Tout au long du printemps, certains résidents de la région de la baie, du comté de Marin au Presidio, ont remarqué un ton aigu soutenu et introuvable. Début juin, le son a atteint un nouveau volume record et les enregistrements du bruit étrange se sont répandus sur Twitter et Facebook. Peu de temps après, le Golden Gate Bridge, Highway & Transportation District, l'agence responsable de l'entretien du pont suspendu emblématique, a résolu le mystère: le son était dû aux vents violents qui soufflaient à travers les lattes de la balustrade de trottoir nouvellement installée du pont. Bien qu'une explication plus spécifique n'ait pas été fournie, le son est probablement un ton éolien, un bruit produit lorsque le vent souffle sur un bord tranchant, entraînant de minuscules tourbillons harmoniques dans l'air.
La modification de la rambarde du Golden Gate Bridge est l'élément le plus récent et le plus audible d'une rénovation multiphasique en cours depuis 1997. Après le séisme de magnitude 6,9 de Loma Prieta en 1989, le Golden Gate Bridge, Highway, & Transportation District ( Le district) a commencé à préparer le pont emblématique pour les charges de vent et de tremblement de terre qu'il pourrait rencontrer dans sa longue vie, espérons-le. Bien que le pont ait déjà résisté au battement des vents forts de l'est de la baie et ait été secoué par des tremblements de terre mineurs, de nouvelles technologies d'analyse et méthodes de construction pourraient aider la travée à résister à tout futur chargement latéral. Les première et deuxième phases de la rénovation visaient respectivement le viaduc de Marin (l'approche nord du pont) et l'arc de Fort Point. La troisième phase et la phase actuelle concernent la travée principale.
Les ponts combattent plus que la gravité
Un pont suspendu est destiné à supporter son propre poids et le poids de toute la circulation automobile et piétonne qu'il transporte. Le tablier routier est soutenu par des bretelles verticales qui pendent des câbles de suspension plongeants. Ces câbles de suspension, chargés entièrement en traction, transfèrent leur poids dans les tours (dont il y en a généralement deux), agissant en compression et envoyant la force dans le sol.
Les ponts suspendus sont très efficaces pour résister à ces forces gravitationnelles, mais comme toutes les autres structures hors sol, ils doivent également résister aux forces horizontales qui leur sont appliquées lorsque le vent souffle ou que le sol tremble. Lorsque le vent souffle perpendiculairement à la portée d'un pont, le tablier routier a tendance à se balancer comme une corde à linge dans la brise. Dans les cas extrêmes – notamment lors de l'effondrement du pont de Tacoma Narrows en 1940 – le basculement du tablier routier dans le vent peut déclencher une boucle de rétroaction qui finit par provoquer la torsion du pont. (Avec l'effondrement de Tacoma Narrows à l'esprit, le Golden Gate Bridge a été renforcé dans les années 1950 avec une série de fermes pour aider à fournir une rigidité en torsion supplémentaire.)
Résister au vent (et l'esquiver)
Alors que le Golden Gate Bridge a résisté en toute sécurité à huit décennies de vents soufflant de l'ouest dans la baie de San Francisco, les ingénieurs étaient toujours préoccupés par la viabilité à long terme du système latéral du pont. Le directeur des affaires publiques du district, Paolo Cosulich-Schwartz, a indiqué que le pont est actuellement sans danger pour des vents d’environ 68 miles par heure, mais la région peut parfois subir des coups de vent qui dépassent les 100 miles par heure. Par conséquent, toute réduction de la traînée ou de la surface transversale exposée serait bénéfique pour le système latéral du pont.
Remplacer la balustrade piétonne originale et épaisse par quelque chose de plus svelte était un moyen relativement simple de réduire la surface exposée au vent. Les travaux pourraient être achevés au niveau de la route, sans échafaudage temporaire, et sans même perturber la majorité du trafic du pont. Même cette modification apparemment mineure, lorsqu'elle est extrapolée sur la longueur du pont, aurait des avantages structurels importants: la nouvelle balustrade diminue la surface exposée de milliers de pieds carrés, ce qui signifie une réduction probable de centaines de milliers de livres de charge latérale due au vent.
Cependant, la conception de la nouvelle balustrade avait plus que de simples considérations aérodynamiques. Cosulich-Schwartz a expliqué: «Lorsque les ingénieurs du pont ont conçu la balustrade d'origine, ils voulaient que les piétons se sentent en sécurité, mais ils voulaient également que les automobilistes profitent des vues majestueuses de l'océan à l'ouest et de la ville de San Francisco à l'est. Ils ont donc conçu ce modèle à lattes qui est solide, mais lorsque vous roulez à grande vitesse, ils semblent transparents. " Le nouveau garde-corps devait répondre aux exigences fonctionnelles et esthétiques de la conception originale, tout en réduisant la surface.
Avant la construction, le district a effectué une analyse en soufflerie du nouveau tablier routier, y compris la modification de la balustrade la plus à l'ouest (visible dans la vidéo de test en soufflerie du Golden Gate Bridge District, à gauche à environ 2 h 53). Cependant, le test à l'échelle du vingtième n'a pas fourni de résultats suffisamment fins pour prédire que la balustrade hurlerait par vent fort. "Dans notre étude et analyse, il a été révélé qu'il y aurait du son, mais à aucun moment il n'a été démontré que nous entendrions le niveau et le degré du son que nous avons entendu le 5 juin", a relayé Cosulich-Schwartz.
Pont sur l'eau triple
Ce son que vous avez peut-être entendu:
Le Golden Gate siffle.
pic.twitter.com/ItOMTm8Z08
– Brodie Brésil (@BrodieNBCS) 6 juin 2020
Le District est bien conscient de la réaction du public aux nouveaux styles vocaux du pont. Concernant leurs plans pour résoudre le problème, Cosulich-Schwartz a révélé: «Nous effectuons plus d'analyses et engageons des experts dans le domaine pour mieux examiner précisément et dans quelles conditions le son peut se produire. Et nous allons également enquêter sur tout effort d'atténuation pour remédier au bruit. " Le district pourrait même effectuer une autre série d'essais en soufflerie avec un segment de garde-corps à grande échelle, ce qui pourrait ensuite mener à un programme de restauration in situ. Une rénovation de la rénovation.
L'installation de la balustrade du côté ouest est déjà terminée à environ 75% au moment d'écrire ces lignes, et le district n'a pas l'intention de revenir en arrière. En plus des travaux de garde-corps, le district s'efforce de donner au pont un profil plus aérodynamique en installant un nouveau carénage quart de cercle à la base du trottoir ouest. Semblable à celui installé sur le pont Whitestone en 2003, le carénage réduirait la charge de vent sur le pont en couvrant les surfaces planes exposées et en rationalisant le côté face au vent du tablier du pont. Donc, si le Golden Gate Bridge développe une voix de baryton beuglant dans les semaines à venir, vous savez déjà pourquoi.
Même avec des méthodes de conception de pointe, nos plus grandes structures nous surprennent parfois une fois qu'elles sont terminées. Aucun des consultants en façade de la tour Fenchurch 20 à Londres n’a prédit qu’il ferait fondre des voitures dans les rues en contrebas. Et malgré des tests approfondis en soufflerie, les gratte-ciel produisent toujours leurs propres sons assourdissants. L'équipe d'ingénierie derrière la rénovation du Golden Gate Bridge semble avoir fait preuve de diligence raisonnable, mais parfois la différence entre les plans et la réalité peut être entendue haut et fort.
