Rien ne prédisposait le jeune ingénieur Gustave Eiffel fraîchement diplômé de l’École Centrale, issu d’une famille modeste, à s’affirmer comme le constructeur de la démesure. Ce qu’il est devenu en choisissant entre autres de travailler sur l’assemblage métallique.
Il avait même choisi l’option chimie comme spécialité lors de sa dernière année d’études, sur l’instigation de son oncle Mollerat qui souhaitait lui confier son usine de peinture industrielle. Mais lorsque son père et son oncle se brouillent après un différent politique, l’un étant un bonapartiste partisan de Napoléon III, arrivé au pouvoir en 1852, et l’autre un fervent républicain, il doit chercher une autre voie. C’est l’époque de la création des grandes infrastructures ferroviaires en Europe et Gustave Eiffel choisit de travailler dans la construction métallique. À l’âge de 25 ans, en 1858, il se voit confier par l’entreprise Pauwells, la direction des travaux de construction du pont de Bordeaux, l’un des plus grands d’Europe, qui devait relier les réseaux des Compagnies d’Orléans et de l’Ouest en franchissant la Garonne.
C’est là qu’il apprend que le vide est plus solide que le plein. Les tabliers du pont étaient construits pour la première fois en croix de Saint-André, c’est-à-dire en poutrelles métalliques en X, contrairement aux anciens ponts construits en U avec des faces latérales verticales pleines qui avaient l’inconvénient d’offrir une grande surface aux vents. C’est là qu’il maîtrise l’utilisation de l’air comprimé pour construire les piles de pont dans un fleuve profond et tumultueux. Il perfectionne la technique inventée par l’ingénieur Trigger, en coulant des colonnes en fonte de 25 mètres de haut, qu’il transporte sur place comme des bateaux en forme de bûches flottantes après en avoir obturé les deux extrémités. Une fois redressées à la verticale, elles sont coulées au fond du fleuve et enfoncées au moyen de vérins hydrauliques après avoir été transformées en enceintes pressurisées pour faciliter le travail de creusement sans infiltrations d’eau jusqu’à l’atteinte du sol résistant. La maîtrise de cette technique des fondations à air comprimé fut l’un des éléments de son fonds de commerce qui lui permit de gagner de nombreux appels d’offres internationaux dont la tour Eiffel. C’est encore à Bordeaux qu’il apprend à gérer un gros budget de (millions de francs) et à diriger une équipe de plusieurs centaines d’ouvriers. C’est enfin pendant ce chantier qu’il se constitue un réseau d’ingénieurs responsables des commandes d’ouvrages dans les principales compagnies ferroviaires.
À la fin de ce chantier en 1860, Gustave Eiffel construit quelques ponts dans la région dont le pont de la Nive à Bayonne, les ponts de Capdenac sur le Lot et de Floirac sur la Dordogne, toujours pour la Cie Pauwells. Il décide en 1866 de voler de ses propres ailes en fondant sa propre entreprise, G. Eiffel et Cie. Ambitieux, il décide de concourir aux appels d’offres des compagnies ferroviaires, en apportant des nouvelles techniques de construction améliorant sa compétitivité face à des concurrents ayant plus de références. Ces nouvelles techniques concernent la fabrication des piles métalliques en fer et les techniques de construction par lançage et en porte-à-faux.
Piles métalliques en fer
Dans ses mémoires inédits, Gustave Eiffel décrit ses innovations : « Les piles de pont ont été longtemps construites en fonte pour leur avantage de résistance à la rouille mais présentaient l’inconvénient d’avoir un moins bon assemblage avec les pièces de fer formant l’entretoisement. J’ai décidé d’employer avec la fonte des assemblages analogues avec ceux du fer en incorporant dans la fonte des goussets suspendus dans le moulage permettant le rivetage. Cependant pour atteindre des piles dépassant les 50 mètres, il m’est apparu que seul le fer pouvait convenir. Le principe est de constituer quatre caissons rectangulaires ouverts du côté intérieur de la pile et dans lesquels viennent s’installer de longues barres de contreventement de section carrée, susceptibles de travailler aussi bien à l’extension qu’à la compression, sous les efforts du vent. De cette façon, toutes les parties des piles sont accessibles pour l’entretien et la visite, et leur stabilité est accrue dans de grandes proportions. »
Ponts droits et leur méthode de montage
La construction de viaducs établis sur ces piles métalliques amène Gustave Eiffel à étudier et à perfectionner les modes de lançage usités jusqu’alors. On entend par lançage, l’opération par laquelle on pousse dans le vide jusqu’à la rencontre des piles successives, un tablier qui a été préalablement monté sur le remblai des abords dans l’axe du viaduc. Eiffel a inventé le procédé par levier qui consiste à actionner directement des galets de roulement sur lesquels repose le pont, de manière à supprimer pendant la progression toute tendance au renversement des piles. Ces galets sont portés par des châssis à bascule pour répartir la pression uniformément. Le premier emploi de ces châssis fut fait au viaduc de la Sioule en 1869 (180,60 mètres, 48,50 mètres de haut). Eiffel a quelques fois combiné la technique du lançage avec celle du porte-à-faux utilisé pour la première fois au pont de Cubzac sur la Dordogne. Le lançage a été effectué à partir des deux rives et la partie centrale a été achevée par porte-à- faux, boulonnage puis rivetage, chaque pièce servant de point d’appui à la suivante jusqu’à la jonction des deux rives ajustées par des vérins hydrauliques.
Pont en arc
Le rôle et l’influence d’Eiffel dans la construction de ponts en arc sont prépondérantes, ce qui lui permet de gagner de nombreux concours internationaux dont, en premier, en 1875, celui du pont Maria Pia sur le Douro à Porto au Portugal qui franchit le fleuve à plus de 61 mètres de haut sur 160 mètres de largeur. Pour assurer la stabilité, il conçoit des arcs à pan obliques de 15 mètres à la base et de quatre mètres au sommet. Le montage est entièrement effectué par porte-à-faux soutenus par des câbles en acier de chaque côté. Les deux parties de l’arc, par cheminements successifs s’avançaient l’un vers l’autre pour recevoir la clef qui les réunit. Une dernière innovation technique, et non des moindres, consiste à préparer chaque pièce du futur assemblage métallique avec une extrême précision millimétrique pour un montage sans retouche par boulonnage puis rivetage. Le succès de Porto lui ouvre les portes du Portugal (80 ponts), de l’Espagne, de la Roumanie, de la Hongrie, de la Russie, des Philippines.
En France, Gustave Eiffel va réaliser des centaines de ponts routiers et ferroviaires dont le plus spectaculaire sera celui de Garabit pour la ligne viticole qui relie Paris à Béziers. Long de 565 mètres, culminant à 122 mètres de haut, il repose sur cinq piles métalliques dont la plus haute à 89,64 mètres de haut. L’arche principale a une forme parabolique de 165 mètres de corde avec une flèche de 56,86 mètres, l’épaisseur de la clef est de 10 mètres avec des plans obliques de 20 mètres à la base et de 6,38 mètres au sommet. La voie du train est placée en position intermédiaire à mi-hauteur du tablier selon la forme H, ce qui est inusité à l’époque. J’ai personnellement visité, il y a quelques années, le viaduc de Garabit en étant exceptionnellement autorisé par l’ingénieur du Réseau ferré de France en charge de l’ouvrage, de monter à l’intérieur de la structure jusqu’au sommet de l’arc par l’escalier de service. C’est là que j’ai compris l’extraordinaire travail des monteurs qui ont construit dans le vide à une grande hauteur cet ouvrage à plan oblique il y a plus de cent trente ans.
Les ponts portatifs
On ne peut évoquer l’influence d’Eiffel en matière de pont sans parler des ponts portatifs préfabriqués dont il dépose le premier brevet en 1882 et qui assurent le succès de son entreprise pendant longtemps pour l’équipement des colonies, des armées en campagne et des voies ferroviaires secondaires dans le monde entier dont la Chine… La disposition fondamentale du système consiste à composer deux poutres garde de corps d’un certain nombre d’éléments triangulaires identiques les uns aux autres adossés et assemblés entre eux. Ces éléments sont des triangles isocèles dont la base, les côtés et le montant sont de simples cornières qui assemblées au moyen de goussets sont solidement rivetées en atelier. Chaque élément forme ainsi un élément indéformable pouvant être adossé l’un à l’autre dans le même plan médian de la poutre. Parmi les neuf pièces préfabriquées, aucune ne dépasse la longueur de 6 mètres, ni le poids de 147 kilos pour pouvoir être déplacée par deux ou trois hommes. L’assemblage des ponts nécessite seulement quelques heures de travail par un personnel non spécialisé et la mise en place était opérée par lançage sur des galets placés sur des longerons ou bien le pont est monté sur des barges et hissé par des cordages sur les berges. Pendant soixante-dix ans, les ponts portatifs système Eiffel auront un grand succès et permettront à la société fondée par Eiffel de survivre à la disparition de son créateur en 1923. Le développement international de l’entreprise G. Eiffel et Cie et la maîtrise de chantiers spectaculaires comme celui de Garabit vont donner la possibilité à Gustave Eiffel de concevoir, construire et financer la tour qui porte son nom, apothéose d’un ingénieur, ingénieux et visionnaire.
