Gratte-ciel

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Un gratte-ciel[1] (calque de l’anglais skyscraper) est un immeuble de très grande hauteur. Pour faciliter les comparaisons on considère généralement qu’il s’agit des immeubles de plus de 150 mètres soit 500 pieds.

Pour les immeubles compris entre 100 et 150 mètres, certains sites Internet anglo-saxons utilisent le terme de highrise c'est-à-dire « grande hauteur ». Mais la société Emporis qui recense les gratte-ciel de la planète utilise la limite inférieure de 100 mètres pour désigner un gratte-ciel. Toutefois, la notion de gratte-ciel est essentiellement relative : ce qui est perçu comme gratte-ciel peut varier fortement en fonction de l’époque ou du lieu.

Si on veut estimer la hauteur totale d'un gratte-ciel, il faut compter en moyenne pour un immeuble de bureau 4 mètres par étage (présence fréquente de superstructure au sommet) et environ 3 mètres pour un immeuble d'habitation.

Gratte-ciel à Hong Kong vus depuis le Victoria Peak
Gratte-ciel à Hong Kong vus depuis le Victoria Peak

Sommaire

[modifier] Historique

Comparaison de hauteur entre les plus hauts gratte-ciel du Monde
Comparaison de hauteur entre les plus hauts gratte-ciel du Monde

Il existe depuis des temps anciens des bâtiments de grande hauteur. Généralement, il ne s’agit pas d’immeubles. La pyramide de Khéops, dont la hauteur atteignait presque 150 mètres était un tombeau. Au Moyen-Âge certains donjons, comme celui du château de Vincennes, atteignent 50 mètres de hauteur.

Le gratte-ciel, proprement dit, naît aux États-Unis vers la fin du XIXe siècle. La reconstruction de Chicago après le grand incendie a permis l’émergence d’une nouvelle approche de la construction d’immeubles afin de réduire les coûts liés à l’augmentation du prix des terrains. Il fallait trouver un moyen pour se protéger en même temps de l’eau (surélévation) et du feu (ossature d’acier et non plus de bois), ce moyen devait être rapide, solide, facile d’assemblage. C’est ainsi que le baron Jenney fut amené à élaborer un système de structure interne sur laquelle repose tout l’édifice, le mur extérieur n’ayant plus rien à porter. Les premiers architectes de ce que l’on a appelé plus tard l’école de Chicago ont créé par leurs œuvres et par leur influence un modèle de développement urbain qui a caractérisé toutes les villes américaines au XXe siècle.

Il est difficile de dire quel a été le premier gratte-ciel de l’Histoire. Certains pensent qu’il s’agit du New York Tribune Building, dessiné par Richard Morris Hunt (New York, 1873, 78 mètres). Ce qui ne fait aucun doute en revanche est le grand mouvement de construction de gratte-ciel à New York dès la fin du XIXe siècle mais surtout au début du XXe siècle. Avec la construction du New York World Building (94 mètres), New York commence son incroyable développement en matière de gratte-ciel. C’est une vraie course au plus haut building qui commence : Manhattan Life Insurance Building (1894, 106 mètres), le Park Row Building (1899, 119 mètres), puis la Metropolitan Life Tower franchit la barre des 200 m en 1909 mais est finalement dépassée par le Woolworth Building (1913, 241 mètres). Le mouvement se poursuit après la Première Guerre mondiale par le 40 Wall Street mais surtout par le Chrysler Building puis l’Empire State Building qui atteint 381 mètres, en 1931.

Arrêté par la crise économique des années 1930, le mouvement de construction de gratte-ciel reprend dans les années 1960, à New York et à Chicago et, à un moindre niveau, dans d’autres villes du monde. Le World Trade Center (New York) devient le plus haut gratte-ciel du Monde en 1973 avec 417 mètres, il est dépassé en 1974 par la Sears Tower (Chicago) qui mesure 442,3 m. C’est une véritable bataille entre ces deux villes.

Dans les années 1990, et surtout 2000, la construction de gratte-ciel reprend très fortement. C’est en Asie, dans des régions à forte croissance que le développement est le plus spectaculaire. De nombreuses tours ont vu le jour ou sont en construction dans le monde chinois. La Taipei 101, inaugurée en 2004 à Taïwan est actuellement le plus haut gratte-ciel achevé du monde. Les pays du Golfe, et spectaculairement l’émirat de Dubai ont également multiplié les constructions. Le Burj Dubai devrait avoisiner les 800 m.

[modifier] Conception

[modifier] La tour traditionnelle

Les gratte-ciel sont traditionnellement construits sous forme d’une tour monolithique organisée autour d’un noyau central comprenant notamment les voies de circulation verticale (escaliers, ascenseurs) et les conduites (eau, réseaux électriques et de communication…). La structure porteuse peut être concentrée dans ce noyau central, ou répartie sur des piliers. Certains édifices ont également bénéficié d’une armature entièrement métallique.

La concentration des circulations en un point du bâtiment pose le problème de son évacuation en cas d’urgence si ces circulations sont rendues impraticables (notamment à cause d’un incendie). De la même manière, la concentration des structures porteuses peut rendre le bâtiment vulnérable si elles sont endommagées. Un autre problème rencontré est l’éclairage des zones les plus centrales : au-delà d’une certaine distance, la lumière naturelle n’est plus suffisante pour qu’on puisse se passer d’éclairage artificiel.

[modifier] Nouvelles perspectives

Principe de tour polycentrique
Principe de tour polycentrique

[modifier] La tour polycentrique

Une approche plus récente cherche à rompre avec cette conception monolithique, et propose d’organiser le bâtiment sous forme de modules constitués autour de plusieurs noyaux de circulations verticales. Chaque noyau deviendrait le point central d’une plus petite entité tout en constituant une sorte de « super-pilier » de l’ensemble. Les promoteurs de ce type de construction indiquent qu’un tel édifice serait moins susceptible de s’effondrer si l’un de ces piliers était endommagé, tout en vantant une capacité d’évacuation largement améliorée. Les espaces utiles du bâtiment sont répartis sous forme de « grappes » sur les piliers pour bénéficier au maximum de la lumière naturelle. De plus un incendie survenant dans l’un des modules aurait peu de chances de se propager à d’autres zones de l’immeuble. La principale limitation de cette approche devient alors une occupation plus faible du volume total alloué au bâtiment. Ce concept n’a cependant pas encore été appliqué.

[modifier] L’exosquelette

Enfin, les nouvelles technologies ont permis à certains architectes et bureaux d’études de développer des principes structurels très novateurs inspirés des bio-organismes.

L’exosquelette conçu par l’architecte français Hervé Tordjman et les ingénieurs de SETEC TPI (Jean-Marc Jaeger) pour le projet des tours jumelles de Canton est une vraie révolution pour la construction d’ouvrages de grande hauteur.

Il garantit une résistance de l’ouvrage à des efforts mécaniques particulièrement importants (typhons, tremblements de terre) tout en intégrant une réelle protection face aux agressions extérieures (avions, missiles).

Cet exosquelette est secondé par un double noyau de béton, qui offre une réelle stabilité dynamique et une résistance exceptionnelle aux incendies.

Ce principe structurel permet une flexibilité des espaces intérieurs (démontages de 60 % des planchers internes) qui garantit une exploitation programmatique et économique à long terme. Cette nouvelle approche constructive a permis de proposer un projet économiquement très avantageux qui, secondé par la configuration morphologique de l’ouvrage, supprime l’usage des échafaudages pour sa construction.

Il s’agit là, d’une révolution dans les technologies constructives des gratte-ciel.

[modifier] Principaux concepteurs mondiaux

Les principaux cabinets d’architecture ou d’ingénierie qui conçoivent aujourd’hui des gratte-ciel de très grande hauteur sont[2] :

Parmi les concepteurs français de gratte-ciel figurent les ateliers de :

[modifier] Économie

La construction d’un gratte-ciel est très liée à la bonne santé économique de la ville ou de la région dans lequel il est construit. Construire un gratte-ciel de 100 étages coûte plus cher que construire deux tours équivalentes de cinquante étages[2], principalement car sa durée de construction est deux fois plus longue, avec une plus forte immobilisation du capital. Les intérêts financiers peuvent représenter 40 % du coût de construction d’une tour de très grande hauteur[2]. Selon Adrian Smith, architecte américain et l’un des principaux concepteurs de gratte-ciels, la construction d’un bâtiment de très grande hauteur est donc difficilement voire rarement rentable[2]. Pour cela, il faut être extrêmement vigilant à l’immobilisation du capital, à l’utilisation finale des locaux et surtout au contrôle des terrains aux alentours. En effet, la construction d’une très grande tour donne de la valeur au quartier environnant comme cela s’est produit par exemple avec le secteur de Pudong à Shanghai (tour Jim Mao) ou à Canary Wharf à Londres (Tour Radden). La rentabilité économique d’une tour de très grande hauteur est donc à replacer dans une rentabilité globale sur plusieurs années d’un quartier ou d’une ville. D’où l’émergence des plus hautes tours actuelles dans des villes en plein développement, en recherche de notoriété ou de visibilité et dans un pays ou région avec d’importants capitaux disponibles comme c’est le cas pour les émirats pétroliers du Golfe ou les provinces maritimes chinoises.

La construction d’un bâtiment de grande hauteur permettait aussi à l’entreprise qui l’occupait une rationalisation de son activité en regroupant tous ses salariés en un même lieu tout et une augmentation de sa notoriété et de son image. Ce fut le cas de la tour Sears à Chicago ou des tours Petronas à Kuala Lumpur.[2]

Le coût total d'un gratte-ciel se chiffre en dizaines voire en centaines de millions d'Euros. Ainsi le World Financial Center de près de 500 mètres de hauteur en voie d'être terminé à Shanghai va coûter 1 milliard de dollars.

[modifier] Variations géographiques

[modifier] L’Amérique du Nord

Le gratte-ciel était devenu un symbole des États-Unis, son pays d’origine. C’est là que se trouvaient la majorité des plus hauts immeubles mondiaux jusqu’aux années 1980. Chicago et New York sont aujourd’hui comme hier les deux villes du continent où la densité de gratte-ciel est la plus élevée mais la plupart des villes possèdent un CBD comprenant plusieurs tours relativement hautes.

Aujourd’hui, le rythme de constructions nouvelles est bien inférieur à celui de l’Asie, mais assez soutenu tout de même, et ce en dépit du traumatisme qu’a représenté la destruction du World Trade Center. Deux tours actuellement (septembre 2007) en construction devraient dépasser la Sears Tower, plus haute tour du continent : il s’agit de la Freedom Tower de New York et du Chicago Spire. Dans d’autres villes des projets importants sont également en cours, bien que les immeubles soient de moindres dimensions. Depuis 2005, la ville de Miami (Floride) connait ainsi un important renouvellement urbain avec environ quatre-vingt immeubles.

De nombreux gratte-ciel sont également en construction ou en projet à Las Vegas, une ville en plein boom. Ces immeubles sont souvent associés à des casinos.

Mais la Federal Aviation Administration, l’autorité fédérale américaine de l’aviation civile, a interdit la construction d’immeuble de plus de 600 mètres[2]. Donald Trump qui envisageait la construction d’un immeuble de cette hauteur avant les attentats du 11 septembre a abandonné de peur que cette nouvelle tour ne devienne une cible[2].

Au Canada bien que l'espace ne manque pas, de nombreuses villes ont choisi de se développer verticalement. C'est le cas de Vancouver, Calgary et surtout Toronto, une ville qui compte plus de 250 tours dépassant les 100 m.

[modifier] L’Asie de l’Est

Le Pudong nouveau quartier d’affaires de Shanghai, en développement depuis les années 1990
Le Pudong nouveau quartier d’affaires de Shanghai, en développement depuis les années 1990

Le développement des gratte-ciel y est, sauf dans quelques villes, assez récent, mais de grande ampleur.

C’est à Hong Kong et au Japon que furent créés les premiers très hauts immeubles de la région. Au Japon, le manque de place a poussé à la construction en hauteur, mais les risques sismiques imposaient d’importantes contraintes techniques. Hong Kong est historiquement la ville du gratte-ciel dans le monde chinois, et aujourd’hui l’une des villes comptant le plus d’immeubles de très grande hauteur dans le monde. Les constructions se sont surtout multipliées à partir des années 1980. La prospérité et le manque d’espace peuvent expliquer ce phénomène. Le mouvement de construction continue à Hong Kong mais il s’est surtout étendu à d’autres villes chinoises, où il est stimulé par forte croissance urbaine et l’expansion économique. Le gratte-ciel représente un symbole de la réussite économique de villes telles que Shenzhen ou Shanghai.

La Malaisie a détenu pendant plusieurs années le titre du plus grand gratte-ciel, avec ses tours jumelles, les Petronas Twin Towers à Kuala Lumpur, construites en 1998. Le toit n’atteint que 378 mètres, mais le mât culmine à 452 mètres.

Certains projets importants sont actuellement à l’étude en Corée du Sud.

[modifier] Le Moyen-Orient

Dubai, à l’arrière-plan, le Burj Dubai en construction
Dubai, à l’arrière-plan, le Burj Dubai en construction

Dans le domaine des gratte-ciel, l’essor du Moyen-Orient est plus récent encore que celui de l’Asie, mais particulièrement marqué. Dans ces régions peu densément peuplées, la construction de gratte-ciel se justifie essentiellement par une volonté de prestige, de développement architectural et touristique. On y trouve donc des tours particulièrement hautes et spectaculaires.

Ce sont les Émirats arabes unis, et notamment Dubaï, qui ont le plus retenu l’attention. À Dubai la construction de gratte-ciel n’est qu’un volet de grands projets visant à faire de l’émirat un centre de tourisme et d’affaires de premier plan. En 2007, deux immeubles de plus de 300 mètres étaient achevés et treize étaient en construction. Parmi ceux-ci se trouve le Burj Dubaï qui sera le plus haut édifice du monde, mais dont la hauteur n’a pas encore été dévoilée[3]. Il devrait être terminé le 30 juin 2009[3].

[modifier] L’Europe

Icône de détail Article connexe : Liste de gratte-ciel européens.
La Naberezhnaya Tower à Moscou, complexe de trois bâtiments dont la plus haute tour d’Europe à plus de 268 m
La Naberezhnaya Tower à Moscou, complexe de trois bâtiments dont la plus haute tour d’Europe à plus de 268 m

Le gratte-ciel n’est pas vraiment dans la culture européenne. L’Europe ne compte aucun des cinquante plus hauts gratte-ciel mondiaux. Quelques gratte-ciel ont été construits dans les centres villes durant les années 1950 ou 1960, la tour Montparnasse à Paris notamment, mais ils ont été très décriés. Beaucoup de villes limitent donc la construction d’immeubles de grande hauteur pour préserver le paysage urbain. Des quartiers de gratte-ciel de bureaux ont donc été construits plus en périphérie : la Défense en banlieue parisienne, et plus récemment Canary Wharf dans l’Est londonien. Des tours de logements sociaux ont également été construites dans des zones périphériques, mais leur hauteur n’est pas assez élevée pour que l’on puisse parler de gratte-ciel.

On observe actuellement un nouvel intérêt pour les gratte-ciel dans les grandes villes européennes, notamment à Londres, Francfort, Paris, Varsovie et Moscou. Le plus grand gratte-ciel d’Europe est la Naberezhnaya Tower C (Башня на Набережной C) à Moscou, inaugurée en 2007, comportant soixante-et-un étages et culminant à 268,4 mètres. L’ancien détenteur du titre était le Triumph-Palace (Триумф-Палас), également à Moscou.

Dans la capitale de la Russie qui manque cruellement d’espace moderne de bureaux, de très nombreux gratte-ciel sont en construction, en particulier ce qui sera la tour la plus haute d’Europe, la Mercury City tower. Terminée en 2008 elle sera haute de 380 mètres (332 m hors flèche), sur soixante-dix étages. Une tour qui a été approuvée sera encore plus haute, la tour de Russie. Elle comportera cent-dix-huit étages et fera 600 mètres de hauteur. Fin janvier 2008, les travaux n'avaient pas encore commencés, ils devraient être terminés en 2011.

[modifier] L’Afrique

Centre-ville de Johannesbourg vue du Carlton Centre
Centre-ville de Johannesbourg vue du Carlton Centre

À Dakar, au Sénégal, le plus haut gratte-ciel d’Afrique est en construction, la tour Kadhafi, lorsqu’elle sera construite mesurera 250 mètres et abritera des bureaux et hôtels.

En Afrique du Sud, et notamment à Johannesbourg plusieurs gratte-ciel sont édifiés ou en construction, le plus haut étant le Carlton Centre suivi par le Pearls Of Umhlanga à Umhlanga Rocks.

En Égypte plusieurs gratte-ciel sont également construits, notamment au Caire et à Alexandrie, mais aucun ne dépasse les 150 mètres.

Au Maroc, il existe des gratte-ciel à Casablanca et à Rabat. À Casablanca, par exemple, le twin center (tours jumelles de 115 mètres de hauteur) est le complexe possédant les plus hautes tours du Maghreb et le plus grand centre commercial d'Afrique.

[modifier] Records

[modifier] Plus hauts gratte-ciel du Monde

Détruits :

[modifier] Les plus hauts gratte-ciel du monde en construction

Plus hauts gratte-ciel mondiaux en construction classés par la hauteur totale de l’édifice (pas d’antenne)[4]
Rang Nom Villes Pays Hauteur (antenne) Hauteur (toit) Étages Années de constructions
1 Burj Dubai Dubaï  Émirats arabes unis 817 m (estimation) 787 200 (estimation) 2004-2009
2 Chicago Spire Chicago États-Unis États-Unis pas d’antenne 609,7 m 150 2007-2010
3 Abraj Al Bait Towers La Mecque  Arabie saoudite 577 m +/- 500 m 76 2008
4 Freedom Tower New York États-Unis États-Unis 541,3 m (antenne television) 417 m 108 2006-2012
5 Shanghai World Financial Center Shanghai Drapeau de la République populaire de Chine Chine pas d’antenne 492 m 101 1997-2008

[modifier] Notes et références

  1. substantif masculin, invariable avant les rectifications orthographiques de 1990, mais au pluriel gratte-ciel selon ces rectifications. Les deux orthographes sont donc acceptables.
  2. abcdefg Entretien avec Adrian Smith, Enjeux-Les Échos, janvier 2008
  3. ab (en) burjdubaiskyscraper.com.
  4. (en) Skyscraperpage

[modifier] Bibliographie

  • 2007 : 25 tours de bureaux d’Élisabeth Pélegrin-Genel, éditions amc-Le Moniteur, EAN 978-2-281-19358-9

[modifier] Voir aussi

wikt:

Voir « gratte-ciel » sur le Wiktionnaire.

[modifier] Liens externes

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