Les tours jumelles du World Trade Center (5/10) – Les écroulements

Plan de la série « Les Tours Jumelles du World Trade Center » :

• I. La structure des tours jumelles
• II. Les crashs et les dégâts immédiats
• III. Les incendies
• IV. La fragilisation
• V. Les écroulements
  • 1/ Le WTC 2
  • 2/ Le WTC 1
  • 3/ Fragilités
  • 4/ Synthèse
  • 5/ Documentaire
• VI. Les fadaises 1 (chute libre, démolition contrôlée)
• VII. Les fadaises 2 (les architectes)
• VIII. Les fadaises 3 (thermite)
• IX. Les rapports d’enquêtes scientifiques
• X En synthèse : que retenir ?

(le WTC 7 viendra plus tard)

V. Les écroulements

1/ Le WTC 2

Les incendies se poursuivent donc dans les tours…

Zones d’incendie au 82^e étage du WTC2

Entre 9h45 et l’écroulement à 9h59, plusieurs indices montrèrent que des changements importants s’opéraient dans le WTC2, comme :

• de multiples pics de pression qui expulsaient de la fumée et parfois des flammes simultanément par des fenêtres de différents étages ;
• des écoulement de métal fondu (probablement de l’aluminium) par les hauts des fenêtres ;
• des changements dans la localisation d’objets pendants (qui étaient probablement des bouts de dalle d’étage) ;
• des changements soudains dans la localisation des incendies et leur intensité ;
• d’importantes quantités de débris tombant depuis le coté nord de la face est ;
• et des fléchissements vers l’intérieur de colonnes externes, comme nous l’avons vu.

Écroulement de planchers dans le WTC2

Les colonnes de la Tour vont donc subir avec le temps de plus en plus de contraintes :

Et à propos de contraintes, voici une petite explication de mécanique :

Eh bien on observe de tels flambements au WTC, ici au WTC2 au moment du début de l’écroulement (en pouces, 1 in = 2,5 cm) :

Déformation verticale du mur est du WTC2 (en pouces, 1 in = 2,5 cm)

Fléchissements du WTC2 au moment du début de l’écroulement

Schématiquement on a ceci : le temps passant, on a un affaiblissement continu de la résistance, jusqu’au point de rupture :

Voici le début exact de l’écroulement à 9h59 : on voit parfaitement que les colonnes extérieures cèdent, tirées vers l’intérieur :

Un coté ayant cédé, le sommet rigide de la tour s’est donc affaissé :

 

Vidéo montrant plus précisément les poteaux extérieurs lâcher et entraîner la chute de l’immeuble

Puis le haut s’est déformé :

 

Il est intéressant de bien noter que le haut de la tour a basculé, puis s’est arrêté sans avoir basculé complètement.

Ceci est lié au fait que son centre de gravité n’a pas quitté la ceinture périphérique constituée par les colonnes de façade :

Il aurait fallu atteindre un angle d’environ 35° pour que ce centre de gravité en sorte, et que le bloc bascule – mais on n’a pas dépassé 25°.

Il faut savoir que, lors d’un tel basculement, les sciences de l’ingénieur indiquent qu’il se crée sur la charnière du basculement, en plus du surpoids vertical, une composante horizontale de réaction, qui est :

• de direction opposée à celle du basculement pendant les 47 premiers degrés de rotation ;
• maximale à 27° avec pour valeur 20 % du poids de l’élément basculé.

Ce qui s’est passé est simple : les colonnes qui ont dû supporter brutalement l’énorme pression horizontale due à la masse en basculement n’ont été conçues que pour de faibles pressions horizontales dues au vent, et elles ont donc rapidement rompu – bien avant que le centre de gravité du bloc supérieur sorte de la base. Le basculement total n’a pu se produire et la descente du bloc s’est alors poursuivie verticalement.

Il est très important de le noter, car le fait que la rotation se soit interrompue montre bien qu’il y a eu une résistance à cette rotation et qu’elle a compensé l’inertie acquise précédemment… Cela montre bien que les étages inférieurs ont réellement résisté et n’ont pas été « anéantis » préalablement par des explosifs ou tout autre artifice : la résistance était suffisante pour freiner le basculement mais insuffisante pour arrêter l’effondrement global.

 

Comme nous l’avons vu, la descente des charges se faisait au travers de poteaux qui supportaient les planchers suspendus. Si nous faisons le bilan du surplus de charge sur les colonnes, nous pouvons donc recenser :

• Le déséquilibre créé par la rupture de certains éléments entraîne un rééquilibrage des charges : ce rééquilibrage est irrégulier, mais les colonnes situées près de celles rompues reprennent facilement 30 à 40 % de plus qu’au départ…
• La rupture partielle d’au moins un plancher fait qu’il n’y plus de stabilisation latérale vis à vis du flambement : la longueur de flambement est multipliée par 2 donc la force critique d’Euler divisée par 4. Si deux planchers sont détruits, elle est divisée par 9…
• À une température de 720°C, l’acier a perdu 80 % de sa rigidité. La force critique d’Euler est donc encore divisée par 5 environ…
• Enfin, une dilatation thermique non homogène à l’étage, c’est le cas avec le feu le plus violent orienté au Sud Est, peut engendrer localement des contraintes supplémentaires.

À partir du moment où un étage rompait, étant entendu que les blocs mis en mouvement initialement étaient respectivement de 15 et 30 étages environ pour les tours Nord et Sud, et que certaines colonnes recevaient peut être 5, 10 ou 15 fois plus de charges que celles pour lesquelles elles ont été dimensionnées, la ruine totale des tours était donc inéluctable.

 

Une étude avait envisagé le cas totalement improbable où malgré la chute d’un étage, la descente des charges se ferait harmonieusement. Elle a alors montré que rien que la force engendrée par la chute de l’étage suffisait à rompre l’étage suivant. Autrement dit, même en supposant le cas le plus avantageux, rien ne pouvait plus arrêter l’effondrement.

S’il est facile de montrer pourquoi une fois amorcé l’effondrement ne pouvait pas être stoppé, il est par contre très compliqué de décrire finement ces effondrements. La seule chose certaine est qu’il s’agit d’un processus essentiellement chaotique.

Une des théories les plus avancées dans ces effondrements est la théorie du pancake : celle-ci consiste en un empilement successif des planchers les uns sur les autres, dû aux ruptures des liaisons poutres-poteaux. C’est ce qui s’est, en gros passé.

Après, soyons précis (sinon des gens viennent encore tout déformer), car « la théorie du pancake » au sens littéral du terme n’est pas juste. Voici les conclusions du NIST :

6. Qu’est-ce qui a causé les effondrements du WTC 1 et du WTC 2 ?
Sur la base de son enquête approfondie, le NIST a conclu que les tours du WTC se sont effondrées parce que: (1) l’impact des avions a sectionné et endommagé les colonnes de soutien, a délogé l’isolant ignifugeant recouvrant les treillis de plancher et les colonnes d’acier, et a largement dispersé le carburéacteur sur plusieurs étages; et (2) le nombre anormalement élevé d’incendies multi-étages déclenchés par le carburéacteur par qui ont atteint des températures aussi élevées que 1 000 degrés Celsius, ou 1 800 degrés Fahrenheit. Cela a entraîné l’inclinaison vers l’intérieur des colonnes périmétriques et la rupture de la face sud du WTC 1 et de la face est du WTC 2, déclenchant l’effondrement de chacune des tours. Les preuves photographiques et vidéo, ainsi que les témoignages de l’unité d’aviation du service de police de New York pendant une demi-heure avant l’effondrement, étayent cette séquence pour chaque tour.

8. Pourquoi le NIST n’ a-t-il pas envisagé une hypothèse de « démolition contrôlée » avec modélisation et explication par ordinateur, comme il l’ a fait pour l’hypothèse de la « théorie du pancake »?
Le NIST a mené une enquête extrêmement approfondie de trois ans qui comprenait l’examen d’un certain nombre d’hypothèses sur les effondrements des tours du WTC.
Quelque 200 experts techniques – dont environ 85 experts du NIST de carrière et 125 éminents experts du secteur privé et du milieu universitaire – ont examiné des dizaines de milliers de documents, interrogé plus de 1 000 personnes, examiné 7 000 segments de séquences vidéo et 7 000 photographies, analysé 236 morceaux d’acier des ruines, effectué des essais en laboratoire et créé des simulations informatiques sophistiquées de la séquence d’événements qui se sont produits à partir du moment où l’avion a heurté les tours jusqu’à leur effondrement.

Sur la base de son enquête approfondie, le NIST a conclu que les tours du WTC se sont effondrées selon le scénario détaillé dans la réponse à la question 6.
Les résultats du NIST ne corroborent pas la « théorie de l’effondrement des pancakes », qui est fondée sur une défaillance progressive des systèmes de plancher dans les tours du WTC (le système de plancher composite – qui reliait les colonnes centrales et les colonnes périmétriques – constitué de grilles de treillis en acier intégrées à une dalle de béton). Au lieu de cela, l’enquête du NIST a montré de façon concluante que la défaillance des colonnes périmétriques inclinées vers l’intérieur a déclenché un effondrement et que l’apparition de cette inclinaison vers l’intérieur exigeait que les planchers affaissés restent reliés aux colonnes et tirent les colonnes vers l’intérieur. Ainsi, les sols n’ont pas cédés en provoquant progressivement un phénomène de pancakes.

Les conclusions du NIST ne corroborent pas non plus la théorie de la « démolition contrôlée », puisqu’il y a des preuves concluantes que : l’effondrement a été provoqué dans les étages d’impact et d’incendie des tours du WTC et nulle part ailleurs, et ; et le temps qu’il a fallu pour déclencher l’effondrement (56 minutes pour le WTC 2 et 102 minutes pour le WTC 1) a été dicté par (1) l’étendue des dommages causés par l’impact de l’avion, et (2) le temps qu’il a fallu pour que les incendies atteignent des endroits critiques et affaiblissent la structure au point que les tours n’ont pas pu résister à l’énorme énergie dégagée par le mouvement vers le bas de la partie supérieure massive du bâtiment au-dessus des planchers d’incendie et d’impact.

Les preuves vidéo ont également montré sans ambiguïté que l’effondrement a progressé de haut en bas, et il n’ y avait aucune preuve (collectée par le NIST ou par le New York City Police Department, le Port Authority Police Department, ou le service d’incendie de New York) d’explosion ou d’explosion dans la région en dessous de l’impact et les étages d’incendie comme les sections supérieures du bâtiment (y compris et au-dessus du 98e étage dans le WTC 1 et le 82e étage du WTC 2) ont commencé leur descente

En résumé, le NIST n’ a trouvé aucune preuve corroborant d’autres hypothèses suggérant que les tours du WTC ont été abattues par démolition contrôlée à l’aide d’explosifs. Le NIST n’a pas non plus trouvé de preuves que des missiles ont été tirés sur les tours ou y ont heurté. Au lieu de cela, des photographies et des vidéos prises sous plusieurs angles montrent clairement que l’effondrement s’est amorcé au moment de l’incendie et des planchers d’impact et que l’effondrement a progressé à partir des planchers d’amorçage vers le bas jusqu’à ce que les nuages de poussière obscurcissent la vue.

En fait, vous notez que des personnes jouent sur les mots. Quand le NIST dit qu’il ne soutient pas la théorie du pancake, cela signifie que ce ne sont pas les planchers qui ont cédé au début, mais les murs extérieurs. En général, on parle en fait de « pancake » pour simplement dire que les étages ce sont écroulés les uns sur les autres, ce qui est bien arrivé par la suite…

On voit sur la photo précédente de très larges pans de colonnes extérieures, montrant bien l’empilement des planchers qui a fait s’écrouler ensuite les colonnes extérieures qui ne tenaient plus à rien.

De nombreuses études ont tenté d’expliquer l’effondrement en 2D, puis en 3D. Cependant, inutile de rêver : décrire ces événements avec exactitude reviendrait à demander à un météorologue de prévoir le temps le 31 janvier 2050 à Paris avec 0.1°C de précision…

L’inclinaison étant restée limitée, la tour s’est ensuite affaissée d’un étage. L’étage inférieur a donc eu à supporter brutalement le poids de tout le bloc en chute, alors qu’il était conçu pour résister au seul poids du bloc statique, il s’est donc effondré à son tour, entrainant l’étage inférieur, etc. : le tour s’est donc effondrée sous son poids :

Observez ceci sur la simulation suivante :

Simulation :

Reconstitution :

Les photos :

Et voici pour terminer une compilation de vidéos :

2/ Le WTC 1

Le WTC 1 souffre sur toutes ses faces :

Le résultat était prévisible : à 10h06, un avion du NYPD avertit que le WTC1 allait probablement s’écrouler ; à 10h20, des observateurs dans des hélicoptères du NYPD indiquèrent le haut du building se penchait ; à 10h21, ils avertirent que le WTC1 se déformait dans le coin sud-ouest, et se penchait vers le sud.

De la même façon que pour le WTC2, à 10h28, un étage lâche (mais comme l’avion a frappé symétriquement cette fois, le haut de la tour s’affaisse pratiquement sans basculer) :

 

Notez l’éjection de débris sous la coulée, montrant les lourds effets internes

Particularité : une grande partie du coeur a résisté une dizaine de secondes de plus, avant de s’effondrer :

Bilan : un champ de ruines de centaines de milliers de tonnes…

avec un effroyable bilan humain :

Notons cependant que, à cette heure là, matinale, le World Trade Center comprenait 17 500 personnes : c’est très loin de sa « charge » maximale, d’environ 40 000 personnes. Donc :

• si l’attentat était survenu simplement 2 heures plus tard, il est fort possible que le total des victimes soit passé de 2 750 à près de 10 000 – les capacités d’évacuation ayant déjà été saturées à demi-charge.
• si, en plus, les terroristes avaient été plus efficaces en 1/ Pour le WTC 1 en visant simplement bien plus bas pour piéger plus de monde 2/ Pour le WTC 2 en visant plus bas également, au centre, et sur un coté adjacent pour détruire les escaliers, alors l’attentat aurait facilement eu un potentiel de 20 000 victimes…

Voici une simulation :

Et voici pour terminer une compilation de vidéos :

(2e moitié)

3/ Fragilités

Il y a une chose notable dans la plupart des ruines : la rectitude des débris

En fait, c’est dû au fait que, évidemment, les poteaux étaient fait pour résister à de la compression verticale, mais bien peu à de la déformation horizontale. C’est le cas pour ceux de façades (qui étaient boulonnés) mais aussi pour ceux du coeur (ayant été soudés). Regardez les ruptures :

Comme on l’a vu, ce sont ces colonnes extérieures qui ont cédé les premières, n’ayant pas été conçues pour résister à une forte traction horizontale (due aux planchers ramollis ployant )

Comme l’indique Jérôme Quirant (professeur de Mécanique à Montpellier) : « Les soudures sont même étonnamment légères par rapport aux éléments assemblés. Elles ont été faites bout à bout, avec une pénétration partielle (!) (1/3 environ de l’épaisseur), sans aucune préparation (!!) (chanfrein en V ou tulipe) et sur deux membrures seulement (!!!). C’est à faire bondir tout spécialiste de construction métallique, surtout avec les précautions draconiennes imposées à l’heure actuelle pour réaliser une soudure sur chantier !!! » (Source)

Bref, le WTC était assez mal conçu (en cas de problème) et assez mal construit…

4/ Synthèse

Voici les observations clés pour le WTC2 (rapport NIST) :

Et la séquence probable d’écroulement :

Et voici les observations clés pour le WTC1 :

Et la séquence probable d’écroulement :

5/ Documentaire

Voici pour finir des documentaires synthétisant l’effondrement :

« Superstructures (France 5) : Les Twin Towers, autopsie d’un effondrement »

Cependant, bien que le schéma global soit parfaitement connu, comme pour le Pentagone, les théories souvent délirantes ont fleuri, comme nous le verrons dans les prochains billets…

N.B. : les séries sur le 11 Septembre sont évidemment lourdes à modérer. Comme vous le voyez dans le plan au début du billet, ce billet s’insère dans une longue série. Merci donc de ne pas commenter sur de sujets qui seront clairement traités par la suite, cela fait perdre du temps à tout le monde. Vous pouvez commenter la série dans ce billet dédié.