Expériences scientifiques à la Tour Eiffel

La Tour laboratoire scientifique

Mardi 3 décembre 2019

Modifié le : 03/12/19

Dès son inauguration, le Tour devint aussi le lieu d’expérimentations scientifiques variées, qui en firent un véritable laboratoire. Mais pour quelles raisons ? Par Bertrand Lemoine.

La Tour à peine inaugurée en 1889, Gustave Eiffel pensait déjà à démontrer son utilité. Il avait en effet obtenu une concession de 20 ans de la Ville de Paris pour la disposition du terrain sur lequel elle s ‘élevait. Au-delà de 1909, son avenir restait incertain, dépendant du bon vouloir du Conseil de Paris. Par ailleurs, Eiffel se passionnait pour les progrès scientifiques de son époque. Il avait fait inscrire sur tout le pourtour du premier étage les noms de 72 hommes de science afin de leur rendre hommage et de placer sa Tour sous leur protection symbolique.

Expériences en altitude !

Grâce à sa hauteur, la Tour pouvait d’emblée se prêter à des expériences particulières. Un grand pendule de Foucault fut ainsi fixé sous le second étage. Les oscillations amplifiées par sa longueur pouvaient ainsi mettre en évidence les forces gouvernant la rotation de la terre. Un manomètre à mercure à l’air libre de 300 mètres hauteur permit de mesurer avec précision les hautes pressions et ainsi d’étalonner les manomètres métalliques ou à gaz utilisés dans l’industrie. Des expériences de physiologie furent aussi tentées pour tirer parti de l’altitude, mais sans vraiment convaincre. L’une des premières initiatives d’Eiffel fut aussi d’installer, avec le physicien Éleuthère Mascart, une station météo au sommet la Tour, comme il l’avait fait dans ses différentes propriétés. Les résultats des mesures quotidiennes de température, de pression, d’hygrométrie, de précipitations, de vitesse du vent furent publiés à mesure par Gustave Eiffel à ses frais, contribuant ainsi aux progrès de la météo balbutiante, en montrant l’intérêt de collecter systématiquement des données sur de longues périodes de temps.

Laboratoire de recherche sur la chute des corps

Les effets du vent et la résistance à l’air

Eiffel avait eu du fil à retordre avec le vent lors de sa carrière de constructeur. Le viaduc de la Tardes avait été précipité dans le vide lors de sa construction en 1884 sous l’effet d’un ouragan. Bien que la structure ajourée de l’ouvrage semble laisser peu de prise au vent, celui-ci pouvait s’avérer dévastateur. Pour mieux analyser les effets du vent sur les structures, Eiffel fit d’abord faire des mesures pour évaluer directement la pression exercée par le vent en fonction de sa vitesse. Puis il fit installer de 1903 à 1905 un câble vertical tendu entre le deuxième étage et le sol le long duquel on pouvait laisser tomber des corps de formes et de tailles diverses. Un astucieux système de mesure fixé aux corps eux-mêmes permettait d’évaluer la résistance offerte par l’air aux corps en chute libre. 

Plus tard, en 1909, Eiffel fit construire au pied même de la Tour un laboratoire aérodynamique qui permettait de souffler de l’air autour de formes fixes au lieu de faire tomber celles-ci, facilitant ainsi notablement les mesures et la possibilité de faire varier la vitesse du vent. La tour et son laboratoire participèrent ainsi à l’essor de l’aérostation puis de l’aviation naissante. Cette soufflerie fut transférée en 1912 dans un bâtiment fixe dans le 16ème arrondissement voisin, rue Boileau, où elle est toujours en activité. 

Une antenne géante

Mais c’est bien la radio qui fit de la tour un laboratoire incontournable. Après l’invention à la fin du 19ème siècle de la transmission à distance sans fil de signaux, l’autorité militaire s’intéressait de près à ces technologies. La Tour offrait un site de choix pour les expérimenter. Car plus une antenne est haute, plus elle peut transmettre de messages à longue distance et sur une large zone. Un câble d’antenne fut tendu entre le sommet et le Champ de Mars. En 1898, Eugène Ducretet pouvait communiquer avec le Panthéon, distant de 4 kilomètres. Eiffel offrit alors en 1903 de mettre la tour à la disposition de l’Armée et même de financer en partie les installations nécessaires. Puis, en 1904 c’était avec les forts de l’Est et même avec la base navale de Bizerte en Algérie que l’on pouvait communiquer. Dès lors, la Tour était pourvue d’un intérêt stratégique militaire. Eiffel obtint ainsi une prolongation de la concession du terrain pour 70 années supplémentaires, ce qui assurait définitivement la pérennité de sa Tour. Depuis, la question ne se pose plus !
 

Bertrand Lemoine est architecte ingénieur et historien. Il a été directeur de recherche au CNRS et directeur général de l'Atelier International du Grand Paris. C'est un spécialiste internationalement reconnu de l'histoire et de l'actualité de l'architecture, de la construction, de la ville et du patrimoine aux 19e et 20e siècles, en particulier de Paris, du Grand Paris et de la Tour Eiffel. Il est l’auteur de 43 ouvrages et de plusieurs centaines d’articles sur ces sujets. Il est actuellement consultant sur les questions architecturales, urbaines, numériques et énergétiques.

Photo Bertrand Lemoine

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