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septembre 25, 2017

Les tours jumelles du World Trade Center (4/10) – La fragilisation


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Plan de la série “Les Tours Jumelles du World Trade Center” :

(le WTC 7 viendra plus tard)

1/ La protection incendie du WTC

Les structures en acier sont particulièrement sensibles aux incendies, perdant rapidement leur résistance sous de hautes températures.

Le WTC comportait donc deux sortes de protection anti-incendie : une active et une passive.

L’active se composait de buses automatiques anti-incendies (sprinkles). Les tuyaux d’arrivée d’eau ayant été sectionnés dès le crash, ils ne furent d’aucune utilité – je ne développe donc pas.

La passive se composait d’isolant thermique, sous deux formes :

  1. les colonnes du cœur étaient pour la plupart protégées par de simples panneaux de plâtre :
    world trade center 11 septembre
  2. les colonnes de la façade et les poutres étaient recouvertes de matériaux ignifugés pulvérisés (sprayed fire-resistant material – SFRM) :
    world trade center 11 septembre

Soulignons que les tours ayant été commencées à la fin des années 1960, certaines parties contenaient de l’amiante (principalement les 37 premiers étages du WTC1) dans les SFRM, les constructeurs ayant cessé de l’utiliser durant la construction ; en effet, le constructeur, la Port Authority of New York and New Jersey, avait émis une directive d’interdiction du chrysotile pulvérisé dès avril 1970, au vu des dangers de ce matériau. Cela représente néanmoins un total d’environ 2 000 tonnes pour le WTC, qui mettront 30 ans plus tard en danger les 400 000 new-yorkais exposés aux poussière le 11 Septembre….

world trade center 11 septembre

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Publicité de 1981 pour l’amiante (= asbestos en anglais) contenue dans le WTC…

Je vous renvoie vers cette étude du Bulletin de l’Institut de l’amiante de 2002 qui indique :

Vous notez déjà que les tours étaient construite pour tenir 4 heures au feu – dans des conditions d’incendie relativement “normales”. On verra pourquoi elles ont tenu beaucoup moins. MAIS le propos est ici de bien comprendre que, passé au moins 4 heures de violent incendie, la tour pouvait éventuellement s’écrouler. Pour l’amiante :

Voici des photos d’époque montrant la projection de SFRM lors de la construction :

world trade center 11 septembre

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Cependant, avant même le 11 Septembre, une bonne partie de ces SFRM pulvérisés était en mauvais état, ayant mal résisté au temps, comme l’ont montré des analyses peu avant le 11 Septembre (sur ce sujet, regardez le documentaire que je vous conseillerais sous peu). Ainsi, une partie du métal n’était plus isolée :

world trade center 11 septembre

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Cette fragilité se révélera dramatique, car, comme on l’a vu, les avions ont rapidement décapé cet isolant dans les zones traversées…

L’Institut de l’amiante indique en concluions :

À titre de comparaison, la protection incendie de l’Empire State Building n’a rien à voir :

Elle est constituée de 20 cm de briques (2 rangs) entourant les colonnes. La brique est un excellent matériau anti-incendie car elle est réfractaire. La brique est cuite à une température d’environ 1000 degrés au moment de sa fabrication. Comme la brique provient du feu, elle n’est pas gravement compromise par les hautes températures. Son problème est qu’elle est bien plus chère à poser, comparé à l’aérosol projeté du WTC…

La plupart des gratte-ciel anciens de New York sont construits comme l’Empire State Building et possèdent plusieurs de ses excellentes qualités structurelles. Les bâtiments plus récents ne les ont pas, pour la plupart. Il est ironique de constater que, pour des raisons de coût, on est parfois plus en sécurité dans un des vieux bâtiments d’une autre époque que dans un édifice construit à notre époque…

2/ La destruction des protections thermiques passives

La violence du choc a en plus arraché une grande partie des protections thermiques passives SFRM précédemment évoquées (en bleu dans les schémas suivants, “fireproofing damage”), ici dans le WTC1 :

world trade center 11 septembre

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Et là dans le WTC2 :

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Voici des photos montrant la disparition des protections thermiques passives (le fer est visible en rouge) sur les colonnes de la façade du WTC1 :

world trade center 11 septembre

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Voici des photos montrant la disparition des protections thermiques passives (le fer est visible en rouge) sur les colonnes de la façade du WTC2 :

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3/ Les températures dans le WTC

Privées de leurs protections thermiques passives, les structures du WTC ont été soumises à de très hautes températures : d’après le NIST, les 1 000°C ont pu être atteints en terme de température ambiante et l’acier a pu monter selon les endroits jusqu’à 700, 800 voire 900°C.

D’après les modélisations réalisées par des organismes indépendants, les feux sont classés en plusieurs catégories, feux “normaux”, feux alimentés par hydrocarbures, feux en extérieur. Suivant le type, il est possible de prédire la température de l’air au cœur du foyer.

Rappelons tout d’abord que les montées en températures ont été très rapides, les feux avec des hydrocarbures (type kérosène – en rouge sur le schéma suivant) étant les plus violents :

world trade center 11 septembre

Le feu standard est de couleur verte. Les feux d’hydrocarbures (courbes jaune et rouge) donnent une montée en température très rapide. Soulignons que durant les premières minutes de l’incendie, c’est le kérosène qui a brûlé. La montée en température dans la tour a donc plutôt suivi les deux courbes d’hydrocarbure. Au bout d’une dizaine de minutes (temps évalué par les experts) tout le kérosène était consumé et c’est donc plutôt le rythme de la courbe verte qui a été conservé.

Sur les photos, on note que plusieurs étages sont en feu. Il est même précisé avant la présentation du modèle, que des feux standards peuvent être sous-évalués lorsqu’on est en présence de mobilier de bureau, d’ordinateurs, d’appareils électriques, de plastiques polymérisés…

Au bout de deux heures d’incendie, il est donc probable que la température de l’air ambiant se soit située entre 900 et 1000°C.

Or, nous avons vu qu’avec le souffle de l’explosion et des débris de l’avion, les protections incendie sur les colonnes avaient énormément souffert. Résultat, certaines colonnes en acier sont à nu et dans une atmosphère à 950 °C, l’acier monte alors en température aux alentours de 750 ° (soit température ambiante moins 200 °C)…

Le NIST a confirmé ceci en réalisant de nombreux test et études. Par exemple, voici le résultat de l’incendie de matériel de bureau :

world trade center 11 septembre

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Les températures atteignent en effet un pic compris en 800° et 1 000°

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Voici les simulations pour le WTC1 :

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Températures sur et sous la dalle de béton du 96e étage du WTC1 100 minutes après l’impact

Et pour le WTC2 :

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Rappelons au passage que l’aluminium (avion, revêtement extérieur du WTC, bureaux) fond à 660°C, ce qui explique les écoulements de métal en fusion visibles sur certaines photos (ce qui a suscité beaucoup de bobards, des manipulateurs indiquant que ce serait de l’acier, qui font à des températures beaucoup plus élevées).

Un exemple de fusion d’aluminium sur un simple feu d’avion…

Mais revenons à l’incendie :

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4/ La réaction du fer à la chaleur

Le fer en tant que matériel de construction, a de multiples qualités, mais un très gros défaut : il n’aime pas du tout la chaleur :

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Températures de surface de l’acier sur les poutres exposées au feu, non-isolées (en noir) et isolées (en pointillées), en fonction du temps.

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Résistance d’une structure en acier en fonction de la température d’une pièce

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Simulation des températures de l’acier sur les poutres exposées au feu du WTC, non-isolées (en rouge) et isolées (en bleu), en fonction du temps.

Ainsi, les effets de la température sur l’acier pourraient être comparables à ceux induits sur un Carambar qui ramollit peu à peu lorsqu’il est tenu dans la main : l’acier voit ses caractéristiques mécaniques chuter rapidement lorsqu’il monte en température, que ce soit au niveau de sa résistance ou de sa rigidité.

Selon le NIST, à 600°C l’acier perd 50% de sa résistance, à 800°C 90% (notez cependant que ces valeurs sont susceptibles de varier en fonction du type d’acier utilisée dans la construction, c’est-à-dire à la fois sa composition et sa résistance)

Ainsi, contrairement à bon nombre d’affirmation de truthers, il n’est donc évidemment nul besoin de faire fondre l’acier (à 1 350°C, températures non atteintes dans le WTC) pour qu’il ne supporte plus rien, cela arrive bien avant…

5/ Conséquences des incendies dans le WTC

Les très hautes températures constatées eurent donc rapidement des conséquences sur la structure.

En effet, sous l’effet de la température et du poids supporté, les poutres ont eu tendance à fléchir verticalement, comme on le voit dans cette simulation (en pouces, 1 in = 2,5 cm) :

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Voici par exemple les déplacements verticaux du 82e étage du WTC2 (en pouces, 1 in = 2,5 cm) :

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Mais plus dangereux encore, les poutres restant fixées aux colonnes extérieures, elles ont alors attiré celles-ci dans un mouvement de fléchissement vers l’intérieur (inward bowing) :

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Certaines attaches ont alors été carrément arrachées, déconnectant les poutres des colonnes :

 

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Voici des exemples sur des tests reconstituant les conditions dans le WTC :

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Voici les fléchissements constatés sur le WTC2 18 minutes après l’impact (en pouces, 1 in = 2,5 cm) :

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Puis 50 minutes après l’impact, juste avant l’écroulement :

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Voici un schéma des dégâts :

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Déconnexions (rouge) et Fléchissements (bleu) de colonnes sur le WTC2 peu avant son écroulement

Ces fléchissements s’observent parfaitement sur les photos des étages concernés :

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On peut faire de même pour le WTC1. En voici par exemple les déplacements verticaux du 97e étage (en pouces, 1 in = 2,5 cm) :

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Les déconnexions des poutres des colonnes :

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Le schéma des dégâts :

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Déconnexions (rouge) et Fléchissements (bleu) de colonnes sur le WTC1 peu avant son écroulement

Et l’observation des fléchissements sur les photos des étages concernés :

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Voici enfin l’état des fléchissements du WTC1 au début de l’écroulement (en pouces, 1 in = 2,5 cm) :

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Les conditions sont ainsi réunies pour l’effondrement, comme nous le verrons dans le prochain billet

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.


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