Pour la construction de gratte-ciels, de plus en plus de moyens sont inventés et mis en place pour éviter au maximum les contraintes naturelles (typhon, ouragan, séismes). Le point commun de ces contraintes est de fragiliser le bâtiment avec des vibrations ou des forces faisant bouger la structure.

A ce jour, il existe différentes méthodes de constructions possibles pour les gratte-ciels

Nous allons en développer trois en particulier. Tout d'abord deux méthodes de constructions puis une technique servant à réduire les oscillations dues aux contraintes naturelles.

1. 1.Les tours monolithique
   

 Utilisation

Les gratte-ciels sont depuis toujours construits grâce à la même technique. Ce procédé est appelé tour monolithique. Il consiste à ériger l'IGH autour d'un noyau central. Ce noyau central regroupe toutes les voies de circulation verticale comme les escaliers ou les ascenseurs. Il regroupe également les conduites (eau, réseau électriques …). Il regroupe donc tout ce qui alimente l'édifice. Ajouté à cela, il peut aussi comprendre la structure porteuse du bâtiment. Si ce n'est pas le cas, le poids repose sur des piliers répartis autour de lui.

 Avantage et Contraintes

Cette méthode possède beaucoup d'éléments qui sont en sa faveur mais aussi quelques contraintes qui ne sont pas à négliger.

Le principal avantage est qu'il est présent pour la majorité des gratte-ciels .Cette méthode a donc déjà fait ses preuves. Les entrepreneurs savent tous qu'elle est solide, et faisable sur toutes les constructions.

La deuxième avantage est qu'elle permet de regrouper toutes les voies techniques et de circulations. Cela permet de gagner de la place habitable mais aussi de ne pas penser à d'autres moyens permettant de faire passer facilement tout les câbles sur tous les étages.

Les contraintes sont quant à elles du domaine de la sécurité. C'est pour cela qu'il ne faut surtout pas les négliger.

Tout d'abord, lors d'une évacuation en cas d'urgence, si les voies de circulations sont impraticables (incendie dans la cage d'escalier et ascenseur inutilisable), les personnes situées au dessus du désastre ne peuvent être secouru. En effet, les voies de circulations sont toutes situées dans le noyau central. Une fois impraticable, cela enlève toutes possibilités de sorties.

L'autre facteur se présente lorsque le noyau central est endommagé par exemple lors d'une catastrophe naturelle ou d'un attentat (11 septembre 2001).  Le gratte-ciel est alors très vulnérable et a de fortes chances de s'écrouler.

Lors d'un incendie, la structure interne faite de béton armé ou d'acier ne supporte pas la chaleur s'il dure plus de quatre heures. Le matériau se déforme et diminue sa résistance au poids ce qui peut provoquer la chute du bâtiment.

La dernière contrainte est une question de qualité de vie. La lumière naturelle n'est plus suffisante pour éclairer une zone au-delà de 10 mètres. Cela oblige à recourir à la lumière artificielle et donc à l'énergie. Or les hommes cherchent à diminuer cette consommation systématique. Ils doivent donc trouver de nouvelles solutions.

2. 2.Les tours polycentrique
   

 Histoire

Les conceptions récentes d'IGH remettent en question le principe de la tour monolithique. En effet, cette technique a prouvé ses limites en terme d'évacuation d'urgence. L'idée d'une tour polycentrique refait donc surface.

Cette méthode est imaginée pour la première fois par Denis Sloan, un architecte français, dans les années 70. Le concept lui est venu lors de la construction de la tour Montparnasse : « Je ne trouvais pas ça malin. Je voyais ce béton monter avec au centre un immense trou, le noyau central, qui tenait l’édifice et concentrait ascenseurs, escaliers de secours ainsi que toutes les conduites techniques de ventilation, d’eau et d’électricité. Je me demandais ce qu’il se passerait si ce noyau était bloqué par un sinistre. ». Mais il n'a pas développé cette idée jusque dans les années 80. Il s'imagine alors un immeuble dont les voies de circulations seraient réparties sous de plus petites entités (de 3 à 8). L'IGH serait alors divisé en de petits immeubles d'une douzaine d'étages. Chaque entité servant de "super-piliers", de voies de circulations et d'équipements techniques. Le poids serait ainsi mieux réparti, le bâtiment serait donc plus solide.

L'idée est considérée comme révolutionnaire mais n'est toutefois pas utilisée. Après l'attentat du 11 septembre 2001, Denis Sloan s'associe à l'ingénieur anglais Peter Terrell et à l'ingénieur sécurité et ancien pompier Claude Delalande, pour concrétiser son projet. Ils mettent ainsi en place le "principe architectural polymorphe évolutif". Ce projet s'oppose au tour monolithe et du même coup mono fonctionnel.

La seule tour se rapprochant de cette méthode est la tour Agbar construite en 2004. Elle utilise de nouvelles idées technologiques et structurelles. Bien qu'elle possède encore un noyau interne, celui-ci est excentré.

Ce concept, rappelons-le, est très récent. Ce n'est pourtant qu'une idée novatrice.

 Concept

Le concept de la tour polycentrique, grâce à ces multiples entités, est de résoudre les contraintes de la tour monolithique. Les objectifs sont donc basés sur la sécurité des personnes et de l'édifice mais aussi sur la qualité de vie. Cela prend en compte la stabilité du bâtiment, répartir le flux de personnes, accroitre la présence de la lumière naturelle mais aussi créer une tour modulable dans le temps.

La réalisation se fait donc différemment des autres tours. Grâce à ces piliers répartis à la périphérie de l'édifice, le gratte-ciel regroupe de petits immeubles d'une douzaine d'étages. Ainsi, un espace vide est créé sur chaque bloc se qui laisse passer la lumière en tout point du gratte-ciel. Les pièces tournées vers l'intérieur en profitent donc elles aussi. La lumière naturelle est donc omniprésente.

Le terme de polycentrique vient d'ailleurs de ce vide qui tourne d'un cran à chaque nouveau bloc.

Ces espaces vides peuvent être utilisés pour aménager des terrasses, des jardins ou même une piscine ou une crèche.

Si un incendie se déclarait dans une entité, les personnes bloquées pourraient en emprunter une autre. Ajouté à l'évacuation plus rapide, le gratte-ciel serait moins susceptible de s'effondrer si une des ces entités était endommagé. Et le feu aurait peu de chance de se propager dans le reste de la tour.

Ce concept de tour polycentrique permet de construire des tours de 600 mètres de haut. Elles seraient alors composées de 8 noyaux verticaux.

En résumé, la tour polycentrique est plus agréable pour les occupants, plus solide et plus sûre. Malgré ce concept plutôt prometteur, une contrainte ralentit les maitres d'ouvrage. En effet, les espaces vides impliquent une plus faible surface de l'immeuble. Ajouté à cela, le projet n'a jamais été encore réalisé donc il reste à prouver son efficacité.

Concept de la tour polycentrique. Celle-ci possède trois piliers (aussi appelé tripode)