutes les mesures ont été faites la nuit, quand il n'y avait pas de différence de température. L'équipe de construction a prévu de placer également la pièce la nuit, quand les deux côtés s'aligneraient."

    Apparemment, le maire de Saint-Louis pensait que ce plan était insensé. "Ce devait être l'un des événements les plus importants de l'histoire de Saint-Louis ; le réglage doit être fait en début d'après-midi !" Le fils de Severud a écrit, décrivant l'incrédulité du maire. "Cela provoquerait un dénivelé insurmontable; que faire ? Mon père s'est réveillé avec la solution pendant la nuit :utiliser de l'eau pour refroidir le côté chaud ! Le chef pompier a été contacté, et a accepté de fournir des tuyaux et des pompes pour pulvériser le côté chaud. Le résultat? La pièce finale a été placée pendant la journée, sans problème."

    Amener les gens au sommet

    Le dernier problème à résoudre :comment diable les ingénieurs étaient-ils censés amener les visiteurs au sommet du monument ? Un ascenseur ordinaire ne peut pas exactement naviguer dans une courbure imposante. Ce problème a été résolu par Dick Bowser, un décrocheur qui a travaillé à la Montgomery Elevator Company à Moline, Illinois. Sa solution :un tramway qui combine les fonctions d'un ascenseur avec... une grande roue.

    Les touristes apprécient la vue depuis l'intérieur du sommet de l'arche de Saint-Louis. Wikimedia Commons/Kelly Martin (CC BY-SA 3.0)

    "Il y a eu de nombreuses rencontres avec Dick, qui a eu l'idée de la capsule qui pourrait tourner pendant qu'elle voyageait de la station de métro jusqu'à la jambe de l'Arche jusqu'à la plate-forme des visiteurs au sommet, " Roche a écrit. "Nous avons construit de nombreux modèles de la station de métro et construit un modèle grandeur nature de la capsule pour cinq personnes à tester avec des passagers de différentes tailles. Nous avons également construit une coupe transversale pleine grandeur à travers le sommet de l'arche afin que les fenêtres d'observation soient suffisamment petites pour ne pas être visibles de l'extérieur, mais suffisamment grandes pour offrir au visiteur une vue spectaculaire. Beaucoup d'efforts ont été consacrés à ce modèle pour s'assurer que les enfants et les adultes de toutes tailles puissent atteindre confortablement les fenêtres d'observation."

    Et aujourd'hui, 6, 700 visiteurs quotidiens utilisent encore le système innovant de Bowser pour profiter de la vue depuis le sommet de l'arche. L'arche haute de 630 pieds (192 mètres) pèse 43, 226 tonnes (39, 214 tonnes métriques), dont 900 tonnes (816 tonnes) d'inox, a fini par coûter 13,4 millions de dollars, et employait plusieurs centaines de travailleurs (dont aucun n'est mort dans le processus, malgré les prévisions de 13 décès). Le monument continue d'être une attraction nationale majeure, attirant 3,5 millions de visiteurs chaque année.

    Maintenant c'est intéressant

    Cela peut ne pas y ressembler, mais l'arc est en fait aussi large que haut (630 pieds [192 mètres] dans les deux sens). La raison pour laquelle il semble plus long de haut en bas est due à une illusion d'optique - puisque vous regardez rarement l'arc directement, vos yeux le perçoivent comme étant nettement plus haut que large.

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