Les tours jumelles du World Trade Center étaient de véritables originaux - leur histoire est celle de l'innovation, persévérance et grandes idées. Voir plus de belles photos d'horizon. Photo gracieuseté de Glass, Acier et Pierre Quand nous regardons en arrière le 11 septembre 2001, nous pensons principalement aux gens. Nous pleurons les victimes des attentats, nous sympathisons avec leurs familles, nous honorons les secouristes, et nous réfléchissons à notre propre expérience. À la fois, nous nous souvenons de toute la technologie de ce jour - les avions que les pirates de l'air utilisaient comme bombes volantes, les bâtiments qu'ils ont endommagés et détruits, et l'équipement lourd utilisé dans l'effort massif de sauvetage puis de nettoyage. Comme d'innombrables événements à travers l'histoire, les attentats du 11 septembre étaient un maillage écrasant d'hommes et de machines.
La technologie la plus importante à ce jour, bien sûr, était le complexe du World Trade Center. Après l'attaque, les tours jumelles du WTC en sont venues à symboliser non seulement le jour lui-même, mais aussi une émotion collective des gens du monde entier.
Dans cet article, on se souvient des Twin Towers pour tout ce qu'elles étaient :une réalisation technologique remarquable, une représentation d'un idéal, et, finalement, un rappel stupéfiant de notre propre vulnérabilité. En se souvenant de cette fière structure, nous honorons l'esprit dans lequel il a été construit, et nous commémorons les victimes des attentats.
L'idée originale d'un centre commercial mondial à New York est généralement attribuée à David Rockefeller , l'un des nombreux petits-fils de l'industriel John D. Rockefeller. En réalité, l'idée a été proposée peu après la Seconde Guerre mondiale, une décennie avant que Rockefeller ne s'implique, mais c'est lui qui a réellement ouvert le bal.
Dans les années 50 et 60, alors qu'il était président de la Chase Manhattan Bank, Rockefeller se consacrait à la revitalisation du bas Manhattan. Il espérait dynamiser la région avec de nouvelles constructions, de la même manière que son père a revitalisé le centre-ville de Manhattan dans les années 1930 avec le Rockefeller Center. Dans le cadre de son plan, David Rockefeller a proposé un complexe dédié au commerce international, sera construit à l'extrémité est de Wall Street. Rockefeller croyait que le centre commercial, qui comprendrait des bureaux et des espaces hôteliers, une salle d'exposition, un centre de titres et de change et de nombreux commerces, serait juste la chose pour stimuler la croissance économique dans la région.
Les tours jumelles imminentes allaient bien au-delà des concepts originaux du WTC. Photo avec l'aimable autorisation de NARA Dans les années 1960, il avait certainement quelque chose à gagner du projet WTC. Il venait de construire la chère tour de la Chase Manhattan Bank de 60 étages dans le quartier financier, et voulait augmenter la valeur de l'investissement de la banque. Mais il était aussi animé par l'esprit d'unité internationale. Un centre commercial mondial rassemblerait des gens du monde entier, un idéal noble dans les décennies qui ont suivi la Seconde Guerre mondiale.
Avec l'aide de son frère, Nelson Rockefeller, le gouverneur de l'État de New York à l'époque, David Rockefeller a L'Autorité du port de New York impliqué. L'Autorité du port de New York, maintenant connue sous le nom d'Autorité portuaire de New York et du New Jersey, est une institution gouvernementale qui pilote des projets publics dans la zone portuaire de New York et du New Jersey. Bien que l'Administration portuaire soit un organisme public, elle fonctionne comme une société privée - elle facture directement ses "clients" et profite des investissements, plutôt que de prendre l'argent des impôts.
Depuis sa création en 1921, l'Autorité portuaire s'était principalement occupée des ponts, tunnel, aéroports et transports en bus. Il n'avait jamais rien entrepris d'aussi grand que le World Trade Center auparavant, mais néanmoins, l'organisation était le choix le plus logique pour diriger le projet. Il avait la rare combinaison de relations avec le gouvernement, ressources diverses et la puissance du domaine éminent.
Rockefeller a commandé les premières conceptions du WTC en 1958, l'Autorité portuaire s'est impliquée en 1960, et les plans initiaux ont été rendus publics en 1961. Puis les choses se sont considérablement ralenties. Pendant des années, l'Autorité Portuaire a pâti de problèmes fiscaux, débâcles de relations publiques et querelles juridiques, sans parler de la tâche impopulaire d'expulser les centaines de commerces et de logements occupant le chantier.
Avec toutes les négociations et conflits logistiques, les fouilles n'ont commencé qu'en 1966. À cette époque, la conception et la portée du projet avaient complètement changé, comme nous le verrons dans la section suivante.
Contenu
Les tours du World Trade Center avaient une conception innovante en "tube", avec une structure de support périmétrique jointe à une structure centrale avec des fermes de plancher horizontales. La conception finale du WTC était un effort de groupe, rassemblant les travaux de dizaines d'architectes, ingénieurs en structure et gestionnaires, dirigé par quelques talents éminents. L'autorité portuaire Guy Tozzoli sélectionné l'équipe finale et géré l'ensemble du processus de conception et de construction ; l'architecte en chef du projet, Minoru Yamasaki , est venu avec le concept des tours jumelles, ainsi que la disposition de base pour le reste du complexe; ingénieurs en structure Leslie Robertson et Jean Compétence compris comment faire tenir les tours.
Le complexe final se composait de sept bâtiments, dominé par les tours jumelles de 110 étages s'élevant à plus de 1, 360 pieds (415 mètres) au-dessus d'une place ouverte. La conception de la tour monumentale était innovante, ambitieux et d'une simplicité trompeuse.
Au moment de la construction, la plupart des nouveaux gratte-ciel ont été construits autour de squelettes en acier de style grille. Dans cette conception, la structure de support est répartie dans tout le bâtiment. Les poutres métalliques sont rivetées bout à bout pour former des colonnes verticales, et à chaque étage, ces poteaux verticaux sont reliés à des poutres à poutres horizontales. Les colonnes de support sont toutes internes, ainsi l'extérieur du bâtiment n'a pas à supporter autre chose que son propre poids. Ces extérieurs murs rideaux peut être fait de n'importe quoi, y compris le verre ordinaire.
L'équipe du WTC a adopté une approche légèrement différente. Ils ont décidé de construire de longs "tubes, " où toutes les colonnes de support seraient autour de l'extérieur du bâtiment et au noyau central du bâtiment. Essentiellement, chaque tour était une boîte dans une boîte, reliés par des fermes horizontales à chaque étage.
La boîte extérieure, mesurant 208 pieds par 208 pieds (63x63 m), était composé de colonnes en acier de 14 pouces (36 cm) de large, 59 par face de bâtiment, espacés d'un peu plus de 3 pieds (1 m). À chaque étage au-dessus du niveau de la place, les espaces entre les colonnes abritaient des fenêtres de 22 pouces (56 cm). Yamasaki, qui avait une peur prononcée des hauteurs, ont estimé que les petites fenêtres rendaient le bâtiment plus sûr. Les colonnes étaient recouvertes d'aluminium, donnant aux tours une couleur argentée distinctive. La boîte intérieure au cœur de chaque tour mesurait environ 135 pieds sur 85 pieds (41x26 m). Ses 47 lourdes colonnes d'acier entouraient une grande aire ouverte abritant des ascenseurs, cages d'escalier et toilettes.
Cette conception présentait deux avantages majeurs. Tout d'abord, il a donné au bâtiment une stabilité remarquable. En plus de supporter une partie de la charge verticale (le poids du bâtiment), les colonnes d'acier extérieures supportaient toutes les forces horizontales agissant sur la tour (la force du vent). Cela signifiait que la structure de support interne était entièrement dédiée aux énormes charges verticales.
Deuxièmement, la conception du tube conçue pour un grand bien immobilier. Avec la structure de support déplacée sur les côtés et au centre du bâtiment, il n'était pas nécessaire d'espacer des colonnes volumineuses à chaque étage. Les clients peuvent configurer l'espace disponible, environ 3/4 d'acre par étage, comme ils le voulaient.
Les colonnes de support verticales au cœur du bâtiment descendaient jusqu'en dessous du rez-de-chaussée, à travers la structure du sous-sol, à la semelle étalée structure souterraine. Dans la conception de la semelle étalée, chaque colonne de support repose directement sur une plaque en fonte, qui se trouve au sommet d'un grillades . Le grillage est essentiellement un empilement de poutres horizontales en acier, doublés côte à côte en deux couches ou plus (voir schéma ci-dessous). Le grillage repose sur une épaisse dalle de béton coulée sur le solide substrat rocheux profond souterrain. Cette forme de pyramide répartit le poids concentré des colonnes sur une large, Surface solide. Avec l'acier en place, toute la structure était recouverte de béton.
Conception de base de semelle écartée Près de la base de chaque tour, au niveau de la place, les colonnes de support périmétriques étroitement espacées reposaient sur des "arbres à colonnes". Les arbres à colonnes arquées répartissent le poids des colonnes étroitement espacées sur des colonnes plus épaisses espacées d'environ 10 pieds (3 m). Chacune de ces colonnes reposait sur des éléments supplémentaires, des semelles de support plus petites dans la fondation.
La disposition innovante des ascenseurs des tours du WTC Pour résister à la force horizontale du vent, les gratte-ciel ont besoin de la bonne combinaison de stabilité et de flexibilité. Ils doivent être suffisamment rigides pour que le vent ne puisse pas les pousser trop loin d'un côté à l'autre, mais suffisamment souple pour qu'ils puissent donner un peu, absorber une partie de l'énergie éolienne.
L'équipe du WTC a effectué des tests approfondis pour découvrir à quel point ils pouvaient se balancer sans déranger les occupants du bâtiment. Ils ont placé des modèles structurels dans des souffleries et ont même attiré des sujets de test sans méfiance dans des pièces mobiles reliées à de l'hydraulique lourde.
À la fin, ils ont conçu les tours pour qu'elles puissent se balancer d'environ 3 pieds dans les deux sens. Pour minimiser la sensation de balancement, ils en ont installé une dizaine, 000 amortisseurs visco-élastiques entre les colonnes de support et les fermes de plancher dans tout le bâtiment. Le matériau viscoélastique spécial de ces amortisseurs pourrait bouger quelque peu, mais il reprendrait sa forme d'origine. En d'autres termes, il pourrait céder un peu puis revenir à sa position initiale, absorbant une grande partie du choc du mouvement de balancement du bâtiment.
En plus de la structure de support des bâtiments, l'équipe du WTC a dû réfléchir à la façon dont les gens se déplaceraient réellement dans les tours. Les systèmes d'ascenseurs ont toujours été un exercice d'équilibre difficile pour les concepteurs de gratte-ciel. Au fur et à mesure que vous construisez vers le haut, augmenter l'espace disponible et donc l'occupation d'un bâtiment, vous avez besoin de plus d'ascenseurs pour gérer les personnes supplémentaires. Mais l'ajout de plus d'ascenseurs jusqu'au dernier étage réduit quelque peu l'espace au sol disponible, et donc l'occupation totale (ce qui réduit le potentiel de revenus). Il est difficile d'obtenir tous les chiffres pour travailler, et il limite fonctionnellement la taille du gratte-ciel. Avant le WTC, les architectes hésitaient à construire plus de 80 étages, en grande partie à cause du problème d'ascenseur.
L'équipage du WTC a proposé un système complètement différent pour les énormes tours. Au lieu de construire suffisamment d'ascenseurs pour déplacer tout le monde du rez-de-chaussée à leur destination, ils ont décidé de diviser le voyage aux étages supérieurs entre plusieurs ascenseurs. Si les gens voulaient passer du rez-de-chaussée au dernier étage, ils auraient besoin de sauter d'ascenseur en ascenseur, de la même manière que vous pourriez changer de voiture sur un système de métro.
D'abord, ils prenaient un ascenseur express du hall principal directement à un sky-lobby au 78e étage. De là, ils pouvaient se rendre directement à leur étage de destination. Pour garder les choses en ordre, tous les ascenseurs pour 55 personnes avaient des portes de chaque côté – vous entreriez d'un côté, passer à l'avant, et sortir de l'autre côté. Par ici, les passagers pouvaient garder leur place en ligne tout le long.
Essentiellement, chaque tour fonctionnait comme trois bâtiments empilés les uns sur les autres. Le système s'est avéré être un grand succès - avec un total de 99 ascenseurs par tour, chacun ne desservant que des étages spécifiques, les occupants pouvaient se déplacer rapidement et facilement. La plupart des super gratte-ciel construits après le WTC utilisaient le même système de base.
Avant que l'autorité portuaire ne puisse se développer, pour ériger les tours massives, ils ont dû abattre pour établir les fondations des bâtiments. Les gratte-ciel massifs doivent reposer sur le substrat rocheux, la roche solide sous le sol du sol, ou ils ne pourront pas se tenir debout. Pour arriver à ce niveau, l'équipe doit déterrer une énorme masse de terre comme première étape de la construction.
Sur le site du WTC, le substrat rocheux se situe entre 55 pieds et 80 pieds (17-24 m) de profondeur. Creuser à ce niveau n'est pas une tâche simple, évidemment, mais c'est tout à fait normal dans la construction de gratte-ciel. L'équipage du WTC a fait face à un défi atypique, toutefois. Le site de construction était immédiatement adjacent à la rivière Hudson, et à quelques mètres seulement, le sol était complètement saturé -- si l'équipe commençait à creuser, le site d'excavation serait inondé.
Vider la rivière Hudson aurait été un cauchemar logistique. Entre autres, cela aurait compromis la stabilité d'autres bâtiments le long du rivage. Au lieu, l'autorité portuaire a décidé d'utiliser la "méthode de tranchée à lisier non conventionnelle, " auparavant employé principalement dans la construction de métro.
Le processus était assez simple, au moins conceptuellement. L'équipe a utilisé des machines d'excavation pour creuser des tranchées de 3 pieds de large jusqu'au niveau du substratum rocheux. Pendant qu'ils creusaient, ils ont canalisé dans un lisier fait d'eau et d'une argile expansive appelée bentonite . La boue de bentonite se dilaterait le long des côtés de la tranchée, bloquant la nappe phréatique.
Une fois qu'ils ont terminé une section de tranchée de 22 pieds (6,7 m), l'équipage a descendu un étroit, cadre en acier de sept étages dans le trou. Ensuite, ils ont coulé du béton du fond de la tranchée tout en pompant le lisier par le haut.
De cette façon, ils ont construit solide, murs en béton armé enterrés. Ils ont répété le processus avec 152 segments de cadre, mesurant chacun 22 pieds de diamètre, pour former une grande boîte mesurant quatre pâtés de maisons par deux pâtés de maisons (environ 500x1, 000 pieds / 152x304 m). Cette boîte, communément appelée « baignoire, " a formé un mur d'enceinte étanche à l'eau pour la structure de fondation des deux tours.
Avec la baignoire en place, l'équipe de construction pourrait commencer à creuser jusqu'au substrat rocheux pour poser le support des fondations des bâtiments. Le seul problème était que le sol à l'intérieur de la baignoire était le principal moyen de support pour maintenir les murs en place - enlevez la saleté à l'intérieur, et le poids de la saleté et de l'eau à l'extérieur pousserait les murs vers l'intérieur. Pour maintenir les murs en place pendant qu'ils construisent les fondations, l'équipage a dû courir sous terre embrasses , câbles s'étendant des murs d'enceinte à la roche entourant la baignoire. Cela a fourni un support temporaire jusqu'à ce que l'équipage puisse terminer une structure de support à l'intérieur de la baignoire.
Avec les murs d'enceinte fixés en place, l'équipe pourrait commencer à creuser le site de fondation. Ils ont fini par creuser plus d'un million de mètres cubes de remblai, qu'ils jetèrent dans l'Hudson, prolongeant le rivage. L'excavation a en fait ajouté 28 acres de biens immobiliers de premier ordre à New York, formant ce qui est maintenant Battery Park City.
Quand ils eurent creusé dans le roc, ils ont fait sauter de grandes fosses pour la structure de support des tours et se sont mis à construire la structure de fondation massive pour les bâtiments ci-dessus. En outre, la structure du sous-sol avait sept niveaux d'espace utilisable, qui abritait des parkings, magasins et stations de métro.
L'installation des Twin Towers a été un défi logistique majeur, en plus d'un problème d'ingénierie ahurissant. Les bâtiments nécessitaient une énorme quantité d'acier - quelque 200, 000 tonnes au total - mais le chantier de construction n'avait de place qu'un petit peu à la fois. Afin de maintenir la construction en mouvement sans prendre trop de place sur le chantier, l'Autorité portuaire a dû instituer « la livraison d'acier juste à temps ».
Dans ce système, tout l'acier a été transporté des fabricants à une gare de triage géante dans le New Jersey. Chaque pièce d'acier principale était marquée d'un long numéro d'identification, indiquant où et quand il serait utilisé. Selon le calendrier de construction, l'autorité portuaire expédierait les pièces d'acier du chantier au site exactement au moment où cela était nécessaire - les plus petites pièces partaient par camion et les plus grosses par remorqueur.
Le processus de construction a fonctionné de l'intérieur vers l'extérieur. D'abord, l'équipage a construit le cadre en acier du noyau interne à une hauteur particulière, puis assemblé le mur d'enceinte autour de celui-ci. La structure du périmètre était en fait formée de sections préfabriquées de colonnes verticales fixées à des poutres horizontales (appelées écoinçons ). Les sections préfabriquées mesuraient environ 10 pieds (3 m) de large, soit deux ou trois étages, et pesait environ 22 tonnes.
La structure du plancher a ensuite été installée entre le mur d'enceinte extérieur et le noyau intérieur. Les planchers sont également venus en sections pré-assemblées, composé de fermes de 81 cm de profondeur surmontées d'une surface en métal ondulé. Pour finir chaque étage, l'équipe coulait du béton sur la surface métallique et la recouvrait de tuiles. Les sections de plancher comprenaient des conduits pré-assemblés pour les lignes téléphoniques et les câbles électriques, pour faciliter les choses pour les électriciens qui viendraient plus tard. Après la mise en place de la structure en acier, l'équipage a attaché la "peau" extérieure au périmètre -- aluminium anodisé , prédécoupé en grands panneaux.
Cela a continué, section par section, au fur et à mesure que les tours montaient de plus en plus haut. L'équipage a soulevé les sections d'acier en place à l'aide de quatre grandes grues (quatre par tour), monté sur de longues structures en acier montées à l'intérieur de la structure tubulaire. Les grues pourraient en fait s'élever plus haut, en utilisant l'hydraulique lourde, au fur et à mesure que les sols étaient finis.
Tandis que l'équipage continuait à monter, d'autres ouvriers ont commencé à étoffer les étages inférieurs, jusqu'à installer des stores et peindre les murs. Un certain nombre d'entreprises ont emménagé dans leurs nouveaux bureaux du WTC des années avant l'ouverture officielle des tours.
Nouvelle formeEn plus d'utiliser une conception structurelle non conventionnelle, les tours jumelles étaient également un départ esthétique des bâtiments plus anciens à New York. La plupart des gratte-ciel de la ville ont une forme de "gâteau de mariage", avec des sections plus grandes sur le bas se rétrécissant en sections plus petites sur le dessus. Cela était dû en partie au style architectural dominant dans la première moitié du 20e siècle, mais c'était aussi le résultat des restrictions de zonage de New York. Afin de s'assurer que les murs des gratte-ciel n'empêchent pas toute lumière d'atteindre la rue, la ville a adopté une résolution en 1916 dictant que tous les gratte-ciel auraient une forme pyramidale globale.
Une nouvelle résolution en 1962 a déplacé l'attention, réglementant la hauteur globale plutôt que la forme. Les nouvelles restrictions dictaient un nombre maximum d'étages, en fonction du quartier de l'immeuble et de la superficie totale de la parcelle. L'autorité portuaire a été autorisée à construire des tours aussi hautes parce qu'elles disposaient d'un immense terrain avec un grand place à aire ouverte. (Consultez New York Skyscrapers:Regulations and Occupation pour plus d'informations.)
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Finalement, les tours jumelles du WTC sont devenues une icône chérie de New York et de l'Amérique. Le complexe du World Trade Center a officiellement ouvert ses portes le Le 4 avril, 1973 , à un New York très sceptique. De sa conception à sa réalisation, le projet WTC était très impopulaire auprès de nombreux New-Yorkais. Les propriétaires d'entreprises et les résidents étaient mécontents d'avoir été forcés de quitter le chantier de construction; les citoyens de toute la ville se sont demandé pourquoi l'Autorité portuaire engloutissait autant d'argent dans le projet (estimé à plus d'un milliard de dollars, l'équivalent d'environ 4,5 milliards de dollars aujourd'hui), apparemment au détriment des transports publics; les écologistes ont remis en question certaines des pratiques de construction; et plusieurs critiques architecturaux éminents ont déclaré que les tours étaient tout simplement trop grandes et ostentatoires. La grande ouverture était certainement un jour de célébration pour l'Autorité portuaire, équipe de conception et équipe de construction, mais le complexe WTC a eu un long chemin à parcourir pour gagner l'acceptation de la ville.
Au cours de la prochaine décennie, c'est exactement ça, puis a conquis le reste du pays. Boosté par des apparitions marquantes dans plusieurs films, comme le remake de "King Kong" de 1976, "Manhattan, de Woody Allen, " et les films " Superman ", les Twin Towers ont acquis une large reconnaissance en tant que morceau de New York.
La renommée des tours a également été alimentée par plusieurs cascades notables. Dans les années qui ont suivi l'achèvement du WTC, parachutistes réussis à parachuter du haut des tours, des grimpeurs ont escaladé le bâtiment et un acrobate français a fait des allers-retours entre les bâtiments sur une corde raide. En quelques années seulement, l'image distinctive des Twin Towers était un incontournable sur les cartes postales de New York, T-shirts et publicités. Les bâtiments étaient devenus un fier symbole de la ville, assurer leur place en tant qu'icône américaine.
Les tours ont également séduit les New-Yorkais en leur offrant une nouvelle vision de leur ville. Les visiteurs pouvaient monter au sommet du WTC 2, la tour sud, pour une vue imprenable sur la ligne d'horizon depuis la terrasse d'observation extérieure. Un jour clair, il était possible de voir plus de 40 miles (64 km) dans toutes les directions. Les visiteurs avec un budget plus important pouvaient profiter de la vue dans un cadre plus élégant, le restaurant "Windows of the World" au sommet du WTC 1, la tour nord. À l'ouverture de la plate-forme d'observation et du restaurant, même de fervents critiques du WTC se sont présentés pour voir la vue.
La plupart des New-Yorkais (et la plupart des Américains) connaissaient les tours principalement de l'extérieur, mais les milliers de personnes qui travaillaient dans les tours avaient un point de vue très différent - ils appréciaient non seulement la taille monumentale des bâtiments, mais aussi la variété vertigineuse des activités qui se déroulent à l'intérieur. Le WTC a soutenu environ 500 entreprises avec un collectif de 50, 000 employés. Cela comprenait des bureaux pour les banques, cabinets d'avocats, maisons de courtage, chaînes de télévision, éditeurs, les organisations caritatives et les compagnies aériennes, parmi beaucoup d'autres choses. En outre, les tours comprenaient neuf chapelles de différentes confessions.
Lors d'un jour ouvrable type, jusqu'à 200, 000 visiteurs du monde entier sont passés par le complexe. Avec la vaste gamme d'activités en cours, les tours étaient presque une ville en soi.
Le matin du 11 septembre 2001, immédiatement après que des terroristes ont frappé les tours jumelles, il semblait que les bâtiments pourraient rester debout. Alors que les accidents d'avion avaient enlevé d'énormes morceaux des deux tours, la structure globale semblait intacte, du moins aux observateurs sur le terrain et aux millions d'Américains qui regardent la catastrophe à la télévision. Mais dans une heure, Le World Trade Center 2 s'était effondré, suivi du World Trade Center 1 seulement 40 minutes plus tard.
Dans les semaines qui ont suivi les attentats, l'Agence fédérale de gestion des urgences (FEMA) et l'Institut d'ingénierie structurelle de la Société américaine des ingénieurs civils (SEI/ASCE) ont réuni une équipe de scientifiques et d'ingénieurs pour étudier exactement comment les bâtiments se sont effondrés. Basé sur la vidéo, témoignages oculaires et analyse des débris, l'équipe a formé une hypothèse probable de ce qui s'est passé, qu'ils ont rendues publiques en avril 2002. En août 2002, l'Institut national des normes et de la technologie (NIST), une agence du département américain du Commerce, a annoncé qu'il lancerait son propre programme de deux ans, Étude de 16 millions de dollars sur l'effondrement.
Ce qui suit est un résumé des conclusions des équipes d'évaluation de la FEMA, qui étaient en grande partie dans le même sens que les nombreuses évaluations des médias dans les semaines qui ont suivi les attentats. Vous pouvez lire l'intégralité du rapport sur le site Web de la FEMA.
Quand les avions ont heurté les deux tours, les collisions ont endommagé chaque bâtiment de deux manières principales :
Étonnamment, les dommages initiaux à la structure de support n'ont pas été suffisants pour renverser le bâtiment. Le rapport, ainsi qu'un certain nombre d'ingénieurs éminents, ont affirmé que la majorité des gratte-ciel de la planète se seraient effondrés en quelques secondes après une telle collision. Mais les collisions ont détourné toute la charge verticale des bâtiments vers les colonnes restantes, augmentant considérablement le niveau de contrainte de la structure.
Sans aucune charge supplémentaire sur la structure de support, le rapport prétend, les tours auraient pu rester debout indéfiniment. Mais la chaleur extrême du feu, qui aurait pu être supérieur à 2, 000 degrés Fahrenheit (1, 090 C) à certains endroits, a exercé une contrainte énorme sur les colonnes de périmètre, les colonnes centrales, et les fermes de plancher entre eux.
Le facteur principal était vraiment la taille de l'incendie - la superficie totale qu'il couvrait. Les incendies de bâtiment commencent généralement par un petit incendie - disons une cigarette allumée sur une pile de papiers - qui se propage progressivement sur une plus grande surface. Dans cette situation, le feu est le plus intense là où il a le plus de combustible (des choses qui peuvent brûler), et cela affaiblit considérablement la structure de support uniquement aux points les plus intenses. Si un incendie se déclare dans le coin nord-ouest d'un gratte-ciel, au moment où le feu atteint le coin sud-est, le feu de départ au point de départ aura brûlé la majeure partie du carburant, et le feu ne sera pas aussi intense. Le résultat est que le feu n'exerce pas une pression maximale sur l'ensemble de la structure de support d'un seul coup. Il sollicite successivement différentes parties de la structure de support, heures supplémentaires.
Dans le cas du World Trade Center, le carburéacteur enflammé a propagé le feu sur plusieurs étages en quelques secondes. Cet incendie massif a exercé une pression exceptionnelle sur la structure à presque tous les points de ces étages.
En outre, le rapport suggère que la force de la collision a enlevé une grande partie du matériau résistant au feu pulvérisé sur l'acier, rendant la structure plus sensible aux dommages causés par la chaleur.
La chaleur s'est dilatée, tordu et bouclé la structure de support en acier, réduisant progressivement la stabilité du bâtiment. Beaucoup de choses ont pu se produire pendant cette période. Par exemple, les liaisons entre les poteaux verticaux et les fermes de plancher se sont probablement rompues, laisser tomber des sections de plancher aux niveaux inférieurs et rompre les connexions entre le noyau et le mur d'enceinte, provoquant peut-être des colonnes le long du périmètre à flamber vers l'extérieur. Chaque connexion cassée ou longueur d'acier déformée ajoutée à la force agissant sur les segments en acier connectés, jusqu'à ce que toute la structure soit affaiblie au point de ne plus pouvoir contenir la partie supérieure du bâtiment.
Quand ça s'est passé, la partie supérieure de chaque bâtiment s'est effondrée sur la partie inférieure du bâtiment. Essentiellement, c'était comme laisser tomber un immeuble de 20 étages au-dessus d'un autre immeuble. Avant l'accident, cette structure supérieure a exercé une force constante vers le bas - son poids - sur la superstructure ci-dessous. Évidemment, la superstructure inférieure était suffisamment solide pour supporter ce poids. Mais quand les colonnes se sont effondrées, la partie supérieure du bâtiment a commencé à bouger - la force de gravité descendante l'a accélérée. La quantité de mouvement d'un objet - la quantité de son mouvement - est égale à sa masse multipliée par sa vitesse. Ainsi, lorsque vous augmentez la vitesse d'un objet avec une masse définie, vous augmentez son élan. Cela augmente la force totale que l'objet peut exercer sur un autre objet.
Pour comprendre comment cela fonctionne, pensez à un marteau. Reposant dans ta main, ça ne te fait pas mal du tout. Mais si tu le laisses tomber sur ton pied, ça peut faire des dégâts. De la même manière, si vous balancez le marteau vers l'avant, vous pouvez appliquer suffisamment de force pour enfoncer des clous dans un mur.
Lorsque la structure supérieure de chaque tour est tombée, sa vitesse - et donc son élan - a fortement augmenté. Ce plus grand élan a entraîné une force d'impact qui a dépassé l'intégrité structurelle des colonnes immédiatement sous la zone détruite. Ces colonnes de soutien ont cédé, et toute la masse tomba sur les planchers encore plus bas. De cette façon, la force de la chute de la structure du bâtiment a brisé la superstructure en dessous, écraser le bâtiment par le haut, un étage à la fois.
Pour le dire autrement, l'énergie potentielle de la masse du bâtiment, l'énergie de position qu'il avait en raison de sa hauteur et de l'attraction de la gravité, a été converti en énergie cinétique, ou énergie de mouvement (le rapport met l'énergie potentielle totale pour WTC 1 à 4*10^11 joules). C'est le même principe de base que les démolisseurs professionnels utilisent pour abattre les bâtiments inoccupés.
WTC 2, la deuxième tour a frappé, s'est en fait effondré avant le WTC 1. Cela était probablement dû à deux facteurs différents. D'abord, Le WTC 2 a probablement subi des dommages immédiats plus importants - le deuxième avion à toucher allait plus vite que le premier. Deuxièmement, l'avion qui a percuté le WTC 2 s'est écrasé plus bas sur le bâtiment que l'avion qui a percuté le WTC 1. Par conséquent, les colonnes de support tendues du WTC 2 étaient soumises à une charge plus importante que les colonnes tendues du WTC 1, il serait donc logique qu'ils atteignent le point de flambement plus rapidement.
While the towers' support structure ultimately couldn't withstand the raging fire, it was strong enough to save thousands of people's lives. Around 99 percent of the people below the impact in each tower were able to evacuate before the buildings collapsed. If the towers hadn't been built with redundant structural stability, the death toll would have easily been in the tens of thousands.
In MemoriamThe late Minoru Yamasaki, chief architect on the WTC project, had this to say about the Twin Towers, on their completion in 1973:
"I feel this way about it:World trade means world peace and, par conséquent, the World Trade Center buildings in New York ... had a bigger purpose than just to provide room for tenants. The World Trade Center is a living symbol of man's dedication to world peace. Beyond the compelling need to make this a monument to world peace, the World Trade Center should, because of its importance, become a representation of man's belief in humanity, his need for individual dignity, his beliefs in the cooperation of men, and through cooperation, his ability to find greatness." Read More
An aerial view of "ground zero" in early October 2001 Photo courtesy FEMA In the months following the attacks, les États Unis, and the world, had a lot of work to do. While most of us were doing a lot of emotional work, to make sense of what had happened, the more than 1, 500 firemen, search and rescue teams, ironworkers, engineers, heavy equipment operators and other workers at ground zero were doing the very tangible physical work of cleaning up the World Trade Center wreckage.
The ground zero effort began as a search-and-rescue operation, with workers removing debris carefully, à la recherche de vides where there might be survivors. In the first hours, rescue workers mainly employed bucket brigades , which allowed them to remove debris carefully and systematically. This was important not only for the safety of any survivors, but also for the workers themselves. The wreckage was a precarious mess of twisted steel, concrete and debris, which could shift at any time.
The crew also brought in heavy equipment, including excavators and cranes. Setting up the massive cranes was a real challenge, because the ground underneath wasn't entirely stable. When the towers and surrounding buildings collapsed, the falling steel punctured huge holes in the WTC plaza, filling large sections of the basement with debris. The rescue workers weren't just sifting through a pile of wreckage above ground; they were working on top of a pit filled with debris. Engineers had to find and secure stable ground for their 300-ton and 800-ton cranes.
Rescue workers search through the rubble, two weeks after the attack. Photo courtesy FEMA 
A search-and-rescue team working at ground zero Photo courtesy FEMA En outre, the ground zero crew had to address the underground bathtub's stability. The force of the collapse destroyed much of the underground support structure that held the bathtub walls in place, risking a massive underground collapse. To maintain the basement's relative stability, the clean-up engineers had to reconfigure the tieback system that originally held the walls in place until they could construct a permanent support structure. This involved drilling into the ground and running new tieback cables between the walls and surrounding bedrock.
The clean-up effort was slow going -- the crew had to proceed carefully, and they had to move a lot of debris, truckload by truckload, to a Staten Island landfill. When the clean-up was finished, in May 2002, the workers had moved 108, 000 truckloads of debris -- around 1.8 million tons of material. But despite this massive undertaking and inherent slow speed, the crew finished the job ahead of schedule, and well under budget.
Excavators sort through the rubble at ground zero, a month after the attack. Photo courtesy FEMA When the clean-up was finished, Americans turned their attention to the future of the World Trade Center site, and the varied visions are a poignant manifestation of the nation's emotion. Americans wanted a memorial to honor the dead and mark the pivotal day in history. But at the same time, most of the country wanted to put up new office buildings and get people back to work at the WTC site.
The prevailing sentiment is clear:Most Americans want the site to reflect the gravity and sorrow of September 11, but they refuse to let the attacks crush the spirit that put up the towers in the first place. It's important to the nation, on a symbolic and practical level, that the American way of life goes on undeterred, that international trade prevails and that engineers and architects continue to dream big.
