La tour Eiffel : comment une expérience en fer est devenue le symbole de Paris

Une tour pour une Exposition universelle

En 1889, Paris accueillit l'Exposition universelle, organisée pour célébrer le centenaire du début de la Révolution française. Le gouvernement français souhaitait une pièce maîtresse spectaculaire qui montrerait le savoir-faire industriel du pays à des millions de visiteurs venus du monde entier. Un concours fut lancé et plus d'une centaine de projets furent déposés. Le lauréat fut un plan audacieux proposé par l'entreprise de l'ingénieur Gustave Eiffel : une tour de fer ajourée de 300 mètres de haut, presque deux fois plus haute que toute construction humaine élevée jusque-là.

La tour fut implantée sur le Champ-de-Mars, un vaste espace découvert au bord de la Seine qui servait autrefois de terrain de manœuvres militaires. Elle faisait aussi office d'arche d'entrée monumentale de l'Exposition. Aujourd'hui, elle se dresse à l'extrémité d'un long parc, face au Trocadéro de l'autre côté du fleuve, et elle est devenue l'un des édifices les plus reconnaissables de la planète.

Qui a vraiment conçu la tour Eiffel ?

Bien que la tour porte le nom de Gustave Eiffel, la première idée ne venait pas de lui. En 1884, deux ingénieurs principaux de son entreprise, Maurice Koechlin et Émile Nouguier, esquissèrent un grand pylône formé de quatre poutres en treillis se rejoignant au sommet. Eiffel ne fut d'abord guère enthousiaste. Le chef du service d'architecture de l'entreprise, Stephen Sauvestre, retravailla alors le projet : il ajouta les arcs décoratifs de la base, un pavillon vitré au premier étage et d'autres détails qui donnaient à l'ouvrage une allure plus élégante.

Eiffel apprécia la version améliorée. Il racheta les droits du brevet à Koechlin et Nouguier et mit tout le poids de sa réputation au service du projet. Il était déjà célèbre pour ses audacieuses constructions métalliques, comme le viaduc ferroviaire de Garabit, dans le sud de la France, et l'ossature intérieure en fer qui soutient la statue de la Liberté à New York. Cette expérience convainquit les organisateurs que son entreprise était réellement capable de bâtir un ouvrage aussi haut.

Un géant bâti en deux ans

Les travaux de fondation commencèrent le 28 janvier 1887. La tour repose sur quatre piliers gigantesques, et chacun s'appuie sur sa propre fondation en béton. Deux des piliers se trouvent près de la Seine, où le sol est meuble et humide ; les ouvriers utilisèrent donc des boîtes métalliques étanches appelées caissons, remplies d'air comprimé, pour creuser sous le niveau de l'eau sans être inondés.

Un gigantesque jeu de construction

La partie la plus impressionnante du chantier se déroula loin du Champ-de-Mars. Dans les ateliers d'Eiffel à Levallois-Perret, aux portes de Paris, les ingénieurs produisirent des milliers de dessins détaillés, et chacune des 18 038 pièces de fer fut découpée et percée à l'avance avec une grande précision. Les pièces arrivaient sur le chantier prêtes à s'assembler comme un immense jeu de construction. Elles étaient d'abord maintenues par des boulons provisoires, puis fixées définitivement par environ 2,5 millions de rivets. Chaque rivet était chauffé jusqu'à rougir, placé dans son trou puis aplati au marteau, de sorte qu'en refroidissant il serrait fortement le métal.

Faire se rejoindre les piliers

Les quatre piliers sont inclinés vers l'intérieur et devaient se rejoindre parfaitement au niveau du premier étage, à environ 57 mètres du sol. Pour y parvenir, les constructeurs placèrent des vérins hydrauliques et des boîtes à sable sous les pieds des piliers. En les ajustant de quantités infimes, ils pouvaient incliner chaque pilier jusqu'à ce que les quatre soient parfaitement alignés. Des échafaudages en bois et des tours provisoires soutenaient les piliers tant qu'ils restaient penchés dans le vide.

Entre 150 et 300 ouvriers travaillaient en même temps sur le chantier. Le travail, très haut au-dessus de la ville, était dangereux, mais il avança à une vitesse remarquable. Le 31 mars 1889, un peu plus de deux ans après le début des travaux, Gustave Eiffel monta au sommet et hissa le drapeau français. La tour ouvrit aux visiteurs en mai 1889, et près de deux millions de personnes y montèrent pendant la seule durée de l'Exposition.

Faits et chiffres clés

• Hauteur d'origine : environ 300 mètres, soit environ 312 mètres avec le mât du drapeau en 1889. De nouvelles antennes ajoutées au fil des décennies l'ont rehaussée ; depuis 2022, elle mesure environ 330 mètres.
• La plus haute du monde : elle fut la plus haute construction humaine de la Terre pendant environ 41 ans, jusqu'à ce que le Chrysler Building de New York la dépasse en 1930.
• Poids : la structure en fer pèse environ 7 300 tonnes, et la tour entière, avec ses ascenseurs, boutiques et autres équipements, environ 10 000 tonnes.
• Base : les quatre piliers se dressent aux angles d'un carré d'environ 125 mètres de côté.
• Étages : les visiteurs peuvent accéder à trois niveaux, situés à environ 57, 115 et 276 mètres au-dessus du sol.
• Matériau : le fer forgé, plus précisément le fer puddlé, à la fois solide, fiable et résistant à la fissuration.
• Visiteurs : elle accueille environ six à sept millions de personnes par an, ce qui en fait l'un des monuments payants les plus visités au monde.

La science derrière la forme

L'élégante silhouette incurvée de la tour n'est pas qu'un ornement. Sa forme découle avant tout d'un problème d'ingénierie : le vent. Pour une structure très haute et étroite, la force du vent représente un danger bien plus grand que son propre poids. Eiffel et ses ingénieurs calculèrent la forme des piliers afin que la poussée du vent sur la tour soit transmise sans risque jusqu'aux fondations.

La conception en treillis est tout aussi ingénieuse. Au lieu de murs pleins, la tour est faite d'un réseau ajouré de poutres et de croisillons. Le vent peut ainsi la traverser librement, tandis que les triangles formés par les barres de fer rendent la structure très rigide. Résultat : une tour qui utilise étonnamment peu de matière pour sa taille. Une comparaison célèbre affirme que si l'on fondait tout le fer et qu'on l'étalait sur la base carrée, on obtiendrait une couche de quelques centimètres d'épaisseur seulement.

Une tour qui bouge

Le fer se dilate quand il chauffe et se contracte quand il refroidit. Par une journée chaude et ensoleillée, le côté de la tour exposé au soleil chauffe davantage que le côté à l'ombre, si bien que le sommet s'incline très légèrement à l'opposé du soleil. Les variations de température peuvent aussi faire varier la hauteur de la tour d'environ 15 centimètres entre un hiver froid et un été chaud. Par grand vent, le sommet n'oscille que de quelques centimètres, ce qui montre à quel point la conception est stable.

De la verrue détestée à l'icône adorée

Tout le monde n'accueillit pas la tour avec enthousiasme. En février 1887, alors qu'elle était encore en construction, un groupe d'artistes et d'écrivains renommés publia une lettre de protestation dans le journal Le Temps. Parmi les signataires figuraient l'architecte de l'Opéra de Paris, Charles Garnier, l'écrivain Guy de Maupassant, le dramaturge Alexandre Dumas fils et le compositeur Charles Gounod. Ils qualifiaient la tour projetée d'inutile et de monstrueuse et affirmaient qu'elle allait gâcher la beauté de Paris. Selon une anecdote célèbre, Maupassant déjeunait ensuite souvent au restaurant de la tour, car c'était le seul endroit de Paris d'où il ne pouvait pas la voir.

Eiffel répondit calmement à ses détracteurs. Il soutint qu'un ouvrage bâti selon les véritables lois de la résistance des matériaux et de l'ingénierie pouvait posséder une beauté propre. Le public sembla lui donner raison : la tour fut un immense succès de l'Exposition et, avec le temps, même nombre de ses anciens critiques finirent par l'accepter.

Sauvée par la science et la radio

L'entreprise d'Eiffel n'avait l'autorisation de conserver la tour que pendant 20 ans. Ensuite, en 1909, la propriété devait revenir à la Ville de Paris, qui aurait pu la démolir. Eiffel s'employa activement à prouver que la tour était utile et pas seulement un ornement géant.

Il la transforma en laboratoire à ciel ouvert. Des instruments d'observation météorologique y furent installés, et Eiffel mena des expériences sur la résistance de l'air en faisant descendre des objets le long de câbles depuis le deuxième étage. Il construisit plus tard une soufflerie près du pied de la tour pour étudier l'écoulement de l'air autour de différentes formes, des recherches qui contribuèrent aux débuts de l'aviation. Surtout, il encouragea les expériences de télégraphie sans fil, une forme primitive de la radio.

La tour se révéla une antenne excellente. L'armée française commença à l'utiliser pour des communications radio à longue distance, et cette valeur militaire fut l'une des principales raisons du renouvellement de l'autorisation. Pendant la Première Guerre mondiale, la station radio de la tour intercepta des messages ennemis, ce qui aida l'armée française. Par la suite, la tour accueillit des émetteurs de radio puis de télévision, et elle porte encore aujourd'hui des antennes de diffusion.

Des détails méconnus

72 noms de savants

Juste sous le premier étage, sur les quatre faces de la tour, Eiffel fit inscrire en grandes lettres dorées les noms de 72 savants, ingénieurs et mathématiciens français. On y trouve notamment le physicien André-Marie Ampère, le chimiste Antoine Lavoisier et le mathématicien Joseph Fourier. Eiffel voulait rendre hommage à ceux dont les découvertes avaient rendu possible un ouvrage comme le sien. La liste présente une absence notable : elle ne compte aucune femme, alors que des mathématiciennes comme Sophie Germain avaient apporté des contributions importantes à la théorie de l'élasticité, essentielle pour construire en métal.

L'appartement privé d'Eiffel

Près du sommet de la tour, Eiffel disposait d'un petit appartement privé où il pouvait travailler et recevoir des invités. L'un de ses visiteurs les plus célèbres fut l'inventeur américain Thomas Edison, venu en 1889 pendant l'Exposition universelle. Les visiteurs peuvent encore voir cet appartement aujourd'hui, avec des personnages de cire représentant Eiffel et Edison.

Peinture et couleur

Pour protéger le fer de la rouille, la tour doit être repeinte régulièrement, environ tous les sept ans. Chaque nouvelle couche nécessite quelque 60 tonnes de peinture, et le travail est effectué à la main, au pinceau, par des équipes de peintres. La tour n'a pas toujours eu la même apparence : au cours de son histoire, elle a été peinte de plusieurs teintes, d'un brun rougeâtre à ses débuts jusqu'à des tons jaunâtres et brun bronze. Elle est en outre peinte d'une teinte un peu plus foncée en bas et plus claire en haut, afin de paraître d'une couleur uniforme sur fond de ciel.

Ascenseurs, escaliers et lumières

Dès l'origine, la tour fut équipée d'ascenseurs, véritable merveille moderne en 1889. Une partie de la machinerie des ascenseurs installée en 1899 fonctionne encore, après plus d'un siècle de modernisations et d'entretien minutieux. Ceux qui préfèrent marcher peuvent gravir plus de 600 marches pour atteindre le deuxième étage. La nuit, la tour est illuminée et, depuis l'an 2000, des milliers d'ampoules clignotantes la font scintiller quelques minutes au début de chaque heure après la tombée de la nuit.

L'homme qui vendit la tour Eiffel

En 1925, un escroc nommé Victor Lustig se fit passer pour un fonctionnaire et raconta à des ferrailleurs que la ville prévoyait de démolir la tour. Il réussit à convaincre l'un d'eux de le payer pour obtenir le droit de récupérer le fer, puis s'enfuit avec l'argent. Cela reste l'une des escroqueries les plus célèbres de l'histoire.

Pourquoi la tour Eiffel compte

La tour Eiffel a prouvé que le fer et une conception mathématique rigoureuse pouvaient atteindre des hauteurs qui semblaient impossibles. Elle a montré la force de la préfabrication, des plans précis et du travail d'équipe, des idées qui ont ensuite marqué la construction de gratte-ciel, de ponts et de pylônes de transmission dans le monde entier. Elle a aussi changé la manière de concevoir la beauté en architecture, en montrant qu'un ouvrage pensé ouvertement autour de son ingénierie pouvait être admiré comme une œuvre d'art.

Depuis 1991, la tour fait partie du site du patrimoine mondial de l'UNESCO qui protège les rives de la Seine à Paris. Plus d'un siècle après la date à laquelle elle devait être démontée, elle est le symbole le plus connu de Paris et de la France, reproduite en souvenirs, au cinéma et en répliques plus petites partout dans le monde. Une expérience temporaire construite pour une seule exposition est devenue un monument permanent, et un rappel de ce que la curiosité, la science et les idées audacieuses peuvent accomplir.