Effondrement des tours

 

L'effondrement des tours du World Trade Center a été l'évènement central des attentats du 11 septembre 2001, durant lesquels chacune des tours jumelles a été frappée par un avion de ligne détourné. La tour sud (2 WTC) s'est effondrée à 9h59 (heure locale), moins d'une heure après avoir été frappée par le 2e avion. La tour nord (1 WTC) l'a suivie à 10h28 (heure locale), près de 100 minutes après avoir été frappée par le 1er avion.

2 751 personnes qui se trouvaient à l'intérieur et à proximité des tours ont été tuées, y compris les 157 passagers et membres d'équipage à bord des deux avions. L'effondrement des tours jumelles a aussi causé d'importants dégâts au reste du complexe et aux bâtiments avoisinants. En conséquence de quoi, à 17h20 (heure locale), la 7 WTC s'est à son tour effondrée.

L'Agence fédérale des situations d'urgence (FEMA) entreprit une étude de la résistance des bâtiments, qu'elle achevait en mai 2002. Elle concluait que la conception des tours était bonne et attribuait les effondrements à des facteurs échappant complètement au contrôle des constructeurs. Bien qu'estimant nécessaire une étude supplémentaire, la FEMA suggérait que les incendies causés par le crash des avions avaient probablement affaibli les solives des planchers et amorcé les effondrements. Selon le rapport de la FEMA – ultérieurement contredit par les conclusions du NIST – les étages se sont détachés de la structure portante des bâtiments et se sont effondrés les uns sur les autres, entraînant un effondrement progressif.

L'enquête initiale de la FEMA fut révisée par une enquête plus détaillée du National Institute of Standards and Technology (NIST), terminée en septembre 2005. Comme la FEMA, le NIST mettait hors de cause la conception du WTC, notant que la sévérité des attaques et l'ampleur des destructions allaient bien au-delà de tout ce qu'avaient pu connaître les villes américaines dans le passé. Le NIST soulignait aussi le rôle des incendies, mais n'attribua pas les effondrements à la défaillance des solives. Àu lieu de cela, il considérait que les planchers avaient fléchi, tirant les colonnes vers l'intérieur : "Ceci a mené au fléchissement initial des colonnes vers l'intérieur et à l'affaissement de la face sud du WTC 1 et de la face est du WTC 2, amorçant l'effondrement de chacune des tours".

Le nettoyage du site impliqua des opérations 24h/24, effectuées par de nombreux entrepreneurs, et finit par coûter des centaines de millions de dollars. La démolition des bâtiments endommagés alentour continua même lorsque de nouvelles constructions eurent commencé, comme celle de la Freedom Tower. Des bâtiments détruits, seul le 7 World Trade Center a jusqu'à présent été remplacé. Sa construction s'est achevée en 2008.

Conception 

L'architecte Minoru Yamasaki conçut les tours comme des tubes segmentés qui fournirent aux locataires des étages vastes et dégagés, sans colonnes ni murs. Ce fut fait avec de nombreuses colonnes faiblement espacées pour supporter la majeure partie du poids de la structure, partagé avec des colonnes du cœur. Au-dessus du 7e étage, il y avait 59 colonnes externes à chaque face des tours et 47 colonnes dans le cœur. Tous les ascenseurs et les escaliers étaient placés dans le cœur, laissant un large espace libre de colonnes entre le périmètre externe qui était relié au cœur par des poutres pré-fabriquées.

Les étages étaient constitués de plaques de béton léger d'une épaisseur de 10 cm (4 pouces) reposant sur un treillis d'acier. Une grille de fermes légères et de fermes principales supportaient les étages. Les fermes étaient connectées aux façades par les colonnes externes. Les parties supérieures des fermes étaient boulonnées aux attaches et soudées du côté extérieur et à un chenal soudé aux colonnes du cœur du côté interne. La conception réduisait la sensation de balancement ressentie par les occupants. Les fermes supportaient une plaque de béton léger de 10 cm (4 pouces) d'épaisseur, qui partage des connections pour une action combinée.

Les tours incorporaient aussi une armature de coiffe ou treillis à balancier placé entre le 107e et le 110e étage, qui consistaient en 6 fermes au long de l'axe du cœur et 4 le long de l'axe court. Ce système de fermes permettait une redistribution des charges entre les colonnes de la façade externe et celles du cœur. On y a attribué un rôle clé dans l'effondrement.

Les concepteurs avaient envisagé les effets de l'impact d'un avion commercial et pensaient que les structures resteraient debout lors d'un tel évènement mais le NIST trouva une raison de penser qu'ils avaient manqué d'estimer correctement l'effet de tels impacts sur les structures, et particulièrement les effets des incendies.

Dégâts causés par les collisions des avions contre les tours

 

Les pirates de l'air lancèrent deux avions de ligne Boeing 767, le vol 11 American Airlines (un Boeing 767-200ER) et le vol 175 United Airlines (un Boeing 767-200), dans les tours. Le 1 WTC fut touché à 8 h 46 par le vol 11 entre les 99e et 93e étages. Le 2 WTC fut touché à 9 h 03 par le vol 175 entre les 85e et 77e étages.

Un Boeing 767-200 fait 48,5 m (160 pieds) de long et a une envergure de 48 m (156 pieds), avec une capacité allant jusqu'à 62,2 (-200) ou 91 (-200ER) m³ de carburant7. Les avions ont percuté les tours à des vitesses très élevées. Le vol 11 volait à 700 km/h (440 mi/h) quand il s'écrasa dans le 1 WTC, la tour Nord; le vol 175 percuta le 2 WTC, la tour Sud, à environ 870 km/h (540 mi/h). En plus de rompre un certain nombre de colonnes portantes, les explosions résultant des impacts sur chacune des tours enflammèrent 38 m³ (10 000 gallons)3 de carburant et propagèrent immédiatement le feu à plusieurs étages tandis que se consumaient papier, mobilier, moquette, ordinateurs, livres, murs, charpente, et autres objets dans tous les étages touchés. La force de l'explosion issue de l'impact dans le 1 WTC se propagea par au moins un des conduits d'ascenseur sur toute la hauteur du bâtiment jusqu'au rez de chaussée, soufflant toutes les fenêtres et en laissant un certain nombre de personnes blessées

 

 


 

Incendies 

La construction légère et la nature creuse des structures a permis au carburant de pénétrer jusqu'à l'intérieur des tours, déclenchant de nombreux feux simultanément au-dessus d'une grande surface des étages touchés. Le carburant des avions brûla tout au plus quelques minutes mais l'intérieur des bâtiments brûla plus d'une heure, voire une heure et demie. Les incendies furent assez chaud pour affaiblir les colonnes et causer l'affaissement des étages, tirant les colonnes extérieures vers l'intérieur et réduisant leur capacité à supporter la masse supérieure de l'immeuble.

Dégradation de la situation 

Les appels téléphoniques des personnes piégées aux étages supérieurs ont relayé des informations via le 9-1-1 sur la situation. À 9 h 37, une personne bloquée au 105e étage de la tour Sud signala que les étages inférieurs "dans les 90e étages" s'étaient effondrés. La dégradation de la situation fut également signalée par les hélicoptères de l'unité aérienne du NYPD.

  • 9 h 52 - L'unité aérienne du NYPD signale à la radio que "d'important débris pourraient tomber du haut du 2 WTC. D'importants débris sont accrochés ici."
  • 9 h 59 - Ils signalent que la tour Sud s'effondre.

Les hélicoptères du NYPD signalent la dégradation de la situation de la tour Nord.

  • 10 h 20 - L'unité aérienne du NYPD signale que le haut de la tour pourrait pencher.
  • 10 h 21 - Ils signalent que la tour Nord se plie vers le coin Sud-Est et se penche vers le Sud.
  • 10 h 27 - L'unité aérienne signale que le toit est sur le point de s'effondrer.
  • 10 h 28 - Le NYPD signale que la tour s'effondre.

Il y avait peu de communication avec le NYPD et le FDNY avait des problèmes avec des radios défectueuses. Les pompiers à l'intérieur des tours n'entendirent pas l'ordre d'évacuation de leurs supérieurs sur les lieux. 343 pompiers moururent dans les Twin Towers, à la suite de l'effondrement des bâtiments.

Effondrement des Tours-Jumelles 

À 9h59, la tour sud s'effondre, 56 minutes après la collision. La tour nord, percutée à 8h46, s'effondrera à 10h28, soit 102 minutes après qu'elle fut impactée. Ces effondrements produiront d'énormes nuages de poussières et couvriront une grande partie de la presqu'île de Manhattan pendant plusieurs jours. Pour l'origine de chacun des effondrements, il est communément accepté que la défaillance des structures endommagées suite au choc créé par la collision des avions a entrainé la chute de la partie supérieure à l'impact des immeubles sur les parties inférieures. Par conséquent, chacun des immeubles se sont écroulés symétriquement et de manière plus ou moins perpendiculaire au sol, malgré l'inclinaison prise par le sommet des immeubles lors de leurs chutes et de l'apparente dispersion des débris au sol. Plus l'effondrement progressait, plus il produisait de poussières et de débris qui étaient expulsés par les fenêtres situées en dessous du front descendant de destruction.

Mécanique des effondrements 

En raison des différences entre les impacts, les effondrements des deux tours ont différé sur certains aspects mais, dans les deux cas, la même enchaînement d'évènements est survenu. Après que les impacts eurent sectionné les colonnes extérieures et endommagé certains des piliers centraux, la charge s'exerçant sur les colonnes s'est vue redistribuée. Les treillis coiffant chacun des deux immeubles ont joué un rôle significatif dans la redistribution des charges dans la structure.

Les impacts ont également mis à mal par endroits la protection anti-feu des structures portantes métalliques, augmentant par là même leur exposition à la chaleur. Dans les 102 minutes précédant l'effondrement de 1 WTC, les feux ont atteint des températures qui, quoique bien en dessous du point de fusion, ont été suffisamment élevées pour affaiblir les colonnes de base de sorte qu'elles ont subi une déformation plastique et un fluage sous le poids des étages supérieurs. Le rapport du NIST modélise la situation.

La situation fut similaire dans le 2 WTC. Dans les deux tours, les colonnes et les planchers ont été également affaiblis par la chaleur des feux, ce qui a conduit les planchers à s'affaisser et à exercer une force vers l'intérieur sur les murs extérieurs du bâtiment. À 9 h 59, 56 minutes après l'impact, un affaissement se produisit. À 10 h 28, 102 minutes après l'impact, le mur Sud du 1 WTC se déforma, avec les mêmes conséquences. L'effondrement total des tours était inévitable en raison de l'énorme poids des tours au-dessus des zones d'impact.

La combinaison de trois facteurs a permis à la tour nord de rester debout plus longtemps, le point d'impact était plus haut (de sorte que la charge de la gravité sur la zone la plus endommagée était plus faible), la vitesse de l'avion était plus faible (et donc un impact moindre), et les étages touchés avaient subi un traitement anti-incendie.

 

Effondrement du bâtiment 7 du World Trade Center

 

Le complexe du World Trade Center était composé de sept immeubles, dont trois se sont complètement effondrés le jour des attentats. Le 11 septembre 2001 à 17 h 20, le bâtiment 7 du World Trade Center, un gratte-ciel à charpente métallique de 47 étages et de 186 m de hauteur, séparé du reste du complexe par la Vesey Street, fut la troisième tour à s'effondrer. Contrairement aux Tours Jumelles, l'effondrement du WTC 7 avait été anticipé plusieurs heures à l'avance et le bâtiment était vide. Les pompiers avaient utilisé un theodolite pour évaluer les proportions d'une déformation visible sur la façade.

Le rapport provisoire de la FEMA était peu concluant, et l'effondrement du WTC 7 n'était pas mentionné dans le rapport final du NIST sur l'effondrement du World Trade Center quand il a été publié en septembre 2005. Excepté une lettre adressée au Journal of Metallurgy, qui suggérait que certaines des structures d'acier avaient été exposées à des températures suffisantes pour les faire fondre, aucune étude sur l'effondrement du WTC 7 n'avait été publiée dans une revue scientifique.


Le NIST publia un nouveau rapport en juin 2004, exposant brièvement des hypothèses à ce sujet. On this hypothesis a local failure in a critical column, caused by damage from either fire or falling debris from the collapses of the two towers, progressed first vertically and then horizontally to result in "a disproportionate collapse of the entire structure". Though it is not considering a controlled demolition hypothesis, NIST is developing hypothetical blast scenarios that could have caused the buildings structure to fail. It anticipates the release of a draft report of 7 World Trade Center in 2008.

 

Article principal : 7 World Trade Center.

Historique de l'enquête

Premières réactions 

L'effondrement du World Trade Center arriva comme une surprise pour les ingénieurs. "Avant le 11 septembre," relate le New Civil Engineer, "il était absolument inconcevable que des structures d'une telle taille puissent subir une telle destinée." Bien que les dégâts engendrés par les avions étaient sévères, ils étaient localisés sur quelques étages de chaque tour. Le défit pour les ingénieurs était d'expliquer comment des dégâts localisés ont pu provoquer l'effondrement progressif de trois des plus grand édifices du monde. Interviewé par la BBC en octobre 2001, l'architecte anglais Bob Halvorson prédit correctement qu'il y aurait "un débat pour savoir si oui ou non les tours du World Trade Center auraient du s'effondrer tel que cela s'est produit." L'étude impliquerait une analyse minutieuse des plans du WTC, de sa construction, des témoignages des témoins oculaires, des vidéos des effondrements, et l'examen des décombres. Soulignant la difficulté de la tâche, Halvorson a déclaré "Nous sommes bien au-delà d'une étude classique."

Authority 

Immédiatement après les effondrements, il y avait une certaine confusion au sujet de l'autorité qui mènera une enquête officielle. Bien qu'il y ait une procédure claire pour les accidents d'avions, aucune agence n'est désignée à l'avance pour enquêter sur les effondrement des bâtiments. Une équipe fut rapidement réunie par le Structural Engineers Institute de l'American Society of Civil Engineers. Il y eu aussi l'American Institute of Steel Construction, l'American Concrete Institute, la National Fire Protection Association et la Society of Fire Protection Engineers. L'ASCE ultimately invited la FEMA à rejoindre l'enquête, which was completed under the auspices of the latter.

L'enquête fut critiquée par certains ingénieurs et lawmakers aux États-Unis. Il y avait peu de financement, aucune autorité pour demander des preuves et limiter l'accès au site du World Trade Center. Un point majeur de discorde à ce moment fut que le nettoyage du site engendra la destruction de la majorité des composants en acier des bâtiments. En effet, quand le NIST publia son rapport, il nota "la rareté des preuves matériels" qu'il avait eu à sa disposition pour enquêter sur les effondrements. Seule une fraction d'un pour cent des bâtiments est restée pour l'analyse après que le nettoyage fut terminé: soit quelque 236 pièces d'acier.

La FEMA publia son rapport en mai 2002. Bien que le NIST avait toujours annoncé son intention d'enquêter sur les effondrements au mois d'août de la même année, by 11 septembre 2002 (un an parès la catastrophe), there was growing public pressure for a more thorough investigation. Congress passed the National Construction Safety Team bill in octobre 2002. This provided the authority for the NIST investigation, qui a publié ses résultats en septembre 2005.

He also noted that the report lacked a timeline and physical evidence to support its conclusions.

Some engineers have suggested that our understanding of the collapse mechanism could be improved by developing an animated sequence of the collapses based on a global dynamic model, and comparing it with the video evidence of the actual collapses. In octobre 2005, the New Civil Engineer reported criticism of NIST's computer modelling. Colin Bailey at the University of Manchester and Rober Plank at the University of Sheffield called on NIST to produce computer visualizations of the collapses in order to correlate the collapse models with observed event.

Remarks by Osama bin Laden 

Although its translation is contested, a videotape of Osama bin Laden verified by the Pentagon indicates that Bin Laden did not believe that the buildings would collapse completely, but only those levels above where the planes struck:

« We calculated in advance the number of casualties from the enemy, who would be killed based on the position of the tower. We calculated that the floors that would be hit would be three or four floors. I was the most optimistic of them all. (...Inaudible...) Due to my experience in this field, I was thinking that the fire from the gas in the plane would melt the iron structure of the building and collapse the area where the plane hit and all the floors above it only. This is all that we had hoped for. »

Other buildings

L'ensemble du complexe du World Trade Center a été détruit le 11 septembre 2001, et de nombreux bâtiments environnants ont été endommagés ou détruits lors de l'effondrement des tours. Le 5 WTC a subi un incendie important et un effondrement partiel de sa structure en acier.

Parmi les autres immeubles détruits, il y a eu l'église orthodoxe grecque St. Nicolas, le Marriott World Trade Center (Marriott Hotel 3 WTC), le South Plaza (4 WTC), et le U.S. Customs (6 WTC). Les bâtiments du World Financial Center, 90 West Street, and 130 Cedar Street furent la proie d'incendies. Le Deutsche Bank Building, Verizon, et World Financial Center 3 subirent des dommages lors de l'effondrement des tours as did 90 West Street. One Liberty Plaza survived structurally intact but sustained surface damage including shattered windows. 30 West Broadway a été endommagé par l'effondrement du WTC 7. Le Deutsche Bank Building, which was covered in a large black "shroud" after 11 septembre to cover the building's damage, est actuellement en cours de déconstruction, because of water, mold, and other severe damage caused by the neighboring towers' collapse.

Article principal : Théories du complot à propos des attentats du 11 septembre 2001.

                  

Portions of the outer shell of the                15 Septembre 2001                      Ground zero of the W

                                                                                                                Trade Center in 2008

North Tower leanagainst the

remains of 6 WTC which suffered

massive damage when the North

Tower collapsed.The remains

of 7 WTC are at upper right

 

 

 

 

 

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