23/11/2009

LES IMPROBABLES HYPOTHESES DU NIST

Le NIST est le département technique de l'administration US en charge de la normalisation des pratiques et du contrôle de la conformité des constructions. C'est à lui que Le président Bush Jr confia la tâche de dire pourquoi et comment trois tours du World Trade Center se sont retrouvées entièrement détruites le 11 septembre 2001. Les rapports qu'il a successivement rendu publics exposent donc la thèse officielle explicative des soi-disant effondrements.
Pour ce qui est des jumelles, le NIST, manquant à la mission qui lui avait été attribuée, se contenta de produire des simulations par ordinateur montrant que leur effondrement pouvait être déclenché sans faire appel à une énergie exogène. En l'absence de simulation de la poursuite de l'effondrement, c'est-à-dire de scénario crédible de la destruction totale des tours, le NIST a simplement reproduit l'opinion du Pr Bazant, publiée le 13 septembre, soutenant que l'effondrement ne pouvait être stoppé par les structures inférieures restées intactes. Après que les tours aient résisté à l'impact des avions, la seule cause décisive d'un effondrement naturel ne pouvait résider que dans les effets des incendies. Mais le NIST se heurtait à un redoutable obstacle, à savoir la brièveté d'exposition à des incendies très localisés dans les étages atteints. Aussi fut-il contraint d'adopter l'hypothèse selon laquelle les revêtements de protection thermique des colonnes avaient été expulsés lors des impacts par les débris des aéronefs et des structures détruites ("Les tours du WTC ne se seraient certainement pas effondrées sous l'effet des vastes [sic] incendies sur plusieurs étages si l'isolant thermique n'avait pas été largement arraché ou avait été seulement très partiellement arraché par les impacts d'avion"). Une telle hypothèse se révèle cependant plus que gratuite, s'opposant aux quelques données disponibles. A savoir : 1°/ que les échantillons de colonnes analysés ne révélèrent pas d'échauffement au-delà de 600°C, la plus part indiquant une température autour de 250°C, résultat qui peut être interprété par la conservation de l'essentiel du revêtement de protection. 2°/ par ailleurs, un test de décrochage de ce type de protection à l'aide de tirs de balles échoua, ne produisant que des éclats ponctuels. 3°/ les faces des colonnes centrales qui auraient pu éventuellement être dépouillées de leur revêtement se trouvaient à l'opposé des incendies attestés. Quant aux colonnes périphériques, elles reçurent les débris en fin de course,ayant alors perdu une part majeure de leur énergie. Il faut donc conclure que l'hypothèse du dépouillement qui fonde le succès des simulations ne peut être retenue. Il s'en suit que le NIST a échoué dans sa mission d'établir scientifiquement la possibilité d'un effondrement naturel des tours jumelles.
Quant à la tour n°7, le NIST résume ainsi la phase du déclenchement : "les incendies brûlèrent durant suffisamment longtemps pour causer une déformation et/ou une faille fatale à la structure du bâtiment", soulignant au passage que le phénomène apparut suite à "des températures à des centaines de degrés inférieures (moins de 400°C) à celles habituellement prises en compte pour les épreuves de résistance au feu". La difficulté que rencontra le NIST tenait de la nature nomade des incendies : "de tels feux se déplaçaient d'un endroit à un autre (c'est-à-dire d'un ensemble de postes de travail au voisin) et brûlèrent intensément en chaque lieu durant 20 à 30 min". A l'encontre de cette description corroborée par les enregistrements vidéos disponibles, le NIST a été contraint d'adopter l'hypothèse selon laquelle "le vaste espace entourant la colonne 79 avait eu suffisamment de combustible (c'est-à-dire de postes de travail) pour alimenter un incendie local durant deux à trois heures". Cette hypothèse permettait un échauffement des poutres du plancher du 13ème étage apte à provoquer une dilatation fatale (à l'aide d'autres hypothèses traitées par la suite) au maintien latéral de la colonne 79, première étape de l'effondrement. Mais cette hypothèse est contredite, non seulement par le constat de la migration des feux, mais aussi par un ensemble de données spécifiques : 1°/dans tous les étages concernés, la densité de combustible autour de la colonne 79 est au plus égale à la densité générale de l'étage. 2°/ dans l'étage critique (le 12ème), l'espace autour de la colonne 79 est largement dénué de postes de travail. 3°/le coin nord-est du bâtiment (où se situe la colonne 79) est le lieu d'un incendie entre 14h30 et 15h44, le paroxysme étant vers 15h10. Autrement dit, cet espace ne montre plus de feu actif depuis plus de 1h30 au moment de la destruction de la tour. 4°/ les différents étages dits affaiblis par les incendies n'ont pu l'être qu'à des moments différents.
Par ailleurs, la densité de combustible attribuée à cette zone fut hypothétiquement accrue de 50% (sans base justificative), "l'acier fut dans le modèle FDS représenté comme thermiquement mince,d'où l'usage d'une conductivité thermique NULLE" (injustifiable!), la poussée résultant de l'expansion thermique de cinq poutres du plancher 13 se serait faite d'un seul côté (idem!), les poutres n'auraient pas été soudées à leur siège (prétexte de cette hypothèse : pas de données disponibles) et elles n'auraient été que marginalement boulonnées aux planchers de béton (alors qu'une version antérieure de ce travail affirmait au contraire un assemblage à densité de boulonnage normal). Enfin, une autre hypothèse favorisant la rapidité de l'échauffement des structures fut adopté par le NIST dans son choix du niveau de protection passive : "fondée sur la hauteur, la zône d'implantation, la catégorie de destination prévue, la classe minimale (autorisée par le code de construction de la ville) était 1-C (2 heures de protection). Cependant, des documents, incluant des plans et les spécifications imposées aux entreprises pour la protection passive des structures métalliques, indiquent une classe 1-B (3 heures de protection).(...) Dans ce rapport, la classe 1-C a été supposée, mais la classe réelle a pu être 1-B". Le rapport ajoute : "après la publication des rapports d'étude sur les tours du WTC, en septembre 2005, des documents furent obtenus qui contenaient un ensemble de mesures de l'épaisseur des revêtements de protection pour le WTC7. Ces mesures d'épaisseur étaient cohérents avec la classe 1-B". Le NIST avait donc choisi la spéculation contre les données factuelles pour obtenir le résultat désiré.
Aucune de ces hypothèses ne pouvant être retenues, il nous faut conclure que le NIST a été dans l'incapacité d'établir scientifiquement la possibilité d'un effondrement naturel de la tour n°7.

11/01/2009

CHIFFRAGE DES DOMMAGES STRUCTURELS

La conception des tours jumelles peut être schématisée comme suit : 110 plateaux accrochés d'un côté à une colonne vertébrale (structure porteuse centrale constituée de 47 poteaux massifs régulièrement reliés entre eux) et d'autre part à un tube (structure porteuse extérieure faite de 240 poteaux solidarisés par des plaques d'acier). Le noyau supporte ainsi chaque étage pour 60% , 40% étant assignés au tube.

Les dommages infligés par les avions aux structures extérieures peuvent être chiffrés avec une excellente précision grâce aux multiples enregistrements photo et vidéo disponibles. Une estimation basse résulte du calcul de la surface arrachée à la section du tube située entre les étages 94 et 98 pour WTC1, 78 et 83 pour WTC2. Cette surface absente correspond à environ 4% de la surface du bandeau. Elle induit donc un affaiblissement moyen de 4 x 40%, soit 1.6%, de la capacité des structures à tenir x fois la charge maximale envisagée pour le bâtiment (x étant le coefficient de sécurité utilisé dans le calcul de structure , 3 en principe).
On peut aussi envisager l'étage le plus touché pour désigner le niveau le plus fragilisé : étage 95 pour WTC1 avec 7.5%, et 81 pour WTC2, avec 6.3%. L'affaiblissement induit est alors respectivement de 3% et 2.5%.
Un chiffrage qui prend simplement en compte le nombre total de colonnes sectionnées rapporté au nombre de colonnes du pourtour (240) donne une valeur surestimée des dommages : 34 et 33 respectivement pour WTC1 et 2WTC2, soit 14%, aboutissant à un affaiblissement de la capacité des immeubles de 5.6%.

Les dommages infligés à la structure interne resteront à jamais inconnus. Cependant, la conjonction de plusieurs données permettent de s'assurer que le nombre de colonnes du noyau gravement endommagées par le passage des débris d'avions est restreint .

Tout d'abord, seules les parties massives en acier avaient la capacité de provoquer de tels dommages : les deux moteurs et, dans une moindre mesure, les trains d'atterrissage, le restant des aéronefs étant constitué d'aluminium, trois fois moins dense que l'acier. ¨Par ailleurs, de la moitié tribord du vol UA175 qui n'a pu interférer avec les colonnes centrales de la tour Sud du fait de sa direction à l'impact, seuls un moteur et un train sont ressortis, après avoir perdu 95% de leur énergie (http://www.cyberarchi.com/actus&dossiers/courrier-des-lecteurs/index.php?article=4282 ). Admettant l'estimation faite par le NIST d'une perte de 30% de l'énergie originelle dans la traversée de l'espace de bureaux entre l'impact et la sortie du tube, 32% de cette énergie est donc dissipée lors de l'impact. Il ne restait alors qu'environ 50% de l'énergie originelle aux vestiges des moteurs et trains des deux Boeing à leur arrivée au contact des colonnes centrales,tout au plus apte à grâvement endommager une seule colonne par élément (moteur ou train). D'où une estimation des dégats infligés à cette structure centrale : 5 colonnes pour WTC1 , 3 pour WTC2. Parmi les scénarios déterminés par le NIST, les plus proches de la réalité des empreintes d'impact donnent les dommages suivants : 3 sectionnées, 4 sévèrement déformées et 6 légèrement déformées pour WTC1 (scénario moyen); 4 sectionnées et 2 sévèrement déformées pour WTC2 (scénario mineur). En comptabilisant les sévèrement déformées pour moitié et les restantes pour le quart, on aboutit à l'estimation suivante : 6.5 colonnes popur WTC1 et 5 pour WTC2, représentant respectivement 14% et 11% de l'ensemble des colonnes centrales, c'est-à-dire 8% et 7% d'affaiblissement de la capacité porteuse. Retenant cette hypothèse haute (le NIST semble avoir attribué à l'ensemble des colonnes centrales les mêmes dimensions alors que 16 des 47 sont doubles des autres, constituant le rang extérieur du grand côté du noyau, les premières à être atteintes par les vestiges dans le cas de WTC1), on obtient le résultat : affaiblissement de 11% pour WTC1 et 10% pour WTC2.

Comparés aux coefficients de sécurité utilisés dans la construction de ces immeubles (supérieurs à 200%), ces chiffres expriment le caractère marginal des dommages infligés par l'impact des avions; ce que les ingénieurs concepteurs illustraient en exposant que chaque tour était capable de soutenir plusieurs impacts de gros porteurs sans voir sa solidité compromise. C'est également la conclusion du NIST : bien qu'endommagées, les tours jumelles avaient conservé leur capacité à tenir indéfiniment leur charge habituelle.