ギュスターヴ・エッフェル

011893 年 2 月、法廷の男

1893 年 2 月 9 日、パリ。特別法廷が、一人の技師に判決を言い渡した。2 年の禁固刑きんこけいと賠償金ばいしょうきん。共に宣告されたのは、パナマ運河の会社を率いたレセップス父子だった。

技師の名はギュスターヴ・エッフェル。60 歳。わずか 4 年前、彼はパリの空に高さ 300 m の鉄の塔を建てた男だった。1889 年の万国博覧会ばんこくはくらんかいでは、6 ヶ月で 200 万人がその塔に登った。その男が、いま有罪を告げられていた。

罪の中身は、パナマ運河のスキャンダルだった。運河会社が破産し、議員や政府への賄賂わいろが明るみに出た。エッフェル社は、運河の水門の設計を頼まれていただけだ。代金の一部は受け取っていたが、仕事の大半はまだ始まっていなかった。それでも判決は、運河を失敗させた経営者たちと彼を同じ列に並べた。

判決はのちにくつがえる。だが彼はこの年、建設の仕事から一切退くと発表した。橋も、塔も、もう作らない。残された 30 年、彼は塔の足元に風の実験室を作り、空気の研究に没頭する。

風は構造の最大の敵であり、最良の教師である

なぜ、鉄の男は風に向かったのか。答えを知るには、時を 35 年前に戻さなければならない。ガロンヌ川の、川底の話から。

02ガロンヌ川の底で

1858 年、フランス南西部の港町ボルドー。20 代半ばの若い技師が、川に橋をかける現場の主任を任された。ボルドー・サン=ジャン駅の鉄道橋、通称パサレル・サン=ジャンである。ガロンヌ川をまたぐ長さ 499 m の、鋳鉄ちゅうてつの橋だ。

問題は川底だった。流れの速い川の中に、橋を支える土台を作らなければならない。彼が選んだのは、鉄の箱を川底に沈め、中に圧縮した空気を送って水を追い出す方法だった。空気の圧力で乾いた箱の中で、人が土台を築く。イギリスで 2 年前に一度使われただけの、新しい工法だった。フランスでの実用化は、これが初めてである。

この現場に立つ前の彼を、少しだけ見ておこう。生まれはブルゴーニュ地方のディジョン。母は石炭の卸売業を育て上げた、才覚のある経営者だった。父方の姓はブーニクハウゼン。祖先がドイツのアイフェル山地から来たことにちなむ「エッフェル」の名は、のちに彼自身の正式な名になる。

子どもの頃の遊び場は、伯父ジャン=バティスト・モランの実験室だった。伯父は化学者で、雷の研究で本を書いた人である。10 歳の少年は、そこで初めての化学実験を手伝った。パリの中央工芸学校(エコール・サントラル)に進んだのも、伯父のすすめだった。

最初の専攻は化学。しかし伯父と母方の家業がもめ、彼は化学から手を引いた。1855 年の卒業時には、金属と機械の技術を学ぶ道に変わっていた。卒業後は、先輩シャルル・ネヴーの鉄道機械の会社に入る。その会社が任せたのが、ボルドーの現場だった。この回り道が、鉄と空気の両方を知る技師を作ることになる。

橋は 1860 年に完成した。しかし彼を雇っていた会社は、数年後に傾き始める。31 歳の彼は、決断を迫られた。

03橋の会社

1864 年、エッフェルは独立した。会社の名は Pauwels et Cie。のちのエッフェル社である。橋、駅の屋根、灯台の骨組み。鉄で作れるものなら、何でも引き受けた。20 年で注文は 200 を超え、スペイン、ポルトガル、ハンガリー、エジプト、南米まで広がった。

会社の名を高くしたのは、ポルトガルの港町ポルトの橋だった。マリア・ピア橋(Ponte Maria Pia、1875-77)。ドウロ川を一またぎする、長さ 160 m のアーチ橋である。当時、世界でいちばん長いアーチだった。線路は川面から 60 m の高さを走る。弓なりの鉄のアーチが、鳥の羽のように川の上に広がった。

設計の中心は、若い同期テオフィル・セイリグだった。エッフェル自身は会社を回し、全体を見た。彼は一人で図面を引く天才ではない。人を集め、任せ、責任を取る。それが彼のやり方だった。

次はフランスの中央高地。トゥリューユ川の深い渓谷けいこくに、鉄道を通さなければならない。ガラビ鉄橋(Viaduc de Garabit、1880-84)。川面からの高さ 122 m は、当時の鉄道橋で世界一だった。全長 565 m、真ん中のアーチは 165 m。マリア・ピア橋の設計を、さらに進化させたものだった。この橋は今も現役である。

橋だけではない。ブダペストの駅の鉄骨屋根、ニースの天文台のドーム。エッフェル社の鉄は、ヨーロッパの鉄道の地図を実際に支えていた。

そして 1879 年。一人の彫刻家が、橋とはまったく違う仕事を持ち込んでくる。

04銅の皮と鉄の背骨

彫刻家の名はフレデリック・オーギュスト・バルトルディ。アルザス出身で、自由の女神像を作っている最中だった。アメリカの独立 100 年を祝う、フランスからの贈り物である。高さ 46 m。像の中身の設計は、建築家ヴィオレ=ル=デュクが担当していた。パリのノートルダム大聖堂を修復した、有名な人物だ。

そのヴィオレ=ル=デュクが、1879 年 9 月に急死した。仕事はエッフェル社に引き継がれた。

難題は、像の皮の薄さだった。銅の板の厚みは、わずか 2.4 mm。2 フラン銀貨 2 枚分しかない。それがニューヨーク湾の嵐と潮風に、100 年耐えなければならない。

エッフェルの答えは「皮と骨を切り離す」ことだった。像の真ん中に、格子状の鉄の塔を立てる。そこから肋骨(ろっこつ)のような枠を外に伸ばす。銅の板は、枠にがっちり固定しない。金属のクリップでゆるく留め、板が自分で動けるようにする。夏に膨らみ、冬に縮み、風に揺れる。皮が勝手に動いて、力を逃がすのだ。

像は 1884 年にパリで組み立てられ、いったん分解された。214 の箱に詰められ、軍艦でニューヨークへ送られる。1886 年 10 月 28 日、除幕式。それから 140 年近く経った今も、像は自分の足で立っている。

自由の女神の内部骨格には、もう一つの意味があった。像の真ん中の鉄の塔は、事実上、エッフェル塔の小さな試作品だったのである。その塔の図面は、まだ誰の机にもなかった。

05300 メートルの賭け

1884 年、エッフェル社の若い技師二人が、一枚の図面を描き始めた。モーリス・ケクランとエミール・ヌーギエ。二人とも、エッフェルと同じ中央工芸学校の出身だった。図面の主題は、高さ 300 m の鉄塔てっとう。5 年後に開かれるパリ万国博覧会の目玉にしようというのだ。フランス革命から 100 年を祝う博覧会である。

エッフェルの最初の反応は冷たかった。飾りが多すぎる。何に使うのかもわからない。だが二人は建築家ステファン・ソーヴェストルを加え、案をまとめて説得を続けた。1884 年の末、エッフェルは折れた。折れただけではない。彼は自分の金で特許を取り、会社ぐるみで入札に乗り出した。

1886 年 6 月 12 日、107 の案の中からエッフェル案が選ばれた。費用は 780 万フラン。国が出すのは 150 万フランだけで、残りの 630 万フランは会社の負担だった。その代わり、彼は 20 年間、塔で商売をする権利を得た。着工は 1887 年 1 月 28 日。

塔の敵は風だった。300 m の高さでは、風が塔を横から押す力が何よりも恐ろしい。エッフェルは、風の力が塔のどの高さでも釣り合うように、脚の曲線を計算で決めた。あの優美な曲がり方は、飾りではない。計算の結果として、必然的に現れた形だった。「風が塔の形を描いた」。彼はそう繰り返し語った。

工事には最大 300 人が働いた。鋲(びょう)の数は 250 万本。高さに比べて事故は異例に少なく、工事中に亡くなったのは 1 人だった。1889 年 3 月 31 日、エッフェル自身が 1,710 段の階段を登り、頂上にフランスの三色旗を掲げた。56 歳だった。工期は 2 年 2 ヶ月。予定より早かった。

塔には反対も多かった。作家モーパッサンや、オペラ座を設計したガルニエらが、塔を「醜悪な鉄の梯子」と呼んで新聞に抗議した。しかし博覧会が開くと、世論は一変した。6 ヶ月で 200 万人が塔に登った。

ただし、塔には期限があった。営業権の 20 年が切れる 1909 年には、解体されることになっていたのだ。だがエッフェルはその前に、別の嵐に巻き込まれる。

06風の学校

1893 年 2 月 9 日。塔の完成からわずか 4 年で、エッフェルは法廷で禁固 2 年を告げられた。パナマ運河疑獄(ぎごく)、略してパナマ疑獄と呼ばれる事件である。塔ができた直後の 1889 年 10 月、エッフェル社はレセップスの運河会社から、水門の設計を引き受けていた。その会社が破産し、賄賂が明るみに出て、彼まで裁かれたのだった。

彼は控訴した。同じ年の末、最高裁にあたる破毀院はきいんで判決はくつがえる。全面勝訴だった。だが世間についた傷は消えない。彼は建設業からの引退を発表し、会社の経営から身を引いた。

ここで、冒頭の問いに戻ろう。なぜ彼は風に向かったのか。

答えは、彼がそれまでにした仕事の中にある。ボルドーの川底で、彼は空気の圧力を使った。自由の女神の中で、風に揺れる皮を骨から切り離した。そして 300 m の塔では、風そのものに形を決めさせた。彼は一貫して、目に見えない相手と向き合ってきた技師だった。建てることをやめた後に残ったのは、その相手だけである。

風は構造の最大の敵であり、最良の教師である。

塔はまず気象観測所になった。1889 年から 25 年間、塔の上に気圧計や風速計を置き、フランスの気象局と共同で記録を取り続けた。次に無線だった。1898 年から塔の先端にアンテナを立て、1903 年には軍と組んで長距離無線の送信塔にした。1909 年の解体期限が来たとき、塔は「軍に必要な設備」になっていた。解体はなくなった。

そして風洞ふうどうである。1903 年、アメリカでライト兄弟が初めて空を飛んだ。エッフェルはそこに、次の科学を見た。1905 年、塔の脚元のシャン・ド・マルスに、最初の風洞を作る。筒の中に風を送り、模型がどう力を受けるかを測る装置だ。1909 年にはパリ 16 区のオートイユに、より大きな風洞を自費で建てた。のちにエッフェル研究所(Laboratoire Eiffel)と呼ばれる施設である。

1912 年、『空気抵抗と飛行』を出版。第一次世界大戦では、フランスの軍用機の設計を支えた。空気力学への転身は、死の年まで 30 年続いた。「航空力学の晩年」と呼ぶべき時間である。

1923 年 12 月 27 日、パリの自宅で死去。91 歳だった。塔の第一展望台には、彼が貢献した 72 人の科学者と技師の名前が刻まれている。しかし、その中にエッフェルの名前はない。

橋を架け、像を支え、塔を建てた男は、最後の 30 年を「見えない相手」の研究に使った。あなたが今、何かを作っているなら、その最大の敵は何だろうか。そして、それはあなたに何を教えているだろうか。

07構造の言語 ― 考証

出自と姓。1832 年 12 月 15 日、ディジョン生まれ。父 フランソワ・アレクサンドル・ブーニクハウゼン は元軍人、母 カトリーヌ・メリー・モヌーズ はディジョンの醸造じょうぞう業者家系の娘で、石炭卸売業を家業の柱に育て上げた。父方の姓は 18 世紀にドイツ・ラインラントの アイフェル山地(Eifel)から移り住んだ祖先に由来するとされ、フランスでは過渡的に Bönickhausen dit Eiffel(ブーニクハウゼン、別称エッフェル)と署名される時期を経て、最終的にギュスターヴ自身の名義が Eiffel として公的に固まった(改姓かいせい承認の正確な年月日については伝記によって揺れがあり、一次史料の所在確認が必要)。伯父 ジャン=バティスト・モラン は化学者であり『雷鳴の理論』(1832)の著者、ディジョン科学アカデミー会員。1843 年、コレージュ・サンタ・バルブ(パリ)経由でリセ・ロワイヤル・ド・ディジョンに入学、1850 年バカロレア合格。エコール・サントラル・デ・ザール・エ・マニュファクチュール(École Centrale des Arts et Manufactures、1829 年創設)に 1852 年入学。エコール・ポリテクニーク(1794 年創設、軍事技師・行政官養成の国家最高学府)と並ぶフランス民間技師養成の最高機関で、当時は創設者 アルフォンス・ラヴァリエ と ジャン=バティスト・デュマ(有機化学の父)の学風が色濃く残っていた。1855 年卒業時点で 冶金・機械工学 専攻。

ケーソン基礎。ボルドー・サン=ジャン駅鉄道橋(ガロンヌ川径間 499 m、5 径間の鋳鉄トラス橋、1860 年完成)で用いた 気圧式ケーソン基礎工法(川底を鉄製の箱で囲み内部を圧縮空気で乾かして基礎を築く)は、英国の ジョン・ハウクショー(ロチェスター橋 で 1856 年同工法を使用)以降、第二実装例。当時のフランス鉄道橋建設の常識を大きく超える工法であり、雇用主は シャルル・ネヴー社(Charles Nepveu & Compagnie、鉄道機械製造業)。1864 年、同社が経営破綻に瀕した折に独立して Pauwels et Compagnie(後の コンパニー・エッフェル)を設立。受注地域はフランス・スペイン・ポルトガル・ハンガリー・エジプト・ペルー・フィリピン・ボリビアまで延伸。

橋梁群。マリア・ピア橋(ポルト、1875-77):ドウロ川に架ける単径間 160 m の鉄道橋、当時の世界最大径間のアーチ橋。弓形アーチ の鋳鉄構造。設計の中核は テオフィル・セイリグ(構造計算者)、エッフェルは会社経営と全体統括。1991 年まで現役の鉄道橋として使われ、現在は文化財として保存。Garabit 鉄橋(中央高地、1880-84):トラス桁+弓形アーチの複合構造。川面からの高さ 122 m、全長 565 m、主アーチ径間 165 m。クレルモン=フェラン と ベジエ を結ぶパリ=地中海鉄道南線(PLM)の生命線となり、現在も現役(現代の列車で低速運行のみ)。同時期に社は ブダペスト西駅(1874-77)の鉄骨屋根、ペストのニュガティ駅(現在も使用)、ニース天文台ドーム(1885-86、ディスプラセ回転架台で世界最大)、南米アンデス鉄道各線の橋梁、マニラ・サン・フェルナンド橋、リスボン・サンタ・ジュスタ昇降機(建築家 ラウル・メスニエル との協働、1902、パリ万博後)を手がけた。

自由の女神像内部構造(正式名 Liberty Enlightening the World、世界を照らす自由)。前任は ウジェーヌ・ヴィオレ=ル=デュク(ノートルダム・ド・パリ修復 で著名)、1879 年 9 月の急逝で引き継ぎ。像は高さ 46 m、銅製外皮の厚み 2.4 mm。エッフェルの解は以下の通り:

① 中央支柱:像の中心に正方形断面の格子状錬鉄トラス塔(パイロン・セントラル、pylône central)を据える。これは事実上のエッフェル塔の小型試作品でもある。 ② 二次骨格:中央支柱から外周の銅皮へ向けて、肋骨のように伸びる錬鉄製の セカンダリー・フレーム。 ③ 銅板の独立膨張:外皮の銅板 300 枚は、骨格にリジッドに固定せず、カッパー・ソリッド・コッパー・サドル と呼ばれる金属クリップで滑動可能に取り付けられる。これにより、夏の膨張と冬の収縮、潮風の揺れ、観光客の群集の震動 ― いずれも銅皮が独立に動いて応力を逃がす設計。 ④ 電蝕防止:銅と鉄が接触する部位にはアスベスト含浸フィラー(当時)を挟んで、異種金属接触による電蝕(ガルバニック・コロージョン)を防ぐ絶縁層 を全接合部に配置。

像は 1884 年パリで組立試験ののち分解され、214 箱に梱包されて 1885 年フランス軍艦イゼール号でニューヨーク湾に送られた。1886 年 10 月 28 日、クリーヴランド大統領列席のもとで除幕式。140 年経った 2025 年現在、像は依然として自立しており、骨格設計はその 140 年間で銅皮を一度も破綻させていない。「銅皮と独立して動く中央支柱」は「風圧で変形しても本体が全体として復元する 300 m の鉄塔」の原型である。

塔。試案の起草は モーリス・ケクラン と エミール・ヌーギエ、装飾アーチと第二展望台は ステファン・ソーヴェストル。特許は 1884 年 9 月 18 日、フランス第 164364 号(エッフェル自費)。1886 年 6 月 12 日、エッティエンヌ・ロックロワ 商工大臣による万博エンブレム建築入札で 107 案中当選。契約金総額 780 万フラン、国家負担 150 万フラン、残 630 万フランはエッフェル社の自己負担、代わりに 20 年間の塔営業権。着工 1887 年 1 月 28 日、完成 1889 年 3 月 31 日。パドルド錬鉄(wrought iron、フランス東部の Pompey 製鉄所 から調達)7,300 トン、高さ 300 m(避雷針を含めると 324 m、2022 年現在 330 m)、4 脚の湾曲した格子梁構造。設計核心は 風荷重 との戦いであり、塔のシルエット曲線(エッフェル・カーブ)は、任意の高さで風圧モーメントが常に均衡するように数学的に最適化された 双曲線近似曲線。塔の各水平切片の断面係数を積分した結果として、あの曲線が必然的に現れる。建設労働者は最大 300 人(ケクラン指揮下)、建設中の死者は 1 人(足場からの墜落、1 人目の妻の訪問中に起きた悲劇だった)。リベット総数 250 万本、うち現場打ち 105 万本、残りは地上工場で事前組立。同時代の米国のスクレーパー建築と比較しても 10 倍以上のスケールの鉄骨工事を 2 年強でほぼ事故なく完成させた、19 世紀最大の工事管理でもある。批判は グノー、デュマ・フィス、モーパッサン、シャルル・ガルニエ(パリ・オペラ座設計者)らによる「エッフェル氏の醜悪な鉄の梯子に反対する芸術家の抗議」(Le Temps 1887 年 2 月 14 日)が有名。万博総入場者 3,250 万人の過半が塔を見上げた。

パナマ運河疑獄。パナマ運河会社(レセップス の国際運河会社、1880 年設立、中米地峡を大運河で貫く計画)からのロック(水門)設計受注は 1889 年 10 月。同社の財政破綻と議会・政府への賄賂スキャンダル(1892-93)の露見後、1893 年 2 月 9 日の特別法廷で レセップス父子 と共に 2 年の禁固刑と賠償金を宣告。汚職と工事失敗の主犯であるレセップス経営陣と、単なる技術委託を受けたエッフェル社を同一視した極めて不当な判決であり、1893 年末に 最高裁破毀院(Cour de cassation)で覆された(時効消滅と手続的な違法で全面勝訴)。

塔の科学インフラ化。気象学:1889-1914 年の 25 年間、塔頂と各階層に気圧計・温度計・湿度計・風速計を設置し、フランス中央気象局(Bureau Central Météorologique)と共同で連続観測。当時最も標高の高い 継続気象観測点 であり、気圧分布・大気境界層の実測データを、都市上空について初めて科学的規模で生み出した。無線通信:1898-1903 年、塔の尖端にアンテナを設置し、ウジェーヌ・デュクレテ 社と協力して初期無線実験。1903 年に軍の ギュスターヴ・フェリエ 大尉と連携して軍用長距離無線送信塔として機能化、1909 年の解体期限回避の最大の論拠となった。1921 年 12 月からは ラジオ・トゥール・エッフェル(フランス最初の定期放送局の一つ)が塔から送信を開始。

風洞と航空力学。1905 年、シャン・ド・マルス の塔の脚元に 最初の風洞実験装置(直径 1.5 m)を建設、1909 年 オートイユ(パリ 16 区)に 第二風洞実験所(直径 2 m、後に 3 m)を自費で建設。同研究所は第一次世界大戦中フランス軍用機設計に多大な貢献をし、1920 年代には エッフェル研究所(Laboratoire Eiffel、現在の ONERA フランス国立航空宇宙研究所 の起源の一つ)として機能した。1912 年、主著 『空気抵抗と飛行』(La Résistance de l'Air et l'Aviation)を刊行、航空力学の黎明れいめい期を牽引した。1923 年 12 月 27 日、パリ 8 区 ラーブルー通り 1 番地 の自宅で老衰により死去。墓は レヴァロワ=ペレ墓地(パリ近郊 16 区)。塔の第一展望台のパネルに刻まれた 72 名のフランス科学者・技師の名にエッフェル自身は含まれず、塔そのものが彼の墓碑となっている。

08主要な出来事と著作

1. 1832
   12月15日、フランス・ディジョンで誕生。家系は元々ドイツ・アイフェル山地由来のBönickhausen姓
2. 1852-55
   エコール・サントラル在学、化学から冶金・機械工学へ転向
3. 1858-60
   ボルドー・サン=ジャン駅鉄道橋(パサレル・サン=ジャン)で現場主任、気圧ケーソン基礎を仏で初実用化
4. 1864
   独立してPauwels et Cie(後のエッフェル社)設立
5. 1875-77
   ポルトのマリア・ピア橋(径間160m)完成、世界最大径間のアーチ橋
6. 1879
   姓を正式にEiffelに改姓、自由の女神像内部構造設計を引き継ぐ(前任ヴィオレ=ル=デュク急逝)
7. 1880-84
   Garabit鉄橋(径間165m、川面からの高さ122m)完成、当時世界最高の鉄道橋
8. 1884
   エッフェル塔特許取得(第164364号)、自由の女神像がパリで組立試験
9. 1886
   6月12日、万博入札当選。10月28日自由の女神像がニューヨーク湾で除幕
10. 1887-89
    エッフェル塔建設、2年2ヶ月で完成(3月31日)
11. 1889
    パリ万博開幕、6ヶ月で塔に200万人が登頂。パナマ運河会社のロック設計受注
12. 1893
    パナマ疑獄で2年禁固刑判決、同年末破毀院で全面勝訴も建設業から引退
13. 1898-1903
    塔を無線送信塔として軍と協力、フェリエ大尉と連携
14. 1905-1912
    シャン・ド・マルス・オートイユに風洞実験所建設、『空気抵抗と飛行』(1912)刊行
15. 1909
    塔営業権の20年期限、軍用無線塔としての有用性で解体回避確定
16. 1921
    塔からラジオ・トゥール・エッフェル定期放送開始、塔は放送インフラへ
17. 1923
    12月27日、パリ8区ラーブルー通り1番地の自邸で91歳死去、レヴァロワ=ペレ墓地に埋葬

残した仕事の輪郭

• エッフェル塔(1887-89) ― 1889 年万博の象徴、パドルド錬鉄 7,300 t、風圧均衡の双曲線シルエット、20 世紀の都市のアイコン
• Garabit 鉄橋(1884)・マリア・ピア橋(1877) ― ヨーロッパ鉄道網を支えた 19 世紀後半の大径間橋梁群
• 自由の女神像内部構造(1879-86) ― 独立膨張する銅皮と錬鉄中央支柱の原理、140 年の耐久
• 気圧ケーソン基礎工法の仏初実用(1858-60) ― 近代橋梁基礎の礎
• 風洞実験と航空力学(1905-20 年代) ― 引退後 30 年を航空科学に注ぎ、エッフェル研究所は ONERA の源泉の一つ
• 気象・無線・航空の塔インフラ化 ― 1909 年の解体期限を、塔自体を科学インフラ化することで回避
• 『空気抵抗と飛行』(1912) ― 航空力学黎明期の基本文献
• エコール・サントラル系の技師教育の範例 ― 企業経営と科学研究と公共インフラを同時に担った 19-20 世紀技師の完成形