Amortisseur harmonique

Le concept de l'ADA a été premièrement étudié par Frahm en 1909 afin de réduire le mouvement de tangage des navires. Plus tard, en 1940 Den Hartog étudie en détail les ADA et propose des paramètres d’amortissement optimaux pour réduire la réponse d’un système à une perturbation. Des contributions significatives ont également été faites par Randall et Warbuton en 1981[1].

L’utilisation d’un Amortisseur Dynamique Accordé (ADA) est une technique d’amortissement extrêmement répandue car elle est simple et peu coûteuse. On la retrouve dans des structures, autres que les tours, comme les ponts, les bateaux et même les moteurs des voitures. Cette technologie est constituée d’une masse, d’un système oscillant (pendule, ressort, etc.), et d’un amortisseur[2].

La boule d'amortissement du gratte-ciel Taipei 101 pèse 660 tonnes.

Situé à Taïwan, la tour Taipei 101 mesure plus de 500 mètres de haut pour une masse totale de près de 700 000 tonnes. Construite en 2003, elle est restée le plus haut gratte-ciel du monde jusqu’en 2007 avec l’inauguration du Burj Dubaï (828 m). Son ADA est constitué d’une boule d’acier de 660 tonnes pour un rayon de 2,7 m suspendue entre le 92^e et le 87^e étage. Elle pendule grâce à 4 câbles d’acier de 11,5 m et est amortie par 8 vérins hydrauliques.

Sous l'action des typhons, le déplacement horizontal des étages les plus hauts peut être de 3 m[3]. La tour a pu ainsi résister à l'été 2015 aux bourrasques à plus de 200 km/h du typhon Soudelor avec un déplacement latéral observé d'un mètre[4].

Ainsi, il est prédit par les constructeurs que les oscillations de la tour peuvent être atténuées de 30 % à 40 %. Le système est étudié pour résister à un tremblement de terre de magnitude 7 sur l'échelle de Richter. Son efficacité a été vérifiée lors du séisme Sichuan qui a frappé Taiwan en 2008. De plus, l'ADA ne représente que 0,2 % du coût total de construction du bâtiment.