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La construction des fondations, débutée le 28 janvier 1887, prendra 5 mois. Les 180.038 pièces du mécano qui composeront la tour proprement dite, ainsi que les 2 500 000 rivets proviendront directement de l'atelier de l'ingénieur situé à Levallois-Perret.
La jonction des quatre piliers, à 57 mètres de hauteur, sera réalisée en mars 1888. La construction du deuxième niveau, jusqu'à 115 mètres de hauteur, progressera au rythme de 10 mètres par mois. Le deuxième étage est atteint le 13 juillet 1889 dans la soirée. Il ne reste que dix mois pour atteindre le sommet. Les conditions climatiques glaciales ainsi que de nombreux mouvements syndicaux perturbent alors la progression du chantier. Une prime de 100 francs sera offerte aux ouvriers à la condition de respecter les délais. La construction du dernier niveau, jusqu'aux 274 mètres du troisième étage, sera composée de tronçons préassemblés de 5 mètres. Les travaux progresseront au rythme de 30 mètres par mois.
De nombreux ingénieurs prédiront l'écroulement de la tour sous son poids, à la hauteur de 221 mètres. La tour Eiffel s'avérera un monument léger et résistant. Sa charpente pèse 7000 tonnes, soit 10 fois moins que l'Arc de Triomphe. Les quatre massifs de maçonnerie de 26 mètres carrés qui servent d'appui aux quatre pieds, supportent une de 4 kg par centimètre carré, soit celle d'un homme sur une chaise. Un modèle réduit en acier de 30 cm de hauteur pèserait 7 grammes.
Les 300 mètres sont atteints le 30 mars. Gustave Eiffel, suivi du regard par 200 ouvriers endimanchés et cinquantaine d'invités, gravit les 1710 marches de l'édifice le lendemain, deux mois et cinq jours après le début des travaux. Il hissera le drapeau tricolore au sommet de la tour, se rappelant qu'il avait déclaré lors de sa désignation que "La France serait la seule nation dont le drapeau aura une hampe de 300 mètres !" Le sommet de la tour atteint alors 312.27 mètres, en incluant le drapeau.
Tous les grands personnages du monde, parmi lesquels Charles Ferdinand d'Autriche à Thomas Edison, feront le déplacement pour contempler le monument de fer. Une foule de parisiens se pressera à partir du 15 mai pour escalader le monument qui accueillera 12 000 personnes par jour au cours des 6 premiers mois. Le premier étage hébergera, durant l'Exposition Universelle, quatre restaurants : le Brébant, une brasserie lorraine, un restaurant russe et un bar américain.
La tour Eiffel devait initialement être détruite au bout de 20 ans, en 1909. De nombreux parisiens souhaiteront qu'elle disparaisse. Plus de 300 personnalités, parmi lesquelles Charles Garnier, Gounod, François Coppée, Leconte de Lisle, Dumas fils et Verlaine se mobiliseront. Maupassant, qui la qualifiera chandelier creux et de squelette disgracieux, quittera Paris pour ne plus la voir. Mac Orlan la comparera à un saurien, dressé sur les pattes de derrière, et Huysmans à un suppositoire vulgaire et criblé de trous.
Eiffel, entraîné dans le scandale de la faillite du canal de Panama, sera condamné à deux ans de prison. Il abandonnera les affaires et entamera une carrière scientifique. Il construira au sommet de la tour des laboratoires météorologiques, d'aérodynamisme et d'étalonnage des instruments de mesure de pression. Cette initiative sauvera provisoirement le monument. Eiffel invitera alors le capitaine Ferrié, chargé d'étudier les applications militaires de la T.S.F, à venir s'installer à ses cotés. Le transmetteur jouera un rôle décisif au cours de la première guerre mondiale.
La tour deviendra un élément du Service du Temps International en 1910, un terminal pour la première liaison radio téléphonique transatlantique en 1916, un émetteur de diffusion pour la radio française en 1918 et enfin un émetteur de télévision en 1957.
Gustave Eiffel décèdera à Paris le 27 décembre 1923.
La tour Eiffel restera l'édifice le plus haut du monde jusqu'à la construction à New York du Chrysler Building, de 319 mètres, en 1930, puis de l'Empire State Building, de 348 mètres, en 1931.
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