Mémoires et compte-rendu des travaux de la société des ingénieurs civils
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- SOCIÉTÉ
- DES
- INGÉNIEURS CIVILS
- DE FRANCE
- ANNÉE 1920
- Bull.
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- MEMOIRES
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- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ
- INGÉNIEURS CIVILS
- DE FRANCE
- FONDÉE LE 4 MARS 1848
- RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET 1)U 22 DÉCEMBRE 1800
- A9HVÉE 19*0
- PARIS
- HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
- 19; RUE RLANCHE, 19
- 1920
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- AVIS IMPORTANT
- Conformément à la décision prise par le Comité et qui a été portée à la connaissance des Membres de la Société par la circulaire encartée dans le Procès-Verbal de la séance du 28 juin, les Bulletins ne reproduisent plus les Procès-Verbaux des Séances qui sont envoyés en fascicules séparés. Il est donc indispensable de conserver ces derniers pour avoir la collection complète des Travaux de la Société.
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- La Société n’est pas responsable des opinions de chacun de ses Membres, même dans la publication de ses bulletins (art. 34 des Statuts.)
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- MÉMOIRES
- ET
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANGE
- BULLETIN
- DE
- JANVIER-MARS 1920
- N?s 1 à 3
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- 1914-1918
- :n SOUVENIR DES MEMBRES
- DE LA SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE MORTS POUR LA PATRIE :
- I- ; AÏLLEAUME Marcel j ALFASSA Georges d'AMBRIERES Georges -i ARLOING Louis BEAUCHAflP François (ROBERTde) BILLIEZ Paul • BOURLET André • v. BRUNSVICK Fernand > ' QSEVITZ-ROUFF Henry CHASSERiAUD René Y CHAUDEL-PAGE ’f de CHEVRÔZ Maurice COUDER ANDRÉ i SOURBÉ Edouard
- COURTY Georges COUSIN Emile DAUTY Emile „ DEQUEKER A.M. DU MONTANT Jules • FERTAT Gaston FICHET Eugène FLORNOY Robert FORRET Marcel FRIÉSÉ Paul GARAND Albert GLAIZOT François GORRA-BEY Henry
- GUILLEMIN Jean HARDE LAY Jacques JACQUEMlN Adrien KARCHER Christian KIENER Edouard LABOUR Henri LABROUSSE Jacques LANGLOIS Victoric LEONARD Alfred LEVY Georges MASSON Charles H AU RI CH EAU - B EaU PRÉ Paul MEYER Georges
- MORAND Paul NERET Maurice PAIX Paul' PEGUY René PERNEY Henri de PERPIGNA J. PEZER1L Lucien POUPARDIN Frantz REGNARD Henri RENAULT Charles ROBIN Félix ROCHARD Paul de u ROCHETTE Ferdinand
- de ROMEU Albert ROY Adolphe SÉE Alexandre SEITIER Joseph SUSS Marcel TEISSET Jean THOMAS Henri TRAVERS Emmanuel VIDAL-BEAUME Jean-Baptiste "VOELK Alfred BRENOT Maxime STOFFT Albert BENOIST Auguste
- Dommage dus AyciEsPnÊswEsr
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- INAUGURATION
- DE LA
- PLAQUE COMMEMORATIVE
- DÉDIÉE AUX MEMBRES -
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE MORTS POUR LA PATRIE (1914-1918) v Le 9 Février 4 920 (1)
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- DISCOURS DE M. H. GALL
- Pkésident de la Société de 1914 a 1918.
- Monsieur le Président, «
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- Le Comité de la Société des Ingénieurs Civils de France a justement pensé que les deuils qu’il avait enregistrés avec autant de douleur que de fierté au cours de plus de quatre années qui resteront les plus mémorables de l’histoire des temps modernes, devaient être inscrits au seuil de la salle de ses séances et placés ainsi sous les yeux de tous, présents et à venir :
- Il a bien voulu me confier l’honneur de venir rappeler aujourd’hui, en présence de ceux qui pleurent leurs grands morts, les noms des collègues dont le sacrifice est venu contribuer au salut de notre patrie : notre Société se devait de rendre ainsi un nouvel hommage à la mémoire de ceux qui, de la Marne à l’Yser, de Verdun aux Vosges, vers notre front d’Orient dont l’éloignement rendait la séparation plus cruelle et plus amère encore,
- (1) Assistaient à cette cérémonie tout intime, les familles de nos Collègues morts pour la Patrie, des représentants officiels et des délégués des grandes écoles et Associations : Présidence de la République ; Présidence du Conseil ; Commandant Lallement, représentant le Ministre de la Guerre ; Commandant Giridios, délégué de M. le Maréchal Foch ; Commandant Davy, délégué de M. le Maréchal Jolfre ; Direction de l’Enseignement technique ; M. le Général Filloneaux, directeur de l’Ecole Polytechnique ; l’Ecole des Mines ; l’Ecole Centrale et l’Association des Anciens Elèves ; l’Ecole des Arts et Métiers et l’Association des Anciens Elèves ; la Société d’Encouragement pour l’industrie nationale ; l’Ecole spéciale des Travaux publics ; M. Cellerier, représentant le Conservatoire des Arts et Métiers et l’Association des Anciens Elèves de l’Ecole supérieure d’Electri-•cité, etc;
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- s’en sont allés, offrant à nos yeux émerveillés le plus réconfortant spectacle, et vivre une épopée dont on a dit, avec raison, « qu’elle dépasse en grandeur les plus célèbres légendes ».
- Les hommes éminents qui fondèrent la Société des Ingénieurs Civils de France eurent en vue le groupement des ingénieurs de toute origine.
- Combien elle se trouve cimentée à jamais par cette réunion, en une liste glorieuse, de ceux dont l’existence fauchée pour la plupart en pleine force, en pleine jeunesse, réservait à leur pays, à la science, au génie civil, une riche moisson de découvertes que tout permettait de pressentir !
- Depuis sa fondation — en 1848 — l’histoire de notre Société est mêlée, en .edfet, aux joies Gomme aux vicissitudes de la France : participation aux grands travaux, publics mise en valeur de notre domaine colonial, développement de toutes les sciences appliquées, elle a eu la haute satisfaction d’étre associée à toutes les manifestations de l’existence nationale. Me sera-t-il permis de rappeler l’exemple laissé parmi nous par ceux de nos anciens qui, lors du siège de Paris — en 1870 — vinrent apporter à la défense de la ville bombardée — déjà! — un concours et des initiatives qui furent appréciés et dont nos annales s’enorgueillissent.
- Aussi, conformément à Fintention de nos fondateurs, nos travaux sont-ils restés l’occasion de réunir les véritables représentants de la technique sans distinction d’école. La cordialité de nos relations a toujours permis à nos jeunes collègues de trouver auprès de leurs aînés — dont plusieurs ont été appelés à représenter à l’Institut la science de l’Ingénieur — les conseils et les directions qu’ils ne manquent jamais de leur donner avec la bonne grâce et l’affabilité qui sont la tradition de notre maison. Nous ne nous en sentons que plus atteints par les pertes irréparables que nous avons faites et auxquelles nous participons avec toute l’affliction de la grande famille qu’est restée et que restera notre Société.
- Aussi, plus j’ai avancé dans l’accomplissement de la mission qui m’a été confiée, plus j’ai senti grandir l’émotion que me communiquaient les documents poignants qui m’étaient remis. S’ils manquent hélas! pour quelques-uns des 66 noms que nous avons relevés — et peut-être existe-t-il, malgré les démarches du dévoué M. de Dax, d’involontaires lacunes — combien ils suffisent pour montrer à ceux d’aujourd’hui comme à ceux de
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- demain l’âme magnifique de ces soldats d’élite que furent les collègues estimés dont nous venons vous parler.
- En rappelant aujourd’hui leurs noms, vous me permettrez de mentionner quelques-unes des citations qui ont su, en ce style lapidaire que nos grands chefs ont improvisé comme leurs victoires, définir pour l’histoire les actes de ces vaillants.
- En voici, dans l’ordre alphabétique, l’énumération d’après les renseignements qu’il nous a été possible de recueillir :
- Ailleaume, Marcel (1909), Capitaine au 63e régiment d’artillerie, décédé de maladie contractée au front, le 1er mars 1919.
- Alfassa, Georges (1901), Capitaine d’artillerie, décédé aux armées, le 27 janvier 1919, des suites de fatigues de guerre, Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- d’Ambrières, Georges (1912), Lieutenant au 1er d’artillerie à pied, tué, le 24 décembre 1914, à Nieuport, Croix de Guerre.
- « Officier de la plus grande énergie, observateur dans des postes particulièrement dangereux. A été tué au moment où il rétablissait les liaisons téléphoniques interrompues par un premier bombardement. — Ordre du Groupe d’Armées du Nord. Signé: Général Focii. »
- Arloing, Louis (1914), Lieutenant au 36e d’artillerie, tué, le 17 septembre 1914, à Gambronne, près Bethancourt'(Oise), Croix de Guerre.
- « Tué en se rendant près dune batterie en danger qu’il espérait aider en la la dirigeant (tombé lui-même dans une embuscade allemande). »
- Beauchamp (Robert de), François (1910), Capitaine au 86e d’artillerie, tué le 1er mai 1917, Chevalier de la Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- « Commandant de batterie d’une haute valeur morale et d’une énergie remarquable. Sa batterie étant soumise à un bombardement très violent, s’est porté au milieu de ses canonniers, les soutenant, les encourageant par son exemple. Est tombé grièvement blessé pour la seconde fois. »
- Benoist, Auguste (1911), Adjudant au 27e d’infanterie, tué aux redoutes du Bois-Brûlé, en novembre 1914.
- Billiez, Paul (1911), Lieutenant au 30e d’artillerie, blessé, le 30 août 1914, à l’Échelle-Saint-Aurin, et décédé, le 5 octolure 1914, des suites de sa blessure.
- Bourlet, André (1908), Capitaine au 25e d’artillerie, tué, le 10 décembre 1915, à la retraité de Serbie, Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
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- « Officier de valeur qui n’a cessé de montrer depuis le début de la campagne les plus belles qualités de dévouement, de courage et de sang-froid », dit la première citation à l’Ordre de la Division.
- Yoici la citation à l’Ordre de l’Armée :
- « A obtenu de son personnel, exposé à un feu précis, que les cartouches, atteintes par un obus explosif ennemi ayant traversé le caisson, soient retirées de leur coffre. A continué le tir avec un sang-froid exemplaire. »
- Brenot, Maxime (1910), Lieutenant au 202e d’infanterie, décédé, le 19 novembre 1915, des suites de maladie contractée au cours de là, campagne.
- Brunsvick, Fernand (1900), Capitaine au 37e d’artillerie, décédé, le 29 novembre 1916, à l’ambulance de Cannes, des suites de blessures reçues en Alsace le 31 mars 1913, Chevalier de la Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- « Officier remarquable de zèle et de dévouement, a rendu les meilleurs services dans le commandement d’une section de munitions. »
- Casevitz-Rouff, Henry (1892), Lieutenant au 107e d’artillerie lourde, tué devant Verdun le 10 juin 1916, Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- « Commandant de batterie ayant un grand ascendant sur sa troupe par son énergie, son calme et sa bravoure. A été atteint mortellement, le 8 juin 1916, au cours d’une reconnaissance dans une région violemment bombardée. Signé : Nivelle. »
- Chasseriaud, René (1913), Capitaine d’artillerie, tué, le 12 avril 1916, à Verdun, Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- Nous avons encore dans la mémoire l’intervention si énergique de notre Collègue, signalant, dans une de nos premières séances de 1914, l’urgence qu’il y avait, pour la France, à s’occuper de la navigation aérienne nocturne. Dans sa mémorable communication, Chasseriaud semblait avoir obéi à une sorte de prescience de ce qu’allaient être ces bombardements de villes qui, comme tant d’autres méthodes, ont été inaugurés par l’ennemi implacable qui a reçu l’insuffisante punition de son agression.
- Les jurys et le Comité ont été unanimes à décerner le Prix Michel Alcan à notre Collègue ; la médaille a été remise à Mme Chasseriaud, sa mère, avec l’expression de l’admiration profonde que nous avions pour son fils.
- Chaudel-Page, Henry (1914), Lieutenant au 10e d’artillerie lourde, tué le 9 septembre 1918, Croix de Guerre, Légion d’Honneur à titre posthume.
- La citation à l’Ordre de la Division mentionne :
- « Commandant de batterie de grande valeur militaire et morale. Tué à son
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- poste de combat au moment où il se dépensait pour veiller à la sécurité de ses hommes. »
- de Chevroz, Maurice (1913), Sous-Lieutenant au 98e d’infanterie, tué au Bois-le-Prétre, le 19 septembre 1915, Cronfde Guerre.
- « Le 19 septembre 1915, sous un violent bombardement qui pouvait faire croire a une attaque imminente, s'est rendu spontanément à un poste d’écoute pour encourager les observateurs et se rendre compte des préparatifs allemands. A été tué par un obus. »
- Couder, André (1910), Capitaine, chef de section de photographie aérienne, tue au cours d’un combat aérien le 25 février 1917, Chevalier de la Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- « Modèle de courage et de dévouement. A exécuté à maintes reprises des reconnaissances périlleuses et des bombardements au cours desquels il a eu son appareil fréquemment, touché par des projectiles ennemis. A fait plusieurs réglages sous le feu des canons spéciaux et malgré la présence de plusieurs appareils allemands. Signé : .1 offre. »
- Voici la citation à l’Ordre de l’Armée :
- « Détaché pour quelques jours à l’aviation d'une armée, afin de perfectionner les observateurs dans l’interprétation des photographies, dont il est un des promoteurs, s’est offert pour accomplir, comme pilote, une reconnaissance photographique éloignée et difficile. Bien qu’au cours de ses missions, son avion ait été atteint par des éclats d’obus qui ont détérioré ses deux moteurs, a réussi à permettre à l'observateur la prise des points demandés.
- » Officier de la plus haute intelligence, d’un dévouement hors ligne, d’un courage allant jusqu’à la témérité, a fait, à des altitudes variant de 1200 à 3 000 m, toute une série de photographies obliques au revers des lignes ennemies. »
- Courty, Georges (1910), décédé, en 1919, des suites de maladie contractée en captivité.
- Cousin, Émile (1897), Capitaine au 34e d’infanterie territorial, tué, le 26 novembre 1915, à Béthincourt, près Verdun, Croix de Guerre.
- « Le 26 novembre 1915, au cours d’un fort bombardement el d’une attaque de l’ennemi avec émission de gaz asphyxiants, a montré un remarquable sang-froid. Subissant un commencement d’intoxication, est resté à son poste jusqu’à la dernière minute. Est mort le surlendemain. »
- Dauty, Émile (1913), Adjudant au 249e d’infanterie, tué, le 20 septembre 1914, à Craonnelle.
- Sa respectable mère, en nous écrivant, nous dit : « Il était le meilleur des fils, travailleur acharné et patriote accompli. Dans son testament, il avait écrit ces quelques lignes : « La vie d’un homme ne compte pas » quand il s’agit du salut de la France. »
- Dequeker, Achille (1900), Capitaine au 107e d’artillerie lourde, tué à Verdun le 15 octobre 1917, Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
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- On ne sait, dans les cinq citations qu’il laisse à ses enfants, comment choisir celle qui définisse le mieux le rôle de ce Collègue, que nous aimions à rencontrer dans nos réunions.
- L’Ordre du Corps d’Armée dit :
- « A donné un superbe exemple de courage et de sang-froid en continuant à diriger son tir, tout en se rendant d’une pièce à l’autre pour encourager son personnel, malgré la violence du feu ennemi. »
- Et, enfin, écoutez la citation finale à l’Ordre de l’Armée :
- « A été tué le 15 octobre 1917 en se portant, sous un bombardement violent, au secours de plusieurs hommes de son unité qui venaient d’être blessés. »
- Dumontant, Jules (1907), Lieutenant au 163e d’infanterie, décédé, le 29 septembre 1915, des suites de maladie contractée au front, Croix de Guerre.
- «.A fait preuve de grand dévouement et d’ingéniosité en faisant nuit et jour des observations délicates qui ont été très précieuses au commandement pour établir exactement la position des batteries ennemies. »
- Fertat, Gaston (1912), Sous-Lieutenant au 149e d’infanterie, tué en Artois le 25 septembre 1915, Croix de Guerre.
- « Le 25 septembre 1915, devant An grès, a été tué en se portant en tête de sa section à la rencontre d’une contre-attaque allemande qui fut repoussée. Officier très brave et très énergique. »
- Fichet, Eugène (1906), Soldat au 362e d’infanterie, décédé, le 29 janvier 1917, des suites de blessures reçues le 30 décembre 1916, Croix de Guerre.
- A la mobilisation, n’ayant fait jusqu’alors aucun service, pour myopie extrême, a demandé à partir au front comme soldat et à faire partie du service armé, ce qu’il a obtenu après de nombreuses démarches.
- La citation à l’Ordre de la Brigade donne la mention suivante :
- « Soldat courageux ayant toujours fait preuve du meilleur esprit. Blessé mortellement le 30 décembre 1916, en portant un ordre pendant le bombardement. »
- Digne fils du Collègue dont la carrière respectée, qui lui fait tant d’honneur, est justement appréciée de nous tous.
- Flornoy, Robert (1914), Sous-Lieutenant au 121e d’artillerie lourde, tué au fort de Belleville, près Verdun, le 13 mars 1916, Croix de Guerre.
- « Engagé volontaire, officier d’une bravoure remarquable ; s’est signalé par son calme et son sang-froid dans ses reconnaissances comme aviateur. Tué à l’ennemi en se rendant à un observatoire particulièrement dangereux en premières lignes. Signé : Pétain. »
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- Forret, Marcel (1903), Lieutenant au 43° d’artillerie, tué à Maricourt (Somme), le 12 avril 1913, Croix de Guerre.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « Officier d’une bravoure remarquable. Le 12 avril 1913, n’a pas hésité à ouvrir le feu pour exécuter un lirsur les indications d’un avion, et quoique sa batterie ait déjà été soumise à un violent bombardement et lut sous les vues d’un drachen. À été tué, au moment même où il commandait le feu à ses pièces, par un projectile de gros calibre tombé à ses pieds. »
- Friesé, Paul (1914), Engagé volontaire, Capitaine d’État-Major, Officier interprète de lre classe, tué au Chemin des Dames, le 21 avril 1917, à l’ùge de soixante-six ans, Croix de Guerre.
- Né à Strasbourg, avait quitté une carrière honorée pour courir à la frontière, ne se sentant pas quitte par le service accompli en 1870.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « Avait pris part à la campagne 1870-1871. A tenu, malgré ses soixante-six ans, à servir de nouveau aux armées, donnant un magniiique exemple de dévouement et de foi patriotique. A été blessé mortellement le 21 avril 1917. Signé : Général Maistre. »
- Garanti, Albert (1910), décédé, le 20 janvier 1918, des suites de maladie contractée au front.
- Glaizot, François (1903), Capitaine au 68e d’infanterie, tué, le 12 juin 1913, à La Neuville-Saint-Vaast, Chevalier de la Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- « N’a cessé, depuis son arrivée au régiment qu’il avait rejoint avant toute déclaration de guerre, alors qu’il était à l’étranger, de donner l’exemple du plus brillant courage. A été grièvement blessé au combat du 26 octobre, en sortant le premier des tranchées pour entraîner la compagnie à l’attaque.
- » Frappé, le 12 juin 1913, d’une balle en pleine poitrine pendant une reconnaissance de terrains, »
- Gorra-Bey, Henry (1909), Soldat interprète, tué à Richebourg (Pas-de-Calais), le 29 octobre 1914, Croix de Guerre.
- Guillpmin, Jean (1907),-Lieutenant au 22e d’artillerie, décédé, le 22 septembre 1914, des suites de blessures reçues à la bataille de Pouillon (Marne), Croix de Guerre.
- Citation à l’Ordre du Régiment :
- a Le lieutenant Guillemin, de la 6e batterie, a fait preuve de la plus grande énergie pendant toute la campagne. Grièvement blessé par un obus, est mort des suites de ses blessures. »
- Hardelay, Jacques (1904), Lieutenant du génie, tué, le 23 avril 1915, à Boësinghe (Belgique), Croix de Guerre.
- « Chargé d’assyrer la destruction d’un pont, a été tué en accomplissant sa
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- mission avec la plus grande intrépidité sous le feu, à courte distance de l’infanterie ennemie. »
- Jacquemin, Adrien (1914), Sergent au 5e génie, décédé, le 18 no-, vembre 1915, d’un accident d’aéroplane survenu en service commandé.
- Karcher, Christian (1914), Soldat au 37e d’infanterie, tué à l’ennemi, à Souchez, le 8 juin 1915.
- Kiener, Édouard (1905), Lieutenant au 53e bataillon de chasseurs alpins, tué à l’ennemi le 19 janvier 1915, Croix de Guerre.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « A entraîné ses chasseurs à l’assaut avec le plus brillant courage. »
- Labour, Henri (1912), Sergent au 160e territorial d’infanterie, tué, le 18 octobre 1914, à la Boisselle (Somme).
- Labrousse, Jacques (1910), Capitaine au 49e d’artillerie, tué, le 7 octobre 1916, au ravin de Morval, près de Combles (Somme), Croix de Guerre, Légion d’Honneur à titre posthume.
- Nous conservons tous le souvenir de ce jeune Collègue, Secrétaire de la 4e Section du Comité, appelé à un brillant avenir, que la citation à l’Ordre de l’Armée définit ainsi :
- « Officier d’une bravoure et d’un sang-frokl à toute épreuve. S’est mainte fois dépensé jusqu’à l’extrême limite de ses forces pour remplir les missions qui lui étaient confiées, donnant à ses hommes l’exemple d’une énergie froide et résolue. Frappé mortellement à son poste de combat le 7 octobre 1916. Signé : Général Fayolle. »
- Langlois, Victoric (1911), Sous-Lieutenant au 354e d’infanterie, tué à Douaumont le 22 mai 1916, Croix de Gueïfe.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- a Chef de peloton des grenadiers d’élite du bataillon.. A conduit ses grenadiers à l’attaque avec la plus grande énergie. Blessé, n'a pas voulu aller se faire panser, et a été tué d’une balle dans la tête. Signé : Nivelle. »
- Léonard, Alfred (1912), tué, le 30 décembre 1914, à Steinbacb (Alsace).
- Voici les renseignements que nous adresse son associé et ami :
- « M. Léonard partit le premier jour de la mobilisation comme simple soldat. Il fut tué, le 30 décembre 1914, à Steinbach (Alsace), frappé d’une balle au cœur, en premières lignes. Vu ses qualités d’ingénieur, connaissant l’anglais, l’allemand, l’espagnol, et parlant ces langues aussi couramment que celle maternelle, Léonard aurait pu solliciter un poste moins dangereux. Il a préféré faire, tout son devoir, et est mort en brave, n’ayant pas eu l’occasion de faire apprécier sa belle conduite par ses chefs ; il était d’ailleurs trop humble pour cela. »
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- Lévy, Georges (1911), Lieutenant au 44e d’artillerie, tué, le 81 décembre 1914, à Ablain-Saint-Nazaire (Pas-de-Calais), Croix de Guerre, Légion d’Honneur à titre posthume.
- « Ayant reçu l’ordre d’aller reconnaître, dans un endroit périlleux, l’emplacement exact d’un minnenvverl'er allemand signalé connue dangereux, a été tué d’un coup de fusil dans l’accomplissement de sa mission. »
- Masson, Charles (1910), Soldat au 226e d’inlanterie, tué, le 25 août 1914, à Courbesseaux (Meurthe-et-Moselle).
- Son décès a été constaté seulement le 25 septembre 1914, par les officiers d’étapes du champ de bataille de Champenoux, sans que sa famille ait pu découvrir le lieu de sa sépulture, malgré les nombreuses recherches qui ont été faites.
- Charles Masson, Architecte, ancien élève de l’Ecole Nationale des Beaux-Arts, était le gendre d’un de nos plus anciens et dévoués Collègues, M. A. Gallais.
- Mauricheau-Beaupré, Paul (1913), Lieutenant au 269e d’infanterie, tué à l’ennemi, dans le Pas-de-Calais, le 2 octobre 1914, Croix de Guerre.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « Officier réputé pour son calme et son mépris du danger. Chargé avec sa compagnie, le 2 octobre 1914, de couvrir un repli de son bataillon après un violent combat, s’est sacrifié avec la dernière fraction de son unité pour remplir sa mission. »
- Vous me permettrez de faire connaître les sentiments dans lesquels partait cet Ingénieur qui rédigeait ainsi ses dernières volontés, obéissant à un pressentiment qui n’était que trop exact :
- « Dans la glorieuse anxiété de ce matin du 1er août 1914, je prends les dispositions suivantes :
- » Je ne veux pas, si je meurs en soldat, que l’on fasse revenir mon corps. J’entends rester avec mes compagnons d’armes..Mais je vous prie d’inscrire sur le tombeau de famille : « Mort avec joie pour notre belle » France.
- » Mes adieux à tous et mes remerciements pour l’affection que vous m’avez témoignée.
- » Les oiseaux chantent la gloire de ce matin. Que Dieu nous donne la victoire. »
- Meyer, Georges (1889), Capitaine au 4e d’artilleriè lourde, tué, le
- 11 septembre 1915, à Saint-Hilaire-le-Grand, Croix de Guerre, proposé
- pour la Légion d’Honneur.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « Dirigeant d’un observatoire pris violemment à parti par l’artillerie ennemie, les tirs de 'deux batteries d’artillerie lourde, a continué à commander le feu avec le plus grand sang-froid, et a été mortellement blessé à son poste par un obus. »
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- Morand, Paul (1907), Capitaine au 117e d’artillerie, tué à Asservillers (Somme), le 6 octobre 1916, Chevalier delà Légion d’IIonneur, Croir de Guerre.
- « Officier remarquable par son courage, sa fermeté, alliés à une vive sollicitude pour son personnel et pour l'ensemble de ses qualités morales et militaires. A su obtenir de sa troupe, dont il était vivement aimé, des efforts magnifiques pendant plus de deux mois, dans une position habituellement soumise à des bombardements très violents. Blessé en juin 1916, a refusé de se laisser évacuer. Blessé mortellement à son poste de combat le 6 octobre 1916. »
- Néret, Maurice (1913), Lieutenant au 42° d’artillerie, décédé, le 27 juin 1915, des suites de blessures reçues à la tranchée de Galonné, Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « S’est distingué, pendant toute la campagne, par son courage et son activité. A rendu les plus grands services comme observateur.
- » Ayant, le 17 juin 1915, contribué à régler un tir dans les tranchées de premières lignes, a tenu, malgré les excellents résultats obtenus, à vérifier une fois de plus les données du tir, et a été grièvement blessé pendant qu’il procédait à cette dernière vérification. Est mort des suites de ses blessures. »
- Paix, Paul (1908), Capitaine au 27e d’artillerie, décédé, le 15 mars 1917, des suites de blessures reçues, le 15 février 1917, à Minau-court (Marne), Chevalier delà Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- Citation à l’Ordre du Corps d’Armée :
- « Officier d’élite d’une haute valeur morale. Au front depuis le début de la campagne; s’est distingué en toutes circonstances par les plus belles qualités militaires. Déjà deux fois cité à l'Ordre. A donné une nouvelle preuve de courage et de sang-froid, le 15 février 1917, en continuant à commander sa batterie sous un violent bombardement accompagné d’une émission de gaz asphyxiants. Grièvement blessé à son poste de combat. »
- Péguy, René (1913), Sous-Lieutenant commandant la section T. M. 441, tué le 16 juillet 1918, Chevalier de la Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « Officier de la plus grande énergie; s’est distingué en toutes circonstances, depuis la mobilisation, dans l’artillerie et dans le service automobile’, par son esprit d’initiative et son mépris absolu du danger. A été très grièvement blessé à la tête de sa section au cours d’un transport dans un village violemment bombardé, dont l’évacuation n’a pu être opérée que grâce à son dévouement et aux intelligentes mesures qu’il sut prendre. »
- Perney, Henri (1914), Sous - Lieutenant au 14e territorial d’infanterie, tué le 10 mai 1915, Croix de Guerre, Chevalier de la Légion d’Honneur.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
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- « A rassemblé sa compagnie avec beaucoup d’ordre et de sang-froid pour la
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- conduire en dehors de la zone battue, conformément aux ordres donnés. A été tué au moment où il la mettait en mouvement. »
- de Perpigna, Joseph (1914), Capitaine au 85e d’artillerie lourde, décédé, le 1er octobre 1918, des suites de maladie contractée sur le front. -
- Pezeril, Lucien (1907), Lieutenant au 118e d’artillerie lourde, décédé, le 21 décembre 1915, des suites d’intoxication par gaz asphyxiants. Croix de Guerre.
- Voici la première citation de notre Collègue :
- Ordre du Régiment : « A secondé courageusement le commandant du groupe pendant l’attaque du 22 avril. Parti au dernier moment, alors que l’asphyxie le privait de la plupart de ses moyens, ne dut sa vie que grâce au dévouement des sous-officiers qui ont pu l’emporter.
- » Il fut trouvé mort dans l’abri de bombardement où il avait couché pour les nécessités du service. Intoxiqué à la première attaque allemande avec gaz asphyxiants, il refusa d'ôtre évacué. »
- Poupardin, Frantz (1898), décédé en 1918, en captivité, à Dresde.
- Regnard, Henri (1911), Sous-Lieutenant au 315e d’infanterie, tué en Champagne le 25 septembre 1915.
- Notre Collègue, porté tout d’abord comme disparu, a été tué devant Auberive et fut trouvé étendu sans qu’une citation ait pu encore récompenser sa belle conduite.
- Renault, Charles (1912), Lieutenant au 213e d’infanterie, tué à Gers-lacher (Haute-Alsace) le 20 février 1915, Croix de Guerre.
- « N’a cessé, depuis le début de la campagne, de se prodiguer et de donner à ses hommes le plus bel exemple d’énergie, de sang-froid et de courage. Tué par un obus, le 20 février 1915, en cherchant à se rendre compte d’où partaient les projectiles ennemis. »
- Robin, Félix (1908), Lieutenant au 29e d’artillerie, tué, le 30 août 1914, au combat d’Ëcordal (Ardennes), Croix de Guerre.
- Les grands travaux de notre Collègue jouissaient d’une réputation mondiale. En dehors même des récompenses dont il a été l’objet ici même, notre ancien Président, M. Bergeron, a résumé dans une notice qu’il lui a consacrée en 1916, la haute estime dans laquelle il était tenu; il a rappelé qu’il avait reçu : la Médaille Carnegie de l’Iron and Steel Institute d’Angleterre, la Médaille d’Or de la Société de l’Industrie Minérale de Saint-Étienne, la Médaille d'Argent de la Société d’Encou-ragement à l’Industrie Nationale.
- Voici en quels termes il a rappelé, ici même, les circonstances de sa fin :
- « Ua avenir brillant s’ouvrait devant Félix Robin;' il pouvait déjà
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- l’envisager avec confiance et faire de beaux rêves ! Mais voici le 28 juillet 1914 ; la mobilisation générale est décrétée. Les événements tragiques de cette époque ne le troublent pas ; le 31 juillet au soir il rédige encore l’article commencé les jours précédents, et le 1er août il rejoint son régiment à Laon. Le 30 août il était foudroyé par l’éclatement d’un obus près du village d’Écordal (Ardennes). Le colonel commandant l’artillerie de la 52e division, en attribuant à Félix Robin la Croix de Guerre, fit paraître l’ordre du jour suivant :
- « Officier orienteur d’un dévouement sans borne ; modèle de courage. Le 30 août 1914, à la Bérésina, n’a pas hésité, avec un mépris entier de la mort, à traverser une zone battue par un feu très violent des batteries ennemies de gros calibre, pour aller porter un ordre du commandant. A disparu.
- » S'a mort a été constatée par plusieurs témoins, mais par suite des fluctuations du front on ignore où repose son corps. »
- Vous nous permettrez de rappeler, enfin, que, par testament en date du 1er juillet 1911, M. Félix Robin avait chargé sa légataire universelle de nous léguer nne somme de 100 000 f pour les revenus en être consacrés à la distribution de secours et récompenser des travaux scientifiques remarquables exécutés en France par des Français.
- Rochard, Paul (1912), Capitaine Aviateur, tué le 11 mars 1917, Chevalier de la Légion d’Iionneur, Croix de Guerre.
- On ne sait laquelle choisir parmi les remarquables citations de notre Collègue, porté disparu dèpuis le 11 mars 1917.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « Chef des observateurs du groupe Sud, a rendu les plus grands services -en organisant l’observation aérienne en liaison avec l’artillerie. A réussi les réglages les plus dangereux et les plus difficiles sur des pièces de gros calibre dont la destruction s’imposait.
- » Comme passager volontaire à une escadrille voisine, et plus tard avec sa section quand celle-ci prit part aux bombardements, a effectué des expéditions de jour et de nuit sous le feu des batteries contre avions, avec un courage et un sang-froid remarquables. »
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- de la Rochette, Ferdinand (1909), Sous-Lieutenant au 217e d’infanterie, tué, le 20 juin 1915, à Lintrey, Croix de Guerre.
- « Tombé glorieusement avec un courage et une énergie dignes des plus grands éloges au cours de deux contre-attaques livrées à l’ennemi dans ses tranchées. »
- Sa famille a bien voulu nous communiquer le récit de son chef, le capitaine Yincent d’Indy :
- « Le nombre des assaillants augmente, leur flot inonde l’ouvrage qui devient intenable; presque tous abandonnent. Seul avec quelques braves, de la Rochette s’acharne à continuer la lutte, quand, trois quarts d’heure plus tard, le 217e reprend l’attaqüe il est encore là, gardant à lui tout seul une partie du fortin,On voit son grand corps de gaillard vigoureux continuer à saler les Boches, tantôt à coups de fusil,.tantôt
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- à coups de grenades. Un camarade arrive à sa hauteur et lui crie : « Bravo la Rochette ! » Au môme instant, il voit le héros tomber pour ne plus se relever une balle l’a frappé en plein cœur. »
- Et ce fragment d’une lettre a son frère :
- « Nous sommes devenus à tel point enragés que si l’on m’offrait en ce moment une permission je la refuserais, et pourtant- tu sais si j’ai hâte de connaître le cher petit être que je n’ai pas encore vu. »
- de Romeu, Albert (1900), Lieutenant au 5e d’artillerie lourde, tué, le 12 janvier 1915, à Bucyde-Long, Croix de Guerre.
- Citation à l’Ordre de l’Armée :
- « Étant adjoint au commandant du groupe, a pris volontairement la place du sous-lieutenant Hervé qui venait d’être tué à son poste de combat . A rempli les fonctions de lieutenant de tir pendant deux jours sous un leu intense, cl est tombé à son tour au même endroit que son prédécesseur, donnant ainsi à ses hommes le plus bel exemple de courage et de dévouement à la Patrie. »
- Qu’il me soit permis de rappeler qu’Albert de Romeu fut chargé du cours de minéralogie et de géologie à l’École Centrale. M. Lacroix, Secrétaire perpétuel de l’Académie des Sciences, l’a défini ainsi . « De Romeu était un, savant distingué, modeste autant qu’érudit. 11 avait su se faire des amis partout où il était passé; je le considérais, comme un de mes meilleurs élèves et un de mes amis les plus sûrs. » L’Académie des Sciences, dans sa séance du 26 avril 1915, lui a décerné àlunanimitéle prix Delesse, témoignant ainsi toute son estime, à la fois, à l’homme de science et à l’homme de devoir.
- Roy, Adolphe (1893), Commandant le 22e bataillon canadien français, tué à l’ennemi, le 7 octobre 1915, à Steenshaete (Belgique).
- Sée, Alexandre (1913), Lieutenant au 5e territorial d’artillerie, mort, le 10 août 1914, au fort de Charlemont, près Givet.
- Seitier, Joseph (1911), Soldat au 317e d’infanterie, tué à Nanteuil-le-Haudoin (Oise) le 9 septembre 1914, Croix de Guerre.
- La citation du modeste soldat téléphoniste mérite d’être conservée :
- « A fait preuve, le 9 septembre 1914, d'un sang-froid et d’une bravoure remarquables en contribuant par des reconnaissances audacieuses à dégager sa section d’une situation très critique. A été tué en protégeant par son feu le mouvement d’une partie de la section. »
- Notre Collègue était Secrétaire Général de la Chambre de Commerce du Mans et Directeur de l’Ofïice des Transports de l’Ouest. Il s’était fait remarquer par sa haute intelligence.
- Sourbé, Édouard (1913), Sapeur au 5e génie et soldat au 335e d’infanterie, disparu, le 12 avril 1918, à l’attaque de Montdidier.
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- Stofft, Albert (1903), Capitaine au train des équipages, décédé, le 20 février 1919, à la suite des fatigues de la campagne, Chevalier de la Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- « Excellent officier qui, par son énergie et ses efforts quotidiens, a su obtenir du groupement qu’il commande un rendement remarquable. Le 27 juillet 1917, lors de l’explosion d’un dépôt de munitions, a donné à tous le plus bel exemple de courage et de calme en maintenant l’ordre. »
- Et ce passage de la troisième citation :
- « A assuré, dans des conditions fréquemment dangereuses, le transport de nombreuses divisions et, par son énergie et son zèle, a maintenu ce groupement au rendement maximum malgré un travail formidable. »
- Suss, Marcel (1914), Sous-Lieutenant au 38e d’artillerie, tué à Condé-en-Barrois le 9 septembre 1914, Croix de Guerre.
- « -A témoigné e?n toutes circonstances les plus solides qualités militaires. A eu au feu une attitude remarquable. Tué à son poste le 9 septembre 1914. »
- Votre Bureau ne saurait oublier que le père de Marcel Suss, notre Cher Collègue, nous a donné, pendant toute la guerre, une collaboration permanente et dévouée, se raidissant devant la douleur qui l’atteignait dans la perte de son fils et ne cessant de rechercher tous les moyens d’être utile aux autres ; nous bous inclinons respectueusement devant •le père si cruellement éprouvé.
- Teisset, Jean (1914), Capitaine au 236° d’infanterie, tué à Berry-au-Bac, Chevalier de la Légion d’Honneur, Croix de Guerre.
- Fils, lui aussi, d’un des plus anciens Membres deHa Société, qui occupe dans le monde des Ingénieurs français une situation respectée, à laquelle son fils regretté devait bientôt succéder.
- La citation de Jean Teisset le définit ainsi :
- « Officier remarquable, d’un moral très élevé ; entraîneur d’hommes très énergique. N’a cessé de donner l’exemple du courage et du devoir depuis le commencement de la guerre jusqu’au jour où il est tombé glorieusement en résistant avec ténacité sur sa position. »
- Thomas, Henry (1910), Capitaine au 45° d’artillerie, tué, le 16 avril 1917, à Juvincourt (Aisne), Croix de Guerre.
- Tué à la tète de sa batterie en se portant en avant, à la suite de l’infanterie, le premier jour de l’oflensive.
- Travers, Emmanuel (1912), Lieutenant observateur, escadrille C. 27, tué, le 17 août 1917, à Ambrief (Aisne), Chevalier de la Légion d'Honneur, Médaille Militaire, Croix de Guerre.
- « Officier observateur d’une très grande habileté et de la plus haute valeur morale. A été, durant trente-trois mois, un exemple constant de courage et d’énergie; n’a jamais hésité à accomplir les missions les plus périlleuses. Parti sup sa demande, le 17 août 1917, pour une croisière sur les lignes ennemies, a été victime d’un.accident mortel. »
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- Vidal-Bea.ume, J.-B. (1898), Mort pour la France le 9 juin 1916.
- Voelk, Alfred (1913), Soldat au 237e d’infanterie, resté dans le rang sur sa demande, tué à Rémérévil.le le 7 septembre 1914.
- Ne vous. semble-t-il pas, en apprenant ce que furent ces hommes dont nous honorons le souvenir, que seules les' strophes du grand poète peuvent exprimer nos sentiments?
- Quand l’Ordre du jour énumère L’Alpin, le Zouave et le Hussard,
- 11 fait ce que faisait Homère.
- Qu’on les sache, qu’on les récite, Ces brusques proses dont Tacite Eût envié l’âme et le tour,
- On apprend la justice exacte Que le Verbe doit rendre à l’Acte En lisant les ordres du jour.
- Ordres sacrés des jours augustes Où ce pays se releva C’est à chacun de vos mots justes Un peu de brume qui s’en va.
- Elle s’est dissipée pour ceux, plus heureux, qui ont assisté aux inoubliables journées du 11 novembre 1918 et à cette entrée en Alsace que nous devons à l’héroïsme de nos chers disparus. En écoutant ce qu’ils furent à la guerre, vous mesurez ce qu’ils eussent été dans leur carrière! Combien,, pourtant, au sein même de notre Société et à côté de ceux que nous avons nommés, n’avons-nous pas eu, les uns et les autres, de tristesse à enregistrer, frappés dans leurs proches ou atteints par les épreuves de tous ordres qui furent la conséquence de cette guerre. Il nous faut à tous, pour nous retremper après une si cruelle étape, entendre la.grande voix qui, hier encore, rendait un solennel hommage aux glorieuses phalanges, à notre soldat français « constamment grand à travers les âges, immortel croisé de l’éternelle croisade du Droit et de la Liberté contre l’oppression et la force ».
- Nous sommes tous ici conscients de ce que nous leur devons. Nous savons trop que la lutte n’est pas finie. Nous savons aussi que les événements sans précédent que le monde vient de traverser préparent de profondes modifications qui troublent déjà
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- l’ordre social. La Société des Ingénieurs Civils de France, en raison même des bases sur lesquelles elle est constituée, en raison aussi des compétences dont elle est entourée, s’appliquera à réaliser tout ce qui doit être vraiment la grandeur du pays.
- Dans le magistral exposé que vous faisiez, il y a quelques semaines, des dévastations des Mines du Nord, vous établissiez, mon cher Président, le réquisitoire le plus impressionnant de toutes les dévastations qui y ont été commises. Devant le tableau émouvant que vous nous en faisiez, nous éprouvions tous un sentiment de révolte- qui sera demain celui des ingénieurs du monde entier, quand ils sauront mieux encore, grâce à vous, toute la perversité des méthodes employées.
- Mais ces ruines seront réparées un jour peut-être, grâce à l’énergie des Reumaux, des Cuvelette, des Mercier, qui se sont attelés à cette noble tâche et espérons-le, grave à la participation si âprement disputée de L’ennemi, auteur de tant de méfaits, à laquelle il devra bien être contraint.
- Ce qui, hélas ne nous sera pas rendu, ce sont les hommes d’élite enlevés à ces parents vénérés, à ces veuves, à ces enfants qui portent leur nom avec fierté. La Société des Ingénieurs Civils de France s’associe respectueusement à leur douleur et conservera pieusement le souvenir de ceux dont èlle a gravé le nom sur la plaque que j’ai l’honneur d’avoir été chargé devous remettre aujourd’hui.
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- DISCOURS DE M. E. GRUNER
- Président de la Société
- Messiei les Délégués, Mon G ral,
- Mesdames et Messieurs,
- Au nom de la Société des Ingénieurs Civil^ de France et en votre nom à tous, j’adresse très respectueusement l’expression de notre reconnaissance à Monsieur le Président de la République, aux Maréchaux Joffre et Focli, à Monsieur le Président du Conseil, à Messieurs les Ministres de la Guerre, du Commerce et de l’Instruction Publique qui ont bien voulu se faire représenter à cette cérémonie patriotique.
- J’exprime notre particulière gratitude au général Fillonneaux, commandant l’École Polytechnique, à MM. Gheneau, Kleine et Bochet, directeurs de l’École des Mines, de l’École des Ponts et Chaussées, et de l’École Centrale qui, en venant en personne assister à cette réunion, ont voulu témoigner de l’intérêt profond qu’ils portent à notre Société qui unit, dans une fraternelle coopération, les Ingénieurs sortis de toutes nos grandes Écoles Techniques, comme aussi de nos autres Écoles et Instituts Techniques.
- Cette môme reconnaissance, je l’exprime en votre nom aux représentants du Conservatoire des Arts et Métiers, à M. le Directeur de l’Enseignement Technique, à M. le Directeur de l’École Spéciale des Travaux Publics, aux présidents et aux délégués de nos grandes Sociétés soeurs, la Société d’Encouragement pour l’Industrie Nationale, la Société Française des Électriciens, à Messieurs les Présidents et représentants des Associations d’Anciens Elèves dé nos diverses Écoles Techniques, qui tous ont tenu à venir témoigner de leur admiration et de leur sym-
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- pathie, aux familles de nos Collègues, leurs anciens camarades, tombés au Champ d’Honneur, pour la défense de la Patrie et de la Liberté du Monde.
- C’est à ces glorieuses victimes des luttes ardentes qui se sont poursuivies pendant plus de quatre années, sur terre, sous terre, sur mer et dans les airs que vous avez, Mon cher Président, apporté un juste et pieux hommage en faisant, en ce jour, -remise à notre Société du Monument qui chaque jour rappellera, à nous et à nos fils, ce qu’a été l’héroïsme de ceux des nôtres qui, au prix de leur vie, ont dit à l’ennemi : « Tu n’iras pas ,plus loin », pour ensuite, en des jours inoubliables, le poursuivre, les armes à la main, jusqu’aux frontières historiques de notre Patrie, jadis meurtrie et amputée, désorülais, grâce à nos morts immortels, redevenue grande et forte.
- Vous venez, mon cher Président, de citer à l’Ordre de notre Société les noms de ces glorieuses victimes du devoir patriotique. C’est avec une émotion profonde que nous nous inclinons devant la Mémoire de ceux qui ne sont pas perdus, mais qui nous ont devancés, et que nous exprimons à tous les membres de leurs familles, présents ou absents, la reconnaissance de la grande famille des Ingénieurs Civils de France, pour le sacrifice de leur vie qu’ils.ont fait si héroïquement et si-simplement à la Patrie bien-aimée.
- A d’autres aussi, en plus grand nombre encore, va notre pensée en ce moment. Combien nombreux sont ceux qui, proion-dément atteints dans leur santé par les suites de blessures, de privations, de fatigues, sont tombés obscurément, victimes aussi de la grande guerre ; tel est, par exemple, notre vénérable membre d’honneur, le Professeur Gosselet, de Lille. Malgré son grand âge, ce correspondant de l’Institut de France ne voulut pas fuir devant l’ennemi et abandonner cette Université de Lille dont il était l’une des gloires. Affaibli par des années de souffrances et de privations stoïquement supportées, il voulut, dans les salles froides et humides du musée de la ville, rassembler el mettre à l’abri des bombardements, les précieuses collections de géologie, fruits de toute une existence d’ingénieux labeur. Il a pâyé de sa vie, son dévouement à la Science et à la Patrie.
- A lui comme à tant d’autres victimes indirectes de la Grande Guerre, nous adressons également l’expression de notre reconnaissante admiration.
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- INAUGURATION DE LA PLAQUE COMMÉMORATIVE 2.)
- Nous nous reprocherions, en ce jour solennel, de ne point-saluer avec respect et gratitude, la multitude de nos collègues, jeunes et vieux, qui, les uns sur les champs de bataille, les autres sur les chantiers, dans les Mines, les Usines, les Manufactures, ont participé à la défense et au triomphe de la Patrie.
- Dignes héritiers de nos Anciens de 1870, nos Collègues de tout âge ont à tous les échelons de la hiérarchie militaire rivalisé d’ardeur, de science et (Le dévouement, beaucoup au prix de cruelles blessures, ou de longues maladies patiemment supportées. *
- Sans les milliers de sous-officiers et d’officiers de toutes armes, d’ingénieurs de toutes spécialités, sortis de nos Écoles Techniques, presque tous membres de notre Société, comment eussent été encadrées nos troupes, dirigés nos services techniques, préparées les armes et les munitions, exploités les chemins de fer et les canaux, sur lesquels ont été réalisés les plus extraordinaires mouvements de. troupes, sans désordre ni incohérence?
- Comment auraient pu se développer et se perfectionner ces armées chaque jour plus nombreuses et plus diversement équipées, si la science des chefs n’était venue s’adapter à l’ardent désir du poilu de mieux comprendre pour mieux utiliser les armes nouvelles que livraient nos manufactures, transformées par l’ingéniosité de nos inventeurs et par l’habileté de nos ouvriers spécialisés.
- A tous ces valeureux lutteurs « qui pendant plus de quatre ans, » ont soutenu à travers les rigueurs des saisons, au prix de sacri-» fices inconnus jusqu’alors, la plus violente et la plus continue » des batailles », comme* à ceux qui ont donné leur vie pour le salut de la France, vont notre reconnaissance et notre admiration.
- « Sur cette grandeur du devoir accepté par tous, cette persistante ténacité, cet unanime acharnement à vaincre, à tout prix, vous avez » comme le disait admirablement, il y a quelques jours, le Maréchal Foch « vu planer l’âme de la Patrie » et « c’est pour rendre hpmmage au foyer de ces sentiments » que vous avez, Monsieur le Président, apporté ces palmes.
- Le Monument que nous allons découvrir, et devant lequel nous allons défiler dans un pieux recueillement, restera à toujours un vivant témoignage de notre admiration pour ceux des nôtres qui sont tombés en braves au champ d’honneur.
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- Ce Monument, je déclare, au nom de la Société tout entière, en prendre charge, dans un sentiment de profonde reconnaissance à l’égard du Collègue, modestement anonyme, qui a tenu à en faire don à notre Société pour perpétuer le souvenir de ceux qui sont tombés en braves en faisant tout leur devoir et souvent,, plus que leur devoir.
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- CONFERENCE
- M. LAUBBUF
- INTRODUCTION
- Il y a presque exactement cinq ans qu’une communication a été faite à la Société des Ingénieurs Civils, sous ce même titre,: Les Sous-marins allemands. C’était le 26 mars 1915.
- Depuis cette époque, de terribles événements se sont déroulés, et nous avons fini par sortir vainqueurs, mais meurtris de cette effroyable lutte. On a pensé qu’il était nécessaire, pour plusieurs raisons, de recommencer cette communication :
- 1° Les renseignements recueillis depuis cette époque ont montré que, si des choses exactes avaient été dites, il y a cinq ans, par contre, on avait donné aussi des renseignements inexacts. Les inexactitudes proviennent de ce que, sur mer, comme sur terre, les Allemands ont dissimulé, avec une infernale habileté, leurs préparatifs d’agression. Ainsi", il avait été dit que les sous-marins, jusqu’à U-13 n’avaient que 240 à 260 t de déplacement à la surface, 300 à 330 en plongée, et qu’ils n’étaient armés que de 2 tubes lance-torpilles ; que les U-13 à (J-18 n’avaient que
- 450 t 550 t
- (2) ne possédaient aussi que 2 tubes lance-torpilles avec
- des torpilles de 450 mm.
- 520 t
- En réalité, les £7-7 à U-1% avaient dnjà et possédaient
- ooU t
- quatre tubes lance-torpilles, avec 6 torpilles de 450 mm. Les 640 t
- U-13 à U-18 avaient gQQ-p L tubes lance-torpilles et 6'torpilles de 500 mm.
- De même, en ce qui concerne le nombre des bateaux, on avait
- (1) Voir Procès-verbal de la séance du 30 janvier 1920 (fascicule séparé, p. 54).
- (2) Dans tout ce qui suit le chiffre supérieur se rapporte toujours à la navigation à la surface, le chiffre inférieur à la navigation en plongée.
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- LES SOUS-MARINS ALLEMANDS
- donné le diagramme ci-contre (Voir diagramme fig. 4), qui indiquait, d’après les renseignements admis généralement et en particulier par l’Amirauté anglaise, que les Allemands avaient, au 1er août 1914, 28 sous-marins construits et 12 en construction, soit au total 40. En réalité, les chiffres de ce diagramme, qui
- Fig.l
- Sous Marins des Principales Puissances
- de 18:39 à
- 1900 01
- Années -
- sont exacts pour l’Angleterre, la France et les Etats-Unis, ne le sont pas pour l’Allemagne, et il est tort probable qu’au lieu de 40 sous-marins construits, ou en construction, il y en avait 60.
- Une des raisons de le croire, c’est qu’au début de la guerre, l’Allemagne a réquisitionné les o sous-marins en construction aux chantiers Germanià-Krupp pour la marine autrichienne et que ces bateaux ont reçu les numéros 66 à 70.
- 2° Pendant la guorre, les Allemands ont fait un effort extrêmement considérable pour la construction des sous-marins. Il y a eu jusqu’à une dizaine de chantiers, qui s’y sont consacrés et qui sortaient, à un certain moment, 12 sous-marins par mois. Le nombre total, mis en chantier pendant la guerre, est de 377, sur lesquels 45 n’étaient pas terminés au moment de l’armistice et ont été détruits sur cale. -
- Ces bâtiments, sur lesquels nous avons aujourd’hui des données certaines, présentent des particularités intéressantes.
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- LES S0US-MA1UNS ALLEMANDS
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- 3° Enfin, il était impossible, pendant la guerre, de donner des renseignements sur les opérations en cours, mais on peut aujourd’hui apporter quelques précisions sur l’action des sous-marins et sur les moyens employés pour lutter contre eux.
- La présente communication est divisée en quatre parties :
- 1° Classification des différents types de sous-marins allemands; indication de leurs caractéristiques principales ;
- 2° Points particuliers de la construction des sous-marins allemands ;
- 3° Action des sous-marins allemands ;
- 4° Lutte contre les sous-marins allemands..
- PREMIÈRE PARTIE
- Classification des différents types de sous-marins
- allemands. Indication de leurs caractéristiques
- principales.
- Les sous-marins allemands peuvent se diviser en quatre classes : ,
- La première comprend les sous-marins garde-côtes : ce sont les bateaux qui ont agi dans la mer du Nord, la Manche, et, pouf les plus grands, autour des Iles Britanniques et dans le Golfe de Gascogne.
- Ces bateaux vont jusqu’à un déplacement de 520 t en navigation de surface.
- La deuxième catégorie comprend les sous-marins qu’on peut appeler de petite croisière, allant de 640 à 900 t de déplacement en surface. Ce sont ceux-là qui ont porté l’action sous-marine dans la mer Méditerranée, sur les côtes du Maroc, aux îles Açores et jusque sur les côtes d’Amérique.
- La troisième classe comprend les sous-marins de grande croisière, ou croiseurs sous-marins, allant de 1 300 jusqu’à plus de 2000 t de déplacement à la surface.
- Enfin, la quatrième se compose des bateaux pose mines, de types divers, depuis 177 t jusqu’à 1173 t.
- Première catégorie. —• Sous-marins garde-côtes.
- Cette catégorie comprend d’abord le U-4, premier sous-marin allemand dont la construction a été commencée à la fin de 1902.
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- LES SOUS-MARINS ALLEMANDS
- Il a été lancé le 30 août 1905, et il n’est entré en service qu’à la lin de 1906. Son déplacement est de
- Ce n’est qu’après les essais de ce premier bateau, construit en • s'inspirant des plans français, que le U-2 de ^ a été mis en
- oui) l
- chantier en 1906. Il est entré en service le 18 juillet 1908. Ces deux bateaux sont armés de 2 tubes lance-torpilles à l’avant. Le premier a 3 torpilles et le second 4 torpilles de 450 mm.
- Dès les bateaux suivants, la déplacement augmente. Les quatre U-3 â U-6 entrés en service en 1909 et en 1910, ont: 350 à 400 t à la surface.
- 450 à 500 t en plongée.
- Ils ont le même armement que U-2.
- Un nouveau pas en avant est fait avec les U-7 à U-42 entrés en service en 1910-1911, dont le déplacement à la surface atteint 520 t et le déplacement en plongée 650 t. La vitesse est la même
- que pour les précédents: ....mais l’armement est augmenté,
- il comprend 2 tubes avant et 2 tubes arrière, avec 6 torpilles de 450 mm.
- Il faut ajouter le U-A, seul de son espèce, réquisitionné au'
- début de la guerre à la Société Germania-Krupp, où il était en
- construction pour le Gouvernement norvégien. Trois bateaux
- pareils avaient déjà été livrés. Il était presque achevé. Ce
- , . , 260 t . ., 13 n
- bateau ira que r;-,...: il a la meme vitesse — et 3 tubes lance-
- 1 330 t 9 n
- torpilles : 2 à l’intérieur à l’avant, comme les bateaux précédents,
- et 1 à l’extérieur, à Carrière, avec 4 torpilles de 450 mm.
- Au commencement de la guerre, les Allemands s’aperçoivent
- que l’importance du rôle que va jouer le sous-marin et veulent
- construire rapidement.
- Aussi, on s’écarte du type précédent, qui représente le type français, avec sa double coque partielle, les water-ballasts extérieurs, tribord et bâbord.
- La marine allemande met alors en chantier des sous-marins U-B 4 à U-B47, à simple coque circulaire, commencés en septembre 1914 et entrés en service- en 1915. Ces bateaux sont
- à une,seule hélioe et n’ont que
- 127 t Ï42T
- Leur armement est de
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- LES SOUS-MARINS ALLEMANDS
- 31
- 2 tubes à l’avant et ils n’ont que deux torpilles, mais elles sont de 500 mm de diamètre. ^
- Ils Sont suivis par les U-B 48 à U-B 47, commencés au début de 1915 et également à simple coque circulaire. Ces bateaux
- 254 t
- sont entrés en service en 1915 et en 1916. Ils ont x et
- 295 t,
- 2 hélices. Leur armement ne comporte aussi que 2 tulles à l’avant, mais avec 4 torpilles de 500 mm.
- Ces 47 gardes-côtes ont été construits pour renforcer au plus vite la défense côtière et pour agir dans la mer du Nord, la
- Flottaison s
- 1 [Waterj Æs !
- Flottaison]I) \ y///// |
- g77 n-màat^yBaÏÏast/ÆlTd/G épaisse )
- Membrure ^
- Coque intérieure!
- - -enTiaviOâVoi)-sp~.de s urToce --
- J\Water- p-f-TMe épaisse I 1
- {-Ballast}!' Cooue intérieure
- 7à le mihee
- A. Tôle;
- H. Espace cidre le puni el la coque en libre coinniunicolion avec la mer.
- Fig. 2.— Submersibles français types Aigrette I Submersibles allemands type UB-48 et. (1902), Circé (1904), Pluviôse pl905). | UC-16.
- Manche et la Baltique. Ils ont une-très faible vitesse, un petit rayon d’action et un armement insuffisant.
- (Voir le Tableau n° 4).
- Aussi, on met en chantier, à partir du printemps 1915, des sous-marins beaucoup plus puissants, qui dérivent directement du type U-7, dont on avait été content. Ce sont les bateaux qui
- vont de UB-48 à UB-455, soit 108 bateaux, dont 12 étaient* encore sur cale, au moment de l’armistice. Ces bâtiments, bien étudiés, onf une double coque, ressemblant tout à lait à celle
- 520 t
- de nos sous-marins (ftg-%) (1). Leur déplacement est de
- 670 C
- Ils
- (1) Figure extraite de La Technique Moderne, numéro de décembre 1919.
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- LES SOUS-MARINS ALLEMANDS
- ont 2 moteurs de 550 HP chacun (Diesel à 4 temps et 6 cylindres, tournant à 450 tours), 2 moteurs électriques de 280 HP chacun.
- Leur vitesse n’est pas très élevée, 13 n 4 à la surface, 7 n 5 en plongée, mais ils sont fortement armés : 4 tubes à l’avant et 1 tube à l’arrière, avec 10 torpilles de 500 mm et 1 canon de 88 mm, remplacé pa’r un canon de 105 mm pour la moitié au moins de ces bateaux. Le total des sous-marins côtiers est donc de 168 bateaux.
- Deuxième catégorie. — Sous-marins de petite croisière.
- Leur série commence à U-43. Tous sont à double coque, du type français.
- 640 t
- Les U-43 à £/-/£, armés en 1911 et en 1912 ont et une
- 15 n
- 800 t
- vitesse de^—Leur armement comporte 2 tubes avant, 2 tubes o n, o
- arrière, avec 6 torpilles dé 500 mm et, un canon de 88 mm. 2 moteurs Diesel de 550 à 600 HP chacun, 2 moteurs électriques de 400 à 450 HP chacun.
- U-/9k U-3i ont été armés en 1913-1914, ils ont ?* et
- 825 a 860 t
- 1 ïi 5
- une vitesse de 3—2 moteurs Diesel de 850 HP chacun à la 8 n, 5
- surface, 2 moteurs électriques de 450 HP pour la plongée.
- Même armement que les précédents, sauf qu’ils emportent 8 torpilles au lieu de 6.
- U-35 à U-56, entrés en service peu après le début des hosti-
- ... , , 725 t ., , 15 n, 5 à 16 n
- lites, ont n,u. ± et une vitesse de-77—------.
- yuu t o rij o
- L’armement comprend 2 tubes avant, 2 tubes arrière, avec
- 8 torpilles de 500 mm et 2 canons de 88 mm.
- Ensuite, viennent 68 bateaux, sensiblement pareils U-57 à
- U-70, armés en 1915 ; U-84 à U-U6, armés en 1916-1917-1918;
- U-m à U-i3l et U-4 58 à U-467.
- 22 de, ces trois dernières séries n’étaient pas terminés au
- moment de l’armistice. Ces bateaux ont -
- 750 t à 860 t t à 1 086 t'
- Leur
- vitesse est de ^ nj ^ ^ ^ Leur armement a été en sé renforçant.
- 8n,ua9n,2 *
- 9 d’entre-eux ont le même armement que le type U-%3.5 autres,
- qui sont des sous-marins autrichiens, construits à la Germania-
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- LES SOUS-MARINS ALLEMANDS
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- Krupp et réquisitionnés par le Gouvernement allemand au début de la guerre, ont 4 tubes avant, 1 tube arrière et 10 torpilles de 500 mm.
- Tous ceux qui suivent ont 4 tubes avant, 2 tubes arrière et 12 torpilles de 500 mm; tous portent 1 canon de 105 mm et 1 canon de 88 mm.
- Les moteurs Diesel de surface sont de 1 050 HP chacun. Les moteurs électriques de plongée, de 500 à 600 HP chacun.
- Ce sont certainement les bateaux garde-côtes du type U B-48 et les sous-marins de petite croisière, qui ont fait le plus de mal aux marines alliées. Ce sont deux bateaux de petite croisière qui, partis de Wilhelmshafen, aperçus devant les côtes de Bretagne et à leur passage à Gibraltar, sont venus prendre à revers les flottes alliées devant les Dardanelles et ont coulé les deux cuirassés anglais Triumph et Majçstic, avant d’entrer dans la mer de Marmara. Le sont également des bateaux de cette classe, qui ont coulé les cuirassés anglais Formidable en 1915, Cornwallis en 1917 ; Britannia en 1918, et probablement aussi PAudacious en octobre 1914 et le King Edward VH en 1916.
- (le sont eux aussi qui ont coulé nos cuirassés Danton, Gardois, Suffren et nos croiseurs-cuirassés Dupetit-Thouars et Charrier.
- Le total des sous-marins de petite croisière atteint 112 bateaux, dont 22 n’étaient pas terminés au moment de l’armistice.
- Troisième catégorie. — Sous-marins de grande croisière.
- (ou Croiseurs sous-marins)
- Ces bâtiments, de déplacement beaucoup plus grand, ont été mis en chantier seulement lorsque la menace américaine s’est précisée. Ils étaient destinés à aller croiser au large, dans l’Atlantique et sur les côte^ américaines, de façon à arrêter les convois de troupes et de matériel, venant des Etats-Unis. Mais, commencés trop tard, il n’y en a eu qu’un faible nombre terminés avant la fin des hostilités. Ces grands bateaux naviguaient, du reste, presque constamment à la surface ; ils semblent n’avoir constitué que des outils assez médiocres pour la guerre sous-marine, et n’ont rendu que fort peu de services.
- Ils comprennent:
- 1 756 1
- 1° Lés 4 UH35 à UH 38 de ^4^-.
- 2 450 t
- Ces bâtiments de 85 m de longueur,, ont 2 moteurs Diesel de
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- LES SOUS-MARINS ALLEMANDS
- 1 600 HP chacun et 2 moteurs électriques de 1000 HP chacun. Ils possèdent en plus un moteur auxiliaire Diesel de 500 HP, actionnant une dynamo, destinée à recharger les accumulateurs et à alimenter Iqs services auxiliaires du bord (compresseurs
- d’air, pompes, ventilateurs, etc.). Leur vitesse est de -1 11 comme
- y n
- les U-Hi. L’armement en tubes lance-torpilles est aussi le même que sur les l'-8i : 4 tubes avant et 2 tubes arrière, mais ils emportent 16 torpilles de 500 mm. L’armement en artillerie est très puissant; car il comporte 2 canons de 150 mm.
- Deux seulement de ces bateaux étaient terminés et en service, au moment de l’armistice.
- 2° Les quatre U-139 à U-H%. Tandis que les précédents étaient construits à l’Arsenal impérial de Dantzig, ceux-ci ont été construits par la Germania-Krupp. Le U-U% n’était pas terminé.
- Leur longueur atteint 97 m 50 et le déplacement Ils pos-
- L i oD l
- sèdent 2 moteurs Diesel de 2 000 HP chacun, avec un moteur
- auxiliaire de 550 HP, 2 moteurs électriques de 1 200 HP et
- , 18'n
- une vitesse de -r-—
- 9 n
- 3° Huit autres, probablement de même dimension, U-143 à U-450 étaient en construction aux chantiers Weser à Brême, et inachevés à la fin des hostilités.
- 4° Enfin, les sept U-454 à U-151 sont les anciens bâtiments, dits commerciaux, du type Deutschland, transformés en navires de guerre. On se rappelle les voyages du Deutschland d’Allemagne aux États-Unis, trompant les croisières de blocus anglaises. Le motif avoué de ces'voyages était de transporter aux États-Unis une cargaison de produits pharmaceutiques, de matières colorantes, et d’en rapporter du nickel, du cuivre, des métaux rares et du caoutchouc. Il parait plus que probable que le véritable motif de ces voyages était de porter à l’Ambassadeur allemand, aux États-Unis, un nouveau chiffre secret, le précédent ayant été déchiffré par les Alliés.
- Ces bâtiments n’ont que 2 moteurs de 600 HP pour la surface et 2 moteurs de 400 HP pour la plongée. Leur vitesse est médiocre, 9 à 10 n à la surface et probablement 5 ou 6 n en plongée.
- Leur déplacement doit être d’environ j j Ils ont le même
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- LES SOUS-MARINS ALLEMANDS
- 35
- armement que les précédents : 4 tubes avant, 2 tubes arrière, 20 torpilles de 500 mm, 2 canons de 150 mm. Ils paraissent de médiocres sous-marins au point de vue militaire.
- Le nombre total de grands croiseurs sous-marins est donc de 23, dont 12 seulement auraient été achevés.
- Quatrième Catégorie. — Sous-marins pose-mines.
- Au début de la guerre, toutes les marines se sont aperçues, unjDeu tard, que le sous-marin était un merveilleux instrument pour poser les mines, devant les côtes et les ports ennemis. Aucune Amirauté ne s’en était avisée avant la guerre, sauf l’Amirauté russe, qui avait mis en construction, en 1912, dans la mer Noire un sous-marin pose-mines, le Krab, dont on n’a jamais entendu parler.
- Pour les Allemands, en particulier, le sous-marin pose-mines devenait une nécessité absolue, puisque aucun bâtiment de surface allemand ne pouvait tenter d’aller poser des mines sur les côtes ennemies, sans risquer une destruction presque certaine. Aussi, la marine allemande se mit-elle avec une fiévreuse activité à construire des bâtiments pose-mines. (Voir Tableau JI).
- a) Les quinze premiers UC-i à UC-4S sont des bateaux à Simple coque circulaire, de faible déplacement ^ à une
- seule hélice, n’ayant qu’une faible vitesse :
- 6 n, 5 5 n
- 192 t ne possédant
- pas de tubes lance-torpilles, portant 12 mines, superposées deux par deux dans six puits et un canon de 50 mm. Ils sont entrés en service en 1915, L’action de ces bateaux ne pouvait être que limitée à la mer du Nord et au plus à la Manche. Plusieurs d’entre eux ont été construits en trois parties démontables et envoyés par chemin de fer, les uns à Anvers, d’autres à Pola, d’autres enfin, à Constantinople et à Varna, pour être remontés à pied-d’œuvre.
- b) Aussitôt après, l’Allemagne mit en chantier des bâtiments plus importants, destinés à poser des mines beaucoup plus loin, devant les ports français du Golfe de Gascogne et de la> Méditerranée, les ports algériens, les ports italiens, les bases navales des Alliés (Malte, Gorfou, Salonique, Lemnos, Port-Saïd, Alexandrie, etc.).
- La série UC-16 à UC-45 se compose de bâtiments à fiouble
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- Tableau I
- 168. SOUS-AIARINS GARDE-COTES (DONT 12 NON TERMINÉS) 112 SOUS-MARINS DE CROISIÈRE (DONT 22 NON TERMINÉS) i 23 GRANDS CROISEURS SOUS-MARINS (DONT 11 NON TERMINÉS;
- DÉSIGNATION U-35 à U-56 U-SI à U-446 U-US à U- ISO U-454 à U- l51 anciens sous-
- U-3 à U-6 U-l à U-12 UB- i à UB-11 UB-48 à UB-41 UB-48 à UB~4S’j UU3 à U-18 U-49 à U-Si U-51 à U-10 U-121 à U-434 U-435 à U-138 U-439 à U- l 42 marins com-
- - U-45S à U-161 non terminés merciaux type
- Deutschlcmd
- .Nombre de bateaux 4 G 17 30 108 - 6 10 28 68 - 4 4 8 7
- Système de construction de la coque . . . double coque double coque simple simple double coque double coque double coque double coque double coque double coque probablement
- partielle partielle circulaire circulaire partielle partielle partielle partielle partielle coihplète » pareil à »
- type français type français 27m,40 à 28-O0 type français type français type français type français type français type italien U-139 et U-m
- Longueur hors tout 50m,60 55ni,80 3ôm à 37m,50 55m,30 6im,20 63m,60 à 64m 6£ra,60 à 65m 67m à 68m,70 85 m 97m,50 » 65,u
- Largeur maximum . Tirant d’eau eu navigation de surface; 5,n,50 5m,80 3m,05 à 3m/i3 4n\5G 5m,88 5m,90 6m,10 à 6m,25 6m,40 à 6m,55 6m,50 à 6m,70 9 9™ ,60 » 8,n.85
- quille comprise 3m,21 3m.50 2m,97 à 3“\d3 3m,G7 3m,67 3m,50 3^,67 3m,67 3m,82 4m,60 5m,38 9 4m,60
- Hauteur de la quille » » Om,30 0m,30 Ûm.40 » » » 0m,35 » »
- Déplacement à la surface avec i’approvi- 516m3 OBSERVATIONS
- sionnement normal de pétrole 350 à 400m3 5203 127m3 2o3'?3 640m3 660 à 690 725 à 800m3 750 à860m3 1750m3 2150m3 5
- Contenance des water-ballâst (y compris les soutes à pétrole en surcharge). . . . » » I5,n3 • • 29m3 135m3 » » » 166 à 180 t. » » Total des sous-marins. S.-If. garde-côtes 168 dont 12 «on terminés
- Contenance des caisses de réglage et d’as- 8m3 28m3 S.-M. de croisière 112 - 22 —
- siette » » 4m 3 .» » » 39 à 46m3 » » Grands croiseurs. 2! 5-11 —
- Déplacement en immersion (en supposant 296 S.-M.pose-mines. 134 tous terminés
- les caisses de réglage à demi-pleines). . 450 à 500 650 1-44 665 800 825 à 860 920 à 1000 955 à 1083 2450 2785 Total. ... 437 dont 45 non terminés
- Coefficient de flottabilité en o/O du dépla- ArmCsouenclian-
- cernent en immersion 20 à 21 0/0 20 0/0 10,8 0/0 11 0/0 22,4 0/0 20 0/0 f 20 0/0 20 à 21 0/0 21,5 à 20,7 0/0 28.5 0/0 . 22,8 0/0 fier le 1er août
- Approvisionnement de pétrole normal. . . » », 3m3,5 35m3 7Qm3 » 53m3 87m3 » » 1914 60
- — — en surcharge » •» 0 6m3 36m3 » » 60m3 69m3 » » Mis en chantier
- — — total. . . . » » 3m3,5 = 3‘,1 28m3 — 251 71“3 = 631 » ? 113-3 = 100t 156m3 —1381 » » pendant la guerre 377
- — — total en 0/0 Détruits.... 20 ?
- du déplacement à la surface 2,45 0/0 9,5 0/0 12 0/0 12 0/0 à 14 0/0 16 0/0 à 18 0/0 »
- . \ en surface Vitesse maximum { , , - f en plongée 12 à 13 n. 13 n. 6,4 n. 8,5 n. 13,4 n. 15 n. 15,5 n. 15,5 à 16 n. 16 à 17 n. 17 n. 19 n. » 9 à 10 n.
- 8,5 8 5,5 5,8 7,5 8,5 8,5 8.5 8,5 à 9,2 9 9 » 5 à 6
- ( en surface 880 ch. 1000 ch. G0 ch. 285 ch. ^ \ 1100 ch. 1100 à 1200 ch 1700 ch. 1800 à 2000 ch 2100 à 2400 ch 3200 cli-j-1 mo- 4000 ch-r'l mo- i » 1200 ch.
- i leur dé 500 ch. teur de 550 ch.
- Puissance totale ) pour le rechar- pour le rechar-
- des moteurs j gement des gement des
- batteries batteries
- \ en plongée . .... 400 à G00 700 120 280 760 800 à 900 900 à 1000 1000 1000 à 1200 2000 2400 » 800
- ^ (en surface Rayon! d action < » » 160üm à 5n 2200m à8n,5 . 7000m h 8n . 40OOm à 8n 6 000m à 8n- 7 à 8Ü00m à 8n 7600m à 9n7 » y> « » »
- / en plongée 45m à 5" 50m à 5ü 40m à 4^ 55m à 4° 45m à 4I1.5 55mà5D. . 60m à 5n 65m à 5n 80 à 90m à ô-1 » » » »
- Nombre d’accumulateurs » » 112 112 de 370ks 124 de 445ks » 224 de 370ks 224 de 370ks 224 de 4£5ks 372 » )> »
- Armement : Canon 1 de 50mm 1 de 88mm 1 mitrailleuse 1 de 50mm 1 de 88mm 1 c. de 88 1 c. de 88 2 c. de 88 1 c. de 105 2.C. de 150 2 c. de 150 » 2 c. de 150
- ou 1 de 88mm ou 1 de 105mm ! ou 1 c. de 88 et 1 c. de 88
- et 1 mitraillse et 1 mitrailla et 1 c. de 105 %
- i Nombre de coups » » » 200 200 » .» », » ;2t- À' pour 9 21. Æ » » » \ »
- < 2 tubes ,AT 2 tubes N 2 tubes AT 2 tubes AT 4 tubes jSI 2 tubes N 2 tubes AT 2 tubes A" 4 tubes ÀT 4 tubes A' » 4 tubes Ar
- Tubes lance-torpilles . . . .< . 2 tubes Al » » 1 tube JR 2 tubes M - 2 tubes JR 2 tubes Æ ( 8 torp. t 4 t. A' pour 5 ! 1 t. JR ( 10 torp 2 tubes JR 2iubes Al » 2 tubes JR
- ' i 20 t. de 500inm 20 t. de 500mm
- pour i 4 t. AT les < 2 t- Æ autres ( 12 torp
- Torpilles 4 de 450mm 6 de 450mm 2 de 500mm 4 de 500nim 10 de 500mm 6 de 5Q0mm 8 de 500mm 8 de 500mm . 16 ou 20t.de 500 »
- Équipage, officiers compris - 20 à 22 27 à 28 14 23 34 28 à 32 32 à 33 36 à 40 40 à 45 70 à 80 O 9 9
- Profondeur d’immersion 50m 50 ra 50w 50m 50m » » » i » » » » »
- i U-B 434, 435, Les nos 421 Ces 8 croiseurs n’ont pas été
- Observations.-— U-1, U-2, U-A, bâtiments isolés et de petite taille, n’ont pas été mis sur ce tableau. 131 à 441, 446, 441, 454 à 453 » » » à 434, 431. 438 442 à 450, 458, 150 et465 n’ont Les n05131 et 138 n’ont pas Le 442 n'a pas été terminé »
- n’ont pas été pas été été terminés terminés
- * terminés terminés (22)
- p.dbl.36 - vue 36/748
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- 38
- LES SOUS-MARINS ALLEMANDS
- 417 t
- coque partielle, du type français, déplaçant ayant une
- vitesse de —--------. (voir fig. 2).
- Ces bâtiments portent 18 mines, superposées par trois, dans
- 6 puits. Ils ont 1 canon de 88 mm et sont, en outre, lance-torpilles, possédant 1 tube intérieur à l’arrière et 2 extérieurs à l’avant, avec 7 torpilles de 500 mm.
- c) La série UC-46 à UC-44A a un déplacement un peu augmenté
- La vitesse reste faible, elle n’est que de n’„°. Ces bâti-
- OoO X o II j O
- ments ne portent que 14 mines, dont 6 dans les 2 puits avant, et 8 dans les 4 puits arrière. Ils ont 1 canon de 105 mm, 1 tube lance-torpilles â l’arrière et 2 tubes extérieurs au milieu, avec
- 7 torpilles de 500 mm.
- Pour ces trois classes de bateaux, le mouillage des mines est identique. Les puits, placés dans le plan longitudinal axial du bâtiment, sont inclinés d’environ 24 degrés sur la verticale et sont ouverts en haut et en bas, de sorte que L'effet de la vitesse du navire pousse les mines à l’extérieur vers le bas. Un système de sécurité fait qu’il est nécessaire de mouiller la mine inférieure avant de pouvoir déclancher l’autre. Cependant, il est arrivé dans plusieurs ;cas, dont deux au moins sont certains, que la seconde mine a rattrapé la première, et qu’elles ont éclaté ensemble sous le milieu du bateau, qui a coulé instantanément.
- d) La série suivante de bateaux pose-mines, U-74 à U-80, comprend des bateaux d’un déplacement beaucoup plus grand,
- toujours a laible vitesse ^ ^ , possédant un tube avant
- et un tube arrière, tous deux extérieurs, avec 4 torpilles de 500 et 1 canon de 88. Le système des mines est ici tout différent. Les mines sont envoyées à l’extérieur au moyen de deux tubes horizontaux débouchant à l’arrière du bateau, un à tribord, un à bâbord, et munis de vannes manœuvrées électriquement. Il y a ici 36 mines. Ces bâtiments sont à simple coque circulaire.
- e) Enfin, la série CJ-447 â U-4%6 comprend des pose-mines
- 1 173 t
- encore plus grands, de 81 m, 50 de longueur, déplaçant ^
- Ici, la coque est double et complète, tout au moins dans la partie centrale, mais le système n’est plus le système français. Les Allemands ont, cette fois, copié le type italien Fiat Laurenti
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- LES SOUS-MARIN S ALLEMANDS
- 30
- :/%. 3) (1). La caractéristique de ces bateaux est d’avoir des ballasts entre les deux coques, arrêtés au niveau de la flottaison et surmontés d’un espace où l’eau de mer circule librement entre les deux coques, entrant et sortant par des ouvertures de grande dimension, percées dans la coque extérieure au niveau de la flottaison (cet espace est appelé, en italien, intercapediniere). Les bâtiments portent 42’ naines, mouillées, comme les précé-
- ///Espace entre /reoques' se remplis //-ssnt eL se mdanp^-r Ouvertures /p»tomUmem*j£<^ dsns (o coque J/ \ SS
- Flottaison en naviost//
- Hr xtirfkw u J - - ‘ / nr
- espace entre cotjui
- S/^se remplissant, et se—----
- (idanl autometi
- 'Membrure
- Fm. 3.
- Submersible italien, type Balilla, Submersible allemand de 1173 t,
- 'de l’ingénieur Laurent!, 730 t (19Ï2).. type U-H7.
- dentes, par des tubes horizontaux, 4 tubes lance-torpilles intérieurs à l’avant,. 24 torpilles de 500 mm et 1 canon de 150.
- Ces bateaux semblent avoir eu une médiocre stabilité. Un second canon de 150, qui devait y être placé, a été supprimé, et les bateaux portent la trace de diverses modifications des-
- tinées' à améliorer la stabilité. N
- Au total, 134 bateaux pose-mines ont été construits.
- La récapitulation se fait ainsi :
- Sous-marins gardes-côtes ". ..................................108
- (dont 12 non terminés).
- Sous-marins de petite croisière. .............................112
- (dont 22 non terminés).
- A reporter..............280
- (1) Cette figure est extraite de là Technique moderne, numéro de décembre 1919.
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- 40 LES SOLS-MARINS ALLEMANDS
- Jieport...........280
- Sous-marins de grande croisière........................... 23
- (dont 11 non terminés).
- Sous-marins pose-mines.................................. 134
- Nombre total..........<•. 437
- (achevés ou en construction.au 11 novembre 1918). Sous-marins achevés ou en construction au Ie1' août 1914. GO
- Différence : sous-marins mis en chantier
- pendant la guerre. . . •.............377
- Il est intéressant de voir ce qu’est devenue cette formidable flottille.
- 202 ont été détruits par les Alliés, ou ont été coulés pour des causes inconnues pendant la guerre. (Les documents anglais disent 203, lès Allemands avouent 199.)
- 186 ont qté livrés par l’Allemagne.
- Le reste a dû être démoli sur cale, sous la surveillance de la Commission navale interalliée.
- La France a réclamé la livraison d’une partie des bateaux capturés. 16 lui ont été remis en février 1919, 27 en avril 1919. Enfin, trois internéé en Espagne, U-39, UB-48, UC-14, devaient aussi nous être remis. Ce total de 46 bateaux a été diminué par la perte de 6 d’entre eux, coulés pendant une tempête, pendant qu’on les remorquait d’Harwich à Cherbourg. Le UB-48, interné au Ferrol, a été coulé par son commandant à la sortie du port. Les 39 qui restent ne viendront malheureusement pas renforcer nos flottilles de sous-marins, bien affaiblies par nos pertes pendant la 'guerre et par le déclassement des unités vieillies. En effet, on a publié que le Conseil suprême ne nous avait permis de conserver que 10 sous-marins allemands seulement, alors que la guerre nous en a fait perdre 12 et que 25 autres ont été déclassés dans le courant de 1919. Comme nous n’en avons commencé que 2 pendant la guerre, le nombre de nos sous-marins sera doqc diminué de 25 unités par rapport au nombre d’avant-guerre.
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- Tableau II
- 134 sous-marins pose-mines.
- DÉSIGNATION TYPE UC- I il UC-15 TYPE UC-40 h UC-', S TYPE UC-',G à L’C-11', TYPE U-11 à U-80 TYPE u-m a u-m
- Nombre d<“ bateaux ' 15 30 09 10 10
- Système do construction do la coque Simple double coque ])arlielle double eoque partielle simple double coque complète
- Longueur hors tout 34'" type français 51'“,85 type français 5(>"‘.10 56'".80 tyim italien 81'",52
- Largeur maximum 3m,13 5m, 20 5U1,80 G'",05 7">,30
- Tirant d'eau sous quille en navigation de surface avec i’appro-j visionnenienl de pétrole normal 1 3'“,04- 3"',645 3*",7G5 4"1,85 4m. 22
- ü*“,30 0n,.5G 0"',5(i \ «>“,50 2 quilles 0m.300 au-des-
- j Hauteur de la quille Hauteur totale jusqu'au haut du périscope O1",30 7 m.G0 7“'.70 8"',80 sous de carène 10“'
- Déplacement à la surface (avec approvisionnement normal de pétrole) 177"'3 417'"3 480'"3 763 "'3 1 173"3
- Contenance des ballasts (y compris les soutes à pétrole en .surcharge; 14.(1 82 91 8G 34G.G
- Contenance des caisses de réglage. (intérieur: 5 20.3 24.1 (dont G9.3 iiili'i'ii'n1') 21 46.5
- Déplacement en immersion, en supposaid les caisses de réglage à demi-pleines » 194,1 509,1 583 850,5 1542,8
- Coellicient et Ilotlabililé N, 8 0/0 18 0/0 17,G 0/0 10.2 0/0 24 0/0
- Approvisionnement normal de pétrole 4Gm\(> 63'"s,G 91‘"3 108,9
- 1 Approvisionnement en surcharge. 0 1G'"»,G 12m3,5 11'"3,5 114,75
- i — total “ 2l,2 G3'"3,2 = 5G< 7G“'".l = G7',5 102m3.5 — 9li 223»>3,G5= 108'
- — — en ()/() ! du déplacement 1,2 ()/() 13 0/0 13.85 0/0 Tl,G 0/0 10,5 0/0 •
- 1 ! .... . 1 surface G n. 5 11 à 12 n. 11 à 12 n. 10 u. G 14 n. 75
- j \ Hesse maximum j f plongée..V,. 5 n. 7 n. G n. 5 8 n. 7 n. 5
- j Puissance totale i surface 90 ch. 500 à G00 cli. G00 à G50 eh. 800 à 000 ch. 2400 ch.
- ! maximum ( plongée 138 ch. 4G0 ch. G00 ch. 800 ch. 1 150 ch.
- i ,, . v surlacc 81)0nl à 5 n. 5 10 000'" à 7" 8 000m ;i 8 n. 7 800'" à 7 n. 15 000m à 7 n.
- Kavon daclioiq \ . | ' / plonger 251,1 à 3 n. -55'" à 4" 56m ii 4 n. 73m à 4 n. 5 35'“ à, 4 n. 5
- S Nombre d'accumulateurs 112 124 de 370u« 124 de 445*s 224 de 370*8 248
- ( canon 1 de 5(1'“'" 1 de 88'“'" 1 de 105""" 1 de 88'""' 1 de 150
- , Armement • | / nombre de coups ... £00 100 170 200 200
- Milles... 1? 18 14 3G 42
- Tubes lance-torpilles .0 1 intérieur dt 1 intérieur Æ. 1 A', 1 dt • 4 N intérieurs
- Torpilles de 500“"“ 0 2 extérieurs N 7 2 extér. milieu 7 extérieurs 4 24
- équipage, ollieiers compris 16 28 32 32 40 à 45
- Profondeur de plongée 50'“ 59“' 75m 75m 75"'
- Durée de la prise d’immersion'(de la. surface jusqu a 9">) en parlant de la flottabilité réduite 30 secondes \ 40 secondes 45 secondes 40 à 50 sceondes 50 à GO seconde5
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- DEUXIÈME PARTIE
- Points particuliers de la construction des sous-marins allemands.
- 1° Déplacement.
- On a pn remarquer, au cours de ce qui précède, que le déplacement a été sans cesse en augmentant1, puisque :
- 1° Les gardes-cotes sont passes de a ÔÏ95P’ PU1S a fflQi ;
- 2° Les sous-marins de croisière ont été suivis par des croiseurs sous-marins, atteignant successivement 1 300, 1 750, 2150 t à la sürface ;
- 3° Quant aux pose-mines, ils sont passés de :
- 177 t., 417 t . 420 t 763 t . 1173 t
- 194 t a 509 t’ pU1S 583 t’ 859 t’ et eillm Ï54ÔT
- Il est intéressant de voir à quoi Ont été employées ces augmentations de déplacement.
- 2° Coque et compartimentage.
- En ce qui concerne la construction des coques, les Allemands n’ont rien inventé. A part les petits bateaux à simple coque circulaire, tous les autres, jusqu’à 1000 t de déplacement en surface, ont la double coque partielle, du type français, déjà adoptée aVant la guerre. Au-dessus de 1 000 t, on a adopté la double coque complète du type italien.
- Les épaisseurs de tôles et dimensions de cornières'de membrure sont tout à fait analogues aux nôtres et montrent que les coques peuvent supporter la pression correspondante à des profondeurs qui ont été fixées d’abord à 50 m et qui ont atteint finalement 75 m. L’espace compris entre la coque intérieure et la coque extérieure sert, comme chez nous, de water-ballasts de plongée et de soutes à pétrole ; mais, en outre, certains compartiments (deux ou quatre) servent aussi de caisses de réglage. Avant la guerre, les Allemands faisaient comme nous
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- et mettaient ces caisses de réglage à l’intérieur. L’augmentation considérable du volume des caisses de réglage a été nécessitée par la quantité de plus en plus élevée de poids dépensée par le navire, et dont il faut faire la compensation pour plonger : projectiles, torpilles, mines, vivres, eau potable, etc.
- En ce qui concerne le pétrole, le poids se compense presque exactement, puisque le pétrole dépensé est remplacé au fur et à mesure par de l’eau de mer introduite dans les compartiments. Il résulte des dispositions ci-dessus que l’espace entre coques est beaucoup plus compartimenté que sur, nos bateaux. Sur le UB-48, de 520 t, il y a 10 water-ballasts de plongée, 2 caisses de réglage, 4 soutes à pétrole, 2 soutes à huile, soit en tout 18 compartiments.
- Sur le U-84, de 850 t, il y a 12 ballasts de plongée, 4 caisses de réglage, 8 soutes à pétrole, 2 soutes à huile; au total, 26 compartiments.
- Ce compartimentage très développé a deux avantages : 1° il permet, en diminuant le volume de chacun des compartiments, de les remplir beaucoup plus vite et, par suite, de plonger plus rapidement ;
- 2° Il réduit au minimum les conséquences des avaries locales, causées par des projectiles ennemis ou des bombes à retardement.
- En revanche, il a l’inconvénient de rendre difficile l'entretien de l’intérieur des compartiments des doubles coques.
- La disposition de l’avant, pour les bâtiments construits à partir de 1915, est caractéristique. L’étrave est non pas verticale, comme sur les bateaux précédents, mais en pointe, avec les couteaux en dents de scie à la partie supérieure et à la partie inférieure, pour couper les filets.
- 5° Vitesse et rayon d’action.
- Les vitesses, et les rayons d’action des sous-marins allemands ont été fort exagérés. Les tableaux 1 et 2 montrent que ces vitesses sont faibles, plus faibles à déplacement égal, que celles de nos bateaux.
- Parmi les sous-marins gardes-côtes, les UB-48 de 520 t, qui sont les plus rapides, ne donnent que ? alors que les sub-
- mersibles du type Armide, construit chez Schneider et Cie, sur
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- les plans de M. Laubeuf, bâtiments de 460 t, ont donné 17 n, 4 à la surface et plus de 11 n en plongée.
- Pour les sous-marins de croisière, les plus rapides donnent entre 16 et 17 n
- -—R-------. Ce sont des bateaux de 800 à 900 t. Nos submersibles
- 9 n
- du type Lagrange, de 840 t, de M. l’Ingénieur Hutter, et Joëssel,
- 17 n
- de 900 t, de M. l’Ingénieur Simonot, ont donné -r-,—.
- ’ 11 n
- Enfin, pour les pose-mines, les Allemands, avec raison suivant M. Laubeuf, n’ont pas cherché des vitesses considérables les pose-mines n’ont pas besoin de grandes vitesses pour remplir leur office. On voit que, jusqu’aux pose-mines de 760 t, les 12 n
- vitesses maxima sont de Ce n’est que pour les grands pose-
- mines de 1170 t que la vitesse de surface atteint 14 n, 75, la vitesse de plongée restant de 7 n 1/2 seulement.
- Les rayons d’action en plongée sont très faibles pour tous les types de bateaux allemands. La raison est que la grande vitesse et le grand rayon d’action en plongée coûtent très clier, comme poids et encombrement. En effet, si nous comparons un submersible français, type Lagrange, de 840 t, avec le U-84 de 850 t, le premier a 248 accumulateurs de 640 kg, soit, au total, environ 159 t d’accumulateurs, ou 19 0/0 de son déplacement; tandis que le U-84 a 220 accumulateurs de 425 kg, soit 93 t 1/2, ou 11 0/0 seulement de son déplacement.
- Aussi, tandis que le premier réalise 11 n de vitesse maxima en plongée, avec un rayon d’action de plus de 130 milles à 5 n, le second ne donne que 9 n et 90 milles à 5 n.
- Il est donc visible que la marine allemande a délibérément renoncé à réaliser de grandes vitesses en surface et en plongée, et qu’elle a préféré employer autrement les poids disponibles résultant de l’augmentation des déplacements.
- Les deux points qui ont bénéficié d’augmentations considé- ' râbles sont le rayon d’action en navigation à la surface, qui est très élevé, parce que les bateaux emportent une très grande quantité de pétrole. Exemple : un UB-48 a 39 m3 de pétrole d’approvisionnement normal et peut emporter 31 m3 en surcharge, soit 11 1/2 0/0 de son déplacement. Les bâtiments de la série U-57 à U-46Q emportent normalement un volume qui s’est élevé de 53 m3 à plus de 80 m3 et une surcharge de 69 m3,
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- soit, au total, 122 à 150 m3 de pétrole, ou 14,5 à 18 0/0 du déplacement.
- Le second point, qui a bénéficié des disponibilités de poids, résultant des augmentations de déplacement, est la puissance offensive.
- 4° Torpilles.
- Trois, ans déjà avant la guerre, la marine allemande avait adopté sur ses sous-marins les torpilles de 500 mm de diamètre, au lieu de 450. Tandis que la torpille de 150 n’a que 5 m, 45 de , longueur, pèse 630 kg et porte 110 kg d’explosifs, la torpille de 500 a plus de 6 m de longueur, pèse plus de 1 000 kg et porte 180 kg d’explosifs. De plus, on a donné une torpille de réserve, et parfois davantage, pour chaque tube. A partir du U-84, les sous-marins de croisière ont 6 tubes et 12 torpilles. Les sous-marins gardes-côtes, à partir du UJi-18, ont 5 tubes et 10 torpilles. *
- Quant aux grands bateaux au-dessus de 1 000 t, ils portent de 16 à 24 torpilles.
- Il en résulte une augmentation considérable de poids et d’encombrement pour les torpilles, les tubes, et la nécessité de réserver un grand espace pour loger et manoeuvrer les torpilles 'de réserve.
- Les torpilles de la marine allemande, avec leur cône rempli d’un explosif très puissant, coulé à môme le cône avant, ont une très grande force : peu de navires touchés en plein ont pu rester à flot.
- 5° Artillerie.
- La marine allemande a été la première à placer des canons sur ses sous-marins, vers 1912, c’est-à-dire bien avant la guerre. Beaucoup de gens se sont alors demandé à quoi pouvaient servir ces canons. M. Laubeuf pense qu’il faut voir là la préméditation de la guerre commerciale, faite par les sous-marins allemands.
- Au début de la guerre, il était facile de couler des cargos non armés, au moyen des petits canons des sous-marins. C’était beaucoup, plus économique que d’employer les torpilles réservées à l’attaque des bâtiments de guerre. En effet, contre le bâtiment de guerre, toujours fortement armé en canons, l’infériorité du sous-marin est telle qu’il ne peut songer à engager une lutte,
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- d’autant plus inégale qu’un seul projectile bien placé -peut être fatal au sous-marin, en l’empêchant de replonger. Aussi, au début de la guerre, les sous-marins allemands portent des canons de 50 mm ou 88 mm.
- Mais, peu à peu les circonstances se modifient. Des patrouilleurs de plus en plus nombreux, armés d’abord de canons de 47, puis de 57, enfin de 75 et de 100, sillonnent les mers à la recherche des sous-marins allemands. Les bâtiments de commerce reçoivent aussi un armement qui va en se renforçant. Les sous-marins sont obligés aussi d’augmenter la puissance de leur artillerie. Les U, à partir de U-23, ont un canon de 105 et un de 88. Les U-B, munis d’abord d’un canon de 50, reçoivent ensuite un canon de 88, puis un de 105; enfin, les grands croiseurs sous-marins reçoivent du 150.
- Ces canons avaient un approvisionnement de munitions assez élevé : sur les U-57, il y avait 210 coups de 105 et 170 coups de 88. Les UC-46 avaient 170 coups de 105. Enfin les 6-7/7 avaient 200 coups de 150 : tout cela représente un poids et un encombrement considérable.
- 6° Moteurs.
- Les moteurs sont partout des moteurs Diesel Les Allemands, •avec raison, n’ônt pas cherché à innover pendant la guerre. Il n’y a que fort peu de sous-marins qui ont reçu des moteurs à à 2 temps. La très grande majorité a des moteurs à 4 temps et 6 cylindres, d’un type existant déjà avant la guerre. Il y a de' nombreux .perfectionnements de détail, mais aucune modification importante. Ces moteurs sont très robustes, très endurants et ont rendu d’excellents services.
- Il en est de même des moteurs électriques : ils reproduisent le type à deux induits couplés en tension, pour les petites vitesses et en quantité pour les grandes vitesses. Ce système est emprunté aux submersibles français, qui l’ont appliqué dès 1898, et qui en avaient emprunté eux-mêmes le principe aux tramways électriques.
- Les dispositions de manoeuvre et d’appareillage des moteurs électriques sont simples. On n’a pas recherché, comme chez nous, un luxe de « sécurités » contre toutes les fausses manœuvres possibles, on a laissé quelque chose à l’initiative et a l’habileté professionnelle des équipages. Si certaines fausses manœuvres sont possibles, en revanche, l’ensemble des appareils
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- est beaucoup plus simple, plus robuste et plus facilement accessible que sur nos bateaux.
- 7° Accumulateurs électrques.
- Les réflexions laites pour les moteurs Diesel peuvent s’appliquer ici. Les accumulateurs du système Hagen n’offrent, pas non plus de perfectionnement important sur les éléments employés avant la guerre, mais ils sont bien étudiés, très solides, exécutés avec d’excellents matériaux et ils donnent, à poids égal, une' oanaeité supérieure à nos batteries.
- 8° Installations pour la plongée rapide.
- Tout ce qui vient d’étre dit montre bien que les sous-marins allemands étaient conçus comme l’avaient été les submersibles français en 1898, surtout pour naviguer à la surface et pour ne plonger qu’à la dernière extrémité. Leur faible rayon d’action en immersion rendait indispensable une plongée extrêmement rapide et un retour à la surface très rapide aussi, pour pouvoir remettre vivement en route les moteurs à pétrole et recharger les accumulateurs.
- • C’est sur ce point que les Allemands ont introduit les perfectionnements les plus intéressants. Nous avons vu plus haut que les ballasts sont divisés en beaucoup de compartiments, dont le volume individuel est peu élevé. 11 y a, pour chacun de ces compartiments, des clapets de remplissage de forte section, généralement deux par compartiment, assurant un remplissage très rapide.
- Si l’évacuation d’air de chaque compartiment était ouverte en même temps, il y aurait probablement des remplissages inégaux des divers compartiments et le bateau pourrait prendre des inclinaisons longitudinales dangereuses. Aussi, les évacuations d’air ont-elles été'groupées. Les ballasts sont répartis en trois groupes : avant, milieu, arrière. Les évacuations d’air des ballasts de chaque groupe aboutissent à une boite commune. L’ouverture dé chacune de ces trois boîtes est faite du poste central de manœuvre. On peut ainsi diminuer, ou même arrêter le remplissage d’un groupe de ballasts en étranglant, ou en fermant la purge d’air. On est maître des inclinaisons du bateau jusqu’au dernier moment.
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- (leci entraîne, par contre, une assez grande complication des manœuvres et un encombrement considérable des tuyautages. Comme dans toutes les marines, on parachève le réglage de l’équilibre du bateau, au moyen de caisses de réglage, qui permettent d’équilibrer les poids enlevés du bateau, depuis la dernière plongée : projectiles, torpilles, vivres, elc.
- De plus, dans les zones dangereuses, les sous-marins prennent une position, dite de demi-plongée, ou de flottabilité réduite, qui correspond à la situation du bateau, après divers préparatifs : démontage des rambardes et de divers accessoires, fermeture de tous les panneaux, sauf celui du kiosque, celui d’échappement des gaz de la combustion des moteurs et ceux des ventilateurs ; rabattement des mâts de T. S. F., ouverture des clapets de remplissage des ballasts. L’eau entre ainsi dans les ballasts, mais ne peut y remplir qu’une partie du volume, puisque les évacuations d’air restent fermées.
- Au moment où l’ordre de plonger complètement est donné, il n’y a plus à faire que les manœuvres suivantes : stopper et débrayer les moteurs Diesel, mettre en route les moteurs électriques, fermer le panneau du kiosque, les ouvertures'd’évacuation des moteurs, les manches de ventilation et ouvrir les évacuations d’air des ballasts.
- Depuis l’ordre donné jusqu’àu moinent où le bâtiment est eii plongée, à 9 m de profondeur, la durée de prise d’immersion est :
- Pour les UJi-4 à UB-47 et pour les UC-4 à UC-45, de 30 secondes;
- Pour les UC-4(i à UC-4 4 4 et UB-48.ii UB-4 46, de 4b secondes;
- Pour les grands croiseurs sous-marins et les U-4 47 à 11-426, de 50 à 60 secondes.
- Pour le retour à la surface, on ramène le bateau à fleur d’eau, par pompage, ou par chasse d’air comprimé dans les caisses de réglage, ce qui est fait en quelques secondes, puis on vide très rapidement les ballasts en y refoulant de l’air à faible pression (bOO grammes par centimètre carré), au moyen d’une turbine soufflante à grand débit actionnée électriquement.
- On peut p,lors rapidement remettre en route les moteurs et la construction robuste des accumulateurs permet de les charger à très forte intensité et d’être prêt très vite pour une nouvelle plongée.
- L’ensemble de ces dispositions est très bien étudié, il entraîne
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- la nécessité, pour le commandant, d’être rapidement renseigné sur l’approche de l’ennemi, de là ces kiosques très hauts et ces volumineuses passerelles de navigation, qui ont fait l’envie de nos commandants de sous-marins, par leur confortable, mais qui, ne l’oublions pas, diminuent considérablement la vitesse en plongée et le rayon d’action en plongée, qui sont aussi des facteurs militaires.
- Dans le même ordre d’idées, les sous-marins allemands ont d’excellentes installations de T. S. F. ; ils ont deux systèmes, l’un pour les courtes distances, constitué par les libères pare-mines, allant de l’avant à barrière du bateau, et passant pardessus le kiosque, où elles se raidissent; l’autre pour les grandes distances comportant une antenne portée par deux mâts rqbal-tables de 10 m de hauteur.
- Telles sont les dispositions par lesquelles les sous-marins allemands, naviguant sur toutes les mers sillonnées par les patrouilleurs ennemis, ont pu si longtemps leur échapper. Elles forment un ensemble remarquablement étudié et constituent., avec le développement de la puissance offensive, les seuls perfectionnements importants apportés par la marine allemande à la navigation sous-marins.
- TROISIEME PARTIE
- Action des Sous-Marins allemands.
- Les sous-marins allemands avaient deux rôles à remplir : un défensif et un offensif.
- a) Action défensive.
- Le rôle défensif consiste à protéger les côtes, à empêcher tout bombardement des ports, ainsi que toute tentative de débarquement. Ce but a été pleinement atteipt. Les côtes allemandes sont demeurées inviolées, alors que Douvres, plusieurs ports de la côte anglaise de la mer du Nord et Dunkerque ont été bombardés.
- Les sous-marins ont également rendu impossible un blocus rapproché. Lorsque, au début de la guerre, les bâtiments anglais ont voulu croiser à proximité des côtes allemandes, ils ont subi
- Bru..
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- de graves perles et, finalement, le blocus n'a été tenu que par des bâtiments légers, destroyers, patrouilleurs, etc., alors que tous les grands bâtiments restaient dans les rades abritées de Rosytli, Gromarty-Firth et Scapa-FIow.
- Les sous-marins ont également rempli un rôle de reconnaissance et ils paraissent avoir donné, dans ce cas, d’excellents résultats, aussi bien du reste pour les Anglais que pour les Allemands, suivant le témoignage de l’amiral Jellicoe sur les opérations qui ont précédé le combat naval de la baie d’IIeli-goland.
- 11 n’v a pas lieu d’insister sur le rôle commercial des sous-marins, dont il a été question plus haut, au sujet des sous-marins du type « Deutschland ».
- b) Action offensive contre les navires de guerre.
- Quant au rôle offensif, il était méconnu et nié avant la guerre, par bien des autorités navales. Qui oserait affirmer maintenant, après ces quatre ans et demi de guerre, que l’action offensive des sous-marins est négligeable?
- Considérons d’abord la lutte entre les sous-marins et les navires de guerre. On a pu lire, sous la signature d’un expert naval d’un grand journal de Paris : « En ce qui concerne l’action des sous-marins contre les navires de guerre, les événements ont démontré leur impuissance absolue dans ce cas. »
- Gomme réponse, voici le relevé des bâtiments de guerre coulés par les sous-marins :
- Sur 13 cuirassés anglais coulés, 5 ont été torpillés par des sous-marins et, pour les deux autres, il est douteux si c’est un sous-marin qui les ’a torpillés, ou si c’est une mine posée par un sous-marin qui les a fait sauter. On peut donc dire 7 sur 13.
- Pour la France, 3 cuirassés sur 4 perdus ont été torpillés par des sous-marins.
- Pour les croiseurs cuirassés, 4 anglais sur 13 perdus et 3 français sur 4 perdus ont été torpillés par des sous-marins. Le quatrième français, le « Kléber » a sauté sur une mine posée par un sous-marin.
- Les 2 croiseurs cuirassés italiens coulés ont été tous deux torpillés par sous-marins.
- Pour les croiseurs légers, sur 16 anglais, 1 français et 2 italiens, 7 ont été torpillés par sous-marins.
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- Pour les dragueurs de mines, canonnières, sloops, bâtiments de patrouilles, 19 anglais sur 53, 3 français sur 7 et 1 italien ont été torpillés par les sous-marins.
- Pour les destroyers et torpilleurs, 16 anglais sur 70, 1 américain sur 2, 2 français sur 22 et 4 italiens sur 13 ont été les victimes des sous-marins.
- Si l’on fait le total des navires de guerre perdus, on trouve donc (pue 158 anglais sur 242, 1 américain sur 12, 15 français sur 22, et 9 italiens sur 32, ont été coulés par des sous-marins.
- Il ne s’agit ici que des véritables bâtiments de guerre. Si l’on prend les .croiseurs auxiliaires, yachts armés, etc., on trouve que 46 anglais sur 81, 2 américains sur 7, 9 français sur 12 et 3 italiens sur 8 ont été envoyés au fond par des sous-marins. ,
- Il semble difficile, d’après ces chiffres, de nier l’action des sous-marins contre les navires de guerre. Il est certain que le nombre des navires de guerre, coulés par les sous-marins, a diminué vers la fin de la guerre, mais c’est surtout parce que les escadres, à partir de 1917, se sont réfugiées dans les ports et dans les rades, où ils s’abritaient derrière des lignes multiples d’estacades, de mines et de filets, les Anglais à Rosyth, Cromar-ty-Firth et Scapa-Flow, les Italiens à Tarente, les Français à Corfou ; pendant ce temps les cuirassés allemands et autrichiens restaient aussi dans leurs ports.
- Évidemment, ces précautions ont diminué le nombre des torpillages et cependant, chaque fois qu’un cuirassé quittait son •abri, pour aller se faire réparer ou caréner dans un arsenal de la métropole, on tremblait tant qu’il était en mer. On peut citer à cet égard les inquiétudes manifestées, lors d’un retard de 24 heures, d’un de nos cuirassés les plus récents, retournant de Toulon à Gorfou. Ces inquiétudes étaient d’ailleurs justifiées, car c’est en se; rendant du théâtre des opérations à Toulon ou à Brest que nos cuirassés Danton, Suffren et Gaulois ont été coulés par les torpilles des sous-marins allemands.
- L’amiral Percy Scott avait dit avant la guerre : « Le sous-marin chassera le cuirassé de la mer, comme l’automobile chasse le cheval de la route ». Ceci a été vérifié dans bien des cas : •chaque fois qu’un cuirassé a rencontré en mer un sous-marin, c’est le cuirassé qui a cédé la place, heureux encore1 s’il n’était pas torpillé. Exemple : notre cuirassé amiral le Jean-Bart a reçu en décembre 1914 une torpille qui, fort heureusement, a atteint
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- l’extrême avant et n’a ainsi causé que des avaries dont la gravité ira pas été très considérable. .
- Le Jean-Bàrt a pu rentrer à Malte pour se faire réparer. Une seconde torpille avait passé très près de l’arrière. Si la première avait touché en plein milieu, on ne peut trop savoir ce qui se serait produit.
- En somme, après ce court engagement, le Jean-Bart a vivement regagné un abri.
- En 1916, le cuirassé Lorraine, venant de Brest, où on venait de l’-achever, a rencontré à son entrée en Méditerranée un sous-marin allemand. Le cuirassé a aussitôt forcé de vitesse. Etait-ce pour combattre son adversaire? Pas du tout, c’était pour prendre chasse devant lui. 1
- c) Guerre commerciale. l
- Arrivons maintenant à la guerre commerciale. . Le graphique (fi<j. -f montre les phases de la guerre faite par les Allemands aux bâtiments de commerce. Les tonnages coulés sont exprimés en milliers de tonnes de jauge brute, On voit qu’au début de da guerre lq tonnage coulé descend à partir du mois d’octobre 1914; c’est que jusqu’à ce moment-là, c’étaient les croiseurs corsaires qui avaient opéré et qu’à partir du mois d’octobre ils étaient soit détruits, soit bloqués, soit internés dans des ports neutres.
- C’est le 4 février 1915 que parait la première note allemande, déclarant le blocus de toutes les côtes des Iles Britanniques et et des côtes françaises de la Manche. A ce moment, dans la communicatio.n du 26 mars 1915, il a été dit ceci :
- .... La déclaration de Paris du 16 avril 1856 dit qu’un blocus, pour être obligatoire, doit être maintenu par une force suffi-saute pour empêcher l’accès du littoral ennemi. » Autrement dit, ce blocus doit être effectif. Les sous-marins allemands sont en trop petit nombre pour qu’il en soit ainsi, et la menace du blocus ne constitue qu’un bluff dont l’Angleterre, avec raison, ne s’est pas émue un seul instant. Du reste, on peut constater que les sous-marins allemands manifestent de l’activité pendant une quinzaine’ de jours, puis, les quinze jours suivants, on entend moins parler d’eux. Céla tient à ce qu’ils ne sont pas- assez nombreux pour établir une relève régulière des navires destinés à croiser devant les ports qui doivent être surveillés.
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- GUERRE SOUS-MARINE
- Coules par sous-marjns
- __ - par mines
- __ par croiseurs corsai res 559 ooo
- Note
- 31Janvier
- Nombre
- 12 796 ooo
- Submersibles
- Les tonnages coulés sont exprimés en milliers de tonnes de jauge brute.
- Note
- 1" Mars 1916
- 0 hov
- ig^ fl S 0 N D J
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- Pour faire le blocus, non pas de tout& les côtes des Iles Britanniques r màis -simplement de leurs principaux ports, il aurait fallu avoir 300 sous-marins se relevant à intervalles réguliers. Le blocus aurait alors pu avoir des conséquences graves. On tourne en dérision aujourd’hui la menace allemande, on ne réfléchit pas quelle n’est vaine qu’en raison du trop faible nombre de ses sous-marins. »
- Les événements qui ont suivi ont bien démontré que cette appréciation était exacte. Le nombre des sous-marins allemands, va en augmentant, comme oh le voit sur le graphique, et le chiffre des torpillages se maintient à une moyenne d’environ 120,000 à 130,000, jusqu’au premier trimestre |de 1916. A ce moment paraît, le 1er mars 1916, une nouvelle note allemande, étendant le blocus à toutes les côtes du golfe de Gascogne, à la Méditerranée, etc.
- Dans la première note, la menace aux bâtiments neutres était voilée ; on se contentait de recommander aux neutres de ne pas s’aventurer dans les zones interdites. Dans la seconde note, la menace est plus directe. Cette seconde note correspond à un accroissement notable du nombre des sous-marins allemands.
- Les torpillages, à partir du mois de juillet 1916, montent avec une rapidité inquiétante. De 117,000 t en juillet, ils atteignent plus de 300,000 t en octobre, 350,000 t. en janvier 1917.
- C’est à ce moment que parait la troisième note allemande, celle du 31 janvier 1917. Elle notifie la guerre sous-marine à outrance, disant que tout bâtiment rencontré dans les zones interdites, qu’il soit ennemi ou neutre, armé ou non armé, sera impitoyablement coulé.
- Les torpillages augmentent encore, ils atteignent 540,000 t en février et arrivent au nombre maximum de la guerre, 875,000 t au mois d’avril. Fort heureusement le tonnage torpillé ne s’est pas maintenu à ce chiffre formidable, car si les résultats avaient été les mêmes pendant six mois le ravitaillement en vivres, en acier et en matériel de toute sorte des Alliés, aurait été bien compromis.
- A partir d’avril 1917, le nombre de bateaux coulés diminue, pour différentes raisons; d’abord les mesures défensives prises par les marines alliées commencent à donner un effet certain. La navigation en convois des bâtiments de commerce-gêne les sous-marins allemands. L’armement en artillerie des bateaux de commerce les force à attaquer à la torpille et non au canon.
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- LUS SOUS-MAMNS ALLEMANDS
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- L’effet est naturellement moins grand, ^puisque les sous-marins ont beaucoup moins de torpilles que de projectiles.
- Enlîn, il y a une raison importante, due au matériel et au personnel ennemis. Les torpilles allemandes de 1917 et 1918 sont moins bonnes que celles du début de la guerre, parce que la torpille est un instrument très délicat à fabriquer, et qu’il a fallu en faire construire par beaucoup d’usines, en raison de la grande consommation. Les torpilles touchent donc moins souvent le but et, quand elles le touchent, leur effet est moins grand.
- Au début de la guerre, la proportion des bâtiments torpillés, qui pouvaient regagner un port pour se faire réparer, était de 4 0/0. En 1918, cette proportion était montée à 28 0/0. Aussi, le tonnage coulé diminue et cette diminution va même plus vite que la diminution du nombre des sous-marins. Le maximum du nombre des sous-marins armés effectivement | parait avoir été atteint en juillet 1917; il est de 162 sous-marins prêts au combat.
- A partir de cette date, les destructions de sous-marins vont en augmentant sensiblement. 57 avaient probablement été détruits depuis le début de la guerre jusqu’au 1er janvier 1917; 66 au 1er juillet 1917 ; ce nombre atteint 123 au 1er janvier 1918 et 202 au moment de la cessation des hostilités.
- Il ne faut pas oublier que la révolte des marins allemands de Kiel, refusant d’embarquer sur les sous-marins, a été un des premiers symptômes de la révolution allemande.
- Au total, le tonnage des bâtiments coulés, pendant la guerre, (alliés ou neutres) a atteint le chiffre formidable de 12,796,000 t dont :
- 559,000 t pour les croiseurs corsaires;
- 1,053,000 t pour les mines;
- 11,184,000 t pour les sous-marins.
- Si l’on considère que le tonnage mondial total était de 44,500,0000 t en 1914, on voit que le quart de ce tonnage a disparu. Ce chiffre se passe de commentaires.
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- L1ÏS SOUS-MARINS ALLEMANDS
- QUATRIÈME PARTIE
- La lutte contre les Sous-Marins.
- Les Amirautés alliées ont été prises au dépourvu, au début de la guerre, aussi bien en Angleterre et en Italie qu’en France. On ne croyait pas aux sous-marins. L’amiral. Lord Fisher, qui fut premier Lord de l’amirauté ' britannique en 1909 et aussi en 1914, a écrit l’année dernière une série de lettres au Times. L’aîniral manie la plume un peu comme il eût manié la hache d’abordage au siècle dernier. Il ne ménage pas ses expressions et voici ce qu’il dit au sujet des sous-marins :
- « La caractéristique la plus frappante de la période d’avant-» guerre est peut-être cet étonnant, non seulement discrédit, » mais ridicule absolu dont on couvrait les sous-marins. Un » officier de haut grade les appelait des joujoux. Or, ces joujoux » ont envoyé au fond pour 7 millions de livres sterling de ton-» nage de navires de guerre britanniques, et pour une somme » bien plus considérable de cargos. Les trois croiseurs cuirassés .» A boukir, Cressy, et Hogue se promenaient gentiment en liberté, » tout près des côtes allemandes, sans leur amiral et sans escorte » de destroyers, lorsqu’ils furent torpillés. Pendant les ma-» nœuvres qui précédèrent la guerre, un jeune commandant de » sous-marin torpilla trois fois l’amiral du parti ennemi et » déclara coulé le bateau-amiral. Il s’attira simplement ce signal, » envoyé par l’amiral : « Allez au diable! » J’ai fait reproduire » et répandre en janvier 1914, c’est-à-dire sept mois avant la » guerre, un mémoire ou cette phrase se trouvait imprimée en » gros caractères : « Le sous-marin va devenir le tyj)e du bàti-» ment de guerre four le combat en haute mer. » La vérité de » ce mémoire- fut généralement reconnue par les ministres )> d’alors, mais ils firent toutefois la réserve que, certainement, » les sous-marins allemands ne couleraient pas d’inoffensifs » bâtiments marchant avec leurs équipages. » (On a vu s’ils ont hésité à le faire).
- » Je fus littéralement persécuté, pendant que j’étais premier » Lord naval, parce que je faisais construire des sous-marins. » Grâce à l’amiral Bacon et à l’amiral Hall, nous fîmes ce que » nous devions faire. Quand je quittai l’amirauté le 25 jan-» vier 1910, nous avions 61 sous-marins en état et 13 en cons-» truction..... »
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- LES SOLS-MARINS ALLEMANDS
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- Ceci montre que l’on n’avait pas cru à la puissance des sous-marins. Et Cependant, dans les divers pays de l’Entente, diverses personnalités avaient crié gare bien à l’avance.
- Nous venons de voir ce que dit Lord Fisher. De son côté, l’amiral Percy Scott, au mois de juin 1914, écrivait dans le Times :
- « Les sous-marins et les aéroplanes ont totalement révolu-» tionné la guerre navale. Aucune flotte ne peut se soustraire à » l’œil de l’aéroplane et le sous-marin peut faire une attaque
- » mortelle, même en plein jour..... Les sous-marins sont difîi-
- » ciles à détruire, en raison de la difficulté d’attaquer un enne-» mi qu’on ne voit pas. Une puissance qui ferait sortir ses cui-» rassés pour rechercher et détruire les sous-marins ennemis » courrait à un désastre. Si des sous-marins sont signalés dans » le voisinage, il faut s’éloigner d’eux et non les chercher. Il » nous faut une énorme flotte de sous-marins, de dirigeables, « d’aéroplanes, avec quelques croiseurs rapides. Si nous avons » la guerre avec un pays situé dans le rayon d’action des sous-» marins, ce pays tiendra ses cuirassés dans un port sur et nous » ferons de môme. »
- Et Sir Percy Scott termine en disant : « Je pense que l’impor-» tance des sous-marins n’a pas encore été pleinement reconnue. » Je pense également qu’on n’a pas encore compris combien » leur apparition a révolutionné la guerre navale. »
- En Amérique, l’amiral Kimball avait attiré l’attention, dès 1896, sur les progrès des sous-marins, il disait : « Ils sont par-» ticulièrement nécessaires à une nation n’ayant qu’un nombre » inférieur de cuirassés à opposer à une puissance navale » supérieure. Si les progrès des sous-marins marchent parallèle-» ment à ceux des autres navires de guerre, leur champ d’uti-» lisation est'appelé à grandir, dans de vastes proportions. »
- En France, l’amiral Fournier qui fut, pendant plusieurs années, le chef de notre armée navale et l’inspecteur général des flottilles de torpilleurs et de sous-marins, a fréquemment démontré la puissance des sous-marins, non seulement dans ses rapports, mais aussi dans les manœuvres exécutées sous ses ordres. (En particulier aux manœuvres de l’année navale en 1906).
- Enfin l’auteur de la communication pense qu’on lui permettra de se placer à la suite de ces illustres noms et de rappeler qu’en 1907, au Congrès maritime de Bordeaux, et qu’en 1908, dans
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- LES SOU S - MARIN S ALLEMANDS
- une brochure intitulée : « Les guerres maritimes futures, il a attiré l’attention sur l’importance du rôle des sous-marins, dans les guerres navales de l’avenir.
- Mais un proverbe dit : « Il n’y a de pire sourd que celui qui ne veut pas entendre » et l’auteur de la communication a pu vérifier la justesse de cet autre proverbe qui dit que « Nul n’est prophète dans son pays. »
- Quoi qu'il en soit, au début de la guerre, rien, absolument rien n’avait été fait comme préparatifs de guerre navale contre les sous-marins. Aussi les premiers torpillages de navires de guerre causèrent une véritable stupeur. En particulier, le torpillage du cuirassé anglais Audacious, et le torpillage du Cressy, du Hogue et de l’Aboukir, croiseurs cuirassés anglais de 12 500 t, mis au fond tous les trois, dans une calme matinée de septembre 1914, avec la perte de 1 500 hommes, par un seul sous-marin allemand, le U-9, bâtiment de 520 t, armé de 4 tubes lance-torpilles et de 6 torpilles de 450 mm, dont 4 touchèrent les buts.
- Il fallut donc se mettre fièvreusement à s’armer contre les sous-marins, mais, en marine, rien, ne s’improvise. Et les torpillages continuèrent, tandis qu’on travaillait avec ardeur à la construction des navires contre sous-marins et des divers moyens d’action dont il va être question.
- Mais, de leur côté, les Allemands construisaient aussi en hâte des bateaux sous-marins, et l’attaque demeura supérieure à la défense, jusqu’au deuxieme semestre de 1917. A partir de ce moment, l’effort supérieur des marines alliées, arrive â venir à bout peu à peu de l’ennemi sous-marin, ainsi que le montre le graphique (fig. 4).
- Fort heureusement pour les Alliés, les Allemands non plus n’avaient pas cru, pendant longtemps, à la puissance du sous-marin, En 1901, l’amiral von Tirpitz, qui fut. pendant la guerre, le grand champion de la guerre sous-marine, déclara au Reichstag que l’Allemagne ne construirait pas de sous-marins, parce qu’elle n’en avait aucun besoin, étant donnée la configuration et les défensés naturelles de ses côtes, et qu’il était préférable de porter l’effort sur les cuirassés. Treize ans plus tard, le même amiral disait exactement le contraire.
- A la même époque, un des chefs des constructions navales allemandes déclarait que le sous-marin ne pourrait jamais faire une plongée, en raison de son manque de stabilité longitudinale.
- Cependan t, à la fin de 1902, l’Allemagne mettait en chantier son
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- premier sous-marin le U-4, qui fut lancé en août 1905. Ce bateau ressemblait fortement aux submersibles français du type Aigrelle. Il est de notoriété publique aujourd’hui que des documents concernant divers types de sous-marins français ont disparu du Ministère de la marine, dans les années 1901 et 1902. Ils sont d’ailleurs revenus après avoir été faire un petit tour dans des mains inconnues. L’Amirauté française n’a pas été du reste la seule victime de l’espionnage allemand. Dans une de ses lettres au Times Lord Fisher déclare qu’en 1909, il avait laissé sur sa table, à l’Amirauté, un document confidentiel très important sur l’armement futur en canons de gros calibre des nouveaux cuirassés anglais. Ce document, placé bien en évidence, était d’ailleurs faux à dessein. Le lendemain, il avait disparu, volé sur le bureau même du premier Lord de l’Amirauté. 1
- Ce n’est qu'après les essais de 1905 de leur premier sous-marin, le U-l, que les Allemands mirent en chantier d’autres bâtiments, U-i à U-L Les journaux allemands de cette époque disaient d’ailleurs sans vergogne, que l’Amirauté allemande s’était procuré les plans de tous les sous-marins des diverses puissances navales, en particulier des submersibles français, et qu’elle allait construire des types perfectionnés, meilleurs que tous les autres.
- L’Allemagne a eu à la fois un avantage et un inconvénient à cette tactique. L’avantage est qu’en se procurant, par des moyens plus ou moins licites, les plans des sous-marins des autres puissances navales, elle a évité les quinze années de tâtonnements et d’expériences faites en France et aux États-Unis. Mais le grave inconvénient, c’est qu’elle a commencé son effort pour les sous-marins trop tard et n’a pu, malgré toute l’activité déployée, être suffisamment prête pour le grand conflit mondial. Sa préparation sur terre, était poussée au dernier degré de perfection, mais sa préparation sur mer aurait eu besoin de quelqùes années encore pour être complète.
- Quoi qu’il en soit, ce sera un grave reproche fait à ceux qui ont dirigé les marines alliées, dans les années qui ont précédé la guerre, de ne pas avoir préparé la lutte contre les sous-marins. S’ils pouvaient ne pas, partager les opinions émises plus haut, ils avaient au moins le devoir de lire les budgets allemands. Or, les crédits portés à ces budgets, pour la construction des sous-marins, allaient sans cesse en augmentant.
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- En 1907 ................. 6.250.000 francs
- En 1908 .................... 9.750.000 —
- En 1909 ................... 12.500.000 —
- En 1910 .................. 18.750.000 —
- En 1911 .................. 18.750.000 —
- En 1912 . . 18.750.000' -
- En 1913 .................. 25.000.000 —
- En 1914 ................... 23.750.000 —
- (en comptant le mark à 1 fr. 25, valeur d’avant-güerre).
- L’exposé des motifs du projet de loi naval allemand de 1912 disait : « Nous construirons des submersibles de grande dimen-» sion, les seuls qui puissent rendre les services que nous atten-» dons d’eux. »
- Si l’Allemagne avait commencé la guerre avec 200 sous-marins disponibles, au lieu de 40, on est effrayé à la pensée du résultat qu’elle aurait pu obtenir. On répond à cela : « Si l’Allemagne avait eu 200 sous-marins, cela se serait su et les amirautés alliées s’en seraient préoccupées et auraient fait le nécessaire. Rien n’est moins certain; puisque ces amirautés ne s’étaient préoccupée de rien jusqu’au chiffre de 40, ou plutôt 60 sous-" marins, à quel chiffre auraient-elles commencé à s’émouvoir? Il est probable d’ailleurs qu’elles se seraient préoccupées trop tard de la menace sous-marine.
- Les moyens employés pour diminuer l’effet des attaques sous-marines et pour détuire les sous-marins sont les suivants :
- D’abord blocus des bases navales de sous-marins; mouillage de mines et de filets devant ces bases.
- En second lieu, projection des côtes et des routes maritimes, organisation des convois de navires marchands naviguant ensemble, escortés par des bateaux de guerre suffisamment armés pour lutter contre les sous-marins. Ces convois faisaient des routes en lacet, qui gênaient les attaques.
- L’emploi du camouflage des bateaux a aussi donné des résultats intéressants. Des lignes inclinées vers l’avant donnaient l’illusion d’un navire qui s’éloignait, alors que sa route réelle pouvait différer de 30 degrés de la route ainsi estimée. Une pareille erreur dans l’appréciation de la route suivie peut faire manquer beaucoup d’attaques.
- On a employé également des filets : filets fixes pour barrer les entrées des ports; des filets dérivants, des filets légers munis de flotteurs; le déplacement de ces flottehrs indiquait qu’un
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- sous-marin entraînait le filet. On employa également des filets portant des charges d’explosifs.
- Une autre mesure fort importante a été l’armement en canons des navires marchands. Cette mesure était préconisée déjà, dans la communication du 26 mars 1915, et appuyée par beaucoup de gens. Avant son adoption, elle a rencontré des résistances bien extraordinaires. Il s’est trouvé un ministre de la marine française pour signer en juillet 1915 la circulaire suivante :
- « J’ai reçu de divers côtés des demandes de munir les bâti-» ments de commerce d’un armement défensif pour les protéger » contre les sous-marins. Après étude de la question, j’estime » que cet armement présenterait plu,s* d'inconvénients que d’avantages » et qu’il est préférable de ne pas en munir les bâtiments de » commerce français ».
- Fort heureusement, le signataire de cette énormité a été remplacé au mois d’octobre 1915 par l’amiral Lacaze qui a aussitôt donné une vive impulsion à l’organisation de la défense contre les sous-marins.
- Le moyen le plus efficace pour la lutte contre les sous-marins a été l’emploi fi’un très grand nombre de navires patrouilleurs. Il n’y en avait aucun au début de la guerre. On ne peut guère compter que les destroyers, qui pouvaient remplir cet emploi, mais qui avaient aussi d’autres rôles à jouer. Les Amirautés réquisitionnèrent donc les chalutiers, les yachts, les petits cargos, qui reçurent un armement de canons et furent employés comme patrouilleurs. Mais leur vitesse était en général beaucoup trop faible et leur armement, qui ne comprenait guère que des canons de 47, au début, était également insuffisant.
- On se mit à construire de nombreux patrouilleurs. En France après avoir construit un nombre ' considérable de patrouilleurs de 80 à 250 t, de vitesse et d’armement insuffisant, on mit en chantier des bâtiments plus sérieux : 22 canonnières de 350 à 400 t, filant 15 nœuds et armées de 2 canons de 100; 6 sloops de 1250 t achetés en Angleterre, donnant 17 nœuds et armés de 2 canons de 140;
- Une cinquantaine d’avisos de 650 t, donnant de 20 à 21 nœuds, avec 2 canons de 100.
- Enfin, des vedettes de 40 t et des chasseurs de sous-marins de 60 t, donnant 18 nœuds et armés d’un canon de 75.
- En Angleterre, on construisit un nombre considérable de sloops de 1250 t, de patrol boats, ou P. boats, de bateaux-pièges, ou Q.
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- bout,s, bâtiments ayant l’apparence extérieure d’un inoflênsif cargo et démasquant au* dernier moment une batterie de pièces de 152. Trois bateaux analogues ont été construits en France, (patrouilleurs du type « Meg »*.)
- Les armes portées par ces patrouilleurs étaient les suivantes : 1° des canons : parti du calibre de 47 mm, on arrive successivement à 75, à 90, à 100 et même à 140 mm.
- 2° Des bombes : soit des grenades Guiraud, qu'on jetait à l’endroit où l’on pensait que le sous-marin devait se trouver, et qui éclataient à une profondeur réglée par un piston hydrostatique, soit des mines à flotteur; la mine coulait, tandis que le flotteur restait à la surface, et la charge d’explosif éclatait lorsque le fil reliant la mine au flotteur se tendait. Comme dans le cas précédent, les profondeurs pouvaient être réglées à volonté.
- 3° Enfin, les patrouilleurs, vers la fin de la guerre, possédaient des écouteurs, qui leur permettaient de repérer non seulement la ,présence d’un sous-marin, mais encore la direction dans laquelle il se trouvait : le tube G, appareil américain, qui indique bien l’orientation et permet d’écouter jusqu’à 6 à 8.000 m, mais à la condition que le bâtiment qui le porte soit stoppé et silencieux. L’appareil Walser, français, dont la portée est moindre, mais qui permet d’écouter en marche etc...
- Il faut ajouter encore aux engins anti-sous-marins, les petits dirigeables, les avions et les hydravions, qui surveillaient les côtes et survolaient les grandes routes maritimes. S’ils n’ont pas détruit eux-mêmes beaucoup de sous-marins, ils ont permis souvent de les repérer et d’indiquer leur position aux bâtiments de chasse.
- Pour cette lutte, il fallait sillonner les mers avec de très nombreux patrouilleurs, A la fin la guerre la France possédait :
- En Manche . 213 patrouilleurs
- Côtes de Bretagne . . . . 90
- Océan Atlantique. . . . . 116 —
- Provence et Corse . . . . 75 —
- Algérie-Tunisie .... . 140 —
- Adriatique . 51 —
- Mer Pigée, Côtes de Syrie 66 —
- Maroc et Sénégal. . . . . 34 —
- Soit au total. . . . . • 785 patrouilleurs
- L’Italie en avait environ. . 400 —
- L’Angleterre plus de. . . 3.000 —
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- Si l’on ajoute les contre-torpilleurs et torpilleurs on arrive à-un total de plus de 4.500 patrouilleurs, qui ont eu à lutter contre les sous-marins allemands. On a vu plus haut que le maximum du nombre de sous-marins armés a été seulement de 162, dont 53 au maximum en croisière simultanément.
- On mesure ainsi la grandeur de l’eiîort qui a été nécessaire, pour venir à bout des sou s-marins allemands.
- CONCLUSIONS
- En résumé, les sous-marins allemands ont bien rempli leur rôle défensif de protection des côtes et des ports. Ils paraissent avoir bien rempli aussi leur rôle de bateaux de reconnaissance.
- Au point de vue offensif, il n’y aurait aucun reproche à leur faire, s’ils s’étaient bornés à la lutte contre les navires de guerre,
- contre les croiseurs auxiliaires, contre les transports de troupes et de munitions, mais leur emploi comme pirates a soulevé d’in-
- dignation le monde entier. Les torpillages sans merci de paquebots désarmés comme le « LmUauia », de cargos inoffensifs et même de simples bateaux de pèche, accompagnés d’actes de cruauté sans excuse, resteront la honte de la marine allemande.
- Il a été dit, dans la communication du 26 mars 1915 en quoi cet emploi était contraire aux conventions internationales, signées par les Allemands eux-mêmes à La Haye. Il est inutile d’y
- revenir.
- Une remarque est à faire : c’est que, dans la guerre faite par les sous-marins aux navires de commerce, c’est le canon qui a causé le plus de dommage, mais dans leur lutte contre les navires de guerre, c’est la torpille seule qui a agi. En effet, le sous-marin trouvera toujours dans le navire de guerre un adversaire mieux armé que lui en artillerie, et il risque de recevoir un coup mortel, l’empêchant de replonger.
- Par suite si, comme cela semble rationnel et conforme à tous les enseignements de la tactique et de la stratégie navales, on envisage le sous-marin futur comme destiné uniquement à la lutte contre les navires de guerre, c’est la torpille et non le canon, qui doit demeurer son arme principale.
- En ce qui concerne la marine française, il y a une conclusion à tirer des événements de ces dernières années : les grands bâtiments de guerre actuels, en construction en Angleterre et aux Etats-Unis, déplacënt plus de 40.000 t et coûtent plus
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- de 200 millions chacun. Après l’étendue de nos pertes, il semble impossible, pendant un certain nombre d’années, de construire en France de tels bâtiments. Il est cependant nécessaire de pouvoir nous défendre contre une agression.C’est le sous-marin et le sous-marin seul qui nous permettra, aArec des dépenses n’excédant pas nos ressources, de protéger nos ports et nos côtes. Il faut bien remarquer que nous avons perdu pendant la guerre, douze sous-marins, que nous en avons déclassé, comme trop vieux et hors d’usage, 25 autres et que nous n’avons pour les remplacer que les 10 sous-marins allemands qui ont été laissés à la France par le Conseil suprême, Il est donc nécessaire que, dans les années qui vont venir, nous mettions en chantier dessous-marins.
- Il en faut un nombre considérable pour qu’ils puissent agir efficacement, ainsi que le montre la guerre qui vient de se terminer. Il est donc nécessaire de ne pas être mégalomane et de ne construire que les bateaux nécessaires à notre politique navale.
- Or, tou,s nos buts maritimes se trouvent dans les mers d’Europe, et principalement en Méditerranée. Nous ne pouvons avoir la prétention d’aller agir de France en Indo-Chine ou sur les côtes américaine ou chinoises.
- Il nous est donc complètement inutile d’avoir de grands croiseurs* sous-marins et il est très suffisant de construire 3 classes de bâtiments sous-marins :
- t
- 1° Des sous-marins de croisière de 900 tonnes. — Le type existe : c’est notre Lagrange, notre Joëssel, le type L anglais, le U-8 4 allemand.
- 2° Des sous-marins gardes-côtes de 500 tonnes, type français, Armide agrandi, type UB-Ï8 allemand.
- 3° Des sous-marins pose mines de 500 tonnes, à faible vitesse, genre des UC-4Q allemands.
- Ces trois types de sous-marins suffisent à toutes les opérations que nous pouvons envisager. Ils sont bien connus et leur construction n’offre aucun aléa. Enfin leur déplacement étant modéré, leur prix ne sera pas excessif.
- 11 semble absolument certain que pendant les années qui vout suivre, c’est sur le sous-marin que reposera la sécurité de nos côtes. C’est la. seule arme qui puisse nous permettre de nous faire respecter.
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- ]\1. II. CHE^'ALIER
- I. — AMERIQUE (*)
- Avant l’arrivée des Espagnols (1492) il n’y avait pas de chevaux en Amérique, le bœuf et l’àne étaient également inconnus, les indigènes ne possédaient aucun animal de trait, la charrue même traînée à "bras d’homme était inconnue.
- En général, pour le sauvage ou le primitif, le travail est indigne d’un homme libre, c’est bon pour les femmes et les esclaves. Les Indiens de l’Amérique du Nord ne faisaient pas exception à cette règle.
- Dans l’Amérique Septentrionale, où la terre n’est pas prodigue de ses dons, l’Indien vivait de sa pèche et de sa chasse; à défaut de gibier, il se nourrissait de glands; et, ; quand les glands manquaient, de la pellicule qui se trouve sous l’écorce du tremble et du bouleau. La culture de la terre était à peu près inconnue. Chez quelques tribus plus civilisées ou cantonnées dans des régions plus fertiles, les femmes aussitôt après la fonte des neiges et les eaux écoulées, commençaient à préparer la terre pour la culture du maïs, seule céréale indigène et la seule qu’elles connaissaient. Souvent le travail se faisait avec les mains, quelquefois avec un bois pointu ou une sorte de bêche à manche fort long, une grosse coquille de moule ou une omoplate de bison. Les tribus qui 11e se livraient pas à l’agri- culture se procuraient par des échanges le maïs dont elles avaient besoin.
- Au Mexique la situation était différente par suite de la fécondité du sol. L’agriculture était connue des Aztèques qui l’avaient
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- (1) Voir Procès-verbal de la séance du 30 janvier 1920 (fascicule séparé, p. 64.)
- (2) Voir, pour les études précédentes : Bul. de février 1902, p. 237, les Charrues d’Afrique ; Bul. d’octobre 1903, p. 336, les Anciennes Charrues de Grèce et d’Italie; Bul. de mars 1906, p. 458, les Charrues d’Asie; Bul. de mai 1909, p. 507, les Anciennes Charrues de France ; Bul. de janvier 1912, p. 42, les Charrues d'Europe.
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- apprise des Chichimèques, c’est-à-dire bien avant l’arrivée des Espagnols. Tous les travaux se faisaient à bras d’homme, leurs instruments étaient en cuivre; ils ne connaissaient ni la charrue ni les animaux de trait.
- 1° Amérique du Nord.
- De tous les pays de l’Amérique du Nord, le Mexique seul, par ses monuments ei ses traditions, nous a permis de connaître un peu son histoire, tandis que les Indiens primitifs qui peuplaient le Canada et les Etats-Unis n’ont laissé que ces digues qui leur ont fait donner le nom de Mound-Builders (constructeurs de digues). On sait cependant qu’ils étaient agriculteurs, mais quoique exploitant les mines de cuivre du Lac Supérieur leurs armes étaient en pierre.
- Vers l’an mil, des Normands venus de Scandinavie par l’Islande et le Labrador abordèrent sur les côtes de la nouvelle Ecosse, les expéditions se renouvelèrent jusque vers 1347 où elles cessèrent; il ne paraît pas que l’agriculture ait joué aucun rôle dans cette sorte de colonisation. Ponce de Léon découvrit la Floride en 1313 et Fernand Cortez débarqua au Mexique en 1521. Ce sont les Espagnols qui introduisirent les chevaux. Ils colonisèrent le Mexique et la Floride en 1565, puis, en 1604, un avocat français amena des chevaux en Arcadie, ce fut la souche des poneys Canadiens. Raleigh fonda la première colonie anglaise, la Virginie, en 1584; cependant, les véritables colonisateurs furent les Pèlerins de Plymouth en 1620; les Puritains de Salem (Massachusetts), 1629; les Français au Canada, 1625, et les Hollandais qui fondèrent les nouveaux Pays-Bas, 1614; mais en 1*664 les Anglais s’en emparèrent et New Amsterdam devint New-York. En 1638 les Suédois et les Finlandais avaient fondé la Nouvelle Suède qui en 1655 fut absorbée par les nouveaux Pays-Bas.
- Il est probable que chacune de ces colonies introduisit dans l’Amérique du Nord les charrues les plus simples de son pays d’origine. Les communications étaient difficiles avec les métropoles; ainsi, d’après M. Holmes, en 1637 il n’existait que trente-sept charrues dans la colonie de Massachusetts Bay; en 1632 les colons des environs de Boston n’em avaient pas encore et se servaient momme les Indiens de leurs mains, de grosses houes et de pics ; plus tard la coutume s’établit que le possesseur d’une
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- charrue lit les labours pour tout le monde aux alentours; la communauté lui donnait alors une subvention.
- Dans l’Annuaire de \ 900 du Département de l’Agriculture de Washington, M. Georges-Iv. Holmes donne d’après les auteurs du xvine siècle des détails très intéressants sur l’état de Dagriculture à cette époque. En Géorgie la culture principale était le tabac, culture laite de la façon la plus primitive avec de grossiers instruments. En 1790 l’agriculture proprement dite existait à peine, on se servait peu de charrues, les houes étaient fabriquées par la forge de la plantation. Les colons du Massachusetts contemporains de la Révolution se servaient de charrues en bois qu’ils fabriquaient probablement eüx-mèmes. M. G.-G. Coffin décrit ainsi la cliarrue dont se servait son père : « Elle avait environ 12 pieds de long et il fallait huit à dix bœufs pour la tirer, un homme se tenait à cheval sur la flèche pour maintenir l’entrure et un autre homme suivait derrière avec une lourde lioue pour briser les blocs de terre. » Chacun, suivant ses origines, construisait sa charrue d’après les modèles qu’il avait vus dans la mère patrie. L’Exposition de Chicago de 1893 réunissait une collection de ces anciens modèles. Malheureusement il nous a été impossible d’avoir aucun document précis à ce sujet.
- D’après M. Flint, les charrues employées par les colons français de l’Illinois, depuis leur installation en 1682 jusqu’à la guerre de 1812 étaient des charrues tout en bois avec une pointe de fer attachée au sep par des bandes de cuir, le timon reposait sur un avant-train en bois avec roues en bois. Les bœufs étaient attachés au joug par les cornes, tout ce matériel était lourd et grossier, les charrues légères furent inconnues avant 1815.
- Parmi les vieux modèles employés au xvme siècle et ayant eu quelque réputation, M. Flint cite la charruevGarey très employée. Le corps et le sep étaient en bois, le versoir était recouvert de lames de scies ou de plaques d’étain ou de tôle. Le soc était en fer grossièrement forgé, les mancherons étaient droits et fixés par des chevilles de bois, il fallait un laboureur solide pour la conduire et elle demandait deux fois plus d’effort de traction que les charrues actuelles.
- Une autre cliarrue très employée était dite « Barre-Share » (baçre-soc) appelée aussi « Taureau », une barre plate formant sep se terminait par un demi-fer de lance sur lequel était forgé une sorte de coutre, on fixait un versoir en bois à cette ferrure,
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- et une pelle coupante derrière le soc aidait au renversement de la terre.
- Dans les colonies du Centre et du Sud on employait la & charrue-pelle »; une pièce de bois brut formait le timon avec lequel on avait assemblé un autre morceau de bois armé de fer à son extrémité, ce fer taillé un peu comme une pelle pointue. Deux manches étaient cloués ou chevillés sur le timon.
- Il existait aussi la « cliarrue-porc », ainsi nommée probablement de sa tendance à piquer en terre. Des charrues de ce type furent envoyée au Canada en 1808, ce qui tondrait à prouver quelles étaient considérées comme bonnes à cette époque. Tous ces modèles en bois se détérioraient rapidement.
- Jusqu’à la fin du xvme siècle le versoir n’était composé que d’une simple planche légèrement inclinée à droite ou à gauche des mancherons, cette construction était vicieuse sous tous les rapports, la terre ne se soulevait qu’avec peine et ne_§e renversait qu’imparfaitement; il y avait beaucoup de force perdue.
- Ce fut Jefferson ancien Président de la République, qui le premier étudia dès 1788 le perfectionnement de la charrue et fit une théorie du versoir; son mémoire fut publié en 1793.
- Voici la construction très simple indiquée par Jefferson : Si dans un bloc de bois ABCD EFGI1 on donne deux coups de scie jusqu’à
- Tracé au versoir Jefferson.
- leur rencontre, l’un en AE suivant EA, l’autre en AH suivant GH, on enlève une pyramide AEFGH. Si, maintenant la lame (je la scie'dans des plans toujours parallèles au plan ABCD on donne des traits de scies en s’arrêtant sur les lignes AH et BG, chaque trait de scie est représenté par des surfaces telles que D'E'H'G'B'. Si l’on enlève toutes les parties sciées, on obtient une shrface ADT1GB engendrée par la droite DTf s’appuyant sur AH et BG et se mouvant parallèlement au plan 'ABCD, la position de départ étant l’horizontale HG et celle arrivée la verticale AB. Ce versoir,
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- qui était un énorme progrès pour l’époque, ne fut adopté que longtemps après par les cultivateurs.
- Quelques années plus tard, Pickering découvrit l'importance des lignes allant de l’avant à l’arrière du versoir et Jethro Wood en 1814 proclama que ces lignes devaient être des lignes droites. Knox enfin donna la méthode pour les tracer.
- Le 28 juin 1797 Charles Newbold de Burlington (New-Jersey) inventa et construisit la première charrue américaine en fonte, c’est le premier brevet américain relatif aux charrues. Le soc, le sep et le versoir étaient fondus d’une seule pièce, mais, après avoir dépensé beaucoup d’argent pour perfectionner et répandre son invention, il abandonna les affaires, désespérant de faire accepter sa Charrue. La fonte empoisonnait la terre, disaient les fermiers, et. arrêtait toute fertilité. Le dessin annexé au brevet de Charles Newbold (fig. i) représente un araire étonnant de simplicité pour l’époque. On ne peut juger cependant de la forme du versoir. Ce fut un grand perfectionnement et l’origine de tous les progrès ultérieurs. En 1807 Peacock acheta 500 dollars le droit de combiner certaines parties de la charrue de Newbold avec son propre brevet qui fut le troisième brevet américain.
- Le second avait été celui de John Deaver de Maryland en date du 12 juin 1804.
- A cette époque, comme on l’a vu précédemment, les idées de Jefferson et de Newbold n’étaient guère adoptées et les constructeurs continuaient à fabriquer les charrues que les clients demandaient. Les usines Wiard ont, à l’occasion du centième anniversaire de leur fondation, publié le dessin de la première charrue fabriquée par Thomas Wiard en 1804 (fig.2) dans son atelier d’Avon. Araire lourd et grossier à versoir en bois recouvert de tôle séparé du soc, pas de coutre, aucun moyen de réglage; on est loin du type 1904 (fig. S) créé par cette maison qui, dès 1818, avait adopté le versoir en fonte.
- En 1808‘ parut la charrue en fer forgé (fig. 4), charrue assez lourde munie d’un coutre et d’un régulateur.
- M. Barnett, Consul des Etats-Unis, envoya à la Société d’Encou-ragement à Paris une charrue américaine avec laquelle on fît en 1812 des essais à Villejuif. Le rapporteur de la commission nommé pour les suivre conclut que cette charrue convenait parfaitement aux défrichements, son labour était *de neuf pouces de large (0 m, 22). Versoir en fonte, crémaillère au bout de la haie permettant de faire varier l’attache dans le plan horizontal
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- et dans le plan vertical — plonger ou rivotter — Le coût de cette charrue en Amérique était de 75 francs.
- Cet instrument devait se rapprocher beaucoup du modèle décrit dans le brevet de 1808 (fig. -i).
- Le 2 juillet 1814 Jethro Wood prit son premier brevet relatif aux formes du versoir qui devait, d’après lui, être une surface réglée d’avant à l’arrière; les partisans des versoirs cylindriques mettent aujourd’hui ses idées en pratique.
- Notons en passant que les charrues Oliver si employées aujourd’hui datent du commencement du xixe siècle.
- L’exposition célèbre de 1816 organisée à Brighton par la Massachusetts Society comportait un concours de labourage; il paraît avoir porté plutôt sur le dressage des attelages que sur les charrues elles-mêmes. Cependant, comme il fut suivi par les constructeurs, nul doute que ce concours ne fût l’origine de certains perfectionnements.
- La pointe mobile apparut en Amérique dans un brevet de 1819 (fig.3). Le versoir est à droite, s’appuyant directement sur le mancheron suivant l’usage américain; on remarquera la plaque fermant le côté de la muraille ; le régulateur à crémaillère paraît adopté définitivement.
- En 1827 nous trouvons la charrue Eagle (fig. 6) construite par Nourse et Mason de New-York, une seule pièce de pièce de fonte forme le corps et le versoir, le soc peut se remplacer, son tranchant est convexe, la pointe est mobile, il y a un contre, un galet porteur réglant l’entrure et un régulateur de traction reportant le point d’attache près du corps de charrue.
- La figure 7 représente le premier araire avec versoir en acier fait par Joshua Gibbs en 1830.
- En 1831 parait le nom devenu célèbre de Mac Gormick et un brevet (fig. 8) pour un genre tourne-oreille.
- Un autre brevet (fig. TJ, pris en 1834 pour un nouveau mode d’attache du coutre, représente une charrue d’une construction tout à fait simple et pratique, quoique le coutre soit trop en arrière.
- Ce ne .fut qu’en 1837 que ,1a première charrue à versoir en fonte fut employée.dans le New-Hampshire.,
- En 1840, Sambuy, d’après Grandvoinnet, étudia une charrue à versoir hélicoïdal, le sep et l’étançon étaient en fonte d’un seul morceau,, une petite pièce de bois reliait ceL étançon avec Barrière de l’âge sur lequel les deux mancherons étaient bou-
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- lonnés, le coutre étant maintenu par un simple coi-n. Régulateur à crans en ligne droite pour la hauteur et en arc de cercle pour la largeur.
- J. Deere et Ci0 construisirent une charrue très allongée caractérisée par un coutre circulaire et un âge en fer faisant un col de cygne prononcé pour éviter le bourrage (fig. 40). Cet araire a donné de bons résultats dans les sols d’alluvions du Mississipi.
- Ils firent aussi des charrues Tibury (1884) économisant une grande fatigue au laboureur.
- Afin de diminuer le frottement du sep sur le fond de la raie, on essaya de substituer le roulement au glissement; ce fut l'objet d’un brevet de 1843 (fig. 44), le principe n’était pas nouveau car, vers 1830, un Anglais, M. Coke, l’avait importé d’Amérique et l’avait perfectionné. Cette charrue n’a pas de sep, la roue est placée au talon entre le corps et le versoir qui est du profil indiqué par Jefferson. Un décrottoir tient la roue constamment propre, on peut faire varier la hauteur de cette roue.
- On admet que vers cette époque la charrue avait en général atteint sa forme définitive. Cependant il existait encore quelques vieux instruments, un écrivain de Rhode-Islande décrit ainsi la charrue généralement en usage vers 1820 dans les États de UEst, charrue que l’on appelait « Old Colony Plow » : « Son timon a dix pieds et son sep quatre, les sillons tracés sont saillants comme les côtes d’un cheval maigre, au mois de mars, un ouvrier paresseux est à cheval sur la flèche, Amila son travail journalier. Six de ces instruments me coûtaient chacun en moyenne 5 dollars .par an pour l’entretien des coutres et des socs; quant à l’usure des autres parties à elle pouvait varier de 1, 0 dollars par charrue et par an.» La charrue pouvait en valoir 15.
- Parmi les inventeurs citons encore :
- Gov Holbrook, en 1845, trouva une méthode avec laquelle des charrues de toutes dimensions peuvent être faites symétriques, concaves ou convexes, de façon à assurer une parfaite pulvérisation du sol.
- Smith fut le premier à adopter deux charrues travaillant ensemble, l’une d’elles enlevait deux ou trois pouces de surface dans le fond du sillon que l’autre recouvrait avec la terre du fond.
- Les figure,s 42 et 43 représentent deux brevets, l’un de 1870 et de 1884, le premier dit à attache libre, et le second à attache rigide.
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- AMÉRIQUE
- Fig 18
- Arizona
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- C’est à l’extrême obligeance du Bibliothécaire du département de l’Agriculture de Washington que nous devons la plupart de ces renseignements.
- Le Manuel Roret du Carrossier (1850) donne d’une charrue américaine (fig. 44) la description suivante : Haie et mancherons en bois, ooutre passant dans une mortaise de la baie, versoir en fonte assujetti par des boulons, à surfaCe courbe continue; soc en fonte fixé sur le versoir, une plate-bande en fer réunit le versoir avec les sep; cette plate-bande est consolidée elle-même par une tringle en fer attachée an talon du corps de charrue, crémaillère de réglage à l’extrémité de la haie..
- La charrue Collins et C°, citée par M. (irandvoinnet, se compose d’un étançon en fonte avec deux oreilles, l’inférieure se fixe contre la muraille et la moyenne contre le versoir; le dessus de l’étançon est une plaque rectangulaire percée de 2 trous allongés traversés par des boulons qui fixent l’âge sur cette plaque; on peut faire varier l’angle fait par l’axe de l’âge avec la muraille en desserrant ces deux boulons amenant l’âge à la position voulue, puis en resserrant fortement les deux boulons; certains modèles travaillent sans coutre, le soc est très large et très épais à la pointe. Ces charrues sont très légères.
- M. Ringelmann dans son cours donne une série de modèles de charrues américaines (fig. 45) : charrue à coutre circulaire réglage en profondeur (fig. '16), un type de Chilled Plow (araire trempé), la haie peut pivoter autour d’un axe vertical et est maintenue dans la position choisie par un boulon qui la fixe sur la traverse inférieure reliant les deux mancherons.
- La figure 47 représente une charrue du même genre dans laquelle le coutre circulaire est aussi articulé sur pivot vertical.
- Ces modèles, qui dérivent de la Chilled Plow d’Oliver qui fit son apparition en 1870, se sont rapidement répandus par suite de leur perfection, du moindre effort qu’elles demandent aux animaux et de leur prix modique. M. Coffïn a établi en 1878 que si l’année précédente ce type avait été employé dans toute l’Union, on aurait économisé 45 millions de dollars sur les labours.
- Un journal américain donne une scène de labourage dans l’Arizona où l’on voit un araire attelé de deux mules (fig. 48).
- Les Américains ont employé aussi les charrues tourne-oreille et leurs variantes.
- Un modèle tourne sous-sep (fig. 48) est tiré du cours de M. Ringelmann; le soc et le versoir fixés l’un à l’autre sont arti-
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- AMÉRIQUE
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- Fig 1
- Fig. 2
- Philippine
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- culés autour du sep qui forme Taxe de rotation, un crochet maintient ces pièces soit à gauche, soit à droite de l’àge.
- A la tin du dernier siècle les progrès se multiplièrent rapidement : les charrues tilbury Sulky Plow se généralisèrent puis les gang Plow ou charrues à’plusieurs socs, les charrues combinées etc. D’après le Département de l’Agriculture, autrefois pour ' produire un busliel de froment (36 1 36), il. fallait en moyenne 32.8 minutes de travail en 1830 et seulement 2.2 minutes en 1900, tandis. que la dépense tombait de 4 cents à 1 cent ou 0 fr 05, soit environ 0 fr 14 par hectolitre.
- Nous n’avons pu nous procurer de croquis des anciennes charrues du Canada; il est probable que les premiers colons français ont apporté avec eux les charrues de Normandie et, comme nous l’avons vu, les modèles américains se sont répandus assez tard, car vers 1830 l’agriculture était encore très rudimentaire dans le bas Canada et tout à fait nulle dans le haut Canada (fi,g. 20).
- La figure 20 représente ün araire actuel caractérisé par la longueur des mancherons. Jusqu’à ces dernières années, les types employés dérivaient soit de la charrue écossaise de Wilkie, soit de la charrue Small.
- Ainsi que dans le reste de l’Amérique, le labourage à la charrue était inconnu au Mexique avant l’arrivée des Espagnols. M. Pageot y a vu fonctionner encore il y a quelques années une charrue (fig. 2/l) qui est certainement semblable à celles que les Espagnols ont introduite dans le pays, c’est la vieille charrue romaine.
- Citons aussi deux emplois curieux des charrues dans l’Amérique du Nord..
- La récolte du sel du Great Sait Lake (Utah) se fait en octobre dans les salines; les eaux mères sont renvoyées au lac et la masse compacte et solide de sel obtenue après séchage est brisée à l’aide de charrues traînées par des chevaux.
- Enfin, d’après M. J.-M. Bel, on se sert au Klondyke d’une véritable charrue pour écrouter les dépôts d’allusions aurifères.
- Aux Antilles, l’esclavage, seul employé pour la culture des terres et principalement de la canne à sucre, empêchait de sentir le besoin des machines agricoles en raison du bon marché auquel on obtenait le travail. L’abolition de l’esclavage a complètement transformé le mode de culture, et les instruments agricoles ont été introduits peu à peu.
- Aux Bermudes, en 1827, il n’y avait qu’une seule charrue dans
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- tout l’archipel, la bêche étant préférée et d’un usage général. On ne cultivait que l’orge ; à maturité, une vieille femme coupait les épis avec des ciseaux, les tiges servaient ensuite à faire des chapeaux.
- A la Barbade depuis peu de temps toutes les façons se font avec des instruments attelés, et à Cuba M. Pageot, dans son voyage de 1911, a trouvé des araires assez primitifs tirés par deux bœufs travaillant dans les plantations de tabac.
- Signalons aussi un collier en pierre dure et des jougs en pierres sculptées provenant de Porto-llico qui sont au Musée du Trocadéro.
- 2° Amérique du Sud.
- Trois cents ans avant la conquête espagnole, l’Amérique du Sud était plongée dans la barbarie et ne connaissait pas l’agriculture. Ce fut Manco Gapac qui vers le xih ou xme siècle civilisa les peuplades du versant oriental des- Andes et leur apprit l’agriculture. Il s’était établi au bord du lâc Guzco où il bâtit sa ville et fonda l’empire des Incas qui dura jusqu’à l’arrivée des Espagnols. Manco Gapac !avait organisé une véritable administration et donné à ces peuples un code de lois très sages dans lequel l’oisiveté était condamnée.
- Les hommes et les femmes se livraient au travail; les Incas eux-mêmes donnaient l’exemple en cultivant de leurs mains un champ près de Guzco et Garcilasso.de la Yéga ajoute : « ils honoraient ce labour en l’appelant « leur triomphe sur la terre », c’est-à-dire sans doute leur action la plus glorieuse. La Chine nous a déjà fourni un exemple de souverains cultivant la terre en grande cérémonie afin de montrer qu’un pays ne peut vivre sans agriculture.
- Sous les Incas dont l’empire comprenait l’Équateur, le Pérou, la Bolivie et le Chili, l’agriculture avait atteint un développement extraordinaire. La partie plate du territoire qui s’étend entre l’Océan et la Cordillère des Andes aujourd’hui en grande partie inculte était irriguée au moyen d’un admirable système d’aqueducs dont on retrouve aujourd’hui les vestiges; tous les versants des montagnes étaient partagés 'en terrasses sur lesquelles on retenait la terre par des mureaux en pierres sèches ou en briques crues et les historiens de la conquête sont pleins d’admiration pour une œuvre aussi grandiose ; ils déclarent que l’on n’aurait pas trouvé sans culture un seul coin de terre cultivable.
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- Notre regretté Collègue M. Clialon, qui avait longtemps habité le Pérou, nous avait fourni les renseignements suivants : la terre était divisée en trois portions; l’une appartenait au dieu Soleil et à ses prêtres, une autre était la propriété de l’Inca, et le reste revenait au peuple.
- Chaque Indien recevait un tapo de terrain (environ un tiers d’hectare), surface reconnue suffisante pour produire le maïs nécessaire à l’alimentation d’un ménage sans enfants; on l’augmentait d’un autre tapo pour chaque enfant mâle, et d’un demi-tapo par fille.
- Les Indien? ne pouvaient cultiver leur propre bien qu’après avoir labouré les terres du Soleil, protecteur des champs, et celles des vieillards, des veuves, des orphelins et des soldats en campagne. En dernier lieu on labourait les terres de l’Inca; ce travail donnait lieu à de grandes fêtes et à des réjouissances populaires.
- Tout le monde était agriculteur, chacun produisait pour soi-même ; cependant les moyens de travail étaient des plus rudimentaires. ,
- Le fer était inconnu, les animaux de travail également; on labourait la terre avec un gros pieu pointu en bois dur traversé par une pièce de bois que l’on assujettissait avec des cordes faites en fibres de maguey ; un Indien appuyait le pied sur la traverse et six ou huit autres tiraient le pieu à l’aide de câbles solides (1). La Sicile, l’Egypte et la Chine ont connu des instruments analogues. La manœuvre se faisait en chantant en cadence pour uniformiser les mouvements et rendre le travail agréable. Souvent encore on durcissait le pieu en le flambant légèrement.
- La pénétration d’un tel outil n’était pas profonde, mais le sol était si fertile que ce labour superficiel suffisait pour donner d’abondantes récoltes. Outre cette primitive charrue, les Indiens se servaient de la pelle et du râteau en bois dur.
- Avant l’arrivée des Espagnols au Pérou, 1525, les Indiens ne connaissaient ni l’orge, ni le blé, ni l’avoine, ni les légumes; ils cultivaient surtout le maïs, la pomme de terre et diverses autres racines comestibles; le piment, la coca, la banane, le coton et le maguey. Après avoir retourné la terre avec des pelles en bois tranchantes, on déposait les grains de maïs dans des trous faits avec un bâton, puis oh recouvrait de terre fine
- (1) M. Clialon a vu pratiquer ce système de labour au Pérou.
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- mélangée d’engrais obtenus en desséchant les excréments de l’homme et de la llama. Dans les régions littorales on employait comme engrais le guano des îles voisines.
- Les Espagnols avec les chevaux et les bœufs apportèrent leurs charrues, et le Docteur Hamy a fait remarquer que ces charrues dérivaient de la charrue grecque répandue dans tout le vieux monde occidental de la Grèce à la Péninsule Hispanique, « et ce type, dit-il, s’est si bien conservé en certains points de ce dernier pays que les émigrants qui allaient peupler au xviu siècle les contrées lointaines nouvellement soumises à l’Espagne y ont porté cet engin de labour sous sa forme la plus primitive. Les métis hispano-indiens du Chili méridional emploient de nos jours un araire de bois de trois pièces armé de la dent de bois durcie au leu, soc et sep tout ensemble qu’ont décrit Coiumelle et Varron et qui suffit au travail d’une terre légère préalablement nettoyée par un incendie méthodique. »
- Si le conquérant avait apporté à l’Indien un grand nombre de connaissances agricoles, il était surtout venu pour acquérir des trésors d’or et d’argent; il s’empara des terres et, trop fier pour travailler lui-même, il fit travailler le vaincu, l’esclave.
- L’agriculture que les Incas avaient glorifiée devint un travail vil que l’Indien ne faisait que contraint et forcé: il l’abandonna bien vite à ses femmes et à ses enfants afin d’imiter ses nouveaux mai très. François Corréal, dans sès voyages au Pérou (1692-1695), constate que la paresse est le vice principal des Indiens; l’unique travail qu’ils fassent pour leur famille est de labourer une petite portion de terre qui forme ce qu’ils nomment leur chacarite ; mais ce sont encore leurs femmes et leurs enfants qui Pense-mencent et qui ajoutent tout ce qui est nécessaire à la culture. Dans les environs de Quito ils se contentaient de faire des trous éloignés d’un pied et de mettre cinq ou six grains de froment dans chaque trou; les récoltes, malgré cela, étaient très abondantes, donnant jusqu’à 150 pour 1.
- Las Casas, qui visita Cumana (Vénézuela) en 1520, dit que les femmes labourent la terre et sont chargées des soins domestiques pendant que les hommes s’occupent de la chasse et de la pêche.
- Sous la domination espagnole l’agriculture fit peu de progrès. 11 était interdit aux colonies de se fournir autre part qu’en Espagne. Les outils les plus primitifs revenaient fort cher ; aussi les cultivateurs préféraient-ils fabriquer leurs instruments eux-mêmes avec le» moyens grossiers dont ils disposaient. Le Chili
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- ne pouvait recevoir quoi que ce soit autrement que par le Pérou et l’isthme de Panama, les peines étaient très sévères. C’est ainsi que La Condamine en 1737 fut accusé à Quito d’avoir fait de la contrebande iparce qu’il avait été obligé de. vendre quelques objets personnels pour se procurer l’argent dont il avait grand besoin.
- La charrue qu’un de nos amis a vu fonctionner en Colombie et dont il nous a envoyé le dessin (fig. 22) est une sorte de croc à manche, le tout pris dans un même morceau : ni fer, ni versoir, aucun perfectionnement, c’est tout ce que l’on peut voir de plus primitif; c’est la charrue d’Echetlé, le héros de Marathon, à laquelle on a ménagé un manche, ou les troues d’arbres gravés sur les rochers Scandinaves; deux hommes avaient de la peine à la maintenir et à la diriger. La figure 23 de même provenance est plus étudiée : c’est une charrue d’origine grecque, il y a un fer en forme de pointe de lance et une vis de réglage. Ces deux modèles étaient traînés par des bœufs.
- Également de Colombie, M. Edouard André a rapporté le modèle de Tuquerres (fig. M). Le sep et le manche sont d’une seule pièce, le sep est fort large et reçoit un fer long et étroit fixé par des étriers, la flèche est maintenue en position par un étançon et un coin de bois.
- La charrue chilienne (fig. 25), du Musée du Trocadéro, publiée par le docteur Hamy dans sa note sur les laboureurs et pasteurs berbères, ressemble étrangement, ainsi qu’il le fait remarquer, à une charrue toujours en usage en Tunisie. Une forte dent en bois durci au feu forme à la lois soc et sep,, elle est fixée à l’extrémité inférieure de la flèche et reçoit un prolongement qui forme le manche, cet instrument peut à la rigueur suffire pour une terre légère. C’est un progrès sur la branche d’arbre crochue dont parle Pfli'igner en 1809.
- Les pays dépendant de la vice-royauté de la Plata étaient encore plus en retard, ils n’avaient jamais connu la brillante civilisation des Incas et se trouvaient ù l’état sauvage à l’arrivée des Espagnols (1515) ; un voyageur visitant l’Argentine vers 1830 pouvait écrire : « Les Indiens n’emploient ni charrue, ni bœufs pour le labourage, ils se servent en guise de pioche d’une omoplate de cheval emmanchée d’un bâton»; et M. Daireaux, dans « la Aie et les Mœurs de la Plata », dit :
- « Sous la pression de la nécessité, l’esprit américain réinventa,
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- au siècle de la Renaissance, la houe et la charrue préhistoriques de l’homme des cavernes.
- » D’un pieu taillé en pointe soutenu par deux portants on fit une charrue, ce sont bien là les outils d’un monde nouveau qui ne veut rien devoir à l’ancien. Est-ce parce que c’étaient là des inventions nationales qu’elles se sont perpétuées? Toujours est-il que la charrue et la houe ainsi construites ont survécu à bien des générations de colons et qu’après trois siècles il nous a été possible encore de les entrevoir aux confins du pays civilisé où les traditions de la vie primitive se retrouvent cristallisées. La semence recueillie, la charrue construite, il fallait encore, pour que l’agriculture fût implantée, que le colon se courbât sur ces instruments imparfaits! Il n’avait pas émigré pour cette besogne humiliante, il y plia l'Indien, soumis ou prisonnier. Les bœufs manquaient, il attela ce bétail humain et lui traça, au galop de son cheval, la longueur de son sillon ».
- Dans les missions du Paraguay les Jésuites introduisirent le labourage avec des bœufs.
- Au Brésil, l’obligation d’acheter les instruments aratoires en Portugal, si elle favorisait l’industrie de la mère patrie, n’était pas favorable au développement de l’agriculture; cette obligation, qui subsista jusqu’en 1808, nous permet de dire que toutes les charrues anciennes du Brésil étaient des charrues portugaises ou des charrues grossières fabriquées par les colons eux-mêmes, et, par conséquent, analogues aux charrues de l’Amérique espagnole.
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- Le sol des iles de l’Océanie est généralement très fertile, il produit sans effort tout ce dont les populations primitives avaient besoin pour leur subsistance ; il n’est donc pas surprenant que l’agriculture et surtout 1a, charrue aient été complètement ignorées avant l’arrivée des Européens ou des Chinois, et à notre époque encore an peut dire que, sauf dans les plantations, on ne se sert pas de charrue. Les Polynésiens vivent surtout de fruits ; quant aux Malais, artisans, marchands, marins et guerriers, ils ont peu de goût pour l’agriculture qu’ils abandonnent en grande partie aux Chinois établis parmi eux. C’est à Java, depuis l’établissement des Hollandais dans cette île, que l’agriculture est devenue florissante; nous ne parlons pas de l’Australie ou l’agriculture est absolument anglaise.
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- Les habitants de Java et des îles voisines élèvent des troupeaux de buffles (Bos Babulus) qu’ils appellent kerabou ; ces animaux sont très grands, ils les emploient au labourage.
- Les charrues sont presque toujours en teck, bois qui a le grand avantage d’être imputrescible,; ceci est important pour le travail des rizières; elles sont de plus très légères. La lierse, qui est fort employée dans les rizières, est aussi en teck avec une seule rangée de dents, elle affecte la forme d’un grand rateau européen (fig. â), son manche est en bambou. Pour augmenter son action le conducteur monte dessus.
- Dans les Mariannes, les Matouas ou nobles de l’intérieur s’adonnent à P agriculture et à la pêche des rivières, le Manga-tchang, l’homme du peuple, attaché autrefois à la glèbe,, faisait de la culture des champs sa principale occupation. Le voyageur de Rienzi a donné le dessin (fig. <1) de la charrue des Mariannes. C’est une lourde charrue espagnole avec l’âge terminé en fourche formant brancards.
- La conquête espagnole des Philippines est de 1591; la colonisation suivit, apportant aussi les charrues de la Péninsule, les Chinois ne tardèrent pas à s’établir à Luçon et s’adonnèrent presque fous à P agriculture; les Espagnols les massacrèrent en grand nombre à deux reprises différentes et les chassèrent même complètement en 1709. Ils donnèrent leur procédés de culture aux habitants des plaines; quant aux tagals montagnards, Rienzi en parle de la façon suivante : « Généralement heureux, ils sont paresseux à l’excès. Riches des productions du sol le plus fertile et qui ne demande aucune culture à celui qui se contente du nécessaire, ils jouissent de tout en abondance et ne travaillent jamais. ' •
- La charrue des Philippines, (fig. %) se trouve ainsi que la suivante au Musée du Trocadéro à Paris. Elle se compose d’un sep en bois terminé par un soc en fer ayant la forme d’un coin aplati à la partie supérieure, le mancheron est très incliné vers l’arrière et reçoit un âgé long et retroussé en avant qui forme la flèche, un étançon très fort soutient l’âge et sert en même temps de contre. L’âge et l’étançon sont assemblés et la fixité assurée par un coin en bois.
- Le modèle (fig. S) est plus perfectionné, le sep assez long porte un soc en fer de même forme -que le précédent,, mais plus allongé et sur lequel vient buter un versoir en fer fixé contre l’étançon au moyen de deux oreillettes qui font partie de sa face
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- arrière. Ces charrues sont très primitives, si elles sont en général légères et peu coûteuses, elles ne peuvent convenir qu a des labours peu profonds et font dans bien des cas un grattage plutôt qu’un véritable labour.
- On trouve à Sumatra trois genres bien différents de charrues : le premier caractérisé par l’araire Batak (fig. 5), le deuxième qui ressemble aux charrues grecques, enfin le troisième tout à fait particulier avec son attelage à collier et brancards et dont le versoir rudimentaire est à gauche, c’est la charrue Espagnole.
- La charrue Batak est composée de deux pièces de bois dont une en forme de piocjie sert à la fois de mancheron, de corps de charrue et de sep, l’autre est la flèche, le fer très étroit se prolonge en arrière par une longue soie qui traverse le corps de charrue et s’appuie sur le sep. La flèche et le mancheron ont • chacun environ un mètre de long. Cet instrument très léger ne peut produire beaucoup de travail, il gratte la terre sans la retourner, mais convient dans les sols très pierreux. Il exige une certaine adresse du laboureur par suite de son instabilité.
- La charrue Toba (fig. 6), du Musée d’Amsterdam, diffère surtout dés précédentes par le fer qui au lieu d’être pointu est plat et plus large en avant qu’en arrière.
- La charrue de Benkoulen (fig. 7) est tout aussi primitive que la précédente, mais plus grossière et plus lourde; ses proportions sont différentes, le mancheron n’a plus que Om, 60, tandis que le timon atteint 1 m, 67 de long. Le joug fort simple est représenté sur la figure attaché provisoirement à la flèche. Ces charrues (fig. 3 et 7) sont au Musée de Leide.
- Avec l’araire (fig. 8) des Lampong-districts, on retrouve les formes des instruments usités à Java avec une plus grande inclinaison du mancheron et fort peu de longueur du soc, dont la surface supérieure, de forme triangulaire, est fortement inclinée sur la droite pour rejeter les terres. 11 n’y a pas de fer.
- L’exagération de l’inclinaison du mancheron est encore plus sensible dans la charrue (fig. 9), dont l’extrémité doit traîner à terre en revanche, le timon en est très relevé. Cette charrue est employée dans les parties montagneuses du district de Padang, le fer est très aigu. Dans les charrues du troisième genre, la traction est faite par un seul animal, le Kérabou, le joug est le plus souvent muni d’une fourche ou collier ouvert et est relié aux deux brancards qui sont fixés sur l’âge ainsi qu’on le voit dans une charrue de-Bankoulen (fig. 40), le joug
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- est une simple traverse de bois et le fer une longue barre emmanchée dans la mortaise du sep; ni mancheron, ni versoir, ni mode de réglage.
- L’araire du centre (Manindjou) (fig. 11), pour un taureau, mieux étudié et plus soigné dans son exécution, possède un joug à fourche, le mancheron est terminé à sa partie supérieure par une poignée représentant un oiseau et à sa partie inférieure par un sep soutenant un fer très long, fixé dans une mortaise par le versoir dont le talon forme coin; on peut mettre un versoir à droite ou un versoir à gauche. M. À. L. van Iiasselt a étudié cette charrue dans le Sumatra central où elle porte le nom de liadjag Djawi. Voici d’après cet auteur les noms des différentes pièces qui la composent, ainsi que,les essences de bois employées :
- en bois de :
- a. Mancheron ~ pitounggouw
- b. Brancard = tali rougoiëëng
- c. »
- d. Joug c. Age
- /'. Traverse g. Poignée //. Versoir i. Fer
- ~ tali liadjag = parau gau — palang = pdsag
- = bourouëng-bo uro u'ëng = singka
- = o¥
- sourian (Cedrela serndata) Palmier dit ,,anau” (Arenga saccharifera)
- Bambou ’ ’batouëng”. sourian.
- »
- anau.
- souriaupirairé (Cedrela sp.?7)
- sourian.
- anau.
- La charrue pour un Kérabau (fig.PX) analogue à la précédente porte le nom de liadjag kabo.. L’araire des Lampong-districts, (fig. 13) est plus robuste et le joug s’emmanche d’une façon différente sur les brancards. Ceux-ci ne sont pas fixés à demeure sur l’âge; munis de deux traverses ils peuvent tourner sur l’âge comme autour d’un axe, la charrue s’incline librement à droite ou à gauche sans fatiguer le cou de l’animal; fer long et étroit, le versoir manque, mais doit être pareil à celui des araires 11 et 12.
- Bien plus légère est la charrue (fig. 14), les brancards sont' en bambou, le joug est relié aux brancards par des cordes; une sorte de gourmette également en corde passe sous le cou de l’animal et est attachée aux deux branches de 1a, fourche. Le ' mancheron, amlieu d’être du même morceau de bois que le sep, est emmanché à tenon sur l’âge, et le fer est maintenu par un coin en bois; il n’y a pas de versoir.
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- Une charrue fort curieuse est celle d’Atjeh (Musée de Leyde) (fîg. 45). Le corps de charrue de forme presque tronconique est traversé à sa partie inférieure par un fer très long dont la pointe est élargie en feuille de laurier. La flèche droite et longue de 2 m 75 traverse la partie moyenne du corps de charrue, contre lequel vient se lixer une perche verticale qui sert de mancheron à l’instrument et traverse la flèche pour la maintenir en place. La traction est opérée par un seul animal dont l’encolure s’appuie sur un arc de cercle en bois fixé d’un bout sur la flèche et retenu à son autre extrémité par une corde attachée au mancheron. La place de la tête de l’animal est déterminée sur l’arc par deux chevilles en bois, la traction ne se fait donc plus par le garrot comme dans tous les modèles que nous avons examinés ici ; mais par la poitrine et les épaules, il paraît indispensable que ranimai soit muni d’une sorte de collier pour éviter la compression de la gorge. Cet instrument très primitif ne comporte aucun moyen de réglage, il faut remarquer toutefois que la forme du corps de charrue a été étudiée de façon à soulever les terres et les rejeter sur le côté. Cependant la position verticale du mancheron est très défavorable pour régler le labour tant en profondeur qu’en direction. Toutes ces charrues sont au Musée de Leyde.
- Les premiers civilisateurs de Java furent les Indous à une époque fort reculée, Suivant les chroniques javanaises, Baya, prince d’Astina et ministre d’un roi de l’Inde, débarqua à Java en 76 après Jésus-Christ; il y découvrit l’orge appelée Jawa-wout et changea le nom du pays qui était Nousa Kindang en celui de Nousa Jawa. Après la colonisation indienne vint la colonisation chinoise au xie siècle puis en 1406 la conquête musulmane, en 1510 la conquête portugaise et enfin en 1596 celle des Hollandais. Un prince javanais, Kounda Lalian, chassa les Chinois qui opprimaient le pays; il encouragea l’agriculture et donna l’exemple en labourant la terre lui-même. Il introduisit la culture du riz dans les provinces orientales et apprit à ses sujets l’art d’atteler les buffles au joug, d’où lui vinfi le surnom de mounding (buffle). Cependant, malgré le témoignage des chroniques javanaises, il est plus que probable que ce furent les Chinois qui introduisirent à Java la culture du riz et l’attelage des boeufs car au xi® siècle, époque de leur arrivée dans l’île, les Chinois connaissaient le labourage depuis longtemps.
- C’est au Musée de Berne que nous avons trouvé le modèle le
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- plus simple des charrues usitées à Java, c’èst le pieu tiré par une corde, la corde étant remplacée par un long timon (fig. 46). Le modèle du Musée de Hambourg (fig. 47) est perfectionné et comporte trois pièces de bois assemblées deux à deux. Malgré cette grande simplicité, la charrue est stable, solide et facile, à diriger, elle n’a ni fer, ni versoir, ni moyen de réglage; le timon est très court et très bas. Par ses proportions générales ce type se rapproche de nos charrues vigneronnes.
- On peut ajouter à cette charrue un-fer plat triangulaire attaché d’une façon quelconque sur la pointe du sep; mais nous pensons que le fer doit être fixé plutôt à la partie supérieure du biseau et non en dessous, comme c’est le cas pour le modèle du Musée de Leide (fig.48). Le joug est une pièce de bois traversée par cinq fiches également en bois, celle du milieu sert à attacher la corde de tirage et les quatre autres emboîtent deux à deux le garrot des boeufs, des cordes, passant sous le cou des animaux retiennent le joug en place.
- A l’Exposition universelle de Paris en 1900 il y avait un araire (fig. 49) pour la culture du riz, assez fort, tout en bois, avec inclinaison variable de la flèche au moyen des trous percés dans l’étançon d’avant. Le mancheron est fort peu incliné vers l’arrière et légèrement recourbé en avant, ce qui est très rare et donne moins de force au laboureur; ce mancheron est fixé’à la fois sur le sep et sur l’étançon d’arrière.
- Les labours de rizières ne présentent pas de grandes résistances puisqu’on les fait pendant la période d’irrigation ; les socs en fer ne sont pas indispensables et les charrues en bois de teck ne s’abiment pas à l’eau comme les charrues en fer, il ne faut donc pas trop se hâter de critiquer ces modèles qui ont au moins le grand avantage d’être économiques.
- Le joug (fig. 20) se compose d’une forte pièce de bois horizontale posée sur le cou des animaux. Au milieu de cette pièce un renflement muni d’une cheville servant à fixer la corde par laquelle se fait le tirage, à droite et à gauche des clavettes glissant dans les mortaises du joug, ces clavettes sont assez longués pour permettre à de petites traverses de les réunir en passant sous l’encolure; ces petites traverses sont maintenues en place par des cordes. Ces jougs, qui rappellent beaucoup ceux qui sont usités en Algérie et en Tunisie, ont le grand inconvénient de blesser les boeufs au garrot dès que le travail est un peu pénible.
- Nous retrouvons un joug à peu près pareil sur la flèche de la
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- (fig.24). Remarque générale ces jougs': rie sont pas toujours attachés directement sur la flèche, mais reliés avec elle par une corde de tirage comme on le voit dans le modèle (fig. 29j. Cet araire formé de trois pièces de bois est muni d’un petit fer triangulaire, le sep taillé en pointe se relève et s’élargit vers la droite de façon à forme» versoir, la pointe du tirnon est gracieusement décorée.
- Se rapprochant beaucoup de la précédente, la charrue (fig. 22) présente un emmanchement de fer un peu différent; quoique le fer manque, il devait être plus long et muni d’un tenon fixé dans le sep. Le versoir est assez allongé.
- Dans la fig. 23, le versoir est très développé, le fer est simplement emmanché à emboîtement. Le joug est analogue à celui de la fig. 18. Il y a un peu de jeu dans la mortaise du mancheron où passe la flèche ; l’inclinaison de celle-ci peut donc varier légèrement suivant la hauteur des animaux et permettre au laboureur de régler l’entrure à volonté. Ces trois charrues sont au Musée de Leide, tandis que les trois suivantes sont au Musée d’Amsterdam (Natura artis magisira).
- La première (fig. 24) est munie d’un étançon à l’avant permettant de faire varier l’inclinaison de la flèche tout en assurant sa fixité, le sep forme à la fois .soc et versoir et est quelquefois muni d’une pointe de fer. Les deux autres diffèrent de la première en ce qu’elles n’ont plus de versoir. Le soc relevé de la figure 25 rejette la terre également à droite et à gauche, la pointe est en fer de lance légèrement bombé ; celle de ia figure 26 plate munie en-dessous d’un étrier qui emboîte l’extrémité du sep. Cette extrémité à la forme d’un toit à deux pentes très relevé vers l’arrière.
- Dans l’île de Bali, où le sol est assez fertile mais la culture peu soignée, on se sert d’une charrue du construction savante (fig. 27). Le corps coudé à angle droit se termine en un long sep sur lequel s’appuie un fer long et étroit maintenu dans une mortaise par le talon du versoir. Un timon de 1 m, 10 de long s’emmanche dans le corps de charrue et est fixé par un coin en bois, dont la partie la plus forte est en avant et s’appuie sur la base du mancheron en forme de S. Afin d’empêcher le timon de sortir de la mortaise, une cheville .est placée en arrière comme cela se fait généralement.
- Les charrues de Célèbes en bois de palmier ressemblent à celles d’Egypte suivant la remarque de Champollion.
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- La charrue de Mak.assar'(sud de Célèbes) (fy. 28) est analogue à la précédente mais plus simple de construction; le mancheron 11’est^ plus une pièce différente du corps de charrue (c’est la charrue grecque), on voit très distinctement la corde de tirage qui relie le timon au joug.
- Le petit modèle indigène, (fig. 20) représente une charrue tirée par deux bœufs; malgré la très grande longueur du timon les bœufs tirent par l’intermédiaire d’une corde fixée au joug qui est attaché sur les cornes.
- Dans l’araire (fig. 30), au contraire, le timon est excessivement court et l’on comprend qu’une corde soit indispensable. Le versoir, très élevé au-dessus du fond de la raie, agit sur la terre comme une oreille, c’est-à-dire en écartant plutôt qu’en retournant. Dans ces charrues de Célèbes les versoirs sont à droite comme c’est l’usage, dans presque tous les pays.
- Ces modèles sont au Musée de Leide.
- Les Australiens ne connaissaient pas l’agriculture avant l’arrivée des Anglais. Ce fut le Capitaine Philipp qui en 1788 fit le premier essai et cultiva du blé et d’autres céréales à Sydney; mais avec peu de succès. En 1791 il n’y avait que 700 acres en culture; l’histoire de la charrue en Australie c’est l’histoîre de la charrue anglaise.
- Rienzi, en 1840r constate que les habitants de la Nouvelle-Zélande vivent surtout de poisson et ne s’occupent pas d’agriculture. Ce sont les missionnaires qui ont appris la cuture aux indigènes et apporté les instruments anglais (1815).
- Les quelques instruments indigènes sont : une petite spatule de bois qui sert à retourner les terres molles, et pour les autres ils se servent d’un pieu de sept pieds de long; à deux pieds de la pointe est assujettie une traverse sur laquelle- on pose le pied pour l’enfoncer dans la terre, c’est le koko.
- A Tahiti, jusqu’au milieu du siècle dernier, la culture n’existait pour ainsi dire pas, la fertilité ^cfu pays donnait de l’insou-cience aux habitants et une foule de districts très riches ne portaient aucune trace de culture..
- En France un hectare cultivé nourrit un homme, à Tahiti un hectare non cultivé en nourrit 12 ou 15.
- Le seul instrument aratoire dont se" servent les insulaires de Nouka Iliva est un long pieu aigu avec lequel ils. remuent la terre.
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- Fiq 23 Fig.24-
- Fiq.26
- Fiq.28
- Fig. 30
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- Enfin, dans un grand nombre d’iles le travail de la terre est inconnu, on se contente de ses produits naturels.
- J’ai terminé cette longue étude des anciennes charrues, étude commencée il y a 25 ans à l’exposition russe de Nijni Novgorod où j’étais allé en mission du Ministère de. l’Instruction publique, et il me reste à remercier la Société des Ingénieurs Civils de France d’avoir bien voulu accorder l’hospitalité à ce travail qui permet de juger des progrès accomplis par les constructeurs et les. Ingénieurs dans l’art de cultiver la terre et de lui faire produire les grains nécessaires à la nourriture des hommes et des animaux.
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- LES
- TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES
- ET LEUR ÉVOLUTION"
- PAR
- Denis EYDOUX
- Ingénieur des Ponts et Chaussées.
- On a utilisé depuis les temps les plus reculés les moteurs hydrauliques sous forme de roues hydrauliques ou de rouets ; mais ce n'est que vers le milieu du xixe siècle qu’ont paru les premières turbines inventées par Fourneyron et Fontaine.
- Les grands avantages présentés par ces nouveaux appareils amenèrent à la ibis et leur très grande diffusion et la création de types très divers qui firent l’objet des recherches et des travaux bien connus de tant d’ingénieurs éminents, comme Girard, Kœchlin, Jonval. On vit alors apparaître des turbines hélicoïdes, parallèles, centrifuges, centripètes, hélico-centripètes, etc.
- Mais il faut reconnaître que cette invention, essentiellement française d’origine, n’a pas trouvé ensuite dans notre pays son entier développement et, lorsque se sont créées chez nous les premières grandes usines de houille blanche, c’est en Amérique que nous sommes allés chercher les idées directrices, auprès d’inventeurs que les nécessités industrielles avaient conduits à réaliser des types nouveaux et pratiques.
- Nous pouvons dire qu’aujourd’hui la France a regagné le temps perdu. Au point de vue théorique, ce sont les travaux de l’éminent ingénieur Rateau sur les turbo-machines qui servent toujours de guide aux constructeurs de turbines; et l’on peut constater à ce sujet que, non seulement au point de vue invention, mais encore lorsqu’il s’agit de sortir de l’empirisme et d’appuyer les faits sur des théories vraiment scientifiques, c’est toujours la France que l’on trouve au premier rang.
- Au point de vue industriel, nous avons également pris un rang des plus honorables au point de vue de la construction des turbines, et je pourrais citer ici un certain nombre de fabricants qui font le plus grand honneur à l’industrie française ;
- (1) Voir'Procès-verbal de la séance du 27 février 1920 (fascicule séparé, p.‘ 76).
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- mais d’autres pays, la Suisse et les Etats-Unis, par exemple, soutiennent victorieusement la comparaison et, malgré les progrès que nous avons réalisés et que nous réalisons encore, nous n’avons pas cette supériorité nettement marquée que devaient nous assurer les efforts convergents de nos inventeurs et de nos savants.
- Aperçu général sur les turbines. Types principaux.
- On sait que les turbines se classent en deux catégories principales. La première comprend les turbines où l’énergie de l’eau est utilisée entièrement sous forme cinétique. Ces appareils s’appellent turbines à impulsion ou à libre déviation.
- Dans la deuxième catégorie on classe les turbines où l’énergie de l’eau est utilisée en partie sous forme cinétique (vitesse de l’eau à son arrivée sur la roue mobile) et en partie sous forme potentielle (pression). Ce sont les turbines à réaction. Ces turbines, qui doivent tourner dans l’eau, admettent toujours l’eau sur tout leur pourtour; elles sont donc à admission totale.
- Entre les deux catégories existent des turbines qui admettent l’eau sur tout leur pourtour, mais en n’utilisant que l’énergie cinétique; leurs canaux sont entièrement pleins d’eau, mais sans pression. Ce sont les turbines limites.
- Dans la plupart des appareils qui ont de nombreux usages, on a vu apparaître des types qui se différencient de plus en plus, selon les applications variées qu’on leur donne. Mais, si ce fait s’est produit à l’origine ‘pour les turbines, il est en voie de rétrogradation. Les turbines modernes peuvent prendre, à la vérité, des formes assez différentes, mais on peut dire qu’actuel-lement elles dérivent toutes de deux types seulement, l’un à impulsion, l’autre à réaction. La turbine à impulsion est représentée par la roue Pelton ; la turbine à réaction a pris la forme centripète parallèle et est connue sous le nom de turbine américaine ou turbine Francis. La turbine limite est pratiquement abandonnée.
- Il nous suffira donc d’examiner les deux types précédents avec quelques exemples de réalisation pour avoir une idée très nette des turbines modernes.
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- LES TU» BINES IIYDIUUUUüES modebnes et leur évolution
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- Conditions générales à remplir • pour les turbines,
- Auparavant nous préciserons rapidement les conditions que l’industrie moderne impose à ces machines.
- Dans la presque* totalité des cas, ces machines sont destinées à entraîner des générateurs électriques qui doivent fournir une puissance constamment variable, souvent dans de très grandes limites, à la demande des réseaux.
- Ces machines, pour maintenir la régularité du courant et surtout, quand il s’agit de courant alternatif, la périodicité, devront tourner avec une vitesse angulaire sensiblement constante, malgré les variations brusques et importantes du couple moteur. Leur vitesse de rotation devra être celle des générateurs électriques qu’elles entraînent afin d’éviter les transmissions par courroies ou engrenages, parties toujours délicates et qui entraînent des pertes importantes de puissance.
- Enfin, condition primordiale au point de vue économique, leur rendement», qu’il faudra chercher à obtenir le plus grand possible au régime le plus souvent réalisé, devra conserver quand même une valeur satisfaisante à des régimes notablement différents.
- De plus, si l’on peut dire que les usines de haute chute fonctionnent à chute relativement constante (car la différence de. perte de charge dans les conduites entre la marche à vide et la marche à plein ne dépasse pas, en général, 5 à 6 0 /0 de la chute), il n’en est pas de même pour les usines de basse chute sur fleuves, où les crues diminuent souvent la hauteur utilisable dans une proportion qui peut atteindre la moitié et même davantage.
- Il faudrait donc, dans ce cas, avoir des turbines susceptibles de fonctionner sous des chutes assez variables sans trop grande diminution de rendement, et ce problème, encore incomplètement résolu, prendra une acuité toute particulière lorsque, en dehors des périodes d'essais, on voudra arriver à une utilisation,, pratique de l’énergie des marées.
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- Principes de la similitude des turbines. Études de M. Rateau.
- Nombre de tours spécifique d’une turbine.
- On sait que l’on appelle triangle des vitesses à l’entrée dans une turbine le triangle construit avec les trois éléments suivants :
- V0 Vitesse absolue de l’eau à son entrée dans la roue, .
- V0 Vitesse périphérique de la roue au point d’entrée,
- W0 Vitesse relative de l’eau dans la roue.
- Nous désignerons par â0 l’angle des vecteurs orientés u0, v0.. Les quantités analogues, prises à la sortie de la roue et désignées par les mêmes lettres affectées de l’indice 1, nous définissent le triangle de vitesse à la sortie.
- Enfin, je rappellerai également que si l’on désigne par p le rendement purement hydraulique de la turbine,- c’est-à-dire le rendement résultant des pertes de charge et des tourbillons qui se forment dans l’appareil, depuis la vanne d’entrée jusqu’à la sortie, canaux, et organes de distribution compris, on a :
- pfjHn = H0r0 cos a0 — ulrl cos a,.
- Dans cette formule, H„ désigne la chute nette utilisée dans .l’appareil, défalcation faite de la perte de charge dans la conduite forcée s’il y en a une. H„ serait donc mesuré par les lectures simultanées d’un manomètre placé à l’entrée de l’appareil et d’un manomètre (ou d’un indicateur de vide) placé à la sortie, ramenées à d’axe de la masse liquide en mouvement, lectures auxquelles il faudrait ajouter, dans le sens convenable, la différence de niveau entre les deux points où l’on a pris la pression.
- Dans la magistrale étude qu’il a fait paraître en 1900 sur les turbo-machines, M. Rateau a montré, en se servant des principes de similitude géométrique et mécanique, que toutes les turbines construites de façon que les triangles des vitesses à l’entrée et à la sortie soient semblables avaient le mêrne 'rendement.
- En dehors de. toutes les conséquences qu’il en a tirées par le raisonnement, M. Rateau a ouvert ainsi aux constructeurs une
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- voie de recherches des plus fécondes. On peut, par ce moyen, comparer une turbine quelconque à une turbine idéale, géométriquement et mécaniquement semblable, développant une puissance de 1 ch sous 1 m de chute.
- M. Rateau a établi pour cela une formule qu’il a appelée le coefficient de puissance, mais que les constructeurs modernes utilisent sous la forme suivante, donnée par le professeur Canrerer :
- \J N H {/ŸL
- dans laquelle :
- ns est le nombre de tours à la minute de la turbine idéale, n le nombre de tours à la minute de la turbine étudiée,
- N sa puissance en chevaux,
- H la chute qu’elle utilise. ns est le nombre de tours spécifique.
- Si au lieu d’avoir une admission d’eau, c’est-à-dire une roue pour les turbines à réaction ou un injecteur pour les turbines à impulsion, nous en avons p, c’est-à-dire p roues ou p injecteurs, le nombre ns est à multiplier par yjp.
- La théorie, et plus encore peut-être la pratique par comparaison avec les nombreuses turbines réalisées, ont permis d’établir le type de turbines à choisir et les conditions à réaliser, avec une valeur de ns donnée, pour avoir un rendement satisfaisant.
- C’est ainsi que l’on sait, avec la construction moderne, que si ns est compris entre 1,4 et 25, le rendement hydraulique, de 0.76 pour la valeur inférieure, atteindra 83 à 84 0/0 pour ns = 9,8 et reviendra aux environs de 0.76 pour la valeur supérieure, si l’on emploie une roue Pelton à un injecteur marchant à un régime normal. En dehors de ces limites, le rendement baissera et arrivera à des valeurs que l’on considère comme peu satisfaisantes aujourd’hui.
- Pour ns compris entre 47,5 et 250, le rendement oscillera dans les mêmes limites avec un maximum analogue pour ns = 106, si l’on emploie une turbine Francis à une roue.
- Entre „les valeurs 25 et 47,5, on pourra employer une turbine Pelton avec 2, 3 ou 4 injecteurs (on pourra au besoin monter deux roues semblables sur le même axe pour parer aux difïi-
- Bull.
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- cultés de réglage dues à 4 injecteurs sur une roue). On peut ainsi combler l’intervalle entre les Pelton à un injecteur et les Francis à une roue par l’emploi de Pelton à plusieurs injecteurs.
- Au delà de ns = 250, on pourra monter plusieurs roues Francis sur le même axe ; c’est ainsi que dans les chutes du Rhin on est arrivé à 4 roues.
- Un professeur autrichien, M. Donat Banki, a proposé, pour combler plus simplement l’intervalle entre roues Pelton et turbines Francis, un nouveau type de turbines ; mais ce ne sont encore que des essais sans sanction pratique.
- Enfin, par une simple modification des Francis, sans changement de principe, on est arrivé à réaliser des turbines à une roue avec ns = 500, et le professeur autrichien Kaplan a même proposé un nouveau type de turbines dont la guerre a empêché la mise au point définitive et qui donnerait, avec une seule roue, jusqu’à ns = 1 200. Il semble qu’il y ait à faire des réserves sur la possibilité d’arriver à des chiffres aussi élevés.
- Remarques sur le nombre de tours spécifique.
- On peut très bien concevoir, par un raisonnement simple, les Taisons dè ces variations de rendement.
- • Pour tourner très lentement avec une Pelton, il faudra lui donner un très grand diamètre et avoir de très petits augets montés sur une très grande roue. Pour tourner très vite, ce sera l’inverse et l’on sera conduit à des disproportions mécaniques empêchant une réalisation dans des conditions normales.
- Pour la Francis, ce sera analogue ; pour les grandes vitesses, il faudra une roue très grande et, comme pour une puissance donnée, le débit absorbé est le même quelle que soit la vitesse, la roue devra être très mince ; il en résultera un développement exagéré des joints et par suite une fuite au joint (1) très grande. Le diamètre minimum, par contre, sera étroitement commandé par la nécessité de laisser à la sortie un passage suffisant à l’eau qui s’en va parallèlement à l’axe.
- On remarquera également que, pour une chute donnée, la Pelton tourne moins vite que la Francis. C’est un fait heureux; car, sous les grandes chutes où l’on utilise la Pelton, la vitesse
- (1) Oa désigne sous le nom de « fuite au joint « l’eau qui, passant par le joint entre le distributeur et la roue, s’en va directement du bief amont au bief aval sans produire aucun travail. Cette perte, même dans de bonnes turbines, peut atteindre 4 0/0.
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- tendrait à être pratiquement trop grande, alors que l’inverse se produit dans les basses chutes où l’on utilise la Francis.
- Enfin, on peut voir qu’un changement dans la vitesse de rotation ou dans la puissance permettra de changer de type de turbine.
- Prenons, par exemple, une chute de 200 m et supposons que nous avons choisi des groupes de 2 000 ch.
- Si nous nous donnons une vitesse de rotation de 330 tours, nous aurons :
- n — 19,6, ce qui caractérise une Pelton à un injecteur.
- Faisons monter la vitesse à 1 000 tours, n,. arrive au chiffre de 39, qui caractérise une Francis -à une roue.
- Conservons la vitesse de rotation de 330 et prenons un groupe de 12 000 ch, nous aurons : ns = 48.
- Nous sommes à la limite supérieure des Pelton à 2 roues et 2 injecteurs par roue.
- Avant de passer à la description des turbines proprement dites, je dois dire tout d’abord que je ne m’occuperai pas des procédés ayant pour but de régler automatiquement l’arrivée de l’eau à la turbine en fonction de la demande du réseau. Je laisserai donc de côté, l’importante question de la régulation qui, en raison de son ampleur, doit nécessairement être mise en dehors du cadre de cette étude.
- Supposant donc le régulateur existant, nous n’aurons plus qu’à voir, dans chaque type de turbine, quels sont les organes qui règlent l’arrivée de l’eau en plus ou moins grande quantité sans nous préoccuper, d’ailleurs, de,savoir le fonctionnement du mécanisme qui les manœuvre. Ces organes sont, d’ailleurs, un des dispositifs les plus intéressants des turbines.
- Turbines à impulsion. — Houe Pelton.
- J’ai eu l’occasion, dans une précédente conférence (1), de dire, à propos des particularités techniques des usines de haute chute, quelques mots sur les roues Pelton; j’y reviendrai brièvement, et sans me cantonner exclusivement dans les très grandes hauteurs.
- (1) Les Usines hydro-électriques de haute chute et leur utilisa tion pour la régularisa -tion de l’énergie.
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- La figure 1 représente l’ensemble d’une turbine de 3 500 ch établie à l’usine de Soulom, de la Compagnie du Midi, sur la
- 5 1 r-p
- - ~TJL~jiyf
- Fig. 1. — Usine hydro-électrique de Soûlons.
- Chute du Gave de Cauterets. Roue Pelton de 3 500 ch tournant à 330 tours.
- chute du gave de Cauterets (250 m). C’est une Pelton à une roue et deux injecteurs.
- Les dispositions principales d’une roue Pelton, qu’on y voit reproduites, sont les suivantes : sur une roue sont montés, soit qu’on les ait rapportés après coup, soit qu’ils soient venus de fonte avec la roue (disposition qui tend aujourd’hui à se répandre beaucoup), des augets en forme d’oméga ou, mieux, de deux cuillères accolées suivant une arête rectiligne centrale. Leur espacement est déterminé de façon que, sans en exagérer le nombre, aucune particule d’eau ne puisse passer sans rencontrer un auget. .
- Le jet d’eau, envoyé sans pression, mais avec une vitesse égale à \/%gEn et, par suite, souvent très considérable, arrive sur l’arête centrale taillée en biseau,'au milieu de sa hauteur; le diamètre du jet est, en général, le tiers de la hauteur de l’arête. Le jet est coupé en deux par le biseau, réagit sur les
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- parois courbes en s’y moulant et s’échappe par les bords (fig. 2J. L’intérieur des augets doit être bien poli pour éviter les frottements et les tourbillonnements de l’eau, et l’influence de ce polissage sur le rendement est sensible. La vitesse périphérique de la roue, sur l’axe du jet, est, dans les conditions de meilleur rendement, voisine de
- | w
- Un détail intéressant de construction, également très important, est l’échancrure de l’auget. Quand celui-ci entre dans le jet, il se produit* s’il est attaqué de dos, un effet de recul en sens inverse de la rotation, ainsi que des tourbillons : d’où diminution importante de rendement, qu’on évite en retranchant à l’auget, sur une largeur égale au diamètre du jet, la partie hachurée sur la figure 3. On voit ces échancrures sur la coupe, à gauche de la figure 1.
- Le* jet lui-même sort d’un ajutage conique appelé « injecteur ou buse » dans lequel se meurt une aiguille de forme minutieusement étudiée, dont la présence a pour résultat utile de ralentir les filets axiaux qui, sans cela, iraient plus vite que les filets extrêmes ralentis par le frottement des parois; on obtient ainsi un jet bien cylindrique. L’avance ou le recul de l’aiguille sont commandés par le régulateur; on peut faire ainsi varier l’espace annulaire restant libre entre l’injecteur et l’aiguille et, par suite, régler la quantité d’eau agissant sur la roue en fonction du couple résistant.
- J’ai eu déjà l’occasion d’expliquer comment, pour permettre une bonne régulation sans créer des coups de bélier exagérés préjudiciables aux conduites, on modifiait très rapidement le couple moteur, quand le couple résistant diminue, en déviant vers le canal le jet qui arrive sur les augets, sans modifier son débit à l’aide d’un organe spécial appelé déflecteur ; le régula-
- it;. 2.
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- leur vient ensuite refermer l’aiguille aussi lentement qu’on veut.
- On trouvera un exemple de déflecteur dans ma précédente conférence (turbine de l’usine Éget).
- Il me paraît intéressant ici d’insister un peu plus sur cet appareil et d’en expliquer en détail le fonctionnement,
- Admettons que le régulateur, dont je ne parlerai pas, comme je l’ai dit plus haut, commande un servo-moteur agissant sur une tige IP (voir fig. 4), qui a son déplacement total vers la
- Fig. 4. — Schéma de fonctionnement du déflecteur des turbines de l'usine d’Éget.
- gauche en 3 sec. quand on passe de la pleine charge à une décharge totale, et sou déplacement total vers la droite en 6 sec. quand on passe de la marche à vide à la pleine charge.
- Ceci posé, l’aiguille de l’injecteur est maintenue en place et la réaction hydraulique qui s’exerce sur elle est équilibrée, d’une part, par des ressorts renfermés dans un servo-moteur G ; d’autre part, par une pression d’huile maintenue dans ce servomoteur par une petite pompe à huile à débit constant, commandée par courroie sur la turbine; la prépondérance de cette pression assurera en temps utile la fermeture de l’aiguille B à vitesse uniforme et sans possibilité d’accélération.
- La tige de l’aiguille est reliée par une double crosse E à un levier qui tourne autour du point F. Le bras FG peut être commandé à main à l’aide de volants formant écrous sur une tige filetée fixe. Le point H peut coulisser dans une glissière I commandée par le régulateur.
- En principe, l’aiguille tend toujours à être ramenée, par la pression d’huile, vers la fermeture. Le point tendra donc toujours à s’appuyer vers le fond gauche de la glissière.
- D’autre part, le déflecteur J, de forme demi-cylindrique,
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- Fig. 5.
- Roue Pelton, de l’usine de Saaheim, à deux roues et deux injecteurs par roue.
- N —~ 16 400 ch.
- H —- 253 m. n = 250 t/min.
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- enveloppe le jet et l’affleure à sa partie supérieure. Il est articulé en K et reçoit son mouvement du régulateur, qui actionne la tige IP, par une tige L commandée par une came M à glissière tournant autour du point fixe N. Le ressort O agit concurremment avec la came pour couvrir le déflecteur.
- Lorsque la charge diminue, le régulateur pousse IP vers la gauche ; L est alors poussé vers la droite et le déflecteur entre dans le jet. Mais le mouvement de P a fait cesser le contact entre H et l’extrémité gauche de la glissière. L’aiguille avance alors lentement çl), par l’action du servo-moteur G, vers la fermeture, jusqu’à ce que H bute à nouveau contre la glissière. Le tracé de la came M est tel que la nouvelle position du déflecteur (2) correspond exactement au nouveau diamètre du jet.
- En cas de décharge brusque et totale, le déflecteur dévie entièrement le jet; mais alors la turbine ralentit par suite des résistances passives, et il se produit alors l’effet que nous allons voir à propos des augmentations de charge.
- S’il se produit une augmentation de charge, le régulateur agit pour relever le déflecteur; il fait reculer en même temps et à. la même vitesse l’aiguille puisque la glissière I se déplace vers la droite, c’est-à-dire dans un sens tel que, par suite du coulant, elle entraîne l’articulation H. L’huile du servo-moteur G est alors renvoyée au réservoir par une soupape de sûreté.
- Cette ouverture produit bien un coup de bélier négatif, suivi ensuite d’une onde de surpression, mais cette dernière est beaucoup moins forte que celle qui se produit lors d’une fermeture de même importance et s’amortit très vite par la continuité de l’écoulement.
- On peut donc trouver une vitesse d’ouverture assez rapide et ne donnant pas néanmoins de surpression dangereuse et le rôle du déflecteur devient alors inutile.
- On remarquera également des déflecteurs sur la figure 5, qui représente une des plus puissantes roues Pelton du monde, la turbine de l’usine de Saaheim (Norvège), qui développe 16400 HP à 260 tours-minute, sous une chute de 253 m.
- Leur fonctionnement est moins simple que le précédent, car ils se relèvent lorsque l’aiguille a pris sa place définitive.
- (1) La course totale, de la pleine ouverture à la fermeture totale, s’effectue en 30 secondes.
- (2) On remarquera à ce sujet que le déflecteur entre dans le jet par le haut, comme la indiqué l’expérience, alors qu’à première vue il semblait rationnel qu’il y entrât par le bas.
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- Enfin, à titre documentaire, on trouvera à la figure 6 le dessin de la turbine Pelton de Fulty, la plus haute chute du monde. Ses caractéristiques sont :
- H = 1 650 m — N = 3 000 HP — n = 500 t/min.
- Cette vitesse de rotation étant plutôt faible, on remarquera
- Régulateur à double action
- J Réglage
- 500.000
- Fig. 6. — Roue Pelton de l’usine de Fully.
- les petites dimensions du jet et des augets par rapport à la vitesse de la roue.
- Les roues Pelton se montent, en général, avec axe horizontal. Cependant, on en a réalisé à axe vertical, et je donnerai comme exemple la figure 7, qui représente une Pelton à 4 injecteurs (un par quadrant), montée à axe vertical avec pivot suspendu à l’usine de la Biaschina. Ses caractéristiques sont :
- H =r 256 m — N = 10 000 HP (12 000 au maximum) n = 300 t/min.
- Le rendement d’une roue Pelton peut être normalement de 80 0/0 et atteindre 85 à 86 0/0. Il est donc très satisfaisant.
- En résumé/malgré son aspect un peu fruste, la roue Pelton est un excellent instrument robuste, de bon rendement, de fonc-
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- tionnement simple. L’attaque de l’eau étant symétrique, il n’y a pas de poussée sur les paliers dans le sens de l’axe.
- On en a construit pour des puissances variant de quelques chevaux jusqu’à 12 000 HP et pour des chutes allant de 150 à 1 650 m. On se rend compte ainsi de toutes les ressources qu’il offre ; cependant, il tend à céder la place à la turbine Francis et à se cantonner de plus en plus dans les hautes chutes.
- Turbines à réaction.
- Turbines Francis.
- Le deuxième type de turbine, utilisé spécialement pour les basses et moyennes chutes, est la turbine à réaction du type centripète parallèle, dite turbine Francis.
- L’èau arrive tout autour de la turbine par des canaux distributeurs, passe dans un distributeur à ailettes mobiles dont nous verrons plus loin les détails, arrive sur la roue mobile sous un angle convenable réglé par les ailettes et en sort parallèlement à l’axe.
- Il est évident que les aubes auront des formes moins simples que dans les roues Pelton, puisque l’eau arrivant avec
- une vitesse située dans un plan perpendiculaire à l’axe de révolution doit être redressée de manière à sortir avec une vitesse située dans un méridien et sensiblement parallèle à l’axe.
- Naturellement, du bon tracé progressif de ces aubes, dans le détail duquel je n’entrerai pas, résulte une diminution des tourbillons et des frottements et, par suite, une augmentation du rendement.
- Fig. 7. — Roue Pelton de l’usine de la Biaschina.
- La figure 8 représente très nettement l’ensemble d’une roue mobile de turbine Francis. La turbine de basse chute Hercule est, en somme, une turbine Francis. *
- D’après ce que nous avons dit précédemment, la roue mobile
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- de la figure 8 représentera une turbine à grande vitesse, tandis que celle de la figure 9 sera une turbine à petite vitesse.
- Comme ce type de turbine fonctionne entièrement dans l’eau, on conçoit qu’elle puisse tourner dans un milieu à une pression inférieure à la pression atmosphérique. Elle peut donc, et c’est un de ses grands avantages surtout pour les basses chutes, être montée, sans rien perdre de la chute, au-dessus du bief aval, pourvu que la hauteur d’installation, au point le plus haut de sortie de la roue mobile, soit notablement inférieure à la pression atmosphérique. Mais il faut alors que la sortie de l’eau soit reliée au niveau aval par un tube étanche, dit tube d’aspiration, dont l’extrémité inférieure doit toujours être sous l’eau. Cette disposition, connue depuis longtemps, a été réalisée pour la première fois par Jonval, et porte le nom de jonvalisation. On a reconnu que la forme à donner à ce tube est extrêmement importante au point de vue du rendement en raison des tourbillons qui peuvent s’y produire. La pratique a montré qu’il y avait lieu de lui donner un diamètre légèrement croissant à mesure qu’on s’éloigne de la turbine et à forcer cette augmentation quand on se rapproche du niveau du bief aval. Cette forme, non seulement diminue les tourbillons, mais amortit la vitesse résiduelle de l’eau sortant de la turbine et permet de regagner une partie de la hauteur qu’elle représente.
- Le montage de la turbine au-dessus du bief aval augmente beaucoup les facilités d’entretien, en rendant visitable tous les organes délicats.
- Les turbines Francis peuvent s’installer soit en chambre ouverte, soit en bâche fermée. La première disposition, réalisée dans les basses chutes, consiste à installer les machines dans le bief amont où débouche directement le distributeur. Dans les hautes et moyennes chutes, l’eau arrive par une conduite forcée et est amenée au distributeur par un canal tournant tout autour. Pour éviter les tourbillons, ce canal diminue de section à mesure qu’on s’éloigne de la conduite forcée, puisque l’eau passe progressivement dans la machine.
- On obtient ainsi la bâche spiraloïde, en forme d'escargot, dont l’aspect extérieur caractérise nettement la turbine Francis ''voir fig. 40). Les caractéristiques de la turbine qui y est représentée sont :
- H = 49 m — N = 2 500 HP — n = 430 t/min.
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- F
- Fig. 9.
- — Houe mobile des lurbines Francis de l’usine de Saint-Lary (type à petite vitesse).
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- Une partie des plus intéressantes consiste dans le procédé employé pour faire varier la quantité d’eau admise sur la roue mobile. Le distributeur est toujours extérieur à la roue mobile. Il se compose de cloisons destinées à envoyer l’eau sur la roue sous un angle convenable.
- Un premier type est constitué par les turbines dites à vannage à huche. Dans ces machines, les cloisons du distributeur sont absolument fixes ; mais on installe, soit extérieurement au distributeur, soit entre distributeur et roue mobile, un cylindre qui se déplace sous l’influence du régulateur de manière à découvrir plus ou moins soit le distributeur, soit-la roue mobile. On admet ainsi plus ou moins d’eau; mais on crée, derrière la huche, des zones d’eau morte où se produisent des tourbillons qui diminuent le rendement. Aussi ce système de vannage ne s’applique-t-il qu’aux petites turbines ou aux grandes turbines sur très-basses chutes où l’on ne peut économiser l’eau et où la diminution de rendement aux charges réduites est moins importante. Encore souvent, dans ce dernier cas et pour éviter les tourbillons, on divise le distributeur et la roue, sur la hauteur, par des cloisonnements, de façon à avoir, pour ainsi dire, plusieurs turbines étagées; la huche vient alors ruasquer un ou plusieurs des intervalles et l’effet nuisible ne se produit que sur l’un d’entre eux.
- Dans les machines courantes on emploie le vannage Finck ; le distributeur est formé d’ailettes mobiles autour d’un axe. Leur inclinaison est commandée par le régulateur et, suivant qu’elles sont plus ou moins inclinées, elles étranglent plus ou moins le passage que l’eau trouve entre elles. Cette disposition se voit très nettement sur la figure 10.
- Si tes ailettes étaient commandées rigidement par le régulateur et si un corps étranger venait, ce qui arrive parfois, se coincer entre elles, elles se briseraient. On interpose alors entre la commande et les ailettes, et extérieurement à la capote, pour la rendre visitable, une commande élastique par ressort à boudin qui permet à l’ailette, lorsqu’elle est coincée, de ne pas obéir à la commande du régulateur (voir encore fig. 40).
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- USINE HYDRÛ-ELECTRIj g St-GERVAIS-LES-BAINS
- Chute 49m
- V/,.
- âme
- Socfêié'des Ingénieurs Civils de France.
- Courtier et Cie, 43,- rue de Dunkerque, Pans
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- 112 LES TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION
- Turbines Francis de type normal. — Remarques diverses.
- On sait que l’on appelle degré de réaction, dans une tur-
- v2
- bine, l’expression e = 1 — -^L-. gi l’eau sortait complètement
- détendue et n’agissait que par son énergie cinétique, on aurait v0 = 2</Hn ; s mesure donc la quantité d’énergie utilisée sous forme potentielle ; en réalité, l’eau arrivant dans la turbine a
- encore une pression mesurée par la hauteur d’eau : H„ — ~.
- L’expérience a conduit, pour les Francis de type normal, à se tenir aux environs des valeurs suivantes, qui sont encore couramment adoptées :
- u0 = 0.75 v/%H„; m0 = 0.70 v;%Hn; j w0 — 0.30 \/ 2^H(i ;
- À0 = 23 à 25° ;
- D’où l’on déduit : e = environ 1/2.
- C’est pour de pareilles turbines que l’éclielle des nombres n, va de 47,5 à 250.
- On peut vérifier qu’à égalité de chute u0 est plus grand que pour les roues Pelton.
- Comme dans toutes les machines analogues (c’est, en somme, l’expérience du tourniquet hydraulique), il y a, contrairement à ce qui se passe pour la roue Pelton, une poussée axiale dirigée en sens inverse de la sortie de l’eau. On a cherché à y remédier en admettant de l’eau sous pression, en quantité convenable, en arrière de la roue mobile, du côté opposé à la sortie de l’eau. Mais, si l’on arrive à réaliser un équilibrage, à la vérité un peu précaire, pour un régime donné, cet équilibrage n’existe pas à tous les régimes. Le véritable remède, pour les machines à axe horizontal, et à une roue, consiste, sans abandonner l’amélioration que l’on peut obtenir par ce procédé, à avoir des paliers assez forts et suffisamment bien refroidis pour pouvoir supporter, sans chauffer, les frottements dus à cette poussée.
- Ce fait explique d’ailleurs les difficultés que l’on rencontre parfois lorsqu’on veut établir des turbines à un seul palier,
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- LES TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION 113
- l’autre extrémité de l’arbre étant reliée à l’arbre du générateur électrique.
- Pour une turbine à axe vertical et à une roue, cette poussée, dirigée vers le haut, présente, au contraire, l’avantage de soulager les pivots et les crapaudines.
- Si l’on est amené monter plusieurs roues sur la même axe, en nombre pair, il y a, au contraire, un remède radical, c’est de les monter de façon que les directions de sortie de l’eau soient opposées, soit que les turbines soient accolées dos à dos, soit, au contraire, que les sorties d’eau soient en face l’une de l’autre.
- La figure U représente une des machines de l’usine de Ven -tavon, sur la Durance, dont les caractéristiques sont :
- H = 50 m — N — 6 200 HP — n =± 300 t/min.
- La turbine est à 2 roues accolée's dos à dos.
- La figure 42 représente une turbine Yoith à 4 roues employée à l’usine de Wylilen, sur le Rhin. Ses caractéristiques sont :
- H = 5 m,05 à 8 m, 40 —N = 2200 à $ 000 HP — n = 107 t/min.
- Les turbines Francis ont un rendement un peu meilleur que les roues Pelton. On arrive à avoir 82 à 83 0/0 et on atteint parfois 89 0/0. Ce sont, elles aussi, d’excellents instruments, et la tendance actuelle, qui est de tourner très vite et d’avoir des machines de grande puissance, étend notablement leur champ d’action dans le sens de la hauteur de chute.
- A l’usine de Saint-Lary on a installé, il y a environ un an, des turbines Francis dont les caractéristiques sont les suivantes :
- H=180m, N=5500 et exceptionnellement 6 000 HP, n=500t/min.
- Leur roue mobile est représentée figure 9.
- Enfin, aux usines de Luchon, on a placé, à peu près à la même époque, des Francis tournant à 1 000 tours sous 240 m de chute. On se rendra compte du chemin parcouru en se rappelant qu’il y a une dizaine d’années la.roue Pelton régnait sans contestation pour les chutes dépassant 120 à 130 m.
- On peut, avec ces machines, arriver à des unités de puissance considérable ; les groupes de 15 000 HP n’ont rien d’exceptionnel, et en Amérique on est arrivé, en noyant la bâche spi-raloïde dans un massif en béton, à construire une Francis à
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- Fig. 11. — Turbine Francis de l’usine de Ventavon.
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- Coupe par a b
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- LUS TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION
- une roue, à axe vertical, d’une puissance de 31 000 HP. Je donnerai, à titre de curiosité, les renseignements suivants sur cette machine exceptionnelle, installée à l’usine de la Tallassee Power, sur la Yadkin River, dans la Caroline du Nord :
- H = 50 m, 30 ;
- N = 31 000 HP ;
- n = 154 tours min.
- Rendement à la puissance de 27 000 IiP = 0.90.
- Débit absorbé par seconde à pleine puissance : 55 m3.
- La figure 43 en montre la.coupe.
- L’arbre a 0m, 60 de diamètre. La poussée de l’eau est de 271,2.
- La roue mobile pèse 9 070 kg et le poids total des parties tournantes, y compris le rotor de l’alternateur, atteint 83 460 kg.
- Dans les turbines Francis, le déflecteur est remplacé par le régulateur de pression qui consiste en un robinet équilibré pouvant évacuer directement l’eau sous pression d’un point situé près de l’entrée de la turbine vers le bief aval. Quand la charge baisse, le régulateur ferme brusquement les ailettes du distributeur et ouvre dans le même temps le régulateur de pression de la quantité voulue pour évacuer directement à l’aval le débit qui passait auparavant dans la conduite. Puis une pression d’huile referme le robinet aussi lentement qu’il est utile pour éviter des coups de bélier nuisibles.
- Cet appareil est très analogue comme fonctionnement au déflecteur précédemment écrit et je n’insisterai pas sur sa manœuvre.
- Supports des turbines à axe vertical.
- Il me reste à envisager un point de construction. Dans les turbines établies sur fleuve avec axe vertical, cet axe reposait sur un pivot et une crapaudine noyés dans l’eau du bief aval. En dehors des difficultés de graissage provenant des difficultés de maintenir l’huile, ces organes délicats que sont le pivot et la crapaudine n’étaient pas visitables et leur entretien était difficile.
- Aux usines du Niagara des dispositions coûteuses avaient été prises pour maintenir le pivot hors d’eau.
- Aujourd’hui, on emploie une solution plus radicale. On suspend la turbine sur un pivot combiné à injection d’huile sous
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- LUS TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR EVOLUTION
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- pression, souvent muni de billes, et on arrive ainsi à supporter des poids considérables, puisque ce mode de montage a été
- employé, ainsi qu’on le voit sur la. figure 13, pour la grande turbine de la Tallassee Power.
- 11 y a lieu de remarquer en passant la précision de construction et de montage et l’équilibrage parfait qu’il faut réaliser
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- 118 v LES turbines hydrauliques modernes et leur évolution
- pour que la roue mobile, en porte à faux en bout d’arbre, reste bien en face du distributeur, sous peine d’exagérer de façon anormale la fuite au joint et de risquer des coincements.
- Variations de la vitesse angulaire et du rendement des turbines en fonction de la variation de régime.
- Les variations de la vitesse angulaire dépendent de lq régulation. Sans insister à leur sujet, je me bornerai à indiquer qu’elles sont de deux sortes : les variations brusques qui se produisent au moment d’un changement de régime et s’atténuent ensuite par l’effet de la compensation et les écarts de vitesse entre les différents régimes. Les variations brusques qui se produisent lors d’une décharge brusque et totale sont de l’ordre de 10 à Lb 0/0. L’écart entre les vitesses de régime à pleine charge et à charge nulle est de l’ordre de b 0/0. Ils ne peuvent être nuisibles aux réseaux alimentés.
- Il nous reste à envisager une question importante que j’ai signalée précédemment.
- Les chiffres de rendement que j’ai donnés correspondent au régime de marche normal. Que deviennent-ils lorsqu’on s’écarte de ce régime dans un sens ou dans l’autre ?
- Les résultats obtenus avec les machines modernes des types précédemment indiqués sont des plus satisfaisants. Supposons qu’on ait calculé la turbine pour que le rendement maximum soit obtenu aux trois quarts de charge, régime considéré comme normal. Le rendement baisse de 2 à 3 0/0 lorsqu’on arrive à la pleine charge, et de b à 8 0/0 lorsque l’on passe à la demi-charge. On remarque que, dans toute cette zone, la seule vraiment intéressante, on peut compter sur un rendement ne descendant pas, si l’on a des machines bien suivies et bien entretenues, au-dessous de 7b 0/0.
- On voit donc que les turbines sont d’excellents instruments, de rendement élevé, de construction robuste, dont la marche est sûre et l’entretien facile. Leur plus grand ennemi sont les impuretés de l’eau qui, par leur frottement, viennent user les aubes et les distributeurs. On cherchera donc à employer, pour ces parties, un métal particulièrement résistant, mais ce n’est qu’un palliatif, et le vrai remède consiste à épurer les eaux avant leur arrivée sur les turbines ; mais c’est une étude à faire en dehors de la machirie elle-même.
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- LES TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION
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- Inconvénients des turbines précédentes pour les basses chutes
- Il semble, d’après ce que je viens d’exposer, que nous soyons en possession, avec les turbines modernes, d’un appareil tout à fait au point et sur lequel il n’y ait plus à, apporter que des perfectionnements de détail pour augmenter le rendement de quelques centièmes.
- Il y avait cependant un nouveau progrès à réaliser, progrès d’autant plus sensible que l’on tend aujourd’hui à équiper de-basses chutes de grande puissance. C’était d’augmenter, pour ces basses chutes, la vitesse angulaire afin de pouvoir toujours accoupler directement la turbine au générateur sans passer par des courroies ou des engrenages, solution médiocre adoptée parfois, mais irréalisable avec les grandes puissances.
- Revenons à la formule du nombre de tours spécifique et cherchons, en prenant la valeur maximum pour les Francis, à combien tournerait, par exemple, une turbine de 2 500 HP sous 6 m de chute ; nous aurons :
- H {/ II
- n = n. —w-
- \v/N
- ou, avec les chiffres que nous nous sommes donnés :
- n =~ 47, ce qui est vraiment trop bas.
- Pour les turbines Yoith de l’usine de Wyhlen, qui donnent 3 000 HP avec 4 roues sous 8 m, 40 de chute, on trouve, pour n —- 107 t/min, ns = 410, soit 205 pour une roue ; avec la puissance de 2 200 HP sous 6 m de chute, on a ns — 267 par roue ; et l’on a un ensemble massif et compliqué.
- On s’est donc mis résolument à rechercher des types de turbines à nombre de tours élevés, et les constructeurs des divers pays ont commencé à réaliser des types à rotation rapide.
- Turbines nouvelles à forte réaction et à grande vitesse.
- Nous avons vu que, dans les turbines Francis du type normal, le coefficient de réaction est voisin de 0.5. Dans les recherches sur les nouveaux types de turbines, on s’est appliqué à étudier les filets liquides indépendamment les uns des autres, et l’on
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- 120 LES TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION
- est arrivé à réaliser des types clans lesquels la réaction varie sur la hauteur d’un aubage.
- On accepte généralement une assez grande perte à la sortie, qui varie de 8 à 18 0/0, au lieu de i à 6 0/0 admis sur une
- Fig. 14. — Turbine hydro-électrique de l’usine de Cedars
- turbine normale. De plus, les aubes ont leurs arêtes extrêmes parallèles à cela pour deux raisons : ce tracé permet d’avoir un diamètre d’entrée aussi petit que possible; d’autre part, si l’on examine le triangle des vitesses, on voit que l’augmentation de Mp par rapport àt0a pour corollaire une augmentation de w0. Pour réduire les frottements à l’intéxieur de la turbine, il y a. donc intérêt à diminuer la longueur des aubes.
- Un premier acheminement vers ce type est représenté par la
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- LES TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION 121
- turbine de 10000 kwa de l’usine de Gedars, en Amérique, reproduite sur la figuré 44.
- Ses caractéristiques sont :
- H = 9 m N = 12 000 HP n = 55,6 t/min ns = 390.
- La hauteur de la couronne d’entrée est de 3 m, 70.
- Son rendement à pleine charge est égal à 87 0/0.
- La figure 45 reproduit la coupe d’une Francis à plus grande
- Fig. 15. — Turbine nouvelle de basse chute à grande vitesse.
- vitesse construite par la maison Piccard-Pictet.
- Les caractéristiques de la turbine ci-dessus sont :
- H = 10m N = 10000 HP n = 93,7 t/min,
- et l’on trouve ns = 528. Le rendement atteint 85 0/0 à pleine charge et 83 0/0 à demi charge.
- On voit la simplification obtenue par rapport à la turbine Voith de l’usine de Wyhlen.
- Dans ces types, à la partie inférieure de l’entrée, il y a une forte réaction; à la partie supérieure, il yen a beaucoup moins.
- D’autres caractéristiques de ces turbines sont leur petit nombre d’aubes et la distance variable et décroissant de haut en bas, entre distributeur et aube. Les trajectoires des filets liquides sont à peu près des spirales logarithmiques, de manière qu’ils restent autant que possible parallèles entre eux.
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- LES TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION
- Ce qu’il y a de plus remarquable est qu’on arrive à réaliser, à la partie inférieure du rotor, une vitesse périphérique u0 supérieure à \J 2gH„, c’est-à-dire plus grande que celle que pourrait atteindre l’eau si toute son énergie était transformée en énergie cinétique. Ainsi, avec des turbines où ns =. 500, on arrivée à avoir u.0 = 1 à 1.25 \/ 2gH„, et il est évident qu’à mesure qu’on augmentera a, on doit aller plus loin.
- C’est, du reste, la voie qui a été ouverte par le professeur Kaplan. Dans des turbines construites selon ses idées et essayées à l’École Technique de Brunn, il dit avoir atteint X = 800à90Ô, avec un rendement de 80 0/0.
- Enfin, ce qui augmente l’intérêt de cette solution est que ces turbines peuvent absorber plus d’eau, quand la chute diminue, que les turbines normales.
- Ainsi une turbine normale absorbant 1 000 litres sous 2 m de chute n’en absorbera que 775 sous 1 m, 20, tandis qu’une turbine rapide, avec ns = 500, en consommera environ 10 0/0 de plus, soit 853 1.
- C’est ainsi que la turbine reproduite figure 15, fonctionnant sous 6 m de charge, fournit encore la puissance de 4 200 HP avec un rendement de 0.78, alors qu’une turbine normale ne donnerait guère, dans ces conditions, que 3 500 à 3 800 HP. Sa vitesse angulaire reste constante, mais ns s’élève alors à 650.
- ' Par contre, le rendement de ces appareils diminue sensiblement plus vite que celui des turbines ordinaires lorsqu’on s’éloigne de la charge normale pour une chute donnée.
- Remarques sur les conditions de réalisation des turbines à chute variable.
- J’ai signalé précédemment l’intérêt qui s’attachait à la réalisation de turbines à chute variable.
- Disons d’abord, en ce qui concerne les usines sur fleuve, qu’en général le débit utilisable augmente quand la chute diminue, puisque ce fait, se produit au moment des crues.
- Les conditions primordiales à réaliser seraient donc : 1° d’absorber le plus grand débit possible en basse chute pour maintenir la puissance produite à une valeur aussi élevée que possible ; 2° d’obtenir, en vue du bon fonctionnement des générateurs électriques, la constance de la vitesse de rotation.
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- LES TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION
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- Ceci dit, considérons une turbine normale dans laquelle on veut maintenir la relation :
- vu = K \J 2gHn, K étant constant quelle que soit la chute. Si o) est la surface des orifices d’entrée, on aura, sous une chute quelconque : Q = mu>v0 = a \/ Hn, a étant indépendant de H,„ d’où l’on déduit, pour deux chutes différentes, Hj et H, :
- Si, également, le nombre de tours spécifique reste le même, on aura, en désignant par ?q et nz le nombre de tours-minute, pour les deux chutes :
- Pour pouvoir augmenter la puissance, il faudrait augmenter K quand H diminue, c’est-à-dire réduire le coefficient de réaction. Il faudra donc partir de turbines ayant une forte réaction sous la chute maxima.
- Pour maintenir la vitesse de rotation, il faudra que le nombre de tours spécifique augmente quand la chute diminue.
- Nous avons vu, par l’exemple précédemment donné, que les turbines extra-rapides permettent de réaliser la deuxième condition.
- Avec une chute de 10 m, on aurait a, — 528 et, pour G m de chute, ds = 650, n étant constant et le rendement gardant encore une valeur satisfaisante.
- La première condition, par contre, n’est que partiellement remplie; le débit Q ne peut guère être augmenté que de 10 0/0 et, dans ces conditions, pour une diminution de 40 0/0 de la chute, la diminution de puissance effective est de 56 0/0, représentant un gain d’environ 10 0/0 sur une turbine normale.
- Ainsi donc, si les turbines extra-rapides permettent de maintenir la constance de la vitesse de rotation quand la chute varie dans des limites importantes, la diminution de puissance de l’appareil reste encore très importante en raison de l’impossibilité actuelle de faire absorber à une turbine, par un changement dans les conditions de son fonctionnement, en l’espèce la diminution du degré de réaction, un débit beaucoup plus important en basse chute qu’en haute chute.
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- LES TURBINES HYDRAULIQUES MODERNES ET LEUR ÉVOLUTION
- Conclusions.
- Les turbines actuelles, pour les moyennes et les hautes chutes, sont des machines arrivées déjà à un très haut degré de perfection. A part la tendance qui se manifeste d’en accroître constamment la puissance, il semble que tous les perfectionnements que l’on pourra y apporter ne concerneront que des points de détail en vue d’accroître de quelques centièmes un rendement déjà, excellent ; ces perfectionnements semblent devoir être au moins autant d’ordre mécanique (diminution de la fuite au joint du frottement sur les paliers, etc.) que d’ordre hydraulique.
- Pour les turbines de basse chute, quand la hauteur utilisée ne varie que dans de faibles limites, le problème est très avancé, et les turbines nouvelles à grande vitesse montrent qu’il est possible d’arriver à une simplification très notable des types actuellement utilisés en remplaçant les machines à plusieurs roues par des machines à une roue.
- Il reste à envisager l'a question des variations de hauteur dans les basses chutes. Les turbines nouvelles à grande vitesse montrent que l’on peut arriver à maintenir, quand H varie dans d’assez fortes limites, la vitesse de rotation; mais il reste encore à réaliser des progrès dans ce sens.
- Par contre, la question de l’utilisation des eauy surabondantes en basses chutes, pour arriver à maintenir une puissance aussi constante que possible, reste encore pendante. Les turbines à grande vitesse n’y apportent qu’une faible amélioration, et il ne semble pas possible, pour le moment, de résoudre le problème avec des machines dont les roues fonctionnent simultanément sous toutes les hauteurs de chute.
- Actuellement, il demeure nécessaire, pour arriver à une solution, de monter sur le même axe plusieurs roues (les turbines nouvelles à grande vitesse en diminuent le nombre) ; l’eau n’étant admise, quand la chute est haute, que sur une partie d’entre elles, tandis que toutes travaillent quand la hauteur de chute diminue.
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- SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE
- AU CAUCASE
- Centres de MAÜvOPP, G ROSN Y et BAKOU (R
- /
- PAU
- M. F*. ALDEBBRT
- La production totale de naplite pour la Russie correspondait, en 1916, au sixième de la production mondiale et au quart de celle des Etats-Unis d’Amérique, La Russie se classait donc au deuxième rang parmi les producteurs de pétrole.
- La production russe est presque entièrement concentrée dans la région du Caucase. Les autres centres producteurs, qui n’en représentent qu'une quantité infime, sont :
- Emba, situé le long de la rivière du môme nom qui se jette dans la Caspienne; production en 1916: 250 000 t.
- Fergana, situé au nord-est du territoire de Boukhara, à l’extrémité Res pentes nord du Pamyr ; production en 1916: 32 800 t.
- Ouchia, dans la région d’Arkhangel, en Sibérie, près de Minous-sinsk et du lac Baïkal, et enfin dans l’île de Sakhaline. Ces centres sont très peu développés, par suite soit du climat très rude, soit des difficultés de communication.
- GROUPE DE CAUCASE
- Nous distinguons le groupe du Caucase en :
- 1° Groupe Maïkopp, représentant 1,2 0/0 de la production totale russe en 1916 ;
- 2° Groupe Grosny, représentant 17 0/0;
- 3° Et enfin, le plus important de tous, celui de Bakou, représentant 78 0/0 de la production totale russe en 1916.
- (1) Voir Procès-verbal de la séance du 27 février 1920 (fascicule séparé, p. 82;.
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- 1° Maïkopp.
- Dans la région de Maïkopp est comprise aussi la zone du Kou-ban, du Terec, jusqu’à la presqu’île de Kertcli. Cette zone, qui présente de nombreuses indications extérieures pétrolifères (volcans de boue, dégagements de gaz, etc.), n’a pas donné les résultats auxquels on s’attendait. À l’heure actuelle, trois centres sont en exploitation.
- a) Centre de Mcvikopp, qui comprend actuellement 120 puits, dont 20 en exploitation.
- Rendement moyen par 24 heures : 115 t de naphte léger; densité : 0,840.
- Les exploitations de Maïkopp sont réunies par un pipe-line de 8 pouces de diamètre et de 140 km à la raffinerie d’Ekateri-nodar.
- Des anciennes Sociétés Maïkopp Black See, Anglo Maïkopp Combine et Anglo Maïkopp Corporation, cette dernière seule continue l’exploitation.
- b) Centre de Koudako. — Le Koudako comprend 6 puits de 450 m de profondeur, un diamètre de 6 à 12 pouces. La production est de 82 t par 24 heures de naphte lourd à 0,880 et de naphte léger à 0,840. L’exploitation de Koudako est réunie par un pipe-line de 6 pouces à la station de Krimskaia (du chemin de fer de Novo-Rossisk et d’Ekaterinodar-Rostoff), d’où le naphte est transporté par citernes jusqu’à la raffinerie d’Ekaterinodar.
- Les Sociétés exploitantes sont :
- L’Anglo Maïkopp Corporation ;
- L’Anglo Middland ;
- L’Anglo Levant.
- c) Centre de Khaloujskaia. — Ce centre comprend une dizaine de puits d’une profondeur variant de 40 à 200 m, diamètre de 6 à 10 pouces, donnant par pompage du naphte lourd, densité 0,900.
- Les Sociétés exploitantes sont :
- L’Anglo Maïkopp Corporation ;
- Les Chemins de fer de Yladicaucase.
- Les puits sont réunis par un pipe-line de 6 pouces à la sta-
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- m
- lion de Afitskaia (chemins de fer de Novo-Rossisk-Rostoff), d’où le naphte est conduit par citernes jusqu’à la raffinerie d’Ekateri-nodar.
- Production de Maïkopp (en milliers de tonnes) :
- 1908 1909 1910 1911 1912 1913 1911 1915 1910 1919
- 1,0 9,8 21,3 128 151 78,9 63,6 114,7 32,8 49,3
- Les exploitations du groupe de Maïkopp ont peu souffert de la révolution.
- La raffinerie d’Ekaterinodar, qui traite la totalité des naplites des centres ci-dessus indiqués, a été établie en participation entre l’Anglo Maïkopp Corporation, la Société Ouralo-Caucasienne et Cheffrin de Petrograd.
- La nature des najolites et leur forte teneur en benzine (24 0/0 environ) rendent l’exploitation de la raffinerie d’Ekaterinodar intéressante au point de vue financier, ce que l’on ne peut dire des Sociétés exploitantes de pétrole dont voici ci-après les caractéristiques :
- 2° Grosny.
- Le versant nord de la chaîne du Caucase constitue une zone où l’on rencontre de nombreuses exsudations pétrolifères. Néanmoins, on y trouve peu d’exploitations sérieuses. A l’heure actuelle, ces dernières sont concentrées dans la région de Grosny.
- Les exploitations de Grosny se divisent en deux zones :
- L’ « ancien rayon », situé à 15 km de la ville, et qui n’a été touché ni par la révolution ni par l’insurrection des indigènes, et le « nouveau rayon » situé à 5 km de la ville et qui a été presque entièrement détruit en 1917.
- Le « nouveau rayon » semble appelé à un très.grand développement. L’autoclinal a une longueur de 7 à 8 km sur 800 m environ de largeur. La constitution du sous-sol pétrolifère est d’une structure excessivement simple et d’allure très régulière, sans failles ni accidents géologiques; on sait, à 0 m, 50 près, à quelle profondeur on trouvera le naphte. On rencontre 16 horizons pétrolifères ; c’est le dernier qui est exploité avec le plus de rendement.
- Le terrain est constitué d’abord par des argiles gris bleu et brunes, ensuite par des bancs de marne qui séparent les terrains pétrolifères. Ces derniers sont constitués par des schistes ou
- Bull.
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- LA SITUATION UÉTROLIK ÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- argiles brunes et grises avec des couches de bancs de grès aquifères, des grès naphtifères avec ou sans dégagement de gaz. Les sables sont à «. conches spianodontella ».
- L’exploitation du bassin de Grosny a commencé en 51896, est allée constamment en croissant, sauf un léger fléchissement pendant la première révolution (1906), 627 000 t, puis est arrivée en 1917 à 1 751000 t, dont la répartition se faisait ainsi.:
- Pour l’ancien rayon : 1 121 000 t ;
- Pour le nouveau rayon : 630 000 t.
- Le nombre de puits productifs avait passé de 462 en 4905 à 487 en 4945.
- La production pour 1914 était de 1616000 t denaphte. 435 puits étaient en production, dont 409 pour P « ancien rayon » et 26 pour le « nouveau rayon » sur un total de 632 puits dont 588 pour P « ancien rayon » et 44 pour le « nouveau rayon ».
- La production totale de Grosny était à cette époque, depuis l’origine, de 14 700000 t.
- L’année 1915 amena un léger fléchissement, mais, pendant les années 1916 et 1917, on constata une augmentation sensible dans la production. En novembre 1917, eut lieu l’insurrection des indigènes (Tchetchens). Ces derniers détruisirent complètement les exploitations du nouveau rayon qui étaient situées sur leur territoire, alors que les exploitations de l’ancien rayon furent respectées, ne se trouvant pas sur leur territoire.
- Sept fontaines furent incendiées ; elles brûlèrent de novembre 1917 jusqu’en avril 1919. Certaines donnaient plus de 900 t par jour : une immense coulée de lave produite par l’incendie du naplite couvre le flanc des collines sur une épaisseur de plus de 0 m, 30. Cette lave est constituée par un coke de pétrole actuellement utilisé comme combustible dans les chaudières.
- Les puits qui ne furent pas incendiés furent détruits par la hache et la dynamite.
- Eu janvier 1919, la ville de Grosny fut occupée par les troupes volontaires russes. Tous les règlements bolchevistes furent annulés et les exploitations rendues à leurs anciens propriétaires.
- Malheureusement, la main-d’œuvre est excessivement rare et de très mauvais rendement, les ouvriers ne faisant presque rien1 et attendant toujours leurs « camarades ».
- En décembre 1919, ils recevaient 35 roubles par jour pour les manœuvres et 60 à 70 roubles par jour pour les spécialistes.
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- /Vùuoa/s oe fbe/os
- Graphique 1. — Production de naphte de la région de Grosny.
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- LA SITUATION PÉTHOL1FÈUE ACTUELLE AU CAUCASE
- En outre, de nombreuses coopératives avaient été constituées pour fournir aux ouvriers et à des prix abordables les choses de première nécessité. Il semble néanmoins que, devant la faiblesse de l’armée volontaire, Grosnv, d’ici peu, tombera au pouvoir de la République des Soviets ou au pouvoir de la République des Montagnards.
- 1905 1910 1911 1919
- Production totale (en milliers de tonnes). 705 1215 1610 705
- Nouveau rayon donne )) » 175 231
- Par fontaines 197 262 197 >>
- Nombre de puits en production 102 235 435 >
- Produits fabriqués (en milliers de tonnes) « 929 1 220 »
- dont (graphique 1) : Benzine (1000 t). . 72 117 'U
- Pétrole ( — ) u 134 129 • »
- Ligroïnc ( — ) o 35 40 w
- Mazout ( — ) » 088 940 »
- Sur 122 puits du nouveau rayon, 5 seulement ont pu être remis en service (ce sont 5 fontaines ne nécessitant, par suite, aucun moyen de pompage et de force motrice), 7 sont en approfondissement et toutes les autres en réparation ; 88 sont abandonnés.
- Nature des naphtes de Grosny. — Les naphtes de Grosny sont à teneur parafïineuse. Néanmoins, il existe quelques couches qui donnent du naphte sans paraffine.
- Tableau A.
- Date de l’analyse.
- 21-6-19 18-11-19 5-17.
- Profondeur des puits en mètres . . 396 783 »
- Densité des naphtes à 15° G. . . . 0,8745 0,863 0,845
- Coagulation en degrés C — 19° + 11° . — 8°
- Teneur en goudron 0/0 18 44 17
- — en paraffine "0/0 néant » 2,48
- (point de fusion
- Résultats : 55»)
- Benzine: densité 15° C 0,727 néant 0,727
- — 0/0 .*'.... 0,86 » 18,43
- Ligroïne : densité 0,757 0,7568 néant
- — 0/0 9,56 4,02 »
- Pétrole : densité 0,8019 0,7974 0,7994
- — degré d’in 11. C 37° 380 32,5
- — 0/0 . . 18,75 24,35 20,48
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- LA SITUATION rÉTUOLlEÈUE ACTUELLE AU CAUCASE
- 133
- t); île de l'analyse,
- 21-6-11) 18-11-10 5-17
- .Mazout': densité ... 0,916 0,892 0,903
- — inflammable. . . . 19,90 128° 123°
- — congélation .... ... — 17° + 28° + ~‘°
- — viscosité E . . . 5,15 3,59 4,31
- — 0/0 .. . . . 70,60 71,4 60,93
- Perles 0/0 . . . 0,23 . 0,17 0,16
- lirai (dans mazout) ... 36 28 30
- Par suite des points de congélation positifs de quelques mazouts, ces derniers ne sont vendus que mélangés à une certaine proportion avec des naplites légers, solar oil, ou d’autres mazouts à point de congélation négatifs.
- Au 1er septembre 1919, il existait en stock les quantités suivantes :
- Tableau B.
- ExploilàlionsMiaphte . . . *.................(en tonnes) 303.500
- Usines :
- Naphtc......................(en tonnes). 136.000
- Benzine'................................. 160.000
- Ligroïne............................. . . 19.500
- Bel rôle................................. 28.000
- Mazout.............,................ 84.000
- 427.500
- , Totai..............(en tonnes) 733.000
- Pendant les neul premiers mois de 1919, il a été exporté de Grosny 295 000 t de naphte ou produits de naplite pendant le mois d’août, 500 citernes, soit environ 6 000 t, ont été expédiées de Grosny. Les moyens de transport sont excessivement défectueux. Le port d’embarquement pour l’étranger est Novo-Rossisk, situé sur la mer Noire à plus de*800 km. Il avait été prévu la construction d’un pipe-line devant réunir Grosny à Poli sur la mer Noire. Malgré de très grosses difficultés de construction (traversée de la chaîne du Caucase, très haute altitude, grand froid pendant l’hiver, et la nature paraffîneuse du naphte à transporter), le projet aurait eu une suite si la guerre n’était survenue.
- La dissociation de la Russie et la constitution des petites républiques dans le Caucase ne semblent pas devoir permettre la réalisation de ce projet dans un avenir très rapproché. Cependant
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- m
- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- cette construction s’impose, car c'est le seul moyen économique et rapide de transporter le naphte pour la mer Noire ; aussi longtemps que ce pipe-line ne sera pas construit, Grosny ne pourra pas accroître sa production.
- Le pipe-line qui réunit Grosnv au port de Petrovsk, sur la Caspienne, avait été détruit en 1917. Il a été réparé depuis. Sa longueur est de 98 km, son diamètre de 8 pouces ; il comportait quatre stations de pompage : Grosny, Goudermes, Tcheriout et Teberjoid.
- Deux stations seulement ont été remises en état. Aussi la capacité d’émission du pipe-line qui était avant la guerre 'de (200 000 pouds) 32 800 t en naphte ou en mazout léger n’est plus que de (95 000 pouds) 1500 t par jour.
- Ce pipe-line appartient à la Société Akverdof.
- Prix des matériaux. — La vie est excessivement chère à Grosny, les difficultés du ravitaillement sont immenses; la main-d’œuvre, quoique déjà très mauvaise, fait entièrement défaut. Quant au matériel, non seulement il a atteint des prix fantastiques, mais encore il devient, lui aussi, introuvable.
- Usines pour le traitement du naphte.
- Les Sociétés suivantes disposent à Grosny d’usines pour traiter le naphte et en retirer les produits blancs (benzine, pétrole, ligroïne, etc.) :
- 1° Société Akverdof. — Peut traiter 2 000 t (120 000 .pouds) par jour de naphte cru. Elle possède des réservoirs pouvant emmagasiner de 3 à 4 millions de pouds (50 à 65 000 t).
- 2° Société des Chemins de fer Vladicaucase. — Gomme ci-dessus, prend le naphte aux autres Sociétés, en retire le mazout qu’elle emploie pour ses locomotives et donne la benzine et le pétrole. Son parc de 23 réservoirs a été bridé fin septembre 1919. Actuellement, ces réservoirs sont en réparation.
- 3° Société Standard Eusse de Grosny. — Peut traiter 1 600 t (100000 pouds) par jour, réservoirs de 100 000 t (6 millions de pouds).
- 4° Usines Ouspieck (Progrès). — Peuvent traiter 500 t par jour (30 000 pouds).
- 5° Usines Poka. — 500d par jour (30 000 pouds), peu de réservoirs.
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- LA SITUATION PÉTKOLIKÈUK ACTUELLE AU CAUCASE
- 135
- Toutes ces usines qui sont réunies aux exploitations par des pipe Min es se trouvent à côté de la station de chemin de fer de Grosny. Elles possèdent des stations de chargement pour l'expédition par citernes.
- La production des produits blancs avait atteint à Grosny 1 191 000 t en 1915, se décomposant comme suit :
- Benzine.............................. 104 000 t
- Pétrole............................. 109 000
- Ligroïne............................. 33 000
- Mazout de chauffage.................. 945 000
- Nota. — On désigne sous le nom de ligroïne un produit intermédiaire passant entre la benzine et le pétrole, et qui n’est autre chose qu’une benzine ' légèrement colorée par le naplite, facilement rectifiable et transformable en benzine; la ligroïne est.un produit qui paie des droits de douane de beaucoup inférieurs à ceux de la benzine.
- Fabrication des huiles. — A Grosny se trouve une usine pour la fabrication des huiles.
- Elle emploie les procédés français Goûtai et Hennebutte, procédés par le vide qui permettent d’utiliser les naphtes de Grosny pour en retirer les huiles de graissage. Cette usine traite actuellement 6 650t de mazout et naplite lourd par mois, sa consommation est de 9851 d’acide sulfurique et 501 de soude. Elle n’a aucun stock, la production étant entièrement absorbée sur place. Les importations assez importantes se font de Bakou, par Petrowsk.
- L’Usine de Grosny, anciennement « Pourbey », maintenant « Société Busse de Fabrication des Dérivés du Naplite », est composée :
- 1° De 75 0/0 de capitaux belges (groupe Waterkeyn), Société Akverdof, la Société « Colombia » (Société de pétroles roumains) ;
- 2° De 25 0/0 de capitaux français (Rothschild, Hennebutte et Goûtai les inventeurs), ces usines ont été terminées pendant la guerre.
- Dans cette usine, pendant la guerre, un ingénieur français, M. Philippon, avait installé la fabrication du benzol et du toluol en partant du naphte. On n’a aucune nouvelle de cet ingénieur, disparu pendant l’occupation bolchevique.
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- 136 LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- Les Sociétés exploitantes à Grosny sont subdivisées en piu-
- sieurs groupes, savoir : Années. Roubles. Liv. slert.
- Groupe français (Dreyfus) :
- Société Réno (Société Russe « le Naphte »)
- et Société de Recherches 1914 2 000 000 i>
- Groupe Shell :
- Grosny Soundja 1913 « ,300 000
- Standard Russe de Grosny 1913 24 000 000 »
- Groupe belge :
- Akhverdof 1896 8 812 500 ))
- Groupe anglais : L. Kraitzevitch, absorbé par :
- Anglo Tereck Pet roi . . . 1901 >> 160 000
- Spiss 1900 ,» 750 000
- North Caucasian 1901 » 750 000
- Groupe Nobel (suédois-allemand) :
- Nobel . . . 1879 30 000 000 ))
- Société Tcheleken Daghestan 1901 2 000 000
- Nieftarod (Société de Recherche.-) \ . . » » ))
- Groupe Tsatouroff:
- Société Grozinskaia Niefte, Ancien Ar-
- goun . . . . 1914 5000 000 »
- Soundja 1914 4 000 000 »
- Groupe Manlacheff Lianosoff :
- Société Anoto » >) ))
- Renzonaphte » .» ))
- Groupe Poutilo/f :
- Anglo-Russe Maximoff . . Société A.I. Poutiloff; depuis la guerre: 1899 )> 40 000
- Petrograd-Grosny , 1914 10 000 000 »
- Groupe Russe :
- Chemins de fer Vladicaucase . . . . . » » * ))
- Moscou Naphte (Polak) 1897 1200 000 ))
- 3° Bakou.
- La production de naphte de la presqu’île de Apschron représentait à elle seule, en 1916, 80 0/0 environ de celle de toute la Russie. Les principaux centres d’exploitation sont :
- 1° Quatre’centres anciens :• Balakhany, Sabountchy, Romani et Bibi-Eibat, qui, en 1916, représentaient 71 0/0 de la production totale du bassin de Bakou ;
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- Militons Ot Pot/os
- Miu. tonj oc Tonna
- Graphique 2. — Production de naphte dans la région de Bakou spécialement.
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- 138
- LA SITUATION PETROLIFERE ACTUELLE AU CAUCASE
- 2° Souraïdiani, qui représente 20 0 0 ;
- 3° Binagadi, qui représentait 7 0 0;
- 4° Les Iles Saintes (Svietoï-Ostrov) qui représentaient 1,2 0 0;
- 5° L’Ile de Tcheleken, qui représentait 0,8 0; 0.
- Quoique cette île soit en face de Krasnovorsk, de l’autre côté de la mer Caspienne, nous la comprenons dans la presqu’île d’Apscliron, car les Sociétés exploitantes Nobel, Luborad, etc., ont leur siège social et leur administration à Bakou.
- Nous n’entrerons dans aucun détail géologique pour la presqu’île d’Apscliron. On consultera avec profit à cet effet le magistral ouvrage du professeur Tassard, Exploitation des Pétroles, dans lequel on trouvera les cartes et tous documents nécessaires.
- Production. — Voir Graphique n° 2.
- La production, qui était de 820 000 t en 1882, va en croissant d’une façon continue jusqu’en 1901, avec une production de 11 millions de tonnes, qui est le point culminant.
- La révolution en 1905 fait fléchir à G 700 000 t cette production. Les exploitations sont détruites, la main-d’œuvre rend de moins en moins. Néanmoins, et insensiblement, la production se relève et la situation parait devoir se rétablir en 1916 avec 7 850 000 t, quoique le manque de machines, de pièces de rechange, de matériaux, commence à se faire sentir du fait de la guerre et de la fermeture des Dardanelles.
- Mais, 1917 amène l’anarchie, l’industrie est complètement paralysée, les Soviets s’installent en maîtres, on ne produit plus.
- 1918 (production: 2000 000 de tonnes) voit la nationalisation de l’industrie du pétrole et ensuite l’occupation turque après un bombardement de quelques jours avec ses horreurs et ses massacres. La désorganisation économique est complète; il n’y a plus ni exportations ni exploitation ; c’est le record. minimum de la production; il faut remonter jusqu’à 1889 pour en trouver une semblable.
- Fin 1918, les troupes anglaises et russes occupent Bakou à nouveau. Cette ville a souffert du bombardement, mais les exploitations sont pratiquement intactes.
- 1919 voit la constitution d’un Gouvernement tartare qui sera plus tard celui de la République de l’Azerbeidjan actuellement reconnue par nous.
- L’ordre renaît et, lorsqu’en août 1919 les Anglais évacuent
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- LA SITUATION t'KTKOLIFLRE ACTUELLE AU CAUCASE
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- Bakou, aucun trouble ni aucun massacre n’eurent lieu, contrairement aux prévisions.
- La production est néanmoins réduite au minimum, car les exportations sont presque nulles, Astrakan étant entre les mains des Bolcheviks. Or, ainsi que nous le verrons plus loin, les exportations par Astrakan représentaient 75 0 0 des exportations totales.
- Pour parer à la crise très grave, le Gouvernement de Bakou avance de l’argent aux industriels afin que ces derniers continuent leurs exploitations. Mais les réservoirs sont pleins et la situation est difficile. Les exportations de Bakou à Batouin sont excessivement réduites du fait de la capacité très faible des transports par chemins de fer et des difficultés de transit à travers la Géorgie.
- Le pipe-line Bakou-Batoum, qui avait fonctionné tant bien que mal en février et mars, est remis en service en septembre et permet d’augmenter les exportations et, par suite, la production.
- La production des quatre premiers mois a été de 1 022 000 t avec 1 677 puits en production.
- Les quatre mois suivants, de 1 280 000 t avec près de 1900 puits en production.
- Il y a lieu de compter sur 240 millions de pouds, soit près de 4 millions de tonnes pour 1919.
- Gi-après le tableau de la production de Bakou :
- 4 Centres anciens : Balakhany, Sabountchy, Romani, Bibi-Eibat.
- 1906 1910 1914 1915 1916
- Nombre de puits produisant :
- Balakhany 739 962 1 203 1 222 1152
- Sabountchy 712 1177 1 658 1 666 1 661
- Romani 233 305 385 385 361
- Bibi-Eibat 230 496 404 404 397
- Total 1934 2 840 3 650 3 677 3 571
- Production totale (en milliers de
- tonnes) . . 7 330 7 820 5 540 5 603 5 400
- — des fontaines seule-
- ment 173 235 175 179 435
- — moyenne des puits
- par an 3,75 3,06 1,53 1,53 1,51
- Nombre de puits commencés . . 200 169 218 176 149
- — terminés . . . 189 209 219 179 166
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- J 40
- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- 1900 1910 191-1 1915
- Profondeur moyenne en mètres
- . des puits productifs : Balakhany 262 277 276 301
- Sabountchv. . 362 377 377 377
- Romani 445 475 558 625
- Bibi-Eibal 535 595 623 625
- Moyenne 358 377 384 390
- Longueurs forées en kilomètres, y compris les approfondissements d’anciens puits .... 102 103 110 102
- Si on prend la production de 1913, égale au coefficient 100, on aura les résultats- suivants :
- Production en 1913 égale 100 0/0;
- — en 19:14 — 86,7 0/0 de celle de 1913
- — en 1915 — 87,9 0/0 —
- — en 1916 — 84,5 0/0 —
- — en 1917 — 67,3 0/0 —
- — en 1918 — 34,1 0/0 — ‘
- — en 1919 — 56 0/0 environ —
- Voir Graphique n° 3.
- La production moyenne des puits, qui était de 14 t par 24 heures en 1904, est tombée à 4 t, 6 en 1917 et à 3 t, 7 en 1918 pour remonter en 1919 à S t, 3 environ.
- La production des puits par an, qui était de 6 065 t en 1904, passe à 3060 t pour les années 1908, 1909 et 1910. Elle descend à 1500 t pour 1914-et la raison doit en être, dans le rendement de plus en plus mauvais de la main-d’œuvre.
- Depuis la guerre, les travaux de recherche et les forages de nouveaux puits sont allés en décroissant. Alors qu’en 1913 on avait une moyenne de 1! 500 m de forage par mois, en 1917 on n’avait plus que :
- Pendant le premier semestre, 5 660 m par mois;
- — le second — 4 000 m —
- — le premier semestre 1918, 1 430 m par mois ;
- — le second — — 426 m —
- Pendant l’année 1919, la moyenne est encore plus basse.
- La production des fontaines varie de 1,4 0/0 à 8 0/0 de la production totale.
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- 141
- Se reporter au tableau précédent.
- Exportation. — Voir Graphique n° 4.
- Les exportations de Bakou se faisaient principalement par la
- Graphique 3. — Production des principaux centres de la région de Bakou.
- mer Caspienne et Astrakan pour le centre de la Russie.
- Exportations de Bakou.
- Exportations totales (en 1913 191* 1915 1916 1917 1918
- milliers de tonnes) . . 6,1 5,3 6,3 6,7 5,7 1,5
- Exportations p1' Astrakan. 4,4 4 5,2 5,5 4,6 1,2
- Pourcentage 73 0/0 76 0/0 83 0/0.83 0/0 81 0/0 86 0/0
- 'Les exportations par Astrakan représentaient avant la guerre une moyenne de 73 à 76 0/0 des exportations totales.
- L’occupation d’Astrakan par les bolcheviks a interrompu ces exportations et le marché russe est complètement fermé : les bolcheviks occupant Askhabad' sur le chemin de fer transcas-pien ont empêché toute exportation avec la région de Taclis-
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- 112
- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- kand et la Boukarie, ainsi que l’Afghanistan et une partie de la
- fini tons ot Fbvos
- Graphique b. — Exportations de naphte'de la région de Kakou.
- Perse. Il ne restait donc que le nord de la Perse parles ports de Redit et Enzeli et l’exportation par Batoum.
- Pour la Perse, les exportations étaient excessivement faibles par Batoum, on est limité par les moyens de transport.
- Des accords étant intervenus entre l’Azerbeidjan et la Géorgie, le transit à travers cette dernière est possible,
- 1° Pipe-line. — Le pipe-line qui fonctionne depuis septembre
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- LA SITUATION PÉTBOLIFÈHfc ACTUELLE AU CAUCASE 143
- ne peut amener que bien peu ; prévu pour transporter 200 000 pouds par jour, il n’a jamais eu ce rendement; il est vrai que les exportations n’étaient pas suffisantes avant la guerre pour le faire fonctionner à plein. Voici d’ailleurs les quantités transportées :
- Production du pipe-line Bakou-Batoum.
- En pétrole ralliné J) = 824.
- 1907 1908 1909 1910 1911 1912 1913 1914 1915 1910
- Milliers île 1. 435 455 324 434^ 385 359 370 164- 1,7** 9,4
- * La production de 1914 ne comprend que les huit premiers mois.
- ** La production de 1915 ne comprend que les quatre derniers mois.
- Après les réparations qu’il vient de subir, il est plus prudent, vu le mauvais état de la conduite, du matériel, des pompes et la nonchalance du personnel, de ne compter que sur 50 000 t par mois au maximum.
- 2° }\'ayons-citernes. — Au mois d’août 1919, il y avait \ 800 wagons-citernes en service sur les lignes du Transcaucasien, mais ce nombre diminue tous les jours, car aucune réparation sérieuse n’est faite. Il y a lieu de compter, à fin décembre 1919, sur 700 wagons-citernes, au plus, en service.
- On admet, d’autre part, que la rotation d’un de ces wagons pour Bakou-Batoum est de 25 jours (16 pour aller et retour, plus 9 pour le remplissage, vidange) et sa capacité 800 pouds, ce qui donne environ 1000 pouds par citerne et par mois, soit environ pour l’ensemble des citernes, 11000 fc par mois.
- Voici, d’ailleurs, ce qui a été transporté pendant les quatre premiers mois de l’année 1919 par le chemin de fer Bakou-Batoum :
- Huile d’éclairage....................... 1.430.746 pouds.
- — dégraissage. . .................... 113.360 —
- N aphte.............................. 4.676.951 —
- Résidu de naphte.......................... 309.877 —
- soit 1630 000 pouds par mois (26 700 t) avec près de 1800 wagons-citernes en service .
- En avril, il n’avait été déjà transporté que :
- Huiles d’éclairage........................ 184.460 pouds.
- — de graissage........................ 18.075 —
- Naphte. ................................... 26.645 —
- Mazout................................... 63.618 —
- 291.808 pouds.
- soit 4 800 t environ.
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- 144
- LA SITUATION' PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- 3° Par mer. —: Pendant ces quatre mois, il a été exporté par la mer Caspienne (Perse et autres lieux) :
- Huiles d'éclairage................... 1.738.000 ponds.
- Mazout et divers..................... 1.286.000 —
- Naphte. . . .......................... 433.000 —
- Huiles de graissage..................... 46.000 —
- Benzine.............................. 33.000 —
- 3.338.000 pouds.
- soit 890 000 pouds ou 14 600 t par mois.
- La capacité totale d’exportation était donc, en tenant compte du pipe-line :
- Pipe-line..................... 50 000 t par mois.
- Citernes...................... Il 000 —
- Par mer....................... 14 600 —
- Or, la production actuelle est de 260 000 t par mois au minimum, c’est-à-dire près de quatre fois supérieure à la capacité de transport.
- Mais la situation était aggravée du fait qu’il existe à Bakou des stocks très importants. Au 1er juillet 1919, ces stocks étaient ç.n pouds :
- Sur les exploitations .3 . . . . . Pouds. 25.598.589
- Aux usines :
- Naphte Pouds. 65.199.710
- Pétrole 17.854.710
- Huile, graisse 5.939.197
- Solar oil léger ....... 664.513
- — lourd 414.017
- Benzine 412.796
- Gazoline 1.849.777
- Mazout 64.621.225
- Résidus huileux .’.... 441.417
- Autres produits 244.162 V
- 157.641.419
- Soit. . . . . . . Pouds. 183.240.008
- Tous les réservoirs étaient pleins. Le'naphte était emmagasiné dans des bassins creusés dans la terre et. en plein air.
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- u:>
- Sociétés exploitantes.
- Nous donnons en annexe la liste des Sociétés exploitantes à Bakou, avec la production pendant les quatre premiers mois de l’année 1919, le nombre de puits en exploitation, le capital social et le pourcentage de la production.
- Les principaux exploitants sont :
- a) Groupe Oil, qui comprend :
- Nobel,
- Mantaclief ) „
- I ianosof j caP^aux Lançais,
- Mirsoief,_
- Moscou-Caucase,
- Naphte-Russe,
- Aramaz,
- Volga-Bakou,
- Apschron.
- b) Groupe Français, dit Dreyfus :
- Société Russe « Le Naphte », 1883, 50 millions de roubles, action 100 roubles,
- Société du Naphte de Bakou, 1874, 7 785 000 roubles, action 100 roubles,
- Ter-Akopof, 1899, 9 millions de-roubles, action 100 roubles,
- Société Balakhany Zabrat, 1904, 1 200000 roubles, action 250 roubles.
- c) Groupe Shell :
- Caspienne-Mer Noire,
- Société Mazout (quelques capitaux français),
- Société Caucase,
- Société Saourchastniki (les participants),
- Société Chibaieff.
- d) Les Indépendants : Association Caspienne, etc.
- Le Groupe Nobel contrôle 40 0/0 environ de la production actuelle.
- Le Groupe Dreyfus contrôle 12 0/0 environ de la production actuelle.
- Le Groupe Shell contrôle 15 0/0 environ de la production actuelle.
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- LA SITUATION PETROLIFERE ALT! Kl,LE AU CAUCASE
- Production des usines. — Les usines sont concentrées aux envi-
- rons de Bakou, à Bieli-Gorod (ville blanche) et Tcliiorny-Gorod
- (ville noire).
- Pour la production de ce îs usines, voir le tableau suivant :
- Production des Usines de Bakou.
- 7° Produits bruts en mil tiers de tonnes
- 1910 1913 191(1 191S
- Huiles d'éclairage (pétrole,
- ivronaphte, astralinc) . . . 1 350,0 1 383,0 949,0 * 130,6
- Huiles de graissage. . . . 305,7 383,0 150,5 26,7
- Solar léger et lourd . . . 2 805,0 15,2 58,6 26,9
- Benzine . 25,2 25,3 23,2 27,2
- Résidus de naphle .... » M * H »
- Mazout do chauffage. . . . 3 000,0 2 519,0 2 321,2 292,0
- Paralline 0,3 0,7 2,0 0,06
- Autres produits, goudron, 1
- mazout de graissage, ré-
- sidus d’huile, etc. . . . 590,0 782,1 425,0 46
- Total en milliers de tonnes 5 628,7 5 246,9 3 930,5 549,4
- 2° Produits finis en rnilh ers de tonnes.
- Huiles d'éclairage .... 1 324,7 1 344,4 933,5 126,0
- — de graissage. . . . 253,9 315,1 113,0 10,7
- Solar 1,5 0,6 2,2 0,0
- Benzine 16,2 23,3 15,4 0,9
- l’a rai si ne 0,2 0.5 0.9 »
- Total en milliers détonnes 1 596,0 1 684.0 1 065,7 137,6
- Les réserves de ces usines étaient :
- Réserves en usines (Région de Bakou) 191S (en ponds). 1919
- A u 1" novembre Au lor juillet.
- Huile d’éclairage 10 538118 17 854 495
- — de graissage. . . . 3 628 695 5 939197
- Solar léger 480 282 664 613
- — lourd 511 507 414 027
- Benzine 501 318 412 796
- Gàzoline et ligroïne. . . . 1 930155 1 849 777
- N aphte 38110 551 65199170
- Résidus de naphtc (mazout). . . . 37 137 115 64 621 225
- — d’huile 413 719 441 417
- Autres produits ..... 899 745 244162
- l’ouds . 94 191 205 157 641 419
- Tonnes. 1 544118 2 584 285
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- U7
- Organisation des ventes a Bakou.
- Il existe à Bakou un bureau olliciel du naphte (Cbmité de l’Union des Industriels du Naphte) qui est une organisation de l’Etat russe, ün bureau semblable existe aussi à Grosny. L’est lui qui fixe les prix de vente, d’achat et qui répartit les commandes. Le Bureau est composé de deux délégués des indus-
- ’&ontxe,s» JauJ-a
- 6 OCO -
- 3o ooo -
- «2 a Ooo -
- -t. ooo _
- essts.i
- Graphique 5. — Exportation du naphte de Batoum.
- Iriels et propriétaires, deux délégués des usiniers et deux délégués des propriétaires de stocks.
- La répartition des produits se fait de la façon suivante :
- 20 parts aux industriel? et-propriétaires ;
- 6 — aux usiniers ;
- 8 — aux propriétaires de stocks.
- Gomme certains industriels, propriétaires de stocks, par
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- exemple, n’ont que du naphte, les usiniers livrent à leur place les commandes à un taux déterminé.
- En novembre 1919, par exemple, pour une tonne de pétrole lampant (kérosène) et une tonne de mazout, on devait donner
- ‘ëorvmj
- 40 000 —
- f>. OO O _______
- 3 O.OOO —
- 3.000 _
- Jse frôle , Aênzine. huilcS y/,^r///<ye fnu%ouJ ifouùrlonJ
- Graphique 6. —* Décomposition des exportations de naphte de Batoum.
- 111/4 de naphte ltlger et 130 roubles. En juin 1919, on échangeait 4 t 1/3 de naphte contre 1 t de pétrole et 1 t.de mazout.
- Les ventes en dehors de Bakou et pour tout autre lieu que Bakou sont exclusivement faites par le Bureau officiel du Pétrole; ce dernier reçoit les commandes et les répartit parmi ses adhérents. Les paiements sont faits à là commande.
- Batoum.
- Les importations de naphte et produits de naphte se font par Batoum pour Bakou et par Novo-Rossisk pour Grosny (les expéditions de-Maïkopp étant considérées comme nulles).
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
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- Les exportations de Batoum sont de beaucoup les plus importantes (graphiques 5et 6). En 1913, elles étaient pour l’étranger île 000 200 t, dont :
- 370 000 t pétrole,
- 180 000 t huile de graissage,
- 61 000 t mazout,
- 9000 t goudron, brai, etc.,
- tandis que celles de Novo-Rossisk n’étaient que de 165 000 t, dont : n
- 20 000 t pétrole,
- 136 000 t benzine, ligroïne, naphte, etc.
- Du 10 décembre 1918 au 1er mai 1919, il a été expédié de Bakou à destination de Batoum, 5 632 884 pouds, soit 92 340 t, se décomposant comme suit :
- Commandement anglais. Chemin de l'or de Géorgie. Divers acheteurs. Totaux.
- A aphte 2088143 . 517 841 17 378 3 223 362
- Mazout 657 006 5 697 o 111 367814
- Pétrole 128 805 143 631 1 618 679 1 891115
- Benzine 49 837 697 18 331 68 805
- Huiles de graissage . 2 724 3 722 75 282 81 728
- Totaux en pouds . 3 226 515 671 588 1 734 781 5 632 884
- — en tonnes. 52 890 11 010 28 440 92 340
- Avant la guerre, le prix de vente du naphte était fixé à Bakou par le Gouvernement russe qui faisait en sorte que la production de Bakou soit réservée au marché intérieur russe, aux chemins de fer et Compagnies de navigation.
- Les produits dérivés du naphte, pétrole, benzine, huiles, étaient, eux aussi, absorbés en grande partie par le marché russe, car ils bénéficiaient des organisations déjà créées pour le transport et l’entrepôt du naphte.
- Pour l’Europe, Batoum deviendra donc l’entrepôt de Bakou. Les Anglais l’ont si bien compris qu’ayant évacué tout le reste du Caucase, ils occupent encore militairement Batoum ; tous les services de ce port sont pitre leurs mains; ils contrôlent le pipeline Bakou-Batoum dont ils tiennent l’extrémité et s’en servent
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- 150 LA. SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- comme moyen de coercition (fermeture du pipe-line jusqu’à ce qu’ils aient obtenu ce qu’ils exigeaient). Ils fournissent actuellement les matériaux nécessaires pour en construire un second, destiné à transporter le mazout ; ils constituent des stocks importants de mazout, naphte, huiles à Batoum.
- Les Italiens eux-mêmes sont très agissants.
- Dans les réservoirs de la firme Nobel étaient accumulés, fin janvier de cette année, des stocks importants destinés à l’Allemagne.
- La France ne s’est pas laissée dépasser. Une grande firme, la Société Lille-Bonnières-Colombes, a su se réserver de très grandes possibilités.
- La mission militaire française au Caucase, malgré la pauvreté de ses moyens, a su défendre énergiquement et intelligemment les intérêts français ; notre marine nationale a su montrer une initiative et une énergie dignes d’éloges, mais cela ne suffit pas.
- Le naphte et ses dérivés, le mazout, le pétrole deviennent des combustibles de plus en plus recherchés pour leur commodité de transport, leur facilité de manutention, leur pouvoir calorifique et l’économie de leur emploi.
- Des recherches sont faites dans nos colonies, en Afrique notamment. Il faut qu’elles soient poursuivies .d’une façon suivie et très sérieuse ; mais il ne faut pas oublier qu’il est nécessaire de songer aux besoins immédiats et que nous devons aussi prendre position aux lieux de production reconnus.
- Dans nos affaires de pétrole au Caucase,’ à Bakou notamment, il n’y a pas de Français, alors que les Sociétés anglaises et hollandaises ont beaucoup de leurs compatrio tes. C’est ce qui explique, d’ailleurs, pourquoi nos capitaux, les trois quarts du temps, ne. vont qu’à des affaires déjà lancées par des étrangers et cotées à la Bourse avec des plus-values parfois excessives.
- Nous jouissons au Caucase d’une réputation que les insinuations de certains de nos Alliés et la propagande hardie des Allemands n’ont pu diminuer.
- Il importe que nos Sociétés françaises s’intéressent sérieusement aux affaires de pétrole sans passer par le canal de Londres ou de La Haye; mais il ne suffit pas d’avoir au Caucase des capitaux, il est absolument indispensable que ces Sociétés aient sur place un personnel dont le noyau soit français. C’est le seul moyen de sauvegarder nos intérêts, d’augmenter notre influence et de réserver l’avenir.
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE loi
- ANNEXE
- Tableau des densités du naphte russe et de ses dérivés.
- Produits. Firmes. Densité à 15" <:. Coefficient de correction par 1° L.
- 1. Kplivr Srhgol Schmidt Petro^ ,rad 0,64483 0,000949'
- 2. benzine Chibaïeff et G'1' . . . . . 0,70947 0,000905
- 8. — Vladicaucase (Ch. de 1 u). 0,71035 0,000890
- 4. — Bakou . . 0,71713 0,000898
- 5. Ligroïne ..... Vladicaucase (Ch. de fer). 0,75585 0,000816
- 6. Pétrole (kérozène). — 0,80041 0,000749
- 7. — — _ 0,81300 0,000744
- 8. — Nobel Bakou .... . . 0,82304 * 0,00073!
- 9. — ‘ — .... . . 0,82394 0,000733
- 10. — Chibaïelï Bakou . . . . . 0,82436 0,000737
- 11. Astral inc — .... . . 0,83106 0,000728
- 12. Distillais (850) . . Nobel Bakou .... . . 0,85084 0,000704
- 18. A aphte Vladicaucase (Ch. de 1 :r). 0,85640 0,000706
- 14. Pyronaphle. . . . ChibaïelT Bakou . . . . . 0,85960 0.000684
- 15. - .... Bakou (Nobel). . . . . . 0,85991 0,000682
- 16. Distillais — .... . . 0,86960 • 0,000680
- 17. Naphte .... . . 0,87262 0,000675
- 18. Distillais (8S0) . . — .... . . 0.87927 0,000664
- 19. Solar Oil — .... . . 0,88084 0,000662
- 20. Distillais .... . . 0,89156 0,000654
- 21. Huiles à broches . — .... . . 0,89895 0,000635
- 22. — à machine. — .... . . 0,90975 0,000032
- Composition moyenne des naphtes américains.
- Pens\ l- Okla- Texas et. Cal i -
- Produits. vanie. Indiana. Illinois, lioma. Louisiane, ternie. Colorado.
- Produits divers,
- . gazoline, benzine, etc. . . 12,0 11,5 8,5 11,0 3,0 6,0 3,5
- Pétrole .... 67,0 48.0 39,0 41,0 15,0 18,0 35,0
- Huiles de graissage .... 12,5 15,0 » ^ » 6,0 1,5 3,0
- Solar Oil (distil- \ lats) ! 25,0 \ 45,0 i
- i lombustibles > 4,5 25,0 56,0 < > 72,0 55,0
- liquides, as- l pliai tes, etc.. / ( 20,0 28,0 )
- Paraffine . . . 2,0 2,0 » » » )) )) y
- 98,0 96,5 98,5 97,0 97,0 97,5 96,5
- Totaux. .
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- lo2 LA SITUATION PÉTItOLIFÈHE ACTUELLE AU CAUCASE
- Production de naphte et exportation de produits de naphte des États-Unis d’Amérique.
- ï Exportation produits du naphte.
- Production Huile Benzine
- de de et
- Années. naphte. Pétrole. Naphte. graissage . gazoline. Mazout. Totaux.
- Millions
- de barils. Millions de gallons.
- 1895. . . 52,9 714,8 111,2 43,4 14,8 0,1 884,3
- 1900. . . 63,6 739,1 138,1 71,2 18,5 19,7 986,6
- 1905. . . 134,8 881,4 126,2 113,7 28,4 70,7 1 220,4
- 1910. . . 209,6 940,2 180,1 163,8 100,7 117,6 1 502,5
- 1911. . . 220,4 1112,3 201,8 183,3 137,3 134,0 1 768,7
- 1912. . . 222,1 1 026,1 . 188,7 216,4 185,0 266,2 1 883,5
- 1913. . . 248,4 1119,4 194,5 207,6 188,1 426,9 2136,5
- 1914. . . 280,0 1 004,0 124,0 194,5 204,5 702,0 2 229,0
- Densité approximative des naphtes américains.
- Appalaches.............. 0,797-0,840 Illinois................ 0,830-0,941
- Indiana ................ 0,839-0,910 Texas................... 0,891-0,941
- Oklahoma.................0,824-0,873 Californie.............. 0,838-0.979
- Nota. — 1 baril = 42 gallons.
- 1 baril = 7 pouds 29/40.
- Production des Indes hollandaises et britanniques, Japon, Mexique et autres.
- (En milliers de pouds.)
- Indes Indes
- Années. hollandaises, britanniques. Japon. Mexique. Autres lieux.
- 1903......... 63 508 34 441 .11 400 2 376 11 108
- 1910 ...... 91 313 49 963 15 716 27129 22 865
- 1911 ...... 101994 54 773 13 503 114 380 24 535
- 1912 ...... 90 240' 60 427 13 605 152 213 32118
- 1913.. . . . 93 064 61 050 15 808 224108 46 876
- 1914......... 93 970 67155 16 789 244 200 70 390
- Comprend en tonnes: Pérou (270 000), Allemagne (145 000), Canada (30 000), Indes (8000), Saravon (65185), Egypte (103605), Trinité (84356), Perse (350000), Argentine (60 000), Algérie et autres lieux (36854).
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- LA SITUATION PÉTROLIFÈRE ACTUELLE AU CAUCASE
- 153
- 4
- Production et exportations de la Roumanie en naphte et dérivés du naphte.
- (En milliers de pouds.)
- Exportations.
- Production Huile de
- Années. de naphte. Naphte. Mazout. graissage Pétrole. Benzine. Totaux.
- 1905. . . 37 537 » 3 023 » 7 212 2 851 13 086
- 1910. . . 82 451 » 7 095 » 20 713 7 677 35 485
- 1911. . . 94 232 » 14123 « 19 694 7 635 41 452
- 1912. . . 109 777 1679 17 314 •449 21 585 10 612 51 639
- 1913. . . 115 093 1 747 20 874 583 25 557 14 479 63 240
- 1914 (*) . 108135 708 8145 198 12 436 8 010 29 497
- (*) Les chiffres de 4914 sont pour les six premiers mois.
- Production et exportations de T Autriche-Hongrie en naphte et dérivés du naphte.
- *
- (En milliers de pouds.)
- Exportations.
- A nuées. Production de, naphte. Naphte '. Pétrole. Huile de graiss Benzine. Solar. Mazout. Paraf- fine. Totaux.
- 1905 . . 48 894 64 9 872 2 301 499 » )) 548 13 284
- 1910 . . 98 989 335 16 284 5 940 4 888 2 489 50 2 712 32 698
- 1911 . . 79 586 37 13 464 5 535 5 299 )) 25 2 323 26683
- 1912 . . 61 999 100 20 551 9 478 7 036 » 18 3156 40 339
- 1913 . . 54 713 67 14 901 9 444 5 564 )> 74 2 726 32 776
- 1914 (*). 28 719 112 6 601 4 035 2 580 )) 67 1531 14 926
- (*) Les chiffres de 1914 sont pour les six premiers mois.
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-
-
- LES
- PAR
- M. Léon GUILLET
- AYANT - PR OP 0 S
- Les laitons spéciaux sont des alliages de cuivre et de zinc dans lesquels on a volontairement incorporé un ou plusieurs autres corps.
- Depuis fort longtemps l’industrie les utilise, particulièrement les constructions navales, sous le nom de bronzes forgeables ou de bronzes à haute résistance.
- Mais ces fabrications ont été la plupart du temps livrées à l’empirisme le plus complet, et les mélanges plus ou moins heureux«qui étaient utilisés tenaient, avant tout, de recettes culinaires, à la naissance desquelles avait présidé le hasard.
- Je tiens cependant à rappeler ici que notre éminent Collègue, Georges Guillemin, tout récemment décédé, au lendèmain même de la glorieuse mort de son fils Jean, fut le premier à s’occuper scientifiquement de cette importante question.. Mais ses publications furent très condensées et fort restreintes.
- Dès 1905 (2), au moment meme où j’achevais mes principales recherches sur les aciers spéciaux, j’entrepris des travaux de longue haleine sur les propriétés et la constitution des laitons spéciaux, pensant qu’ils pouvaient apporter dans la métallurgie du cuivre les mêmes progrès que les aciers spéciaux avaient apportés en métallurgie du fer.
- Ces recherches ont été poursuivies, sans discontinuité, depuis cette époque, elles ne sont point encore terminées ; cependant elles m’ont conduit déjà à de tels résultats que j’ai pensé pouvoir intéresser la Société des Ingénieurs civils en les condensant en peu de pages et en faisant bien ressortir les points tout récemment acquis, et dont la plupart ont fait seulement l’objet de courtes notes à l’Académie des Science^.
- il) Voir Procès-verbal de la séance du 26mars 1920 (fascicule séparé, p. 99).
- (2) Revue de Métallurgie 1905, Mémoires, p. 97. — Comptes rendus de l’Académie des Sciences : 1906, CXLII, p. 1047.
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- LES LAITONS SPÉCIAUX
- 155
- Au cours de ces recherches, j’ai été conduit à reprendre divers essais relatifs aux alliages binaires de cuivre et de zinc.
- En 1905, époque du début de mes recherches, les laitons spéciaux étaient généralement fort complexes. On utilisait le laiton au fer que Dick avait créé sous le nom de métal delta (première lettre grecque de son nom) et quelques autres alliages dont voici divers types avec leurs propriétés :
- NOMS COMPOSITION7 l'HOPHlÉTKS MÉCANIQUES A l’état laminé ET HECU1T
- Cu Zn Fc ! i Ma Al Pb S n U -1 E A 0/0
- Roma . . 58,5 40,5 » )> 0,2 0,3 )> 41 12 30
- Delta . . 55,5 41,5 0.8 à 1,5 0,3 » 1 à 1.5 » 45-50 12-15 25-30
- Stone . . 56 41 1,5 )) )) 0,5 1 48 16 15
- Bull. . . 57 40.51 0,3 )) 0,2 0,5 1,5 34 16 6
- Ce tableau montre, par ces quelques exemples, la variation de composition et de propriétés de ces alliages, connus à tort sous le nom de bronzes forgeables.
- De façon générale les fabricants garantissaient les propriétés suivantes :
- K !•: a o/o
- Pièces moulées............ 35-40 kg
- i Barres étirées............ 40-50 »
- Planches ................. 38-45 »
- Fils....................... <105
- D’ailleurs, le Ministère de la Marine demandait par son cahier des charges :
- 15-20 kg 15-25 0/0 20-30 » 15-30 0/0 15-20 » 18-25 0/0 <85
- R = 35 kg ; E = 10 kg ; A 0/0 = 18 avec R + A = 53.
- Pour exposer les résultats de mes recherches, je commencerai par rappeler très succinctement les propriétés des alliages binaires cuivre-zinc constituant les laitons ordinaires; puis je résumerai la théorie générale des laitons spéciaux, en vous montrant comment elle s’applique aux autres alliages ; en quelques mots je donnerai les résultats déjà connus, et enfin j’insisterai sur les résultats nouveaux et leurs conséquences en les généralisant.
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- lot)
- .LES LAITONS SPÉCIAUX
- «
- CHAPITRE PREMIER
- Les propriétés et la structure des laitons ordinaires.
- J’ai longuement développé cette question dans une conférence faite à la Société d’Encouragement pour l’Industrie nationale, en 1914. J’en rappellerai seulement les conclusions principales, celles qui nous intéressent pour la suite de cet exposé. Il est bien entendu que la plupart d’entre elles ne découlent pas de travaux personnels, mais de recherches antérieures dues notamment à Thurston (1) et à M. Charpy (2) pour les propriétés mécaniques, à Guillemin (3), Behrens (4), Robert Austen et Stansfield (5), M. H. Le Chatelier (6), M. Charpy (2), M. Shepherd (7), MM. Carpenter et Edwards (8) pour l’étude théorique.
- 1° Les laitons ordinaires industriels ne renferment pas moins de 56 0/0 de cuivre. Pour des teneurs plus faibles, le produit est extrêmement dur et fragile.
- La teneur en cuivre peut donc varier de 56 à 100 0/0 de cuivre. <*
- 2° On divise souvent les laitons en deux grandes catégories : les alliages se laminant à chaud et les alliages se laminant à froid.
- Les premiers comprennent, d’une part, les alliages contenant de 100 à 90 0/0 de cuivre et, d’autre part, les alliages renfermant moins de 63 0/0 de cuivre.
- Les seconds renferment de 100 à 60 0/0 de cuivre. Mais cette division n’a rien d’absolu, et en prenant de grandes précautions, notamment dans la précision de la température de forgeage et la pureté de l’alliage, on peut laminer ou filer à la presse tous les alliages de cuivre et de zinc de 100 à 55 0/0 de zinc.
- (1) Alloys Brasses and Bronzes. Joli AVilley and Sons, éditeurs, New-York, 1903.
- (2) Bulletin de la Société d’Encouragement pour l’Industrie nationale (février 1896) et Contribution à l’Étude des alliages de la môme Société, p. 162.
- (3) Commission des Méthodes d’essais des Matériaux de construction (lro session),
- Rapports particuliers, t. Il, p. 19. ‘
- (4) Das Mikroshopische Gefrïge der Metall und Liegierungen Leipzig Voss 1896, p, 93.
- (5) Proc. Inst. Mecli. Engineers, février 1897.
- (6) Contribution à l’Étude des alliages métalliques, p. 421.
- (7) Journ. of the Physical Chemistry (juin 1904), p. 421.
- (8) Journ. of the Inst, of Metals 191Si, VIII, p. 59.
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- LES LAITONS SPÉCIAUX
- 157
- 3° Au point de, vue structure, à la température ordinaire :
- Les laitons renfermant de 100 à 63 0/0 de cuivre sont formés d’une seule solution solide a ;
- Les laitons contenant de 63 à 55 0/0 de cuivre sont formés de deux constituants, dont l’un est a; l’autre est un complexe que nous appellerons pour le moment y ; le rapport des masses des deux constituants est proportionnel a la teneur en cuivre. Ce point est capital, comme on le verra dans la suite. Le microscope permet donc de connaître de façon suffisante, disons à environ 0,5 0/0 près, la teneur en cuivre d’un laiton, lorsque sa teneur est comprise entre 55 et 63 0/0.
- 4° Au point de vue variation de la structure en fonction de la température, on voit que (fig. 4), d’après le diagramme le plus
- jx + ii
- Fig. 1. — Diagramme des alliages cuivre-zinc.
- (Partie riche en cuivre : 100 à 30 0/0.)
- récemment établi, les alliages comprenant entre 70 et 40 0/0 de cuivre présentent des points de transformation. Les points de transformation forment un eutectoïde ou point de rebroussement. Donc, théoriquement, lks alliages industriels contenant de 63 à 55 0/0 de cuivre devraient être formés de a + eutectoïde a — y.
- Ces alliages doivent se transformer à réchauffement et prendre la trempe. Mais la réaction de dédoublement de l’eutec-toïde,
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- 158
- LES LAITONS SPÉCIAUX
- qui doit se passer à 475 degrés, n’a pas lieu normalement, dette température est relativement basse, les résistances à vaincre sont, sans doute, trop importantes ; en tout cas, l’expérience montre que la réaction n’est pas complète et que l’on obtient des produits partiellement trempés.
- Les alliages sont formés de a et d’un constituant rappelant beaucoup celui des aciers ayant subi une trempe de faible dureté (troostite) ; MM. Oarpenter et Edxvards, qui l’ont particu-
- Fkl 2. — Propriétés mécaniques des alliages de cuivre et de zinc laminés et recuit.
- —------- H ...
- -----A 0/0
- ..... K »
- ......... Résilience (partie hachurée : éprouvettes cassées).
- (ailleurs : éprouvettes pliées). ---------- Dureté Brunell.
- lièrement étudiée, Font appelé p apparent pour le distinguer de p stable à température élevée.
- Quoi qu’il en soit, cela n’empèche pas les alliages de voir leurs propriétés légèrement modifiées par la trempe, spécialement la dureté qui augmente sensiblement.
- 5° Au point de vue propriétés mécaniques, voici le diagramme que nous avons publié en 1914 (fig. 2). Il coïncide bien avec ceux déjà connus. On retrouve le maximum bien connu des allongements vers 30 0/0 de zinc, eL un maximum moins net de la charge de rupture vers 42 0/0 de zinc. Il est à noter que nos déterminations ont eu lieu sur produits laminés et recuits.
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- !.i:s LAITONS Sl'KOIAI X
- loi)
- Toutefois, il y a une anomalie : le maximum de charge de rupture, trouvé par tous ceux qui se sont occupés de la question, est erroné a priori; en effet, entre 03 et 55 0/0 de cuivre, on est, au point de vue diagramme, dans le domaine a + y. Or, dans un domaine à deux phases, il doit y avoir variation de propriétés suivant une ligne droite, sauf dans le cas d’un eutec-toïde ou d’un eutectique, lequel; de par l’état de division des constituants, peut former un point singulier ; alors la proportionnalité a lieu entre les valeurs extrêmes des propriétés et celles de l’eutectique ou de l’eutectoïde. Ici l’eutectoïde est à 53 0/0 de cuivre. Donc il doit y avoir proportionnalité des propriétés entre 03 et 55 0/0 de cuivre.
- Si au lieu de mesurer R, on mesure A, déterminée par la méthode de brinefl, on trouve que À varie bien suivant une ligne droite et que, pour les premiers alliages, on a la relation: R : .. G A (G — 0,50).
- Si la résistance nous donne l’anomalie constatée, cela provient simplement de ruptures prématurées, dues à la fragilité des alliages et à des flexions bien difficiles à éviter. Ces accidents se produisent souvent dans les métaux à faibles allongements.
- En tous cas, on voit que la zone à grands allongements est celle aux environs de 70 0/0 Gu (alliages formés de a), la zone des fortes résistances * est celle des alliages à 56-60 0/0 Gu (alliages formés de a p apparent).
- Tel sont les points qui devaient être rappelés.
- CHAPITRE II
- Théorie générale des laitons spéciaux.
- Lorsque l’on considère dans toffite sa généralité la théorie des alliages, on voit que l’on peut rencontrer comme constituants des produits métallurgiques : soit des corps simples, soit des combinaisons de métaux entre eux ou de métaux et de métalloïdes, soit des solutions solides, c’est-à-dire des constituants dont la composition peut varier dans une grande étendue, sans que la phase change. Enfin, on peut encore trouver, à l’état d’impuretés, toujours nuisibles, des oxydes ou des sels (sulfures, silicates, etc.).
- Qu’arrive-t-il lorsqu’à un alliage binaire de cuivre et de zinc on ajoute un troisième corps : métal ou métalloïde?
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- ICO
- LES LAITONS SPÉCIAUX
- Trois cas peuvent se produire ,
- a) Le produit ajouté garde sa personnalité et s’isole,
- b) Le produit ajouté forme une combinaison ou une solution solide spéciale avec le cpivre ou avec le zinc et le constituant spécial s’isole,
- c) Le produit ajouté entre en solution dans le ou les constituants normaux du laiton ordinaire.
- Dans les deux premiers câs, le métal, la solution solide spéciale ou la combinaison ne s’isole généralement que pour une certaine teneur en élément^ ajouté ; il y a, pour des additions faibles, entrée en solution dans les constituants normaux.
- Nous allons de suite examiner les deux premiers cas qui sont, pour l’industrie, les moins intéressants.
- 1° Le PRODUIT AJOUTÉ S’ISOLE EN GARDANT SA PERSONNALITÉ.
- C’est le cas du plomb. Le plomb, ajouté à un laiton, s’isole, sous forme de globules, dès que la teneur atteint environ 0,7 0/0.
- Dès que le plomb apparaît, il diminue la charge de rupture, les allongements et la résilience. Il amoindrit donc les qualités de l’alliage. Voici quelques exemples :
- ANALYSE ESSAIS MÉCANIQUES (1)
- MICROGRAPHIE ___
- Cu Pb R . A 0/0 23 P A
- 70,4 0 Normal. 20,0 68 50 11 30,6
- 69,1 0,7 Un peu de plomb libre. 20,6 oi 42 8 32
- 69,3 2,6 Plomb libre. 16,4 42 14 5 31
- 67,2 3,2 Plomb libre. 13,5 32 32 6 32
- 60,0 0 Normal. 31,9 47 59,6 12 56
- 59,5 0,5 Normal. 32,1 33,5 33 7 57
- 59,0 1,2 Un peu de plomb libre. 27,9 14,9 18,5 6 52
- 60,1 2,1 Plomb libre. 30,2 12,5 16 6 59
- 59,9 3,0 Plomb libre. 29,2 12,5 10 5 69
- (1) Les essais mécaniques ont été déterminés sur métal brut de coulée, à moins d’indications contraires, mais on a pris en fonderie toutes les précautions que j’ai indiquées dans mes mémoires sur la question, afin d’éviter les défauts. Il est d’ailleurs bon de noter que l’essai de traction donnant la charge de rupture R, les allongements A 0/0 et la striction 23 (la limite élastique dans un grand nombre d’essais n’a pu être déterminée avec précision, nous n’en parlerons pas) a été fait sur éprouvette normale : diamètre, 13ram8'; longueur utile.— 100mm ; l’essai de choc donnant la résilience p a été pratiqué sur éprouvette de 10X10, entaille de 2 X 2 à fond rond et l’essai de dureté donnant A a été fait sous une charge de 3 000 kg avec bille de 10 mm de diamètre. Dans la généralité des cas, nos essais ont porté sur deux séries d’alliages : l’une à 59 0/0 de cuivre, l’autre à 70 0/0 de cuivre, parfois une troisième à 55 0/0 de cuivre.
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- LES LAITONS SPECIAUX
- 161
- Eu somme, le plomb apparaît comme un élément nuisible. Et cependant tous les fabricants de barres de laiton savent bien qu’ils ont en lui un élément extraordinairement précieux. Le plomb, en effet, crée une zone de discontinuité entre les grains de métal et oblige ainsi les copeaux à se briser aisément. En un mot, le plomb évite ces grandes chevelures si gênantes dans la plupart des travaux sur machines'outils. Pour qu’un laiton se travaille bien, il lui faut contenir 2 à 3 0/0 de plomb. Cette théorie du métal se laissant bien usiner grâce à l’intervention d’un corps qui s’isole est absolument générale. On doit seulement éviter des teneurs trop élevées qui, spécialement avec le plomb, apportent des ségrégations.
- 2° Le produit ajouté s’isole a l'état de combinaisons ou de solutions solides spéciales.
- L’étain, le phosphore, le magnésium, l’antimoine et le cadmium rentrent dans ce cas. Toutefois le constituant spécial caractéristique de la présence de l’un de ces éléments n’apparaît que pour certains pourcentages, variables, mais toujours faibles de ces corps (micrographie i à 3, planche 6).
- Tant que le corpsiest en solution, l’influence n’est pas nocive. Dès que le constituant spécial apparaît, il y a simultanément : augmentation de la dureté et diminution des allongements.
- Voici, dans chaque cas, quelques essais très typiques :
- (Voir Tableaux, pages 162 el '163.)
- Bull.
- 13
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- 162
- I.KS I.AITONS SOUCIAI \
- 1° Laitons à l’étain.
- ANALYSI-i K S S A1S .M KG A Mol' K S
- - .MICROGRAI'HIO • - _
- Cu 1 Su R A 0/U V P A
- 70,03 0,34 Normale. 20,0 54 (1) 19 32
- 69,58 0,02 Normale. 28,3 54 (1) 18 32
- 09,04 0,74 Normale. 21,3 47 37,2 11 33
- 69 ,,72 1,72 Traces du constit. spéc. 10,9 23 (1) G 38
- 70.97 2,78 Constituant spécial. 12,3 17 (1) 0 43
- 70,20 4,82 Constituant spécial. 14,2 2 0 0 Aon <li:teiïiiiiu;.
- 59,03 u, 00 Normale, 32,5 48 00 18 56
- 59,73 0.70 Traces du constit. spéc. 27,9 24,5 30,4 9 07
- 59,22 1,37 Constituant spécial. 29,1 5 12 2 82
- 00,47 2,98 Constituant spécial remplace entière p. 25,0 1 • 7,4 2 95
- 59,53 3,57 Constituant spécial
- remplace entière p. 11,9 1 2,8 3 104
- il) Déformations tellement irrégulières des éprouvettes que la mesure de la striction est impossible.
- 2° Laitons au magnésium.
- S AN AINSI; 1- SS A 1 S Al il C A N 1 0 U E S
- ^ MICROGRAPH1 K - —
- 1 6u U g R A 0/0 V 0 A
- 69,89 0,22 Traces du constit. spéc. 10,5 35 40,5 19 26
- 69,97 0,20 Traces du constit. spéc. 11,9 20,5 28,4 8 39,5
- 69,94 0,35 Constituant spécial. 10,6 9 18,0 3 34,4
- 60,21 0,25 Traces du constit. spéc. 34,5 47 (1) 19 54
- 60,19 0,30 Traces du constit. spéc. 29,6 16 28 5 58
- 60,02 0,42 Constituant spécial. '16,5 4 10,5 5 58
- (1) Déformations tellemenf irrégulières des éprouvettes que la striction est impossible. 1 - mesure de la
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- UiS LAITONS SPECIAUX
- 1(53
- 3° Laitons à l’antimoine.
- ANALYSE ESSAIS MÉCANIQUE S
- MJCHOGHAPH1E — ' ...
- Cu Sb K A 0, 0 V r' A
- 70,23 0,70 Constituant, spécial. 18,4 2 8,2 2 40
- 70,30 1,11 Constituant spécial. 22,0 0, 0 3 40
- 70,04 1,78 Constituant spécial. 18,6 0 0 3 61
- 60,72 0,46 Constituant spécial. 22,7 6 26,7 2 28
- 60,01 1,06 Constituant spécial. 6 8 0 2 30,6
- 60,13 1,79 Constituant spécial. 3 4 0 3 31
- On voit combien l'antimoine est à redouter dans les laitons. Or on'y fait bien rarement attention, tandis que l’on redoute spécialement l’étain dont Inaction est assurément moins nocive.
- 4° Laitons au cadium (1).
- ANALYSE
- .— MlCKOC.ltAPUlE
- Cu Cd
- 69,80 0,17 Normale.
- 69,69 0,24 Normale.
- 69,94 0,49 Normale.
- 70,11 0,74 Normale.
- 69,83 1,67 Constituant spécial.
- 70,02 1,92 Constituant spécial.
- 59,51 0,15 Normale.
- 60,18 0,40 Normale.
- 60,18 1,07 Traces de constit. spée.
- 60,11 1,67. Constituant spécial.
- 59,61 1,97 Constituant spécial.
- 60,05 4,54 Constituant spécial.
- E S S A1 S MECANIQUES
- K A 0/0 N1 0 A
- 21,5 63 (1) 16,8 45
- 21,5 57 (4) 17,5 46
- 19,9 45 (1) 16,8 45
- 20,4 47 (Il 18,0 38
- 19,2 33 (4) 6,3 50
- 9,5 7 14,2 6,3 50
- 33,8 38 37,7 12,8 78
- 33 j 5 .48 49,7 13,1 77
- 34,3 32 31,9 9,4 80
- 34,0 28 31,3 5,9 84
- 33,5 19 18.2 4,3 89
- 24,1 9 7,3 3,1 92
- (1) Dans une note à l’Académie (1918, CLXYI, 735) et un mémoire dans la Revue de Métallurgie 1919, p. 405, j’ai commis une erreur en prenant pour du cadmium libre le corps qui s’isolait. Cela provient de ce que, dans le polissage, ces particules sautent souvent, laissant de petits trous. Mais on ne pouvait supposer que le cadmium apporterait un excès de dureté. En prenant des précautions, qn a pu voir qu’il s’agissait d’une combinaison, car les points isolés ne fondent pas à 500°, tandis que le cadmium fond à 321°.
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- m
- LES LAITONS Sl'LCIALN
- On voit nettement la coïncidence entre l'apparition du métal libre ou du constituant spécial avec la diminution des propriétés mécaniques. Environ 0,7 à 1 0/0 de plomb, 0,7 à 1 0/0 d’étain, 0,3 0/0 de magnésium, moins de 0,3 0/0 d’antimoine, 1 0/0 de cadium, amènent des perturbations dans les laitons, le pourcentage de ces éléments pouvant un peu varier avec la teneur en cuivre du laiton; Les ligures 1 à 6 (planche 6) donnent quelques microstructures d’alliages rentrant dans le cas étudié. •
- De plus, les figures 7 et 8 de la planche 0 montrent l’influence du cadmium sur les résultats des essais de traction.
- En tous les cas, la présence d’un constituant spécial amoindrit donc la valeur des laitons; malgré cela, il y a des fabrications ou ces additions présentent un réel intérêt; d’une part, lorsqu’on désire avoir un métal qui se travaille bien à l’outil, qui, notamment se perce aisément, il est nécessaire de créer une zone de discontinuité qui donne des copeaux de faible importance. C’est pour cela, nous l’avons dit, que les laitons de décolletage renferment tous 2 à 4 0/0 de plomb. D’autre part, certains de ces laitons spéciaux, renfermant des constituants particuliers, sont intéressants lorsque l’on redoute la corrosion par certains liquides ou gaz, notamment dans les laitons de structure Dans de tels alliages le constituant p est beaucoup plus attaquable que le constituant a. Mais une addition d’étàin transforme le constituant [3 en une solution solide qui parait être l’une des solutions existantes dans les bronzes et très voisine de la combinaison Cu4Sn ; on a ainsi une attaquabilité bien moindre; mais les difficultés de forgeage et de laminage augmentent très rapidement, même avec des teneurs faibles, en ce constituant spécial.
- Peut-être pourrait-on pousser la question plus loin et voir si un laiton à assez haute teneur en étain ne pourrait pas être utilisé pour le frottement. Cela ne paraît pas du tout impossible à priori; car l’une des conséquences des principes que je développerai plus loin est que deux bronzes ayant pour composition :
- Cu = 80 Sn -- 14 Zn -- 0
- Cu = 86. Sn = 14 ~
- donnent sensiblement les mêmes résultats au frottement, du moins autant qu’on peut actuellement être fixé sur cette question dans des essais de laboratoire toujours très imparfaits. En somme, les qualités mécaniques dépendraient de la teneur en étain, la somme Gu -f- Zn étant maintenue constante.
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- LES LAITONS Sl’ÉCI A l'.\
- m
- Jusqu'à quel point peut descendre la teneur en cuivre dans un tel alliage ? Des expériences en cours nous le prouveront d’ici peu. '
- • 511 Le coups ajouté entre en solution dans les constituants
- NORMAUX DES LAITONS.
- Le cas présente un intérêt exceptionnel pour l’industrie et peut être aisément généralisé, comme nous allons le montrer.
- Détachons bien le fait d’expérience qui nous a conduits à cette théorie.
- Le fait qui a constitué le point de départ de tous ces essais, fajt qui remonte à 1905, peut se résumer comme suit :
- Un laiton renfermant :
- Lu = 70 ; Zn = 30
- est formé d’une solution a pure.
- Un laiton ternaire ayant pour composition :
- Un - 70 (même teneur que l’alliage précédent),
- Zn 25,5, Al — 4.5 présente la môme structure que l’alliage binaire :
- Lu — 57,5 Zn = 42,5.
- Bien mieux, ses propriétés mécaniques sont toutes .autres que celle du laiton Cu ~ 70, Zn — 30; elles se rapprochent beaucoup plus de celle de l’alliage Gu = 57, Zn = 43, tout en leur étant supérieures. Voici des chiffres probants :
- COMPOSITION DES ALLIAGES ESSAIS MÉCANIQUES
- Cu Z n Al n E A 0/0 P
- 70 25,5 4,5 38,5 17,0 ' 45,5 17
- 57 43 30,2 8,8 42,3 17
- 70 ;îo 28,7 0,2 74 éprouvette pliée
- D’ailleurs, le laiton ternaire indiqué ci-dessus ne se lamine pas à froid; il se lamine à chaud, comme le laiton Gu = 58, Zn = 42. On peut donc bien dire que l’alliage ayant pour composition :
- Zn — 25,5 Al = 4,5
- Gu --= 70
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- LKS LAITONS Sl'IÏCIAl'X
- 166
- a pour litre réel, tel que le définit l’analyse chimique : üu = 70, et pour titre fictif, tel que le définit le microscope : (ai — 58. Il faut ajouter que ce qui importe dans un tel alliage, c’est le titre fictif et non le titre réel.
- La meilleure preuve se trouve dans un alliage :
- (ai - 70 /ai = 30 Al = 10,
- dont le titre fictif est de : Ou = 46,0 et qui n’a, de ce fait,
- aucune application (pas plus que l’alliage binaire) :
- (ai : 46 /ai . 34,
- H cela malgré son titre réel élevé : (ai 70 0/0.
- Mais deux remari pies s’imposent avant de généraliser le fait d’observation qui a été le point de départ de notre étude :
- a) Le titre fictif ne peut être déterminé par'le microscope que si l’on se trouye dans la région a -f- |3, c’est-à-dire lorsque ce litre fictif esl compris entre 33 et 63 0/0.
- b) On est en droit de se demander si industriellement il est
- plus intéressant d’utiliser un laiton spécial à titre réel élevé et à titre fictif bas, qu’un laiton ordinaire ayant pour titre réel ce bas titre fictif. /
- Evidemment, ce prix de revient dans le cas cité plus haut — le titre fictif étant inférieur au titre réel — est augmenté ; mais si les propriétés de l’alliage ternaire se rapprochent bien de celles de l’alliage à bas titre, elles lui sont toutefois nettement supérieures, comme le prouve le tableau déjà donné.
- En plus, nous le verrons plus loin, le titre fictif n’est pas forcément inférieur au titre réel. Il peut lui être supérieur et alors le problème change complètement de face.
- Reprenons donc l’exemple cité plus lia,ut :
- On voit que, l’alliage Gu = 70, Zn 23,3; Al = 4,3 ayant pour titre fictif : '
- Gu = 37,3; Zn = 42,3, '
- tout se passe comme si chaque pour cent d’aluminium ajouté jouait le même rôle qu’une certaine quantité de zinc plus élevée.
- Si chaque 1 0/0 d’aluminium joue le même rôle dans l’alliage que 6 0/0 de zinc, on voit que le titre fictif de l’alliage en zinc est :
- Zn = 23,3 f 27,0 = 52,3.
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-
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- MCS LAITONS SI'Ki.lALX
- La composition do l’alliage (Cu — 70, Zn l’amenée à 100 et l’on a alors le titre fictif :
- 107
- 52,5) doit être
- 52,5;v 100
- /a i =r -
- 52,50
- 70 + 52,5 — 122,5 (ai 57.2 0/0.
- 42,« OA,
- Nous avons appelé coefficient d’équivalence la quantité de zinc à laquelle se substitue ! 0 0 du métal, la composition de l’alliage étant ramenée à 100. Généralisons la question :
- Soit A le titre réel en Cuivre 0 0 ; B le titre réel en Zinc 0/0; <1 la quantité 0/0 du corps étranger ajouté, et l son coefficient, d'équivalence par rapport au zinc (1).
- A' le titre fictif en cuivre, B' le titre fictif en zinc,
- On a : (1) A -f B + 7 =. 100,
- et (2) A'A \Y — 100,
- IV — B + 0/ ramené à 100.
- (B A (<i) 100
- Donc :
- I V 1
- A A B A- i<l ’
- D'où, en remplaçantIV par sa valeur en (2) :
- .V + AAA/100.
- A + B A Uj
- A' (A V B A iq) A4B-H—ft7rronr r- (A A/Tf jç) 100
- Or : . A + \\ = 100 — <j.
- Donc : A' (100 — 7 + u!) - 100 A
- D’où : 100 A — 1U0 A 7 0 — l )’
- Ou : 100 (A — A') K'(l-'l) '
- Ou ; -/ = h ioo-(A~;A
- formules qui permettent de calculer soit le titre fictif (cou-
- (I) Nous développerons à la fin de ce mémoire les hypothèses comprises dans la définition même du coefficient d’équivalence.
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- LES LAITONS SPÉCIAUX
- naissant A, q et /, soit la, quantilé du4- corps à ajouter soit le coefficient d’équivalence t.
- Notons de suite que si l’on a t > 1, le titre fictif est inférieur au titre réel, tandis que si t est inférieur à 1, le titre fictif est supérieur au titre réel.
- Si, pour représenter le phénomène, on porte sur l’axe des ./• lés valeurs de q et sur l’axe des y lesValeurs de A', on a :
- 100 A
- 11 ^ 100+ .r (/ — !)'
- C’est une hyperbole équilatère ayant pour asymptotes l’axe des æ et une parallèle à l’axe des y passant par le point
- _ t — 1
- ,r ” loi T'
- . On pourra ainsi tracer les différentes courbes indiquant les variations de A' en fonction de q.
- Si le coefficient d’équival-ence est supérieur à 1, on a une courbe indiquant l’abaissement de A. Si le coefficient d’équivalence est inférieur à 1, on a une courbe indiquant l’augmentation de A avec q.
- On notera que, le titre fictif ne pouvant dépasser 100, il est inutile, à priori, d’ajouter à l’alliage une teneur du corps étranger
- , 100 — A
- supérieure a :
- Bien entendu, tout ceci suppose qu’il ne se forme pas de constituant spécial.
- Les différents coefficients d’équivalence.
- Le point principal est donc la détermination des coefficients d’équivalence.
- Voici ceux que nous avons déterminés :
- Si = 10
- Al = 6
- Fe = 0,9
- Mn — 0,5
- Ni = 1,3.
- Nous allons rappeler brièvement quelques-uns des résultats
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- LES LAITONS SPECIAUX
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- déjà connus avant d’entrer dans les détails des résultats obtenus récemment :
- 1° Laitons à l’aluminium.
- ANALYSE AU CROC R A Pli IL
- TITRE
- Cil Al lictil' calculé STRUCTURE
- 70,04 0 70 a
- 69 0,4 67,5 a
- 70 0,9 66,9 a
- 70,5 3,1 62,9 Traces de p
- 70,1 5,2 55,7 a + p (56)
- PROPRIE' 'ES A1E< ’.ANIQUl •:s
- R L A 0/0 P A
- 20,0 5,7 68 11 32
- 20,3 4,7. 59 13 34
- 22,7 6,6 67 13 34
- 33,9 13,5 50 7 65
- 50,8 7,4 11 5 70
- 2° Laitons au manganèse.
- ANALYSE MICROGRAPHIE PROPRIÉTÉS Al ÉCANIQUI '-S
- TITRE
- Cu Alu lie) il' calculé STRUCTURE R K A 0/0 U A
- 70,04 0 70,4 a 20,0 5,7 68 11 32
- 70,3 0,9 70,6 a 19,7 4,7 57 11 32,8
- 69,7 2,1 70,4 a 20,6 5,5 47 11 38
- 70,5 4,2 72,3 a 23,7 12,7 44 9 43
- 60,0 0 60 a -!- p . 31,9 8,1 47 12 50
- 60,1 0,8 60,3 a + P 34,9 8,9 49 13 54
- 59,7 1,9 60,3 a + p 35,5 9,8 49. 12 56
- 60,3 3,0 61,2 a -f p 34,2 11,8 45 11 57
- 60,8 4,7 62,2 a + P 38,6 13,5 37 8 64
- La micrographie 9 (j) tanche 6) donne la structure d’un laiton au manganèse.
- Les laitons au nickel.
- Une première série d’essais nous a indiqué pour le coefficien t d’équivalence du nickel :
- t = — 1,3.
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- I.KS LAITONS SPÉCIALX
- Le nickel remonte donc considérablement le titre fictif ou, si l’on préfère, il permet de descendre très nettement la teneur en cuivre.
- Voici quelques premiers résultats très frappants publiés en 1913 (1).
- ANALYSÉ MROGRAMIIE KSSAIS M1 'XANIOUI- :s
- TITRE FICTIF —
- Cu Xi d ('‘terminé R À 0/0 o A
- 53,17 Traces 55,0 34,6 13,0 12,1 126
- 54,37 0,61 55,5 41,1 17,0 13,4 140
- 54,19 1,23 56,0 38,8 13,0 11,9 140
- 54,37 2,31 57,5 40,3 19,0 10,6 119
- 53,85 5,14 59,5 38,5 46,5 12,5 94
- 49,21 0,0 < 55 11,6 O 1,8 156
- 49,23 1,16 < 55 16,6 2,5 3,2 138
- 49,52 2,28 < 55 33,0 11,0 7,5 146
- 49,41 5,15 56,2 39,6 19,0 10,6 143
- Nous avons eu, à la fin de la guerre, qui avait arrêté ces recherches, l’agréable surprise de constater que l’industrie française commençait à utiliser l’un de ces alliages, revenu d’ailleurs d’Amérique. Ce métal avait pour composition :
- Gu — 30 Ni o Z il — io,
- et donnait à l’état laminé et recuit :
- R = 30 A 0 0 13 p . K) A = 100.
- Cet alliage est de couleur jaune pfde, il est nettement moins oxydable que le laiton ordinaire, il est actuellement fabriqué de façon courante par certaines usines françaises. Gela m’a encouragé à poursuivre mes recherches." Elles se sont terminées tout récemment et ont été résumées dans une récente Note à l’Académie (2).
- Les résultats peuvent être condensés de la façon suivante :
- Si l’on a soin de maintenir le titre fictif entre 36 et 62 0/0 de cuivre, d’après la formule donnant le titre fictif, on obtient des alliages forgeables à température élevée, dont les propriétés
- (1) Revue de Métallurgie, 1913. Mémoires, page 1130.
- (2) Comptes rendus, t. 170, p. 460 (23 février 1920).
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- LfcS LAITONS SI-KCIALA
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- mécaniques sont remarquables, dont la couleur et l’inoxyda-bilité sont absolument comparables à celles des maillecborts. De plus, ces alliages se laminent à chaud ; ils sont donc susceptibles d’être matricés; tandis que les maillecborts (nous ne parlons pas des cupronickels) ne peuvent être forgés qu’à froid.
- Enfin, on peut descendre la teneur en cuivre jusqu’à on 0/0 de cuivre, tandis que les maillecborts contiennent généralement 00 à 70 0 0 de cuivre, rarement fin 0 0.
- Ppur bien * fixer l’intérêt considérable que présentent ces alliages, qui ont été brevetés par la Société Métallurgique de la Bonneville, je citerai les résultats les plus marquants :
- 1° Lu -- - 46,3; Ni = 10,3 Titre fictif : Lu = 58.
- 11 A 0/0 p A
- Brut de coulée. . . . 48,3 31,0 to CO
- Laminé et recuit. . . 56,6 15,0 13,2 137
- Etiré (passe de 2 mm). 71,0 14,0 3,0 207
- 2" Lu 40,5 ; Ni 12.9 Titre fictif : Lu = 57.
- Il A 0/0 p a
- Brut de coulée. . . . 61,5 7,0 1,3 190
- Laminé et recuit. . . 60,8 18,5 7,8 170
- Ce dernier alliage est aussi blanc que le nickel (1).
- Ces produits sont assez difficiles à travailler. Mais si l’on a soin d’ajouter, comme dans le laiton de décolletage, 1 à 3 0/0 de plomb, on diminue énormément ces ennuis, tout en ayant encore des propriétés intéressantes, comme le prouvent les chiffres suivants :
- Alliage : (lu 43,5 ; Ni = 10,5 ; Pb • 3,0,
- Brut de coulée. . R = 37,5 A 0/0 = 11,5 p 4,4 A =117 Laminé et recuit. R = 51,6 A 0/0 = 45,5 p = 9,4 A = 126
- Les microstructures-types sont données clans les figures 10 à 13 (planche 6).
- Les exemples montrent bien tout l’intérêt de la théorie du titre fictif.
- Mais il y a mieux : de' récents essais ont prouvé que les posi-
- (1) De nombreux échantillons d’éprouvettes et d’objets moulés et matrices sont présentés au cours dé la Conférence.
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- LES LAITONS SPÉCIAUX
- lions des points de transformation sont sensiblement celles du laiton ayant pour titre réel le titre fictif considéré ; voici quelques résultats :
- ANALYSE MICROGRAPHIE POINTS DE TRANSFORMATION
- Ou Zn Ni Tl THE FICTIF ÉCHAUFFEMENT KEFHOIDISSEME.NT
- CO 40 0,0 60 445-780 740-750
- 55 45 0,0 55 443 . 450
- 40,3 43,2 10,3 • 58,5 660-810 760-660
- 40,5 44,6 14,4 57 470-730 730-375
- 46 54 0,0 46 450 450
- 40 60 0,0 40 450 350
- Il semble, toutefois, que dans certains alliages l’hystérésis soit plus élevée que dans les laitons ordinaires.
- Nous avons tout spécialement noté qu’au relèvement du point de transformation correspondait non plus du (3 apparent, mais bien un eutectoïde très bien résolu (jig. H), planche 6).
- Les laitons au cobalt.
- Il m’a paru particulièrement intéressant de rapprocher les laitons au cobalt des laitons au nickel.
- J’ai déjà montré dans mes recherches sur les aciers spéciaux que les deux métaux, si voisins par de nombreuses propriétés, n’ont pas du tout les mêmes actions sur les alliages fer-carbone.
- Les résultats obtenus sur les laitons au cobalt sont particulièrement suggestifs. Le tableau suivant les résume brièvement:
- ANALYSE MICROGRAPHIE PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
- Cu i Co TITHE FICTIF R A 0/0 V P A
- 70,2 0,7 -Sol a. 21,7 27 '(?) 27,1 12,5 44
- 70,2 1,9 Sol a. 21,8 57 ? 17 76
- 70,7 4,4 Sol a | traces de const. 33,7 51 62,2 15 82
- 60,3 0,6 a H - p(Cu;=6i) 32,8 49,0 57,5 13 72
- 60,5 2,3 a -f p (Qu = 62) 31,2 57,0 54,6 11,5 72
- 60,5 4,8 a + traces de p (Cu--63) -|- traces de const. spéc.- 33,3 38,0 37,7 7,5 107
- 55,5 0,8 « -| - p (Qu = 56,5) 37,7 16,0 30,7 9 117
- 55,6 2,4 a -f p (Ou = 59) 40,6 32,0 38,9 11,2 103
- 55,5 4,9 a f P (Cu := 61) 44,6 39,0 54,6 13,5 127
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- LES LAITONS SPÉCIAUX
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- On voit que le cobalt a deux influences:
- 1° Le cobalt donne un titre fictif supérieur au titre réel (micro-;'[rapides 1â à 19, planche G). Son coefficient d’équivalence est :
- L, = -1,1,'
- donc un peu inférieur à celui du nickel. D’ailleurs, étant donné son prix, son addition ne présente aucun intérêt industriel.
- Le cobalt a, de plus, une influence très nette sur la grosseur des grains comme le prouvent les macrostructures ci-jointes.
- 2° Le cobalt donne un constituant spécial qui se forme à d’autant plus faible teneur de cobalt que la teneur en cuivre est plus élevée. Dans les proportions où nous l’avons noté, il diminue un peu les allongements et la résilience.
- En outre, le cobalt a une influence très nette sur la grosseur du grain (fig. %f), planche 6).
- Les laitons complexes.
- CerLains éléments tels que le fer sont difficiles à faire entrer en solution dans les alliages cuivre-zinc.
- Une excellente méthode consiste à préparer un alliage binaire du corps que l’on veut introduire avec un autre métal et de l’utiliser comme matière première.
- Je résumerai ici quelques essais faits en vue d’introduire le fer par l’intermédiaire d’alliages fer-cuivre, fer-nickel et fpr-manganèse.
- Les matières premières utilisées avaient pour composition :
- Alliage Fe-Cu : Cu = 52,9; Si = 0,06; S = 0,011; P = 0,007; C = 0,06.
- Alliage Fe-Ni : Ai—43,8; Si =0,06: S = 0,02; P= 0,011: C = 0,12.
- Alliage Fe-Mn : Mn = 45,9; Si = 0,07; S = 0,00; P=0,162; C = 1,05.
- 1° Laitons au fer (par addition de fer-cuivre).
- ANALYSE MICROGRAPHIE PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
- Cu Fe Tl THE FICTIF R A (I/O V P A
- 55,6 0,5 x ' ;'5 (Lu 57.0) 43 26 28,3 11,3 124
- 56,7 1,6 a|-P((!u=89,.•>)-] Ix.cunsl.spcc. 44,3 44,5 40,0 . '13,7 107
- 58,4 3,0 a"LP(Cu=61)q-constit.spéc. 39,8 52 61,2 17,3 97
- 60,9 5,0 Cu = 62,5 + const. spéc. 36,1 43,5 41,1 13,2 86
- 60,9 0,1 Cu = 62,5 + const. spôe. 36,7 50,5 56,6 12,5 86
- 63,5 2,1 a |- constituant spécial 34,4 49 48,6 U,5 81
- 65,9 5,5 a q- constituant spécial 26,0 16,5 24,6 11,2 80
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- I.KS LAITONS SKKCIAl X
- Malgré les irrégularités de ces alliages, on voit que le 1er augmente un peu la charge de rupture, mais est loin de présenter l’intérêt que Dick semblait lui attribuer. Le constituant spécial diminue les allongements et la résilience lorsqu’il est en quantité un peu notable. D’autre part, le titre est relevé par le fer.
- 2° Les laitons au fer et au nickel.
- ANALYSE CHIMIQUE MICROGRAPHIE PROPRIÉTÉS MÉt CYNIQUES
- Cu Fe Ni TITRE Kl CTI T R A 0/0 V P A'
- 50,13 0,49 0,58 [i + co n s lit. spéc. 17,2 3 5,9 3,4 138
- 50,60 1,33 1,36 -j- coastit. spéc. 41,8 14 19,4 8,7 141
- 50,60 2,83 2,72 ? + consi it. spéc. 53,8 20 20,7 9,8 153
- 52,58 4,08 4,93 tlii—(il p coiisiil. spéc. 40,6 17 23,3 14,3 113
- 54,52 0,77 0,98 (lu 5 tr. consl.sp. 39,7 14,5 20,7 10,6 134
- 55,78 1,36 1,93 tu = 59 | couslit. spéc. 43,3 43 41,1 13,1 111
- 56,19 2,09 2,12 Cu=(iÜ,5-j- const.spéc. 43,1 50 47,6 16,8 103
- 56,55 5,48 4,60 a [ constit. spéc. 18,5 1 5,9 7,7 103
- On retrouve ici l’action bienfaisante du nickel, mais la présence du constituant spécial enlève tout intérêt à ces alliages.
- 3° Laitons au fer et au manganèse.
- ANALYSE CHIMIQUE MICROGRAPHIE PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
- - — — — —
- Cu Fe Mn TITllE ITCT1K R A 0/0 N'1 P A
- 55,55 Traces Traces Cil = 55,5 37,5 15 » 10,9 126
- 55,14 1,23 1,10 Cu = 56,5 36,2 13,5 0 10 125
- 55,85 1,58 2,02 (iu=!)8 -1 conslit. spéc. Mauvaise cassure 9,4 130
- 58,52 1,70 4,20 Cu—60,5 j-consl. spéc. 25,6 6,6 )) 12,8, 101
- 60,32 0,59 0,35 (lu—GO,5 j-lr. eonst.sp. 36,0 47 68,9 13 86
- 60,47 1,27 1,15 (lu—61 -j-lr. coiisl.spéc. 36,4 47 64,7 12,8 88
- 60,94 1,59 2,30 (!u=61,.'i J ainsi, spéc. 33,3 28 50,7 12,1 86
- 63,21 1,74 4,25 (!u = a -j- conslil. spéc. Cassure brusque )) 9,9 80
- On voit que l’addition de manganèse n’a pas la grande valeur qu’on lui attribue souvent en présence du fer.
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- I.KS LAITONS SI'JiOlAUX
- 175
- Généralisation de la théorie des laitons spéciaux.
- Il est bien évident que la théorie que nous venons de résumer, et dont nous avons exposé les conséquences industrielles, est très générale.
- Nous l’avons déjà appliquée à bien d’autres alliages que ceux de cuivre et de zinc, notamment à certains alliages de cuivre et d’aluminium (1) (additions de nickel, addition de fer).
- Nous avons montré, avec M. Revillon, l’inHuence du zinc sur les alliages de cuivre et d’étain (2), l’addition de zinc augmentant le titre fictif, de telle sorte que, par exemple, deux alliages, l’un ayant pour titre réel :
- (lu 80 ; Sn 10 ; Zn - 10 ; Gu == 90 ; Sn= 10,
- ont, comme nous l’avons dit, même structure.
- On voit donc que le zinc a ici, par rapport au cuivre, pour r , , , 100 (A — A.') , 10
- A q ' 100
- Il semble donc que l’on puisse tout à fait généraliser la question.
- Nous laissons de côté la question de l’isolement du métal ajouté, sous forme d’une combinaison. Dans tous les cas, les conclusions seront celles que nous avons indiquées : diminution de certaines qualités de l’alliage, notamment des allongements et de la résilience.
- Si l’on ajoute un troisième corps susceptible de se dissoudre dans le ou les constituants de l’alliage binaire, et si — ce qui est bien le cas des laitons — le diagramme indique l’existence d’un point eutectoïde, l’inHuence du corps ajouté pourra se faire sentir de deux façons différentes :
- Il pourra :
- 1° Déplacer le point eutectoïde en hauteur, en le relevant ou en l’abaissant.
- 2° Déplacer le point eutectoïde' sur l’horizontale, à droite ou à gauche. A
- (1) Comptes rendus. 1914, CL VIII, p. 704.
- (2) Revue de Métallurgie. 1910, mémoires, p. 429.
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- 17(5
- l.liS LAITONS SPECIAUX
- Dans les deux cas, le déplacement pourra avoir une influence sur la structure :
- En relevant la position du point eutectique, si celui-ci est suffisant bas et si, de ce fait, la structure est à troostite ou à martensite, on fera apparaître l’eutectoïde ;
- En abaissant la position du point eutectique on pourra créer — si elle n’existe — la structure à troostite, la structure à martensite, voire la structure polyédrique (ce dernier cas n’est obtenu que si le point eutectoïde se trouve au-dessous de la température ordinaire) ;
- En déplaçant à droite ou à gauche le point eutectoïde sans changer la température à laquelle il se trouve, on crée le titre fictif que nous avons étudié dans toutes ces recherches, ce titre fictif étant supérieur ou inférieur au titre réel, suivant le sens du déplacement.
- Examinons le premier cas : le déplacement vertical du point eutectoïde, ce qui correspond à une auto-trempe. Le fait est bien connu pour les aciers : certains aciers au nickel, au manganèse, au chrome possèdent la structure martensitique ; d’autres possèdent la structure polyédrique. Le fait est aussi démontré pour les bronzes d’aluminium : dans une très intéressante conférence faite à la Société d’Encouragement pour l’Industrie Nationale, en 1913, notre regretté Collègue ltobin, tué (i la bataille de la Marne, a montré que certaines additions1 de zinc et d’étain dans-les alliages de cuivre et d’aluminium, ou des additions d’arsenic dans les bronzes ordinaires, produisent une structure martensitique semblable à celle obtenue par une trempe de ces mêmes alliages binaires. '
- Dans les laitons aucun cas semblable n’a encore, été signalé. M. Carpenter, dans un mémoire présenté à l’Institute of Metals (1), a cherché quels sont les éléments qui permettent d’obtenir un eutectoïde réel et non le constituant qu’il a appelé (3 apparent, lequel est une véritable troostite (constituant des aciers trempés avec faible vitesse de refroidissement). 11 a montré que le bismuth, le chrome, le plomb, l’antimoine, l’étain, le manganèse ne résolvent pas l’eutectoïde; le nickel et le vanadium, au contraire, aident, beaucoup au dédoublement.
- En tout cas, nos essais prouvent que . le nickel apporLe dans les laitons contenant du (3 la séparation des éléments constituant
- (1) Journal of tlie Imlilule of Mêlais 17//, p. 59 (1912).
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- LES LAITONS SPÉCIAUX
- 177
- l’eutectoïde (photo 40, planche 6); notons ce fait important qu’il y a coïncidence avec le relèvement du point de transformation ; ainsi disparait la troostite dans les aciers spéciaux.
- Mais revenons, en terminant, sur le cas qui a fait particulièrement l’objet de cet exposé : celui du déplacement suivant l’horizontale du point eutectoïde.
- Une remarque importante se place ici : dès le début de cette étude, nous avons fait remarquer que le titre fictif d’un laiton ne peut être défini au microscope que si l’on se trouve dans la zone a + |3, laquelle, pour les alliages binaires zinc-cuivre, va de 53 à 63 0/0 de cuivre.
- C’est, en effet, dans cette seule zone qu’il y a proportionnalité entre la teneur en cuivre et les masses de constituants.
- Cependant on peut poursuivre plus loin la détermination du titre fictif, quoique d’une façon moins précise.
- En effet, nous avons vu que la courbe des allongements des alliages cuivre-zinc présente un maximum aux environs de Cu 70; Zn = 30.
- Si donc on prend un corps qui, comme l'aluminium, donne un titre fictif .inférieur au titre réel, en l’ajoutant dans une proportion convenable à un alliage Gu = 90, Zn = 10, on doit augmenter les allongements, et en dépassant les proportions donnant le titre fictif‘Cu = 70 ; Zn = 30, on doit les diminuer.
- Si, d’autre part, dans un alliage à 60 0/0 de cpivre, on incorpore du nickel de façon à avoir le titre fictif Cu =- 70, on obtient des allongements plus élevés que ceux présentés par des alliages de titres fictifs moindres ou plus élevés.
- Les essais confirment absolument cette façon de voir, et l’on peut dire que, dans une certaine limite — il ne faut pas. évidemment, qu’il se forme de constituant spécial—, la théorie du titre fictif se poursuit même dans la zone a pure ; il est alors caractérisé par les propriétés mécaniques et non par la micrographie.
- Remarquons que les corps qui relèvent le titre de l’alliage, c’est-à-dire ceux qui ont, par rapport au zinc, un titre fictif inférieur à l’unité, et qui ne s’isolent pas à faible pourcentage — comme le fait le cadmium — sont justement ceux qui, avec le cuivre, donnent des solutions solides plus étendues que la solution a des laitons.
- C’est bien le cas du nickel et du manganèse qui donnent avec le cuivre une seule solution solide, dont la teneur varie
- Bull.
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- 178 T.ES LAITONS SPÉCIAUX
- de 0 à 100 0/0; le fer et le'cobalt donnent avec le cuivre deux solutions avec point de transition.
- Les cofps qui abaissent le titre, sans s'isoler rapidement, forment avec le cuivre des solutions moins étendues que la solution a des laitons.
- La solution a des alliages cuivre-aluminium contient au plus 8 0/0 d’aluminium ; les alliages de cuivre et de magnésium ne présentent aucune solution solide; ils donnent deux combinaisons : Cu2Mg et CuMg2nvec trois eutectiques.
- Le cuivre et le phosphore donnent la combinaison Gu2 P et, s’il y a, dans le voisinage du cuivre, une solution solide, elle est à teneur infime en phosphore.
- Cette remarque faite, il est intéressant d’étudier la question à
- M
- Pin. 3. — Principe du diagramme ternaire.
- un point de vue plus général, comme nous venons de le faire avec M. Porte vin (L).
- Considérons le diagramme triangulaire utilisé couramment dans l’étude des alliages ternaires : chaque sommet du triangle équilatéral représente un métal : le zinc, le cuivre et le métal ajouté M.
- Un point m, situé à l’intérieur du triangle, représente un alliage dont la composition est notamment donnée par les dis-
- (1) Un mémoire détaillé paraîtra ultérieurement dans la Revue de Métallurgie.
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- LES LAITONS SPÉCIAUX
- 179
- tances suivantes, obtenues en menant par m les parallèles aux côtés Zn Cu et Zn M :
- Cu 0/0 = Zna ; M 0 0 = mb ; Zn 0/0 ^ me.
- En somme, en reprenant- les expressions de la formule générale, on a :
- A Zna ; q = mb.
- Entre 63 et 53 0/0 Cu, les laitons purs sont formés de deux constituants a -j- [3. Donc, .au moins dans le voisinage du côté Zn Cu, il y a un domaine à deux constituants, dans lequel les masses des constituants a et ,3 sont rigoureusement proportionnelles à la teneur en cuivre.
- Pour toute une catégorie d’alliages, le rapport de ces masses :
- ^ sera constant. Ce sont les alliages ayant même titre fictif, <PP
- c’est-à-dire môme microstructure. Donc, en traçant les lignes définissant une môme valeur de K, on observe ce que l’on peut appeler les courbes isomicrograpliiques.
- Or, de la formule :
- on tire :
- 100 A
- loo 4- r/-/—-~n
- «
- (1=0
- 100
- 1
- Si l’on pose :
- 1 — t _ .
- 'ÏOO A?
- on a la relation :
- A , .
- 7^ + <J A — 1 •
- Les lignes isomicrographiques sont donc des droites (1).
- (1) M. Gavallier, dans son livre sur les Alliages Mélaltiques discutant les premieis résultats que j’ai publiés sur les laitons spéciaux, avait fait remarquer que la relation entre A et A', considérée comme une équation entre A et q, représente un fais-
- , , . . , 100 ceau de droites concourant au point A = O et q ----------.
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- 180
- LES LAITONS SPECIAUX
- Mais ceci admet que X est simplement fonction du métal ajouté et est notamment indépendant du titre fictif A'.
- Toutes les droites isomicrographiques passent par le point fixe :
- a n + 1 100
- A = O et g = - = î_1.
- Ce point se trouve sur l’axe OM à une distance de l’origine
- 100 i — r
- En somme, pour chaque corps M étudié, la recherche consiste
- déterminer le paramètre X
- 100 î — r
- Les limites du domaine % -j- p sont les droites extrêmes du faisceau qui séparent ce domaine a-J-(3 de celui de a. pur, d’une part, et de celui de t3 pur, d’autre part.
- Si X est >- O, c’est-à-dire si t est •< 1, les droites isomicrographiques se rencontrent au-dessus de l’axe Zn Cu, et le titre fictif est supérieur au titre réel; si X est < O, c’est-à-dire si l est 1, les droites isomicrograpliiques se rencontrent au -dessous de l’axe ZnCu, le titre fictif est inférieur au titre réel.
- Quand le point p, où concourent les droites isomicrographiques est en dessous de Zn Cu (l > 1) ou au-dessus de Zn Cu et plus loin que H, les droites qui limitent le champ a -f- [3 coupent le côté MCu du triangle.
- Si t = 1, les droites sont parallèles au côté Zn.
- Il ne faut point extrapoler les valeurs (Le t qui ont été déterminées dans des champs relativement restreints.
- Cependant il peut y avoir des alliages de M et de Cu comportant des zones formées de'deux solutions. Il est intéressant de voir si dans ces alliages pour lesquels Zn = O, la formule donnée plus haut ne permet pas de déduire les limites de la zone a -f- Pour cela, si l’on admet l’extrapolation du coefficient d’équivalence, on voit que les droites limitant les zones a + [3 des alliages Zn — Cu—M rencontrent la droite MCu à des points faciles à déterminer.
- En effet, l’équation des droites isomicrographiques est :
- A'
- +
- nitzÊ. 1, 100-
- 1,
- et la droite MG a pour équation :
- A + JL
- 100 ^ 100
- = 1.
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- ♦s
- t !
- X
- /
- 'X
- u/«$
- V
- Fig. 4. — Tracé des zones intéressantes dans les laitons ternaires.
- Bull
- 15
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- LES LAITONS SPÉCIAUX
- En éliminant q, on trouve l’abscisse du point d’intersection qui est la teneur en Gu.
- Cette abscisse a pour valeur :
- 4 - 1
- 0 ~~ 1 1 — t
- - A' 100 '
- Si on fait une application aux alliages Cu — Al (t — 6), on trouve pour les limites de la zone a — 0' : 91 et 87 0/0 de cuivre, alors qu’en réalité la diagramme indique 92,5 et 87 0/0. On ne pouvait rien espérer de plus satisfaisant de l’extrapolation ainsi faite.
- En résumé, l’étude des laitons spéciaux que nous venons d’exposer, et qui n’est point encore épuisée, n’est qu’un point particulier des recherches si importantes de l’influence d’un troisième corps sur la constitution d’alliages binaires.
- Elle a permis d’établir un cas particulièrement intéressant pour l’industrie : celui de la mise en solution du corps ajouté dans le ou les constituants de l’alliage binaire utilisé comme point de départ. La création d’un titre fictif, que seul permet de définir le microscope et qui, seul, règle les propriétés mécaniques de l’alliage, montre, une fois encore, le rôle très important que joue le microscope dans l’industrie métallurgique.
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- NOTICE NÉCROLOGIQUE
- SUR
- M. Louis REY
- ANCIEN PRÉSIDENT DE LA SOCIÉTÉ
- Le 17 janvier 1920, des amis, venus très nombreux, accompagnaient à sa dernière demeure notre regretté Président, M. Louis Rey, pour rendre un suprême hommage à l’homme éminent et dévoué que nous venions de perdre.
- Esprit éclairé, et travailleur acharné, trouvant toujours dans ses rares loisirs le moyen d’étudier et d’acquérir des connais-sancés nouvelles, Louis Rey fut de ceux qui nendurent qu’à leur travail personnel la haute situation acquise dans la profession d’ingénieur.
- Il suffira de rappeler les étapes d’une carrière si bien remplie :
- Rey, Louis-Pierre-Félix, qui était né à la Voulte (Ardèche), le 12 octobre 1839, entra à l’École Centrale des Arts et Manufactures en 1856 et en sortit en 1859 avec le diplôme d’ingénieur mécanicien.
- A sa sortie de l’École, il entra à l’Imprimerie Chaix pour la transformation de l’outillage.
- En juin 1860, il entra dans les bureaux de MM. Molinos et Pronnier, anciens élèves comme lui, de l’École Centrale. Il s’occupa, sous la direction de ces deux maîtres, de projets de p&n-ts métalliques, puis des études de la construction du chemin de fer funiculaire de la Croix-Rousse à Lyon, le premier chemin de fer de ce genre en France (1860-1862).
- De 1862 à 1865, sous la direction de M. Pronnier, il s’occupa des études et de la construction du matériel fixe et roulant, des alimentations et des ateliers du ahemin de fer de Ciudad-Réal à Badajoz et d’Almorchon à Belmez (Espagne).
- De 1865 à 1870, il exerça les fonctions d’ingénieur Chef des services de Matériel et Traction du dit chemin de fer.
- Rentré en France, au commencement de l’année 1870, au moment où la guerre éclata, il fit partie des troupes auxiliaires dans le Nord de la France; la paix signée, il s’occupa, dans cette même région où des liéns de famille le retenaient, de diverses installations dans des moulins à farines et à huile. '
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- NOTICE NÉCROLOGIQUE SUR M. LOUIS REY
- Revenu à Paris en 1872, il entra comme Ingénieur-Directeur à la Société Chevalier, Cheylus Jeune et Cie, Constructeurs de matériel roulant de chemin de fer, à Grenelle, et il y resta jusqu’en 1885 pour passer à la Compagnie Française de Matériel de Chemins de fer, à Ivry-sur-Seine, comme Ingénieur-Fondé de pouvoirs.
- En 1896, il devint Administrateur de la Société de Travaux Dyle et Baçalan; en 1907, il fut nommé Président du Conseil d’Administration de cette Société.
- En 1896, la Société de Travaux Dyle et Bacalan ayant décidé la création, en Russie, d’ateliers de construction de matériel de chemin de fer, il fut amené à collaborer activement à la réalisation de cette décision et il fît partie du Conseil d’Administration de la Société de Construction de Matériel de Chemins de fer du Haut-Volga, qui fut créée pour cette objet. 11 en devint le Président en 1908.
- En 1880, il fut l’un des concessionnaires des chemins de fer à voie étroite du Cambrésis, dont il dirigea les études et la construction et dont il fît une monographie qui parut dans la Revue Générale des Chemins de fer et des Tramways, en 1887. Il était membre du Conseil d’Administration de cette Société depuis son origine.
- En 1895, il fut chargé des études et de la construction du chemin de fer qui devait relier les gisements de phosphates de chaux de Gafsa à la mer, à Sfax, en traversant, sur 250 km environ, un pays absolument désert ne possédant que des points d’eau très rares, peu abondants et de qualité détestable. Malgré ces difficultés, le chemin de fer fut mis en exploitation moins d’un an après le commencement des travaux et il a rendu largement les services qu’on en attendait. Une note sur ce chemin de fer a été présentée à la Société des Ingénieurs Civils de France par lui, en 1898.
- Louis Rey s’occupa, en outr%, de différentes questions professionnelles et donna une partie de son temps à la Société des Ingénieurs Civils de France, dont il faisait partie depuis 1862. Elle le nomma Secrétaire en 1876, Membre du Comité en 1881, Vice-Président en 1895 et, enfin, Président en 1912.
- -En 1893, pour répondre à l’invitation des Sociétés d’ingénieurs des Etats-Unis d’Amérique, la Société des Ingénieurs Civils de France organisa une délégation de ses Membres, à la tête de laquelle se trouvait son Président, M. Jousselin, pour aller
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- NOTICE NÉCROLOGIQUE SCR M. LOUIS REY
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- visiter l’Exposition de Chicago et les principales villes des États-Unis. Le Président Jousselin ayant été, au dernier moment, empêché de partir, L. Rey fut appelé à le remplacer dans cette excursion si intéressante à tous les points de vue.
- En 1907, L. Rey fut appelé à faire partie du Conseil d’Admi-nistration des Sociétés Mutuelles contre les conséquences du chômage forcé, « la Caisse Centrale Métallurgique » et le « Matériel de Chemins de fer ». Il fut nommé Président du Conseil d’Administration de cette dernière Société.
- En 1911, il fut renommé Vice-Président de la Société des Ingénieurs Civils de France, pour exercer, en 1912 les fonctions de Président. L’exercice de 1912 correspondant à la cinquantième année de sociétariat de L. Rey, la Société des Ingénieurs Civils de France lui décerna, à cette occasion, une médaille d’or commémorative. M. L. Mercier, alors Président, apprécie en ces termes le mérite de notre dévoué Collègue :
- « Son dévouement pour la Société est au-dessus de tout éloge et nous avons tous apprécié le grand talent et la conscience avec lesquels il s’est acquitté des charges de la Présidence pendant le temps trop court où sa santé lui a permis de les supporter.
- » Après des journées fatiguantes passées au siège de notre Société, il savait encore présider vos séances du soir, prendre les notes les plus judicieuses sur les savants mémoires qui vous étaient présentés, guider une discussion où ses critiques et ses observations était justifiées par l’étude qu’il avait faite du sujet tout en l’écoutant, et par la grande compréhension qu’il en avait.
- » Ce même esprit de travail, cette même conscience, il l’apporte d’ailleurs dans toutes les études qui lui sont confiées. Toute son œuvre personnelle est parfaite, et indique de larges vues. »
- En cette même année 1912, une grave maladie le mit dans l’obligation de résigner toutes ses fonctions, et depuis cette époque il vécut retiré des affaires après une longue vie de labeur.
- L. Rey s’intéressa toujours à tout ce qui touchait à l’École Centrale des Arts et Manufactures et à ses anciens élèves. Il faisait partie de l’Association Amicale des Anciens Élèves, dès sa fondation, et il fut membre de son Comité de 1876 à 1892. Il était Membre du Groupe de Paris depuis sa fondation et il en fut le Vice'-Président en 1883 et en 1884. Il était Membre de la Société des Amis de l’École Centrale.
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- NOTICE NÉCROLOGIQUE 'SUR M. LOUIS REY
- L. Rey fut, en outre, Délégué Cantonal de l’Instruction publique pour le 16e arrondissement de Paris, de 1881 à 1890.
- Louis Rey a donné à la Société des Ingénieurs Civils de France et à la llemie Générale des Chemins de fer et des Tramways plusieurs mémoires sur des questions intéressant la profession des Ingénieurs Civils.
- Sa grande expérience, jointe à un sens très droit, le fit désigner comme expert dans des circonstances importantes. Les distinctions honorifiques suivantes furent 1a, juste récompense de ses travaux :
- Chevalier de l’Ordre d’Isabelle la Catholique, à l’occasion de l’inauguration, en 1867, du chemin de fer de Ciudad-Réal à Badajoz et d’Almorchon à Belmez (Espagne).
- Commandeur de l’Ordre du Nicham Iftikar, à l’inauguration du chemin de fer de Sfax à Gafsa (Tunisie), eh 1899.
- Chevalier de la Légion d’honneur, en 1898, à la séance commémorative du cinquantenaire de la Société des Ingénieurs Civils de France, séance qui fut présidée par le Président de la République.
- Officier de la Légion d’honneur, en 1908, sur la proposition du Ministre de-la Marine.
- La Société des Ingénieurs Civils de France lui a, en outre, décerné, en 1899, la médaille d’or annuelle pour l’ensemble de ses travaux.
- Telle fut l’existence, toute de labeur et de dévouement, de Louis Rey.
- Sa santé déclinait de plus en plus depuis quelques années; douloureusement affecté par la perte de sa chère et dévouée compagne, il trouva heureusement au milieu de ses enfants très unis des affections et des soins dévoués qui adoucirent ses derniers jours.
- Louis Rey avqit demandé qu’aucun discours ne fût prononcé sur sa tombe, mais de très nombreux amis assistaient à ses funérailles, et avaient tenu à donner à cet homme de bien et à sa famille un témoignage de sympathie et de regrets.
- IMPRIMERIE CRJAIX, HUE BERGÈRE, 20, PARIE. — !0fi5"-7-20.*
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- AVI S
- Une erreur de numérotage a été commise sur les deux planches précédentes :
- Par suite : Bulletin de Novembre-Décembre 4948, la Planche 04 doit porter le n° 1 ;
- Bulletin d’Octobre-Décembre 4949, la Planche 65 doit porter le
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- MÉMOIRES
- ET
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE
- BULLETIN
- DE
- AVRIL-JUIN 1920
- N“ 4 à 6
- Bull.
- 15
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- AVIS IMPORTANT
- Conformément à la décision prise par le Comité et qui a été portée à la connaissance des Membres de la Société par la circulaire encartée dans le Procès-Verbal de la séance du 28 juin 1918, LES BULLETINS NE REPRODUISENT PLUS LES PROCÈS-VERBAUX DES SÉANCES qui sont envoyés en fascicules séparés. Il est donc indispensable de conserver ces derniers pour avoir la collection complète des travaux de la Société.
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- FABRICATION DU CIMENT
- ET PLUS PARTICULIÈREMENT
- DU CIMENT ARTIFICIEL ’
- PAR
- 1VÏ. !>. DUMESNIL
- ' INTRODUCTION
- Production des usines et besoins actuels.
- La période actuelle a provoqué dans la construction des besoins formidables dont les causes sont multiples : d’une part, là reconstitution des régions dévastées, puis la reprise des travaux particuliers, dont beaucoup avaient été ralentis ou arrêtés pendant la période de guerre; enfin, le commencement d’exécution des grands travaux publics, à l’étude du programme desquels nombre d’entre les Membres de la Société deA Ingénieurs Civils ont certainement collaboré.
- Il n’est pas sans intérêt de donner pour débuter quelques chiffres dont le simple énoncé sera par lui-même assez suggestif pour montrer l’importance qu’a prise de nos jours l’industrie du ciment.
- Malheureusement/ les statistiques officielles de ce genre n’existent pas, que je sache, pour la France, ni même pour les pays européens; néanmoins, dans le Dictionnaire industriel de JE. Lami, nous relevons les chiffres suivants, concernant l’année 1901 déjà ancienne :
- Production annuelle en Enonce.
- 'Ciment naturel. .............. 410 000 t
- Ciment artificiel ...... » 830 000 T
- Ciment de laitier ........... 60 000 t
- Soit tjn total de . . . 11)00 000 t environ.
- Ces chiffres se sont GoiisidéraMenieiit modifiés depuis lorsr puisque, si l’on s’en rapporte à am travail très documenté de
- (1) Voir Procès-Verbal de te séance du A3 a^ril 19Ü0 (fascicule .séparé, jp. 119). !
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- LA FABRICATION DU CIMENT
- M. Allavène, Secrétaire Général de la Fédération des Chambres Syndicales du Ciment, la production française du ciment atteignait en 1914, pour la France, un chiffre dépassant 3 millions de tonnes (y compris l’Alsace-Lorraine, dont la production ne dépasse guère actuellement 350 000 t) (1).
- En ce qui concerne les États-Unis d’Amérique du Nord, on relève dans une communication faite par M. Davidsen, quelques mois avant la guerre, à la Société d’Encouragement pour l’Industrie Nationale, les renseignements qui suivent : tandis qu’en 1901, c’est-à-dire à l’époque où nous avons pu donner pour la France les chiffres qui précèdent, la fabrication était pour les États-Unis de 1 250000 t; elle s’est élevée à plus de 13 millions de tonnes pour l’année 1911 !
- Ces résultats permettent de faire une comparaison qui ne manque pas d’un certain intérêt; en effet, en 1911, le chiffre donné précédemment pour l’Amérique correspondait, comme tonnage, à environ la moitié du poids de la production de fonte brute, tandis que la valeur marchande ne représentait, au contraire, pour le ciment que 20 0/0 de la valeur de cette fonte.
- C’est dire quels efforts ont dû être réalisés pour arriver à travailler à des prix relativement bas des tonnages aussi importants.
- Quelle qu’ait été, en tout cas, la production française d’avant-guerre, il est certain que depuis lors de nombreuses usines à ciment artificiel ont été créées ; d’autres sont en état de construction, et d’autres encore, parmi les usines anciennes, se sont transformées et ont augmenté leur puissance de fabrication.
- Malgré cela, les besoins dépassent actuellement de beaucoup la production, si bien que de tous côtés des ententes commerciales se sont établies entre les négociants, les fabricants et même le Gouvernement Français, d’une part, et les industriels des pays voisins, d’autre part, en vue d’assurer aussi régulièrement que possible l’importation d’un tonnage important, provenant particulièrement de Suisse, de Belgique, d’Allemagne, du Luxembourg, etc.
- En considérant seulement la production française, si l’on se rappelle que la fabrication du ciment peut demander approximativement, pour la cuisson et la force motrice, un -pourcentage de charbon qui n’est guère inférieur à 40 ou 50 0/0 du tonnage
- (1) Voir pièces annexes, note n° 1 ; Statistiques d’après M. Allavène.
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- LA FABRICATION DU CIMENT
- 191
- fabriqué, si l’on considère aussi que le ciment artificiel qui, avant la guerre, valait 30 ou 40 fr, est vendu aujourd’hui 200 ou 250 fr, on comprendra de suite l’importance de cette industrie; comme, enfin, elle est certainement une de celles où ^ les tonnages élevés mis en œuvre nécessitent une amélioration particulière des moyens de manutention mécanique, il en résulte encore à ce point de vue un intérêt spécial pour les ateliers de construction, en vue de l’étude des installations destinées à diminuer le plus possible l’usage de la main-d’œuvre humaine.
- Nous touchons ici aux trois points sensibles de cette grande industrie : le charbon, la main-d’œuvre et les "transports.
- En raison de l’importance des problèmes qui se posent journellement à leur sujet, toutes les tentatives, tous les essais destinés à les résoudre, méritent de retenir particulièrement l’attention.
- L’étude de la question des transports au sujet des ciments sortirait du cadre de ce mémoire, mais il convient d’indiquer que l’industrie des ciments est liée ainsi à l’un des grands problèmes du jour : l’amélioration des transports fluviaux, l’augmentation du nombre des canaux, leur transformation.
- Il y aura lieu, par contre, d’insister dans ce qui suit sur les points qui intéressent l’économie de charbon et de la main-d’œuvre, ces deux questions 'étant d’un intérêt primordial à notre époque.
- PREMIERE PARTIE
- Ciments divers.
- Ces préliminaires posés, entrons maintenant dans le vif du sujet.
- Nous diviserons notre étude en deux parties principales, la première relative aux différentes sortes de ciments autres que le ciment artificiel, et qui sera réduite au minimum comme présentant certainement moins d’intérêt que la seconde, laquelle s’occupera spécialement de ce qui touche les ciments artificiels.
- Rappelons tout d’abord quelques définitions indispensables à bien connaître pour éviter des confusions fréquentes, souvent involontaires chez l’employeur, malheureusement quelquefois désirées par certains fabricants.
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- 192 LA FABRICATION 1)U CIMENT
- D’une façon générale, on peut dire que le ciment est un liant hydraulique répondant, suivant sa nature, à certaines caractéristiques ou à certaines exigences spécifiées par les différents cahiers des charges en vigueur, lesquels permettent ou doivent permettre, suivant le cas, d’en prévoir l’usage rationnel pour tel ou tel emploi.
- A ce sujet, signalons en passant qu’une nouvelle réglementation vient d’être tout récemment élaborée par la Commission d’unification des cahiers des charges des matériaux autres que les produits métallurgiques, Commission où la Société des Ingénieurs Civils de France était représentée officiellement par M. Bauchère. Maintes difficultés ont dû être résolues pour fixer des règles susceptibles de donner toutes garanties suffisantes à l’employeur, sans pour cela exiger des fabricants des conditions de réception telles qu’elles auraient pu nuire au développement de leur industrie.
- Dans la pratique, on emploie couramment les appellations suivantes pour distinguer les différentes sortes de ciments :
- Ciment de grappiers ;
- Ciment naturel;
- Ciment prompt ;
- Ciment romain ;
- Ciment artificiel ;
- Ciment mixte ;
- Ciment de laitier.
- Il n’est pas sans intérêt de signaler aussi deux appellations appliquées en Lorraine reconquise et depuis longtemps déjà adoptées en Allemagne : « Portland de fer, PorLland de laitier ».
- Sans entrer dans le détail de chacun des procédés de fabrication relatifs à toutes ces sortes de ciments, il suffira de dire en quelques mots à quels genres de produits correspondent ces appellations multiples.
- Le ciment de grappiers est obtenu par broyage des grains durs qui subsistent lorsque certains calcaires ayant été cuits convenablement et ayant subi une extinction générale on en a rretiré la chaux par différents procédés.
- Le ciment naturel est obtenu par la cuisson de calcaires de •composition convenahle, cette cuisson étant portée jusqu’au point de fusion, presque jusqu’à vitrification.
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- LA FABRICATION. DU CIMENT
- 103
- Le ciment prompt et le ciment romain ne constituent qu’un cas particulier des ciments naturels ; ils proviennent de calcaires un peu plus riclies en argile.
- Les ciments mixtes ne sont en réalité que des mélanges, en diverses proportions, de plusieurs ciments naturels ou de grap-piers, lesquels peuvent être aussi mélangés avec des laitiers, ceci en vue d’obtenir des caractéristiques spéciales relatives à la prise, à la couleur ou à la densité.
- Nous n’aurons plus l’occasion de reparler de ces derniers ciments dont l’emploi tend à disparaître et qui, au point de vue théorique, ne présentent que peu d’intérêt ; il serait même à souhaiter qu’ils^ disparaissent complètement, car les mélanges en question donnent souvent lieu dans la vente à des confusions fâcheuses, dont les mauvais effets viennent nuire à la réputation d’autres produits dont les qualités réelles sont trop souvent mal connues ou mal appréciées.
- Les ciments de laitier sont obtenus par un mélange intime, finement pulvérisé, de chaux hydraulique ou grasse bien éteinte avec des laitiers granulés de haut fourneau.
- Les ciments dits « Portland de fer » résultent, comme ceux connus sous le nom de « Portland de laitier », d’un mélange de ciment artificiel pur avec du laitier, la proportion seule des éléments variant dans chacun des deux cas.
- Enfin, et ce sera le dernier de cette série trop longue, reste le ciment artificiel ; c’est le plus important, celui qui a été certainement la cause de l’énorme développement de l’industrie du ciment; c’est lui, enfin, qui est par excellence le produit industriel dont la fabrication a donné lieu aux études les plus sérieuses, tant au point de vue mécanique qu’au point de Ame chimique.
- Il résulte de la cuisson, jusqu’à commencement de vitrification, d’un mélange de calcaire et d’argile se rapprochant sensiblement des proportions suivantes : 79 0/0 de carbonate de chaux et 21 0/0 d’argile.
- Ce type de ciment, fabriqué pour la première fois .en 1821, d’après les indications données par Vicat, donnait un mortier, lequel avait une teinte grisâtre et une dureté analogue à celle de la pierre de Portland, d’où le nom de ciment Portland, et par abréviation le nom de Portland qui lui fut donné. s
- Par généralisation on donna souvent ce nom de Portland à certains ciments qui cherchaient à rapprocher leurs qualités de celles qui étaient propres au ciment de Vicat.
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- LA FABRICATION DU CIMENT
- En résumé, si l’on fait abstraction des ciments de.laitier, qui constituent une catégorie bien distincte, on voit donc que les ciments se classent en trois grandes catégories :
- Ciments naturels ;
- Ciments de grappiers ;
- Ciments artificiels.
- En profitant de circonstances industrielles spéciales, nous avons pu étudier et suivre de près les divers procédés de fabrication mis en oeuvre dans les usines où sont fabriquées les différentes sortes de ciment dont il a été parlé précédemment. Les établissements Poliet et Chausson, qui possèdent de nombreuses usines de ce genre, ont pu ainsi modifier et améliorer les différents procédés mis en œuvre antérieurement, grâce aux études comparées qui ont été poursuivies dans ce but.
- L’étude des ciments artificiels viendra en dernier lieu.
- . En ce qui concerne les ciments naturels et de grappiers, nous examinerons rapidement la situation de deux régions, de deux bassins, comme on dit, dans lesquels les usines à chaux et ciment constituent la principale, pour ne pas dire l’unique industrie.
- En ce qui concerne le ciment de grappiers, nous étudierons le bassin de Beffes, dans le Cher.
- En ce qui concerne le ciment naturel, nous indiquerons les conditions du travail dans le bassin de Tournai, en Belgique.
- Ces deux régions peuvent être données comme type de ces deux industries, et c’est pourquoi nous ouvrirons pour chacune d’elles un paragraphe spécial.
- Bassin de Beffes.
- Avant toutes choses, nous ne saurions mieux faire que de citer comme références, au sujet des études qui ont déjà paru sur la question, la conférence qui fut faite par notre regretté Collègue, M. H. Laborbe, en 1909, et qui parut au Bulletin de notre Société dans le courant du mois de décembre de la même année.
- Une statistique assez précise indique que l’augmentation du tonnage fâbriqué en ciment de grappiers fut de 40 0/0 entre 1895 et 1907 ; cette augmentation a été beaucoup plus grande pendant cette même période que celle correspondant à la fabrica-
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- LA. FABRICATION DU CIMENT
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- tion du ciment artificiel ou naturel, et cependant, il faut le reconnaître, les ciments de grappiers ont généralement conservé une réputation assez médiocre; ceci provient principalement de ce qu’ils sont fabriqués dans des usines souvent mal outillées, utilisant des procédés généralement anciens, et dans lesquelles les fabricants n’ont pas toujours tenu un compte assez sévère des conditions techniques indispensables à une bonne fabrication.
- Au point de vue géographique, les gisements de pierres à chaux et ciments dits du bassin de Beffes s’étendent suivant une ligne nord-sud passant à environ une quinzaine de kilomètres à l’ouest de Nevers.
- Les usines à chaux et ciments de la région s’échelonnent, d’une part, le long du canal latéral à la Loire, entre La Charité et Marseilles-les-Aubigny ; d’autre part, le long du canal du Berry, entre Marseilles-les-Aubigny et La Guerche.
- Les expéditions par fer sont assurées dans la région, soit par la Compagnie du P.-O., soit par la Compagnie du P.-L.-M, soit par une ligne des Chemins de Fer Economiques allant de La Guerche à Argent.
- Bien que tous les gisements calcaires du bassin de Beffes proviennent d’une même formation géologique, il y a lieu de signaler des différences essentielles existant dans la nature des carrières, suivant qu’il s’agit de celles avoisinant le canal latéral à la Loire ou de celles voisines du canal du Berry ; d’ailleurs, même entre deux carrières voisines, il existe parfois des différences importantes, et c’est peut-être dans ce défaut d’homogénéité des gisements qu’il y a lieu de rechercher les causes principales qui, de tout temps, ont influé sur l’irrégularité de la qualité des produits fabriqués dans la région (1).
- Si la fabrication est, en principe, réalisée d’une façon sensiblement uniforme dans toutes les usines du bassin de Beffes, elle est néanmoins exécutée, suivant les cas, au moyen d’appareils très divers.
- D’ailleurs, il faut bien le dire, aucun progrès sérieux et caractéristique au point de vue technique n’y a guère été réalisé depuis longtemps. Il y a lieu de reconnaître, néanmoins, que le manque de régularité dans les gisements n’est pas sans causer des difficultés importantes aux fabricants ; il en résulte pour eux la Nécessité de surveiller d’une façon toute particulière
- (1) Voir pièces annexes, note n° 2; analyses des bancs d’une carrière de Beffes (46 m).
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- •leur fabrication journalière, du fait môme des changements qui peuvent se produire dans la nature des bancs exploités ; une fabrication passable, telle que trop souvent on en rencontre, est chose relativement facile pour des produits de ce genre, mais elle devient particulièrement délicate, sinon difficile, à partir du jour oit l’on exige des produits de 'bonne qualité, car alors la fabrication nécessite beaucoup, de soins, une surveillance constante et un outillage, important.
- La fabrication de toutes les usines de la région, consiste à faire de la. chaux hydraulique et du ciment de grappiers ; en principe, il suffit pour cela de cuire le calcaire et de séparer ensuite les deux éléments : ciment et chaux, en des mélanges de moins en moins riches en chaux pouF arriver finalement, tout au moins théoriquement, à ne plus avoir que du ciment pur.
- Les procédés habituellement employés comportent un certain nombre d’opérations qui sont, après la cuisson, l’extinction, puis le blutage donnant tout d’abord la fleur de chaux; enfin, un concassage ou décorticage suivi d’un blutage dont les refus sont broyés, blutés à nouveau, etc. Une question se pose immédiatement : où doit-on s’arrêter dans <?ette série d’opérations ? Théoriquement, on devrait s’arrêter quand les grains de ciment ne contiennent plus de chaux, mais c’est là une utopie, et d’ailleurs rien n’est absolu ; pratiquement , il faut s’arrêter quand les grains de ciment sont estimés ne plus contenir de chaux libre non éteinte ; au reste, il est à peu près impossible de donner une règle en la matière, car les résultats dépendent beaucoup de la. nature physique des calcaires qui sont employés, lesquels donnent lieu finalement à la production de grains de ciment de dimensions variables; ces grains peuvent, par les opérations successives de blutage signalées précédemment, être débarrassés peu à peu de la chaux qui les enrobe, mais leurs parties internes ont besoin d’être mises à nu, car il faut éliminer aussi la chaux susceptible de rester dans leurs noyaux, d’où la nécessité de broyer fin.
- Pratiquement, à l’époque actuelle, un atelier de broyage de ce genre se compose généralement d’un broyeur à boulets comme préparateur, suivi d’un tube finisseur, ou mieux d’un moulin-tube divisé en compartiments, dont les agents broyants s’adaptent de mieux en mieux à la finesse obtenue successivement pour les différents produits (par exemple, boulets, puis biscaïens ou galets, et enfin cylpebs).
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- 3. Moyens Je réintroduction
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- fl. Garniture odes 1S. Garniture fonte
- S, Blindage de /a c/o'con 1er Compartiment 1$ Gril/es
- 6. Biuterie
- 7. fïarnasseor
- S. Godets ramaoseurj
- 14. Trou4 d'homme
- 15. ZLnvetoppe de sortie
- 16- Pâhers porteur)
- Fig. 1. — Coupe d’uniBroyeur Triplex. Moulin tube, système Davidsen (boulets, galets, cylpebs)
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- Disons, en passant, que cette façon d’envisager le problème du broyage correspond aux théories les plus récentes relatives à cette question, laquelle, à elle seule, mériterait un développement technique tout spécial.
- Comme conséquence de ce qui a été dit précédemment, il semble donc qu’il y a nécessité d’éteindre les grappiers avant broyage et même d’éteindre aussi le produit fini, cette dernière opération prenant le nom de silosage.
- L’extinction spéciale des grappiers s’effectue néanmoins assez rarement; cependant, cette opération, qu’on appelle quelquefois la surextinction, est pratiquée dans certaines usines au moyen d’appareils à la vérité assez dissemblables, ce qui prouve bien qu’en somme aucune solution absolue û’est encore intervenue à ce sujet.
- Les meilleures usines de la région de Befîes pratiquent- cette surextinction par un léger arrosage des grappiers et par un séjour plus ou moins long de ces derniers dans les cases ad hoc, d’où ils sont repris mécaniquement pour être ensuite broyés.
- On se rend compte du coût de pareilles installations et de l’augmentation du prix de revient résultant de manutentions aussi importantes, même quand ces dernières sont effectuées mécaniquement.
- Différentes tentatives ont été faites en vue de remédier précisément à ce stockage long et coûteux, et nous signalerons à ce sujet précisément un appareil extincteur automatique ou auto-extincteur, qui fut étudié par M. Laborbe, dont nous citions le nom précédemment ; son appareil, qui cependant semblait présenter certains avantages, ne semble pas avoir donné tout ce que l’on en espérait ; il est vrai de dire, qu’à notre connaissance du moins, les essais correspondants n’ont pas dû être poursuivis assez longtemps ; nous nous proposions de reprendre personnellement la question en 1914, mais la guerre nous a forcé d’y renoncer provisoirement, et nous n’avons pu depuis lors nous en occuper à nouveau (1).
- L’extinction du produit fini, c’est-à-dire le silosage, est lui-même sujet à beaucoup de discussions au point de vue de son utilité pratique ; d’aucuns prétendent que la mise en silos n’est qu’unv trompe-l’œil, car la couche superficielle de la masse serait seule influencée par l’humidité extérieure ; d’autres affirment
- (1) Voir pièces annexes, note n" 3. Silo extincteur, essais de M. Laborbe.
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- que le seul moyen d’obtenir une extinction complète des produits finis, c’est de provoquer cette dernière en vase, clos par l’introduction d’une petite quantité de vapeur, procédé qui aurait été employé en Angleterre et appliqué, dans certaines usines de MM. Pavin de Lafarge; on se rend compte a priori des difficultés résultant en tout cas d’un travail de ce genre devant s’effectuer sur des masses aussi considérables maintenues en vase clos.
- Enfin, certains préconisent l’apport d’une petite quantité d’humidité dans le ciment fini mis en silos, sous forme, par exemple, de l’adjonction d’un peu de ciment pris; mais cette façon de procéder présente l’inconvénient d’ajouter à la masse une matière inerte, susceptible, par conséquent, de diminuer sa résistance ; personnellement, nous avons préféré ajouter dans le silo, par exemple du sable calibré assez gros entraînant avec lui un peu d’humidité, laquelle produit son action sur le ciment; d’autre part, si ce dernier est bluté avant d’être mis en sacs, le sable qui a été adjoint précédemment se trouve retenu facilement et, par conséquent, son adjonction ne vient pas agir comme matière inerte mélangée aux produits utiles.
- Quoi qu’il en soit et quels que soient les moyens mis en œuvre pour obtenir une extinction parfaite, il y a lieu de suivre d’une façon particulière, par des essais de laboratoire fréquents, journaliers, les résultats obtenus, car la condition fondamentale relative à la fabrication d’un lion ciment est l’absence de tout gonflement, question d’autant plus importante dans le cas actuel qu’elle est le plus souvent assez difficile à réaliser du fait même des conditions dans lesquelles le ciment de grappiers se trouve fabriqué.
- Il y aurait beaucoup à dire sur chacune des opérations constituant la fabrication du ciment de grappiers : la cuisson, l’extinction, le blutage, le broyage; mais ces questions ont été traitées dans de multiples ouvrages, et la parenthèse que nous venons d’ouvrir sur le bassin de Beffes est surtout destinée à montrer combien les procédés peuvent différer suivant les régions et même suivant les usines, car nous allons voir, dans le paragraphe suivant, les conditions de la fabrication dans une région ausçi célèbre que Beffes au point de vue gliaux et ciments, et cependant nous pourrons constater dans la région de Tournai, qui est celle dont nous allons nous occuper, que nous ne retrouverons rien des procédés indiqués précédemment.
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- Bassin de Tournai.
- La région connue sous le nom de bassin de Tournai est constituée par la partie occidentale de la province du Hainaut, avec Tournai comme chef-lieu ; elle est traversée par l’Escaut, qui entaille les dépôts quaternaires, tertiaires et secondaires, en mettant à nu les roches primaires, représentées en l’occasion par des calcaires de l’âge du carbonifère inférieur.
- Le gisement calcaire du Tournaisis n’est, en effet, que le prolongement de la bande de calcaire carbonifère formant le versant nord du grand synclinal de Namur, dont le noyau est constitué par les bassins houillers de Mous et de Gharleroi.
- L’exploitation des gisements de Tournai remonte à une haute antiquité, comme en témoignent les sépultures franques qui furent découvertes à Antoing-lez-Tournai ; au moyen âge, ces gisements furent exploités pour en extraire de la pierre de taille assez médiocre d’ailleurs; quant à la fabrication de la chaux, elle y atteignait, au xuic siècle déjà, une certaine importance.
- En 1850, la production de la chaux hydraulique dans cette région était de 100 000 t ; en 1910, elle était de près de 500000 t pour atteindre, avant la guerre, un chiffre annuel moyen 4e 1 300 000 t (chaux et ciment réunis).
- Et, cependant, la superficie totale du hassin de Tournai ne dépasse pas 15 km2; l’exploitation y est assurée par environ 30 Sociétés différentes, correspondant à plus de 70 sièges d’extraction.
- La qualité et la réputation des produits de Tournai méritent qu’on s’arrête un instant à étudier leur composition et leur texture.
- Nous citerons à ce sujet le travail de M. Gamermann, auquel, d’ailleurs, sont empruntés plusieurs des renseignements techniques qui suivent.
- Lorsqu’on étudie un calcaire en vue de son emploi pour la fabrication des diaux et ciments, il ne suffit pas d’en faire l’analyse chimique globale ; il est indispensable d’en examiner aussi la texture.
- En ce qui concerne les calcaires du Tournaisis, le manque de données précises relatives à leur composition et à leur texture les a fait souvent improprement appeler calcaires argileux ou calschistes.
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- M. Gamermann démontre, en effet, que la presque totalité desdits calcaires ne sont, en réalité, ni des calschistes, ni des calcaires argileux, mais des calcaires siliceux ou, si Ton veut être plus précis, des calcaires argilo-siliceux.
- Il résulte d’une série d’analyses détaillées et de multiples examens microscopiques effectués par cet auteur, que les différents bancs du Tournaisis peuvent se définir de la façon suivante d’abord un calcaire compact, dont la teneur en carbonate de chaux varie de 76 à 79,5 0/0; c’est un sédiment vaseux de carbonate de cliaux avec un peu d’argile imprégnée de silice ; l’argile s’y trouve en moindres proportions que la silice. Vient ensuite le calcaire crinoïdique, dont le « petit granit » est le type classique ; en emploie couramment cette dernière qualité pour faire des dalles de trottoirs.
- La composition chimique du calcaire crinoïdique de Tournai est telle que jamais la proportion de carbonate de chaux n’y est supérieure à 95 0/0 ; les calcaires de ces bancs ont, par altération, une tendance à se diviser en feuillets dans le sens de la stratification.
- Entre ces deux types de calcaires, il existe une série de bancs intermédiaires, mais qui sont caractérisés, comme d’ailleurs les extrêmes, par une composition moyenne très constante.
- Des imprégnations de silice se rencontrent dans ces différents gisements, tout comme on trouve des silex dans la craie : les ouvriers de la région les appellent des « carboniaux ».
- Enfin, en plusieurs endroits, il existe à la partie supérieure du calcaire, des amas de limonite qui furent d’ailleurs jadis exploités.
- En résumé, les calcaires du Tournaisis sont formés par une sorte de vase calcaire renfermant un peu d'argile et imprégnée de silice ; dans cette vase sont enrobés, en plus ou moins grandes quantités, des débris de crinoïde et de divers fossiles; la silice y est concrétionnée à différents niveaux ; au point de vue qui nous occupe, on peut distinguer trois types de bancs principaux : le premier, composé de vase pure, pratiquement exempte de crînoïdes et de fossiles: c’est le calcaire argilo-siliceux compact ; le second, contenant des débris de crinoïdes en très grand nombre : c’est le calcaire argilo-siliceux crinoïdique ; le troisième, intermédiaire entre les précédents : c’est le calcaire argilo-siliceux, suberinoïdique.
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- Enfin, le calcaire renferme parfois, sur une faible épaisseur, une proportion d’argile importante ; il devient schisteux et prend alors le nom de calschiste ; en tous cas, la teneur en magnésie du calcaire dépasse rarement 2 0/0 et n’atteint jamais 3 0/0 ; on ne connaît aucun niveau dolomotique dans la région (1). .
- L’étude sommaire que nous venons de faire des calcaires du Tournaisis nous permet facilement d’examiner maintenant dans quelles conditions ils devront se comporter au point de vue cuisson, suivant qu’il s’agira de tel ou tel banc ; la proportion de carbonate de chaux peut y varier de 60 à 95 0/0; il en résulte donc que, par un choix judicieux des bancs, on pourra obtenir, suivant cuisson, une variété presque infinie des produits.
- Pratiquement, voici comment les choses se passent :
- 1° Le calcaire compact, dans lequel le carbonate de chaux existe à raison de 73 à 80 0/0, donne, par cuisson jusqu’à commencement de vitrification>(14 à 1 500 degrés), un ciment naturel a prise lente.
- Il y a lieu de noter que la caractéristique des calcaires compacts de Tournai est une homogénéité de composition tout à fait remarquable.
- 2° Le même banc, cuit jusqu’à 1 000 degrés seulement, donne de la chaux éminemment hydraulique; ceux ayant moins de 73 0/0 de carbonate de chaux, .un ciment à prise rapide, dit ciment romain.
- 3° Les bancs de calcaires crinoïdiques permettent d’obtenir des chaux hydrauliques en roche très appréciées, particulièrement dans certaines régions du Nord. D’ailleurs, lorsqu’il est fait un usage rationnel des différents bancs composant le gisement de Tournai et que la fabricatiou est suffisamment soignée, tous les produits obtenus sont de bonne qualité.
- Mais, malheureusement, les choses ne se passent pas toujours d’une façon aussi rationnelle, car il arrive, par suite du morcellement du terrain exploitable entre de nombreuses firmes, que tel maître de carrière né possédant, par exemple, que des bancs crinoïdiques, tâche cependant d’en retirer de la chaux pulvérisée pour répondre à la demande de la clientèle ; tel autre, au contraire, ne possédant que des calcaires compacts,
- (1) Voir pièces annexes n° 4. Analyses des bancs de Tournai d’après M. Camermann.
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- en fait, à tort, de la chaux en roche pour satisfaire à tel ou tel de ses qlients ; ces demandes maladroites de la clientèle proviennent de ce que les produits sont pour la plupart vendus à des intermédiaires, pour lesquels la seule qualité d’une chaux et d’un ciment est son bon marché ; la concurrence n’agit pas sur la qualité des produits, mais sur les prix, et c’est là certainement l’une des causes principales qui ont empêché souvent et pendant longtemps les produits eu Tournaisis d’acquérir une réputation à hauteur de leur valeur réelle.
- Tous les produits dont il vient d’être question sont des produits naturels, c’est-à-dire qu’ils sont obtenus par la cuisson des pierres telles qu’on les extrait des carrières.
- On sait que le ciment artificiel, au contraire, résulte d’une cuisson convenablement conduite de matières ayant subi les opérations nécessaires pour leur donner la composition convenable et une homogénéité aussi parfaite que possible.
- Au reste, la seule différence qui existe entre le ciment naturel et le ciment artificiel, c’est que ces matières ont une composition et un dosage beaucoup plus réguliers si elles ont été constituées artificiellement dans des appareils spéciaux, avec une variation maxima de 1 0/0 environ dans la proportion des matières composantes, tandis que lorsque le même mélange a été élaboré naturellement au fond des mers, les écarts entre les éléments composants peuvent atteindre 4 ou 5 0/0, et quelquefois plus.
- A Tournai, cependant, la régularité des bancs est remarquable, et c’est ce qui fait que, toutes proportions gardées, la qualité des ciments naturels de Tournai peut, dans certains cas, se rapprocher de celle des ciments artificiels. D’ailleurs, cette nature particulière du calcaire du Tournaisis a permis d’adopter des procédés de fabrication spéciaux comportant un prix de revient avantageux dans la fabrication du ciment artificiel.
- Premier procédé. — Il a semblé logique d’améliorer la fabrication du ciment Portland naturel afin d’obtenir, avec les mêmes matières premières, du Portland artificiel ; ce ne sont, d’ailleurs, ni là compqsition chimique, ni l’intimité du mélange qui font défaut aux calcaires compacts ; mais plutôt la régularité du mélange ; pour parfaire cette régularité, il a suffi de moudre grossièrement; le produit ainsi moulu est humecté et passé au four rotatif.
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- Tel est, schématiquement décrit, le procédé qui. lut inauguré par la firme Alexandre Dapsens.
- Deuxième procédé. — On a-‘cherché aussi à utiliser les autres bancs du bassin pour faire du Portland artificiel, mais, dans ce cas, les matières premières doivent être intimement mélangées ; il faut donc les moudre finement, malgré le coût résultant de ce travail effectué sur une pierre aussi dure que l’est le calcaire du Tournaisis. Pour y remédier partiellement, la firme Bouzin, d’Antoing, près Tournai, a tourné la difficulté en revenant au procédé dit par double cuisson, inventé jadis par Yicat ; mais, outre que la consommation de charbon est plus grande dans ce cas que dans le premier, il résulte du procédé même une main-d’œuvre importante pour les diverses manipulations ; par contre, la dépense de force motrice est réduite, si bien que quelques usines appliquent encore ce procédé.
- A noter, en passant, que tout ce que nous venons de dire sur ta fabrication du ciment artificiel avec le calcaire de Tournai permettra ultérieurement d’expliquer les raisons de certaines précautions indispensables à appliquer dans les procédés dits par voie sèche ; nous aurons particulièrement à revenir sur cette question lorsque nous traiterons en détail, dans la seconde partie de cette communication, les procédés de fabrication des •ciments artificiels dans les fours droits munis des dispositifs récents automatiques pour l’enfournement et le détournement.
- . Quoi qu’il en soit, on peut se rendre compte, par ce qui précède, que nous sommes loin, dans le bassin de Tournai, des procédés de fabrication appliqués dans le bassin de Beffes ; dans les deux régions pourtant, la fabrication comporte presque exclusivement chaux et ciments, mais, tandis que dans le bassin de' Beffes, le défaut d’homogénéité des carrières ne permet pas généralement d’affecter tel ou tel banc à la production, soit de la chaux, soit du ciment, dans le bassin de Tournai, au contraire, la régularité et l’importance des gisements entraînent naturellement à cuire séparément les produits provenant de bancs différents.
- Dans le premier cas, pour remédier aux circonstances mêmes •du travail, on est obligé de procéder par sélections successives, par éliminations de la chaux pour arriver au ciment; c’est une fabrication de chaux hydraulique, d’une part, et de ciment de grappiers, d’autre part. ,
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- Dans le bassin de Tournai, au contraire, où l’on peut dire que les bancs sont cuits d’après leur composition et en vue de donner tel ou tel produit, if en résulte logiquement que la-fabrication n’a plus à comporter de sélections successives comme dans le cas de Belles ; les bluteries n’existent plus dans les usines, où des broyages convenablement conduits sont simplement nécessaires pour permettre la livraison en poudre des produits ayant subi après cuisson l’extinction nécessaire.
- Logiquement aussi, le bassin de Tournai s’est lancé, depuis déjà de longues années, dans la fabrication du ciment artificiel qui y prendra certainement de plus en plus un développement important ; dans le bassin de Beffes, au contraire, cette question de la fabrication du ciment artificiel en est à peine à ses débuts, puisque aucune installation n’y existe encore et qu’une seule tentative y a été faite récemment sous la forme d’un projet d’installation actuellement à l’étude ; tandis qu’une autre firme de la même région, abandonnant les errements passés, se décidait à se lancer, malgré les difficultés inhérentes à la nature même des matières premières, dans la fabrication d’un produit tout venant, d’une chaux lourde tout venant, plus exactement, cette fabrication ayant pour but de supprimer, comme à Tournai, la complication des blutages et des sélections successives que nous avons signalées précédemment.
- Il est trop tôt encore pour donner les résultats relatifs à ces nouvelles fabrications, mais il sera intéressant de les suivre de près pour savoir ce que ces tentatives, d’autant plus dignes d’encouragement qu’elles sont très coûteuses, auront donné au point de vue pratique.
- DEUXIEME PARTIE
- Ciment artificiel.
- Principe de la fabrication. — En général, le ciment artificiel est d’origine synthétique en ce sens que les matières premières nécessaires à sa fabrication sont obtenues par des mélanges convenablement dosés de produits qui permettent, au moyen d’une cuisson amenant un commencement de vitrification, d’obtenir la constitution d’un liant hydraulique appelé ciment et répondant
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- à une composition-type résultant de lois chimiques basées sur le rapport :
- GaO + MgO SiO2 + M203‘
- Ce rapport sert de base aux différentes formules en usage (Michaelis, Le Chatelier, etc.).
- 11 faut faire en sorte de ne laisser substituer dans le produit fini aucune trace de chaux libre non éteinte sous peine d’avoir des produits expansifs.
- Signalons, en passant, que le produit final est chimiquement le même s’il répond aux caractéristiques des formules précédentes, soit qu’il provienne d’un produit initial naturel (pierre à ciment donnant le ciment naturel), soit qu’il résulte d’un mélange synthétique d’argile et de carbonate de chaux en proportions convenablement dosées (fabrication du ciment artificiel).
- Malheureusement, dans la pratique, les bancs de pierres ayant une composition correspondant aux proportions voulues pour obtenir un produit absolument régulier sont particulièrement rares et, même s’ils existent, on est obligé de surveiller continuellement leur composition, car il peut se présenter des écarte imprévus.
- Nous avons eu l’occasion, lorsque précédemment nous avons parlé du bassin de Tournai, de signaler des usines travaillant dans des conditions de ce genre.
- Pratiquement et sans vouloir entrer ici dans des détails chimiques relatifs à la fabrication du ciment artificiel, qu’il nous suffise de rappeler, conformément aux dires de M. Leduc, que les matières premières naturelles, ou résultant de mélanges convenables, doivent présenter une composition voisine de 78 0/0 de carbonate de chaux pour 21 0/0 d’argile et 1 0/0 de matières diverses (acide sulfurique, magnésie, etc.).
- Comme nous l’avons dit, les bancs de calcaires répondant à ces conditions étant très rares, on a été amené, pour produire un tonnage de ciment répondant -à des besoins qui se font de plus en plus nombreux, à faire des mélanges soit de craies et d’argile, soit de calcaires de compositions diverses avec des argiles ou des marnes présentant elles-mêmes des compositions variées, soit en mélangeant des calcaires différemment argileux.
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- Il est donc possible, en principe, de fabriquer du Portland artificiel partout où l’on trouve de l’argile et du calcaire ; aussi cette fabrication s’est-elle de plus en plus répandue en France et à l’étranger ; on entend même dire quelquefois qu’on peut, en France, où le sol est particulièrement riche en gisements de ce genre, faire de l’artificiel partout.
- C’est probablement aller un peu loin, même au point de vue théorique, car, au point de vue pratique, d’autres considérations interviennent nécessairement, telles que la situation géographique, lq proximité plus ou moins immédiate de l’usine et des carrières exploitables, les moyens de transport pour l’arrivée du charbon et pour l’expédition des produits fabriqués, etc.
- Quoi qu’il en soit, si nous nous reportons à ce qui vient d’être dit sur la nature des matières premières susceptibles de produire par mélange les dosages voulus, on se rend compte immédiatement que les procédés de fabrication peuvent et doivent varier suivant les cas : d’une part, emploi de craies, pierres tendres, ou de calcaires presque purs, mais durs, genre pierres à bâtir ; d’autre part, argiles plus ou moins riches ou marnes plus ou moins calcaires, enfin emploi de calcaires plus ou moins voisins du dosage type et qu’il y a néanmoins lieu de corriger pour assurer au mélange servant à la fabrication, une composition convenable. ,
- C’est précisément en nous basant sur ies considérations précédentes, c’est-à-dire en somme sur la nature même des matières premières dont on dispose, que nous nous proposons de donner une classification des procédés de fabrication ; cette manière de faire n’est conforme, disons-le de suite, ni aux habitudes, ni aux prescriptions des traités spéciaux. Cependant elle nous* a semblé répondre mieux aux lois de la pratique technique et industrielle et nous la préférerons à celle qui consiste à classer les procédés d’après leur apparition dans la suite du temps et des années.
- On peut faire du ciment soit dans des fours droits, soit dans des fours rotatifs; quels sont donc, en principe, ceux de ces appareils qu’il y a lieu d’employer de préférence suivant les cas? C’est alors, qu’apparaît précisément l’utilité de la classification que nous avons envisagée précédemment, car les appareils qu’il y a lieu d?utiliser de préférence varient nécessairement suivant la nature des matières premières mises à la disposition du fabricant.
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- On voit donc comment, en appliquant la classification que nous préconisons, on en arrive, ipso facto, à envisager parallèlement les différents modes de fabrication connus en même temps que les différents systèmes de fours, droits ou rotatifs.
- En procédant ainsi, ce n’est donc plus une classification chronologique ou arbitraire qui doit précéder toute étude que l’on peut faire sur les questions relatives à la fabrication du ciment, mais bien une classification rationnelle puisque, à la base, nous retrouvons, marchant de pair et en quelque sorte accolés, d’une part les différentes matières premières, d’autre part les différents procédés à utiliser en parallèle avec ces dernières.
- Quels sont donc, disions-nous précédemment, les fours qu’il y a lieu d’employer de préférence suivant la nature des matières premières à traiter? Il semble évident, lorsqu’on doit travailler avec des matières premières tendres, friables et, par conséquent, facilement délayables, qu’il y a lieu d’employer les procédés par voie humide et alors l’utilisation des fours rotatifs s’impose, soit qu’on travaille aAœc des pâtes liquides ou semi-liquides.
- Si, au contraire, les matières premières sont relativement dures, il semble plus indiqué d’utiliser les procédés par voie sèche; dans ce cas, il est vrai, on peut utiliser ou des fours rotatifs ou des fours droits, mais dans le choix à faire interviennent alors d’autres considérations d’ordre écoaomique plutôt que technique, telles que la main-d’œuvre, la nature du charbon dont on dispose, le coût d’amortissement des frais de première installation, etc., sans oublier nécessairement la qualité et la régularité des produits fabriqués.
- ' En résumé, on peut admettre, d’après ce qui précède, les conclusions suivantes :
- Matières premières tendres : emploi de la voie humide et toujours fours rotatifs.
- Matières premières dures : emploi de la voie sèche avec fours rotatifs ou fours droits.
- Les considérations qui précèdent nous amènent nécessairement à donner quelques détails sur les différents fours généralement en usage, car, en somme, dans la fabrication du ciment, les fours sont l’organe indispensable et fondamental auquel viennent s’adjoindre, quel que soit d’ailleurs le genre de fours employés, les appareils de manutention mécanique, les systèmes
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- de broyage plus ou moins perfectionnés mais du même ordre et du même genre que ceux auxquels nous avons fait allusion dès le début de cette communication, quand nous .avons traité de la chaux et des ciments de diverses natures.
- Des fours rotatifs. — Dans un ouvrage connu et qui a été publié en 1901, •c’est-à-dire il y a moins de vingt ans, on relève la phrase suivante : « Excellents en théorie, leur usage pratique n’a pas donné des résultats bien satisfaisants ».
- Or, tout le monde sait que depuis lors c’est, au contraire grâce à çux que la fabrication du ciment artificiel a pris le développement mondial signalé précédemment. Il est vrai qu’en 1901 les fours rotatifs avaient 13 m de longueur, tandis qu’actuellement on en installe couramment qui ont 60, 70, et même près de 80 m.
- On conçoit facilement les difficultés qui ont dû être surmontées pour arriver à des résultats pareils, mais là comme toujours, la technique des ingénieurs et les études des constructeurs ont su vaincre toutes les difficultés ; et, à l’heure actuelle, assez nombreux sont les ateliers susceptibles de construire, sans gros-aléas, des installations monstres de ce genre capables de donner d’excellents résultats industriels.
- L’èmploi des fours rotatifs est trop connu de tous maintenant pour qu’il y ait intérêt à détailler ici leur mode d’emploi ; nous procéderons comme précédemment lorsque voulant parler de la fabrication des ciments naturels et de grappiers nous avons préféré décrire deux régions types fabriquant ces produits. Donc ici, au lieu d’entrer dans des détails un peu arides sur les caractéristiques de telle ou telle méthode, nous nous contenterons de décrire sommairement deux ou trois usines modernes utilisant précisément lesdits procédés.
- Nous commencerons par l’usine de Gargenville; cette usine, dont l’installation fut décidée en pleine guerre par les Établissements Poliet et Chausson nécessite une mention particulière à cause des difficultés auxquelles on s’est naturellement heurté pour se procurer du matériel, pour le faire venir, pour le monter, pour obtenir le charbon nécessaire à la marche d’une usine de ce genre, etc., néanmoins, toutes ces difficultés ont été surmontées.
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- Description de l’usine de Gargenville.
- La disposition générale de Trisme est indiquée sur la vue en plan ; deux coupes générales permettent aussi de se rendre compte de l’aménagement d’ensemble des bâtiments.
- L’usine a été mise en route exactement deux ans après que fut donné le premier coup de pioche, ce qui, étant donné les circonstances, peut être considéré comme un résultat très remarquable.
- Placée sur la rive droite de la Seine, entre Juziers et Gargenville, l’usine est reliée par voie, ferrée à la gare de Gargenville, cette dernière commune étant située sur la ligne de Paris à Mantes par Argenteuil.
- Le raccordement, long d’environ 1 800 m, nécessita la manutention de 60 000 m3 de déblais, l’élargissement d’un pont et le déplacement sur un certain parcours du..réseau télégraphique , travail particulièrement délicat, en raison de l’état de guerre.
- Le combustible, amené par péniches de 300 à 800 t, est déchargé par une grue électrique à benne preneuse et conduit par courroies dans le magasin situé dans l’axe de l’appontement de cette grue.
- La force motrice est fournie par une station centrale qui comporte trois turbo-qlternateurs, système « Jungstrom », dont deux de 1 000kw chacun et un de 2000 kw installés dans un bâtiment spécial; ils fournissent du courant triphasé,.à la-fréquence de 50 périodes et au voltage de 500 à 525 volts et tournent à la vitesse de 3 000 tours par minute.
- Les canalisations électriques sont établies dans des caniveaux souterrains et montées en câbles armés.
- Les chaudières sont du type multitubulaire « Babcok et Wilcox», de 250 m2 de surface de chauffe chacune. Elles sont munies de grilles mécaniques et soufflées, ce qui permet d’employer toutes sortes de combustibles.
- La surchauffe est portée à 350 degrés et le timbre est de 15 kg, d’où il résulte qu?on peut employer, sans aléa, de la vapeur à 12 kg et à 325 degrés aux turbos.
- L’usine a été prévue pour être montée en deux fois, chacune des moitiés correspondant à deux fours rotatifs; la deuxième moitié est déjà en voie de construction.
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- Les matières premières étant de la craie extraite dans le voisinage immédiat de l’usine et de l’argile amenée par une voie de 0 60 m d’une carrière spéciale sise à 4 km environ, la méthode de fabrication adaptée a été naturellement celle correspondant au travail par voie humide.
- Les fours rotatifs, de construçtion anglaise, ont 62 m de longueur et sont prévus pour produire facilement chacun 150 t de clinkers par jour.
- Comme dans toute usine travaillant par voie humide, on retrouve facilement sur le plan général les-délayeurs, les bassins doseurs, les tubes à pâtes avec les pompes, etc.
- Bien n’a été négligé pour supprimer, autant que faire se peut, la main-d’œuvre humaine dans toutes les manutentions de l’usine; à cet effet, des transporteurs la sillonnent dans tous les sens et permettent d’effectuer les reprises dans les meilleures conditions possibles.
- Les tubes broyeurs employés dans l’usine, soit pour le charbon, soit pour le ciment, sont du système compound à deux compartiments; ils sont commandés directement par moteurs électriques munis de réducteurs de vitesse.
- Le ciment moulu est emmagasiné dans des grands silos en ciment armé situés le long du raccordement ; un chariot automoteur vient se placer successivement devant chaque silo, de manière à permettre l’accouplement sur la face extérieure de chacun d’eux d’un type spécial d’extracteur, système Charles Candlot, permettant d’assurer l’ensâchage journalier de 400 t de ciment pour 4 silos.
- La situation des silos dans l’usine permet de charger aussi facilement les sacs pleins sur wagons ou dans les bateaux qui sont à port.
- Telle est, succinctement décrite, l’usine de Gargenville, certainement la plus récente et la plus ,moderne des usines françaises à ciment artificiel.
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- Fig. 7. — Deuxième coupe schématique de l’Usine.
- Usine à Ciment artificiel de Gargenville (Seine-et-Oise).
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- Description de i/Usine de Holderbank près Zurich en Suisse.
- Cette usine, bien qu’un peu plus ancienne que la précédente (sa construction a été terminée quelques mois avant la guerre) est en tout point digne d’une description particulière. Établie et construite par les soins d’une firme allemande, rien n’a été négligé pour y réduire au maximum la main-d’œuvre ; la surveillance y est particulièrement facile, grâce au dispositif adopté dans l’établissement du plan général ; un grand hall unique y abrite, en effet, tous les appareils y compris les deux fours rotatifs de 80 m de longueur, système Polysius ; à l’une des extrémités se trouve le broyage du charbon tandis qu’à l’autre extrémité sont les ateliers pour la préparation de la pâte et le broyage du ciment. Latéralement et parallèlement au grand bail se trouvent les voies ferrées qui sont bordées de l’autre côté par d’immenses silos à ciment fini.
- A signaler, dans cette usine, l’emploi de quelques appareils spéciaux :
- D’abord les grilles à barreaux oscillants servant à approvisionner régulièrement les trois gros concasseurs à mâchoires destinés à briser les morceaux de calcaires venant de la carrière; puis emploi de l’air comprimé pour brasser la pâte dans des cuves de grande capacité ; enfin, et surtout, les deux grands fours rotatifs système Polysius, caractérisés par la suppression du tambour refroidisseur ou plutôt par la mise en tanden dudit refroidisseur avec le four proprement dit.
- M. Gygi, le directeur général d’Holderbank, qui a bien voulu nous en faire les honneurs lui-même il y a quelques mois, a su faire de cette usine un modèle du genre tant par l’élégànce, pourrai-je dire, ‘de sa disposition générale que par la qualité des produits qui en sortent. L’usine en marche semble vide tant la main-d’œuvre y est réduite ; la propreté rigoureuse, qui règne partout, permet de la visiter en détail sans y salir le vêtement ou les chaussures les plus impeccables.
- Holderbank est, à notre sens, un type d’usine qui sera certainement imité un jour ou l’autre.
- Cimenterie d’Hagondange.
- C’est la plus grande et la plus importante des usines à ciment situées dans nos provinces reconquises.
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- L’étude en serait intéressante à faire en détail, car c’est le type d’une fabrique déjà ancienne qui a été modernisée et augmentée déjà à deux reprises différentes.
- Sa puissance de production atteint près de 200 000 t par an, grâce à ses cinq fours rotatifs. L’éloignement de la carrière (14 km) a nécessité l’emploi de dispositifs spéciaux pour assurer l’alimentation régulière en calcaire (broyage à la carrière par de gros concasseurs à pendules, silos intermédiaires, etc,). La particularité, semblant la plus intéressante à signaler dans la fabrication, est l’emploi du laitier à la place d’argile.
- Hagondange fabrique régulièrement le ciment Portland pur, le Portland de fer et le Portland de laitier dont nous avons parlé précédemment (1).
- Usines à Fours droits.
- Procédant comme précédemment, nous devrions décrire telle ou telle des usines de ce genre qui existent à l’heure actuelle, mais cela serait peu intéressant, car presque toutes, sinon la totalité, sont anciennes et souvent assez mal équipées au point de vue général.
- Cependant, il y a un point particulier intéressant à traiter, c’est l’emploi des fours droits modernes ; les modifications qu'on a apportées au fonctionnement des fours droits sont de l’actualité industrielle et scientifique ; peu connus encore en France à l’heure actuelle, ils semblent appelés à pouvoir concurrencer sérieusement les fours rotatifs, grâce aux nouveaux dispositifs adoptés et aux avantages qu’ils présentent ; c’est- pourquoi nous entrerons dans quelques détails à leur sujet dans le chapitre suivant.
- Des Fours droits modernes.
- Enfournement et Défournement automatiques.
- De 1 850 à 1 900, le ciment-artificiel fut généralement fabriqué dans des fours de systèmes variés, abandonnés maintenant, intermittents ou continus, coulants, à étage, etc., en général dans des fours verticaux en maçonnerie, où l’ori enfournait et détournait à la main, à grand renfort de main-d’œuvre.
- C’est précisément cette question de la main-d’œuvre qui amena les premiers essais de fabrication par fours rotatifs (Angleterre,
- (1) Voir pièces annexes, noie n° 5, Renseignements spéciaux concernant là Cimenterie de Hagondange.
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- Amérique, etc.) au détriment, il faut le dire, de la consommation de charbon.
- Or, depuis quelques années, la rareté et le prix des combustibles appela de nouveau l’attention des fabricants de ciments sur les avantages des fours verticaux, à cause de l’économie correspondante du charbon de cuisson ; mais la main-d’œuvre, étant devenue elle-même très rare, il fallut, pour la remplacer au détournement et à renfournement, imaginer des systèmes mécaniques susceptibles d’introduire automatiquement dans le four les briques convenablement préparées ; il fallut surtout construire des grilles susceptibles de briser mécaniquement le pain ou les blocs descendant du four après cuisson effectuée.
- Grilles automatiques. — Il semble'bien, d’après les renseignements que nous avons pu recueillir, que c’est le directeur d’une importante cimenterie de Hongrie, située à Boecin, qui eut le premier l’idée, il y a quelques années, d’employer une grille mécanique pour le défournement des fours verticaux à ciment. Ce directeur, du nom de Hauenschild, est précisément le fils de l’inventeur d’un four droit à-ciment qui a eu sa réputation il y a trente ou quarante ans et qui d’ailleurs est cité et décrit dans les traités spéciaux.
- Fidèles à leurs traditions, les constructeurs allemands ne tardèrent pas à adopter, pour leur propre compte, l’idée d’Hauenschiid et imaginèrent différents systèmes de grilles susceptibles de broyer le pain cuit sortant du four.
- De leur côté, les Suisses étudièrent la question et firent pendant la guerre plusieurs essais industriels.
- Les différents systèmes se divisent en trois catégories'principales :
- 1° Grille circulaire à dents, animée d’un mouvement rotatif autour d’un axe vertical, système un peu analogue à celui employé pour moudre le café dans les moulins spéciaux.
- 2° Grille à mouvement alternatif, l’amplitude du mouvement correspondant au diamètre inférieur du four.
- 3° Grille constituée par des sortes de cylindres de laminoirs munis de dents et qui sont censés devoir broyer en morceaux relativement petits la masse plus ou moins vitrifiée qui, après broyage, sera du ciment.
- Il y a lieu, pour compléter cette nomenclature sommaire, de signaler un système de défournement du à un constructeur hollandais (Bakema) constitué par une sorte d’hélice à dents
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- devant, après fragmentation du pain, évacuer les morceaux au fur et à mesure de leur production.
- Il n’est pas sans intérêt d’entrer dans quelques détails sur les principaux systèmes connus rentrant respectivement dans chacune des trois catégories précédentes.
- Tout d’abord, signalons que malgré nos recherches, nous n’avons pu avoir de documentation précise sur le troisième système (cylindres cannelés ou dentés, genre laminoirs). Ce système qui semble être la spécialité d’un ou deux constructeurs allemands (en particulier Mannstaedt Werke, à Troisdorf, près Cologne) paraît être, en tous cas, très peu répandu et nous avons tout lieu de croire que les applications en sont rares ; nous n’y reviendrons pas.
- Restent, en somme, les grilles circulaires à mouvement rotatif et les grilles à mouvement alternatif.
- Grilles circulaires. — La plus connue est celle de l’ingénieur Steiger de Zurich (brevets Steiger et Frey). Gomme nous l’avons dit, son fonctionnement est analogue à celui d’un moulin à café.
- On comprend à 'priori quelle solidité doivent présenter ses différents organes, quand on songe à l’effort considérable réagissant sur l’arbre vertical chargé d’actionner la grille, surtout lorsque la grille doit attaquer, par une dent de sa périphérie, le bloc cuit descendant du four.
- Pour remédier à cet inconvénient qui ne fut pas, sans causer des déboires lors des premiers essais, on imagina de supporter la grille par des galets sur lesquels elle devait rouler. Ces galets étaient destinés, en principe, à éviter un porte à faux trop grand, égal sensiblement au rayon de la section inférieure du four. La Maison Krupp semble avoir préconisé ce système, mais elle dut, croyons-nous, plus ou moins y renoncer, l’aide des galets devenant pratiquement illusoire par suite des dilatations importantes dues à la haute température qui règne sous le four.
- Néanmoins et malgré les difficultés signalées précédemment, il y a plusieurs grilles circulaires genre Hauenschild ou système Steiger ou analogues en fonctionnement dans différentes cimenteries allemandes ; nous avons personnellement eu l’occasion d’en voir quelques installations en Lorraine reconquise (Heming ? nouveau, Rombas) ; une installation existe dans une cimenterie en Suisse (à Wildegg) ; il doit même y en avoir une en fonctionnement dans une Cimenterie française du Sud-Est.
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- Fig. 8. — Schéma d’un dispositif de détournement mécanique par grille circulaire.
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- Grilles à mouvement alternatif. — Nous en connaissons deux systèmes principaux : l’un allemand, la grille Thiele (constructeur principal Pfeiffer de Kaiserslautern) ; l’autre suisse, la grille Buhler, constructeur à Uzwil, près Zurich.
- Cette dernière consiste essentiellement en une ossature en poutrelles de fer très résistantes et susceptibles d’un mouvement de va et vient correspondant comme amplitude au diamètre du four ; sur cette ossature, est posée une sorte de casque emboîté dans l’ossature en fer et muni à sa partie supérieure de grosses dents en fonte spéciale disposées, par exemple, en quinconce et qui, dans le mouvement de va et vient précédent, sont chargées d’entamer le bloc cuit et de le réduire en morceaux.
- La grille Thiele procède d’une façon analogue, si ce n’est qu’elle se compose de deux ossatures voisines,1 de deux demi-ossatures en quelque sorte, symétriques par rapport à un plan vertical passant par un diamètre du four et animées respectivement chacune d’un mouvement alternatif qui s’effectue en sens inverse de celui de la voisine.
- Au point de vue strictement théorique, le deuxième système semble préférable, car la masse vitrifiée se trouve brisée en quelque sorte par arrachement, sans que la maçonnerie inférieure du four doive servir de point d’appui, contrairement à ce qui se présente forcément dans le, système Buhler.
- Néanmoins, nous n’avons -constaté dans aucune des installations Buhler, que nous avons eu l’occasion de visiter, que pratiquement il en soit résulté un mauvais fonctionnement ou une détérioration quelconque.
- Il faut dire d’ailleurs que si l’effort à vaincre est quelquefois très considérable (100 000 kg et plus), en réalité le mouvement est tellement lent (20 ou 25 minutes pour effectuer un aller et retour) que l’énergie nécessaire au mouvement de la grille est faible, soit 8 à 10 Hp maximum, qu’il s’agisse d’ailleurs du système Thiele ou Buhler.
- Le système Thiele est surtout répandu eh Allemagne-où d’ailleurs les grands constructeurs se sont entendus sous forme d’une sorte de Syndiçat spécial pour installer, suivant le cas, les différentes sortes de grilles reconnues les meilleures, en évitant de se faire, par suite de leur entente, une concurrence fâcheuse à leurs intérêts.
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- tiG. 9. Coupe verticale d’un four droit moderne.
- Enfournement automatique. — Détournement mécanique, système Buhler. tirage aspiré par ventilateur. — Insufflation d’air sous grille et par tuyère spéciale. Refroidissement des parois, système^Cornet.
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- Krupp, Polysius et von Gruber préconisent les grilles circulaires, Pfeiffer construit la grille Thiele, Amme Giesecke et Kônegen construisent un système analogue à celui de Mannetaedt mais légèrement modifié (grille Taifun).
- En Suisse, c’est la grille Buhler qui est généralement employée; à fin 1919, il y en avait plus de douze installations fonctionnant normalement, en particulier, dans les cimenteries de Baulmes, de Liesberg (deux usines), de Saint-Sulpice, de Brunnen, etc.
- Il faut reconnaître aux fabricants helvétiques le mérite d’avoir su, en industriels avisés, effectuer des essais rationnels; ils ont su ne pas se rebuter devant les mécomptes du début, ce qui a permis ainsi au constructeur Bulher, leur compatriote, d’arriver en somme à étudier et à construire un système pratique.
- Au mois de septembre dernier, lorsque nous avons pu, grâce à l’obligeance des industriels suisses, visiter la plupart de leurs usines, ils étaient bien près d’arriver au moment où leurs efforts étant couronnés de succès, ils allaient pouvoir profiter des avantages inhérents à ce perfectionnement moderne dans la fabrication du ciment.
- Enfournement automatique. — Néanmoins, pour achever d’éclairer cette documentation, nous devons dire que si le défournement automatique semble être à peu près entré dans le domaine de la pratique industrielle, il n’en est pas de même du chargement automatique.
- Dans les huit ou dix usines suisses, que nous avons visitées, nombreux sont les fours droits et cependant nulle part, semble-t-il, des essais sérieux ne paraissent avoir été faits concernant l’enfournement automatique. Le problème, disent les constructeurs, est plus simple et il sera temps d’y songer plus tard ; soit, mais à notre point de vue, du moins, l’enfournement et le détournement sont deux choses qui doivent marcher de pair ; les deux installations sont indispensables dans une usine moderne, et cependant les quelques timides essais que nous connaissons, n’ont pas été sans montrer qu’il y avait aussi des difficultés à vaincre pour installer un mode d’enfournement automatique fonctionnant bien.
- Signalons, en passant, les essais faits à l’usine Leuger (Liesberg) ainsi qu’à Brunnen, sur le lac des Quatre-Cantons ; dans cette dernière usine, la partie supérieure du four a été recouverte
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- d’une grille à claire-voie pour permettre le tirage, grille sur laquelle sont amenées les briques crues par un ruban-transporteur quelconque.
- La grille est elle-même divisée en secteurs qui se chargent de briques les uns après les autres, et qui, à un moment donné, oscillent chacun autour d’un axe dirigé suivant un rayon de telle façon qu’une charge totale tombe ainsi d’un seul coup dans le four.
- Selon nous, ce système présente l’inconvénient de ne pas permettre de régulariser la charge convenablement sur la surface totale du four.#Or, on sait que les cuiseurs, suivant l’allure de leur four et suivant le tirage, doivent, pour éviter des collages. forcer par exemple le chargement en briques crues le long des parois plutôt qu’au centre.
- Le système de Brunnen est trop rigide pour permettre cette régularisation du travail. Le constructeur Buhler préconise un système simple à la vérité (distributeur circulaire avec raclette) mais qui, lui aussi, présente des inconvénients analogues.
- Nous étudions actuellement un dispositif qui, nous l’espérons, permettra de remédier à ces difficultés.
- Si certains pays voisins ont su étudier et mettre au point des appareils nouveaux relatifs au travail automatique dans les fours droits, les ingénieurs français ne sont pas, d’ailleurs, restés inactifs ; M. Charles Candlot, à peine démobilisé, s’est attaqué de son côté à résoudre le problème et le principe de ses appareils est si ingénieux qu’il mérite une description spéciale.
- Un inconvénient de la grille automatique circulaire semble bien être que la vitesse des dents de la périphérie est évidemment trop dissemblable de celle des dents Voisines de l’arbre central. Cet inconvénient n’existe pas, à vrai dire, dans les grilles à mouvement alternatif, mais‘ces dernières présentent l’inconvénient de nécessiter un changement de marche du système, chaque fois qu’il, arrive au bout de sa course.
- Pour y remédier, M. Charles Candlot a imaginé de monter la grille sur un axe légèrement excentré par rapport à l’axe du four ; la grille elle-même, engrenant sur une couronné circulaire dentée, le mouvement réalisé est un véritable mouvement planétaire où chaque point de la périphérie décrit un arc d’épi-cycloïde de faible amplitude et dont le développement est précisément égal au développement du cercle décrit par l’axe même de la grille tournante.
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- Des combinaisons ingénieuses de construction avec la grille du four Perpignani-Candlot (P. C.) permettent un accès facile aux différents éléments du système ainsi qu’une bonne surveillance du four lui-même.
- Une hauteur de 3 m au-dessus du sol esf nécessaire pour permettre d’installer tout le système.
- Les dents sont disposées rationnellement pour laisser échapper les clkikers ; au centre, une sorte de cône denté vient continuellement raboter la partie centrale du pain, laquelle correspond particulièrement dans le four P. G. à toute une zone où le tirage étant certainement le meilleur, la masse doit être la plus surcuite.
- De plus, ce dispositif présente un avantage important que l’on 11e rencontre pas toujours dans les autres systèmes où les clinkers provenant de la désagrégation de la masse peuvent venir obstruer le passage de l’air destiné au tirage. Ici, au contraire, l’accès de cet air est toujours libre, ce qui n’est pas un mince avantage.
- Par contre, les difficultés de construction des grilles circulaires, leur poids plus considérable que celui des grilles à mouvement alternatif, sont choses qui existent aussi dans le système Gandlot ; d’ailleurs, on ne pourra porter un jugement définitif sur la question, qu’après une comparaison assez longue entre les résultats des différents systèmes appliqués à des fours de type semblable pour que toutes les données du problème restent les mêmes, autres que celles nécessairement relatives à la grille proprement dite.
- Avantage de l'Automaticité au point de mie de la fabrication. — Signalons tout d’abord que, dans les fabriques suisses travaillant avec des fours droits automatiques, on incorpore le charbon dans la brique crue elle-même. Le travail automatique est lui-même particulièrement avantageux au point de vue de la régularité de la cuisson. L’incorporation du charbon dans les briques donne de plus une très bonne utilisation du pouvoir calorifique disponible.
- Grâce à cela, on peut employer, à peu près partout, du poussier de coke, ce qui a permis souvent de remédier à la pénurie d’anthracite ou de charbon plus ou moins maigre généralement utilisé jadis dans les fours droits. '
- Les briques crues, étant donc ainsi préparées et généralement
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- enfournées sans sécliage préalable, sont cuites dans des fours droits ; on a constaté, et.ceci résulte de multiples observations, que la production d’un tel four était augmentée d’environ 30 ou 40 0/0 paf l’emploi du détournement automatique à cause de la régularité de sa marche et de la continuité du travail, de la diminution des collages, etc.
- Nécessairement, il faut que l’enfournement suive, ou plutôt, précède le travail, dans les mêmes conditions, et cependant, chose anormale, nous avons pu constater, il y a quelques mois à peine, que faute d’utiliser un enfournement automatique, un four à cuve muni d’une grille automatique (Liesberg, Baulmes, Münschenstein) nécessitait le travail de trois hommes pour introduire les briques en quantité suffisante, et encore ces trois hommes y suffisaient à peine.
- C’est donc là encore une raison venant à l’appui de ce que nous disions précédemment concernant la nécessité de mettre rapidement au point un système de chargement mécanique simple et rationnel. De plus, le fait que le four est chargé ainsi à la main, force à maintenir presque constamment ouvertes les portes qui doivent en fermer la hotte supérieure, ce qui nécessairement nuit considérablement au tirage.
- Des Presses à briqueter. —* Le choix des presses est lié aussi à la question de l'automaticité.
- En effet, pour que l’enfournement mécanique puisse' se faire simplement, il faut que la presse soit à' proximité du gueulard du four, c’est-à-dire à l’étage.
- Or, cette disposition supprime forcément l’emploi des presses à choc souvent très bonnes en elles-mêmes, mais qui, reposant forcément sur des fondations résistantes du bon sol nécessiteraient alors tout un système de plateaux-transporteurs destinés à amener les briques depuis le rez-de-chaussée jusqu’au gueulard ; il en résulterait une complication mécanique très préjudiciable à une bonne marche de l’usine et même une nouvelle difficulté pour amener mécaniquement ces briques à basculer dans le four.
- Il semble donc évident que le dispositif des presses à adopter pour un four automatique soit un type à genouillères ou à fric-^ tion du genre de celles utilisées dans la fabrication des briques silico-calcaires., „
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- Du soufflage et de Vaspiration. — La plupart des fours à cuve modernes fonctionnent avec un tirage artificiel, généralement avec un tirage aspiré.
- Dans ces conditions, tel four ayant par exemple 8 m de hauteur utile et 2 m, 50 de diamètre produit environ 20 à 25 t par jour.
- Transformé avec enfournement et détournement automatiques, il donnera 351, mais cette augmentation de la puissance semble devoir entraîner l’adjonction éventuelle d’un tirage soufflé ; les deux sortes de tirage, employées soit séparément, soit simultanément, doivent permettre au cuiseur de modifier ou de forcer à volonté et rapidement l’allure de son four.
- Il y a lieu d’ailleurs de reconnaître que l’emploi du tirage artificiel, aspiré ou soufflé, n’est pas sans entraîner une certaine complication dans l’emploi des appareils mécaniques relativement à l’enfournement et au détournement automatiques.
- Le soufflage sous la grille présente en particulier l’inconvénient de produire des poussières, mais il semble que l’on soit à peu près arrivé à remédier à cet inconvénient. •
- Transformation des fours à cuve existants. — La plupart des fours verticaux actuellement utilisés en Allemagne et en Suisse sont des fours droits ordinaires, généralement connus sous le nom de fours Schneider ; leur diamètre est compris généralement entre 2 m et 2 m, 75; ils présentent, le plus souvent, une section légèrement tronconique, la grande base étant nécessairement à la partie inférieure.
- Leur hauteur utile est généralement de 7 à 8 m ; ils peuvent presque tous être transformés pour être munis d’une grille automatique dont la hauteur au-dessus du sol dépend du système adopté et du mode d’évacuation choisi pour les clinkers.
- Nous signalerons incidemment comme moyen pratique, simple et donnant de bons résultats (Liesberg par exemple) un système de chaînes traînantes tendues par des contrepoids et glissant par entrainement sur un tambour à noix sur des plaques de fonte ou de tôles. Durant le parcours des clinkers après leur sortie du four, il est bon de les arroser et de les broyer sommairement dans un broyeur à mâchoires avant de les envoyer dans le hall ou magasin où leur extinction s’achèvera alors facilement et rapidement.
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- Choix du diamètre des fours automatiques. — Avant d’en terminer avec la question des fours à cuve et de leurs perfectionnements récents, il importe de signaler l’importance qu’on doit donner au choix de leur diamètre.
- Comme il est naturel, les différents systèmes de détournement automatique furent d’abord mis en service dans des fours anciens que l’on transforma en conséquence ; la plupart de ces fours avaient été construits à diamètre réduit de 2 m, 2 m 50, 2 m, 75 maximum.
- C’est le cas de la plupart des fours à grille mécanique existant en Suisse à l’heure actuelle.
- En Allemagne, où l’on voit toujours grand, souvent même kolossal oserais-je dire, où de plus l’avantage du four droit avec travail automatique fut vite reconnu, on ne tarda pas pour de multiples raisons à préconiser les fours de plus grand diamètre : économie dans l’installation, surveillance plus facile, importance des bâtiments relativement moins grande pour le même tonnage journalier, etc., si bien qu’à ce jour on y rencontre des fours de ce genre de 3 m et de 3 m, 50, de construction récente, et munis de grilles automatiques.
- Néanmoins, les spécialistes discutent encore sur l’avantage de tel ou tel diamètre, et même sur la possibilité d’utiliser des grandes sections si l’on veut du moins être sur, comme c’est le devoir de tout bon fabricant, d’obtenir du ciment de bonne qualité.
- On reproche, en effet, aux grands fours d’être de conduite plus difficile ; le tirage s’y ferait moins bien, les incuits y seraient plus nombreux, et faut-il l’ajouter, bien que peu l’avouent, les difficultés inhérentes aux différents systèmes de détournement mécanique y semblent peut-être trop difficiles à vaincre.
- Cependant ce sont là des dangers plus apparents que réels, car a priori il n’y a pas de raison pour qu’un four de 3* m et même de 3 m, 50 fonctionne dans de plus mauvaises conditions qu’un four semblable de 2 m, 50.
- Le tirage s’y ferait-il mal, par exemple, il faudrait donc modifier ou plutôt améliorer les conditions de ce tirage, car si cet élément essentiel d’un bon fonctionnement est mal réalisé pour un diamètre de 3 m, 50, il l’est aussi mal en principe pour 2 m, 50: l’influence s’en fait peut-être moins sentir, mais le même défaut initial doit exister en principe dans les deux cas, et il en est de Bull. 19.
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- LA FABRICATION DU CIMENT
- même pour les autres inconvénients signalés au détriment des grands fours.
- Personnellement, en tenant compte de ce qui précède, mais en tenant compte aussi des difficultés pratiques de réalisation et de construction des différents appareils mécaniques adjoints au four proprement dit, il nous semble d’après ce que nous avons pu voir que le diamètre de 3 m puisse être admis sans crainte.
- Nous devons à la vérité dire que si les Allemands ont vu grand, un de nos compatriotes, notre collègue M. Charles Candlot, dont nous avons précédemment décrit le système ingénieux de détournement automatique, a eu le mérite et le courage aussi de voir grand dès le début de ses premières études et c’est ainsi que-sur dix installations de ce genre, en construction au 1er janvier de cette année, moitié était prévue pour des fours de 3 m, et moitié pour des fours de 3 m, 30. Les délais forcés de construction et de montage ne permettent pas encore à la pratique de prouver que rationnellement utilisée, elle vient confirmer la théorie, mais nous ne doutons pas qu’il en soit ainsi et que les résultats prochains ne soient probants. Néanmoins il y a lieu de remarquer que les études de M. Candlot ont surtout porté sur des fours à cheminées plongeante dont les conditions de tirage sont très différentes de celles inhérentes aux fours à tirage forcé.
- Pour en terminer avec cette question du diamètre des fours, il est intéressant d’indiquer, au moins approximativement, les débits sur lesquels on peut normalement compter suivant les dimensions des fours droits munis de grilles mécaniques et comportant un tirage artificiel.
- % Production
- journalière
- maxima.
- Four de 2 m, 30. Hauteur utile : 8 m environ... 30 à 331.
- — 3m » — — 10m — ... 43 à 30t.
- — 3 m, 30 — — 12 m — ... 73 à 80 t.
- Néanmoins, nous mettrons un point d’interrogation à-la suite de ce dernier chiffre, les renseignements que nous avons pu recueillir concernant ce dernier cas étant assez incertains.
- Avant d’abandonner cette question, il convient de signaler à quelles difficultés particulières on se heurte dans ce mode de fabrication et quelles précautions il y a lieu de prendre pour obtenir un produit susceptible de rivaliser comme qualité avec celui résultant du travail par voie humide.
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- LÀ FABRICATION DU CIMENT
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- Nous avons vu précédemment, quelle que soit la fabrication adoptée, qu’il fallait obtenir, avant la cuisson, un produit dont les éléments constituants, aussi dissemblables soient-ils (par exemple argile et calcaire pur) devaient être intimement mélangés, aussi intimement si possible qu’ils pourraient l’être dans la nature s’ils constituaient une sorte de combinaison définie comme cela arrive quand on peut traiter, ce qui est rare, des calcaires argileux ayant sensiblement le dosage voulu.
- Obtenir ce mélange intime constitue selon nous la première des difficultés à résoudre ; elle est évidemment beaucoup plus grande dans le travail par voie sèche que dans le travail par voie humide, car il est naturellement plus délicat de mélanger intimement des produits en poudre que des matières délayées finement dans l’eau.
- Prévoir la difficulté, c’est déjà un peu la vaincre et il y a lien de croire qu’on peut arriver assez facilement à une solution pratique à condition en particulier de broyer assez finement le, mélange, la farine crue comme on dit, composée des éléments constituants de la fabrication.
- La deuxième difficulté' principale du travail par voie sèche en fours droits est la cuisson, et par conséquent la conduite proprement dite du four.
- On reproche souvent au ciment provenant des usines à fours droits d’être de qualité inférieure ; la plupart du temps, c’est qu’il est insuffisamment cuit ; il faut donc augmenter rationnellement la température des fours. Or, les anciens fours à cuve présentent évidemment l’inconvénient d’être en quelque sorte fermés à l’œil du surveillant ; on ne sait pas ce qui s’y passe et on ne s’aperçoit des variations dans leur allure de marche que si le feu monte ou si le feu descend outre mesure ; on y remédie alors, mais il est trop tard, non seulement au point de vue de la bonne utilisation des calories, mais aussi au point de vue des réactions se produisant dans la masse en cuisson.
- En réalité, le four droit à ciment doit être considéré comme un véritable petit haut fourneau, et par conséquent construit comme tel : tirage artificiel, aspiré et soufflé, peut-être insufflation d’air par des tuyères disposées à hauteur convenable ; rien ne doit être négligé dans cet ordre d’idées pas plus que des regards permettant de surveiller constamment'la cuisson et de faire en
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- LA FABRICATION DU CIMENT
- sorte, grâce aux entrées d’air dont on dispose, que la zone de cuisson, de vitrification plutôt, se maintienne à bonne hauteur.
- Il est juste de dire que le travail automatique dans les fours droits améliore sensiblement les conditions mêmes d’une bonne cuisson.
- L’usine de Pagny-sur-Meuse (Établissements Poliet et Chausson) est actuellement en voie de transformation et il sera particulièrement intéressant de connaître les résultats qui y seront obtenus, car les différents procédés modernes relatifs aux fours droits, tels qu’on les a précédemment décrits, s’y retrouveront réunis, ce qui permettra d’établir des comparaisons précises entre les avantages et les inconvénients inhérents aux différents procédés connus.
- Par la description rapide des méthodes et appareils que nous avons passés en revue et par les quelques mots dits au sujet des usines étrangères, lesquelles perfectionnent journellement ces méthodes et les mettent en oeuvre sans hésiter, on se rendra compte des efforts qui sont faits partout en vue d’améliorer les conditions du travail dans l’industrie du ciment.
- Il faudrait pouvoir dire que nous aussi en France, nous marchons de l’avant, sans plus d’hésitation; malheureusement, rien ne sert de se tromper soi-même et il serait téméraire de donner une telle affirmation.
- Songeons donc tous cependant à ce que l’avenir réserve à cette industrie de première utilité ; affranchissons-nous de l’étranger et que nos constructeurs se décident à étudier de près les appareils nécessaires à cette fabrication, comme cela existe chez les Américains, les Anglais, les Suisses, les Danois, sans oublier hélas les Allemands, où de puissantes firmes ont su se faire des réputations presque mondiales si bien, 11e craignons pas de le dire, que nous sommes restés trop longtemps en France, presque tributaires pour cette industrie des constructeurs étrangers. c
- Que les fabricants de ciment devancent aussi à leur tour leurs voisins en montant des intallations modernes, économiques et répondant mieux aux besoins du moment, malgré les difficultés de l’heure présente. Enfin faisons.nôtre dans l’avenir ce proverbe américain qui servira de conclusion a cette étude : « Ne jamais s’endormir en pensant qu’une chose est impossible, car on risquerait d’être réveillé par le bruit que fait le voisin en train d’accomplir cette chose ».
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- I ' h ;. 2 — Batterie de trois l'ours Perpignani-Candlot, pour la fabrication de la chaux hydraulique.
- (Usines Poliet et Chausson à Belles, Cher)
- Fig. B. — Vue générale de la fabrique de Ciment artificiel d’ilolderbank (Suisse!.
- Fig. h. — Vue d’ensemble du hall de fabrication. (Usine de UFoIderbank).
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- LA FABRICATION DC CIMENT
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- ANNEXE
- NOTE I
- Production des Usines françaises d’après les Travaux de Statistique de M. Allavene.
- 1° Avant la Guerre.
- Production des Cimenteries françaises
- 3100 0001 (y compris les usines des régions libérées et d’Alsace-Lorraine).
- 300 000 t environ étaient exportées et 90 000 t importées.
- Production des Cimenteries allemandes :
- 7 000 000 t, dont 800 000 t environ étaient exportées.
- 11 y a lieu d’ajouter qu’indépendamment des chiffres ci-dessus, la France produisait plus de 2 000 000 t de chaux hydraulique, tandis que l’Allemagne fabriquait un tonnage insignifiant de ce dernier produit.
- 2° Après la Guerre.
- On peut admettre que, par suite de la destruction des*usines à ciment situées dans les régions libérées, par suite aussi de la réduction des tonnages fabriqués dans les autres usines à cause du manque de charbon, cette réduction n’étant pas compensée par la production des usines nouvelles, ou transformées, le tonnage annuel dont dispose actuellement la France doit être sensiblement inférieur à la moitié de ce qu’il était avant-guerre. Par contre, les besoins en ciment ont augmenté considérablement et dépassent certainement, à l’heure actuelle, le chiffre de la production totale de la France avant la guerre.
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- NOTE
- II
- Tableau des analyses effectuées sur
- RÉSULTATS PAR COUCHE
- les calcaires d’une carrière de Beffes
- RÉSULTATS MOYENS
- Découvert :
- Découvert :
- 0,781
- 44,324
- 16,997
- Néant
- 12 m, 80
- 34,476
- 43,812
- 17.197
- 12 m, 80
- 4 m. 700
- 0.873
- 34.622
- 17 m,50
- 3 m. 800
- 0,771
- 43.192
- 17,178
- 0,737
- 35,419
- 44,746
- 0.403
- } 4 m. 200
- 0,743
- 44,344
- 35,570
- 17,833
- 0,740
- 1.400
- 25 m. 50
- 4 m.300
- 0,915
- 0,508
- 0,928
- 32.973
- 20,826
- 0,880
- 4m. 500
- 0.853
- 0.944
- 32,838
- 0,892
- 34 m, 30
- 34 m, 30
- 1.015,
- 33,339
- 41.787
- 20,912
- 1,029
- 38 m, 30
- 5 m, 900
- 30,274
- 1,413
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- 234
- LA FABRICATION DU CIMENT
- NOTE III
- Silo-Extincteur.
- (Essais de M. Laborbe)
- Cet appareil est simplement uti grand cylindre (H = 4 à 5 D au minimum), en tôle, revêtu intérieurement de bois et présentant une série de barreaux horizontaux superposés, établis suivant son diamètre à la façon des barreaux d’une bétonnière. La partie inférieure de ce cylindre est terminée suivant les-dimensions de l’appareil, soit par un plateau distributeur à couteau, soit par un transporteur annulaire. A l’intérieur de ce cylindre, à environ un cinquième de sa hauteur en partant du sommet, se trouvent des radiateurs en nombre variable, disposés de façon qu’à leur niveau toute la masse soit à la température que l'expérience montrera dans chaque cas le plus convenable.
- Ces radiateurs, et il est commode de se servir pour les constituer des barreaux horizontaux eux-mêmes ou de la paroi du cylindre, sont en relation soit avec la chaudière de l’usine, soit avec une chaudière spéciale où l’on met, non pas de l’eau, mais une solution saline ayant son point d’ébullition vers 150 ou 200 degrés. Le tuyau de retour peut passer dans une deuxième série de radiateurs situés tout à lait au-bas du « silo-extincteur », ce qui récupère la plus grande partie de la chaleur des produits sortants.
- On règle le couteau du plateau distributeur à la sortie, ou la vitesse du transporteur annulaire, de façon que les produits séjournent dans l’appareil le temps que la pratique indique nécessaire pour que toute la chaux qu’ils contiennent soit éteinte.
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- •Tina
- NOTE IV
- Analyses des bancs de Tournai, d’après M. Camermann.
- A. — ANALYSES DE CALCAIRES COMPACTS
- \
- Banc' A Moyenne . . Banc B < SILICE ALUMINE OXYDE FERRIQUE CHAUX MAGNÉSIE ACIDE carbonique PERTES et CORPS NON DOSÉS CARBONATE DE CHAUX
- 14.73 0/0 14,10 0/0 1 45,99 0/0 16,37 0/0" 17,33 0/6' 16,92 0/0 1 15,25 0/0 46,90 0/0 . 17,21 0/0 3.92 0/0 2.93 0/0 2.94 0/0 3,47 0/0 3,92 0/0 3,19 0/0 3,32 0/0 3/29 0/0 3,49 0/0 1.05 0/0 0,87 0/0 1,17 0/0 1,09 0/0 0,63 0/0 0,79 0/0 1,12 0/0 0,66 0/0 0,78 0/0 43.62 0/0 44,61 0/0 42.63 0/0 42.70 0/0 42,05 0/0 42,35 0/0 43.70 0/0 42,27 0/0 42,60 0/0 0,75 0/0 0,90 0/0 1,15 0/0 1.06 0/0 , 0,61 0/0 1,09 0/0 0,77 0/0 1.13 0/0 0.88 0/0 35,09 0/0 35,96 0/0 34.92 0/0 34,72 0/0 33.93 0/0 34,40 0/0 35,19 0/0 34,45 0/0 34.44 0/0 1.14 0/0 0,65 0/0 1,00 0/0 0,57 0/0 1,11 0/0 1,26 0/0 0,64 0/0 1.30 0/0 0,63 0/0 77,39 0/0 79.48 0/0 76.48 0/0 76,25 0/0 75*09 0/0 76,62 0/0 •78,63 0/0 75.48 0/0 76,67 0/0
- 16,08 0/0 3,25 0/0 0.96 0/0 42,96 0/0 0.95 0/0 34.79 0/0 0,94 0/0 74.71 0/0
- 16,17 0/0 17,88 0/0 17,02 0/0 17,80 0/0 19,57 0/0 18,68 0/0 1 15,49 0/0 16,68 0/0 16,09 0/0 2,22 0/0 2,41 0/0 - 2,32 0/0 2,79 0/0 3,48 0/0 3,14 0/0 3,CO 0/0 3,86 0/0 2,96 0/0 0,62 0/0 0.18 0/0 0,40 0/0 0,56 0/0 0,45 0/0 0,50 0/0 0,45 0/0 0,57 0/0 0,51 0/0 0,47 0/0 43,82 0/0 43.18 0/0 43,50 0/0 43,13 0/0 41,46 0/0 42,30 0/0 44,07 0/0 43,75 0/0 43,91 0/0 0,76 0/0 0.60 0/0 0,71 0/0 0,21 0/0 0,72 0/0 0,77 0/0 0,72 0/0 0,41 0/0 0,67 0/0 33,27 0/0 34.75 0/0 ' 35,01 0/0 34,78 0/0 33.37 0/0 34,07 0/0 33,42 0/0 . 34,71 0/0 35.06 0/0 34,71 0/0 1.13 0/0 0,93 0/0 1,04 0/0 0,13 0/0 0.95 0/0 0,54 0/0 0,79 0/0 1,02 0/0 0,90 0/0 78,26 0/0 77,10 0/0 77.69 070 77,02 Ô/O 74,03 0/0 75,53 0/0 78.69 0/0 - 73,12 0/0 78,41 0/0
- 0,83 0/0 77,20 0/0
- Mpyenne . . 17,26 0/0 2,81 0/0 42,24 0/0 0,62 0/0
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- B. — ANALYSES DE CALCAIRES CRINOÏDIQUES
- NUMÉROS SILICE ALUMINE OYXDE FERRIQUE CHAUX MAGNÉSIE ACIDE CARRONIQUE PERTES et CORPS NON ROSÉS CARBONATE DE CHAUX
- 1 2,.66 0/0 0,47 0/0 0,31 0/0 52,86 0/0 0,78 0/0 42,28 0/0 0,72 0/0. 94,39 0/0
- 2 2.28 0/0 0,73 0/0 0,67 0/0 52,72 0/0 0,74 0/0 42,23 0/0 0,63 0/0 94,14 0/0
- O O • 4.32 0/0 0,67 0/0 0,51 0/0 52,45 0/0 0,47 0/0 40,73 0/0 0,65 0/0 93,66 0/0
- 4 S.63 0/0 1,47 0/0 0,86 0/0 50,84 0/0 0.35 0/0 39,89 0/0 0,86 0/0 90,79 0/0
- O 9.91 0/0 1.28 0/0 0,76 0/0 48,61 0/0 0.14 0/0 38,50 0/0 0,60 0/0 87,15 0/0
- 6' 10.33 0/0 0,96 0/0 0,60 0/0 48.23 0/0 0.62 0/0 38,57 0/Ô 0.49 0/0 86,12 0/0
- 7 11.44 0/0 2,23 0/0 0,93 0/0 47,33 0/0 0.17 0/0 37.38 0/0 0,92 0/0 84,92 0/0
- 8 v 13,08 0/0 2,44 0/0 0,96 0/0 46,30 0/0 0,21 0/0 36,61 0/0 0,40 0/0 82,68 0/0
- 9 21,38 0/0 1,76 0/0 1,12 0/0 41,96 0/0 0,23 0/0 33,21 0/0 0,40 0/0 74,22 0/0
- 10 22,72 0/0 1,33 0/0 1,06 0/0 41,54 0/0 0,16 0/0 32,60 0/0 0,39 0/0 74,17 0/0
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- C. — ANALYSES DE CALCAIRES SüBCRINOÏDIQUES
- NUMÉROS SILICE ALUMINE OXYDE FERRIQUE CHAUX MAGNÉSIE ACIDE 'carbonique » PERTES et CORPS NON DOSÉS CARBONATE de chaux
- 1 28,62 0/0 2,72 0/0 0.75 0/0 36,47 0/0 0.67 0/0 29,33 0/0 4,49 0/0 65,12 0/0
- 2 21,76 0/0 1,47 0/0 0,45 0/0 42,01 0/0 0.27 0/0 32.33 0/0 1.51 0/0 74,24 0/0
- O r ) 19,61 0/0 1,56 0/0 0,42 0/0 • 42,59 0/0 0,21 0/0 33,64 0/0 1,99 0/0 66,02 0/0
- 4 17,20 0/0 2,09 0/0 0,49 0/0 43,80 0/0 0.26 0/0 34,70 0/0 1.46 0/0 78,81 0/0
- 5 16,98 0/0 1,65 0/0 0,31 0/0 44,45 0/0 0,67 0/0 35,66 0/0 0,32 0/0 79.37 0/0
- . 0 15.,53 0/0 1,72 0/0 0,52 0/0 44.79 0/0 0.37 0/0 35,60 0/0 1.39 0/0 79.98 0/0
- 7 15,27 0/0 1.36 0/0 0.52 0/0 45,19 0/0 0.30 0/0 35,84 0/0 1.42 0/0 80.70 0/0
- 8 16,64 0/0 1,56 0/0 0,67 0/0 44.33 0/0 0,46 0/0 35.33 0/0 1.01 0/0 _ 79,46 0/0
- 9 13,39 0/0 1,24 0/0 0.44 0/0 45,27 0/0 0.27 0/0 35,86 0/0 1.53 0/0 80,83 0/0
- 10 16,62 0/0 1,31 0/0 0,30 0/0 44,43 0/0 0.18 0/0 35,09 0/0 1.79 0/0 79.34 0/0
- 11 16,12 0/0 1,49 0/0 0,60 0/0 44,97 0/0 0,25 0/0 35,60 0/0 1,27 0/0 80,30 0/0
- 12 13,11 0/0 1.64 0/0 0,47 0/0 40,48 0/0 0.53 0/0 37,09 0/0 0.69 0/0 83.00 0/0
- 13 13.66 0/0 O O 'N 1^- 0,48 0/0 45,78 0/0 0.43 0/0 36,42 0/0 1.51 0/0 61,73 0/0
- 14 11,19 0/0 1,22 0/0 0,33 0/0 47,66 0/0 0,62 0/0 37,92 0/0 1,06 0/0 84,92 0/0
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- FABRICATION DU CIMENT
- NOTE Y
- Renseignements spéciaux concernant la Cimenterie d’Hagondange.
- Carrières. — La pierre calcaire provient de la carrière de Malancourt ; sa composition est très irrégulière suivant les bancs qui sont exploités.
- Le calcaire est extrait à la mine, l’explosif se composant d’air liquide et de charbon pulvérisé (mise de feu électrique).
- Le calcaire est extrait en très gros blocs qui passent à la carrière même dans deux concasseurs spéciaux; de là, il est amené par voie ferrée à Pierrevillers où il est mis en stock (voie de 0,80) ; de là, des wagonnets à bascule sur voie normale le transportent à la cimenterie où il est déposé dans des silos ad hoc.
- Le rendement d’un concasseur est de 40 t à l’heure, et la carrière peut, avec une centaine d’hommes, fournir 12 à 1 5001 par vingt-quatre heures (emploi d’excavateu'rs et de pelles à vapeur).
- Séchage. — Le séchage est identiquement le même pour le calcaire, l’argile (éventuellement), le laitier et le charbon; ce séchage est effectué dans un séchoir rotatif de 24 m de longueur, de 2 m, 50 de diamètre, chauffé à l’intérieur par du gaz de haut fourneau ; la force motrice nécessaire pour un séchoir et ses appareils accessoires est de 120 HP.
- Broyage.t — Les différents ateliers de broyage nécessaires à la fabrication sont constitués par les mêmes appareils, qu’il s’agisse de broyer le calcaire, le laitier,- le charbon ou le clinker ; mais il existe dans la cimenterie deux séries de broyeurs correspondant, la première à l’ancienne installation et la seconde qui se compose d’unités susceptibles de produire à l’heure, suivant qu’il s’agit de l’un ou l’autre des produits, 12 à 15 t de poussière, donnant 12 à 15 0/0 de refus au tamis 4 900 mailles.
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-
- LA FABRICATION DU CIMENT
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- Le tableau ci-dessous donne d’ailleurs le détail des différents appareils de broyage (les nouveaux broyeurs sont des com-pounds à deux compartiments) :
- NOMBRE PRODUCTION FINESSE FORCE MOTRICE
- A L’HEURE po ;>r
- UE BROYEURS (en tonnes) DE MOUTURE LES BROYEURS SEULS
- ^ —
- Ancien Nouv. Ancien Nouv. Tamis de 900 m Tamis de 4 900 m Ancien u veau
- systèm* systèm" systèm* systèm" système système
- Charbon. . . 1 1 7 13 1,5 13
- Farine brute. 3 4 8 15 2,0 16,5 ( j 920 HP ) pour 640 HP pour
- Laitier. . .. . Ciment . . 3 4 6 12 2,5 12,5 \ > 3 (broyeurs 1 2 broyeurs
- * 30 6 12 2,0 16,0
- Fours. — Les fours rotatifs se composent de trois fours de 45 m de longueur et deux fours de 77 m de longueur (les installations relatives à ces deux derniers fours datent de 1912).
- La longueur des refroidisseurs correspondant à ces deux derniers fours est de 22 m et leur diamètre de 2 m.
- Clinkers. — Les hangars à clinkers ont une superficie totale de 3 000 m2 et peuvent contenir 32 000 t de produits.
- Enfin, 36 silos mélangeurs d’une contenance de 340 t chacun, reçoivent le ciment moulu ou le laitier pur broyé ; ces deux produits permettant, par mélanges convenables, d’obtenir respectivement le Portland de fer ou le Portland de laitier.
- 12 silos d’ensachage de 150 t chacun permettent de débiter le ciment au fur et à mesure des besoins.
- Les expéditions ont lieu en sacs de 50 kg ou en barils de 170 kg. Il existe 16 pesons automatiques pouvant fournir chacun 800 sacs, soit 40 t en 8 heures.
- Ci-dessous, à titre documentaire, nous donnons quelques analyses moyennes des différents produits de la fabrication :
- Analyse chimique du ciment :
- Si O2 ...... .. 22,39 MgO ...... . 1,89
- Al2 O3........... 5,02 S O3......1,51.
- Fe2 0:l. . ... . . 3,80 H2 O.....0,50
- CaO ...... . 64,45
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- IA FABRICATION DU CIMENT
- Composition du clinker :
- Si O2.........22,45 0/0 Ga O...............56,65 0/0
- Al2 O3 .... 5 0/0 MgÜ........ 1,64 0/0
- Fe2 O3 . . . . 5 0/0 S O3 . . . . . 0,24 0/0
- Composition de la pierre calcaire :
- Si O2......... 9,5 0/0 G O3 Ga....... 86,0 0/0
- Al2 O3 .... -1,3 0/0 MgO........... 0,7 0/0
- Fe2 O3 . . . . 1,0 0/0 S O3 . . . . .. 1,1 0/0
- Composition chimique du laitier après séchage :
- Si O2 ... 33,40 35,02 MgO ... . 3,60 5,02
- Al2 O3. . . 16,50 16,35 S O3..........1,20 Traces
- Fe2 O3 . . . 2,10 1,63 Mn O.......... 2,00 1,48
- CaO . . . 41,00 39,20 S.............0 1,05
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- DES COMBUSTIBLES
- DEVANT LA SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE
- (Séances des 28 Mai, II et 25 Juin et 9 Juillet 1920J.
- AYANT-PROPOS
- Préoccupé de là crise résultant de l’insuffisance de production houillère en France, par suite de la destruction intentionnelle par les Allemands des principales houillères françaises et de la qualité insuffisante'des houilles venant de l’Étranger, le Comité de la Société des Ingénieurs Civils a mis à l’ordre du jour de ses séances déniai, juin et juillet 1920, la question de Y Utilisation rationnelle des Combustibles et demanda à deux de ses plus éminents collègues, membres tous deux de l’Institut, MM. G. Charpy et H. Le Chatelier, d’introduire la question.
- Le mémoire de M. Charpy, qui figure en tète de la présente livraison du Bulletin, complète le résumé de l’exposé magistral de la question présenté par cet Ingénieur et donne par lui dans le procès-verbal de la séance’du 28 mai.
- Contraint de viser à la plus stricte économie en ce qui con-concerne les impressions, le Comité a dû se résoudre à ne pas reproduire dans le présent Bulletin celles des communications qui ont paru, sinon in extenso, tout au moins dans leurs parties essentielles, dans les procès-verbaux.
- C’est donc en juxtaposant les procès-verbaux des séances du 28 mai, des H et 25 juin et du 9 juillet et le présent Bulletin que nos Collègues pourront avoir une vue complète des idées émises au cours de l’étude de cette importante question.
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- Ils trouveront ainsi :
- Dans le Procès-verbal de la séance du 28 mai :
- — Pages 165-168, le résumé des observations formulées par M. le Professeur Henri Le Chatelier.
- Dans le Procès-verbal de la séance du 11 juin :
- — Pages 178-181, la communication de M. Loiret, Ingénieur en chef des Mines, Membre de la Commission d’utilisation des Combustibles, instituée au Ministère des Travaux publics.
- — Pages 181-184, le résumé de la communication de M. E. Damour, sur l’Economie de combustibles dans les fours ; le mémoire lui-même est donné dans le présent volume du Bulletin, pages 283.
- — Pages 184-185, les réflexions de M. le Commandant Guilhon, sur le Fonctionnement des groupements d’approvisionnement des charbons, constitués par le Ministère de l'Armement.
- — Pages 185-186, les observations de M. Compère, Directeur de l'Association parisienne des Propriétaires d’appareils à vapeur, sur les Difficultés résultant de la rareté des combustibles minéraux.
- — Pages 186-188, la communication de M. Frion, sur VIntervention de l’Offce central de Chauffe rationnelle en vue de réaliser une meilleure utilisation des combustibles.
- — Pages 189-192, les observations de M. Stein, sur la Nécessité d’une politique des combustibles et, par suite, d’uné intervention gouvernementale en vue de réaliser1 2 cette politique.
- — Pages 192-198, les suggestions de M. Grebel, en vue de réaliser une meilleure utilisation des combustibles par installation de grandes cokeries et usines ci gaz centrales, le tout avec intervention d’un dictateur aux combustibles (1).
- Dans le Procès-verbal de la séance du 25 juin :
- — Pages 204-207, l’exposé de M. de Loisy, des Économies possibles de combustibles en métallurgie, exposé complété par la note figurant à la page 305 du présent Bulletin.
- — Page 207, une simple allusion (2) à l’intervention de M* àder, Directeur du Service des Charbons, qui désirait com-
- (1) Voir, p. 392, rectifications au résumé de M. Grebel, paru dans le P.V. du 11 juin.
- (2) La note de M. Ader est insérée dans le présent Bulletin, page 360.
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
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- pléter l’exposé de M. Loiret sur les Mesures administratives susceptibles de faciliter les économies de combustibles.
- — Pages 207-209, le résumé d’un exposé étendu, présenté par M. Iæbrasseur, sur VEnsemble de la question des combustibles.
- — Pages 209-211, lé résumé d’un exposé présenté par M. Kammerer, Directeur de l’Association des Propriétaires d’appareils à vapeur de Mulhouse ; ce résumé est complété par le mémoire figurant pages 3G7 à 373 du présent Bulletin, sur les Mesures susceptibles de réaliser une meilleure utilisation des combustibles.
- — Pages 212-216, le résumé d’une communication de M. Guiselin, sur les Ressow'ces à attendre d'une bonne utilisation des combustibles liquides.
- — Pages 21p-220, l’exposé de M. Blache, Ingénieur aux Mines de Montrambert, des Recherches méthodiquement poursuivies par cette Compagnie houillère de la Loire, en vue de tirer parti des déchets de lavage et de triage des combustibles.
- — Pages 220-224, un exposé de M. Gouvy des Constatations qu'il a faites, au cours de divers voyages, sur les progrès réalisés à VEtranger, en ce qui concerne l’emploi des combustibles, spécialement en métallurgie.
- . — Pages 224-228, les suggestions de M. Portevin, Ingénieur-Architecte à Reims, au sujet des installations centrales à créer dans les villes et agglomérations industrielles détruites par l’ennemi pour réaliser une meilleure utilisation des combustibles. *
- En tête du Procès-verbal du 9 juillet :
- — Pages 244-254, nos Collègues trouveront le résumé fait par M. Charpy, des idées échangées au cours des trois séances précédentes par les divers Ingénieurs qui ont pris la parole(1), et, à la suite du mémoire de M. Charpy figurant én tête du présent Bulletin, ils trouveront le texte définitif des Conclusions présentées, d’accord avec le Bureau de votre Comité.
- — Pages 254-256, figure le résumé des observations échangées en fin de séance entre divers Membres, après achèvement de l’exposé de M. Charpy.
- (1) Voir, p. 393, la lettre de M. Blache envoyée après la publication de ce P. V. du 9 juillet.
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- l’utilisation rationnelle: des combustibles
- Plusieurs Collègues, s’étant trouvés, pour des causes diverses, dans l’impossibilité de prendre part aux. discussions, ont fait parvenir des notes que nous publions ou résumons dans le présent Bulletin.
- — Pages 357 à 360, note de M. Sosnowski, sur VUtilité des grandes centrales électriques et de leur connection intime.
- — Pages 373 à 375, contribution de M. Darrieus, sur le même sujet,
- — Pages 376 à 387, exposé par M. Ch. Berthelot, des Avantages à réaliser par le développement du lavage des houilles et de la carbonisation dans des fours à récupération aussi perfectionnés que possible.
- — Pages 388 à 392, analyses et extraits de diverses communications de MM. R. (jodfernaux, Clerc, Colomer, “Augustin Rey, A. Legrand.
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- MÉMOIRE N° I
- L’UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- PAH
- ÜVl. Georges CHARPY
- Membre de l'Institut.
- Les questions relatives aux combustibles et à leur utilisation dominent actuellement la vie du monde et font, par suite, l’objet des préoccupations de tous; la guerre a considérablement aggravé la situation à ce point de vue; elle n’est cependant pas la seule cause de la pénurie de combustible dont nous souffrons et qui commençait déjà à syndiquer depuis quelques années., La quantité de charbon extraite annuellement par un ouvrier a été, en effet, en décroissance régulière depuis bien longtemps ; elle est actuellement inférieure aux deux tiers de celle qu’on réalisait il y a vingt ans ; et cela conduit à conclure que la nécessité d'une stricte économie dans l’emploi des combustibles continuera à s’imposer alors que les ravages causés par la guerre auront été complètement réparés.
- Mais il est certain que ces ravages ont considérablement accéléré, et accentué les difficultés et que, pour tous les pays, la situation sans être aussi grave que pour la France, constitue cependant une sérieuse préoccupation. Aussi, , a-t-on vu partout se multiplier les enquêtes, les études, et les discussions.
- A coté des nombreux Comités et Commissions formés par les divers Gouvernements, principalement pour les éclairer sur les dispositions administratives à prendre, il a été créé un certain nombre d’organisations de recherches, disposant parfois de ressources importantes. En Angleterre, notamment ; le Fuel Board Research (1), créé en 1916, a déjà dépensé une somme
- (1), D’importants travaux ont été exécutés en Angleterre, pendant la guerre et depuis, sur les questions relatives aux combustibles. Dans son meeting, tenu à Newcastle en 1916 la British Association entendit un premier rapport de son Comittee of Fuel Kconomy, présidé par le Professeur Bone, dont les conclusions transmises par le Gouvernement provoquèrent la formation du Coal Conservation Comittee du Ministère de la Reconstruction, et, après différentes tentatives, la création d’un Fuel Research Board, rattaché au Department of Scientific and Industrial Research. — Ce Bureau est actuellement dirigé par Sir George Beilby, Sir Charles Parsons, Sir Richard Redmayne, et Sir Richard
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- de 100 000 livres sterling dans des expériences, dont les résultats sont en cours de publication. En Allemagne, on avait créé, déjà avant la guerre, l’Institut Ivayser Wilhem, spécialisé dans l’étude du charbon, très largement organisé et qui a continué ses travaux pendant les hostilités. En France, on n’a rien fait de comparable comme développement, mais les travaux effectués à la Direction des Inventions, par M. Copaux (1), ont montré qu’on pouvait, avec des ressources très modestes, obtenir de très intéressants résultats.
- D’autres organisations se sont donné pour but, le développement du contrôle des appareils et des procédés de chauffage dans les usines et l’instruction des techniciens. Certaines Associations de Propriétaires d’appareils à vapeur avaient déjà entrepris cette œuvre. L’Office de chauffe rationnelle, créé en France en 1918, avec le concours du Gouvernement, a eu pour but d’accentuer ce mouvement ; il a précédé la formation, en Angleterre, de la Fédération of British Industries et celle, à Dusseldorf, du Bureau créé par l’Association des Métallurgistes allemands (2). Malheureusement, on doit constater que le développement des organisations étrangères paraît incomparablement plus rapide que celui de l’Office français.
- Des discussions ont eu lieu dans de nombreuses Sociétés techniques et les publications relatives à l’économie des combustibles ont été multiples. Parmi les exposés d’ensemble, les plus récents et les plus complets, on peut, après avoir rappelé le lumineùx rapport établi par M. E. Gruner pour le Comité Consultatif des Arts et Manufactures, citer les articles de, M. Berthelot, dans la revue Chimie et Industrie, qui a donné aussi plusieurs autres publications sur le même sujet (voir notamment celles de René Masse, Guiselin, etc.) et les magistrales études de M. Aimé Witz, dans la Revue Générale des Sciences, tout récemment réunies en volume (3).
- Threlfall. Il a publié un premier rapport, en 1917, indiquant le programme qui paraissait devoir être suivi, et demandant la création d'une station d’essais. — Un deuxième rapport, publié en 1920, décrit cette station, complètement installée et équipée à East Greenwich, et qui comporte un outillage extrêmement complet. D’importants travaux sont déjà en cours, et quelques résultats ont été publiés. La British Association a, de son côté, maintenu son Comité çt provoqué d’intéressantes études, notamment celles qui ont servi de base à l’importante discussion du meeting- d’automne 1919, de l’Iron and Steel Institute, sur laquelle nous reviendrons plus loin.
- (1) Le rapport de M. Copaux a été publié dans le Bulletin officiel de la Direction des Recherches scientifiques et industrielles et des inventions, de novembre 1919.
- (2) Der Warme-Ingenieur, Stahl und Eisen, du 13 novembre 1919.
- (3) La, crise du combustible et ses remèdes, par Aimé Witz. Doin, éditeur, 1920.
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
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- 11 semblerait que tout cela ait épuisé la question et qu’une discussion à la Société des Ingénieurs Civils ne .doive pas, par suite, présenter grand intérêt. La récente nomination d’une Commission interministérielle, spécialement chargée de l’étude de l’économie des combustibles, m’avait même conduit à renoncer à la présente communication. Votre Bureau n’a pas été de cet avis; il a pensé que les contributions à l’étude d’une si importante question ne pouvaient être trop nombreuses. Il faut bien remarquer, d’ailleurs, que, si tous les auteurs qui ont écrit sur ce sujet s’accordent pour déclarer qu’il est facile de faire de très importantes économies de combustibles, les réalisations sont restées, jusqu’ici, bien minimes ; il semblerait donc que la question n’a pas été serrée d’assez près et qu’il y a intérêt à expliciter, plus complètement, les détails des solutions pratiques. D’autre part, les solutions les plus recommandées ne sont cependant pas universellement admises ; elles ont déjà fait l’objet de quelques réservés qui s’exprimeraient plus facilement dans une libre discussion telle que celles qui ont lieu dans la Société des Ingénieurs Civils et qu’il y a, certainement, intérêt à connaître.
- Les communications, suivies d’une discussion effective, sont assez rares en France, contrairement à ce qui se passe dans la plupart des Sociétés techniques étrangères. N’est-ce pas là l’indice d’une tendance à ne pas avoir le courage de son opinion, d’un souci de ne pas prendre de responsabilité sous une forme quelconque qui ne peuvent conduire qu’à la stérilité. La lecture des procès-verbaux des discussions soutenues dans certaines réunions en Angleterre, par exemple, à l’Iron and Steel Institute, à la British Association, etc., montre qu’il y a là un procédé de travail qui mérite d’être pratiqué largement.
- En établissant la présente note, je n’ai donc, en aucune façon, la prétention de traiter complètement ce vaste sujet, ni d’apporter des solutions aux nombreux problèmes qu’il soulève ; je voudrais seulement, conformément aux vues du Comité, m’efforcer de dégager les points les plus intéressants, de les classer suivant leur importance et la possibilité de réalisation immédiate, de provoquer, sur les principaux dWtre eux, une discussion qui permette aux Membres de la Société, particulièrement compétents en la matière, d’exprimer et de soutenir leur opinion, de dégager certaines indications précises, faisant ressortir plus spécialement, s’il en existe, les résultats qu’on peut considérer comme acquis,
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- i; UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- qu’il suffit de vouloir appliquer, en appuyant cette constatation des conseils nécessaires à son application-et des données utiles pour chiffrer son intérêt. Tout ce qui améliorera l’état présent est, en effet, d’importance primordiale.
- En vue de l’avenir, d’ailleurs, il faudra examiner certains points au sujet desquels on a besoin, avant de pouvoir conclure, de recevoir des indications complémentaires, de bien mettre en évidence quelles doivent être ces indications, par quelles organisations et quels travaux on peut espérer les obtenir, de faire ressortir ce que coûteront ces travaux et ce qu’ils rapporteront.
- Dans les questions d’utilisation des combustibles, il faut distinguer des problèmes techniques et des problèmes d’organisation, qui ne sont pas complètement indépendants les uns des autres, mais qu’on peut chercher à'envisager successivement. Les principaux problèmes techniques consistent à combiner dans les conditions les plus favorables les facteurs qui interviennent dans toute question de chauffage, savoir : le combustible, le procédé de combustion, l’effet thermique à obtenir. On peut dire qu’ils reviennent à déterminer pour chaque opération de chauffage ou chaque effet thermique à obtenir, et pour chaque espèce de combustible, quel est le procédé de combustion le plus avantageux.
- Il parait donc logique d’examiner successivement ces différents facteurs, et de chercher si l’on peut les classer ou les diviser en groupes qui facilitent l’étude de leurs combinaisons.
- I
- /
- Considérons d’abord les combustibles. Il est.bien évident que, pour utiliser rationnellement un combustible, il faut l’avoir défini et le connaître. Or, cette idée simple semble, de plus en plus, laissée de côté. On parle constamment de houille ou de charbon comme si ces mots correspondaient à uu produit parfaitement déterminé alors qu’au contraire, la pénurie des combustibles a conduit à en employer une gamme de plus en plus étendue, à utiliser même des produits que l’on rejetait autrefois comme inemployables. En dehors de l’anomalie que constitue la vente au même prix de matériaux très notablement differents
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- L UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
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- comme qualités, il faut tenir compte de la difficulté réelle que présente pour l’Ingénieur et le chauffeur l’emploi d’un combustible incomplètement connu et la diminution importante de rendement qui en résulte. Enfin, la définition et la classification des charbons précèdent forcément toute étude relative à la répartition rationnelle dés combustibles suivant les emplois, grave question sur laquelle nous aurons à revenir tout à l’heure. Il importe donc, au lieu de laisser de côté les habitudes anciennes relatives au classement des combustibles, de les reprendre et de les développer en les précisant, si c’est nécessaire.
- La question est bien connue et il suffira de la résumer très sommairement.
- L’analyse chimique courante consiste à déterminer la teneur en eau, en cendres, en matières volatiles, le carbone fixe étant connu par différence. Toutes ces déterminations ne présentent pas de difficultés sérieuses. Il y aurait intérêt cependant, à préciser très exactement le mode opératoire suivi, à établir des méthodes Standard, pour employer le langage à la mode. Il se produit, en effet, dans les déterminations, des différences qui sont à éviter, si l’on veut que les chiffres puissent être utilisés comme base, sans possibilité de contestation, dans les transactions commerciales. Voici, à titre d’exemple, les résultats obtenus récemment sur un même charbon, dans quatre laboratoires distincts également réputés.
- Laboratoire.
- A B C D
- Humidité 1,8 1,85 1,42 2.0
- Cendres 11,55 11,46 11,80 12,0
- Matières volatiles . 15,7 9,60 14,70 17,50
- Les différences sont excessives et il importe de les réduire, ce qui semble facile par le choix d’un mode opératoire nettement défini (T).
- (1) Les indications qu’on peut donnera ce sujet sont les suivantes : 1° la détermination de l’humidité paraît devoir être fqite de préférence par dessication dans le vide en présence d’acide sulfurique (définir le degré de pulvérisation, le poids à employer, la surface sur laquelle la poudre est étalée, le degré de vide, la durée de dessication) pour éviter le commencement de distillation qui se produit quelquefois dès 100 degrés ; 2° la détermination des matières volatiles et des cendres doit se faire par chaulfage à une température déterminée, pendant un temps déterminé, dans une atmosphère déterminée (déterminer aussi le poids de la prise, le degré de pulvérisation, la forme et les dimen-
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- L’UTILISATION RATIONNELLE UES COMBUSTIBLES
- Les déterminations analytiques, même complétées par celles plus étendues et plus précises que donnent les méthodes de l’analyse organique, ne suffisent pas à caractériser le combustible. La mesure directe du pouvoir calorifique s’impose. Je n’ai pas besoin de rappeler les importants travaux par lesquels M. Mallier a établi une méthode de détermination rapide et précise au moyen de la bombe calorimétrique. Divers perfectionnements ont été apportés à cet appareil même, ou à des appareils similaires, tels que la bombe Féry, et permettent, de plus, de faire en même temps que la mesure du pouvoir calorifique le dosage de certains éléments, tels que le carbone total et le soufre. Les déterminations directes du pouvoir calorifique ont montré entre autres choses, que' certaines particularités échappaient à l’analyse chimique telle qu’on la pratique. L’une des plus importantes est relative, à l’oxydation des houilles qui paraît insuffisamment connue quoiqu’elle ait fait l’objet de nombreux travaux parmi lesquels il faut citer ceux de M. Fayol et de M. Mailler. Dans un travail effectué en collaboration avec M. Godchot (1), nous avons constaté que, par suite de l’oxydation, le pouvoir calorifique peut être fortement modifié (jusqu’à 13 0/0) sans que l’analyse, telle qu’on la pratique ordinairement, mette ce changement en évidence. L’influence de l’oxydation sur le pouvoir cokéfiant est encore beaucoup plus marquée. Comme l’altérabilité dans les conditions usuelles varie très notablement d’une houille à l’autre, il paraît indispensable de tenir compte de l’état d’oxydation dans la définition d’un combustible; l’examen des teneurs en cendres et en matières volatiles ne permet pas d’évaluer cet état d’oxydation, qu’il faut caractériser directement en employant la réaction colorée que donne, avec les charbons oxydés, une solution alcaline. Dans le même ordre d’idées, on peut signaler que la connaissance de la teneur en cendres donne un renseignement insuffisant pour juger de la façon dont un combustible se comportera sur la grille. Il faut, en outre, avoir une indication sur la nature de ces cendres, et, plus spécialement sur leur fusibilité. La fusibilité des cendres
- sions des vases employés). Iles indications de ce genre ont déjà été établies par M. Ches-neau. Elles supposaient l’emploi du gaz qui a subi.depuis un certain temps de telles variations de composition et de pression que les résultats en ont été influencés et c’est probablement là la raison des différences tout à fait anormales sur les matières.volatiles indiquées dans le tableau. L’emploi du chauffage électrique doit permettre une régularisation parfaite.
- (1) Sur l’oxydation des houilles. Note de MM. Georges Charpy" et Marcel Godchot, publiée dans les Comptes rendus de l’Académie des Sciences, t. CLX11I, p. 745, 1916.
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- l'utilisation rationnelle des COMBUSTUILES
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- est une des conditions qui interviennent le plus dans la conduite des foyers et des gazogènes ; il importe donc de la mettre en évidence. Diverses méthodes, faciles à appliquer, ont été indiquées dans ce but, notamment par M. Le Chatelier.
- Il faut encore citer, parmi les données qui doivent servir à caractériser un combustible au point de vue pratique, les dimensions géométriques des fragments et la friabilité plus ou moins grande. Il n’est pas besoin d’insister sur les méthodes d’évaluation de ces grandeurs. Le rapport de M. Gruner a bien mis en lumière l’intérêt que présente le criblage, le triage et, d’une manière générale, la préparation préalable des combustibles. Enfin, surtout dans le cas où l’on a en vue la fabrication du coke, il faut définir le pouvoir agglutinant au moyen d’essais spéciaux. En plus, des procédés qualitatifs courants, j’ai indiqué, dans un travail effectué en collaboration avec M. Godchot et M. Decorps, un procédé d’essai qui permet de donner une expression numérique à la faculté de cokéfaction. Des essais de distillation, par exemple avec l’appareil Gopaux, compléteront utilement ces déterminations.
- Voilà donc toute une série de données élémentaires qui peuvent, sans difficulté appréciable, être déterminées d’une façon précise et permettre un classement rationnel des combustibles. Ce travail a été magistralement exécuté, dès 1873, par M. le Professeur L. Gruner, dont l’étude, restée classique, n’est malheureusement pas utilisée comme il convient ; les principes suivis, au lieu d’être perfectionnés, tendent plutôt à perdre de leur netteté. Il serait, au contraire, nécessaire d’avoir, de plus en plus, de précision et par suite, de voir quelles modifications ou additions doivent être faites à la classification de Gruner pour tenir compte des changements survenus dans les modes d’utilisation des combustibles. La clarté de la nomenclature est toujours le prélude nécessaire à tout progrès basé sur des conceptions rationnelles. Le besoin en est particulièrement marqué en ce qui concerne les combustibles pour lesquels on emploie constamment les dénominations les plus diverses et les plus étranges. Il serait bien facile d’en citer d’innombrables exemples. Je n’en signalerai qu’un ; dans le très intéressant travail fait par M. Gopaux sur la distillation des combustibles à basse température, la plupart des essais ont porté sur un charbon fourni par les mines de Blanzy sous la dénomination menu barré grelot flambant Maugrand ! On ne sait même plus quels sont, dans cet énoncé, les noms propres et
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- L UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- les noms communs. Il ne semble pas difficile de trouver des désignations plus claires. La classification de Gruner en était un exemple, et nous croyons utile de reproduire ici le tableau qui la résumait (1) :
- AXASSES OU TYPES DKS ÎIOUILU'S proprement dites U o Z y: ~ g O O — o £ r- 2 C ~ ~ f. 3 O w o 'Z. P O JT % "O *"“4 :r o ir ° b < * W 5 a g 5 H < W D Z* 2 o a H < .5 O x £ <*> o POUVOIR CALORIFIQUE INDCSTIUIX Eau à 0 kg vaporisée à 112° par kg de houille pure brûlée
- 1° Houilles sec-heiS , , , \ 00 a GO a longue flamme. J 45 à 40 Pulvérulent ou légèrement fritté 800058500 calories 6 kg, 70 ' 5 7 kg,50
- 2° Houilles grasse.^ à longue flamme > GO à 68 (ch.su bons à gaz) 10 à 32 Complètement aggloméré le plus souvent fondu, mais poreux 850058800 calories 7 kg, 60 à 8 kg, 30
- 3° Houilles grassesi proprement dites) ,.„ , I l A \ 68 d 7/| i e h a r b o n s de) forge) f \ 32 à 26 Fondu et plus ou moins boursouflé 88005 9300 calories 8 kg, 40 à 9 kg, 20
- / 4° Houilles grassesK à courte, flamme^ 74 à 82 (charbons 5 co/ce)./ 26 à 18 Fondu compact 930059600 calories 9 kg,20 5 10 kg
- ( 5" Houilles maigres i ^ ou antliracitcuses^ 18 à 10 Légèrement fritté le plus souvent pulvérulent 920059500 calories 9 kg . 5 9 kg. 50
- Yoici maintenant, à titre de document, la classification adoptée récemment par le Professeur W. Bone (2).
- Ce tableau, quoique fort différent de celui de Gruner, repose sur le même principe, l’examen des résultats de la distillation ou de l’analyse immédiate. Une subdivision, basée sur ce principe
- (1) Pouvoir calori/i([ue el classi/icalion des houilles, par L. Giiunku. Annales des Mines, 1873, t! LV.
- (2) (Junior Lectures on, CouI and its conservation, by William Arthur Boue, F. K. S. Delivered before the Royal Society of Arts, mars 1919.
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-
- l’utilisation rationnelle des combustibles
- 258
- et complétée par l’indication de la teneur en cendres et de la
- 1 n ni IV
- Genre ou groupe Sous-bitumineux comprenant les lignites Bitumineux Sous-bitumineux et anthracitiques Anthracites
- Période géologique Principalement tertiaire Mésozoïque ^Permo-carbonifère et carbonifère i Principalement carbonifère parfois Permo-carbonifère 1
- ^— , Matières volatiles éliminées à 900“ C. Plus de 45 0/0 De 18 à 40 De 8 à 20 Moins de 8
- Caractère du résidu ca rbonisé Non cohérent Coke cohérent ! .Non cohérent r
- Principaux emplois Chauffage pour vapeur. Distillation et bri-quettage des résidus. Fab°“ du coke — du gaz ' — de la vapeur Chauffage des fours Charbons à vapeur sans fumée (admiralty class) Chauffage domestique en poêles fermés, etc.
- Remarques sur la récupération des sous-produits de distillation Souvent économique Toujours économique Rarement économique Jamais économique
- dimension géométrique des fragments, suffirait amplement pour la pratique et serait applicable sans difficultés.
- II
- Considérons maintenant les différents procédés d’utilisation de l’énergie des combustibles. Il ne peut être question de comparer, entre eux, les innombrables appareils qui sont mis sur le marché et qui contribuent peut-être un peu à" embrouiller la question par les arguments que mettent en avant les divers constructeurs pour faire valoir leurs produits. 11 s’agit seulement d’envisager les principaux procédés de transformation, pour l’application de chacun desquels on peut dire qu’il existe un certain nombre d’appareils bien étudiés et donnant des
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- résultats sensiblement comparables de même que différentes chaudières, différents modèles de machines à vapeur, conduisent à des résultats de même ordre. Ces procédés peuvent se classer de la façon suivante :
- A. — Combustion directe du combustible cru :
- a) Sur grille à main ;
- b) Sur grille mécanique;
- c) Par brûleur après pulvérisation.
- B. — Gazéification directe du combustible cru.
- C. — Distillation'préalable plus ou moins complète et utilisation du combustible résiduel (coke ou demi-coke) soit suivant A, soit suivant B.
- Les avantages généraux de chaque groupe sont bien connus et permettent déjà de déterminer approximativement les types de charbon qui conviennent le mieux pour chaque procédé. Il faut bien considérer qu’il n’y a pas un procédé supérieur aux autres, que chacun a, pour ainsi dire, un rayon d’action dans lequel il peut être plus avantageux que les autres et que c’est la détermination de ce rayon d’action qui importe.
- D’une manière générale, on peut dire qu’en passant des procédés classés en À à ceux classés en B, puis en C, on sacrifie une partie de plus en plus grande des calories disponibles pour récupérer des sous-produits et augmenter les facilités de réglage et la maniabilité des appareils. Il faut faire la balance entre ces avantages et ces inconvénients.
- La combustion directe permet, en principe et avec des appareils bien disposés, d’employer intégralement le pouvoir calorifique au chauffage. Mais, il n’y a aucune récupération de sous-produits. Tous les corps combustibles sont brûlés simultanément et les produits azotés sont perdus dans les fumées. Les pertes au point de vue calorifique sont dues, soit à la chaleur emportée par les fumées, qui est exagérée par l’excès d’air employé en plus de ce qui est nécessaire à la combustion, soit à la proportion d’escarbilles ou d’imbrûlés restant dans les cendres. Dans le cas du charbon pulvérisé, il faut, en outre, prévoir pour le séchage et la pulvérisation une dépense que l’on évalue généralement à 10 à 15 0/0 de l’énergie calorifique disponible. La grille à main donne des résultats très médiocres avec un chauffeur mal exercé ; mais, même entre les mains d’un ouvrier
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- habile et consciencieux (ram avis), elle se prête évidemment beaucoup moins bien que la grille mécanique à la diminution de l’excès d’air et, d’une manière générale, au réglage permanent et systématique que permet seule une marche continue. Divers types de grilles mécaniques, après avoir donné lieu à des tâtonnements qui étaient inévitables, sont actuellement tout à fait mis au point et se prêtent incontestablement à l’emploi de combustibles beaucoup plus variés que les grilles conduites à la main et dans des conditions plus économiques (1).
- Ilne paraît pas contestable que l’emploi de la grille mécanique doit être substitué au chauffage à main toutes les fois que l’on n’est pas arrêté par la dépense de premier établissement.
- La comparaison doit donc être faite entre la combustion sur grille mécanique et la combustion du charbon pulvérisé. Il ne semble pas que cette comparaison ait été faite jusqu’ici d’une façon tout à fait nette et permettant des conclusions définitives. Les avantages que l’on peut attendre du charbon pulvérisé paraissent surtout dépendre de la possibilité de diminuer les imbrûlés et l’excès d’air. Il est possible que ces avantages soient compensés par la dépense d’énergie nécessaire au séchage et au broyage du combustible. Des essais comparatifs minutieux sont nécessaires avant de conclure ; mais, on peut prédire à l’avance qu’ils ne conduiront pas à établir une supériorité éclatante de l’un* des types d’appareils sur l’autre ; il est absolument certain que chacun d’eux, convenablement réglé et bien conduit peut donner une excellente utilisation calorifique et, selon toute probabilité, on trouvera que la supériorité appartiendra à l’un ou à l’autre suivant le combustible employé. Avec les combustibles peu cendreux et riches en matières volatiles, la pulvérisation sera plus avantageuse ; avec les combustibles cendreux, humides et pauvres en matières volatiles combustibles, la grille mécanique sera vraisemblablement d’un emploi plus facile et plus économique (2)"
- (1) Les grilles mécaniques ont été surtout, jusqu’ici appliquées au chauffage des chaudières. J’ai pu en utiliser divers types au chauffage des fours à réchauffer, pour le laminage ou le forgeage, et en obtenir d’excellents résultats, tant par suite de l’augmentation de la régularité que par la suppression des périodes de décrassage et des temps perdus qui en résultent.
- (2) 11 faut signaler que certains charbons antliraciteux de la région des Alpes qui sont pratiquement incombustibles sur grilles de différents modèles, parce que la première couche de cendre, qui se forme reste adhérente et protège le combustible resté au centre, paraissent donner de bons résultats après pulvérisation, sans doute par suite de la ténuité des fragments.
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- La gazéification du charbon cru entraîne une dépense de pouvoir calorifique qui peut être chiffrée de 10 à 20 0/0 environ, suivant les cas. Cette perte est minimum quand le gazogène est directement accolé au four, mais on peut dire que ce cas n’est qu’une variante de la combustion directe destinée à permettre le chauffage de l’air primaire et l’obtention de températures plus élevées. Ce n’est que dans l’emploi de groupes relativement importants de gazogènes, de stations centrales que l’on trouve réellement tous les avantages de la gazéification. Il y a alors une perte qui résulte du refroidissement du gaz (1) et qui ne peut être compensée que : 1° par la maniabilité plus grande des appareils et l’augmentation du rendement qui résulte de cette condition, en même temps que de la centralisation ; 2° par la récupération de sous-produits. Cette récupération est le, plus souvent négligée dans les installations actuelles. Elle peut porter sur de petites quantités de goudron et de brai, et sur une proportion appréciable d’ammoniaque. Elle a l’inconvénient de nécessiter des constructions encombrantes et coûteuses en raison du volume énorme du gaz. Plusieurs installations de ce genre ont été établies en Angleterre, notamment par Ludwig Mond, et paraissent donner de bons résultats, sans qu’il soit possible de les chiffrer exactement, d’après les données qu’on possède. La nature du charbon joue ici un rôle prépondérant ; ce ne sera que lorsqu’il donnera un rendement en ammoniaque supérieur à un certain chiffre qu’on aura intérêt à prévoir ^récupération. Au point de vue même de la gazéification considérée en dehors de la récupération, la qualité du charbon reste le facteur principal à envisager (2). Certains charbons friables, collants, à
- (1) On a fait différentes tentatives pour récupérer celte chaleur sensible, ce qui produirait une économie appréciable. On a notamment essayé de l’employer à vaporiser de l’eau (Deschamps) ; M. Damour propose de l’employer à chauffer l’air insufllé dans le gazogène et à le charger de vapeur. Le résultat ne semble pas avoir pu être obtenu pratiquement jusqu’ici, sans doute parce que les appareils dans lesquels on cherche à refroidir le gaz s’encrassent très rapidement par dépôt de poussières, de suies et de goudrons.
- (2) 11 ne paraît pas inutile ici de signaler une confusion qui est souvent faite dans la désignation de charbon à gaz. Il importe de distinguer les charbons à gaz riche et les charbons à gaz pauvre ou, si l’on veut, les charbons pour gazogènes et les charbons pour distillation, et c’est ce que l’on omet le plus souvent. Les premiers doivent être en fragments de dimensions aussi régulières que possible, pas trop petites, ne pas être trop friables, ni trop collants, ni à cendres fusibles : mais ils n’ont pas besoin de contenir une proportion élevée de matières volatiles, puisqu’on gazéifie dans d’excellentes conditions du coke ou de l’anthracite. Les charbons pour distillation, au contraire, doivent être riches en matières volatiles, pour que le rendement de l’opération soit satisfaisant, et il y a intérêt à ce qu’ils s’agglomèrent en un coke aussi solide que pos-» sible : mais leurs qualités mécaniques et leurs dimensions ne sont d’aucune importance.'
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- cendres fusibles, se prêteront si mal à la gazéification qu’il vaudra mieux ne pas avoir recours à cette solution. Avec ceux qui se comporteront mieux au gazogène, au contraire, la gazéification sera très généralement avantageuse surtout pour une installation d’une certaine importance ; si la récupération de l’ammoniaque est possible, en plus, on compensera certainement les pertes de calories dues à la gazéification et la dépense de premier établissement sera seule à prendre en considération,
- La distillation est plus coûteuse encore que la gazéification ; elle absorbe environ 20 à 25 0/0 des calories disponibles dans les conditions actuelles où l’on perd la chaleur du coke chauffé au rouge aussi bien que la chaleur des gaz dégagés. Par contre, on obtient des sous-produits abondants et ayant une grande valeur commerciale. L’utilisation du coke restant comme combustible, lorsqu’il ne s’agit pas de coke dit métallurgique/employé dans les hauts fourneaux et les cubilots, peut être faite soit par combustion sur grille, soit par gazéification ; dans ce dernier cas, on perdra encore une partie des calories 10 à 15 0/0, mais on peut espérer récupérer une nouvelle quantité d’ammoniaque, la distillation, même à haute température, laissant dans le coke une fraction importante de l’azote contenu dans la houille.
- 1.4 distillation peut être conduite de différentes façons suivant le résultat qu’on veut obtenir. Jusqu’à ces dernières années, on ne distinguait guère que la marche des fours à coke, suivie en. vue de l’obtention du coke métallurgique, aussi dur et compact que possible, et la marche des usines à gaz, déterminée en vue. d’obtenir, autant que possible,'un gaz riche et régulier. Depuis quelque temps, on a beaucoup étudié la distillation à basse température qui permet d’obtenir des produits liquides beaucoup plus abondants que dans les conditions habituelles et d’une nature chimique différente convenant mieux à certaines applications. La distillation peut rester incomplète et donner un demi-coke, contenant encore des matières volatiles et particulièrement apte à la combustion dans les foyers domestiques ; c’est ce que les Anglais ont cherché à faire en établissant la fabrication de la coalile, qui ne paraît pas avoir été complètement mise au point, jusqu’ici, au point de vue industriel (1).
- (1) Cet insuccès n’est nullement considéré, en Angleterre, comme définitif. La principale étude entreprise par le fuel Research Board dans la station d’essais, dont nous avons parlé plus haut, est précisément relative à la distillation des charbons à basse température. Les considérations qui ont conduit à engager les dépenses con.ddérables que comporte cette expérience sont :.en premier lieu, le désir d’obtenir en Angleterre
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- Dans d’autres cas, on prépare un coke qui sera ensuite passé au gazogène et la première distillation devra agglomérer des charbons médiocres et qui ne seraient pas gazéiüables à l’état naturel ; c’est ce que l’on avait commencé à faire à Lens, où les installations ont été détruites pendant la guerre ; c’est ce que l’on réalise à la station de Montrambert, où l’on cherche, en outre, à conduire la gazéification du coke de façon à obtenir une récupération d’ammoniaque (1).
- Il est bien certain que les conditions économiques varieront du tout au tout avec la nature du combustible employé et que, par conséquent, le choix du procédé de combustion à utiliser devra être déterminé pour chaque charbon en se basant sur les résultats de l’analyse préalable ou du classement. Des procédés de calcul peu compliqués permettent de se faire une idée préalable des rendements quand on a les données élémentaires nécessaires. Nous y reviendrons après avoir dit quelques mots des divers emplois de l’énergie calorifique que l’on peut avoir à envisager.
- III
- L’énergie calorifique des combustibles est employée soit directement au chauffage, soit à la production d’énergie mécanique. Dans ce dernier cas, on a deux solutions principales, savoir :
- même (ai home) une source de combustible liquide pour la marine ; en second lieu, le besoin qui existe d’avoir un combustible solide, sans fumée {smokeless solid fuel) pour les usages domestiques et industriels (Report of the Fuel Research Roard for ihe vears 4918-1919, p. 6). K
- D’autre part, d’après les expériences déjà citées de M. Coppaux, la distillation à bâsse température donne une quantité de goudron à peu près double de celle que l’on obtient dans la distillation des cokeries ou des usines à gaz. La valeur commerciale de ce goudron paraît plus élevée, parce que : 1° il contient moins de brai ; 2° les huiles qu’on en extrait, restant fluides en hiver et s’enflammant facilement conviennent particulièrement aux moteurs Diesel ; 3° enfin, une partie de ces huiles paraît convenir au graissage, ce qui n’a pas lieu pour les huiles du goudron de haute température.
- M. Guiselin considère cette dernière circonstance comme méritant d’être particulièrement soulignée. Il serait de très haute importance que la France pût trouver sur son territoire le moyen de s’approvisionner en huiles de graissage.
- (1) La station d’essais de Montrambert a pour but de rechercher l’utilisation des combustibles très cendreux. Il semble que, dans ce cas, il faudrait comparer les rendements obtenus pour différentes compositionè, soit par distillation, soit par combustion directe. La chaleur absorbée par la distillation est sensiblement la même quelle que soit la teneur en cendres. Le rendement diminue donc à mesure, que la teneur en cendres augmente et il serait nécessaire de vérifier que les grilles mécaniques, qui peuvent brûler des charbons très pauvres, ne donnent pas des résultats plus avantageux.
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- le chauffage de l’eau dans des chaudières actionnant des machines à vapeur et la production dans des gazogènes d’un gaz combustible employé dans des moteurs à explosion. La lutte entre ces deux conceptions se poursuit avec trop d'âpreté et est trop connue pour qu’il soit nécessaire d’en faire entrer la description dans le cadre,, déjà trop vaste, de cette conférence. Le problème est de ceux qui sont suivis avant autant d’ardeur qu’il est possible. Il n’y a qu’à laisser faire les techniciens qui l’ont entrepris.
- Rappelons seulement pour mémoire que jusqu’ici, les avantages dus au rendement supérieur du moteur à gaz paraissent balancés par la souplesse des turbines à vapeur et leur plus facile application comme très grosses unités. Le moteur à gaz s’impose lorsqu’on obtient, d’autre part, un gaz très bien adapté à cet emploi, comme c’est le cas dans les hauts fourneaux. Mais, pour les grandes centrales électriques autonomes, la turbine à vapeur conserve jusqu’ici ses partisans et paraît atteindre des rendements comparables (1).
- Quant aux problèmes de chauffage proprement dit, il semble que le meilleur moyen de les classer en un certain nombre de groupes consiste à considérer la température de régime. On est amené ainsi à distinguer les chauffages à basse température (chaudières, appareils de séchage, d’évaporation, etc.), à moyenne température (fours à forger, à tremper, à fondre les métaux autres que le fer, fours à coke et à gaz, etc.), à haute température (fours à fondre l’acier, fours de verrerie, fours à cuire les matériaux réfractaires, etc.).
- Sauf pour les fours à acier et à verre pour lesquels la température nécessaire ne peut être atteinte facilement qu’au moyen du chauffage au gaz permettant la récupération presque complète de la chaleur des fumées, les divers combustibles et modes de combustion peuvent être employés pour les différents chauffages, et il faudra choisir, dans chaque cas, la combinaison la plus économique, en entendant par cette expression non pas seulement
- (1) Dans le Bulletin de la Société Française des Electriciens 3e série, t. IX, 1919, n° 19), M. Sosnow.-ki indique, d’après M. Richard Rice, que la consommation d’énergie calorifique par kilowatt-heure serait de 18 400 B. T. U. (4550 calories environ) avec des moteurs à gaz pauvre travaillant constamment à pleine charge, mais monterait à 21 400 B. T. U. dans le cas de travail à charge variable. Le rendement thermique passerait donc de 18,5 à 15,9 0/0. Avec des turbines à vapeur à 14 kg de pression, 93°,6 de surchauffe et 94 0/0 de vide, la consommation moyenne serait de 19350 B. T. U., soit un rendement thermique de 17,6 0/0.
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- l’économie de calories, mais l’économie totale ; en temps normal,, cette dernière seule importe dans les opérations industrielles ^ dans les moments de pénurie absolue dé combustible, on peut, être amené à ne considérer que la première.
- L’étude d’un problème de chauffage comportera donc toujours l’établissement d’un certain nombre de fiches dont chacune donnera le bilan calorifique et économique d’une opération effectuée avec un combustible donné et un mode de combustion donné.. Ce travail peut être effectué préliminairement avec une précision suffisante pour permettre un choix judicieux ; il devra, bien entendu, être vérifié ultérieurement par des mesures expérimentales directes, et l’étude de ces réalisations permettra de corriger graduellement les méthodes suivies pour l’établissement des prévisions et de les rendre de plus en plus précises. Pour faciliter ce travail, qui constitue à lui seul la systématisation des questions de chauffage, il serait très utile d’établir un modèle de fiche uniforme, ou Standard, si on préfère, sur lequel on viendrait toujours inscrire, dans le même ordre, les données élémentaires, les calculs et les résultats de mesure, ce qui faciliterait énormément et les opérations et le travail ultérieur de comparaison.
- Les méthodes d’établissement de bilans*calorifiques sont bien connues ; elles sont exposées, en particulier, dans les ouvrages de M. If. Le Chatelier et ceux de M. Dam'our. Rappelons très brièvement quelles sont les opérations à effectuer pratiquement. Prenons comme exemple l’étude d’une chaudière. On mesurera le poids de charbon brûlé pendant une période assez longue pour qu’on puisse négliger les différences dues à la variation de ^ la quantité de charbon sur la grille, soit six à huit heures — pendant le même temps on mesurera l’eau vaporisée ; ces deux grandeurs donnent le rendement global ; mais pour analyser les causes de pertes et pouvoir chercher les remèdes, on fera une série d’autres observations, en particulier, les suivantes : analyse des cendres pour déterminer* le poids de charbon non brûlé ; analyse des fumées, ce qui donne l’excès d’air employé ; l’analyse sera faite en divers points, en particulier, immédiatement après le foyer et à la cheminée, ce qui indiquera si l’excès d’air provient de la grille ou bien de fissures dans la maçonnerie. On mesure enfin la température des fumées à la cheminée, ce qui permet de calculer les calories emportées par les fumées.
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- Pour préciser ces indications, je citerai un exemple particulier (1) :
- Analyse du charbon employé.
- Humidité................................ 2,70
- Matières volatiles................... . . 14,50
- Gendres.................................. 19,35
- Carbone...................................68,75
- Hydrogène.................................. 3,65
- Pouvoir calorifique supérieur .... 6570
- Pouvoir calorifique inférieur........... 6 375
- Données relatives a /’expérience.
- Durée de l’essai........................ 6 lieu res
- Poids de charbon brûlé................... 2 760 kg
- Poids de l’eau vaporisée. ...... 18 600 kg
- Pression moyenne de la vapeur . . . 12 kg, 50
- Ges données .suffisent à déterminer les grandeurs qui servent d’ordinaire à apprécier la marche d’une chaudière, c’est-à-dire :
- Poids d’eau vaporisée par kilogramme de houille
- brûlée.....................................y 6 kg, 8
- Poids d’eau vaporisée par mètre carré de surface
- de chauffe. . ............................. 16kg, 25
- Poids d’eau vaporisée par mètre carré de surface. 102kg,3
- Mais pour déterminer la répartition des pertes, il faut faire d’autres déterminations, savoir :
- Teneur en carbone des cendres................ 12 kg, 2
- On déduit de là que le poids du carbone échappant à la combustion est de 27 gr par kilogramme de houille brûlée, ce qui correspond à une perte de 220 calories.
- Teneur moyenne des fumées en GO2....... 8 kg, 5
- Teneur moyenne des fumées en O......... 10 kg, 0
- Température moyenne des fumées à la cheminée. 240°
- Si la combustion était neutre, la teneur en CO2 serait de 17,8 0/0 et la teneur en oxygène nulle. On déduit de là que les fumées contiennent un excès d’air sensiblement égal à 100 0/0.
- (1) Établi par M. Laffargue, Ingénieur civil des Mines, sous la direction deM. Damour.
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- La quantité de chaleur emportée par les fumées est de 1 050 calories et serait réduite à 550 calories si la combustion se faisait sans excès d’air.
- La chaleur absorbée par réchauffement de l’eau vaporisée étant de 4 580 calories, il reste, en dehors des pertes dues au décrassage et à la chaleur des fumées, un déficit de 665 calories (soit environ 10 0/0), qui est attribuable au rayonnement, à la chaleur sensible des cendres, etc.
- Le rendement est donc :
- 4 580 1375
- 70,5 0/0.
- La teneur en acide carbonique des fumées prélevées à la sortie du foyer est 13 0/0 au lieu de 8,5 trouvé à la cheminée. La majeure partie de l’excès d’air provient donc de fissures existant dans la maçonnerie ; si on étanchait cette construction, la perte par les fumées serait diminuée de 320 calories et le rendement monterait à 75,5 0/0, ce qui est un chiffre très satisfaisant.
- Lorsqu’on aura arrêté le modèle de fiches ou procès-verbaux, il sera facile de collectionner des relevés d’expériences faites dans des circonstances très diverses, et d’arriver peu à peu à établir quelle doit être la consommation normale pour chaque type d’appareil. Pour donner à ces constatations toute leur valeur, il faudrait qu’elles fussent homologuées dans des conditions donnant toutes les garanties désirables. Alors qu’on multiplie tant les précautions pour homologuer avec certitude des performances dont quelques-unes n’ont pas un intérêt bien considérable, il ne semble pas excessif de demander qu’on opère de même pour établir les records de consommation de combustible qu’il y a un si grand intérêt à abaisser.
- Quand on examine une collection de procès-verbaux établis comme il vient d’être dit, on constate, d’abord, l’intérêt considérable des appareils de récupération ou économiseurs divers, dont on ne saurait trop recommander la généralisation ; en second lieu, on voit que le réglage de la combustion est le plus souvent très imparfait et qu’une dépense tout à fait excessive de combustible en résulte. Enfin, on doit reconnaître que des économies tout à fait notables pourraient être réalisées par une répartition plus rationnelle des charbons, d’après laquelle on réserverait chaque qualité pour l’emploi qui lui conviendrait le mieux au lieu de les distribuer au hasard. J’insiste sur
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- ces points d’abord, parce que leur importance n’a pas toujours été soulignée autant qu’il le fallait, ensuite, parce qu’ils peuvent faire l’objet d’améliorations très marquées sans délai et sans grands frais, sans qu’il soit nécessaire d’édifier de nouvelles constructions ni de se livrer à des études longues et onéreuses.
- La défectuosité du réglage de la combustion apparaît dès qu’on fait des dosages d’acide carbonique dans les fumées, et qu’on détermine la quantité de carbone restant dans les cendres. La teneur en acide carbonique correspondant à la combustion neutre du carbone pur est de 21 0/0 ; pour les bouilles, elle est, en général, voisine de 17 à 18 0/0; en pratique, dans la combustion sur grille, on doit presque toujours avoir un certain excès d’air et la teneur en acide carbonique ne peut guère dépasser 13 à 14 0/0 ; mais en fait, les mesures effectuées sur les appareils en service indiquent rarement des chiffres supérieurs à 10 et 11 0/0 et souvent on en trouve de beaucoup plus faibles encore ; dans certains procès-verbaux, qui m’ont été communiqués, j’ai relevé des teneurs de 2 et 3 0/0 d’acide carbonique dans les fumées, c’est-à-dire que l’on arrive à marcher avec cinq ou six fois plus d’air qu’il ne faut. Or, quelle' est l’influence de cet excès d’air ? Il suffira de rappeler les chiffres donnés à ce sujet par M. E. llamour dans son ouvrage sur les sources de l’énergie calorifique. Il en résulte que, dans un chauffage à 1 000 degrés, un excès d’air de 60 0/0 environ suflit à diviser par deux le rendement. Aux températures plus basses, l’effet est moins marqué : il l’est beaucoup plus aux températures élevées. A 1 500 degrés environ, température des fours à creuset de verrerie, un excès d’air de 25 0/0 suffît à ramener le rendement à 16 0/0,
- M. H.-M. Ridge donne le tableau suivant qui est disposé sous une forme commode (Les chiffres sont calculés pour la combustion du carbone pur) :
- VOLUME D’AIR 0/0 CO2 DANS I.ES PROPORTION DE LA CHALEUR PERDUE DANS LES FUMÉES QUAND LA TEMPÉRATURE A LA CHEMINÉE EST PE
- fumées 800» C —1 O 9 1 600» 500» 400" 300» 200"
- pas d’excès 21,0 30 26 22 18 \14 10 6
- 25 0/0 en excès 16,7 37 32 27 22 18 13 8
- 50 0/0 — 13,9 14 38 32 26 , 21 15 10
- 100 0/0 — 10,5 57 49 42 34 27 20 12
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- Sir Robert Hadfield a donné, d’autre part, dans un mémoire paru dans le Journal of lron and Steel Instituty de 1919 (Fuel Con~ trol in Metallurgical Fumaces, by Sir Robert Iladfleld and R. P. Sarjant), des graphiques permettant de calculer l’influence de l’excès d’air dans différentes conditions quand on emploie comme combustible le gaz de gazogène, le gaz à l’eau ou le gaz de ville, et fait ressortir l’influence constante de cet excès d’air; les auteurs font à ce sujet la remarque suivante : « Craignant pour l’existence de la voûte de son four, le fondeur d’acier abreuve le four d’air, et pour fournir à la charge un nombre suffisant de calories se trouve forcé d’employer une quantité anormale de gaz ; c’est un fait patent qu’avec certains opérateurs la valve d’air est toujours ouverte en grand, tandis que la meilleure méthode consiste à opérer avec le moins possible d’air et de gaz, de façon à produire une flamme courte mais chaude. » Dans le même mémoire, Sir Robert et M. Sarjant indiquent des formules permettant de calculer approximativement les pertes dues à la conductibilité et au rayonnement des parois qui ne peuvent être mesurées directement. Appliquant ces méthodes à un certain nombre de fours à réchauffer, ils trouvent pour la chaleur réellement utilisée pour le chauffage du métal des proportions allant de 19 à 35 0/0. Le tableau suivant résuriie leurs constatations : ,
- FOURS. N° i H ni VI V VI
- Chaleur utilisée dans le métal. j 22,3 1 23 19 20 25,3 35,8
- ! par rayonnement 1 et conductibilité. 1 1 [ 43,1 41,25 44 48,4 47,2 34,20.
- \
- Perte: \ à la cheminée. 27,5 27 31 20 27,5 30
- [ pour allumage. 7,1 8,75 6,0 11,6 Fours à marche continue
- 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
- On voit combien il y a intérêt à soigner^ la construction des fours et à choisir judicieusement la nature et l’épaisseur des parois. M. Bigot a publié d’intéressantes remarques sur ce même sujet.
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- Il s’agit ici de fours chauffés au gaz. Avec le chauffage au charbon. Il faut encore tenir compte de l’excès de carbone contenu dans les cendres, qui a une influence moins considérable, mais très notable encore cependant. Il n’est pas possible, soit dans les gazogènes, soit dans les grilles, d’arriver à obtenir des cendres complètement dépourvues de carbone, mais on peut, en bonne marche, abaisser la teneur à 10 ou 12 0/0, vsans employer un notable excès d’air. Or, dans les prélèvements effectués sur des foyers industriels, on trouve constamment des chiffres trois ou quatre fois plus forts et môme davantage ; la récupération des escarbilles est, de ce fait, devenue l’objet d’une opération' rénumératrice et de nombreux appareils ont été établis dans ce but.
- Il importe donc, au premier chef, de surveiller la combustion de très près et de se rapprocher, autant que possible, de la combustion complète sans excès d’air ni carbone dans les cendres. Il y a là une source très importante d’économies qui atteint très fréquemment 20 à 25 0/0 du combustible employé et très souvent des chiffres plus forts. C’est pour cela que l’on arrive dans les divers pays à constituer des organismes de contrôle et de formation des chauffeurs. En France, les Associations de propriétaires d’appareils à vapeur se mettaient depuis longtemps à la disposition de leurs adhérents pour contrôler la combustion de leurs foyers et donner des leçons de chauffe à leurs chauffeurs ? Mais le nombre des demandes restait réellement bien minime. D’après les renseignements qui m’ont été fournis, l’une des associations l‘es plus actives, l’Association lyonnaise, qui contrôle plus de 6 000 chaudières et avait, depuis bien des années, sous l’impulsion éclairée de son Directeur, M. Desjuzeur, organisé un service d’économie de combustible, ne faisait pas 100 essais de consommation par an et donnait un nombre encore plus petit de leçons de chauffe, bien que toutes ces interventions fussent l’originé d’économies sérieuses et dûment constatées. L’Association alsacienne, actuellement dirigée par M. Kam-merer, est depuis longtemps entrée dans la même voie, sous l’impulsion de la Société industrielle de Mulhouse. J’ai déjà signalé tout à l’heure l’Office de chauffe rationnelle, qui se consacre à l’amélioration de la combustion, avec un programme plus étendu que celui des Associations, puisqu’il fait le contrôle de tous les appareils de chauffage, y compris les fours de toute espèce, professe des cours, avec exercices pratiques, pour les
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- chefs de chauffe et les ingénieurs, organise des conférences faites par tous les spécialistes du chauffage. Avec l’Office de chauffe rationnelle et les Associations de propriétaires d’appareils à vapeur, la France possède des éléments, encore trop réduits, mais qui peuvent, si on les développe, si on coordonne leurs efforts, former le noyau d’une organisation très efficace. Il faut que les industriels de tout ordre qui ne peuvent agir assez énergiquement par leurs propres moyens (1), s’adressent à ces groupements, non pas pour une constatation isolée,, mais pour un contrôle régulier et surtout pour l’instruction et la formation de leur personnel. C’est un mouvement d’opinion à créer et il mérite qu’on s’y attache résolument.
- Dans une discussion qui a eu lieu récemment à Ylron and Steel Institute, M. H.-W. Ridge s’exprimait ainsi : « Si on réfléchit que 65 à 70 0/0 de la chaleur employée dans beaucoup d’usines est actuellement perdue avec les gaz entraînés par la cheminée, on reconnaîtra qu’il y a là matière à d’importantes améliorations, car il n’est pas difficile de réduire cette perte à moins de 20 et même de 15 0/0. Les chiffres qu’on vient de donner paraîtront peut-être exagérés ; ils ont cependant été relevés dans une installation importante, et des résultats semblables ont été obtenus dans six autres usines ». Il s’agissait là de fours à acier pour lesquels l’influence de l’excès d’air est particulièrement marquée. L’économie* pour être moins forte dans d’autres cas, n’en a pas moins une réelle importance, tous les témoignages publiés à ce sujet sont concordants : les éminents auteurs du rapport déjà cité du Fuel Research Roard, après avoir exposé les motifs qui les ont conduits à établir une usine d’essais pour la distillation des combustibles, ajoutent : « Ce travail, effectué en vue de l’avenir, ne dispense pas de chercher à obtenir de suite des économies en appliquant tout ce qu’on sait déjà sur ce sujet. Il existe une large étendue de connaissances qui permettraient de modifier les extravagantes méthodes actuelles de consommation de combustible, de façon à réduire très notablement la dépense » ; et plus loin : « Il résulte de ces considérations que, dans tout programme pratique pour l’économie de charbon, la première place doit être assignée à la réalisation, sans aucune perte de temps, par les consommateurs eux-mêmes, d’un système de con-
- (1) Voir dans la Revue de Métallurgie de mars et avril 1918, l’article de M. Théodore Laurent sur le Service d’économie de combustible des Aciéries de la Marine et Homé-court.
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- trôle qui suffira à mettre un terme à tout gaspillage grossier, et à assurer que les applications existantes et les méthodes connues seront appliquées dans les meilleures conditions.
- » Il n’y a pas de doute que, dans la majorité des industries, une réduction de 5 à 20 0/0 peut être assurée en un an, avec une dépense relativement faible et de minimes modifications des appareils. Dans un cas que nous connaissons, une économie de 30 0/0 de la consommation de combustible a été obtenue au cours de l’année dernière, seulement par l’application d’un contrôle plus parfait. »
- A. la suite de ces déclarations des Ingénieurs anglais, je reproduirai encore quelques phrases extraites d’une lettre que m’a adressée M. Desjuzeur :
- « J’estime donc que, tout en tendant aussi énergiquement que possible aux installations vraiment rationnelles, il est surtout urgent, dans les circonstances actuelles, de tirer le meilleur parti de ce qui existe, en commençant par faire réaliser les économies de combustibles ne comportant que des modifications faciles à faire immédiatement et presque sans frais. »
- Et plus loin :
- « Il faut donc pousser l’instruction pratique des chauffeurs sur place, et je suis convaincu qu’avec des chauffeurs moins médiocres et en réalisant toutes les petites économies indiquées dans nos notices, on arriverait très facilement et très promptement à une économie de combustibles d’au moins 25 0/0 avant d’aborder les grandes transformations. »
- Cette opinion d’un homme particulièrement expérimenté fait bien ressortir l’influence de la formation du personnel, qui apparaît, d’ailleurs, évidente si on veut bien se donner la peine d’y réfléchir. Dans des concours de chauffeurs signalés par M. Ivam-merer, certains ouvriers ont obtenu des rendements supérieurs à 80 0/0, tandis que d’autres se tenaient seulement aux environs de 45 à 50 0/0. Il s’agissait là cependant d’ouvriers déjà sélectionnés, faisant tous leurs efforts pour obtenir un résultat aussi bon que possible. Que doit-il donc se passer dans les chaufferies abandonnées à elles-mêmes, garnies d’ouvriers de hasard et dont beaucoup n’ont même pas de bonne volonté ?
- Il est bien certain que les rendements pratiques moyens, et non ceux que l’on constate au moment d’une visite de l’inspec-
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- tiôn, doivent descendre à des chiffres extrêmement bas et que des améliorations très importantes peuvent être réalisées par la combinaison d’un contrôle judicieux avec un enseignement pratique adapté au personnel ; mais il faut que ce personnel apporte à sa tâche une attention soutenue et de tous les instants et pour cela il doit y être encouragé.
- Il faut que les ouvriers reçoivent des primes à l’économie de combustibles, comme, cela se fait d’ailleurs depuis , longtemps dans les chemins de fer ; il faut aussi que les Ingénieurs et les Chefs de chauffe aient l’assurance qu’ils seront appréciés et récompensés en raison de la peine qu’ils se donnent et dès-résultats qu’ils obtiennent.
- IV
- Pour obtenir une marche rationnelle d’un appareil de chauffage, il ne faut pas s’en remettre à l’appréciation d’un praticien, même en le stimulant par la promesse d’une récompense ; il faut synthétiser les principes théoriques et un petit nombre de prescriptions précises, faciles à appliquer, et explicitées dans leurs moindres détails, en un mot établir une méthode bien nette pour la conduite de l’appareil ; ce ne sont pas les chauffeurs-qui peuvent effectuer ce travail qui rentre essentiellement dans le rôle de l’Ingénieur. Il ne paraît pas inutile de préciser cette manière de voir, qui n’est pas aussi répandue qu’il conviendrait, en indiquant, sur un exemple particulier, comment on peut procéder.
- Considérons, par exemple, le cas d’un four à réchauffer à grille mécanique. Le résultat qu’il s’agit de réaliser consiste à obtenir en un certain point du four une succession déterminée de températures en fonction du temps, ou, dans le cas le plus simple, à y maintenir une température constante. Ceci est la condition principale ; il faut, en second lieu, obtenir un résultat aussi économiquement que possible, et pour cela réduire l’excès d’air dans le four, et réduire le carbone non brûlé dans les cendres, \
- Les moyims d'action consisteront,' dans le cas d’un four 'chauffé par grille mécanique, à régler la quantité de charbon introduite par unité de «temps, la vitesse d’entraînement de la grille, le soufflage, sous la grille, de l’air 'Carburant, le tirage produit par
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- ,1a cheminée. Tous ces réglages devront pouvoir être manœuvres indépendamment, si on veut pouvoir faire un réglage méthodique et il faudra les mettre en œuvre successivement, toujours dans le même ordre avec une amplitude déterminée et à des intervalles réglés, d’après la masse et les dimensions du four, à une valeur suffisante pour que les corrections aient pu produire leur plein effet. Quand les réglages ne sont pas indépendants, il n’est plus possible d’opérer méthodiquement, et même, dans certains cas, il est impossible d’arriver à un résultat satisfaisant. Si, par exemple on se sert de la cheminée pour appeler l’air comburant dans la grille, il ne sera généralement pas possible de choisir un tirage qui assure la combustion complète du charbon et évite, en même temps, les rentrées d’air dans le four. Nous supposons donc qu’on peut indépendamment souffler de l’air sous la grille au moyen d’un ventilateur et régler le tirage, soit par un registre, soit par un système de tirage induit.
- Le chauffeur pourra alors opérer de la façon suivante : Il examine la température au point fixé, soit à l’œil, soit au moyen d’un pyromètre, ou bien, il reçoit un signal d’un observatoire qui lui indique quelle est cette température. Supposons que cette température soit trop basse : 1° le chauffeur déplace de la quantité déterminée à l’avance, la came de distribution de charbon ; 2° il règle ensuite l’air de soufflage de façon à avoir la combustion complète; il peut, pour cela, se guider sur un barème préalablement établi, ou se régler sur l’aspect de la flamme, ou sur les indications d’un analyseur d’acide carbonique ; 3° il règle le tirage en agissant sur le registre de la cheminée de façon à éviter les rentrées d’air dans le four, en se basant sur l’aspect des flammes aux portes ; 4° il règle enfin la vitesse de circulation de la grille en se basant sur l’aspect des cendres d’après lesquelles il estime le carbone imbrûlé qui sera vérifié par une analyse. Il attend ensuite pendant l’intervalle fixé préalablement avant de recommencer les mêmes opérations. Qn voit que cette méthode très simple peut être appliquée, soit par le chauffeur seul, soit avec le concours d’un contremaître, ou d’un poste central d’observation et de contrôle. Il y aura toujours avantage à employer ce dernier procédé qui deviendra obligatoire dans les cas complexes. Pour le four qu’on vient de considérer, ou un groupe d’un certain nombre de fours analogues, on aurait un poste pyrométrique envoyant au chauffeur les indications relatives à la température, un analyseur de fumées vérifiant le
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- réglage de l’air fait par le chauffeur d’après l’aspect de la flamme et lui permettant de régulariser peu à peu son mode d’observation ; enfin, des prélèvements périodiques sur les cendres servent à doser les imbrûlés et ces résultats permettent d’attribuer au chauffeur une prime d’après les chiffres obtenus.
- Le réglage de la marche du four étant effectué au point de vue du chauffage, il faut envisager le réglage de la production, c’est-à-dire déterminer la durée du séjour dans le four des pièces à chauffer pendant le temps nécessaire pour obtenir le résultat cherché, par exemple, dans le cas du chauffage de lingots ou de pièces métalliques pendant le temps nécessaire pour que la température cherchée soit atteinte en tous les points de la pièce, puis diriger le travail de façon à réduire au minimum la durée des périodes pendant lesquelles la chauffe se prolonge inutilement. Ces dispositions qui ne comportent pae des considérations techniques bien compliquées, sont cependant bien souvent négligées: en les étudiant minutieusement, on peut souvent réaliser d’importantes économies. Voici un exemple dont je puis certifier l’exactitude. Dans un grand atelier de traitements thermiques où le réglage des fours au point de vue de la température était minutieusement effectué d’après la méthode qui vient d’être indiquée plus haut, ce qui avait déjà fait gagner pas mal de temps et d’économies de combustible, on a entrepris d’augmenter le rendement des fours autant que possible. La disposition des fours ainsi que la nature des opérations et des pièces traitées, ne permettait pas d’opérer en marche continue; il fallait nécessairement charger les pièces froides sur des soles mobiles, les sortir quand elles étaient bien chauffées à la température mesurée, les remplacer par d’autres pièces froides, et ainsi de suite ; on n’avait donc d’autre moyen d’action que de diminuer les temps perdus en prenant des dispositions spéciales pour activer les chargements et les faire succéder immédiatement aux déchargements ainsi que de faire augmenter le poids de chaque charge. Avec quelques dispositions mécaniques très simples étudiées dans ce but, on a presque triplé le poids chauffé par heure dans chaque four et il en est résulté une diminution de consommation de charbon par tonne de produit traité de près de 60 0/0."*
- Ce n’est que lorsque la marche du four a été réglée d’une façon systématique qu’on peut utilement établir le bilan calorifique dont les conclusions permettront de juger la valeur
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- intrinsèque du four comme appareil de chauffage. Faute de ce réglage préalable, on aurait des résultats qui dépendraient, non seulement des dispositifs spéciaux de construction mais aussi de la façon dont la combustion serait conduite, de la quantité de métal qu’on passerait dans le four, etc. Avec le réglage préalable, le bilan permet de juger l’appareil, de déterminer s’il peut être conservé tel quel, s’il convient de l’améliorer par l’adjonction de chaudières, d’économiseurs, etc., s’il nécessite certaines réparations spéciales ou enfin s’il doit être considéré comme incapable de donner un bon rendement par suite de dispositions défectueuses.
- Le réglage simultané d’une série d’appareils par un poste central qui transmet des ordres par un système quelconque, procédé qui me paraît constituer la méthode d’avenir pour l’organisation méthodique d’un travail complexe, n’est pas aussi compliqué qu’on peut se le figurer a priori. J’en ai décrit divers exemples, dont plusieurs se rapportent précisément au chauffage, dans une conférence donnée l’année dernière à la Société d’En-couragement, que je me bornerai à rappeler ici, pour ne pas prolonger outre mesure cet exposé déjà trop long (1).
- L’adaptation de la qualité du charbon à l’emploi est aussi une source importante d’économie, qu’au est coupable de ne pas surveiller. J’extrais à ce sujet, quelques phrases d’un article publié récemment par M. Loiret, Ingénieur en chef des Mines (2):
- « L’approvisionnement, au jour le jour, d’une usine ou d’un dépôt, en empêchant de faire les mélanges convenables, entraîne, d’ailleurs, toujours de notables augmentations de consommation ; on arrive ainsi à ce résultat, paradoxal en apparence, mais maintes fois constaté que le combustible se gaspille d’autant plus qu’il est plus rare.
- » Une teneur en cendres trop élevée, surtout s’il s’agit de cendres fusibles formant des gâteaux de mâchefer, et un calibrage ne répondant pas aux besoins, donnent lieu à des majorations de consommation bien supérieures â la diminution du pouvoir calorifique de la' houille. La station centrale d’une grande poudrerie du Midi, pourvue de chaudière à grille mécanique, produisait le kilowatt-heure avec 1 kg de charbon ; la
- (1) Essais d’organisation méthodique dans une usine métallurgique. — Bulletin de la Société d’Encouragement (Mars-Avril, 1919).
- (2) J. Loiret. La Crise du charbon et l'utilisation rationnelle des Combustibles.— Revue Politique et Parlementaire du 10 octobre 1919.
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- substitution au charbon bien calibré à 12 0/0 de cendres qu’elle recevait précédemment, de médiocres tout-venants à 30-35 0/0 de cendres, eut pour effet de réduire de 60 à 65 0/0 la production. Les bons charbons continuant à manquer, on fut obligé de marcher pendant quelque temps avec un mélange à peu près par moitié des deux sortes, la consommation, de 3 700 t par mois avant l’introduction du tout-venant, s’éleva à 5 500 t ; 1’emploi de25U0 t de charbon médiocre n’avait économisé que 700 t de bon charbon. Une tonne de celui-ci avait du être remplacée par 3,5 t de celui-là. »
- Il semble que cet exemple fasse surtout ressortir la difficulté qu’a eue le chef de chauffe à s’adapter à des conditions différentes de celles dont il avait l’habitude, et que le développement des méthodes rationnelles de chauffage doit permettre d’atténuer des difficultés du genre de celle qui vient d’être signalée. Mais, dans bien des cas, la qualité, du charbon constitue un obstacle toujours très gênant, quelquefois insurmontable; dans le cas de la distillation, par exemple, il n’y a pas de procédé qui permette de tirer du gaz d’éclairage d’un charbon anthraciteux, et la simple variation des teneurs en matière volatile produit sur le prix de revient une influence devant laquelle s’effacent toutes les mesures que l’on peut prendre.
- Il y a donc un intérêt primordial à établir une répartition du combustible qui tienne compte des conditions d’emploi. En temps normal, on pourrait peut-être espérer que cette répartition se ferait automatiquement, par le jeu des prix et de la concurrence, surtout si ce mouvement pouvait s’appuyer sur une classification judicieusement établie et uniformisée. Dans l’état actuel du pays, les règles normales du commerce ayant presque complètement disparu, il semble bien que la répartition ne pourra être faite que sous le contrôle administratif/avec l’aide d’organismes tels que les groupements charbonniers. C’est une question d’organisation qui est loin d’être simple, mais dont on conçoit parfaitement la réalisation qui doit être poursuivie aussi activement que possible en raison de l’importance considérable des résultats qu’on est en droit d’en attendre.
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- Ce n’est pas dans cette orientation seule qu’on peut espérer trouver, grâce à une organisation bien comprise, une source
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- sérieuse d’économie ; on a déjà examiné d’autres problèmes de ce genre et principalement ceqx qui envisagent la centralisation d’énergie calorifique ou électrique. Diverses propositions ont été faites, dans ce sens, par MM. Patart, Masse, Cadoux (1) ; la solution la plus étendue a été examinée en détail en France, par M. Métivier, qui en a fait l’objet d’importants rapports auxquels on a déjà consacré de nombreux commentaires. M. Métivier se rallie à l’école qui considère, avec M. Masse, M. Rouland, M. Patard, que la houille ne doit pas être considérée comme un combustible, mais comme la matière 'première fondamentale de VIndustrie chimique, les combustibles employés directement se réduisant aux produits de pyrogénation par voie sèche, le gazf, le coke, les huiles ; il recommande donc de transformer la totalité de la bouille par distillation et d’utiliser le coke dans des gazogènes alimentant des moteurs à gaz pour produire l’énergie électrique.
- Cette manière de voir, qui a beaucoup de partisans, n’est cependant pas adoptée d’une manière universelle. M. Aimé Witz a fait,'à ce sujet, de prudentes réserves; il cite à l’appui de ses opinions, les rapports établis en Allemagne par des experts désignés par le Gouvernement pour émettre une appréciation sur des propositions analogues à celles de M. Métivier, rapports •qui conseillent une «attitude plus expectante qu’allante ». L’un d’eux, contient même la phrase suivante : « Dans un grand » nombre de cas, au contraire, il est plus économique et on est » conduit à une moindre dépense de combustible si on brûle » celui-ci directement sans gazéification et sans récupération des » sous-produits ». En Angleterre, des réserves ont été faites-également, notamment par le Dr Ormandy. Le Nitrogen Products Committee de son côté, a étudié comparativement les différents systèmes de production de l’énergie, en tenant compte •des dépenses d’exploitation et des frais d’amortissement à prévoir pour les installations, en même temps que du prix de la houille et de ceux des sous-produits. Ces différents prix, variant d’une façon indépendante, on arrive à constater que le •classement des- différents procédés ne se fait pas toujours dans le même ordre suivant les circonstances, et que, avec certaines conditions de prix qui semblent parfaitement pouvoir se pré-.
- (1) Voir en particulier, l’article de René Masse : ' Vers une utilisation rationnelle du charbon, qui donne les autres références .Chimie et Industrie, numéro de novembre 1918;,
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- senter; la valeur des sous-produits ne paierait pas les frais supplémentaires qu’entraîne la récupération. Cette conclusion, qui ne peut avoir qu’un caractère indicatif, en raison de la variation incessante des cours est de nature, comme le fait remarquer l’auteur du rapport auquel j’emprunte ces indications à « devenir un facteur de découragement pour les capitaux que nécessiterait le développement des systèmes comportant la récupération des sous-produits ». On arrive, en effet, bien souvent, à des conclusions différentes, suivant que l’on se place au point de vue de l’économie de combustible, de l’économie proprement dite et de l’intérêt général, ou du rendement direct d’entreprises industrielles. Cette manière de voir a été très clairement exposée par M. de Launay qui visait plus particulièrement la houille blanche, dans un article dont j’extrais le passage suivant :
- « Il faut bien penser quand on est tenté de raisonner dans l’abstrait sur les forces naturelles, que la pratique ne saurait, pour une foule de raisons locales et particulières, se plier à toutes les exigences de la théorie. Cela apparaît avec netteté spéciale pour l’emploi de la bouille blanche et contribue à vicier les calculs trop optimistes que l’on fait parfois sur notre richesse à cet égard. La houille blanche a les inconvénients de ses avantages. Tout ce qu’on n’en utilise pas immédiatement, tout ce qu’on n’accumule pas dans des réserves toujours très limitées est définitivement perdu, tandis que le charbon d’une concession inexploitée peut attendre des siècles dans la terre. Or, il se présente une foule de cas où, possédant une chute d’eau à sa disposition, ou même un moulin à eau aménagé, de calcul du prix de revient amène à préférer néanmoins l’usage de la vapeur. L’intérêt général serait alors de mettre à profit une force qui se perd ; l’intérêt particulier conduit à la négliger. Le rôle de l’État devrait être de favoriser par tous les moyens la consommation fructueuse de cette force hydraulique, au lieu de poursuivre souvent un avantage financier momentané et local. »
- C’est par suite d’un raisonnement analogue, sans doute, que M. Métivier est amené à conclure que c’est à l’État de prendre, au moins au début, l’initiative de la création qu’il préconise. Et, à propos de ce rapprochement, on peut faire remarquer que, du fait de la centralisation, on rapproche les conditions d’utilisation de la houille noire de celles de la houille blanche ; qu’on
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- sacrifie en partie la facilité d’accumulation et d’immobilisation que possède le combustible solide et que cet inconvénient doit être compensé par les avantages de la distribution. Dans quelles conditions réalise-t-on au mieux cette compensation ? Faut-il admettre que l’ensemble des avantages de la centralisation augmente toujours à mesure que se développe le rayon d’action de cette centralisation, ou bien, au contraire, qu’il passe par un maximum? C’est ce qui ne parait pas encore clairement établi et que de nouvelles études pourront seules résoudre. Les objections relatives à l’extension trop grande d’un réseau de distribution ont été faites, même à propos de l’électricité seule, et en particulier aux projets établis récemment en Angleterre et que je résume très sommairement ici à titre de document. Le Coal Conservation Committee a conclu que d’importantes économies de combustibles seraient réalisées par l’organisation des distributions d’énergie électrique sans s’occuper, pour le moment, d’étendre la même idée à la distribution du gaz. Il a donc proposé de diviser le pays en un certain nombre de régions (16), dans chacune desquelles le voltage et la périodicité des courants électriques devraient être les mêmes ; de limiter, dans chaque zone, le nombre des usines productives de façon que leur puissance soit aussi grande que possible ; de n’employer que des unités donnant au moins 20 000 HP et atteignant 50 000 HP dans les grandes stations ; de placer les différentes usines aux points les plus favorables pour la production économique de l’énergie (près des mines pour utiliser les combustibles inférieurs et près des rivières pour faciliter la condensation).
- Ces sages dispositions paraissent particulièrement utiles à donner car,'d’après les indications jointes, il n’y a pas moins de 600 réseaux de distribution distincts, à l’heure actuelle, en Angleterre. Rien que dans l’agglomération de Londres, et pour une population de 7 millions 1/2 d’hahitants, on trouve 65 sociétés de distribution, employant 49 systèmes différents dans 70 stations contenant 585 machines et distribuant le courant sous 24 voltages différents aux consommateurs qui le payent, suivant les cas, d’après 70 tarifs distincts.
- Ces* constatations ont été faites par le professeur W. A. Bone qui ajoute: « Jusqu’ici les jalousies locales, aussi bien que les intérêts particuliers, ont bloqué et bloquent encore la voie. Combien souvent, dans le passé, pour tout ce qui regarde les distributions d’eau, de gaz et d’électricité, le Parlement a encou-
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- ragé la formation d’entreprises réduites plutôt que de grandes •et de plus efficaces, politique qui s’est montrée tout à lait désavantageuse pour la communauté. »
- Ce n’est donc pas seulement au point de vue technique que l’on peut craindre des difficultés pour le développement des organismes centralisateurs ; la plus grosse, cependant, sera constituée par l’importance des immobilisations qu’il faudrait envisager et qui se chiffrent par milliards. Aussi faut-il bien examiner si un résultat analogue ne pourrait pas être obtenu parle développement naturel des entreprises existantes pour la distribution du gaz et de l’électricité. Ces sociétés représentent un ensemble d’installations et de Capitaux d’une part, de traditions et d’expériences d’autre part, qu’on ne saurait négliger. Il semble que leur extension, spécialement celle des sociétés gazières, soit un peu limitée, à l’heure actuelle, par les réglementations corrélatives des concessions qui leur ont été accordées et qui ne sont pas adéquates aux conditions actuelles de l’industrie. Il serait donc nécessaire de les revoir attentivement, en tenant compte des intérêts du public aussi bien que celui des Sociétés, mais sans pousser l’intransigeancè aussi loin qu’on le fait maintenant, où il semble'qu’en voulant maintenir les droits du consommateur à recevoir une certaine qualité de gaz, on l’amène, en réalité, à ne plus recevoir de gaz du tout. Il parait assez universellement admis que, pour la consommation domestique qui représente près d’un cinquième de la consommation nationale de combustible, et aussi pour la petite industrie-; il y aurait un réel avantage à substituer l’emploi du gaz d’éclairage à celui du charbon. Le chauffage domestique correspond incontestablement à l’utilisation du combustible qui donne et de beaucoup le plus mauvais rendement. On l’évalue, pour beaucoup d’appareils usuels, à pas beaucoup plus ide- 5 à 10 0/0. Il est absolument certain que les appareils à gaz permettent d’obtenir des rendements très supérieurs et qu’un chiffre de 30 0/0 au moins peut être admis dans la pratique ; il serait d’ailleurs susceptible d’être amélioré notablement par le perfectionnement de la construction et réglage des appareils. On aurait, en outre, des avantages qu’on ne chiffre pas d’ordinaire mais qui n’en sont pas moins d’une importance capitale relativement à la suppression des transports et des manutentions d’une part, à la dispa-r rition, d’autre part, des suies, fumées, poussières et de tous les inconvénients qu’elles présentent pour la santé des hommes, des
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- animaux et des végétaux. Mais il faudrait que le prix de revient du gaz pût être notablement abaissé car il paraît incontestable que, dans l’état actuel des choses, les sociétés gazières se trouvent aux prises avec de réelles difficultés.
- Dans une discussion récente, le D1' Carpenter, président de la South Metropolitan Gas Gompany, a émis l’idée que, dans l’avenir, le gaz devrait toujours être vendu d’après une « base thermique » sans limitation du côté de la composition ou du pouvoir éclairant (1). Cette suppression complète de toute limitation a paru excessive, mais, d’une façon générale, il a été reconnu que cette suggestion pourrait être l’origine d’un réel progrès si on se contentait d’élargir les limites fixées pour la composition et d’admettre, par exemple, un chiffre de 20 0 0 comme maximum pour la teneur en oxyde de carbone et comme minimum pour la teneur en méthane (2).
- VII
- Le développement progressif de la distillation aurait encore l’avantage de pouvoir être arreté dès que le tonnage total des •charbons susceptibles d’être soumis utilement à cette opération serait employé. Ce tonnage ne représente qu’une fraction de l’ensemble sur lequel on peut compter, et une partie importante doit déjà en être réservée à l’industrie métallurgique à laquelle il est absolument indispensable et dans laquelle son emploi se présente dans des conditions particulièrement avantageuses. La centralisation est ici relativement facile puisqu’il s’agit d’une industrie unique. Cette question intéresse particulièrement la France qui doit reconstituer un grand nombre de :ses usines métallurgiques et qui trouve dans la région lorraine un terrain particulièrement bien adapté aux solutions qui paraissent les plus avantageuses. L’idée à laquelle on est arrivé progressivement de divers côtés consiste à établir des usines comprenant, à côté des fours à coke, les hauts fourneaux, les cornues Thomas, fours Martin ou fours électriques destinés à transformer la fonte en acier et les laminoirs et autres appareils
- * ,
- (1) Voir aussi le rapport établi par Sir Dugald Clerk, Prof. Arthur Smitliells et Prof. -John W. Cobb : On the coal-gas and electrical supply industries of the United Kingdom. — Institution of Gas Engineers, avril 1919.
- (2) MM. Mallet et Grebel fontla proposition très modérée que les conditions imposées -au gaz de ville soient déterminées de façon à permettre l’emploi des fours à coke au lieu des fours à cornue.
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- de transformation qui peuvent être actionnés par l’énergie disponible provenant des gaz de fours à coke ou gaz de hauts fourneaux. Dans une usine ainsi constituée, on consomme uniquement comme combustible le charbon introduit dans les fours à coke qui est soumis à la distillation avec récupération de tous les sous-produits ; le coke est lui-même gazéifié dans les hauts fourneaux; on n’utilise donc que du combustible gazeux qui est employé soit à chauffer les fours, soit à actionner des moteurs à gaz pauvre à rendement élevé ; on conçoit donc que si les différentes opérations sont bien coordonnées de façon à éviter les pertes, on peut arriver à une consommation extrêmement réduite.
- L’évaluation en a été faite à bien des reprises.
- Une longue discussion a eu lieu, à ce sujet, au dernier meeting de l’Iron and Steel Institute, au cours de laquelle on a examiné comparativement, à ce point de vue, la marche des usines anglaises qui transforment la fonte en acier dans les fours Martin basiques, et la marche des usines travaillant sur le minerai lorrain avec les convertisseurs Thomas.
- Les auteurs du rapport sur l’économie de combustible et les consommations dans la fabrication du fer et de l’acier, Prof. W. A. Bone, sir Robert Hadfield et Alfred Hutchinson, définissent « l’idéal pratique de l’économie de combustible dans la fabrication de l’acier » comme correspondant à une consommation d’au plus \ t, 75 de bon charbon à coke par tonne d’acier laminé fini, pour une usine moderne comprenant : fours à coke, hauts fourneaux, aciérie et laminoirs, convenablement groupés et placés sous une direction unique, et ils donnent en un tracé schématique et une série de brèves prescriptions les indications qui permettent d’atteindre cet idéal pratique.
- Le rapport relatif à la marche avec le procédé Thomas, établi par MM. Gosmo Johns et Lawrence Ennis, ne donne pas autant d’indications numériques, mais il affirme que la consommation de charbon, en dehors de celui qui est introduit dans les fours à coke, peut être réduite à une valeur négligeable. Il cite d’ailleurs les « grandes usines françaises d’Homécourt, situées juste à l’ancienne frontière française, près de Metz, et qui employaient seulement 40 t de charbon par vingt-quatre heures avant la guerre ».
- Les usines d’Homécourt, que les Allemands ont systématiquement détruites avant de les évacuer, avaient cependant été cons-
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- truites il y a plus de vingt ans et ne possédaient pas de fours à coke. Il est donc certain qu’avec l’appoint des gaz de distillation, l’énergie disponible sera largement suffisante à la commande des laminoirs sans consommation directe de charbon cru. C’est ce que confirme l’examen méthodique de la marche des divers appareils, effectué par M. de Loisy, qui conduit à admettre une consommation de 1 t, 86 de charbon par tonne d’acier laminé. On emploierait donc un peu plus de charbon par tonne d’acier fini que dans la marche anglaise ; cela tient à la perte de métal qui se produit dans le convertisseur Thomas; mais, en revanche, l’énergie disponible par tonne d’acier est notablement plus grande ; la dénaturation peut donc être poussée plus loin sans apport de combustible supplémentaire et, dans l’ensemble, le prix de revient de l’acier ressort, toutes choses égales d’ailleurs, à une valeur moindre.
- C’est également la conclusion à laquelle arrivent MM. Johns et Ennis qui déclarent que l’emploi du procédé Bessemer basique conduit à une consommation totale de combustible moindre que tous les autres procédés.
- Si l’on s’en rapporte aux statistiques, la consommation moyenne de charbon' par tonne d’acier fabriqué est de -4 à 5 t aussi bien en Angleterre qu’en France. On voit donc quelle marge existe entre la réalité et « l’idéal pratique » et quelles importantes économies on peut espérer atteindre rien que par l’application des données actuellement connues et sans qu’il soit nécessaire de faire aucune invention. Il faut bien se convaincre, par contre, que les progrès ne seront obtenus que grâce à une organisation minutieuse de tous les détails relatifs à la marche de chacun des appareils, considérés isolément d’abord, puis comme éléments constituants de l’usine, et devant, par suite, fonctionner synchroniquement. Il est bien évident qu’on approchera d’autant plus de l’idéal pratique qu’on aura réalisé une concordance plus parfaite entre la production et la consommation de gaz combustibles, car les gaz ne peuvent être emmagasinés en raison du volume énorme qu’ils représentent. Il y a donc là un problème d’organisation qui nécessite, non seulement un arrangement préalable dans le temps des diverses opérations à effectuer, destiné à réaliser la concordance dont on a signalé plus haut la nécessité, mais aussi une surveillance constante faite par un poste central, sorte de G. Q. G. permettant de constater tous les accidents dès qu’ils se produisent, d’éviter leurs con-
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- séquences en créant des contre-parties, en ralentissant la marche d’un laminoir et de ses fours si l’un des fourneaux vient à produire moins de gaz, d’assurer la succession continue des opérations en évitant les superpositions qui créeraient un déficit momentané, etc.
- YIII
- La revue rapide et forcément très incomplète de la question du chauffage, que nous venons d’effectuer, confirme bien l’idée émise par de nombreux auteurs, qu’il est possible d’économiser une fraction très notable du charbon que nous employons actuellement. Parmi les mesures qui permettraient d’arriver à ce résultat, certaines qui seraient peut-être très efficaces, telles que la création de super-centrales de gaz et d’électricité, semblent comporter des dépenses telles que leur réalisation immédiate ne peut guère être escomptée. L’orgânisation systématique de certaines industries, grosses consommatrices de combustible, de façon à éviter toutes les déperditions, paraît plus facilement réalisable, quoiqu’elle doive entraîner probablement certaines modifications dans la répartition des établissements industriels qui ne se feraient pas sans difficultés. Le perfectionnement de l’outillage partiel, la généralisation des appareils mécaniques, des économiseurs, etc., paraît déjà d’une application plus immédiate quoique les difficultés considérables que l’on éprouve à obtenir un appareil quelconque et le prix très élevé qu’il atteint, constituent, à l’heure actuelle, une circonstance retardatrice.
- Mais j’espère avoir montré que de simples mesures prises pour diriger rationnellement la combustion paraissent devoir conduire à des économies extrêmement accentuées.
- En dehors de l’organisation de la répartition rationnelle des combustibles qui, pour le moment du moins, semble plutôt du ressort de l’Administration, il faut s’efforcer d’obtenir la généralisation des méthodes de travail précises et, par conséquent, la formation d’ingénieurs et de techniciens spécialement entraînés à la pratique du chauffage. Toutes les organisations qui tendent à ce but «doivent être aidées et encouragées. La Société des Ingénieurs civils peut émettre dans ce sens des vœux motivés ; elle pourrait aussi avoir une action «plus effective en provoquant des
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- expositions d’appareils de contrôle et d’étude, des concours de bilans thermiques. Elle agira déjà très utilement en aidant à répandre dans le milieu industriel l’idée qu’on doit se mettre, sans perdre une minute, à l’étude de toutes ces questions qui se rattachent à l’emploi rationnel des combustibles et qu’on peut incontestablement obtenir à coup sûr, au bout d’un temps très court, de très importantes économies. Ce n’est qu’une question de travail, de patience et de ténacité.
- A la suite de la discussion du mémoire précédent qui a occupé-les séances des 28 mai, 11 juin, 25 juin et 9 juillet, la Société des Ingénieurs civils a décidé de signaler plus spécialement les
- conclusions suivantes :
- I. — Considérant que la distribution de gaz et d’énergie électrique, à partir d’usines centrales aussi importantes que possible, dans un rayon étendu, constitue l’un des moyens les plus efficaces pour obtenir des économies de combustibles, principalement en ce qui concerne la petite et la moyenne industrie, ainsi que le chauffage domestique, il parait très désirable qu’au moins dans la reconstruction des régions dévastées, il soit tenu largement compte de ces principes dont personne ne conteste l’exactitude; que, par conséquent, tous les projets 'correspondant à des organisations centralisées soient examinés sans retard et reçoivent des facilités et des avantages spéciaux ; que l’attention des intéressés soit constamment attirée sur l'inconvénient des reconstructions partielles basées sur des principes surannés ; qu’il soit tenu compte, dans la répartition des ressources disponibles, des efforts effectués en vue de réduire la consommation générale de combustibles.
- Il: — Considérant, que l’extension de l’emploi du gaz parait être l’un des moyens les plus efficaces pour réduire la consommation du combustible employé au chauffage domestique et dans
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- la petite industrie* il parait désirable que toutes les mesures soient prises pour faciliter cette extension et amener la diminution du prix de vente du gaz; que, notamment, les prescriptions imposées par les conventions anciennes pour la distribution du gaz dans les agglomérations soient revues le plus vite possible, en tenant compte des travaux les plus récents et notamment des études faites en Angleterre en vue de permettre l’utilisation intégrale du gaz produit par les fours à coke modernes.
- III. — Considérant que l’utilisation rationnelle des combustibles ne peut être réalisée que sur des produits définis et réguliers, il y a lieu de conclure que les projets de contrôle de l’utilisation, avec sanctions, des tonnages attribués, actuellement étudiés par l’Administration, devraient comporter l’étude du contrôle de la distribution et d’une répartition basée sur une classification simple, mais rationnelle, des combustibles, tant au point de vue de la nature chimique du charbon qu’au point de vue de ses dimensions géométriques.
- IV. — Considérant que l’instruction technique des agents de tout ordre, ingénieurs, contremaîtres, ouvriers, qui interviennent dans la conduite des appareils de chauffage, constitue un des moyens les plus sûrs d’arriver à diminuer la consommation de combustible correspondant à un résultat donné, il y aura intérêt à ce que toutes mesures soient prises pour faciliter la formation des techniciens à ce point de vue spécial, et notamment l’organisation de séries de conférences et démonstrations pratiques permettant d’obtenir en un petit nombre de séances les connaissances nécessaires. La Société signale à ce point de , vue les mesures déjà prises par l’Office de Chauffe rationnelle, pour la formation des ingénieurs et chefs de chauffe, et par certaines Associations de propriétaires d’appareils à vapeur, pour l’instruction des contremaîtres et chauffeurs, et considère que ces tentatives méritent d’être encouragées et régularisées.
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- MÉMOIRE N° II
- LES MOYENS D’ACCÉLÉRER LE PROGRÈS
- DANS L’ÉCONOMIE DE COMBUSTIBLE
- l’An
- M. Eiîiilio DAMOUR (1)
- Depuis que la question des combustibles et de l'économie des calories s’est imposée à l’attention des Ingénieurs, vers 1915, un effort considérable a été fait, tant sous forme d'études techniques que les périodiques scientifiques? ont publiées sans cesse, que sous forme d’études expérimentales ou recherches dans les usines et les laboratoires.
- On peut et doit se demander si les résultats ont correspondu à cet effort au point de provoquer un réel progrès vers l'économie.
- La vérité nous oblige à dire, autant que nous en sommes informé par nos relations personnelles dans l’industrie que par certaines consultations de l’Office Central de Chauffe rationnelle, que le progrès est lent, beaucoup trop lent eu égard à la situation critique de’la France au point de vue des combustibles.
- A quoi tient ce retard? Gomment y. remédier et accélérer le progrès, c’est ce que nous voudrions rapidement exposer.
- Nous croyons que la faute est pour beaucoup imputable à la méthode de travail qui a manqué de coordination aussi bien dans les usines que dans les laboratoires, et qui surtout a jusqu’ici été trop exclusivement subjective, ne s’attachant qu’à l’étude des combustibles et des procédés généraux d’utilisation,
- (t) Avant de remettre notre mémoire au Bulletin des Ingénieurs Civils et d'en alïirmer les conclusions, nous avons tenu à nous assurer auprès de M. Le Ghatelierque les méthodes préconisées ne sont hullement en opposition avec celles de notre Maîtie.
- M. LeChatelier pense que l’étudë a priori en laboratoire des facteurs élémentaires de la combustion sera le plus sûr moyen de tendre au progrès. Nous estimons que l’étude a posteriori des combustions industrielles par des bilans suivis d’une analyse critique des mêmes facteurs élémentaires conduira de même à des progrès immédiats. 11 y a accord non seulement sur le but à atteindre, mais sur la division en facteurs élémentaires ; les moyens d’agir diffèrent seuls un peu.
- Nous croyons que ces moyens loin d’être opposables l’un à l’autre doivent se partager l’étude d’ensemble ainsi que nous venons de l’indiquer dans nos conclusions et, en tous cas, se compléteront par la collaboration et le rapprochement des études scientifiques à l’Usine et des travaux de Laboratoire.
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- I. UTILISATION RATIONNELLE DES COMIÎUST1BLES
- à ce que l’on peut appeler la « captation des sources de l’énergie calorifique », mais insuffisamment objective, négligeant l’étude du but, du chauffage des fours, de la distribution rationnelle de l’énergie captée et des rendements à l’usage.
- Précisons ces deux critiques pour mieux dégager les remèdes.
- Le défaut de coordination du travail tient pour beaucoup au manque de liaison entre les divers groupements ou centres industriels qui ont abordé le problème. Mais ici un grand pas vient d’être fait par la création des deux grandes Commissions, la Commission interministérielle des Combustibles et la Commission-municipale d’Economie et des Combustibles de remplacement; l’une et l’autre sont animées de la volonté de synthétiser tous les résultats et tous les efforts, la première avec une orientation technique plus générale, la seconde plus portée vers l’expérimentation et les applications pratiques ; nul doute que ces deux Commissions n’arrivent à la coordination si nécessaire ' à tout travail d'ensemble.
- Mais pour que cet ordre dans-les travaux théoriques et pratiques puisse être pratiqué, il faut encore que le problème soit bien posé et que ses chapitres soient nettement séparés ; nous ne croyons pas que cela ail été fait, c’est notre seconde critique.
- Nous voyons dans le problème général de l’utilisation optima des combustibles trois grands chapitres.
- 1° Le mode d’utilisation du combustible, sur grille en gazogènes, pulvérise, carbonisé, etc., c’est ce que nous appelons la « Captation des sources de l’énergie calorifique ».
- Cette étude dépend évidemment beaucoup plus de la nature du combustible que du chauffage auquel on veut l’appliquer, elle est plus subjective qu’objective. 2° et 3° Vient ensuite l’utilisation de l’énergie captée aux diverses applications industrielles, c’est l’étude objective du chauffage. Mais dans cette étude objective même, il faut encore scinder le problème.
- 2° La première spécification, d’ordre technique pur, correspondrait à peu près à la classification que nous avons donnée de tous les fours industriels, basée sur le mode de combustion, sur le mode de récupération et sur la température de régime. Cette classification nous a conduit à un calcul des rendements rnaxima correspondant à chaque système et à chaque température ; elle nous a conduit plus tard à définir et à calculer dans les usines ce que nous avons, appelé la « valeur d’usage » d’un combustible. Cette valeur d’usage n’est autre que le
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- L UTILISATION RATION N ELLE DES COMRUSTUÎLES
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- pouvoir caloriüque multiplié par le rendement et, pratiquement, fixe le prix que l’on, peut payer un combustible quand on le substitue à un autre dans un four existant.
- Il est bien évident que la connaissance exacte de la valeur d’usage des divers combustibles dans les divers fours présente un grand intérêt dans la poursuite de l’économie en permettant de distribuer chaque combustible au point où il donnera le meilleur rendement.
- 3° La seconde spécification, non moins nécessaire à la bonne et prompte solution de notre problème, résulte des différences de buts calorifiques propres à chaque industrie, c'est-à-dire des données qui caractérisent les laboratoires de chauffe, et sont essentiellement variables d’une industrie à l’autre. Il y a entre le verre et l’acier, le premier mauvais conducteur de la chaleur, mais laissant passer la radiation lumineuse jusqu’à 2 m d’épaisseur, le second, hon conducteur, maïs opaque aux rayons lumineux, des différences dans l’échange des calories s’effectuant en fours Siemens telles que les formes du laboratoire ne doivent pas être les mêmes. Et si nous prenons le cas du four-tunnel il est évident que le'tunnel céramique recevant une matière crue froide à l’entrée et devant restituer une matière crue et froide, le four à réchauffer métallurgique continu qui prend le lingot froid et le sort à I 100 degrés, enfin, l’arche à recuire des verriers qui, recevant la matière chaude, réalise non un chauffage, mais un refroidissement lent, sont des appareils essentiellement différents, ne pouvant être construits ni conduits suivant la même méthode.
- Ces différences d’espèces d’une industrie à une autre et d’une opération à l’autre dans la même industrie ont-elles été analysées et spécifiées avec assez de précision pour que les differents problème^ de chauffage soient nettement posés? Nous ne le pensons pas, et nous croyons qu’il est indispensable de le faire. Nous essaierons de les préciser en verrerie, en céramique, en chauffournerie, en métallurgie, en chaudières. C’est le troisième chapitre de l’étude générale du chauffage et de l’utilisation optima des combustibles.
- Nous examinerons l’un après l’autre ces trois chapitres, en cherchant pour chacun d’eux la méthode et les moyens de travail les plus efficaces pour conduire rapidement au progrès.
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- CHAPITRE PREMIER
- Des différents modes d’Utilisation des combustibles ou de la Captation des Sources de l’Énergie calorifique.
- La captation des sources de l’Energie calorifique, suivant les huit modalités qui vous ont été exposées, se répartissant entre les procédés généraux de la combustion sur grille, de la gazéification, de la carbonisation et de la pulvérisation, est l’étude qui a été'la plus poussée, tant en technique générale que dans certaines applications fort intéressantes. Tous les systèmes ont eu leurs chercheurs et leurs défenseurs acharnés auxquels on ne peut reprocher que trop de partialité, car tout le monde est maintenant bien d’accord à penser qu’il n’y a pas de solution générale et unique, mais des cas d’espèces. Il est évident que la technique du chauffage a beaucoup progressé dans ce chapitre depuis quatre ans et que les idées se sont précisées. Peut-on dire, cependant, que l’étude technique soit complète? Certainement non, ët nous allons vous en donner deux preuves dans la carbonisation à basse température et dans la gazéification.
- Tout le monde sait, M. Le Ghatelier l’a souligné, que la gazéification gaspille de 15 à 20 0/0 de calories; or, cette perte est imputable en majeure partie à la chaleur sensible emportée par le gaz chaud sortant du gazogène. Pour y remédier, il suffirait d’utiliser cette chaleur à réchauffer l’air primaire, en compensant cet afflux-, de calories supplémentaire par une gazéification à l’eau équivalente, On aurait ainsi un gaz plus riche, gagnant 100 à 150 calories au mètre cube, moins azoté, ayant une température de combustion plus élevée ; on économiserait de 5 à 8 0/0 du pouvoir calorifique. Or, presque rien n’a été fait dans ce sens. Nous poursuivons l’étude de ce problème, et voyez combien il serait intéressant d’économiser ainsi 5 0/0 sur tous les gazogènes existant en France. C’est une épargne de combustible à réaliser.
- Pour la carbonisation à basse température, nous venons de faire une série d’expériences pour un groupement de mineurs, faites au moyen du four Copaux, et avons reconnu le grand intérêt du procédé avec certains combustibles. Vous pensez peut-être, après tout le bruit qui s’est fait autour de la coalite et de la carbonisation à basse température, après les réalisations faites en Angle-
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- terre, que le problème est industriellement résolu. Il n’en est rien ; nous cherchons actuellement un constructeur capable de fournir, avec garanties, un four carbonisant économiquement à 500-750 degrés, comme le four Gopaux ; nous ne l’avons pas encore trouve.
- Ainsi, la captation môme de l’énergie calorifique, la mise en valeur du combustible, prodigalement travaillée et disculée depuis quatre ans, sous toutes ses formes, présente encore bien des lacunes. Il reste beaucoup à faire ?
- Gomment convient-il de s’y prendre pour avancer le travail ?
- La réponse ne nous parait pas douteuse : c’est aux mineurs ou à des groupements de mineurs qu’il appartient d’étudier le mode d’utilisation optima de chaque charbon, indiquant à leurs clients l’ordre de classement des appareils — grilles, gazogènes, fours à coke, pulvérisation — assurant au combustible son meilleur rendement.
- Nous connaissons, pour avoir eu l’honneur de participer à ses travaux, un groupe de propriétaires de mines qui a entrepris, sur une série de combustibles généralement de qualité médiocre, des études tendant à déterminer pour chacun le traitement le plus avantageux, et bien que ces travaux ne soient pas achevés, nous pouvons vous affirmer la nécessité de varier les formules — gazéification sur cru pour l’un, carbonisation à 500 degrés pour un autre, à 800 degrés pour le troisième, pulvérisation pour le quatrième, et nous devons avouer que cette variété a dépassé nos prévisions.
- La multiplication de groupements d’études de ce genre ou de centres d’études et d’expérimentation dans les Compagnies houillères puissantes possédant des combustibles dé qualités variées, nous semblerait bien utile et d’autant plus certainement profitable qu’elle prend l’économie à sa base en indiquant aux, industriels et aux groupements répartiteurs le mode d’emploi et les foyers assurant la meilleure utilisation.
- Et pour que ces études ne restent pas dispersées et servent au progrès d’ensemble, il faut au-dessus un organisme de coordination, qui ne peut être que le Comité des Houillères. Nous nous adressons ici à son-Président pour lui signaler l’intérêt de faire pour chaque combustible une étude de son application optima, avec classement des modes d’emploi suivant l’ordre décroissant des rendements à l’usage.
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- CHAPITRE II
- Valeur d’usage des combustibles.
- Lorsque la bombe calorimétrique de Bertlielot pénétra dans les laboratoires industriels avec les travaux de Mailler, un grand progrès technique était réalisé : on avait un moyen d’évaluer facilement et avec précision l’énergie calorifique totale d’un, combustible. Beaucoup pensèrent alors que l’on avait aussi le moyen d’estimer la valeur d’achat des combustibles, et fréquemment le pouvoir calorifique seul servit de base commerciale à la fixation des prix.
- Le pouvoir calorifique est cependant insuffisant et même inexact pour définir le prix d’un combustible, parce que l’énergie calorifique n’est jamais utilisée en totalité, mais est affectée à l’usage d’un coefficient d’utilisation ou rendement très variable avec les fours et avec la nature du combustible (1).
- (1) Ce déchet à l’utilisation n’a rien qui puisse nous surprendre : en science pure, en Energétique, ne sommes-nous pas déjà habitués à distinguer l’énergie calorifique totale ou potentielle de la puissance motrice, qui n’en est souvent qu’une fraction. Et dans le domaine de l’énergie calorifique est-il besoin de rappeler que le pouvoir calorifique déterminé à la bombe, ou-pouvoir calorifique supérieur, ne donne que la valeur scientifique de l’énergie calorifique totale, d’où se déduira le pouvoir calorifique inférieur. En industrie, les combustions se faisant toujours sans condenser l’eau, on ne doit compter, pour tous les combustibles hydrogénés ou .humides, que sur ce dernier pouvoir calorifique affecté d’un déchet de calories inutilisables de 5 à 13 0/0.
- Mais ces pertes initiales, formant le déchet à la captation de l’énergie calorifique, ne sont rien en comparaison des pertes inévitables limitant l’utilisation dans les fours et foyers industriels suivant une échelle de réduction qui, à 1 500 degrés, peut aller de 98 à 30 0/0, selon la plus ou moins grande imperfection des fours. On ne tient pas assez compte de l’importance de ces écarts, qui font qu’un combustible, suffisant dans un four pour un usage donné, est sans intérêt et sans valeur dans un autre four, tandis que, réciproquement, un assez mauvais combustible conviendra et donnera un bon rendement dans un chauffage spécial, par exemple à basse température.
- Quelques exemples feront mieux comprendre l’importance de ces écarts et, par suite, l’importance de la notion des valeurs d’usage :
- Un gaz de hautfourneau à 850 calories, employé seul, n’est pas capable de chauffer un four Martin : on peut dire que sa valeur en four Martin seule est nulle; le même gaz employé dans un moteur à explosion vaut beaucoup plus qu’une houille riche alimentant le même moteur par le moyen d’un gazogène, puisqu’élant déjà à l’état gazeux, il bénéficie de l’économie des pertes à la gazéification : on peut dire que sa valeur d’usage dans un moteur est de 115 0/0.
- Prenons le cas d’une chaudière initialement alimentée en un bon charbon flambant et substituons à ce charbon un lignite à 50 0/0 d’eau. Le rapport des pouvoirs calorifiques est
- de ; cependant, le rapport des productions de vapeur n’est que de 1/10°; ce lignite, 7 000 *
- dans une usine n’ayant que des chaudières, devra être estimé selon sa valeur d’usage, c’est-à-dire non paé aux 3/7° du prix de la bouille, mais au 1/10° de ce prix.
- Des exemples de ce genre pourraient être multipliés à l’infini.
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- Les variations imputables aux fours ont été précisées dans une étude théorique que nous avons faite de l’utilisation maxima des calories dans tous les systèmes de fours et à toutes températures, traduite sous forme d’une échelle des rendements que nous avons publiée dans notre livre, le Chauffage industriel. Les pertes ainsi calculées sont grandes ; elles sont inévitables.
- À ces variations théoriques des fours abaissant leurs rendements s’ajoutent d’autres éléments pratiques, tels que l’excès d’air souvent inévitable, l’impossibilité de faire intégralement les échanges de calories, la dépense d’énergie nécessaire au tirage, etc , qui contrarient la bonne utilisation des calories.
- Les variations inhérentes aux combustibles tiennent principalement aux différences de températures de combustion propres à chaque combustible, soit qu’ils brûlent a l’air chaud ou froid, avec ou sans réchauffage préalable, mais toujours dans des conditions identiques pour les combustibles à comparer.
- Le rôle de la température de combustion est ici prépondérant, car on sait que les calories cédées à un four sont, d’après la loi de refroidissement de Newton, fonction de la différence entre la température de combustion G et la température de régime t, et exactement mesurées par la différence entre la chaleur accumulée dans les gaz à la température G et la chaleur emportée du four à la température /.
- De ces doubles variations affectant l’énergie utilisable dans un four résulte la nécessité industrielle d’une autre base de mesure que nous avons appelée la « valeur d’usage » des combustibles, notion d’ordre industriel, c’est-à-dire à la fois commercial et technique, que l’on peut définir comme suit.
- Commercialement, la valeur d’usage est le prix que l’on doit payer un combustible lorsqu’on le substitue à un autre de prix connu pour effectuer une opération industrielle donnée dans un four donné. Techniquement, c’est-à-dire au seul point de vue des échanges calorifiques, la valeur d’usage est l’inverse des poids des deux combustibles pouvant se substituer l’un à l’autre pour obtenir dans un four donné la même production, le même effet thermique.
- Ces deux expressions de la valeur d’usage ne diffèrent entre elles que par le choix de l’unité : d’un côté le franc unité commerciale, de l’autre le kilogramme et la calorie unités techniques. Mais, dp part et d’autre, elles conduisent à un coefficient dont on devra affecter le rapport des pouvoirs calorifiques inférieurs
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- pour avoir les prix ou les poids équivalents de deux combustibles mis en comparaison dans un four.
- Il y a cependant encore entre nos deux définitions, entre les deux valeurs d’usage, une différence essentielle tenant à la méthode d’évaluation. Commercialement on fixera la valeur d’un combustible de substitution a posteriori par un dépouillement de comptabilité comparant les dépenses de chauffage au total de la production avec les deux combustibles employés dans le même four pendant un temps suffisamment long avec une conduite de four suffisamment contrôlée pour assurer l’égalité de bonne combustion. Techniquement on devra prévoir et déterminer a priori, sans autre essai préalable que des analyses de laboratoire, la valeur de substitution d’un combustible offert en remplacement d’un combustible connu dans un four bien connu. Et point n’est besoin de souligner ici l’importance de cette donnée nouvelle au moment où la péréquation des prix et la répartition administrative des charbons pourrait conduire à de véritables inégalités de prix et à des injustices si, se basant sur le pouvoir calorifique seul, on faisait abstraction des valeurs d’usage si différentes dans des chauffages très divers.
- Pour solutionner le problème de la valeur d’usage à ce point de vue de prévision technique, la méthode la plus sûre est basée sur la comparaison des bilans, c’est-à-dire sur une étude expérimentale très complète du four où se fait la combustion actuelle et où se fera celle du combustible de substitution. On en fera le bilan complet en déterminant le pouvoir calorifique, le carbone total, base des calculs des volumes gazeux, la température du gaz et de l’air à l’entrée dans le laboratoire, la composition du gaz et des fumées, la température de combustion calculée d’après toutes ces données, enfin la température de régime, et l’on en déduira le bilan et principalement le rapport des calories utilisées à l’énergie totale disponible ; puis, reprenant un bilan sur les mêmes données avec le nouveau combustible, on calculera de même le rapport des calories devant être utilisées à l’énergie totale, ce'qui donnera le nouveau rendement du combustible de substitution (1).
- (1) Nous donnons ci-après un exemple de calcul des valeurs d’usage d’une houille et de goudron employés au chauffage d’un four Martin.
- On brûle dans le gazogène d’un four Martin une houille à 7 500 cal. On obtient par kilogramme de houille un certain volume gazeux ne contenant pas plus que 5 800 cal en chaleur latente.
- Ce gaz réchauffé à 1200° et brûlant avec de l’air également chauffé à ldÜOO0 correspond à un apport total au laboratoire de 9100 cal.
- Les produits de combustion s’échappant à la température de régime du four que nous
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- C’est en opérant sur ces bases que nous avons obtenu les chiffres suivants empruntés à une usine métallurgique disposant de quatre combustibles : houille, goudrons, gaz de hauts fourneaux, gaz de fours à coke, que nous donnons ici à titre d’exemple.
- Valeurs d’usage des combustibles dans une usine métallurgique.
- HI.MIF.IIBT du CHARDON cru (1) RENDEMENTS ET VALEURS D’USAGE
- GAZ de rouas a cokk * GAZ de Hls FOURNEAUX GOUDRON
- Chaudières .... 80.1 (2) 89,6 1,11 84.7 1,05 90 1,12
- Fours à réchauffer. 46,1 (2) 71.4 1.51 57.7 1.25 73.1 1,5
- Fours Martin . . . 57,8 (3) 63.4 1.10 68,1 1,18 71,7 1,24
- Appareils Cowper . » 83.3 1,(;!) 78.3 1 85,1 1,10
- (1) Le combustible cm est du charbon de Cardiff.
- (2) Sur grille avec 100 volumes d’air en excès.
- (3) Le charbon employé en gazogènes.
- Ainsi calculée, mule :
- la valeur d’usage peut se traduire par la for-
- V _ PR P/(6 — l) ...
- t ~ Pir " py(o'— /) ’ [ )
- dans laquelle P est le pouvoir calorifique inférieur, R le rende-
- supposcrons de 1 000° emporteront 4 500 calories.
- La différence 9100 — 4500 est réellement utilisée dans le laboratoire. Le rendement au four Martin est le rapport de cette chaleur réellement utilisée à la chaleur disponible dans la houille :
- 9100, — 4 500 7 500
- 61,3 0/0.
- Supposons que, dans ce îjiême four, on brûle, de l’huile lourde à 10 500 cal.comme il n’y a pas de gazéification préalable, la totalité de ces'calories est envoyée au laboratoire qui reçoit en outre la chaleur sensible ramenée par l’air secondaire chauffé comme ci-dessus à 1 200° s’élevant à 3100 calories ; il y a donc un apport total de :
- 10 500 -f 3100 13 600 cal.
- Les produits.de combustion s’échappant à la même température de régime que ci-dessus 1 600° emporteront 5800 cal.
- La chaleur restant au laboratoire sera 13 600 — 5 800 et le rendement :
- 13 600 — 5 800 .; 10 500
- 74,3.
- ?
- La valeur d’usage de l’huile comparée à la houille sera :
- 10 500 74,3
- ________ s/ __— —17
- 7 500 ^ 61,3 ’ ’
- On pourra donc payer l’huile à poids égal 1,7 fois pJLus que la houille.
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- K UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- ment, V le prix du combustible, 0 la température de combustion, t la température de régime.
- La formule et la méthode ainsi exposées, qui permettent de calculer très simplement le rendement par la comparaison d’on bilan fictif et d’un bilan réel est-elle tout à fait complète au point de pouvoir garantir la concordance entre la valeur d’usage commerciale déterminée a posteriori et la valeur d’usage technique calculée a priori? Nous ne pouvons l’affirmer et prévoyons même quelques corrections probables. En d’autres termes, l'équation (1) demande à être complétée.
- La première correction concerne l’influence de la vitesse des échanges sur le rendement.
- En effet, la température de combustion et la variable (0 — t) n’interviennent pas seulement dans le calcul des échanges de calories, elles agissent sur la rapidité des échanges : plus cette température s’élèvera, plus s’accélérera le chauffage dans le laboratoire. Or il est clair que toute accélération des échanges tend à diminuer le temps de l’opération thermique et comme les pertes par rayonnement sont proportionnelles au temps, il en résultera une amélioration certaine du rendement : c’est un second terme en (6 — t) de notre équation qui sera donc du second degré en regard de la température de combustion.
- Comment calculer ce terme correctif qui, remarquons-le, ne fera qu’accentuer les différences de notre premier tableau et* ne retire rien de sa valeur ? Il suffira pour cela d’admettre qu’un four étant construit pour une circulation donnée de gaz, le volume des produits de combustion reste invariable par unité de temps et que le laboratoire absorbe nécessairement par unité de temps toutes les calories contenues dans cette masse gazeuse, déduction faite des calories emportées hors du laboratoire à la température de régime. On aûra ainsi, par unité de volume des fumées, une puissance calorifique mesurant l’accélération du chauffage, et inversement la réduction des pertes par rayonnement ou le terme correctif du rendement. Et comme les pertes par rayonnement sont connues par le bilan général "du four, le calcul de ce boni se fera sans difficulté. '
- D’autres éléments interviennent encore dans le calcul complet de la valeur d’usage, difficiles à mettre en équation, mais trop importants pour être négligés : ce sont ceux qui tiennent à la nature du combustible (solide, liquide ou gazeux) et aux différences qui en résultent dans les frais de chauffage : nous les réu-
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- nirons en un terme unique M représentant tous les frais comparés de manutention, gazéification, pulvérisation, décrassage, conduite des feux.
- Nous arrivons ainsi à l’équation définitive :
- V = P/'(ô — l)[\ + a(0 — 0] ± M.
- Examinons cette formule pour préciser la signification de chacun de ses termes.
- C’est le pouvoir calorifique P qui a le plus d’importance, donnant le maximum de chaleur que le combustible peut donner’, mais ce maximum est affecté par trois corrections.
- La fonction f (G— t) n’est autre que le bilan et se calculera arithmétiquement par la méthode connue.
- Le terme correctif en a (0 — t) montre, comme nous l’avons déjà fait remarquer, que l’équation de la valeur d’usage est du second degré en 0, ce qui montre une fois de plus l’effet thermique de la température de comhuslion à laquelle on n’attache jamais assez d’importance.
- Quant au terme M, il représente des frais variables d’un four à l’autre et d’un combustible à l’autre, suivant son mode d’emploi qu’un industriel doit savoir apprécier.
- La valeur d’usage technique, déterminée a priori, pourra donc facilement se calculer en toute probabilité et rigueur, non parla résolution algébrique d’une équation, mais par l’évaluation successive de tous ses termes. Deux calculs d’arithmétique donneront : 1° le bilamdu four et le rendement au laboratoire ; 2° l’accélération du chauffage et l’économie de pertes par rayonnement qui en résultera. Une évaluation des frais comparés de chauffage complétera la solution.
- De ces trois termes, le premier (IL R.) produit du pouvoir calorifique, par le rendement restera toujours le plus important, suffisant le plus souvent aux calculs des valeurs d’usage et d’achat des combustibles. 4
- Grâce à cette méthode et en suivant les indications de la valeur d’usage, un industriel pourra donc calculer le prix d’un combustible : il pourra, ce qui est plus important encore, répartir-les combustibles dont il dispose au mieux- de leur valeur d’usage maxima dans son usine, et ce sera souvent le plus sûr moyen d’y réaliser des économies de calories.
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- L’exposé que nous venons de vous faire de la valeur d’usage des combustibles nous a conduit, à vous reparler des bilans de fours dont la méthode enseignée à l’École des Mines et adoptée par l’Office Central de Chauffe rationnelle vous a été exposée ici.
- Nous vous rappelons que le bilan est basé sur le carbone total servant de terme de comparaison et de commune mesure entre les gaz, les fumées et le combustible initial, de façon à rapporter toutes les pertes et toutes les chaleurs utilisées par unité de carbone au pouvoir calorifique inférieur rapporté lui-même au carbone total du combustible.
- Pour faciliter l’établissement des bilans, en évitant l’analyse organique trop compliquée pour les laboratoires industriels et pour les études rapides de fours, nous avons cherché à simplifier l’outillage en adaptant la bombe Mailler à deux pointeaux au dosage spécial de carbone dans les combustibles.
- Grâce aux ateliers de construction et aux bureaux d’études d’artillerie de la Compagnie des Forges et Aciéries de la Marine et d’Homécourt, la bombe Mahler-Saint-Chamond pour dosage du carbone total est passée dans l’outillage courant des laboratoires.
- Tous ces perfectionnements permettent d’établir sans difficulté .sérieuse le bilan, c’ést-à-dire le diagnostic complet de la marche d’un four.
- Dans ces conditions, il semblerait que de telles études de la combustion dans les fours doivent se généraliser de jour en jour. Et cependant là encore le progrès est trop lent.
- Ayant établi, le premier croyons-nous, un bilan de four Siemens, en 1891, à la Verrerie de Folembray, nous,avons depuis suivi tous ceux qui se sont effectués ou du moins publiés : le compte en est facile à faire; il y en eut un à Saint-Gobain par M. Hallé, un à Homécourt sur four Martin en 1913, quelques-uns sur chaudières par M. Izart, un autre sur chaudière Babcock, deux à Saint-Chamond et au Boucau en 1915 par des ingénieurs du Service d’Économies de Combustible de notre Compagnie et le dernier sur un four de verrerie que M. Frion vous a présenté. Gela fait au total environ huit bilans.
- C’est tout à fait insuffisant pour faire avancer, comme il conviendrait, la technique des fours.
- Et pourquoi cette paresse dans des études qui sont -la clef de toute économie? Parce qu’il n’y a pas assez d’ingénieurs capables de faire ces bilans. Certainement il ne s’en trouverait pas plus
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- de vingt en France qui puissent mener à bien l’étude méthodique complète d’un four et même d’une chaudière.
- Et que faut-il pour y porter remède ? Compléter renseignement des ingénieurs en matière de chauffage, encourager les Ecoles qui donnent cet enseignement, y envoyer des élèves.
- Une école d’ingénieurs vient d’ètre organisée à l’Office Central de Chauffe rationnelle : nous croyons que des conférences seront faites à l’École des Mines sur cette science (ln chauffage. D’iln côté ou de l’autre, l’ingénieur qui veut se perfectionner chauffeur a désormais les moyens de le faire.
- Comme conclusion de ce'"chapitre et après avoir essayé de démontrer l’intérêt des bilans par la valeur d’usage des combustibles, nous demandons un effort d’enseignement augmentant le nombre des ingénieurs spécialistes et nous comptons sur l’École des Mines et plus spécialement sur l’Office Central de Chauffe rationnelle pour accomplir cette œuvre nécessaire.
- CHAPITRE III
- Spécification du problème du chauffage et de l’économie de combustible avec les industries.
- Si les quelques exemples que nous avons donnés pour justifier la spécification du chauffage par industrie ne suffisaient pas à démontrer la nécessité d’un troisième chapitre trop négligé jusqu’ici dans l’étude du chauffage, nous pourrions rappeler au sujet des fours à régénération de Siemens le cas du four à radiation, c’est-à-dire à voûte surélevée, inventé vers 1886.
- La voûte élevée, reconnue excellente en verrerie, fut essayée par Siemens dans les fours à acier et dut être abandonnée. Et tous ceux qui, pendant la guerre, se servirent de fours de verrerie pour y fondre de l’acier à obus savent quelles modifications ils eurent à faire dans le laboratoire pour passer d’une fabrication à l’autre.
- Mais le mieux est d’essayer de spécifier le problème dans chacune des principales industries que nous avons énumérées, car, s’il est vrai que problème bien posé est à demi résolu, nous espérons aider ainsi à la poursuite du problème d’économie qui ne progressera vite que s’il est abordé en même temps, non seulement par des spécialistes du chauffage, mais par des ingénieurs
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- I,'utilisation rationnelle des combustibles
- également compétents dans toute industrie spéciale comportant une fusion, une cuisson ou un traitement thermique.
- § Ie'. — Fours de verrerie a bassin.
- Les fours de verreries à bassin pour bouteilles présentent les caractères suivants :
- I. — De tous les fours industriels, ce sont ceux qui ont le régime le plus régulier : température et production invariable d’un bout à l’autre de l’année.
- Il en résulte que ce sont les fours où l’étude de l’économie de combustible est la plus intéressante,* où les bilans de fours peuvent donner les indications les plus précises.
- II. — Les fours à bassin pour bouteilles travaillât constamment à portes ouvertes.
- Il s’ensuit que :
- 1° Le régime de pression à l’intérieur du laboratoire est d’une fixité absolue assurée par les exigences du travail des verriers;
- 2° L’action de la cheminée sur tous les organes' du four en amont du laboratoire est.très atténuée, d’où résulte:
- Que l’on ne doit compter pour le tirage des gazogènes que sur l’action aspirante des chambres de régénération et sur l’elîet de la différence de niveau entre le laboratoire et la grille des gazogènes, à moins d’un tirage auxiliaire par ventilateur ou Koerting ;
- Que, pour l’aspiration de l’air et son refoulement dans le laboratoire, c’est encore la chambre de régénération qui agit seule, de sorte que la hauteur de cette chambre et la position du clapet à air au-dessous du laboratoire a une grande importance.
- III. — Le verre est une matière sujette à bouillonner, notamment quand, pendant l’affinage, on l’expose à une flamme fumeuse.
- Il est donc bon de construire des fours à voûte assez élevée pour que les fumées soient bien au-dessus du bain de verre. Il est même assez indiqué de diriger la flamme vers la voûte plutôt que vers-la surface du bain; c’est d’ailleurs l’un des objets du brevet Siemens de la « Radiation».
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- Cette surélévation de la voûte ne nuit en rien au chaulfage pour les raisons que nous exposons ci-après.
- IV. — Le verre est une substance mauvaise conductrice de la chaleur, mais diathermane et laissant passer la chaleur lumineuse d’autant mieux que le verre est plus clair, au point d’atteindre 2 m de hauteur fondue dans le cas du verre à vitre.
- Il s’ensuit que le chauffage s’effectue beaucoup plus par radiation, par l’action de la chaleur lumineuse que par conductibilité ou convection, par l’action de la chaleur sensible.
- De là plusieurs conséquences au point de vue de la construction des fours :
- Nous y trouvons la confirmation de notre précédent dire que la voûte surélevée ne.peut nuire au chaulfage puisque la clin-leur lumineuse ou radiante se transmet à distance sans être assujettie à la loi décroissante du rayonnement.
- Il peut même y avoir avantage, au point de vue de la rapidité des échanges, à accroître les surfaces de radiation, c’est-à-dire à augmenter la surface interne du laboratoire sous réserve de ne pas provoquer des pertes par rayonnement extérieur l’emportant sur l’avantage que l’on cherche. Il y a, un juste milieu à observer, nous croyons qu’il est entre 1 m, 50 et 2 m, 25 au-dessus de la surface du bain.
- Il faut que toutes, les surfaces chaudes du laboratoire soient efficacement radiantes, c’est-à-dire qu’il faut éviter les angles morts, les brûleurs ou chambres de combustion trop profonds. C’est, remarquons-le, une condition technique très spéciale aux fours de verrerie.
- Ces considérations nous conduisent à préconiser en verrerie des tours caractérisés comme suit : bassins très larges (au moi-ris 5 m) pour que la flamme puisse s’y développer et brûler tout entière dans le laboratoire, sans brûleurs, c’est-à-dire à lunettes d’arrivée et de gaz affleurant aux pieds-droits, bassin presque carré pour que la surface de rayonnement soit géométriquement le plus faible possible.
- Nous y adjoignons des gazogènes soufflés afin d'être maîtres du débit de gaz sans compter sur la cheminée et nous plaçons notre admission d’air à 6 m au moins au-dessous du four. Grandes chambres de régénération puisque la régularité du régime en assure la bonne utilisation. Lunettes d’air et de gaz pour assurer une flamme dormante dans le très grand laboratoire.
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- § II. — Le chauffage des fours céramiques.
- Ayant d’indiquer la spécialisation technique du problème céramique, il est bon de signaler, comme nous l’avons déjà fait en 1913, combien cette industrie est loin de l’économie, réalisant au maximum une utilisation de 5 à 10 0/0 de la chaleur dépensée et combien leiué y sont les progrès.
- La prudence qui, à première vue, parait exagérée dans la réalisation de. nouveaux fours, s’explique cependant par le fait que la cuisson constituant la dernière étape de fabrication porte sur des produits déjà chargés des trois quarts du prix de revient, de sorte que des expériences sont plus coûteuses que dans n’importe quelle autre industrie.
- La lenteur du progrès s’explique encore par la difficulté du problème, qui se place réellement à l’antipode du problème verrier que nous venons d’examiner.
- Tout y est variable :
- Inégalité de température suivant le temps pour des fours discontinus et suivant les espaces ou compartiments dans les fours continus.
- Obligation de conduire différemment le refroidissement et le chauffage et, dans le chauffage même, le petit feu et le grand feu. Enfin, au-dessus de toutes ces difficultés, se pose la dualité de la récupération dont l’importance a si longtemps échappé aux céramistes et dont la méconnaissance a conduit à de fréquentes erreurs dans la construction des fours.
- Attachons-nous spécialement à cette dernière difficulté.
- Les cuissons céramiques sont caractérisées par le fait que la matière enfournée froide doit être défournée froide.
- De là la nécessité de l’écliauffer progressivement par un courant de fumées chaudes et de la refroidir lentement par un courant d’air froid : l’idée est venue naturellement de se servir des fumées du foyer pour réchauffer les produits à cuire et de l’air nécessaire à la combustion pour refroidir les produits cuits. Mais ce qui parait avoir complètement échappé, c’est qu’entre les masses calorifiques des produits céramiques et des courants gazeux n’existe aucune relation nécessaire ; il en résulte que les échanges de calories sont forcément incomplets et que, suivant que la masse des fumées est supérieure ou inférieure à la masse céramique, il arrivera, soit que les fumées s’échapperont du four
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- encore chaudes, soit que les produits cuits sortiront du four incomplètement refroidis et ceci quelle que soit la longueur du tunnel ou le nombre de compartiments d’un four Hoffmann.
- Le principe qui doit donc guider les solutions du problème céramique est l’indépendance des deux récupérations ou une égalisation des masses gazeuses par une dérivation, un bye-pass, ou une circulation auxiliaire indépendante permettant d’assurer la totalité des échanges ; c’est une règle générale s’appliquant à tous les fours continus ou à compartiments.
- Mais en céramique, avec la variété infinie u s conditions de cuisson, tantôt commandées par le petit feu comme pour certaines faïences, tantôt prolongées au grand feu comme pour la brique de silice, tantôt commandées par le refroidissement, la consommation et l’économie de combustible relèvent du temps de cuisson autant et souvent plus que du rendement thermique de la combustion : il ne faut pas attribuer à ce rendement ni à. une idée théorique, la plus juste soit-elle, sur la récupération, une importance qui pourrait être démentie par les faits. Voici comment nous comprendrions l'étude du problème :
- Il existe en céramique six systèmes principaux de fours : fours continus Hoffmann ou dérivés, fours tunnels à feu nu ou à moufle, fours intermittents simples ou à deux compartiments, fours à moufle. Chacun de ces appareils a son rôle et justifie son emploi dans une des fabrications céramiques. Tous dépensent une quantité de' combustible qui paraît formidable au regard dei l’effet thermique obtenu. Il faut les étudier séparément chacun dans la branche céramique à laquelle il parait le mieux adapté, le four Hoffmann en tuilerie et briqueterie, le four tunnel en porcelaine, le four Dressler ou tunnel à moufle en faïence fine, le four discontinu en briques de silice en y adjoignant un récupérateur-réchauffeur d’air primaire, le four à moufle à récupération en faïence et décoration de la porcelaine.
- Et pour chacun de ces problèmes, nous voudrions voir se constituer des Sociétés ou groupements d’étude comprenant un spécialiste de chauffage, mais surtout des spécialistes céramistes, le premier signalant les économies, les céramistes précisant les conditions de cùisson auquel le chauffeur doit se soumettre.
- Et nous croyons qu’il appartiendrait à la Société des Ingénieurs Civils de provoquer des groupements d’étude de ce genre, à moins que le Syndicat, des Céramistes de France, qui a créé une Bull.
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- section spéciale pour l’étude des fours et cuissons, ne prenne en mains cette organisation et ce fractionnement des recherches.
- § III. — Iæ chauffage dans les industries chaufournières.
- L’économie du combustible a été très étudiée dans l’industrie chaufournière, surtout dans les fours horizontaux où l’on sait que se sont faites les premières applications intéressantes du charbon pulvérisé.
- Mais dans les fours verticaux tels que fours à chaux, cubilots à magnésie, bien des progrès restent à réaliser et justifieraient une étude d’ensemble d’autant plus intéressante que la consommation y est inférieure, en général, à celle des fours horizontaux les plus perfectionnés.
- Le chauffage des fours à chaux est très comparable au problème céramique, en ce qui concerne la dualité de récupération ; il y a encore une masse à cuire et, circulant en sens inverse, un courant gazeux, et comme dans les fours céramiques, il n’y a pas égalité de masse calorifique entre ces deux matières d’échange de la chaleur.
- Le problème chaufournier se complique encore d’une question de tirage ; les fours verticaux sont des agents de tirage assez énergiques et d’autant plus actifs que la température de la colonne s’élève c’est-à-dire que le feu est plus poussé ; de là la difficulté que vous exposait M. Le Ghatelier lors de sa dernière conférence, consistant à empêcher que le feu monte au gueulard et à maintenir la zone de grand feu en un point précis et invariable de la colonne de charge. Nous croyons que pour ce four l’emploi d’un combustible gazeux ou liquide ou pulvérisé assurant la situation fixe de la zone de combustion est absolument indiqué ; en tout cas, nous croyons que le problème ou une des faces du problème chaufournier se trouve posé nettement par la formule suivante : assurer la fixation de la combustion dans une zone à température maxima où la combustion neutre s’achève de façon à éviter la montée du feu.
- Des cuissons de la magnésie ont été récemment faites dans un four à gaz Steiger avec récupération secondaire. Cette expérience a réussi et mérite d’être- suivie ; on peut se demander si le chauffage au gaz ou par combustibles liquides ne devrait pas être développé dans le cas des fours à chaux.
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- l’uTILIS.VTJON RATIONNELLE DES COMRESTlliLES
- ^ IV. —; Problème du chauffage en métallurgie.
- Nous nous abstiendrons de traiter la question générale du chauffage métallurgique, puisque M. de Loisy vous en a parlé. Nous devons cependant vous signaler que dans la seule industrie sidérurgique, la variété des problèmes et des solutions est extrême : il y a entre le haut fourneau, le four Martin, le four à réchauffer, le four à recuire, des différences essentielles qui font que certains doivent être à simple récupération, d’autres à double régénération, d’autres à chauffage direct, que pour les uns, le gaz des hauts fourneaux conviendra, tandis que tels autres réclameront un gaz riche. La question à elle seule justifierait une longue conférence ; qu’il nous suffise de dire ici que le problème est très étudié et que lorsque les usines françaises de Meurthe-et-Moselle seront reconstruites et les usines.de Lorraine bien alimentées en coke, les calories dans cette belle région métallurgique seront bien utilisées, probablement mieux qu’avant-guerre entre les mains de ceux qui nous les ont rendues.
- C’est dans cette étude de l’utilisation optima dans une usine sidérurgique complète que la « valeur d’usage » et l’étude à priori des bilans de combustion auront le rôle le plus intéressant et le plus efficace pour l’économie d’ensemble. Le métallurgiste dispose de cinq combustibles, charbon cru, coke, gaz de haut fourneau, gaz de fours à coke, goudron de four à coke ; chacun a dans les fours très variés d’une usine sidérurgique un rendement souvent très différent que le bilan fixera. C’est en combinant au mieux la distribution de ces combustibles que l’on obtiendra automatiquement le maximum d’économie.
- Pour cela, il n’y a pas de formule d’ensemble, il y a une série de problèmes d’espèces tenant compte des fours à chauffer et des disponibilités de gaz: en indiquant-des .règles générales applicables à toute la sidérurgie, nous serions à côté de la vérité .technique : mais en prescrivant l’étude individuelle et le bilan thermique de chaque opération métallurgique avec chaque combustible, nous sommes sûr d’indiquer une méthode conduisant à des économies certaines.
- § V. — Métallurgie des métaux autres que le fer.
- . • 1 •* , t
- Les métallurgiesvde tous métaux autres que le fer ont longtemps été négligées au point de vue de l’économie des combus-
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- tibles pour deux raisons : parce que les températures relativement basses auxquelles elles opèrent rendent la récupération des chaleurs peu efficaces et parce que la valeur des métaux traités était très disproportionnée avec la valeur du combustible.
- Cette dernière condition s’est modifiée et la préoccupation de l’économie s’impose, pour les industries du cuivre,, du plomb, de l’antimoine, etc.
- Nous croyons que pour ces chauffages qui, généralement, n’emploient pas de très grands fours, mais demandent un réglage précis, l’emploi de combustibles riches, principalement du gaz de ville et, à défaut, d’hydrocarbures liquides, serait très avantageux : ces deux combustibles ne demandant que de l’air secondaire, se prêtent à la récupération complète des chaleurs perdues dans les fumées au moyen d’appareils très simples et conviennent également à de petits fours et à de grands fours.
- Une étude d’ensemble de cette question conduirait certainement à une économie importante.
- Il appartiendrait anx métallurgistes de se grouper pour mettre au point cette question qui s’impose à leur attention.
- § YI. — Problèmes des chaudières.
- Le chauffage des chaudières a été tellement travaillé depuis trois ans qu’il semble que rien de plus ne soit à dire sur ce sujet et cependant ce problème a-t-il été bien et complètement posé ? Nous ne le croyons pas et en avons récemment fait l’expérience dans une application du • chauffage des chaudières par charbon pulvérisé.
- Un des caractères essentiels de la chaudière est d’avoir une chambre de combustion dont presque toutes les parois sont maintenues à très basse température, à 200 degrés; c’est un avantage dans bien des cas, parce que la vaporisation de l’eau se fera toujours, même avec de très mauvais combustibles, mais l’existence de cette paroi froide est, au contraire, une difficulté dans le cas où la combustion peut être arrêtée par codtact; c’est le cas du chauffage à huile lourde et du chauffage au charbon pulvérisé.
- Un second point est souvent négligé dans l’étude des chaudières, c’est la puissance de vaporisation comparée, -en passant d’un système à un autre ou d’un combustible à un autre.; la préoccupation du rendement par unité de combustible brûlé
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- semble faire oublier la productivité d’une chaudière dont l’accroissement est cependant une source d’économie de première importance; ici encore, c’est la température de combustion qui intervient, on n’y attache pas assez d’importance dans les foyers de chaudières.
- Trois problèmes se posent pfus immédiatement en France pour le chauffage des chaudières : chauffage au bois, chauffage au charbon pulvérisé, chauffage aux huiles et goudrons. Des résultats intéressants ont été obtenus dans les trois applications, mais parmi ceux que nous connaissons, beaucoup laissent encore une marge à l’économie. Il conviendrait de reprendre l’étude méthodique de ces trois questions ou de réunir et coordonner les résultats obtenus. Un groupement d’études serait encore bien utile.
- De ce rapide exposé résulte qu’il y a effectivement dans l’industrie un grand nombre de problèmes de chauffage très différents les uns des autres ; que chacun doit être d’abord bien posé, ce qui me semble être le rôle d’une Société savante comme celle des Ingénieurs civils, puis bien étudié, ce qui ne peut être fait que par des industriels et de préférence des groupements d’industriels s’entendant pour faire une étude en commun.
- Nous avons sous les yeux l’exemple d’un groupement, celui des Verriers champenois, qui pousse l’étude de ses fours à bassin en faisant pour cela les sacrifices pécuniaires nécessaires ; il serait bien intéressant que cet exemple fût suivi, notamment en céramique.
- Mais il ne faut1 pas se dissimuler que de telles mises au point exigeant des études et expériences sont assez coûteuses et qu’il faut les entreprendre dans chaque groupement avec un réel esprit de sacrifice, sans marchander sa peine pour les études et sans marchander les fonds pour les expériences et les réalisations des fours d’essais.
- La conclusion de notre chapitre est donc le vœu de voir se former sous l’impulsion de la- Société des Ingénieurs Civils de nombreux groupes d’industriels spécialisés se cotisant pour étudier le chauffage et les fours, chacun dans son industrie.*
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- RÉSUMÉ ET CONCLUSIONS
- L’étude générale de l’économie des combustibles comprend trois étapes ou chapitres.
- La première, la mise en œuvre du combustible par le
- moyen le mieux adapté â ses qualités propres, que nous avons appelée la captation des sources de l’énergie calorifique, a été de beaucoup la plus étudiée, mais l’étude n’en est pas complète ; bien des lacunes sont à combler et, en général, l’étude monographique de chaque charbon conduisant à l’indication de la meilleure formule de traitement ou captation reste à faire.
- 11 appartient aux Mines, à des groupements miniers et pardessus ces groupements pour centraliser les résultats, au Comité des Houillères, de poursuivre ces études de façon à donner aux organismes répartiteurs et aux industriels mêmes des indications qui pourront être la cause de réelles économies.
- La seconde, la valeur d’usage des combustibles et des bilans de combustion qui en sont la règle, pouvant conduire également de façon quasi-automatique à des économies, doit être étudiée sans relâche, dans toutes les industries par une série d’études expérimentales centralisées. Il nous semble que l’Office Central de Chauffe rationnelle est le mieux qualifié pour cette étude d’ensemble. A cette question se rattache celle de renseignement spécial de la science du chauffage, dont il serait si utile de favoriser et de subventionner le développement, soit à l’Ecole des Mines, créatrice de cette science, soit à l’Office Central de Chauife rationnelle.
- La troisième, la spécification du chauffage, nous a montré l’infinie variété des problèmes et la nécessité d’en faire l’étude non seulement par industries, mais par catégories d’une même industrie avec le concours d’industriels connaissant bien les difficultés spéciales de chaque problème. C’est un mouvement général d’études qu’il serait nécessaire de provoquer. Nous croyons que c’est à une Société technique puissante et bien organisée qu’il appartiendrait de le faire et nous faisons appel à tous points de vue, technique et financier, aux industriels qui composent la Société des. Ingénieurs Civils pour organiser les études partielles et centraliser les résultats d’ensemble d’où peuvent résulter peut-être les plus importantes économies.
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- MEMOIRE N° III
- LA CONSOMMATION DE CHARBON
- DANS LA GROSSE MÉTALLURGIE
- PAU
- j\I. EJ. i>e loisy
- BILAN CALORIFIQUE D’UNE ACIERIE THOMAS
- PRODUISANT 300.000 TONNES DE LAMINÉS PAR AN
- A la fin de la magistrale conférence qui a inauguré cette dis-cussionsur l’utilisation des combustibles et en a tracé le programme, M. Cliarpy vous a cité deux chiffres fort suggestifs : tout d’abord il vous a dit que la récente enquête poursuivie en Angleterre avait montré que la métallurgie du fer dans son ensemble y brûlait de 4 à 3 t de houille pour livrer 1 t de produits finis. Il en résulterait que les houillères françaises suffiraient tout juste aux 8 à 9 millions de tonnes que notre métallurgie d’après-guerre sera capable de produire.
- Pour ne pas vous laisser sous cette impression d’accaparement, si j’ose dire, il a projeté sous vos yeux le très intéressant bilan idéal d’une grosse aciérie anglaise établi par le professeur Bone, duquel il ressort que avec 11, 6 de bouille entrant par les fours à coke, une usine sidérurgique peut et doit sans autre apport dë combustible suffire à toutes les fabrications conduisant à 11 de produits laminés.
- Il est d’un grand intérêt d’examiner de près ces chiffres, d'autant qu’un autre sidérurgiste anglais très connu, M. B. Talbot, a taxé d’optimisme le bilan de M. Bone.
- Les conditions de la métallurgie anglaise sont fort différentes de celles de notre pays : /alors que des fontes relativement pauvres en phosphore obligent nos voisins à recourir au procédé Martin, en France, par une sorte d’échange d’inventeurs, c’est le procédé Thomas qui fournira désormais les neuf dixièmes de Facier.de construction.
- C’est donc le bilan d’une aciérie Thomas, produisant 300,0001
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- par an de profilés divers que je me propose d’examiner devant vous.
- Il s’agira bien entendu d’une usine équipée de façon moderne, produisant son coke, utilisant au mieux ses gaz, dans des moteurs pour l’énergie, dans des fours à récupération pour le chauffage, et conduisant ses laminoirs électriquement.
- Je supposerai que les 1.0001 de produits laminés par jour ouvrable se décomposent ainsi : 5001 de gros profilés (rails, poutrelles, longerons, etc.), 300 t de moyens et 2001 de petits fers.
- Il s’agit d’établir tout d’abord la quantité de coke et par suite de houille nécessaire à cette production.
- J’examinerai ensuite, au seul point de vue d’un comptable de calories, et sans préjuger de leur affectation individuelle, si l’énergie contenue dans les deux sortes de gaz, que libèrent cette houille et ce coke, permet de suffire à l'élaboration intégrale du produit, tant pour le chauffage que pour la force motrice.
- Je dirai, en second lieu, un mot de la meilleure répartition des deux sortes de gaz.
- Enfin, reprenant les principaux postes du bilan thermique précédemment établi, j’indiquerai et évaluerai si possible les économies de combustible qu’on y peut réaliser.
- I. — Quantité de houille nécessaire à la fabrication de 1 t moyenne de produits laminés.
- Le tableau n° 1 présente pour chaque opération successive ce que les métallurgistes appellent la mise au mille de matière, c’est-à-dire le nombre de kilogrammes nécessaires à l’obtention de 1.000 kg du produit considéré.
- En l’appliquant par régression à partir du produit fini, on trouve qu’il faut 11,135 de lingot, dont 11,035 de lingot Thomas, demandant 11,170 de fonte, 11, 285 de coke et finalement 11, 800 dé houille. .
- Remarquons tout d’abord que ce chiffre est plus élevé que celui énoncé par le professeur Bonepour une aciérie Martin. Gela tient à ce que dans le procédé Thomas les métalloïdes de la fonte sont éliminés par de l’oxygène pris à l’air ; dans le procédé Martin
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- au minerai, au contraire, c’est l’oxygène du minerai de fer qui les scorifie, en faisant rentrer en même temps dans le bain d’acier, à
- Tableau n° 1.
- Mise au mille des opérations successives.
- Coke :
- 1 t de coke tout-venant demande 1 350 kg de houille.
- 1 t de coke métallurgique, séparé de 4 0/0 de menu.............. 1 400 kg
- Fonte :
- 1 t de fonte Thomas, en Lorraine, demande en moyenne:
- Minerais mélangés ............................. 3 380 kg
- Coke........................................... 1 400 kg 1100 kg
- Acier Thomas :
- La fonte à passer au convertisseur, pour 1 t de lingot, est..... 1130 kg
- Blooms :
- Si le lingot est passé à la chaude (pits secs).................. 1 060 kg
- S'il est réchauffé.............................................. 1 080 kg
- Laminage :
- Gros profilés, à partir du hloom, à la chaude................... 1 030 kg
- — — avec réchauffage............... 1050 kg
- Moyens profilés, à partir du bloom, avec réchauffage............ 1 080 kg
- Petits fers à partir de billette................................ 1 080 kg
- leur place, une quantité équivalente de métal. De sorte que s’il faut pour 11 d’acier Thomas 11,130 de fonte, il n’en faudra, si l’on travaille, en « ore process » que Ot, 95.
- En admettant même 11 on retrouve précisément le chiffre de houille établi par les calculs du professeur Bone.
- On voit donc que le procédé Thomas exige une consommation initiale de houille un peu plus élevée que T « ore process » mais nous verrons plus loin qu’il est par contre beaucoup plus économe en calories que son rival, et laisse en fin de compte un excédent disponible plus important.
- CHAPITRE PREMIER
- Bilan thermique de l’usine.
- Ayant déterminé le poids de houille nécessaire à la préparation du produit final, il nous est facile d’en déduire la quantité de chaleur mise à disposition sous forme de gaz, et d’établir en même temps, après prélèvement des besoins des fours à coke et Bull. 25
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- ''tes
- wk.
- 4000 calorus pour 7 Kwk.
- Cokerie.
- 1TÔ00 de Houille
- ! ^
- Usine a Sous - traduits : 10%.
- GAZ : 5 AO ou 2 • 160.000 cal.
- J rfnrroTYTgyïrrgHi^~3sX
- Manutentions Broyage Extracteurs Pompes etc :
- 50 % Chauffage des Fours
- Rlstl Disponîbll : 771.000 Calories .
- POUr LA PLEINE SEMAINE DE 168 HEURES
- Soit par jour ouvrable ;
- ' 156 * 771.000 =
- 166
- 635.000 CAL.
- HauIs - FoürneAux.
- Epuration Soufflage Manutentions Pompe s
- 1 265 de Coke
- Disponible. '- : 2.070.000 CALORIES
- : 5 %
- Soit par jour ouvrable
- 2.070.000 ^
- 1.700.000 CAL.
- : 4,5*
- de Fonte
- CalorIes Totales Disponibles : 2.353.000 cal.
- Tableau an0 II. — Bilan, d’une aciérieTkojias. — Services producteurs d’énergie.
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- hauts-fuurneaux, services producteurs, ce qui reste à la disposition des autres services, uniquement consommateurs : aciérie, laminoirs et entretien.
- Les deux tableaux II et III résument schématiquement ces résultats.
- Les éléments qui y entrent, seront discutés ultérieurement ; contentons-nous pour le moment >d’un aquiescement provisoire et faisons cette constatation : le bilan se solde par un excédent certain, que fait ressortir le résumé suivant :
- Calories chimiques mises en liberté par 11, 8 de houille sous forme de gaz de fours à coke et de hauts-fourneaux :
- 0/0 du total
- Produites. Prélevées. Disponibles produit.
- Fours à coke............. 2.l60.000 1.389.000 771.000 »
- Hauts fourneaux .... 4.738.000 i2.6G8.000 2.070.000 »
- 0.898.000 4.057.000 2.841.000 41.20
- Abandonnées lors de l'arrêt hebdomadaire............ 508.000 7.36
- Disponibles en semaine................................... 2.333.000 33.84
- Don t j irises par l’aciérie........................ 322.000 4.66
- — les laminoirs............................ 1.112.000 16.10
- — l’entretien................................ 40.000 0.58
- Excédent libre. . ................................. 860.000 12.50
- 33.84
- Quelques mots d’explications Sont nécessaires :.
- Tout d’abord d’une façon générale j’ai exagéré les consommations.
- C’est ainsi que pour la force motrice j’admets aux barres du tableau une consommation de 4000 calories par kwh.
- Or voici les chiffres sur lesquels on peut raisonnablement compter :
- Avec des moteurs à gaz à pleine charge. 3 460 calories.
- 3/4 ......... 3 700 —
- 1/2.......... 4 200 —
- L’on admet praliquemént que dans une grande aciérie avec une Centrale puissante (de 10 à 20.000 kw) la charge moyenne des moteurs atteint 80 à 90 0/0 — déduction, faite, bien entendu, des arrêts dominicaux — ce qui conduit au chiffre de consommation moyen de 3 600 à 3 500 calories par kwh..
- Ce chiffre serait encore très sensiblement abaissé par l’emploi
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- • if UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES 311
- de chaudières sur gaz d’échappement, comme on le verra plus loin.
- Le nombre de 4 000 que j’ai adopté ménage donc une forte marge de sécurité.
- J’ajouterai que j’ai largement prévu aussi les pertes de ligne et de transformation, entre les consommations d’énergie aux moteurs et celles qui leur correspondent à la Centrale.
- De même pour le souillage du vent— gros de facteur de consommation au haut-fourneau et à l’aciérie, pour l’épuration des gaz, pour toutes les manutentions mécaniques, j’ai choisi à. dessein des valeurs élevées.
- Par contre en prenant pour les pouvoi.. s calorifiques des deux gaz 4 000 calories et 900 calories, j’ai adopté des nombres plutôt dépassés dans la réalité. :
- Tout ceci conduit, à une très importante diminution de l’excédent d’énergie sur lequel on eût pu compter, et l’on peut être certain que le bénéfice par lequel se solde notre bilan est un minimum pratique et non une évaluation de cabinet.
- On voit, en somme, qu’il est du même ordre de grandeur que celui de l’énergie consommée aux laminoirs.
- Le même bilan répond incidemment à cette question :
- L’usine envisagée suffirait-elle à ses besoins sans autre apport de combustible, si au lieu de partir de la houille elle recevait son coke ?
- Oui, en principe, puisque les fours à coke ne versent à l’ensemble que 771 000 calories, alors que l’excédent est de 860 000.
- Il convient toutefois d’apporter comme réserve les difficultés qu’un aussi faible surplus rendrait considérables pour ajuster, à la consommation instantanée, la production variable au gré des incidents prévus ou imprévus qui viennént l’entraver.
- Pour ne pas alourdir cet exposé je renvoie en appendice les calculs justificatifs, présentés sous forme de tableaux, qui ont servi à établir les chiffres du bilan que résume les schémas II et III. .
- Ces mêmes tableaux nous serviront d’ailleurs à déterminer les points sur lesquels pourront porter le plus efficacement les économies de calories réalisables, objet du chapitre III.
- Bull .
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- UOOQ calories,
- pour
- 1 Kw h
- A 170 de
- Fonte
- 1 035 + 0 40
- Lingot 4T155
- Bloom
- : A 067
- Aciérie
- û Q o
- a
- Calories Dlpens£es au Thomas
- Mai^n f ^LF(>NTL dl 0*082 de. chutes
- Avec
- 0 021 DE. FONTE
- LAminciRs
- %
- 0 460
- 1 C I
- 0t274 + 0 26 6
- L. JL e
- Réchauffage
- LamÎnage
- AteLÎeas D^Entretien
- Forge y Chaudronnerie , [üai’rage Etc :
- M .
- X
- "Total des Calories Depensees :
- Il reste donc 860.000 Galopes pour les pertes et l’excédent.
- Tableau III. - Bilan d’une aciéxi» 4mas. - Services consommateurs d’énergie.
- 195.000
- 127.000
- 566,000
- 546.000
- 40.000
- 1.474.00 0
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- l'utilisation rationnelle des combustibles
- CHAPITRE II
- Répartition et affectation des gaz de fours à coke et de hauts-fourneaux.
- Jusqu’à présent nous n’avons considéré qu’en comptable et pour déterminer le défaut ou l’excédent l’ensemble des calories mises à notre disposition.
- Or, les deux sourcés d’énergie qui nous alimentent, gaz de hauts fourneaux et gaz de fours à coke, ont chacune des propriétés qu’il importe d’examiner pour juger ensuite de la meilleure affectation à leur attribuer.
- Je les résume dans le tableau n° IV.
- Tableau n° IV.
- Comparaison des gaz de fours à coke et de hauts-fourneaux.
- I. — Propriétés thermiques.
- ours à coke. Hauts-fourneau
- 4 000 cal. Pouvoir calorifique au mètre cube. 900 cal.
- Température de tlamme du gaz brûlé avec un excès d’air froid de :
- 1825° 0 1400"
- 1 620a 25 0/0 4 230°
- 4 415° 50 0/0 4 450°
- 4 m3, 20 Volume d’air pour brûler 4 m3. 0 m3,73
- 1 m3, 30 Volume de mélange pour 4 000 cal. 1 m3.95
- 4 m3, 20 Volume de fumées correspondant. 4 m3, 80
- II. — Propriétés physiques.
- Pas d’impureté physique (traces infimes de goudron).
- Impureté chimique coûteuse à çli miner : Soufre (1RS, CS2).
- * Poussières par ms.
- Après épuration rudi ,.enf'°. 3à4gr.
- — prii lire. . 0 gr, 5
- — sec< idaire. 0,04 à 0,02 Pas d’impureté chimique gênante.
- III. — Débit.
- Débit de constance assurée.
- Débit sujet à déla ‘ 'lances par accidents inopinés et1 r arrêts prévus.
- On y voit :
- 1° Que ses propriétés thermiques prédestinent le gaz de fours à coke à l’obtention de hautes températures qu’atteint difficilement le gaz de fourneau.
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- L’UTIUSATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- 315
- 2° Que leurs propriétés physiques les rendent tous deux aisément utilisables dans les moteurs. ,
- 3° Mais que le gaz de four à coke présente pour cet usage quelque infériorité sur le gaz de liaut-fourneau. Je crois qu’il n’y a plus à redouter à ce point de vue sa teneur élevée en hydrogène, soupçonnée jadis de provoquer des allumages anticipés, prévention qui semble abandonnée ; mais du moins sa teneur en soufre, s’il n’est pas épuré, présente de l’avis général de gros inconvénients pour les pièces des moteurs en contact avec les gaz brûlés, et il est nécessaire d’éliminer cette impureté pour le gaz destiné aux moteurs.
- Les très ingénieux procédés mis en avant ces dernières années, d’épuration avec utilisation du soufre (Walther Feld, Burk-lieiser, etc.) n’ont pas encore réussi à s’imposer et l’on doit recourir, faute de mieux, au passage du gaz dans les caisses filtrantes garnies de mélange Laming, ou plus simplement de minerai de fer pulvérulent, comme dans les usines à gaz d’éclairage. Or, de pareilles installations, à l’échelle où il les faut pour une cokerie d’usine métallurgique sont extrêmement coûteuses, et grèvent d’une lourde immobilisation préalable l’emploi du gaz de tour à coke dans les moteurs.
- Il importe donc de ne réserver l’épuration en soufre qu’à la quantité de gaz nécessaire aux moteurs, et non à la totalité du gaz produit si une part importante est consacrée au chauffage, emploi où le soufre est beaucoup moins nuisible.
- 4° Enfin une considération très importante pour l’emploi de chacun des gaz est la constance du débit du gaz de fours à coke : les fours et usine à sous-produits n’ont pas de risque d’accident ni d’arrêt périodiques, alors que ces deux causes de défaillance sont un sérieux inconvénient du gaz de haut-fourneau.
- Dans le cas de l’usine qui nous occupe, où à ce point de vue précisément la production serait assurée par quatre et mieux cinq hauts-fourneaux, cette considération n’intervient pas ; mais elle serait prépondérante pour une usine de moindre capacité qui n’aurait que deux hauts-fourneaux par exemple, et uans ce cas il conviendrait de garantir par l’emploi de gaz de fours à coke, à débit assuré, la constance des services vitaux de l’usine : pompes d’alimentation, manutentions générales, puis même soufflage d’un fourneau.
- Mais ce cas particulier est en dehors de notre sujet ; qu’il me suffise çle l’avoir signalé.
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- 81V) l'utilisation rationnelle des combustirles
- ü faut encore, dans le cas qui nous occupe, satisfaire à une exigence pratique fort importante : je veux parler de la simplicité de distribution des, gaz dans l’usine, et de la réduction des coûteuses et encombrantes canalisations qui servent à les transporter,
- Je crois donc, tous comptes faits, que la meilleur^ répartition devrait obéir aux règles suivantes:
- 1° Prélever tout d’abord le gaz de fours à coke nécessaire au chauffage de ces derniers : on évite ainsi et réparation en soufre et le transport pour la moitié du gaz produit ;
- 2° Prélever le gaz de hauts-fourneaux nécessaire à la Ventrale à gaz : soufflantes de hauts-fourneaux, soufflantes d’aciérie, groupes électrogènes. Avec quatre ou cinq fourneaux, en effet, un arrêt est de très faible probabilité.
- 3U Mélanger le surplus de chacun des deux gaz et le distribuer dans l’usine pour le chauffage des Cowpers, des fours de laminoirs et même s’il y a lieu, des fours Martin.
- Le calcul montre aisément que ce mélange, après les prélèvements ci-dessus, aura un pouvoir calorifique de 1 150 calories égal à celui du gaz de gazogène, et sera par conséquent aussi apte que lui à n’importe quel office de chauffage.
- L’unité de distribution ainsi assurée présente à mon avis trop d’avantages pour qu’on lui préfère toute autre combinaison.
- Il est intéressant de connaître l’amplitude des variations qu’amènera dans la composition du gaz mélangé la suppression tem-poriie d’une partie du gaz de haut fourneau.
- Ces résultats sont donnés par le tableau n° V. J’y ai supposé que le gaz de haut-fourneau viendrait à manquer pour un cinquième, un quart ou deux cinquièmes, c’est-à-dire que un ou deux des cinq fourneaux de 2001 (ou un des quatre fourneaux de 2501) asssurant les lOOOt par jour viendraient à s’arrêter.
- Ce calcul a été fait dans trois hypothèses :
- a) Mélange'des gaz dès l’origine;
- b) Mélange des gaz après prélèvement pour le chauffage des fours à coke de la quantité correspondante de leur propre gaz;
- c) Mélange après le précédent prélèvement et après l’alimentation de la Centrale au moyen de gaz de fourneau.
- Cette dernière hypothèse correspond à la solution que j’ai préconisée plus haut.
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- 317
- Tableau eü V.
- Quantité et pouvoir calorifique de différents mélanges de gaz de fours à coke et de hauts fourneaux.
- Fours à coke. Hauts fourneaux.
- . Rappelons que, pour 1 t, de pro- . — —
- duits finis, on a................. . 340 m3 à 4 000 cal. 3 260 m8 à 900 cal.
- A. •— Mélange des cl"ux quantités totales dès l'origine.
- On obtient alors, par lonne de produit fini :
- Et si le gaz
- de haut fourneau vient à manquer pour 1/5 1/4 2/5
- 5 800 ni3 de gaz mélangé............ 4 740 m3 4500 m3 3 700 m:i
- à 1 200 calories. . ................ 1 250 cal. 1 27a cal. 1 350 cal.
- B. — Mélange après chauffage des fours à coke par leur gaz.
- o 430 m:! de gaz mélangé............ 4 470 m3 4 230 m3 3 430 m3
- à 1 050 calories.................... 1 090 cal. 1 120 cal. 1140 cal.
- C. — Mélange après chauffage des fours à coke par leur gaz et alimentation de la centrale par le gaz de hauts fourneaux :
- A 3 960 m3 de gaz mélangé .... 2910 m3 2 650 m3 1 860 m3 à 1120 calories........................ 1180 cal. 1 225 cal. 1 350 cal.
- N. B. — Le gaz de gazogène est à 1200 calories.
- Tableau n° VI.
- Répartition' de la chaleur contenue entre les gaz de fours à coke et de hauts fourneaux.
- Pour 1 t de produits finis sortant des laminoirs,-on obtient, :
- Aux fours à coke. — 1 1,800 X 300 m3 = 5 40 m3 à 4 000 cal ou . 2.1.00.000 cal.
- Aux hauts fourneaux. — 11, 170 X 4500 m3 5265 m3 à 900 cal. ou................................................ 4.738.000 —
- Au total. . . 6.898.000 cal.
- dont la consommation se répartit ainsi : Chauffage. Force motrice. Total.
- 0/0 0/0* 0/0
- Fours à coke 19 1 20
- Hauts fourneaux 28 10 38
- • Aciérie Thomas (1 t, 035 de lingot) . . . » 3 3
- — Martin (0 t, 100 de lingot).... 2 D 2
- Laminoirs 8 8 16
- Entretien 0,6 0,6
- Pertes (arrêts, dimanches, etc.). . . Y» 7,4
- Disponible - )) )) 12,5
- De la partie dépensée, 30 0/0 l’est pour force motrice. — 70 0/0 l’est pour chauffage. 100,0
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- L’UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUST1ELES
- On y voit que le gaz normalement à 1120 calories passe à 1 350 dans le cas le plus défavorable, De pareilles variations, pendant une courte période, où coïncideraient les arrêts de deux des cinq fourneaux, ne sont pas bien gênantes.
- Je termine ce chapitre en montrant dans le tableau n° YI la répartition de l’énergie fournie par l’ensemble des deux gaz ët j’attire l’attention sur ce fait: c’est que, de ce qui est utilisé, moins d’un tiers l’est pour la force motrice et plus de deux tiers pour le chauffage. Ceci montre combien une amélioration de ce dernier, dans les usines où il est encore imparfait, procurera de bénéfices, et combien aussi à un point de vue plus général l’étude rationnelle de la combustion des gaz dans les appareils métallurgiques donnera d’énergie électrique supplémentaire.
- CHAPITRE III ' •
- Économies réalisables.
- Nous venons de constater qu’une grande aciérie moderne, ne recevant que la houille nécessaire à son coke et transformant tout son acier en produits commerciaux courants, peut disposer d’un surplus de 200 à 220 kwh par tonne, soit ici de 9 000 kw environ.
- Est-ce là un dernier terme qu’on ne saurait dépasser, ou peut-on escompter encore des économies qui accroîtraient cette précieuse réserve?
- Passons en revue, pour le savoir, les postes les plus importants du bilan, et voyons les reprises que l’on peut raisonnablement espérer réaliser sur chacun d’eux.
- I. — Service des Fours a Coke.
- La distillation du charbon est, comme l’a démontré Mailler, une opération chimique exothermique : certains en ont conclu un peu précipitamment qu’on pourrait la réaliser sans dépense de charbon, oubliant qu’il faut au moins amener le qharbon à la température de réaction, compenser le rayonnement et consentir à la perte inévitable de la chaleur qu’emportent, les fumées. v
- Quoi qu’il en soit, et en négligeant les imperfections inhérentes à tout appareil dé chauffage, on peut dire que les fours à régé-
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- L UTILISATION RATIONNELLE UES COMBUSTIBLES
- 319
- aération les. plus modernes laissent encore perdre d’importantes quantités de chaleur.
- Le schéma n° Y1I illustre le bilan thermique d’une cokerie, rapportée à la production de 1 t de coke (et non au traitement de 1 t de houille).
- On y voit que les principales dépenses sont les suivantes :
- a) Chaleur du coke détourné rouge. . . . 370.000 calories.
- b) Gaz sortant chauds des fours et refroidis sans compensation pour e(n condenser les gou- t
- drons.........................................220.000 calories.
- cj Je ne parle que pour mémoire des chaleurs emportées par les fumées :cellesrci sortent h moins de 300 degrés avec des récupérateurs largement établis et des fours bien réglés. Elles emportent ainsi il est vrai 120 000 calories dont on pourrait reprendre une partie, quitte à suppléer au manque de tirage que cela occasionnerait par un adjuvant mécanique. Ce procédé répugne aux fabricants de coke qui craignent de troubler le réglage délicat de leurs fours.
- Quant à la chaleur sensible du coke. M. Gharpy a proposé de la récupérer en éteignant le coke en vase clos avec la quantité d’eau juste nécessaire, le gaz à l’eau ainsi produit rentrerait ensuite dans le circuit des gaz de distillation.
- Un moyen plus radical de supprimer les deux premiers chefs de perte est la cokéiiication continue dans laquelle le coke, ainsi que les gaz, sortent à peu près froids de l’appareil ; cela a été réalisé pour le gaz d’éclairage où la friabilité du coke est plutôt désirable ; pour le coke métallurgique le problème est plus malaisé, mais il ne dépend que de difficultés d’ordre mécanique, et la solution, qui se poursuit d’ailleurs en France dans d’intéressants essais., constituera un très gros, progrès, mettant à disposition une part importante des 4o: à 30 0/0 de gaz que l’on consacre actuellement au chauffage des fours.
- Toutefois;, sans attendre; cette réalisation, les cokeries actuelles pourraient sans aucun doute réduire la quantité de chaleur que prend encore Fusine à sous-produits.
- Nous voyons, en effet dans le schéma que celle - ci absorbe pour son chauffage 180 000 calories, prenant ainsi près de 12 0/0 de ce que peuvent produire les gaz. On devrait réussir, à faire cette grosse économie.
- Les progrès des cokeries, avec la récupération de la chaleur
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- J&vfcw aie lajalkiiatKni $&*&&&.
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- Gêafewc/ /e/xo^Urwuvo^vve ^oU cU.?CL^»{m»v il y/z///////z77777y/77777y77//77////, 8585 7JV/V7 //////////////1 ^ 7XÉ&7///////////////// s.
- 3eÆfca /^>a/v î Cofee -UvcaAujeoc^vU- U-W%
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- Tableau k° VII.
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- 322
- 1. UTILISATION. RATIONNELLE DES COMRUSTUSLES
- et des sous-produits ont été si considérables par rapport aux anciens fours qu’il semblerait qu’il n’y ait plusjqu’à glaner ; les chiffres précédents au contraire montrent qu’il reste encore de très sérieux gains à obtenir.
- II. — Servie, des Hauts-Fourneaux.
- Le schéma n° VIII explicite de façon sommaire les consommations de calories des divers éléments de ce service. On y voit que
- Fabrication de 1t Fonte Thomas
- 17100 de Coke
- 4500^ de gaz à 900 calories
- Pertes-. 5%
- Chauffai Eo«Vent : 55%
- Pompes 0 %
- Disponible
- 44%
- 1.770.000 calories
- 1 Tonne de Fonte
- Tableau ,n° Vill.
- les manutentions, l’épuration des gaz, l’alimentation d’eau (ces deux derniers pour l’usine entière) sont de bien petits facteurs à côté du soufflage dont je m’abstiendrai de parler comme relevant plus spécialement de la mécanique — et surtout du chauffage du vent.
- Chauffage du venl. — Encore, en attribuant aux Cowpers35 0 0 du gaz produit, ai-je envisagé une usine où la combustion serait étroitement surveillée et le service tenu constamment en haleine. Il n’est pas rare d’en trouver où les mesures indiquent 50 0/0 et plus.
- Les revues techniques publient presque chaque année sur l’utilisation de la chaleur dans les Cowpers, de volumineux mémoires
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- l’utilisation rationnelle des combustibles 323
- qui se grossissent encore des discussions qu’ils ne manquent pas de soulever.
- La question est en effet fort complexe théoriquement et très obscure pratiquement par suite du manque de données numériques sur le rayonnement des appareils, la transmission de la çhaleur aux briques, etc. ,,
- Il est cependant, me semble-t-il, une façon de l’envisager très simple qui permet d’y jeter quelques clartés : écartant résolument tout calcul basé sur le rayonnement, la conductibilité, etc., je remarque qu’à un volume déterminé d’air, insufflé dans le fourneau correspond un volume de gaz produit facile à déterminer expérimentalement, puisque l’azote du gaz provient exclusivement de l’air.
- Or on connaît la chaleur d’échauffement de l’air (à 800 degrés par exemple) la chaleur de combustion du gaz pour différents excès d’air et la chaleur qu’emportent les fumées à 300 degrés. La différence des deux dernières donne la quantité de chaleur emmagasinée dans l’appareil par la combustion. Supposons que 10, 15, 20, 25 0/0 de cette quantité de chaleur soit perdue par rayonnement, et calculons dans ces quatre hypothèses la fraction de gaz produit qu’il faudra consacrer au chauffage de l’air qui l'a engendré. Les résultats de ces calculs sont résumés dans le tableau IX. On peut tirer plusieurs déductions intéressantes: .
- Tableau n° IX.
- Chauffage du vent dans les appareils Cowpers.
- Pourcentage du gaz total que Von devra consacrer au chauffage du vent à 8000 dans diverses hypotlu'scs.
- ERACTION DE LA CHALEUR TOTALE QUH l’on suppose peuple par rayonnement TEMDÉBATUïtE de C H A L E U H EM PORTÉE par les fumées
- 0,10 0,1 o 0,20 0,2:; l.A FLAMME à 300°
- Combustion sans ex-
- cédent ...... 27,1% 29,3o/0 31,6o/o 34,3o/0 1 400° 18 0/0
- Combustion avec excédent de 25 0/0. . . Combustion avec excé- 28,lo/0 30,2% 32,8o/o 35,So/o 1 250° 20 0/0
- dent de 50 0/0. . . Combustion avec excé 29,1% 31,40/, 34,2o/o 37,8o/o 1150° " 23 0/0
- dent de 100 0/0 . . 31,4% 34,3% 38,0% 41,6o/o 1000° 28 0/0
- Bull. „ "29
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- L rmiSATlON DATIONNHI.I.E DES COMBUSTIBLES
- 324
- 'fout d’abord dans l’hypothèse la plus favorable : rayonnement de 10 0/0 seulement de la chaleur dégagée et combustion théorique, il faut brûler déjà 27,1 0/0 du gaz produit pour chauffer à 800 degrés l’air correspondant.
- Si l’on estime que la perte de 10 0/0 est certainement un minimum dépassé dans la pratique, on doit conclure qu’il sera impossible de jamais descendre au-dessous de la limite de consommation de 27 0/0 du gaz produit et l’on peut même considérer que 30 0/0 sera un minimum pratique.
- En second lieu le même tableau montre qu’avec 100 0/0 d’excès d’air on abaisse de 1 100 à 1 000 degrés la température de combustion de la flamme : c’est dire que les pourcentages théoriques de consommation calculés au tableau seront alors largement dépassés, car il est clair que le Gowper n’aura plus le même rendement dans les deux cas.
- Enfin l’on voit toute l’influence du rayonnement ; mais ne semble-t-il pas que l’on n’ait que bien peu d’action sur cette dernière perte ?
- Il n’en est rien. Cette perte, pour une même quantité de chaleur dégagée, est proportionnelle au temps : si on accélère assez la combustion pour diminuer la durée des périodes où les Cow-pers sont au gaz, on réduira d’autant la chaleur dissipée par rayonnement et, partant, le quantum de gaz consacré au chauffage du vent.
- En résumé, d’une consommation de 50 0/0 du gaz produit, générale dans les services peu surveillés, on peut descendre à 30 0/0 en observant les deux principes suivants :
- a) Combustion complète sans trop d’air en excès.
- b) Allure rapide de cette combustion, en forçant par surpression les débits d’air et de gaz.
- Si l’on analyse les résultats qu’ils ont publiés, on constate que c’est à ces deux causes que les Ingénieurs des Usines Stumn. à Neunkirchen, doivent les très beaux progrès qu’ils ont réalisés/et qui se sont traduits pratiquement par la marche à trois Cowpers seulement par haut fourneau.
- Chaleur emportée par les laitiers. — Avant de quitter le service des hauts-fourneaux, je crois devoir effleurer cette question sur laquelle, principalement en Angleterre, divers auteurs ont insisté ces temps derniers.
- Les données qu’on possède sur la chaleur d’échaufîement des
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- l’utilisation rationnelle dus combustibles
- 323
- laitiers ne sont pas d’une grande précision, mais on peut admettre à la suite d’Akerman et de L. Dell le chiffre de 550 calories par kilogramme de laitier fondu, chiffre adopté par J. Richard.
- A raison de 1100 kg de laitier par tonne de fonte, cela fait 600000 calories, soit 12 à 15 0/0 de la chaleur totale développée dans le haut fourneau.
- C’est une perte à peu près égale à celle du rayonnement de cet appareil.
- En admettant qu’on en recueille 1-00 000 calories dans une chaudière (dont nous nous abstiendrons de calculer la forme et les dimensions) cela ferait près de 600 kg de vapeur par tonne de fonte, soit environ 70 kwh.
- Pour la production de 1 000 t par vingt-quatre heures cela donnerait environ 3 000 kw.
- Remarquons que pour la partie du laitier consacrée à la fabrication du ciment ou des briques,» et qu’il est nécessaire de couler, dans l’eau froide pour lui communiquer les propriétés pouzzolaniques requises, il sera impossible de recueilli]' la vapeur souillée d’ailleurs par l’hydrogène sulfuré que dégage alors le sulfure de calcium.
- En somme, à part Ruidisation au séchage, par circulation en tunnel des wagons de laitiers, je ne crois pas que dans les conditions actuelles un mode de récupération de cette énorme quantité de chaleur puisse payer les coûteuses installations qu’il exigerait.
- 111. — Service de la Centrale.
- Consommation des moteurs. — Jms chiffres que j'ai rappelés plus haut, pour la consommation des moteurs à gaz par kwh — 3 560 calories à pleine charge, 4 200 à demi-charge — montrent l’intérêt qu’il y a travailler avec un coefficient élevé.
- Mais il est une condition qui prime la question de rendement : c’est la sécurité de marche ; or, plus on se rapproche de la pleine charge, plus un à-coup important risque de produire le « décrochage » redouté. C’est donc en parant les à-coups, en les absorbant par un organisme élastique qu’on réussira indirectement, à diminuer la consommation de gaz de la Centrale.
- On sait,- sans qu’il soit besoin d’insister, combien la turbine
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- L UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- qui n’a pas de points morts, absorbe aisément les surcharges brusques.
- Associée à un groupe de moteurs, une turbo-dynamo permettra donc à ceux-ci de travailler à un degré beaucoup plus voisin de la pleine charge, à condition qu’elle entre en jeu instantanément pour les pointes dangereuses.
- 11 faut pour cela que la turbine soit constamment en rotation à sa vitesse normale, mais sans prendre de charge, tout en restant connectée sur le réseau. Dès qu’un accroissement de charge tendra à faire baisser la vitesse des moteurs à gaz, la valve de vapeur s’ouvrira automatiquement à partir du tableau, et la turbine de la marche à vide passera à une marche en charge.
- Dans cette marche à vide elle dépassera environ 2 0/0 de sa puissance normale pour la turbine, 6 0/0 pour la dynamo.
- C’est à dire qu’avec une consommation constante de 15 0/0 de la puissance choisie comme suffisante pour parer aux à-coups, on protégera suffisamment les moteurs à gaz.
- Il semble que pour une Centrale de .10 000 à 15 000 kw, une turbine de 5 000 sera plus que suffisante pour ce rôle, mais on la prendra de cette puissance pour lui permettre d’en remplir deux autres: celui de suppléance en cas d’arrêt intempestif d’une unité nécessaire, celui de metteuse en route après un arrêt prolongé.
- Dans ces conditions, une dépense de 500 kw sera l’assurance payée aux à-coups. Elle est largement récupérée par l’élévation, du degré d’utilisation des moteurs.
- Chaleur des gaz d’échappement. — Le schéma n° X montre que pour une utilisation de 28 0/0 des calories qu’on lui fournit, le moteur à gaz en perd 35 0/0 pour son refroidissement et 32 0/0 avec les gaz brûlés qu’il rejette.
- Aussi, dès 1910, la Société Cockerill, que l’on rencontre toujours à la^tète^des progrès techniqùes, a-t-elle efficacement récupéré cette chaleur dans des chaudières placées sur l’échappement^ Deux précautions doivent être observées : un joint de dilatation ménagé sur la conduite les protégera contre les poussées et retraits ; on calculera leur surlace de façon, à ne pas refroidir les gaz au-dessous de 175, ce qui évite toute attaque par condensation d’acide sulfureux.
- Les mesures ont montré qu’on peut pratiquement compter sur
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- L UTILISATION RATIONNELLE 1JES COMBUSTIBLES
- 327
- 1 kg de vapeur par kwh au tableau, c’est-à-dire sur 12 0/0 de la puissance des moteurs.
- Lit Cette fraction importante mon Ire l'intérêt d’une pareille installé i LAN Calorifique, dl la Centrale. a Gaz .
- Perte Par eau de refroidissement: 35%
- PERTE PAR FROTTEMENT
- : 5%
- KeNOEMENT DE. l'aLTERNATEUR
- 0,93 « 0,28 - 26 %
- LA CHAUDIERE. DONNE
- DEVAPEUR CORRESPONDANT
- A 0,12 Kwh RECUPERE
- Gaz 0 ÉCHAPPEMENT : 32£
- Kwh À FournIr. pour 1 T de. Produits Finis
- Fouies a coke Hauts-Fourneaux
- f Divers
- 15
- 35
- |Soulf[age. 110
- Aciérie Thomas j
- ( 40
- Laminoirs 136
- Entretien 10
- 353 Kwh
- 5%
- Refroidissement 35 %
- Echappement 32 %
- Utilise 26 X
- Avec Ch
- 31 .40 %
- Tableau n° X.
- lation : il s’y ajoute celui d’alimenter sans combustible le groupe tampon à vapeur dont j’ai montré plus liant l’efficacité.
- IV. — Gaz perdus lors de l’arrêt hebdomadaire de l’aciérie
- F. T DES LAMINOIRS.
- Les fours à coke, comme les hauts-fourneaux sont au premier chef, des appareils à l’eu continu. S’il est arrivé à maintes reprises, ces derniers temps, de « bouclier » momentanément les hauts-fourneaux par suite du manque de coke, c’est une opération peu désirable, et la généraliser, par exemple, cinquante-deux fois par an pour éviter la perte de gaz correspondant aux arrêts obligatoires de l’Aciérie le dimanche, serait une solution pire que la perte intégrale de ce gaz.
- Cette dernière est cependant d’une grosse importance.
- Nous allons l’évaluer.
- Nous avons vu (Tableau II) que pour chaque tonne de produit
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- 328 L'UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- i
- iini, les fours à coke donnent, après prélèvement de la chaleur nécessaire à leur propre fonctionnement :
- 193 m3 de gaz à 4 000 calories ou 771000 calories, et les hauts-fourneaux :
- 2 300 m3 de gaz à 900 calories ou 2 070 000 calories.
- Au total.......... 2 841 000 calories.
- Ces calories sont suffisantes pendant la semaine pour assurer, avec excédent, le service de l'aciérie, celui des laminoirs et les services annexes. Le dimanche, quand l’aciérie et les laminoirs sont arrêtés, nous pouvons disposer d’un gaz inutilisé correspondant à la production de 1000 t de produits finis soit à 2 840 000 000 calories.
- Encore nous n’avons tablé ici que sur un arrêt de vingt-quatre heures, alors que l’arrêt envisagé est de trente-deux heures. Mais nous admettrons que certaines réparations (réfection du trou de coulée, etc.) généralement reportées au dimanche annulent la production du gaz correspondant à ces huit heures.
- Quoiqu’il en soit, si ces calories pouvaient être utilisées dans des moteurs à gaz consommant (chiffre fort) environ 4 000 calories par kwh', on pourrait en retner 710 000 kwh, ce qui correspond pendant une semaine de travail de 136 heures à une puissance supplémentaire disponible de 5 200 kilowatts.
- Si les mêmes calories sont transformées en vapeur et utilisées dans des turbines, comme il faut environ 1 000 calories pour produire 1 kg de vapeur et environ 10 kg de vapeur par kwh,
- ce serait une energie recuperee de —jq —- = 284 000 kwh
- qui, répartie pendant la semaine sur 136 heures de travail, fournirait une puissance constante de 2090 kilowatts.
- Ces chiffres montrent toute l’importance du problème.
- Quels moyens avons nous d’utiliser ces gaz ?
- 1° Gazomètre.—Le premier qui se présente à l’esprit est celui des gazomètres où les gaz seraient recueillis.
- Il faudrait donc emmagasiner 193 000 m3 gaz four à coke et 2 300 000 m3 gaz haut fourneau.
- L’établissement de pareils gazomètres est pratiquement impossible ; le calcul des frais d’établissement et d’amortissement de gazomètres destinés à emmagasiner seulement le gaz le plus
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- L 1 T1L1SATI0N RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- 329
- précieux à 4 000 calories montre par des chiffres basés sur les données d’avant-guerre que, déjà alors, les frais eussent été supérieurs au bénéfice retiré, et que l’on avait avantage à fabriquer les calories gazeuses en partant de charbon payé, plutôt que de recueillir ce gaz gratuit dans un gazomètre d’amortissement coûteux. Cela est encore plus vrai maintenant où le prix du métal — principal élément du gazomètre — a augmenté plus, naturellement, que celui du combustible.
- La solution est a fortiori mauvaise pour le gaz à 900 calories. Elle est donc à rejeter.
- 2° Gaz com/primé. — On pourrait songer à comprimer le gaz, au lieu de l’emmagasiner à une pression voisine de l’atmosphère comme dans le cas précédent.
- On a dans l’industrie des exemples de services publics assurés par du gaz comprimé à 100 atmosphères.
- Une partie du travail de compression pourrait même être récupérée dans un moteur à air comprimé, avant d’envoyer le gaz détendu au moteur à combustion. Mais cette récupération n’atteindrait guère, en fait, que le tiers du travail dépensé ; elle ne vaudra pas la complication qu’elle entraînerait
- Aussi bien serait-ce superflu, car le gaz perdu de haut fourneau, trop pauvre encore pour être emmagasiné même à ces hautes pressions, sera chargé de fournir ce travail de compression.
- Ainsi, 1 m3 de réservoir contiendra 100 m3 de gaz, soit 400 000 calories.
- Mais un calcul élémentaire montre qu’avec des tôles de 35 mm par exemple, pareil réservoir ne pourra dépasser 700 à 750 mm de diamètre. Gela représentera au plus bas mot, même en lui donnant 25 m de longueur, 18 kg de métal par m3 on, si l’on préféré, par kwli emmagasiné ; or, il nous faut recueillir près de 200 000 m3. C’est donc plus de 3 600 t de tôle qu’il y faudra consacrer.
- Si l’on y ajoute la dépense de compresseurs, on voit que cette solution, quoique meilleure que la précédente, est encore rédhibitoire.
- 3° Eau surchauffée. — Au lieu d’emmagasiner le gaz on peut songer à le brûler et à conserver la chaleur au sein d’une masse d’eau. Un calcul simple que je renvoie à l’annexe — montre
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- 330 l’utilisation rationnelle des combustibles
- qu’en le refroidissant ensuite de 200° â 140° — c’est-à-dire en pasant de 16 à 4 atmosphères, 1 m3 d’eau donnerait ainsi 1 kg de vapeur, soit approximativement 10 kwli. Avec des réservoirs de 53 m3 (2 m 50 X 10 m20) il faudrait ainsi 60 kg de métal pour emmagasiner 1 kwh, soit près de trois fois plus qu’avec la solution précédente. Et cela sans tenir compte des chaudières intensives où l’on brûlerait les gaz.
- 4° Matériaux réfractaires. — Si l’eau est le corps ayant la capacité caloriliqué la plus élevée, par contre sa pression croit avec l’élévation de température, ce qui limite celle-ci à 200° et oblige à des récipients coûteux. Enfin, la chute de température que l’on utilise est limitée.
- Considérons un massif'de briques: la chaleur spécifique n’en est que le quart de celle de l’eau, mais par contre on peut le porter sans difficulté à une beaucoup plus haute température. 11 peut donc servir d’accumulateur d’énergie. Je n’aurais pas mentionné ce singulier procédé, s’il n’était utilisé en Suisse à un problème très analogue au nôtre: la récupération de l’énergie hydro-électrique perdue pendant les arrêts de consommation : les résistances électriques chauffent un massif de .béton ; une circulation de pétrole (dont la pression n’est que de 10 kg à 350°) véhicule la chaleur accumulée à une chaudière à eau.
- La circonstance favorable est qu’ici le chauffage s’opère électriquement, c’est-à-dire à une température aussi basse qu’on le désire, et uniforme dans toute la masse. C’est impossible avec la combustion d’un gaz. Cela seul suffit à condamner le système pour l’objet que nous poursuivons.
- Conclusion. — Quelque humiliant qu’en soit l’aveu, je dois confesser que je ne vois aucun moyen économique' de récupérer les 3 milliards de calories perdues par notre usine chaque dimanche et qu’il nous faut renoncer au 5 000 kw dont, durant la semaine, elles eussent renforcé J a Centrale.
- L’installation qu’il faudrait créer serait en effet formidable puisqu’elle devrait absorber cette énorme quantité d’énergie en vingt-quatre heures seulement ; n’entrant en jeu que cinquante-deux jours par an, l’amortissement dont on la frappera sera lui-même prohibitif.
- Il en est malheureusement souvent ainsi avec les sources d’énergie qui paraissent gratuites : vents et marées, longtemps encore sans doute, nargueront les Ingénieurs.
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- L UTILISATION RATIONNELLE UES COMRUSTIBLES
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- V. — Service de l’Aciérie.
- c
- Le schéma n° XI montre que la seule importante consommation de l’Aciérie Thomas est celle du souillage. On voit
- Bilan Calorifique: dl la Fabrication dl 4 d Acier Thomas
- % Manutentions :
- K % £
- DolomE. 46/Ç d acier (crue: 32 )
- Coke d’acier
- Cuisson des Fonds : Menu-Cbke20k
- Chaux AbO/^ûacier MtNu-Cbkt 3oX d'acier
- Pont du li Élans eu R Chargement de Fonte Chargement dc la Chaux Chariot oe laCouIee Pont de DemouIage Pont des Linsotieres
- DoIomie, etc ... ....: 7kwh
- 47 Kwh
- OU : /186.000 Calories
- Tableau n° XI.
- combien dans l’ensemble de l’usine elle se révèle minime. A vrai dire, il faut prendre les choses de plus loin : si le convertisseur semble ne brûler que du phosphore c’est que les frais de combustible ont été supportés par le haut-fourneau, sous forme de coke nécessaire à l’incorporation de ce métalloïde dans la fonte.
- Seule, la refonte des chutes, dont on produit 90 kg par tonne de laminés, exige une consommation de gaz, si on l’effectue au Martin, comme je l’ai supposé. Or, je crois qu’on aurait avantage à les traiter autrement. Durant la guerre, le haut-fourneau s’est révélé comme le meilleur absorheur de tournures. La conclusion d’une très intéressante comniunication de M. Tripier à l’Industrie-Minérale suggère de réserver à cet'appareil une large part, des mitrailles de l’usine. Je crois que Ton pourrait passer déjà au
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- laminage
- CHALEUR ET ENERGIE DEPENSEES PAR TONNE DU PRODUIT INITIAL
- JIll moteur.
- BLOOMING
- ’%» 1067
- ^Liu&JafLceù zecfuu&o à
- Cuxuliaatà. JKasujJteritUrn-s
- REVERSIBLE A GROS PROFILES.
- LurûnerU», oirvTuxGtUfU-
- I ï I [ •
- O à. ta. centuiCc .
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- TRIO A MOYENS PROFILES
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- i' &- caUzaSe Ülf - T4f
- Kloo 1070 GkûXo) 30 Kfl
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- TRIO A PETITS FERS
- Tableau XII.
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- 334
- l/UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- convertisseur la quantité de chutes qu’il peut absorber sans trop se refroidir : 30 kg par tonne donneraient un abaissement de 50° ; l’on réserverait le reste, soit 60 kg, à l’alimentation des hauts-fourneaux. De cette façon on réaliserait une remarquable unification de la production : une seule matière première pour l’acier: la fonte Thomas liquide; un seuj. engin de transformation : le convertisseur. S’il était besoin, pour une tôlerie par exemple, d’acier raffiné, un four électrique passant toutes les deux heures le contenu d’une cornue, le donnera de qualité supérieure et à peu de frais.
- - XL — Service des Laminoirs.
- L’exemple de fabrication que j’ai choisi — et qui répond à la pratique habituelle des usines — conduit à des consommations de gaz à peu près égales pour le chauffage du lingot et pour l’énergie employée à le laminer, comme le montre le tableau XII qui expose le détail de chaque opération.
- Je m’abstiendrai d’évaluer ici les économies réalisables sur le chauffage, ce sujet devant être traité dans ces Conférences par d’éminents spécialistes.
- Quant aux consommations d’énergie, elles sont discutées point par point dans quelques pages que je renvoie en annexe.
- Si l’on examine les deux diagrammes XIII et XIV, on est frappé de ce fait que le travail du laminoir marchant à vide est considérable par rapport au travail utile nécessité par la déformation du métal : il l’atteint et même le dépasse.
- Le premier fait partie des très' nombreux qu’a publiés J. Puppe dans le Slahl und Eisen. Il se réfère au laminage d’un rail de mine: le train prend à vide 230 IIP, alors que la puissance moyenne fournie par le moteur est de 500 HP: c’est donc 50 0/0 de cette dernière, soit l’équivalant de la puissance utile, que l’on consomme en pure perte quand on ne passe pas des barres dans le train.
- Le second diagramme, que j’ai publié en 1910, dans la Revue de Métallurgie, se rapporte au laminage de la tôle mince : on y constate que la marche du train à vide exige 200 k\v, alors que la puissance moyenne dans les périodes les plus dures n’atteint pas 400 kw.
- De l’analyse de ces deux fabrications fort différentes, il ressort la même conclusion : c’est par l’intensité de l’allure, qui ré-
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- L UTILISATION KATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
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- (luira le l'apport du travail à vide au travail total, qu’on-réalisera de sérieuses économies de force motrice.
- L’instinct de tout bon chef de laminoirs le lui faisait pressentir, mais les chiffres précédents, résultats de mesures précises, le montrent aves une importance certainement insoupçonnée.
- CHAPITRE IV
- Conclusion.
- J’ai hâte de conclure. Il est vain de prendre la résolution d’économiser le combustible, si on ne la formule pas, en l’espèce, en régie précise, immédiatement applicable. Nous avons vu que ce n’est pas de la vertu de coûteuses installations qu’il faut attendre le salut; ce sera d’une'exploitation rationnelle, d’une organisation méthodique des ressources actuelles.
- Je crois que le premier élément de cette organisation est la mesure, non pas exceptionnelle, mais permanente et habituelle, des gaz dont la circulation dans l’Usine apporte à chaque atelier énergie et chaleur.
- Or, si l’on mesure assez communément la dépense d’électricité, si, plus rarement, l’eau est dosée par des compteurs, il est constant que la mesure des gaz est plus que négligée. A part la Centrale, qui n’en consomme après tout que 25 0/0, on ne pratique qu’exceptionnellement des mesures sur les appareils de chauffage, qui sont les gros consommateurs.
- On imposera, par exemple, des contrats léonins aux constructeurs de fours à coke ou de fours à réchauffer avec des consommations garanties contre pénalités ; mais une fois la réception faite (quand encore on y procède) aucun appareil à demeure n’indiquera ce que l’on produit ou ce que l’on consomme.
- Il est indispensable — et ce sera la première règle que je formulerai — de mesurer de façon permanente les gaz que l’on produit, celui que l’on brûle, à chaque appareil où l’on en brûle, celui qu’on envoie aux moteurs, et surtout celui que l’on laisse perdre.
- Point n’est besoin pour cela de créér dans l’usine un ministère de répartition des gaz.
- Il suffira d’un contrôleur permanent, attaché à l’Ingérîieur en chef, et d’une collaboration étroite de celui-ci dûment renseigné,
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- Période de platinage à 3 groupes. Durée: 29 minutes. Travail moyen 3(>6 k\v.
- Période de marche à vide des 3 groupes. Durée: 4 minutes. Travail moyen 200 k\v.
- Période de laminage des paquets de 3 feuilles avant pliage. Durée: 11 minutes. Travail moven 283 k\v.~
- COMMENCEMENT DU LAMINAGE DES PAQUETS 1)E 3 FEUILLES. FIN DU LAMINAGE DES PAQUETS DE 3 FEUILLES.
- Période de marche à vide des 3 groupes. Durée: 8 minutes. Travail moyen 190 k\v.°
- Période de laminage des paquets de 6 feuilles. Durée: 11 minutes. Travail moyen 389 kw.
- COMMENCEMENT DU LAMINAGE DES PAQUETS DE 6 FEUILLES.
- FIN DU LAMINAGE DES PAQUETS DE 6 FEUILLES.
- Tadleau n° XIV. — Relevé expérimental de laminage de tôles minces. (E. de Loisy, 1910).
- t j
- Bull.
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- | r/l'ïlLISATION IIATJONNELU-: DES ('.OMIÎUSTI lîl.ES
- avec les chefs de service intéressés pécuniairement, c’est la seconde règle que je formulerai, à la réduction de leur consommation et de leurs pertes.
- Je me contente de ces deux indications et m’en voudrais d’insister ; je n’aurai pas abusé de votre attention si j’ai réussi à montrer la nécessité de mesurer les gaz au môme titre qu’on pèse le charbon, la fonte ou les lingots, et si l’ignorance de tout chiffre précis à cet égard, apparaît aux Ingénieurs comme un désordre aussi grave que serait l’absence d’un bilan journalier des matières qu’ils traitent dans leurs ateliers.
- Il est hors de doute que dans un avenir proche, sous la pression de la nécessité et de la concurrence, les grandes Usines Lorraines, trouveront dans leurs gaz économisés, un excédent d’énergie de plus en plus considérable ; elles l’emploieront soit à l’élaboration plus avancée de leurs produits, soit à l’alimentation d’industries variées qui viendront se grouper autour d’elles et leur demander l’énergie de leur «houille incolore », si vous me permettez cette appelation, comme elles allaient dans le Nord à la houille noire, comme elles vont dans les Alpes à la houille blanche.
- Je suis persuadé, et vous partagerez ma conviction, que cet avenir sera considérablement avancé pour celles qui pratiqueront méthodiquement la mesure et la distribution de leur richesse gazeuse. *
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- LUT ELIS ATÏO N RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- 341
- ANNEXE I
- CHALEUR ET ÉNERGIE DÉPENSÉES POUR LAMINER 1 T DE PETITS FERS A PARTIR DE LINGOTS D'ACIER
- A. — Bloomage :
- i t de lingot laminée en blooms de 125X125 demande (à la Centrale) :
- Laminage. . . .•............22 kwh
- Cisaillage, manutention . . . 10 kwh
- 32 kwh
- ce qui, rapporté à la tonne de bloom, donne :
- 32 X 1,067 : 3 i kwh
- le réchaulfage demandait 130 000 cal dont X 1,067 139 000' cal
- B. — Billette :
- Ces blooms sont laminés en billettes à la chaude.................................... 34 kwh
- C. — Ces billettes sont laminées, après réchauffage en petits fers :
- Par tonne de billette :
- Réchauffage................ 575 000 cal 575 000 cal
- Laminage.............................122 kwh
- Cela fait au total, par tonne de billette . . 188 kwh et 714 000 cal
- soit, par tonne de produit fini, à la mise au
- mille de 1 080 sur la billette . i................ 204 kwh et 770 000 cal
- En comptant 4 000 cal pour 1 kwh, 204 kwh = . . . 816 000 cal
- 1586000 cal
- Au Total . .
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- lYtilisation rationnelle des co.mrustirles
- ANNEXE II
- FABRICATION DE 1 T DE COKE METALLURGIQUE
- 1 t de coke tout venant demande 1 330 kg de houille.
- 1 t — — donne 300X1 ni3, 33 de gaz à 4 000 calories.
- Des 1000 kg de coke obtenu, 96 0/0 est utilisable au haut fourneau et 4 0/0 représente le menu et les incuits.
- On aura donc pour 1 000 kg de coke à passer au liaut-fourneau :
- 1 040 kg de tout-venant exigeant 1,33 X^ 0-40 — 1400 kg de houille. 1 040 kg — donnant 1,4 X 300 — 420 m3 à 4 000 calories
- ; 1 680 000 calories.
- Que consomme pour sa marche le service des fours à coke ?
- 1° Pour le ch au liage des fours, la moitié du >az produit par tonne de houille enfournée .
- 2° Pour les sous-produits :
- broyage du charbon et manutention, extrac-a) Force motrice { tion des gaz, épurateurs, pompes, détournement, etc.........................
- \ benzols, goudron, sul-{ fate d’ammoniaque. .
- En comptant le kilowatt-heure à 4 000 calories (1 m3), on a :
- Pour a) . . . . 13,0 m3 ,
- Pour b) ... . 43,0 m3
- 60,0 m3X 210 = 270,0
- b) Chaleur .
- Il reste donc pour d’autres usages :
- 420 — 270 — 150 ni3
- 210 m3
- 13 kwh/t — 60000 cal
- 30 0/0
- 3,6 0/0
- 180 000 cal 10,7 0/0
- ou 600 000 cal 33,7 0/0
- et, en plus, 40 kg de menu coke et incuits
- pour 1 000 t de coke métallurgique à passer __________
- au haut fourneau. 100,0 0/0
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- 343
- l’utilisation rationnelle des combustibles
- ANNEXE III
- ' CALCUL DE LA QUANTITÉ DE GAZ PRODUITE PAR 1 T DE FONTE THOMAS
- Le gaz de haut fourneau contient :
- CO 0,28
- CO2 0,10
- H2 . 0,02
- Az2 0,55
- 1PO 0.05
- 1,00 volume
- En rapportant au volume moléculaire (22 1, 32), on voit qu’on a 0,28 4- 0,10 atome de carbone dans 1 volume moléculaire de gaz.
- Or, le carbone entrant dans le haut fourneau provient de deux sources :
- a i Le coke ;
- b) Les carbonates de la charge.
- A l’exception des 3,6 0/0 de son poids que retient la fonte, tout ce carbone passe dans le gaz.
- a) Le coke contient 8 0/0 d’eau et 10 0/0 de cendres, soit 82 0/0 de carbone. On en passe 110J kg par tonne de fonte, soit 900 kg de carbone ;
- b) La charge de minerai (carbonate et siliceux) contient 5,85 0/0 de
- 200 12
- CO-, soit, pour 3 380 kg, 200 kg de CO2 qui apporte ( r- 54 kg, 5
- 1L —oL
- de carbone.
- Cela fait en. tout 954 kg, 5 dont la fonte prend 36. Il en reste donc dans le gaz 918 kg, 5 correspondant à :
- 918,5 0,38 X 12
- X 1 volumes moléculaires 4500 m3.
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- 344
- L’UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- ANNEXE
- IV
- FABRICATION DE 1 T DE FONTE THOMAS
- 1 t de fonte Thomas exige 3 380 kg de minerais,
- — — 1100 kg de coke,
- et donne 4 500 m3 de gaz à 900 calories, soit 4 050 000 calories. *
- Que prend le service du haut fourneau ?
- A. — Chauffage du vent : 35 0/0 de la quantité de gaz produite. Avec
- l’ensemble des pertes, nous compterons. ... 1 800 ms 40 0/0 ,
- B. — Soufflage. . . 110 kwh/t à 4000 cal
- (4 m8,45) 490 m3 10,9 0/0
- C. —Pompes . . . 10 kwh/t......... 45 m3 10/0
- D. — Chargement . 5 kwh/t an monte- )
- charge . j '
- 3 kwh/t aux manu- I
- tentions diverses. V 67 m3 1,5 0/0
- E. —Divers et entre- (
- tien................ 5 kwh/t
- F. — Eclairage . .,. 2 kwh/t
- 135 kwh à 4 000 cal correspondant à
- 4 m3,45. ... 600 m3 30/0
- G. — Epuration :
- a) De tout le gaz au; primaire . )
- b) Du gaz de force motrice au > 30 kwh/t 133 m:i
- secondaire. ..............)
- 2 533 m3
- Il reste pour les autres services..... 1 967 m3/t
- ou en calories........................... 1770000 cal 43,6 0/0
- 100,0 0/0
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- l/UTILISATION ItATlONNKULK DUS COMIil STIBIÆS
- 34b
- ANNEXE V
- FABRICATION I)E 1 T D’ACIER THOMAS
- Il faut 1130 kg de fonte Thomas ;
- 150 kg de chaux ;
- 46 kg de dolomie calcinée.
- Passons en revue les différentes dépenses de combustible de force motrice.
- A. — Mélangeur. — Nous admettrons qu’il ne coûte pas de combustible et qu’on n’y passe que de la fonte de haut-fourneau sans refondre de fonte froide.
- B. — Soufflage. — De divers relevés concordants, nous conclurons à une dépense de 30 kwh/t à 35 kwh/t ; nous prendrons ce dernier.
- C. — Chaux. — Il faut 20 0/0 de menu coke, soit 30 kg par tonne d’acier. Or, on en a 40 kg par tonne de coke métallurgique, soit :
- 1,100 X 1,130 X 10 — 50 kg par tonne d’acier.
- *
- Les 20 kg restants serviront à la cuisson des fonds de convertisseur.
- D. — Dolomie. — Elle exige 35 à 40 0/0 de coke métallurgique, soit 5 kg, 6 par tonne d’acier. Nous compterons 6 kg avec le coke de réchauffage des convertisseurs.
- L’atelier de dolomie (broyage, concassage, malaxage, presse à 300 kg, damage des lbnds, soufflage des cubilots) consomme 2 kwh/t d’acier.
- E. — Manutention. — Elles comprennent : ponts du mélangeur, chargement de la fonte aux cornues, transport de la chaux, chariot de coulée, ponts de démoulage, manutention des lingotières, etc. •
- F. — Additions. — Le ferro-manganèse d’addition sera refondu dans un petit four électrique dont la dépense sera de 5 kwh par tonne de lingot.
- La puissance nominale totale de tous les moteurs de tous les engins d’une grande aciérie de 12 à 1 500 t/24 h est de 600 kw. En les supposant travailler 1/3 du temps à pleine charge, ce qui est exagéré, on trouve 4 kwh/t.
- Nous prendrons 5.
- On a donc finalement comme consommation :
- 47 kwh = 188,000 calories,
- 10 kg de coke métallurgique,
- 50 kg de menu coke.
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- 346
- 1- UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- ANNEXE VI
- LAMINAGE — MISE AU MILLE DE LINGOT
- Nous admettrons les mises au mille suivantes :
- A. — Blooms provenant de gros lingots de 4 à 5 t :
- a) Lingots passés chauds aux pits : 1 060.
- b) Lingots pris froids et réchauffés : 1 080.
- Dans le premier cas, la perte au feu sera de 1 1/2 à 2 0/0. Dans le second, de 3 1/2 à 4 0/0 au plus.
- B. — Gros profilés, en partant de blooms :
- a) A la chaude ... 1 030 soit
- b) Avec réchauffage . 1 050 soit-
- i 1,03 ><1,06 - 1,00 ) a
- ( 1,08 X 1,08 = 1,11 / partir i 1,05X1,06 = 1,11 ( du 1 1,05X1,08 = 1,135) linB'ot
- S’il s'agit de rails, bien entendu, la chute correspondante à la retas-sure aura été faite sur le bloom et servira.à d’autres fabrications (rails de mine, etc.).
- C. — Petits fers en parlant de billettes :
- Les billettes sont toujours réchauffées : 1 080.
- r1. , .. . , r • (1,06X1060 = 1,120
- Cela se fait a partir du lingot | >08 x j 080 = 1X
- Dans ce qui suit, nous admettrons :
- a) Que 2/8 des lingots passent aux pits secs)
- 1 /3 aux pits chauffés, d’où lingot de une mise au mille moyenne du ....... 1067
- Blooms. Lingots.
- b) Que la moitié des gros profilés est faite à la chaude, l’autre moitié'passe par le four poussant 1 040 1,067X1 040= 1 110
- Billettes. Lingots.
- c) Pour les petits fers, la mise au mille sera donc 1080 1,08 X 1067 = 1 150
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- 347
- l’utilisation rationnelle des combustibles
- ANNEXE
- VII
- LAMINOIR. CALCUL DU POIDS DE CHUTES A REFONDRE
- Il s’agit de reprendre, dans les chiffres de mise au mille précédents, ce qui se rapporte à la perte an feu (scorification) et à la chute d’éboutage.
- A. — Blooms passés chauds aux pits :
- 1 060, dont 15 kg perte au feu et 45 kg de chute.
- Blooms froids réchauffés :
- 1 080, dont 35 kg perte au feu et 45 kg de chute.
- B. — Gros profilés : 30 kg de chute.
- I
- C. — Petits et moyens profilés : 40 kg de chute.
- On a donc ainsi, pour 1 t de produits finis composée en moyenne comme suit :
- 0 t, 500 de gros profilés,
- 0 t, 300 de moyens profilés, * ( 0 t, 200 de petits profilés,
- les chutes suivantes :
- a) La chute sur les blooms . . ;...........> 45 kg
- b) Les chutes sur chaque produii :
- Ot, 500 X 30 kg........................... 15 kg
- Ot, 300X40 kg. .. ...................... 12 kg
- Ot, 200 x40 kg. ........................ 8kg
- 80 kg
- auxquels nous ajouterons pour les mauvais bouts accidentels .................................. 10 kg
- 90 kg
- Donc, sur 1 t, 127 de lingot, 37 kg de perte au feu et .90 kg de chute.
- Bull.
- 33
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- 348
- I. UTILISATION BATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- ANNEXE VIII
- CALCULS RELATIFS AU CHAUFFAGE DU VENT
- I. — Partons de la composition moyenne suivante, pour le gaz de haut fourneau, que nous supposerons rapportée à 1 volume moléculaire (221,32):
- CO. CO2 II2. Az2 1DO
- 0,28
- 0,10
- 0,02
- 0,35
- 0,05
- 1,00
- IL — A quel volume d’air insufflé correspond un volume de gaz produit ?
- Cela est facile .à calculer par le rapport de l’azote que, seul, l’air insufflé introduit dans le haut fourneau.
- • Q gg
- 1 volume de gaz à 0,55 proviendra de 0,688 vol. d’air.
- U?oU
- Pour s’échauffer à 800°, cet air demande, d’après les tables de Mallard et Le Chatelier, 5,82 X 0,688 = 4 calories.
- III. — Le gaz, en brûlant avec la quantité d’air théorique, dégage :
- 0,28
- CO
- - (O2 + 4 Az2) = CO2 -f 2 Az2 + 68,2 cal
- 19,2 cal
- 0,02
- H2 + - (O2 + 4 Az2) = H20 r 2 Az2 -f 58,2 cal
- 1,16 cal
- 20,28 cal
- pour 22 1, 32, soit 910 pour 1 m:!.
- Les fumées ont la composition suivante :
- lUO . CÔ2 . Az2 .
- 0,07
- 0,38
- 1,15
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-
-
- l’utilisation rationnelle des combustibles
- 349
- Les chaleurs «réchauffement de ces fumées, d’après les tables de Mallard et Le Chatelier, sont les suivantes :
- / - - 200° 400° 1200° ! 400"
- Calories. Calories. Calories. Calories.
- 0,07 1UO. . . 0,12 0,26 0,97 1,12
- 0,38 CO2. . . 0,48 1,52 5,91 7,33
- 1,15 Az2 . . . 1,60 3,24 10,40 12,35
- 1,60 2.20 5,02 17,28 20,80
- On en conclut :
- 1° Que les 20,36 calories développées par la combustion donnent une température de flamme très voisine de 1 400° ;
- 2° Qu’elles laissent, pour le rayonnement et le chauffage de l’appareil, en sortant à 300° :
- aA _ 2,20+.5,02 w ,
- 20,36 -------a-----= 1b, /O cal.
- Il s’agit de calculer, dans diverses hypothèses de rayonnement, la fraction de volume gazeux qu’il faut brûler pour fournir au vent les 4 calories trouvées nécessaires ; soit n cette lraction, elle dégagera :
- n )< 20,38 cal, dont les fumées emporteront n X 3,61 cal.
- L’appareil Cowper en dissipera lui-même par rayonnement une frac tion r, soit une quantité r . n . 20,38.
- On a donc finalement :
- 4 cal = n (20,38 — 3,61 — r . 20,38).
- On trouve pour diverses valeurs du rayonnement :
- r 10 0/0 15 0/0 20 0/0' 25 0/0
- .«,--27,1 0/0 29,3 0/0 31,60/0 34,3 0/0
- Tels sont, dans ces quatre hypothèses de rayonnement, et pour des fumées quittant l’appareil à 300°, les pourcentages de gaz qu’il faut prélever pour chauffer à 800° le vent du haut fourneau.
- Ce sont des minima, car j’ai supposé une combustion sans excès d’air. Un excès abaissant la température de la flamme et accroissant le volume de fumées diminue le rendement.
- Voyons le rendement de l'appareil pour r = 15 0/0.
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- 350
- l’utilisation rationnelle des combustibles
- On a :
- Chaleur dégagée. . . 29’3XW = 5’86'
- — rayonnée. . 29 3 X "2°’38 X 13 -X 100 X 100 “ : 0,90 soit 15 0/0
- — des fumées . <99 3 x/ 3,61 _ X 100 " : 1,06 — 17,8 0/0
- — utile.... : 4,00 — 67,2 0/0
- 5,96 100,0 0/0
- Ce serait celui d’une excellente chaudière.
- Donc, en résumé :
- Le vent correspondant à 1 volume de gaz est 0 vol, 69.
- Pour le chauffer à 800°, en supposant que le Cowper rayonne 15 0/0 de la chaleur développée et que les fumées le quittent à 300°, il faut, avec une combustion parfaite, brûler 29,3, disons 30 0/0 du gaz.
- Examinons le cas d’un excès d’air de 25 0/0.
- On trouve, pour la composition des fumées et leur échauffement les données nouvelles du tableau suivant, toujours rapportées à un volume moléculaire de gaz.
- t==: 0 1 0 1 S'J 400° 1200'* O O I ^ 1
- Calories. Calories. Calories. Calories.
- 0,07 H20. . . 0,12 0,26 0,97 1,12
- 0,38 CO2 . . . 0,48 1,52 5,91 7,33
- 1,39 (Az2 -|- O2) 1,93 3,92 12,60 14,90
- 1,84 2,53 5,70 19,48 , 23,35
- On voit ainsi que les fumées sortant à 300° emportent 4 cal, 12 et que la température de la flamme n’est plus que de 1250° au lieu de 1 400°, soit un abaissement de 150°.
- Ce dernier point doit évidemment influer sur l’échange de température entre les gaz et le ruchage, mais on n’a guère d’éléments d’appréciation pour le chiffrer.
- Quant au fait que les fumées emportent 0 cal, 60 de plus, il ne change pas grand’chose à la quantité de gaz nécessaire, et il ne l’augmente que de 1 0/0 environ ; voici, en effet, tous calculs faits, les chiffres que l’on trouve pour divers rayonnements :
- r = 10 0/0 15 0/0 20 0/0. 25 0/0
- Gaz nécessaire . 28,1 30,2 37,8 35,8 si on le brûle avec 250/0 d’excès d’air.
- On avait trouvé. 27,1 29,3 31,6 34,3 avec l’air théorique^
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- 351
- ANNEXE IX
- CALCUL RELATIF A L’EMMAGASINEMENT DES GAZ PERDUS
- PRIX, AVANT-GUERRE, DU GAZ DE GAZOGÈNE.
- Un gazogène installé, avec sa part de bâtiment, coûtait environ 30 UOO fr. On passe par 24 heures 16 t de charbon à 20 fr, donnant par tonne 4 500 m3 de gaz. On souille en même temps 300 kg de vapeur par tonne et le gaz obtenu est à 1150 calories.
- Dépenses journalières :
- Charbon 16 à 20 t............................. Fr. 320 »
- Vapeur : 0 t, 300 à 2 fr, 50 X 15..................... 12 »
- Deux ouvriers à 6 fr, 50.............................. 13 »
- Part de frais généraux. . ............................ 2 »
- Entretien : remplacement de la maçonnerie en 2 ans, de la
- tôlerie en 6 ans......................................... 25 »
- Amortissement à 5 0/0 en 25 ans de 30 000 t, soit 0,0710 X 30 000 par an, d’où ce jour........................... . 5 85
- . ' Fr.’ 377 85
- donc, pour 1 m3 à 1150 calories, — 0,52 centimes.
- / ùt UUU
- soit, pour 1 000 calories gazeuses .... 0,45 — '
- PRIX'd’eMMAGASINEMENT DU GAZ AVANT-GUERRE
- Selon sa capacité, un gazomètre complètement monté revenait avant la guerre de 15 à 25 fr le mètre cube.
- Comme il s’agit de grands gazomètres, nous prendrons 15 fr.
- Dépenses*annuelles :
- Amortissement en 25 ans de cette somme au taux de 5 0/0,
- 0,0710 X 15............... .................................. 1,065
- Entretien (peinture, vannes, tuyauterie, etc.), 20 000 fr par an pour 100 000 m3 de gazomètre.............................. 0,20
- Soit, par mètre cube de capacité........ 1,265
- Il passera par an dans ce gazomètre 126 5
- paiera donc • * := 2,43 centimes.
- fois son volume, le mètre cube
- s’il s’agit de fours à coke à 4 000 calories, cela fait pour les 1000 calories gazeuses 0,61 centimes.
- Donc, même en comptant à rien le gaz lui-même, on voit que son prix de conservation le met plus cher que du gaz directement fabriqué à partir du charbon. .
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- 352
- L’UTILISATION RATIONNELLE UES COMBUSTIBLES
- ANNEXE X
- EMMAGASINERENT DE LA CHALEUR DES GAZ PAR L’EAU SURCHAUFFEE
- Soit m une masse d’eau à 200° par exemple (p 46 kg).
- En la refroidissant de dt, on vaporisera une quantité dm telle que r
- ( )n a : d’où :
- mdt ~ Ldm = (606,5 — 0,695 t) dm.
- 0,695 dt = — dL,
- O,«0B^4
- m
- dt
- L
- 0,
- mi)m _ p - constante.
- Appliquons cette relation à un refroidissement de 60°, soit jusqu a 140° (p = 4 kg).
- Sous une forme plus commode pour le calcul, elle devient :
- ou log ^ = 1,44 (log L, — log L,).
- On trouve ainsi que 1 m3 d’eau passant de 200° à 140° donnera 110 kg de vapeur, à une pression variant de 16 à 4 kg.
- A la fin de la semaine, il restera donc dans le réservoir, pour chaque mètre cuhe d’eau initial, 0 m3, 890, qu(il faudra porter de 140 à 200° et auquel il faudra ajouter 0 m3,110 à 200°, ce qui demande :
- 0,89 X 00° X 1000 = 53 400 calories 0,11 X 180° X 1 000 = 19 800 —
- 73 200 calories
- Or, nous avons à recueillir :
- Dans les gaz de fours à coke . . . 771000000 calories
- Dans ceux de haut-fourneau . . . 2070000000 —
- 2 841 000 000 calories
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-
-
- l’UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- 353
- En comptant sur un rendement de 0,65, c’est 2 841000 000 X 0,65 : 1850000000 que devra prendre la masse d’eau, dont 1 m3, on l’a vu, peut absorber 73 200 calories.
- Il faudra donc disposer d’une capacité de :
- 1850000
- 73
- 25 000 m:!.
- Pour le seul gaz de four à coke, il faudrait 6 800 m3.
- On serait donc conduit pour l’ensemble à 500 réservoirs de 50 m3. On trouve qu’un tel réservoir pèse, sans foyer, 28 tonnes.
- Gela fait ^ 50
- -= 0 t, 50 par mètre cube, ou mieux 7 kg, 7 par 1 000 ca-
- lories, ou mieux 55 kg par kilowatt-heure emmagasiné.
- Ceci sans compter les foyers ou les chaudières intensives alimentant les réservoirs.
- Avec elles, le poids du métal monterait certainement à 70 kg au moins.
- Avec le gaz comprimé, le kilowatt-heure, plus avantageusement produit dans un moteur à gaz, demandait 16 kg de réservoir.
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- ANNEXE XI
- ÉVALUATION DE L’ÉNERGIE CONSOMMEE AUX LAMINOIRS
- L’électrification de plus en' plus générale des laminoirs a eu cette heureuse conséquence de fournir des données précises et faciles à relever sur la consommation d’énergie des différentes opérations.
- La plupart des chiffres publiés ont été déterminés avec une méthode minutieuse par un ingénieur allemand, J. Puppe, sous les auspices de J'Association des Métallurgistes allemands. Us ont paru depuis 1910 dans le Stahl und Eisen, puis ont été réunis en fascicules séparés.
- C’est de cette volumineuse documentation résumant des expériences de près de dix années que j’ai tiré les éléments qui entrent dans les tableaux précédents.
- Mais ce qu’il importait de connaître, pour l’établissement du Bilan de consommation, c’est non pas le travail de laminage pendant la prise du métal entre les cylindres, mais la somme de ce travail et du travail à vide du laminoir entre les passes, somme qui, seule, résume la dépense aux barres de la Centrale.
- Il entre forcément dans ce calcul une part d’appréciation, dépendant principalement de l’allure qu’on suppose au laminage; aussi je crois nécessaire de donner ici le détail de mes évaluations.
- Train Blooming.— Les diagrammes relevés par Puppe (pages 148, 151 et 152) se rapportent à un blooming réversible électrique servi par un groupe convertisseur à volant.
- Pour un allongement de 8, on a relevé les chiffres suivants :
- Lingot de 2 675 kg : 139156 et 160 421 HP/sec, soit, par tonne passée, en moyenne, 56000 HP/sec.
- Le même diagramme indique que, du début à là fin du laminage, le travail pendant le laminage est d’environ 80 0/0 de celui fourni par le moteur. Il convient donc de majorer de 25 0/0 le chiffre précédent pour avoir l’énergie fournie par le moteur, en tenant compte des résistances passives et du travail d’accélération.
- On trouve ainsi 70 000 HP/sec, soit 14 kw, 3 par tonne.
- Nous pourrons donc appliquer, dans le cas particulier que j’ai envisagé, le coefficient de 15 kwh par tonne de lingot, au laminage des bloom s de 200X200.
- Pour les blooms de 125 X 125, le diagramme 152 nous montre que, pour un allongement de 17.8, on a dépensé 143824 HP/sec pour un lingot de 2 675 kg ou 68 770 HP par tonne.
- Cette dépense, majorée comme précédemment de 25 0/0, conduit à 17,5 kwh.
- .le prendrai, pour plus de sécurité, 20 kwh par tonne.
- Les chiffres précédents se rapportent à la dépense au moteur,, par
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- tonne de lingot brut. Ils devraient être multipliés par la mise au mille si on voulait les rapporter au produit laminé.
- Ils ne tiennent pas compte de l’énergie dépensée dans les moteurs accessoires : culbuteurs, rouleaux, serrage dés vis, cisaillage, etc.
- J’évaluerai ces dépenses ultérieurement.
- . Pour avoir la dépense aux barres de la Centrale, il faut tenir compte du rendement du groupe transformateur, qu’on peut évaluer à 80 0/0 et des pertes en lignes qui sont de 15 0/0.
- Les puissances requises à la Centrale sont donc finalement, par tonne de lingot:
- Blooms de 200 X 200.......................... 22 kwh
- — 125X125........................... 29 kwh
- Je crois être fort large en admettant, pour l’ensemble des moteurs accessoires du train et de ceux des engins de manutention (ponts roulants, défourneurs, etc.), une dépense de 10 kwh.
- Trains à gros profilés.. — Le Stahl und Eisen, du 4 janvier 1912, a publié le diagramme relevé par Puppe du laminage de grosses poutrelles en partant de lingots de 450 X 450.
- Les courbes relevées indiquent suivant les profils une dépense d’énergie de 36 à 55 kwh par tonne de lingot.
- Comme dans notre cas nous partons de blooms de 200X200, il convient de diminuer le chiffre précédent du travail d’allongement correspondant, soit de 15 kwh, ce qui donne de 20 à 40 kwh.
- La dépense majorée comme précédemment du travail à vide sera . donc, suivant le profil, de 25 à 50 kwh.
- Comme le train, également réversible, est desservi par un groupe convertisseur à volant, de rendement égal à 80 0/0, la dépense à la Centrale, y compris 15 0/0 de perte en ligne, sera de 1 : 0,8X0,85, soit 1 : 0,68 des chiffres précédents.
- Trains à profilés moyens. — Je suppose ici que nous avons affaire à un train trio, mû par moteur asynchrone, avec volant directement accouplé.
- J. Puppe a relevé de nombreux diagrammes pour le laminage de rails de 10 kg sur un train trio, et a examiné en même temps, d’après ses relevés, l’influence du poids des blooms employés, de la production horaire, de la vitesse du train et sur la dépense d’énergie par tonne.
- Avec une section de départ de 135 X140 environ et des blooms de 500 kg, il a trouvé en moyenne :
- 20,3 kwh par tonne de travail de laminage,
- 14,5 — — de résistances passives,
- 34,8 kwh — au total.
- Ceci avec un seul bloom en déformation et les blooms se succédant sans interruption, soit pour une' production horaire de 141.
- Avec deux blooms ep. laminage simultané, l’influence des résis-
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- l’ UTILISATION KATIONNELLli DES CO M B UST 1 IJ LE S
- tances passives diminue et le travail total est réduit à 27,0 kwli par tonne. '
- Si, au contraire, on supposait que la production horaire est réduite à 10 t, il est facile de voir “que le travail total serait porté à 50 kwh par tonne.
- On touche ici du doigt l’inlluence considérable de l’allure du travail. En raison des temps perdus dans les ateliers de laminage par suite d’in-erident, manque de chauffage; etc., il est logique d’adopter ce dernier chiffre comme dépense d'énergie à la tonne pour les rails moyens.
- Pour les poutrelles, Puppe a trouvé pour des poutrelles de 160 sur train réversible une dépense de 42 à 48 kwh par tonne suivant poids des lingots employés.
- Sur un train trio, où les résistances passives s’exercent d’une façon continue, nous pouvons porter ce chiffre aux environs de 70 kwh par tonne et adopter pour l’ensemble des profilés moyens laminés au train trio le chiffre de 60 kwh par tonne, ce qui fera à la Centrale :
- 60 : 0.85 70 kwh.
- Quant aux dépenses de manutention et de moteurs accessoires, je les totaliserai sous le chiffre de 6 kwh. (
- Trains à petits fers. — Pour avoir 100 t de petits fers, nous transformons d’abord 120 t environ de blooms de 20Û2 en billettes de 80X80 dans une cage à billettes.
- Nous trouvons dans les recherches de Puppe (Stahl und Eisen, 1915, nos 19 et 20), qu’il a fallu, y compris les résistances passives et le travail d’accélération, 35 kwh par tonne de lingot de 380X380 transformé en billettes de 50X50.
- C’est un allongement plus considérable que celui du laminage de lingots de 550X550 en billettes de 80x80. Nous pouvons adopter au total le chiffre de 35 kwh, pour Je laminage de billettes de 80 en partant de nos lingots.
- Et comme 15 kwh sont dépensés au blooming pour transformer les lingots en blooms 200 X 200, on peut admettre 20 kwh par tonne pour la transformation de blooms 200X200 en billettes 80X80.
- Pour le laminage de ces billettes en petits fers, la consommation est très variable suivant le profil, la chaleur, etc. Par contre, le train étant à peu près constamment servi, le coefficient de marche à vide n’intervient plus guère. Il n’intervient plus du tout pour le laminage du fil.
- J’adopterai finalement : *
- Pour le laminage des petits fers.............. 100 kwh
- — — du fil.......................... 150 kwh
- qui donnent à la Centrale 118 et 176 kwh.
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- MÉMOIRE N° IV
- NOTE DE M. K. SOSNOWSKI
- A PROPOS RE LA COMMUNICATION RE M. CHARPY A LA SOCIÉTÉ RES INGÉNIEURS CIVILS srR
- L’UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- Lftrs de mes voyages aux États-Unis, et plus particulièrement lors de ma mission officielle en 1915, j’ai eu l’occasion d’étudier le problème de l’utilisation rationnelle des combustibles, posé depuis .longtemps dans ce pays, et de signaler, dans mes communications devant nos différentes Sociétés, des solutions intéressantes déjà réalisées.
- Parmi ces solutions, je crois utile d’en rappeler quelque-unes ci-après :
- — Centralisation de la production d’énergie par la création de Grandes Centrales, allant actuellement jusqu’à 500 000 kwts.
- — Installation de ces Centrales à proximité des Mines de charbon.
- — Emploi de grosses unités productrices, susceptibles de réaliser le maximum de rendement.
- — Lutte contre la dissipation des calories, tant contenues dans des vapeurs d’échappement et des eaux de condensation que provenant des échappements des différents appareils en service, des radiations des tuyauteries, etc.,
- et plus particulièrement :
- — Interconnexion entre les réseaux.
- A ce propos, je me permets de citer un Extrait de mes Communications de 1918.
- La crise du charbon et celle des transports ont définitivement décidé les Américains à l’étude pratique du problème qui avait été déjà posé avant la guerre, c’est-à-dire le problème de l’interconnexion des réseaux électriques et des usines.
- L’avantage en est évident, puisque cette interconnexion :
- 1° Meta profit la diversité des charges individuelles et atténue leurs fluctuations ;
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- L UTILISATION RATIONNELLE UES COMBUSTIBLES
- 2° Met en commun les réserves jusqu’ici séparées et insuffisantes ;
- 3° Entraîne une économie de charbon, en donnant les moyens de faire fonctionner, de préférence, aux charges les plus économiques les usines qui utilisent le mieux le combustible, et de réduire au rôle de réserve les usines ayant un fonctionnement moins économique ;
- 4° Evite aux usines hydro-électriques le gaspillage de l’eau qui coule en surplus de leurs besoins locaux, et qu’elles laissent couler en pure perte, alors que, dans un rayon plus ou moins étendu, les exigences de la charge obligent d’autres usines à brûler du charbon ;
- 3° Donne, enfin, une base d’organisation rationnelle aux industries de production et de transport d’énergie, et fournit des ressources nouvelles pour la réalisation des grands projets d’électrification, pour les chemins de fer et pour l’industrie.
- Des plans d’interconnexion parfaitement étudiés ont été discutés dans différentes régions des États-Unis; dans certaines d’entre elles des essais ont été faits, et dans d’autres, enfin, les heureux résultats et essais ont entraîné l’adoption de mesures immédiates et de mesures définitives tendant à l’interconnexion permanente des réseaux.
- Dans l’État du New England, l'interconnexion projetée de dix-sept centrales et sous-stations a été étudiée dans tous ses détails et a fait l’objet d’un examen favorable, le Rapport de la Commission d’études ayant conclu à l'économie de 10 000 t, de charbon 'par an et de 50 000 kw de réserves, rendues disponibles pour un service utile.
- La Boston Edison C° et la New England Power C° procèdent .en ce moment même à l’exécution d’une ligne d’interconnexion à haute tension qui coûtera 620 000 dollars, mais qui doit permettre aux intéressés d’échanger 15 000 kw à 20 000 kw, entre une centrale à vapeur et une usine hydro-électrique qui peuvent être d’un aussi grand service à l’une qu’à l’autre.
- Et ce n’est encore qu’un commencement.
- Dans le Wisconsin, une centrale à vapeur et une centrale hydraulique s’équipent de même pour échanger, sur une ligne à 44 000 v, une puissance allant de 5 300 kw à 17 300 kw.
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- L UTILISATION RATIONNELLE DES COMBDST1RLES
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- Certains projets hâtivement réalisés donnent déjà d’heureux résultats ; par exemple : l’Eastern Massachussets Electric C°, en dépensant 305 000 dollars pour relier les usines à 22 000 v de Salem (17 000 kw) de Malden et de Revere, a économisé, dès le 'premier exercice, plus de 500 000 dollars de charbon.
- La Southern Sierras Power G0 et la Nevada California Power C°, trop tard avisées du concours que leurs usines hydro-électriques seraient susceptibles de se prêter, ont installé des réseaux qui se prêtent mal à l’interconnexion ; mais une étude ayant démontré que le concours d’une des usines pourrait épargner à l’àutre usine hydraulique l’emploi de ses groupes-Me réserve à pétrole, on a fait l’interconnexion par l’intermédiaire d’un transformateur de 6 000 kw, et l’on a évité toute dépense de combustible.
- Dans l’État de New-York, six Compagnies ont fait, à l’instigation de la Fuel Administration, un essai d’interconnexion entre leurs usines hydrauliques et à vapeur, qui leur a permis de constater une économie mensuelle de 5 000 t de charbon, essai qui a, non seulement démontré les avantages de principe du système mais encore fourni les éléments nécessaires à la mise au point définitive d’une entente permanente entre les Sociétés intéressées.
- Dans le Connecticut, un important programme d’interconnexion est en cours, qui paraît coûteux et complexe, autant en raison de l’étendue des territoires dont il intéresse l’activité industrielle que par Fimportance et le nombre des usines en fonctionnement à des tensions très variables. Ces usines sont, soit des centrales à vapeur, soit des centrales hydro-électriques, soit des sous-stations ; leur puissance individuelle varie entre 70 et 36000 kw, "et la puissance totale des usines en activité dépasse 250000 kw, avec des tensions qui s’élèvent, suivant les cas, à 11000, 13 000, 22000, 33 000 et 66000 v. On cite même une interconnexion en cours entre deux réseaux américains dont l’un est à 25 périodes et l’autre à 60, interconnexion qui sera coûteuse puisqu’elle exige un certain nombre d’appareils changeurs de fréquence.
- Si l’on veut apprépier les résultats et prédire l’avenir de l’interconnexion entre les usines, on se heurte évidemment aux difficultés d’uhe trop grande variété de circonstances.
- Mais on peut cependant juger de l’intérêt que présente la question, non seulement en s’aidant de quelques exemples que nous venons d’énumérer, mais encore en analysant d’un peu
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- l’utilisation rationnelle ï>es gomblstirlks
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- plus près les conclusions d’un projet récent d’interconnexion en cours d’étude aux États-Unis. 11 doit réunir vingt-cinq usines représentant une puissance totale de 113 074 kw.
- La production annuelle est de 201 039 730 kw et le.kilowattheure correspond à une consommation moyenne de 1,2 kg de charbon. t
- " Les charges totalisées donnent un maximum de 69 928 kw, faisant rémonter par conséquent un surcroît de puissance disponible de 113 074 — 69 928 — 43 446 kw (sans. tenir compte du fait que le décalage de temps contre les charges rendra disponible une somme de puissance encore plus grande).
- Cet état de choses permet de ne maintenir en service que les usines les plus économiques, en utilisant les autres à titre de
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- réserves, avec une économie résultante qui ressort à r-^r de livres
- 1 Du
- de charbon par kilowatt-heure, correspondant à une consommation annuelle.de 445 160 dollars de charbon.
- Les dépenses d’interconnexion seraient inférieures à 2 millions de dollars, et l’entreprise est de celles qui ne présentent aucun aléa.
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- MEMOIRE N° V
- LES MESURES ADMINISTRATIVES
- SUSCEimBI.ES
- DE FACILITER LES ÉCONOMIES DE COMBUSTIBLES
- PAR
- M. AI>ER
- IHRECTEVIt 1)U SERVICE DES CHARDONS
- Lorsque je me suis rendu à l’invitation qu’a bien voulu m’adresser A’otre Société d’assister à la discussion qu’elle avait ouverte sur l’utilisation rationnelle des combustibles, je n’avais aucune intention de prendre part à cette discussion, et je pensais seulement profiter de l’excellente occasion qui m’était ainsi offerte de compléter ma documentation sur une question, dont mes fonctions de répartiteur de nos approvisionnements si insuffisants de charbon, me permettent d’apprécier tout particulièrement la si haute importance.
- Je suis cependant amené à intervenir très brièvement pour calmer l’inquiétude qu’a paru provoquer chez quelques-uns d’entre vous l’annonce par M. Loiret, à la fin de votre première réunion, des mesures administratives envisagées pour mettre en application les conditions de meilleure utilisation des combustibles définies par les techniciens.
- Par quelques réflexions formulées autour de moi, lorsque j’assistais au fond de la salie à votre première réunion (je n’ai pas pu, à mon grand regret, assister à la seconde), je me suis rendu compte que c’était avec un certain scepticisme qu’était accueillie l’interAmntion de l’État en pareille matière, surtout quand elle paraissait se manifester par la mise en jeu d’une nouvelle Commission, la Commission des Économies de Combustibles, dont M. Loiret avait défini le rôle et escompté l’action.
- « En France, dit un de mes voisins, tout finit^ non plus par des chansons, mais par des Commissions. »
- Qu’aurait pensé cet auditeur s’il avait su que la question avait été soumise, non pas seulement à une, mais simultanément à
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- deux Commissions ; d’une part, celle des Économies de Combustibles qui a été constituée comme un organisme provisoire, chargé officiellement de définir, comme votre Société l’a entrepris à titre officieux, les meilleures conditions d’emploi des combustibles ; et, d’autre part, le Comité Consultatif des Charbons, organisme permanent constitué comme Conseil technique du Service des Charbons, et qui est appelé à délibérer sur toutes les questions importantes intéressant ce Service.
- Mais les inquiétudes de votre Collègue se seraient certainement très vite calmées si, mis au courant des conditions dans lesquelles ces deux organismes ont été constitués, il avait pu se rendre compte de la part très large qui y avait été faite aux représentants les plus autorisés des consommateurs de charbon et en particulier des industriels.
- D’autre manière générale d’ailleurs, c’est en faisant appel le plus possible au concours des intéressés que le Service des Charbons s'efforce de traiter tous les problèmes si délicats qu’il a à résoudre.
- C’est ainsi que, pour les réglementations nouvelles qui seront nécessaires pour l’application du projet de loi sur la péréquation des prix et les réglementations des importations actuellement soumis à l’examen du Parlement, il a été stipulé dans l’exposé des motifs de ce projet de loi que ces réglementations « seront » étudiées de concert avec les groupements et les associations » des intéressés, et elles seront appliquées avec leur concours,
- » en limitant le plus possible le rôle de l’État à la coordination » des efforts individuels et à leur contrôle ».
- Les industriels peuvent, en particulier, être assurés que c’est dans cet esprit que seront étudiées et appliquées les mesures administratives à prendre pour éviter le gaspillage des combustibles.
- Le principe de ces mesures avait été inséré dans le projet de loi sur la péréquation, sans attendre que le Comité Consultatif des Charbons et la Commission des Économies de Combustibles, qui étaient encore en voie de constitution ou d’organisation, aient pu être appelés à en délibérer.
- Mais, dès le 25 avril, j’écrivais au Président de la Commission des Économies de Combustibles pour lui signaler les dispositions prévues dans le projet de loi en vue d’assurer une meilleure utilisation des combustibles.
- J’ai ensuite demandé que ces dispositions soient soumises à
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- l’examen de cette Commission, avant que la Commission des Mines de la Chambre des Députés en ait définitivement statué. Le rapporteur de la Commission des Mines, M. Raynaldy, a bien voulu assister à sa discussion, de même qu’il a pris part, en sa qualité de membre du Comité Consultatif des Charbons, aux délibérations de ce Comité sur le même projet.
- Un nouveau texte a été ainsi élaboré et adopté ensuite par la Commission des Mines de la Chambre.
- Ce texte, dans sa partie essentielle (premier paragraphe), pose le principe d’une action sur la meilleure utilisation des combustibles par le jeu de la répartition, suivant le texte dont M. Loiret vous a donné connaissance.
- Mais la Commission des Economies de Combustibles avait adopté un deuxième paragraphe que le Comité Consultatif et, après lui, la Commission des Mines de la Chambre, ont cru devoir remplacer par un texte un peu différent, en. vue de donner des garanties supplémentaires aux industriels contre tout arbitraire administratif.
- La rédaction qui a été ainsi définitivement adoptée est devenue l’article 9 du texte de la Commission des Mines, qui est libellé de 1a. façon suivante :
- « La répartition des combustibles sera faite par le Bureau » National des Charbons, de façon à assurer autant que possible » leur meilleure utilisation.
- » En cas de consommation abusive dûment constatée, il pourra » être imposé aux industriels des réductions de leurs attribu-» tions individuelles, et même leur suppression complète. Mais » l’allocation d’un industriel ne pourra pas être réduite de plus » de moitié par rapport à une attribution antérieurement con-» sentie pour la même installation, sans l’avis conforme préa-» labié du Comité Consultatif des Charbons. »
- En spécifiant ainsi pour l’Administration des moyens de sanction contre la mauvaise utilisation des combustibles, le projet de loi s’est préoccupé en même temps des garanties contre tout arbitraire à donner aux industriels :
- « Toutes garanties, est-il dit dans l’exposé des motifs, devront » naturellement être données aux intéressés sur les conditions » dans lesquelles ces obligations nouvelles pourront leur être » imposées.
- » Un précédent existe d’ailleurs dans le décret du 10 juin 1917
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- » qui avait stipulé le droit, pour les Ingénieurs du Contrôle de » l’Energie, d’imposer aux industriels employant des moteurs à » vapeur leur remplacement par la force électrique, sous réserve » de l’arbitrage, en cas de contestation, par une Commission » dont le décret fixait la composition.
- « Des garanties du même genre pourront être prévues dans » la nouvelle réglementation. Leur étude serasoumise aux déli-» bérations de la Commission interministérielle qui a été créée » au Ministère dés Travaux Publics par décret en date du » 14 mars 1920, pour étudier les moyens propres à assurer une » meilleure utilisation des combustibles ».
- Dans l’esprit des rédacteurs du projet de loi, la meilleure garantie qui pourrait être donnée aux industriels serait de les charger de créer eux-mêmes, sous le contrôle de l’Administration, les organisations de discipline nécessaires en vue de réaliser le meilleur emploi des combustibles ; et dès le début il a été envisagé d’utiliser à cet effet les divers Groupements répartiteurs qui paraissaient particulièrement qualifiés pour surveiller l’emploi des charbons qu’ils distribuent et pour appliquer éventuellement des réductions d’attribution dans le cas de gaspillage manifeste. •
- Il a paru seulement nécessaire de coordonner Faction des Groupements répartiteurs actuels en les réunissant régionalement dans de grands Secteurs territoriaux dont déjà la circulaire de M. le Ministre de la Reconstitution industrielle du 2 mai 1919 avait prescrit la formation et qui en fait n’avaient été organisés que dans les Arrondissements minéralogiques de Saint-Étienne et de Chalon.
- Ces Secteurs territoriaux sont placés sous la direction des Ingénieurs en chef des Arrondissements minéralogiques correspondants, qui ont été, en outre, chargés, sous le contrôle du Service des charbons, d'assurer la répartition du combustible à l’intérieur de leurs Secteurs et d’en poursuivre la meilleuréutilisation.
- Ainsi armés du droit de répartition et assistés des organisations techniques compétentes comme les Associations des Propriétaires d’Appareils à vapeur et l’Office de chauffe rationnelle, les Ingénieurs en chef pourront certainement arriver à exercer un contrôle très efficace à l’intérieur de leurs Secteurs.
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- L’UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
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- Ce contrôle sera tout d’abord facile à organiser sur toutes les industries où le charbon est employé pour la production de vapeur et qui sont déjà soumises en général à la surveillance des Associations de Propriétaires d’appareils à vapeur. .
- Il sera plus compliqué pour tous les autres emplois de combustible, qui représentent cependant une fraction très importante de la consommation totale, comme la Métallurgie, les Usines à gaz, les Verreries, la , Céramique, la Fabrication des Chaux et Ciments.
- Ces divers emplois où le charbon est utilisé dans des conditions très dilférentes exigent, dans chaque cas, des compétences spéciales que possèdent surtout les industriels intéressés.
- Aussi ai-je envisagé dès le début que c’est par ces Industriels eux-mêmes, par leurs Groupements professionnels, qu’il serait alors désirable de faire exercer le contrôle de la consommation des combustibles, en laissant leur industrie en dehors de l’organisation des Secteurs territoriaux, pour lui faire des attributions spéciales de combustible, dont ils auraient à assurer la meilleure répartition et à surveiller l’utilisation.
- C’est ce que, en particulier, dans ma lettre du 25 avril 1920, à M. le Vice-Président de la Commission des Economies de Combustibles, j’indiquais dans les termes suivants :
- « Je vous signale également que le projet de loi prévoit à son » article 5, paragraphe 2, la réalisation de mesures spéciales de » péréquation des prix par le concours de certains Groupements » de consommateurs et en particulier des Groupements de con-» sommateurs d’une même industrie.
- « Il y a là un rôle intéressant à jouer par les Groupements pro-» fessionnels, dont depuis longtemps, je désire développer la » formation et mettre le concours à contribution.
- » En dehors de* la péréquation des prix, j’envisage d’utiliser » ces Groupements dans la répartition des charbons ; et par ail--» leurs j’ai amorcé des pourparlers. avec certains d’entre eux » pour les engager à prendre éventuellement en mains, sous » notre contrôle, l’application par leurs adhérents des mesures » qui sont envisagées en vue de la meilleure utilisation des » Combustibles. » '
- A’ous voyez, Messieurs, que dès le début, nous nous sommes préoccupés tout spécialement de donner au contrôle de l’emploi
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- des combustibles, un caractère aussi peu administratif que possible et d’y faire collaborer dans la plus large mesure les industriels intéressés.
- Des initiatives comme celle qu’a prise votre Société en ouvrant l’intéressante discussion à laquelle nous assistons, cadrent ainsi tout à fait avec les vues de l’Administration qui sera très heq-reuse de se concerter avec vous sur le meilleur moyen de donner des sanctions pratiques aux conclusions auxquelles vous arriverez.
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- MEMOIRE N° VI
- NOTE DE M. V. KAMMERER
- SUR LES MESURES SUSCEPTIBLES
- DE RÉALISER UNE MEILLEURE UTILISATION
- DES COMBUSTIBLES
- Au cours de ces débats, tous les problèmes que soulève le souci de la bonne utilisation du combustible ont été traités ; mais il y a une considération — déjà mise en lumière, il es vrai, par M. Gharpy — qui, à mon avis, a une importance telle qu’on ne saurait trop y insister.
- À la base de tous les efforts pour obtenir une meilleure utilisation du combustible se trouve le combustible lui-même. La presse quotidienne ne cesse de nous répéter que nous devons avoir une politique du charbon ; c’est fort bien, mais il faut aussi avoir une technique et une connaissance du charbon. J’entends par là que, pour bien l’employer, il faut avant tout bien le préparer et bien en connaître les propriétés essentielles.
- La première étape de la préparation du charbon est constituée par le classement méthodique assurant un calibrage uniforme des produits livrés à la consommation. En général, on n’attache pas l’importance qu’elle mérite à l’uniformité des grains de charbon, qui influe souvent plus sur le rendement de la combustion qu’une différence de quelques pour cent du pouvoir calorifique ou de la teneur en cendres.
- Pour la plupart des foyers automatiques, qu’il serait très désirable de voir se répandre de plus en plus, le calibrage est, sinon indispensable, au moins une des conditions de fonctionnement régulier et économique ; mais, même pour les foyers chargés à la main, qui, dans l’industrie moyenne, sont et resteront encore longtemps usités, une bonne répartition du combustible sur la grille et une combustion complète avec faible excès d’air ne peuvent être obtenues que si les morceaux ou grains ne sont pas de grosseur trop différente.
- D’autre part, le triage qui accompagne généralement le clas-
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- sement constitue ' un enrichissement du combustible qui n’est pas négligeable, surtout aujourd’hui où la proportion de stériles dans le tout-venant est certainement plus élevée qu’avant la guerre.
- L’influence du triage ne se fait toutefois sentir que sur les fortes compositions et les gros morceaux ; toutes les parties de dimensions moyennes ou faibles ne peuvent être enrichies que par lavage. Il est inutile d’insister sur les avantages du lavage ; ils ont été exposés par M. Gruner dans un rapport au Comité consultatif des Arts et Manufactures et peuvent se résumer en trois points : économie de frais de transport ; diminution des escarbilles; réduction du travail des chauffeurs. On pourrait ajouter: augmentation du rendement thermique des foyers.
- En effet, un combustible préparé sera8 toujours préférable et assurera un meilleur rendement que le même combustible sans préparation, et, de fait, on constate souvent des différences très notables dans le rendement de la combustion en substituant, toutes autres choses égales, à un tout-venant un charbon classé de même provenance ou inversement. M. Loiret, Ingénieur en chef des Mines, cite, dans un article récent, la station centrale d’une grande poudrerie du Midi pourvue de chaudières à grilles mécaniques, qui produisait avec du charbon bien calibré à 12 0/0 de cendres le kilowatt-heure avec 1 kg de charbon. Le manque de bons charbons ayant obligé d’y mélanger par moitié des tout-venants médiocres à 30-35 0/0 de cendrés, la consommation mensuelle augmenta de 3 700 t à 5 500 t, c’est-à-dire de près de 50 0/0, pour un amoindrissement de qualité que l’on estimerait à 20 0/0 au plus.
- Nous pouvons citer un autre exemple d’une centrale privée qui, avec du charbon classé à 6,5 0/0 ’de cendres, consommait 1 kg, 08 par kilowatt-heure produit et dont la consommation est montée à 1 kg, 84 maintenant que le charbon est moins bien prépar^, et contient 20 0/0 de cendres ; rapportée à la matière combustible du charbon, la consommation a augmenté d’environ 45 0/0. f-
- La diminution de rendement porte aussi bien sur la perte par escarbilles que sur celles par chaleur sensible dans les gaz et par combustion incomplète de ceux-ci. On n’attache pas toujours dans les bilans de chaleur à cette dernière perte l’atten- / tion que mérite son importance ; de nombreux relevés ont
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- montré combien les cas de combustion incomplète sont devenus fréquents depuis que le combustible est plus mauvais.
- Or, si certains charbonnages font de louables efforts pour classer ou laver la presque totalité de leur production, il en est d’autres qui livrent une forte proportion de tout-venant et souvent encore de qualité inférieure. En moyenne, la houille que reçoit le consommateur est moins bien préparée qu’avant la guerre, alors que l’on devrait pouvoir s’attendre à ce que, pour une installation donnée, la proportion de produits classés augmentât, en raison même de la diminution de l’extraction.
- Il faut, pour arriver à une meilleure utilisation, réagir vigoureusement contre cet amoindrissement des qualités, dont les effets sur le rendement et, par conséquent, sur la consommation, sont plus que proportionnels. Pour cela, il faut faire travailler en plein les installations de triage et de lavage existantes, remettre en marche sans tarder celles qui sont arretées et, de toute façon, inciter les houillères françaises à classer la plus grande proportion possible de leur production.
- Pour les charbons importés qui nous arrivent très souvent, malgré leurs prix élevés, en qualité médiocre avec de fortes teneurs en cendres, on pourrait peut-être également obtenir des houillères une amélioration et une plus grande proportion de produits classés ; 'sinon, il conviendra d’installer dans les ports d’importation, y compris Strasbourg, de grands chantiers de triage et de mélange.
- Mais ce n’est pas tout; il ne suffit pas que le consommateur reçoive du charbon classé et enrichi, il faut aussi que son ravitaillement soit constant et régulier et qu’il connaisse exactement les propriétés du combustible qui lui est attribué. Combien ces desiderata sont loin d’être réalisés actuellement! On peut même se demander si c’est pour satisfaire un besoin de justice distributive que certains industriels reçoivent de tout un peu: aujourd’hui. du gras, demain du maigre, après-demain des fines, puis du coke, etc. (Je pourrais citer, par exemple, des industries textiles qui, pendant que les hauts fourneaux sont éteints faute de coke, reçoivent du coke métallurgique dont elles ne savent que faire et qui y mélangent du goudron pour pouvoir le brûler sur Mes grilles automatiques.)
- Cette instabilité dans le ravitaillement et l’incertitude qui en résulte sent d’ailleurs de nature à décourager les meilleures
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- volontés et rendent impossible toute adaptation méthodique des foyers aux combustibles et vice versa.
- De meme le contrôle de la chauffe et l’établissement de bilans de chaleur qui ont été préconisés, et dont je me garderai bien de médire, puisque certaines Associations de propriétaires d’appareils à vapeur les font depuis trente ans et que, personnellement, je les pratique depuis plus de quinze ans, ne peuvent, ' dans ces conditions, avoir d’effets'durables, ni rendre les services que l’on serait en droit d’en attendre. Il n’arrive que trop souvent que l’on soit obligé de brûler plusieurs sortes de houilles très dissemblables au cours de la même opération ou de voir, à la fin d’un contrôle ou d’une instruction de chauffeurs, que la provision de houille ayant servi à l’expérience est épuisée et que la mise au point est à recommencer.
- Mais, sans aller aussi loin, combien y a-t-il d’industriels qui connaissent exactement les caractéristiques et les propriétés spéciales des combustibles qu’ils reçoivent! Il y en a même beaucoup qui n’ont aucune idée de celles des charbons qu’ils demandent et qui ne savent pas quels sont les. combustibles qui conviennent le mieux à leurs besoins.
- Les désignations courantes et même l’excellente classification générale de M. le Professeur Gruner ne suffisent d’ailleurs pas à cet effet, parce qu’elles sont loin d’indiquer toutes les nuances et toutes les propriétés. Il faudrait d’abord uniformiser ou, comme l’on dit actuellement, standardiser les calibrages et leurs désignations, préciser les qualités essentielles des houilles, leur tenue au feu, la vitesse de combustion, la fusibilité dès cendres, etc., pour pouvoir étiqueter exactement chaque produit livré à la consommation ; en un mot, instituer une étude systématique de toutes les houilles françaises et importées.
- Ce travail très vaste, mais très utile, serait du ressort du Comité central des Houillères de France et du Laboratoire de Montluçon, dont M. Le Chatelier nous a si bien esquissé le programme et auxquels les charbonnages devraient naturellement fournir les renseignements qu’ils possèdent déjà sur leufls produits.
- Puis, ce catalogue général de toutes les houilles une fois élaboré, il y aurait lieu, en se basant sur l’expérience et des essais comparatifs, d’établir la correspondance des divers types de combustible avec leurs multiples emplois, les foyers, grilles, etc. Cette mise en pratique et adaptation des résultats obtenus pour-
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- rait faire l’objet d’une collaboration intime et fructueuse des houillères, des répartiteurs et des consommateurs, en faisant largement appel au concours des associations de propriétaires d’appareils à vapeur qui, étant déjà, en matière d’utilisation des combustibles, les conseillers naturels d’une catégorie importante de consommateurs, sont susceptibles, en raison de leurs rapports suivis avec eux, ainsi que par leur connaissance des besoins de l’industrie et des ressources et conditions régionales, de rendre dans cet ordre d’idées les plus grands services.
- Si le double programme esquissé ci-dessus, c’est-à-dire classement et lavage de presque toute la production houillère d’une part, ravitaillement régulier et adaptation des qualités aux divers besoins d’autre part, pouvait être réalisé — et on ne voit pas ce qui empêcherait de le faire — nous aurions fait un grand pas vers une meilleure utilisation des combustibles. Toutefois, quelque importante qu’elle soit, cette organisation de la production et de la répartition du combustible ne serait pas suffisante, car il y a des gens qui utilisent mal et gaspillent même le bon charbon convenant parfaitement à leurs besoins.
- La plupart des procédés et des méthodes d’utilisation rationnelle qui ont été indiqués ou préconisés ici par d’éminents spécialistes constituent des solutions à longue échéance qu’il convient certes de mettre immédiatement à l’étude ou même à exécution s’ils sont déjà suffisamment au point. Mais, en raison des longs délais de livraison, de la rareté de certaines matières et des difficultés de toutes sortes, ce n’est que dans des mois ou des années que ces transformations porteront leurs fruits.
- Et cependant, il faut aller vite, trouver des économies immédiates et réduire dès maintenant les consommations exagérées et inutiles, en attendant que, par des améliorations ou des transformations radicales de nos installations, nous atteignions l’utilisation réellement rationnelle. Mais comment arriver à ce résultat immédiat qui est indispensable. Ce ne sera, à mon avis, ni par la création de nouveaux fonctionnaires, ni par des lois ou des coercitions.
- Ce qui, en ce moment, à part le bon charbon arrivant régulièrement, fait le plus défaut et cause le plus de gaspillage dans l’industrie, c’est le manque d’entretien. La guerre a, dans les usines non touchées par la dévastation, non seulement arrêté l’évolution lente vers le progrès et les installations modernes, elle a surtout contribué à l’usure et au délabrement du matériel existant.
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- Beaucoup d’installations et non des moindres, même des centrales électriques, ont actuellement un rendement très médiocre parce qu’elles sont en mauvais état d’entretien, surchargées ou au contraire trop peu chargées. A ce sujet, le vœu émis par la Commission d’Utilisation de Combustible, d’exiger des justifications, peut avoir de très bons effets, s’il est appliqué judicieusement.
- C’est tout d’abord sur les grands consommateurs qu’il faudra agir, parce que c’est chez eux que les quantités les plus importantes pourront être économisées. La première mesure à leur demander sera de tenir une comptabilité exacte de leur consommation et de renforcer ou d’organiser, là où il n’existe pas encore, un service d’entretien des foyers, fours, chaudières, tuyauteries, machines, etc. Ces services devront comprendre, suivant le cas, des ingénieurs, techniciens, contremaîtres, et disposer du personnel ouvrier suffisant et des moyens nécessaires pour maintenir constamment .tous les appareils et installations dont dépend l’utilisation du combustible en parfait état de fonctionnement.
- Pour l’entretien, plus que pour tous autres travaux, on peut dire que vouloir c’est pouvoir ; car s’il est difficile de se procurer certaines pièces de rechange, il est souvent possible de s’aider de moyens de fortune ou de les confectionner soi-même, d’autant plus que, dans bien des cas, il ne s’agit que d’entretien courant de maçonnerie, de calorifuges et analogue.
- 11 va sans dire que ces recommandations s’appliquent également à la moyenne et à la petite industrie avec la différence que celles-ci n’auront pas besoin d’ingénieurs ou d’équi'pes spéciales d’entretien comme la grande industrie et que le gain que l’on pourra attendre d’une remise en état sera moindre que pour les* gros consommateurs, qui devraient avant toüt être suivis et tenus de porter tous leurs efforts sur l’économie de combustible. Les dépenses engagées seront d’ailleurs, dans tous les cas, amorties très rapidement.
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- MEMOIRE N» VII
- CONTRIBUTION DE M. GEORGES DARRIEUS
- A IA DISCUSSION SUR
- L’UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- Tout en reconnaissant l’importance des points de vue qui ont été abordés jusqu’ici dans la discussion, je crois devoir en signaler un qui me semble primordial, et que l’inexistence à peu prés complète en France de vastes systèmes de distribution nous empêche de reconnaître généralement, tandis que les Anglais et les Américains le placent en ce moment au tout premier plan. C’est par l’interconnexion d’un petit nombre seulement de supercentrales avec unités de l’ordre de 35000kw, et la suppression radicale du transport des combustibles solides et de leurs cendres que le Comité britannique des économies de charbon compte qu’il serait possible de réaliser l’économie annuelle de 55 millions de tonnes de charbon sur 80 millions, que M. Loiret a mentionnée dans la séance du 28 mai. Des évaluations semblables ont été faites en Amérique (par exemple 100 millions sur 140, par la seule électrification des chemins de fer).
- C’est qu’en dehors de l’amélioration du rendement, un facteur décisif d’ordre économique et financier est l’amélioration du coefficient d’utilisation (rapporté à la puissance installée), qui résulte de la diversité de la charge distribuée. Ce coefficient atteint déjà 55 à 60 0/0 dans de grands réseaux américains (Philadelphie, Détroit, Montana), et il n’est pas rare de voir toute l’activité économique et les services publics d’une province presque grande comme la France (Montana) ou. d’une grande ville (Chicago, Détroit, Philadelphie) reposer à peu près uniquement sur une Société de distribution ; de nombreuses usines en parallèle offrent avec le minimum de réserves une sécurité de service que l’on ne pourrait attendre de petites installations isolées. (Cf : rapport de M. Murray, Ingénieur-Conseil à New-York, à la Chambre de Commerce de Connecticut, reproduit dans le-Bulletin de janvier 1920 de l’A. I. E. E.).
- Des Centrales comme celle de Connor-Greek à Détroit, qui
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- sont loin de compter tous les perfectionnements prévus dans les projets récents, parviennent, en marche industrielle courante, avec le facteur de charge mensuel très élevé de 68 0/0 environ et grâce à une surveillance constante des conditions d’exploitation, à produire le kilowatt-heure net haute tension avec une consommation moyenne de 0 k 750 seulement de charbon à 7 200 calories (au lieu de 1 k 6 comme l’indique M. GrebeR.
- Les centrales modernes peuvent ne consommer en marche industrielle courante que 0 k 700 de charbon de qualité inférieure à 6000 cal. par kilowatt-heure, et des perfectionnements en vue, comme l’amélioration du cycle, le réchauffage de l’eau condensée par prises de vapeur étagées et la substitution aux économiseurs de régénérateurs pour le chauffage de l’air comburant, font espérer la réalisation prochaine de rendements thermodynamiques atteignant 20 à 25 0/0.
- Une transformation radicale de nos moyens de production en vue de la meilleure utilisation de nos Combustibles devrait donc comporter à la base l’étude d’un vaste réseau à très haute tension 150 à 220 000 volts en grandes mailles fermées en permanence à leurs points de jonction et réunissant entre eux les centres de distribution et de production (Rhône, Rhin, bassins houillers et ultérieurement marées).
- Les conditions d’établissement d’un tel réseau et ses caractéristiques de fonctionnement présenteraient, au point de vue de l’économie et de la sécurité d’exploitation, un certain nombre de particularités intéressantes, procédant de dispositions éprouvées quoique peu connues en France, mais sur lesquelles je ne puis m’étendre sans m’écarter du sujet.
- D’autre part, aucune tonne de combustible ne devrait être brûlée en vue du chauffage qui n’ait servi auparavant à produire de la force motrice, et le rôle tout naturel qui revient à ces Centrales thermiques nébessairement disséminées brûlant des combustibles liquides ou gazeux, est de servir d’usines de pointe en réservant dans le diagramme de charge la fourniture de la charge de base au réseau général et améliorant ainsi son coefficient d’utilisation.
- Les petites Centrales " combinées de chauffage et de force motrice qui existent aux États-Unis, notamment à New-York et à Saint-Louis, sont intéressantes à ce point de vue par leur marche en parallèle avec le réseau gépéral et la subordination qu’elles
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
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- réalisent en principe de la production de force motrice aux besoins du moment en vapeur de chauffage.
- Pour de nombreuses régions de la France privées de combustibles, l’extension considérable que prend en ce moment, en Suisse, l’utilisation du courant de nuit à très bas prix peut être également intéressante à suivre, bien qu’il s’agisse là d’un stade de l’utilisation des ressources naturelles qui, s’il peut encore présenter pour nous de l’intérêt pendant de nombreuses années, est, semble-t-il, actuellement dépassé dans les régions qui, comme la Californie, possèdent déjà de grands réseaux d’interconnexion.
- Par contre, une idée prophétique de Lord Kelvin, dont je m’étonne que personne ne l’ait encore signalée au cours de cette discussion, nous ouvre dans ce domaine du chauffage sans combustible des perspectives indéfinies ; il s’agit de la proposition d’effectuer les chauffages à basse température par l’utilisation d’un cycle réversible empruntant là plus grande partie de la chaleur au milieu ambiant, c’est-à-dire à une source indéfinie d’énergie sans valeur. Sir Dugald Glerk, en la rappelant récemment à l’Institution of Civil Engineers, l’estimait susceptible d’une réalisation pratique prochaine, et, en effet, divers projets de ce genre utilisant les eaux de la mer comme source froide sont actuellement à l’étude en Norvège, pour suppléer dans ce pays riche en houille blanche à la disette de charbon, sans recourir à la dégradation barbare de l’énergie que réalisent les appareils de chauffage électrique actuels.
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- MEMOIRE N° VIII
- A PROPOS DE L’UTILISATION RATIONNELLE
- DES COMBUSTIBLES
- P AK
- AI. CH . BERTHELOT
- IKGÉNIEUU-KONSEIL
- Dans leurs communications du 25 mai, M. Cliarpy et M. Le Chatelier ont nettement affirmé que pour remédier à la crise du charbon « il suffit de vouloir supprimer le gaspillage ; on peut y arriver par l’emploi de moyens bien connus aujourd’hui ». Précisément, tous les Ingénieurs qui se sont occupés de la bonne utilisation des combustibles se rangent pleinement à l’avis de ces savants.
- Pour- apporter un témoignage utile, je vais, en réponse à l’invitation dont m’a honoré M. le Président Gruner, présenter à mon tour ma déposition dans cet important débat.
- Les progrès nécessaires. — Dans le traitement des combustibles, il est deux industries qui demandent d’être développées et mises au niveau des récents progrès qui les concernent. C’est le lavage et la carbonisation de la houille.
- Le lavage de la houille. — Déjà, dans son rapport de 1918 au Comité consultatif des Arts et Manufactures, M. le Président Cruner montrait que le lavage des charbons offrait un triple intérêt, savoir : ;
- 1° Économie des frais de transport ;
- 2° Diminution des escarbilles ;
- • 3° Réduction du travail des chauffeurs.
- . Pour bien faire ressortir tout le prix de ces considérations, que j’ai développées dans une communication récente à la Société de Chimie Industrielle (1), il faut se reporter à l’observation suivante, faite par M. Loiret, Ingénieur en Chef des Mines.
- ( 1) Chimie et Industrie, mars 1920.
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- Dans une grande poudrerie du Midi, où l’on avait dû employer de médioeres tout-venants à 30-35 0/0 de cendres, au lieu de char-lions bien calibrés à 12 0/0 de cendres, on constata que pour remplacer une tonne Me celui-ci on avait dû employer 3 11 2 de celui-là.
- En présence de semblables résultats, on pourrait penser que tout a été tenté pour installer rapidement de nouveaux lavoirs à charbon ou perfectionner les anciens. Je crois bien qu’il n’en est pas ainsi. Cela eût été d’autant plus nécessaire que les mineurs prennent beaucoup moins de soins qu’autrefois pour produire du charbon propre ; en outre, l’emploi de baveuses et de marteaux-piqueurs a rendu malaisé l’épierrage dans la mine, à cause de la difficulté de procéder, à d’aide de ces engins, à l’abatage du charbon de façon méthodique. Dans ces conditions, la teneur en cendres des fines brutes a passé de 25 à 35-40 0/0. Si, en outre, l’on tient compte des difficultés d’exploitation causées par les nouvelles lois sociales, de l’accroissement d’extraction dans divers charbonnages qui ont occupé partie de la main-d’œuvre de mines dévastées par l’ennemi, on voit qu’on se trouve en présence d’une crise de puissance des lavoirs à charbon. En fait, tout ceci explique et justifie les difficultés actuelles pour classer et laver convenablement le charbon (1).
- (1) Voici ce que nous lisons dans le Journal des Usines à Gaz, 20 juillet 1920, p. 221-222 :
- DES PIERRES AU LIEU DE CHARBON
- Le Bulletin de VAssociation des Gaziers Belges, de février 1920, donne, sous la signature de M. Maurice Dumankt, une note sur les excès de matières inertes dans les charbons. Nous reproduisons ci-dessous cet article in extenso :
- « Le charbon que l’on livre actuellement est en général de mauvaise qualité, et laisse » souvent à désirer. Ce n’est pas seulement en Belgique que l’on se plaint de eet état » de choses'; il en est de même en Angleterre, en France et également en Allemagne. » Dans ce dernier pays, en particulier, la teneur en cendres de charbons livrés à la con-» sommation va cqnstamment en augmentant. Elle atteint en ce moment en moyenne » 20 0/0 contre 6,5 0/0 avant la guerre. La raison principale de cette mauvaise qualité » du combustible est que le charbon n’est plus convenablement trié et lavé dans les mines. L’abrogation du règlement en vertu duquel les bennes renfermant une très « forte proportion de pierres n’étaient pas comptées aux équipes qui les avaient rem-» plies, a exercé, à ce point de vue, une influence très préjudiciable. D’un rapport par-» venu récemment au Ministère des Travaux publics et au Commissaire d’Empire pour » les charbons, nous extrayons les intéressants renseignements suivants :
- » Dans les mois de janvier à mai 1919, les extractions, dans le district delà Ruhr, » ont atteint 26 millions de tonnes, ces charbons contenaient environ 13,5 0/0 dè pierres » en plus que la proportion qu’on y trouvait avant la guerre, soit 3 millions et demi de » tonnes de .pierres. Les pierres seules, transportées de janvier en mai, auraient rempli » 4 665 trains de 750 t (trains de marchandises formés de 50 wagons de 15 t). Si l’on » compte par mois 25 jours de travail, il serait parti de la Ruhr journellement 37 trains » chargés de pierres. Ces trains sont inutiles et consomment en outre du bon charbon » qui pourrait être employé pour d’autres usages. Si l’on faisait en sorte de n’expédier
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- l'utilisation rationnelle des comrustusles
- Ce qui importerait à l’heure actuelle, c’est de remplacer nombr\de lavoirs d’un type très ancien, ou se produisent des pertes considérables de charbon (1) On devrait résolument s’engager dans cette voie. Nous sommes tous au courant des perfectionnements introduits dans leurs lavoirs par lès mines du Nord et du Pas-de-Calais (Lens, Dourges, notamment). Yoici, d’ailleurs, quelques chiffres.
- On peut évaluer à 14 millions de tonnes la quantité de charbon en provenance des mines françaises, en 1913, traitées dans les lavoirs. Le rendement était évalué comme suit :
- 10 300 000 soit 73 0/0
- 1 200 000 — 9 —
- 2 500 000 — 18 —
- 14 000 000 soit 100 0/0
- Yoici quelques renseignements statistiques sur les quantités de charbon passées aux lavoirs :
- Pas-de-Calais.
- 1912 1911
- Tonnes. Tonnes.
- Quantités passées au lavage 6 793 606 6 388 743
- Produits marchands 5 094952 4 746 614
- Produits intermédiaires utilisés pour le service de la mine 496 306 487 650
- Déchets de lavage 1 202 345 1 154 479
- Proportion 0/0 des déchets par rapport aux quantités livrées au lavage 17,7 0/0 18 0/0
- Proportion 0/0 des produits intermédiaires par rapport aux quantités livrées au lavage 7,3 0/0 7,6 0/0
- Proportion 0/0 de la quantité livrée au lavage à la production brute 30,7 0/0 30,9 0/0
- Produits lavés. . . Intermédiaires . . Schistes ou déchets
- Total. . .
- v» des districts miniers de la Ruhr que du charbon seulement, comme en temps de paix, » et non un mélange de pierres et de charbon, on récupérerait chaque jour 37 locomo-» tives et 1850 wagons de marchandises.
- » Les expéditions de charbon de janvier en mai, qui se sont donc élevées à 26 millions ;> de tonnes, ne correspondaient, industriellement, qu’à 16 millions de tonnes en temps » de paix.
- » Ces considérations sont instructives et doivent retenir l’attention des milieux inté-» ressés. »
- (1) 11 existe encore dans certaines installations des lavoirs où le mouvement du pistonnage est produit par le pied ou la main de l’ouvrier, au xx° siècle, en France !
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- Nord.
- Les quantités lavées se sont élevées en 1912 à 4113 999 t, soit à 52,89 0/0 de la production brute. Elles ont fourni :
- Produits marchands............ 2 946627 t
- — intermédiaires........... 196 585 t
- Déchets....................... 970 787 t, soit 23,590 0/0
- Total........ 4113 999 t
- Loire.
- En 1912, la fraction de la production brute qui a passé au lavage a été de 35 0/0.
- Saône-et-Loire (en 1912).
- Production brute. Quantité passée au lavage. Rapport des quantités lavées à la production brute.
- . Tonnes. Tonnes.
- Blanzy 2 074 641 1 475 555 71,1 0/0
- Épinac 222 679 ' 220 702 99,1 0/0
- Le Greusot 676657 44192 65,3 0/0
- Montcbanin 57 374 57 374 100 0/0
- La Ghapelle-sous-Dun. 77 863 » »
- Totaux .... 2 547 458 1843 291 73,3 0/0
- Production de déchets.
- Déchets
- Déchets rapportés à la
- Criblage. Lavage. Déchets totaux. t brute.
- Xonnes.
- Blanzy................ 89 838
- Épinac................. 6 622
- Le Greusot............. 4 426
- Montchanin .... 4856
- Perrecy............... 14 843
- La Chapelle-ss-Dun. 1777 Totaux. . . . 121862
- Tonnes. Tonnes.
- 183 803 273141 13,11 0/0
- 25 998 32 620 14,6 0/0
- 9 476 ' 13 902 20,5 0/0
- 3 710 3 566 14,9 0/0
- » 14 843 31,4 0/0
- 1 041 2 818 36,0 0/0
- 224 028 345 890 13,5 0/0
- En estimant à 1,5 0/0 seulement le tonnage supplémentaire de charbon qui pourrait être récupéré par l’emploi de lavoirs modernes, on aurait économisé plus de 210000 t de charbon,
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- L UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- qui valaient alors environ 4 millions de francs (1). Aujourd’hui, en évaluant à 7 millions de tonnes’, la quantité de houille passée au lavoir, on économiserait 100 000 t de charbon, ou 150 X 100 000= 15 millions de francs par an.
- Une question importante est celle de l’utilisation des déchets du lavage de la houille; schlams, intermédiaires et schistes renfermant respectivement 35-30-65 0/0 de cendres environ. On doit impérieusement rappeler les « réalisations » des mines de Montrambert, qui permettent d’obtenir effectivement 1 kw pour 2 kg de charbon à 40 0/0 de cendres, utilisé en deux temps par carbonisation, puis par gazéification.
- La pratique créée par les mines de Montrambert offre un intérêt particulier dans les charbonnages où l’on fabrique des briquettes pour la marine, lesquelles ne doivent renferme^ que quelques unités de cendres. Les courbes de lavage de la bouille traitée montrent que le problème du lavage devient délicat si l’on s’efforce de ne produire que des schistes à fortes teneurs en cendres. Le plus souvent, c’est impossible. Voilà donc pourquoi, si on ne veut rien laisser perdre du charbon, la carbonisation ..suivie de gazéification offre de l’intérêt (2).
- C’est la raison pour laquelle, avant la guerre, les Sociétés des Mines de Lens et de Courrières, toujours éprises du progrès, avaient entrepris, non sans succès, d’intéressants essais dans cette voie. Maintenant que les Mines de Montrambert, sous l’impulsion de M. Pigeot, son directeur, ont levé les dernières difficultés, souhaitons qu’on ira de l’avant.
- Au problème du lavage du charbon, il faut joindre celui du lavage des escarbilles. On sait que la perte de charbon dans les cendres v „rie entre 5 et 15 0/0 du combustible consommé. Elle est atténuée par l’emploi de grilles mécaniques, mais celles-ci ne sont pas d’un usage commun (3).
- En règle générale, oh peut dire que les scories qui proviennent des fours à réchauffer, des fours de verrerie, des gazogènes, etc.,
- renferment de 30 à 40 0/0 d’imbrûlés. Comme M. Darnour l’a /
- (1) Ces lavoirs modernes nécessitent d’ailleurs des frais moins élevés d’installation et d’exploitation. Je l’ai montré dans de précédentes publications.
- (2) M. Bied, Ingénieur en chef au B.O.E., vient de présenter-une élégante solution à ce problème, en proposant (Herniede VIngénieur, août 1920, p. 100) d’utiliser ces déchets, comme leur composition le permet, à la fabrication du ciment. C’est fort intéressant, car la matière première apporte ainsi elle-même son charbon.
- (3) A ce propos, il convient de se reporter aux magistrales études de MM. Dieterlen et Perdrizet, parues ces dernières semaines dans « Chaleur el Industrie ».
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- l’utilisation rationnelle des combustibles m'
- déclaré, de grandes usines niellent ainsi au remblai jusqu’à 80 l de coke par jour.
- Pour séparer le carbone des stériles, on a employé des laveurs de différents types. On a nettement constaté qu’en attribuant au •coke récupéré, et qui renferme de 10 à 25 0/0 de cendres (suivant la qualité du charbon brûlé) une valeur de 70 i'r la tonne, et en admettant, par rapport aux mâchefers, un rendement de 10 0/0 en combustibles lavés, une installation pouvant traiter 3 t à l’heure se trouve amortie en six mois environ. On peut, d’ailleurs, employer avantageusement, pour la fabrication d’agglomérés de constructions, les scories résultant de cette opération.
- Dans cet esprit, plusieurs usines se sont attachées à laver leurs remblais de scories. Il semble bien qu’elles y ont trouvé de gros avantages. Cette initiative pourrait s’étendre, je crois, aux stocks de schistes constitués autrefois sur les carreaux des mines, quand on ne disposait que de lavoirs rudimentaires (1).
- La carbonisation de la houille. — Ce problème est l’un des plus importants de l’heure actuelle, car c’est de lui que dépend tout l’essor de notre métallurgie. De plus, il n’est nullement paradoxal de prétendre qu’il faut construire des fours à coke et qu’on doit en établir aussi bien dans les usines métallurgiques que dans les usines à gaz, du fait que nous manquons de charbon.
- Pour bien me faire comprendre, je vais présenter de suite les avantages iinanciers de l’industrie du coke métallurgique.
- Résultats financiers assurés par la carbonisation
- DE LA HOUILLE.
- Admettons que nous produisions en France les 12 millions de tonnes de coke métallique qui nous sont nécessaires, voyons ce que serait le bilan financier de l’opération, en adoptant les cours du mois d’avril 1920 pour le charbon, le coke et les sous-produits de la houille.
- Dépenses :
- Charbon : 15 400 0001X150 fr.................= 2 310 000 000 fr
- Frais totaux d’exploitation : 15 400 0001X 40 fr 616 600 000 fr Total........................................ 2 926 000 000 fr
- (1) On pourrait extraire de ces déchets au moins 20 0/0 (vingt pour cent) de charbon, à condition qu’ils ne soient pas mélangés à des stériles ou tous autres corps étrangers. Je crois devoir assurer que la réalisation de cette idée « paierait » largement dans la plupart des cas.
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
- Recettes :
- Coke............. 12 000 0001 X 210 fr = 2 520 000 000 fr
- Sulfate d’ammoniaque ......... 154 0001 X 1 000 fr = 246 400 000 fr
- Benzol. ...... 75 0001 X 1 800 fr - 135 000 000 fr
- Huiles lourdes . . . 130 0001 X 700 fr— 91 000 000 fr
- Naphtaline et antlira-
- eène ...... 100 0001 X 400 fr - 40 000 000 fr
- Gaz disponible . . . 1 600000000m3x0fr,10 = 160 000 000 fr lirai................ 230 0001 X 500 fr = 115 000 000 fr
- Total................... 3 307 400 000 fr
- Bénéfices nets :
- Ensemble............
- Par tonne de charbon Par tonne de coke .
- Plus-value assurée par la carbonisation de la houille.
- Valeur du coke............. 2 520 000 000 fr
- Valeur des sous-produits. . 787 400 000 fr
- Ensemble,......................... 3 307 400 000 fr
- Valeur du charbon cokéfié................... 2 310 000 000 fr
- Plus-value................. 997 400 000 fr
- soit 43 0/0 de la valeur de la bouille.
- Ces résultats sont à rapprocher de ceux cités par M. Louis Descroix (Agenda Dunod, 1920, Métallurgie, p. 63J et se rapportant aux résultats d’exploitation des cokeries allemandes en 1912. En voici le tableau :
- Valeur du coke.................. 620 000 000 fr
- Valeur des sous-produits . . . 176 000 000 fr
- Ensemble.......................... 796 000 000 fr
- Valeur du charbon........................... 560 000 000 fr
- Plus-value............... . ^ 236000 000 fr
- 381400 000 fr 24 fr, 76 31 fr, 78
- soit 42 0/0 de la valeur du charbon.
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- L UTILISAT]ON RATIONNELLE DES COMliUSTJBLES
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- Dans celte plus-value, la majoration de prix du combustible n’entre que pour 60 millions, soit 23,5 0/0, et la récupération des sous-produits pour 176 millions, soit 74,5 0/0.
- On voit par là l’énorme intérêt de la récupération. Mais ces sous-produits eux-mêmes, par traitement chimique, donnent les produits pharmaceutiques, les couleurs d’aniline,* les explosifs, qui représentaient la presque totalité des 2150 millions de francs par lesquels s’est chiffrée en 1913 la production de l’industrie chimique allemande.
- Nombre de fours à coke à construire. — En admettant que nous voulions produire les 10 millions de tonnes de coke qui vont vous manquer annuellement, et que la fabrication ne s’élève qu’à 1560t de coke par four et par an(l), il faudrait construire 6 400 fours à coke. Ceci correspond à un capital d’investissement de 1 300 millions, ce qui est peu de chose en regard du chiffre de bénéfices. Quant à l’emplacement à choisir pour les cokeries, c’est un intéressant problème géographique à étudier. Nous l’avons déjà montré.
- Observation. — J’ai admis un prix de revient très élevé pour la carbonisation, soit 40 fr par tonne de charbon, tous frais compris. En réalité, il n’excède pas 25 fr pour les usines construites vers la fin de la guerre. De plus, le prix de vente du gaz dépasse notablement, en règle générale, celui que j’ai indiqué. Enfin, comme je l’ai antérieurement démontré, on réduirait très sensiblement les frais de premier établissement et d’exploitation en construisant des fours américains dont la puissance de production par jour est triple de celle de nos fours européens (2).
- Il est intéressant de rappeler que la multiplication du nombre de fours à coke ne s’est imposé qu’un peu avant la guerre et beaucoup à cause de l’utilisation du gaz riche de fours à coke pour le chauffage des fours Martin. A cette époque, on s’est borné à remarquer que le gaz, qui se vendait en moyenne 0 fr, 02 le mètre cube, était le sous-produit le plus intéressant qu’on ne pouvait pas toujours utiliser avantageusement. On évaluait alors à 3 fr le bénéfice net laissé par la carbonisation d’une tonne de charbon (gaz non compris). On sait avec quelle attention la ques-
- (1) Voir à ce propos «.L’évolution de l’industrie du coke métallurgique», « Chimie et Industrie y> juin et août 1920.
- (2) Voir à ce propos « L’évolution de l’industrie du coke métallurgique », « Chimie et Industrie » juin et août 1920 et a Où devons-nous construire nos fours à coke ».
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- i/utilisation rationnelle des combustibles
- tion des fours à coke était suivie par les mines du Nord et du Pas-de-Calais. D’autre part, pour échapper au grave danger, que faisait peser sur notre métallurgie les prix croissants du coke, nos-maitres de forges (M. Dreux, notamment) créèrent successivement les cokeries d’Auby et de Sluiskill, celle-ci est sise en Hollande et dans des conditions tout à fait hardies, celle-là sur le charbon. En 1914, la Société de Pont-à-Mousson établit une cokerie sur les minerais, à Pont-à-Mousson même; cet exemple va être prochainement suivi. Ün a. décidé, en effet, ces derniers mois, de construiredes fours à coke à Neuves-Maisons (120 fours), puis à Homécourt (150 fours environ). Dans ces deux installations on s’inspirera certainement de l’enseignement qui sera donné par l’exploitation de la cokerie (80 fours) érigée à Montluçon, d’après les directives de M. Gharpy. Celles-ci consistent, rappelons-le, à établir côte à côte les fours à coke, les hauts fourneaux, les fours à acier et les laminoirs (1). Ainsi que l’expose M. Gharpy :
- « Dans une usine ainsi constituée, on consomme uniquement,
- » comme combustible, le charbon introduit dans les fours à » coke, qui est soumis à la distillation avec récupération de tous » les sous-produits; le coke est lui-même gazéifié dans les hauts » fourneaux, on n’utilise donc que du combustible gazeux qui » est employé soit à chauffer les fours, soit à actionner des » moteurs à gaz pauvre à rendement élevé ; on conçoit que, si » les différentes opérations sont bien coordonnées de façon à » éviter les pertes, on peut arriver à une consommation extrê-» mememt réduite. » Dans de telles conditions, on pourrait économiser au moins un poids de charbon égal à deux fois celui d’acier laminé obtenu.
- Il est donc probable que, dans un avenir prochain, notre métallurgie de gros œuvre, qui. a consommé 12 545 000 t de bouille en 1913, parviendra aisément à réaliser d’importantes économies de combustible.
- Ce qu’il faut bien dire, ou plutôt redire, c’est que la véritable économie doit porter sur la consommation domestique, qui représente 25 0/0 (coke d’usines à gaz compris) de l’ensemble de la consommation française de charbon. Eh bien! il n’est possible d’arriver à de réels résultats qu’à condition d’accroître non seulement la puissance de nos usines à gaz, mais encore leur rayon de distribution chaque fois que cela est possible.
- (1) Consulter là très intéressante étude de MM. Bone et Hadüeld, parue dans les nu^ mères'de mai et juin 1920 de la « Revue de la Métallurgie ».
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- L’UTILISATION RATIONNELLE UES COMBUSTIBLES
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- Or, c’est possible, par exemple, dans la Seine, la Seine-et-Oise, la Marne, le Nord, le Pas-de-Calais, etc. C’est aussi une nécessité impérieuse pour les usines à gaz que de devenir productrices de coke métallurgique. Dès ce moment, elles pourront échapper à la crise financière dans laquelle elles s’engagent de plus en plus profondément, malgré le relèvement du prix du gaz, et, pour le plus grand bien de tous, le leur tout d’abord, on pourra utiliser du gaz de ville pour les besoins industriels (1). En effet, que voyons-nous? Malgré sa gestion si appréciée, la Société du Gaz de Paris a éprouvé un déficit d’exploitation de 92 602 939 fr entre le 1er août 1914 et le 31 décembre 1918, auquel s’ajoute celui de l’année 1919, lequel s’élève à 16 648 000 fr (rapport de M. Desvaux au Conseil municipal, séance du 18 juin 1920). Dans les villes de province, il n’est probablement aucune Société gazière (2) qui ait recueilli des bénéfices en 1919, tout au moins ceux-ci sont en diminution bien marquée comparativement à ceux de 1918.
- Parallèlement, il est fort curieux d’examiner les résultats financiers, pour l’année 1919, de l’usine à gaz d’une ville de plus de 100000 habitants, fort bien gérée, et ayant établi une entente avec des cokeries voisines qui lui livrent du gaz de fours à coke à 0 fr, 14 le mètre cube. De ces tableaux, publiés ces temps-ci, on peut extraire des renseignements fort curieux.
- On peut dire qu’en faisant abstraction du gaz fourni par les cokeries voisines, le prix de revient du gaz produit à l’usine à gaz ressort à 0 fr, 944 le mètre cube et le prix de vente à 0 fr, 50, dont 0 fr, 30 sur le gaz lui-même, plus 0 fr, 20 par les recettes sur la vente du coke et des sous-produits, la redevance de la ville, ainsi que la vente, la location, l’installation de branchements et de compteurs.
- Tous les intéressés auront grand avantage à comparer ces' divers prix de revient et de vente du gaz dans la cokerie, d’une part, et dans l’usine à gaz, d’autre part. Q’est un exemple probant, pris pour un cas moyen, de la nécessité du rapprochement des usines à gaz et des cokeries pour le plus grand bien de tous : la nation, les Compagnies^ gazières et le consommateur.
- Je me range, d’ailleurs, pleinement aux observations pré-
- /
- (1) A propos du prix de revient du gaz dans les cokeries gazières, consulter « L’évolution de l’industrie du coke métallurgique », « Chimie et Industrie », juin et août 1920.
- (2) La Société d’Eclairage, Chauffage, Force motrice fait exception à cette règle, mais on connait les idées et surtout les réalisations de M. Masse, son administrateur-délégué.
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- sentées par M. H. Portevin, bien qualifié pour savoir ce qui se passe en Champagne. Pourquoi y suivre encore la vieille routine, en reconstituant des usines de faible puissance, ayant leurs chaudières, leurs machines à vapeur, leurs multiples transmissions, pourquoi ne pas créer une centrale de fours à coke distribuant de l’énergie électrique et du gaz, faisant place à de faibles usines, sans lien entre elles, gaspillant le charbon, la main-d’œuvre, et absorbant en vain des capitaux. Ne connaît-on donc pas tous les avantages du gaz pour les besoins domestiques et industriels.
- Ce qui est vrai dans la Champagne l’est aussi dans le Nord, où l’on reconstruit des usines, des fours divers, bons voici cinquante ans.
- Pour un budget de reconstitution plutôt modeste, relativement à la grande tâche de relèvement des ruines, ces fâcheux errements sont fort regrettables. Les disponibilités du Service de la Reconstitution devraient aller d’abord aux Compagnies minières et métallurgiques, qui s’inspirent si bien de l’économie de combustibles — il n’y a qu’une voix pour cela — tandis que toute avance devrait être refusée à ceux qui ne comprennent pas le devoir de l’heure présente.
- Les sous-produits de l'industrie du coke métallurgique. — On démontre aisément que, même en carbonisant par an 20 millions de tonnes de charbon, nous resterions importateurs de sulfate d’ammoniaque, de benzol et de dérivés du goudron. Puisque cette cause-là est entendue, allons vite aux réalisations.
- Nous devons aussi attirer l’attention sur l’absolue nécessité de moderniser la plupart des installations pour la récupération des sous-produits, en marche avant la guerie. Nous pouvons affirmer que ces dépenses, même entreprises maintenant, seraient rapidement compensées par une amélioration du rendement en sous-pro-duits (1) et par d’importantes économies de vapeur.
- CONCLUSIONS
- Le problème du lavage des charbons et des mâchefers est d’un intérêt immédiat. Celui de réaliser la construction de
- (1) Sait-on ainsi qu’on ne perd jamais moins de 1 kg, 500 de benzol par tonne de charbon cokéfié et que, par kilogramme de benzol obtenu, on dépense au moins 14 à 16 kg de vapeur. Une économie de 30 0/0 est cependant très facile à réaliser.
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- fours à coke, en nombre suffisant pour produire tout le coke nécessaire à notre industrie, doit passer au premier plan de nos préoccupations et de nos études qui devront s’inspirer des derniers progrès techniques. II. faudra malheureusement plusieurs années pour remplir complètement ce programme, qui permettra d’obtenir les sérieuses économies de combustible réclamées par tous. D’autres solutions plus lointaines sont également à envisager, par exemple la création de stations centrales de carbonisation et de gazéification dont l’intérêt est bien établi. Cependant, pour les unes, comme pour les autres, on n’arrivera à un résultat qu’autant que le facteur volonté jouera de toute sa puissance et dans tout le pays.
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- IX
- ANALYSES & EXTRAITS DE DIVERSES COMMUNICATIONS
- REMISES APRÈS ACHÈVEMENT DE LA DISCUSSION EN SÉANCE PUBLIQUE
- DE LA QUESTION
- DE L’ÜIUISATKM HATIOMEILE DES COMBUSTIBLES
- M. R. Godfernaux attire l’attention sur des perfectionnements apportés, dans cet ordre d’idées, aux locomotives, par l’alimentation de leur chaudière à très haute température.
- Les Compagnies de ^chemins de fer ont successivement, mais sans^rand succès, recherché Futilisation des vapeurs d’échappement :
- 1° Au moyen de réchauffeurs sous pression, c’est-à-dire de réchauffeurs au travers desquels une pompe refoulait l’eau du tender ;
- 2° Au moyen d’injecteurs combinés dans lesquels on diminuait la quantité de vapeur vive prélevée par l’apport d’une certaine quantité de vapeur d’échappement ;
- 3° Au moyen de condenseurs à mélanges et de pompes.
- M. Godfernaux signale les résultats plus effectifs obtenus sur des chaudières par des dispositifs où :
- La vapeur d’échappement circule à travers le faisceau tubulaire baigné par l’eau à réchauffer ;
- L’eau dans le réchauffeur ne se trouve soumise à aucune pression ;
- Et où l’eau n’est prise par la pompe pour être refoulée ensuite dans la chaudière qu’après avoir été réchauffée.
- Il remarque que les résultats fùrent plus satisfaisants encore quand furent adoptés divers perfectionnements qui :
- Facilitèrent le nettoyage et l’évacuation des tartres déposés dans le réchauffeur qui formait un véritable bassiij de décantation ;
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- L UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
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- Permirent l’emploi d’nn réchauffeur constamment à l’air libre et, par suite, permirent l’évacuation de l’air et de l’acide carbonique contenus dans l’eau et dégagés au moment de son réchauffage ;
- Et enfin, réglèrent l’admission de vapeur d’échappement, de manière que les quantités admises restent constamment proportionnelles à la quantité d’eau à fournir.
- Egalement la pompe était perfectionnée, tant au point de vue de la circulation d’eau qu’au point de vue de sa distribution, et en Ame de faciliter son entretien.
- M. Godfernaux signale que plus de 100 de ces appareils Ch. Caille-Potonie sont actuellement en seimice sur déverses Compagnies et procurent une économie de combustible de plus de 1 kg de charbon par mètre carré de surface de grille et par kilomètre parcouru, une réduction de la fatigue de la machine, une diminution appréciable de son entartrement et une grande simplification dans le traAnil du mécanicien.
- M. Clerc insiste sur l’avantage considérable qu’il a vu réalisé par tel consommateur qui analysait régulièrement la houille qu’il avait à consommer et, en même temps, apportait la même régularité au dosage du carbone dans les cendres, à l’analyse des gaz'brûlés et au mesurage de l’eau consommée.
- Il Amudrait que l’analyse des houilles devienne de règle courante chez les consommateurs et, pour cela, il suggère l’idée de l’organisation d’un service qui vienne journellement prélever des échantillons marqués sur la houille destinée à la consommation des jours suivants, qui les transporte rapidement dans un bureau,, installé pour faire ces analyses par des procédés industriels, et qui fasse connaître sans retard, quelques heures après, les résultats obtenus.
- Il estime que le paiement des charbons devrait être basé sur les résultats ainsi constatés, tels que teneur en cendres et en matières Amlatiles, et aussi proportion des menus.
- M. Félix Colomer 'entrevoit un remède à la pénurie actuelle de combustible dans l’utilisation, intensive du lignite, jusqu’ici trop négligé en France malgré son abondance dans certains.
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- l’utilisation rationnelle dus combustibles
- départements tels que le Gard, la Vaucluse, l’Aveyron, l’Ariège, la Dordogne, les Landes, la Savoie, l’Ain, etc.
- La distillation à basse température lui parait le meilleur moyen de tirer parti de ce combustible puisqu’elle fournit non seulement un coke à consommer dans des gazogènes, mais aussi des gaz, du goudron, du benzol et des sulfates d’ammoniaque.
- M. Ravy cherche à établir que, par l’agglomération généralisée de tous les déchets charbonneux, il serait possible, d’arriver à fournir un complément important aux combustibles actuellement utilisés. Comme agglomérant, il préconise un mélange d’huile lourde, de goudron, de matières oléagineuses et de silicate de soude qui entrerait pour 40 0/0 dans la composition de l’aggloméré.
- M. Augustin Rey, préoccupé de la lente désaffection,d’après lui, des ouvriers mineurs pour leur travail, voudrait une diminution considérable dans ,1a main-d’œuvre nécessaire à l’alimentation du monde en combustibles minéraux.
- 11 demande la suppression de tous les intermédiaires inutiles, de toute perte de temps, de mouvement et de dépense qui n’est pas strictement indispensable.
- La perte presque criminelle des calories et des produits de la distillation de la houille iui paraît un de ces phénomènes qui appelle des mesures radicales.
- Pour les industries qui ont besoin d’utiliser la houille directement, on leur fournirait les meilleures qualités appropriées à chacune d’elles; l’extraction serait modernisée dans la plus large mesure et les transports organisés à la perfection.
- Pour la force motrice et le chauffage, M. Rey préconise la transformation du combustible, à l’endroit même' de son extraction, en force électrique et en sous-produits ; il va même jusqu’à suggérer l’installation des usines de transformation au niveau des différents étages d’extraction afin d’éviter absolument tout transport inutile et toute perte de main-d’œuvre.
- La force motrice sortant de ces usines serait transportée distance et mise à la portée de toutes les industries et remplacerait ainsi l’emploi direct du combustible.
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- l’utilisation rationnelle des combustibles
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- Pour le chauffage de l’habitation, M. Rey attend la solution de l’électricité ; car, dit-il, « demain, les applications de l’hygiène » et du confort de toute l’habitation seront immenses ».
- « Il s’agit pour lui, non seulement du chauffage de Pair de » l’habitation, problème hygiénique, économique et social à la » fois, mais du chauffage de l’eau et des aliments par les pro-» cédés les plus perfectionnés, pour ainsi dire automatiques. »
- « Dans ce temps d’unification, nous devons, dit M. Rey, cher-» cher également à créer le chauffage unifié, comme la force » motrice unifiée. »
- Comme exemple, il invoque les installations réalisées en Amé • rique. « Il faut, dit-il, faire état d’une organisation méthodique » du pouvoir électrique tiré de l’utilisation des combustibles » brûlés sur le carreau de la mine. »
- M. Rey voudrait, pour réaliser cette organisation méthodique, soit le sectionnement' des vingt-quatre heures en quatre tarifs différents :
- Tarif de jour ;
- Tarif du début et de la fin du jour ;
- Tarif de nuit ;
- Et enfin tarif de 12 à 14 heures.
- Soit, ce qui lui paraît plus pratique, l’accumulation pendant les heures de nuit ou de faible consommation, de la puissance électrique, sous forme de calories, dans des poêles spéciaux à eau, qui les restituent le jour.
- Utilisant la loi du 19 octobre 1919 permettant à l’État d’établir dans les régions dévastées un service d’interconnexion entre les principaux réseaux d’électricité du Nord et de l’Est, M. Rey voudrait arriver à prévenir dans ces régions toute réinstallation d’appareils de consommation fractionnée et réaliser partout l’utilisation de la force électrique d’abord au chauffage et à la cuisine, puis à la force motrice et finalement seulement à l’éclairage.
- Cette question du chauffage électrique par accumulation de chaleur est signalée par M. A. Legrand comme réalisée dans la maison d’école de Baden en Argovie. L’énergie électrique n’est utilisée que pendant la nuit, ce qui a nécessité une accumula-
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- L UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
- tion considérable de chaleur. A cet effet a été installée une grande chaudière, timbrée à 3 atm, où l’eau atteint la température de 132° G. Cette chaudière est entourée de matières réalisant une très bonne isolation.
- Le rendement obtenu a été de 97 0/0.
- L’essai parait avoir donné toute satisfaction en assurant, au cours d’un hiver où la température est descendue certains jours à —16°, une température moyenne de 4-13° dans une grande école comprenant 19 salles de cours et 9 locaux auxiliaires, d’un cubage de 7 300 m3 chauffés.
- Une installation semblable a, depuis, été réalisée à l'hôpital du District de Baden.
- Il semble donc y avoir là une utilisation rationnelle du courant des centrales hydro-électriques pendant les heures où l’industrie chôme normalement.
- Note rectificative de àl. Grebee.
- Dans le procès-verbal de la séance du II juin dernier, il y a lieu d’apporter les corrections et additions suivantes au résumé concernant la communication de M. Grebee, savoir :
- Page 193, ofi ligne .- après « pouvoir calorifique », ajouter «, calibrage!
- 193, 6° 193, 7° 195, 8*
- 195, 2"
- — « matières volatiles », fermer la parenthèse.'
- — « ménagères. », supprimer la parenthèse, en remontant, au lieu de « 270 m », mettre
- « 270 m3».
- en remontant, au lieu de mettre « deux fois ».
- deux fois et demie
- — 196, bas du tableau à revoir :
- 270 1 gaz à 5,5 cal.......
- 500 gr coke à 0,5 cal. . . .
- 30 gr brai à 9 cal.......
- 10 gr huile lourde à 9 cal. 5 gr benzol à 10 cal. . .
- 0,25X1485 \............
- 0,15X3 250 / 912,6 cal
- 0,07 X 270 V ou 1,05 kw-h 0,25X 00 \ (1,43 ch-h)
- 0,25 X 50 ).......... .
- 207 1: 1,3 = 207 bougies-h™» (10 cal par bougie-heure
- 5 gr : 0,8 — 6 bougies-heures (11 cal par bougie-heure)
- Page 196, 5e ligne : au lieu de « charbon produite », mettre « charbon. Produite »..
- — 196, 13eligne : ajouter une virgule après « , ën France, ».
- — 197, 15e — en remontant, ajouter une virgule après « de
- goudron, ».
- * — 197, 2e •— en remontant, ajouter une virgule après «, pendant la guerre, ».
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- L UTILISATION RATIONNELLE DES COMBUSTIBLES
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- Depuis l’envoi du Procès-Verbal du 9 juillet, nous avons reçu de M. Blaci-ie la lettre suivante :
- « Montrambert, le 3 Septembre 1920.
- » Monsieur le Président
- de la Société des Ingénieurs Civils de France, Paris.
- » Monsieur le Président,
- » Dans les conclusions exposées par M. Charpy à la séance du 9 juillet » dernier sur l'Utilisation Rationnelle des Combustibles et qui sont reproduites » dans le Procès-Verbal de cette séance, je relève une erreur que je vous serais » très obligé de bien vouloir faire rectifier.
- » M. Charpy .laisse entendre, en effet, que les études que nous poursuivons » à Montrambert se rattachent à la question de la distillation à basse ternpé-» rature. 0 n’en est rien. Ainsi que je l’ai exposé à la séance du 25 juin, les v grandes lignes de la solution que nous avons adoptées sont :
- » 1° La cokéfaction des combustibles cendreux dans les conditions ordinaires » de marche des fours à çoke, avec une récupération des sous-produits ;
- » 2° Le traitement du coke obtenu dans des gazogènes pour la product ion de » la force motrice, avec récupération secondaire des sous-produits.
- » D’une façon plus générale, nous envisageons l'installation d'une Centrale » à gaz pour la carbonisation et la gazéification des combustibles cendreux, en » donnant un large développement, à la récupération des sous-produits; le gaz » de distillation et le gaz de gazogènes étant destinés au chauffage et à la » production de la force motrice.
- » Veuillez agréer,etc. » Blache ».
- TABLE
- DES MATIERES
- L— L'Utilisation rationnelle des combustibles, par M. G. Charpy. Mémoire suivi des conclusions formulées par M. Charpy à la lin de la discussion.....................................................245
- II. — Les moyens d'accélérer le progrès dans l'économie des combus-
- tibles, par M. Emilio Damour.....................................283
- III. — Note de M. de Loisy sur la Consommation de charbon dans la
- grosse métallurgie................................................305
- IV. — Note de M. K, Sosnowsky sur l’Utilisation rationnelle des com-
- bustibles............ =....- .................................. 357
- V.— Note de M. Ader, directeur du Service des Charbons, sur les mesures administratives susceptibles de faciliter les économies
- de combustibles ..................................................360
- VL — Note de M. Kammerer sur les mesures susceptibles de réaliser une
- meilleure utilisation des combustibles ........................ . 367
- VIL — Contribution de M. Darrieùs à la discussion sur l'Utilisation
- rationnelle des combustibles .....................................373
- VIII. — A propos de l’Utilisation rationnelle des combustibles, par M. Ch.
- Berthelot.........................................................376
- IX. — Analyses et extraits de diverses communications remises après achèvement, de la discussion en séance publique de la question de Futilisation rationnelle des combustibles . ...........................388
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- CONGRÈS D’HYGIÈNE
- TENU A BRUXELLES DU 20 AU 24 MAI 1920 ET ORGANISÉ
- PAR LE “ROYAL INSTITUE Of PUBLIC HEALTH”
- (De Londres)
- < I
- Sur l’invitation de M. Adolphe MAX, Bourgmestre de Bruxelles.
- COMPTE RENDU DE M. A. HÇUDRY
- DÉLÉGUÉ DE LA SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE
- Ce Congrès d’Hygiène auquel ont participé les hygiénistes américains, anglais, belges, danois, français, italiens et suisses, a été organisé par le «Royal Institute of Public Health », de Londres, et par un Comité belge, sous la présidence d’honneur de L.-M. le Roi et la Reine d’Angleterre, et la présidence effective de l’honorabte lord Leverhulme.
- Le Président du Comité d’organisation élail le Docteur Putzeys, Vice-Président de l’Académie Royale Belge de Médecine.
- Le Président du Comité français était le Professeur Gariel, et le Secrétaire général. M. Marié-Davy. •
- Le Congrès comprenait six sections : , l'-
- Hygiène sociale;
- Hygiène militaire, navale et coloniale ;
- Hygiène municipale; ^
- Hygiène industrielle ;
- Hygiène du travail féminin ; protection de la mère et de l’enfant ;
- Bactériologie et Chimie,
- Chacune de ces Sections, comme le Congrès lui-même, avait son Président, ses Vice-Présidents et ses rapporteurs anglais, son Président, ses Vice-Présidents et ses rapporteurs belges. ' Aucune limite n’était fixée quant au nombre et aux sujets des rapports, qui n’étaient pas imprimés avant le Congrès ; on en
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- CONGRÈS D'HYGIÈNE
- demandait seulement le titre et un résumé pour le traduire en anglais.
- Il paraît, malheureusement, que les Anglais ont décidé que les rapports ne seraient pas, comme cela a lieu d’habitude, publiés dans des fascicules qui seraient envoyés aux Membres adhérents du Congrès, mais paraîtraient, simplement dans un Journal d’Hygiène anglais.
- Voici pour les quatre Sections qui intéressent plus particuliérement la Société des Ingénieurs Civils de France, les sujets des rapports qui ont été lus au Congrès.
- Troisième Section. — Hygiène Municipale.
- Rapports kn Anglais : **
- Les Cités-Jardins et la santé publique;'par M. le Docteur Macfadyen, Médecin en chef du Service d’Hygiène de Letchworth.
- La protection de Venfant avant la naissance au point de vue de la prévention de la mortalité infantile, parM. le Docteur S. G. Moore, Médecin -en chef du Service d’Hygiène de Hudderslîeld.
- La Prévention de la contagion réciproque dans tes hôpitaux d'isolement', par M. le Docteur C. Rundle, Médecin en chef des Hôpitaux municipaux de Liverpool.
- L'approvisionnement des villes, en lait, par M. l'Echevin A. Shel-merdine.
- Les nécessités alimentaires, des grandes villes, par M le Docteur J.-P, Kinloch.
- Rapports kn Franc us:
- L’hygiène des Villes d’eaux, par M. le Docteur Wybauw.
- Le Service de la Voirie à lœelles, par M. Dewert, Ingénieur, Directeur des Travaux publics, à Ixelles.
- Les Distributions d’eau en Belgique, par' M. A. Mennes, Inspecteur des Travaux d’Hygiène, au Ministère de l’Intérieur.
- Le Service des Eaux de la Ville de Bruxelles, par M. Trullemans, Ingénieur en chef du Service des Eaux de la Ville de Bruxelles.
- Les Installations de la Distribution Intercommunale des Eaux de
- Bull.
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- CONGRÈS D’HYGIÈNE
- Bruxelles, par M. Yan Meenen, Ingénieur en chef de la Compagnie Intercommunale des Eaux de Bruxelles.
- L’Urbanisme et l'Hygiène en Belgique, par M. A. Verwilghen, Directeur de rOffice des Régions dévastées, au Ministère de l’Intérieur.
- De plus, il a été ouvert une grande discussion sur la Tuberculose, au sujet de son Contrôle administratif, et une autre sur l’Habitation (logement dans les grandes villes), discussions auxquelles -ont pris part, un grand nombre de Rapporteurs éminents.
- Quatrième Section. — Hygiène Industrielle.
- Rapports en Anglais :
- Les Progrès de la protection de l’Ouvrier dans VIndustrie, par Miss A.-M. Anderson.
- L'Hygiène et la santé du personnel dans les Mines de Broken Bill, par
- • M. le Docteur Melville Birks, Médecin en chef de l’Hôpital de Broken Iiill (Australie Méridionale).
- VEclairage industriel dans ses rapports avec la santé et la sécurité, par M. l’Ingénieur Léon Gaster.
- L’Aspect économique du Nystagmus des Mineurs, par M. le Docteur T. Lister Llewellyn.
- Les Intoxications par l’Oxyde de carbone, par M. le Lieutenant-Colonel, Docteur 1). Dale Logan, du Service de Santé de l’Armée britannique.
- 'La Fatigue Industrielle, par M. le Professeur Stanley Kent
- La place de la Médecine Industrielle dans la Science Médicale, par M. le Docteur Frank Shufflebotham.
- .Le Travail des enfants et la répartition des Industries dans leurs relations avec la taille et le développement physique des jeunes ouvriers, par M.-H.-J. Wilson de Glasgow.
- Enfin, une démonstration relative au sauvetage dans les Mines
- a été faite par le Lieutenant-Colonel Dale Logan.
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- Rapports en Français :
- Prophylaxie du Saturnisme, par M. le Docteur de Clairfayt, Médecin des Usines à zinc, de la Nouvelle-Montagne et de la Vieille-Montagne, à Saint-Georges-sur-Meuse.
- La Salubrité des Usines à zinc et à plomb, par M. V. Firket, Ingénieur, Directeur d’Usines, à Hasselt.
- L’Etat sanitaire des Ouvriers Liégeois déportés en Allemagne (projections lumineuses), par M. le Docteur René Ledent.
- Le Nystagmus des Mineurs, par M. le Docteur Stassen, Médecin, Directeur du Dispensaire de l’Espérance.
- Les Installations hygiéniques dans la Vie Industrielle Moderne, par M. Louis Dejardin, Directeur général honoraire au Ministère belge de l’Industrie, du Travail et du Ravitaillement.
- Cinquième Section. — Hygiène dans ses relations avec le travail féminin et la protection de l’enfance.
- Nous avons donné les titres de tous les rapports qui ont été présentés, bien que certains d’entre eux seulement, soient de nature à intéresser ceux des Membres de la Société des Ingénieurs Civils qui, dans leur industrie emploient des femmes et des enfants.
- Rapports en Anglais :
- Ce que les femmes ont accompli au Ministère de la Santé publique, par Mme la Vicomtesse Rhondda.
- Les Effets de l’alcoolisme sur la Nation, par M"1R la Vicomtesse Astor. La Protection de l’Enfant avant sa naissance, par Lady Doctoresse Barrett.
- La Vie sociale de l'Enfant, par Lady Leslie Mackenzie.
- La Salle des femmes enceintes dans les Hôpitaux, par M. le Docteur John W. Ballantyne.
- La Physiologie de l’Enfance, par Mlle>la Doctoresse Winnifred Cullis. L’Education du personnel chargé de la protection de l’Enfance, par M. le Docteur J.-S. Fairbairn.
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- Le Travail féminin et la Maternité, par MUe la Do'ctoresse Letitia Fairfîeld.
- L'Art de la Maternité au point de vue des Mères, par Mme H.-B. Irving.
- La Protection de l'Enfant avant sa naissance et la Prévention de la mortalité infantile, par M. le Colonel J.-R. Kaye, du Service de Santé de l’Armée britannique, Médecin en chef du Service d’Hygiène de West Riding du Yorkshire.
- Les principes et la pratique de VEducation sexuelle, par Mlle la Conseillère Norah-March.
- L’éducation en plein air, par Marié-Davy.
- La coordination des diverses branches des Centres de protection de l'Enfance, par MUe la Doctoresse Ghristime Murrell.
- Les droits et les pouvoirs des Sages-Femmes, par MlleRosalinde Paget, Membre du Conseil des Sages-Femmes.
- La question de l’habitation et la mortalité infantile, par M. le Docteur S.-G. Moore, Médecin en chef du Service d’Hygiène de Huddersfield.
- Le placement des nourrissons dans les Crèches, par M. le Docteur Eric L. Pritchard.
- La Natalité et l'Empire, par M. le Docteur C.-Wi Saleeby.
- La valeur hygiénique des Instituts de Village danois, par Mlle Smith
- Fl ACCl d
- Rapports en Français ;
- L’Âge d’admission des Jeunes Ouvrières au travail, par Mlle Delalieux.
- La protection des Enfants des Ouvriers après la guerre, par Mlle de Meyer, Inspectrice du travail.
- Comment, dans les « temps nouveaux », pourra être organisée la protection de l'Ouvrière et de soîi enfant, en Belgique, par Mme Plasky, Inspectrice du travail.
- La protection des Enfants et des Mères, en Belgique, par M. Henri
- - Yelge, Secrétaire général, du Conseil supérieur des OEuvres dé l’Enfance.
- Hygiène et Puberté, par M. le Docteur Possemiers.
- Les Conseils à donner aux Mères ouvrières pour élever leurs Enfants, par Mmc Louise de Groes.
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- congrès d’hygiène
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- Education Post-Scolaire des Ouvrières de VIndustrie, par Mlle Tilla Vulhopp.
- Hygiène du Travail dans les Blanchisseries, par Mlle Dorothée Robert.
- Hygiène et Organisation du Travail à domicile, par MUe Baers.
- Sixième Section. — Bactériologie et Chimie.
- Nous ne donnons ci-dessous que les titres des rapports concernant la Chimie et qui sont de nature à intéresser les Membres de la Société des Ingénieurs Civils faisant partie de la cinquième Section (Physique et Chimie industrielles).
- Rapports en Anglais :
- L’approvisionnement en eau, spécialement à GaUipoli, par M. le Commandant, Docteur Arthur Gaskell de la Marine Royale Britannique.
- L’Approvisionnement en eau potable pendant la guerre,pur M. le Major, Docteur R.-W.-H. Jackson.
- La chlorinatim des eaux potables, par M. Joseph Race.
- Le lait et les fadeurs accessoires de la nutrition, par M. le Capitaine John Golding.
- Rapports en Français :
- Nécessité de modifier le taux admis précédemment comme limite de richesse d’une eau alimentaire en chlorures, unification des méthodes d’analyse des eaux, par M. le Docteur J. Muset.
- La javellisation des eaux de distribution : résultats de six années d’expérience, par M. le Docteur A.-J.-J. Vandevelde.
- Epuration des eaux au service de l’Armée belge en campagne, par M. Dendalle, Pharmacien Expert-Chimiste.
- Le Saturnisme dans les Industries céramiques, par M. le Docteur Schoofs, Professeur à l’Université de Liège.
- En outre, M. le Professeur Nicolle, de l’Institut Pasteur de Paris, a fait, en anglais, trois grandes Conférences sur The
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- Anligens and Anti-Bodies, au point de vue théorique, au point de vue pratique et au point de vue thérapeutique.
- Le programme du Congrès était le suivant :
- Le mercredi 49 mai à 9 heures du soir, le Comité d’organisation réunissait, en une réception intime, les Membres du Congrès.
- La Séance solennelle d’ouverture, honorée de la présence de sa Majesté le Roi des Belges, a eu lieu le jeudi 20 mai à 11 heures du matin.
- Le discours de bienvenue fut prononcé par M. J. Renkin, Ministre de l’Intérieur, qui, après avoir résumé en quelques mots l’objet du Congrès, parla en termes chaleureux de la France et de l’aide qu’elle a donnée à la Belgique, avant, pendant, et après la guerre.
- Des réponses furent ensuite prononcées au nom de :
- La Belgique, par M. le Professeur Putzeys ;
- l)u Danemark, par M. le Docteur-Médecin, Ivnud Faber;
- De la France, par M. le Professeur Léon Bernard ;
- De la Grande-Bretagne, par The Right. Hon. The Lord Dawson.
- De la Suisse, par M. le Professeur-Docteur Hector Cristiani.
- Des États-Unis, par M. le Professeur William T. Sedgwick.
- Avant que chacun des Délégués prenne la parole, la Musique Militaire jouait l’Hymne National du pays des Délégués. De légers applaudissements se faisaient alors entendre, mais lorsque la Musique termina La Marseillaise, ce fut un tonnerre d’applaudissements qui alla au cœur des Français présents à l’Assemblée. Le signal des hourras fut même donné par les Anglais.
- L’après-midi du jeudi 20 mai, les sections se réunirent en séance, dans six locaux différents pour entendre communication des rapports, et le soir, à 9 heures et demie, M. le Ministre des Affaires étrangères et Mme Paul Hymans recevaient dans leurs Salons, les Délégués de toutes les Nations représentées au Congrès ainsi que de nombreuses notabilités de Bruxelles.
- Le vendredi 21 mai, fut une journée de travail.
- Pour le samedi 22 mai, des excursions avaient été organisées par petits, groupes pour le front de l’Yser, pour Anvers, et le Sanatorium de Westmalle ; pour Spa et le Sanatorium de Bor-
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- goumont ; pour Dinant et les Installations du captage des sources du Bocq à Spontin ; pour le Service des Eaux de Bruxelles ; pour l’Hôpital de Jette et les Instituts Universitaires, Institut Pasteur du Brabant, Musée d’Histoire Naturelle.
- A 9 heures du soir, réception à l’Hôtel de Ville, par M. le Bourgmestre Max, assisté des éclievins et du Conseil Municipal.
- Dimanche matin, 23 mai, jour de la Pentecôte, repos et service religieux ; l’après-midi, excursions à Waterloo et Croenondael, et au Musée Colonial de Tervueren.
- Enfin, le lundi 24 mai, séance de clôture des Sections et à 7 heures et demie du soir, Banquet par souscriptions à la Taverne Royale, Galerie du Roi, sous la présidence de M. le Vicomte Sandhurst.
- En résumé, ce Congrès fut tout à fait réussi. Nous n’avons à regretter, quant à nous, que la plupart des communications étaient en langue anglaise, sans qu’il y ait eu, au moins, un résumé en langue française, ce qui aurait dû être fait pour un Congrès qui avait lieu en Belgique et était organisé par le Bourgmestre de Bruxelles.
- N.-B. — Au dernier moment il est signalé que les comptes rendus du gécent Congrès d’Hygiène, paraîtront dans le Journal of State Medecine, publié par le Royal Ins litote of Public Health, 37, Russell Square, à Londres W. C. I.
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- COMPTE RENDE DE LA VISITE EN FRANCE
- DE LA
- DÉLÉGATION DE LA SECTION DRITAAMOl'E
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE ^
- Sous la conduite de M. Gueritte, leur Président, et de M. Sloog, leur Secrétaire Honoraire, des Membres de la Section Britannique, auxquels s’étaient joints un certain nombre d’ingénieurs anglais, non encore membres de la Société, et quelques dames, sont venus en France pour prendre part, du 22 au 26 juin, à une Excursion que la Société avait organisée à leur intention dans les régions dévastées du Nord de la France.
- Le mardi soir 22 juin, veille du départ pour l’Excursion proprement dite, les Excursionnistes, sur invitation du Comité de la Société, se rencontraient, dans la grande salle de la rue Blanche, avec les anciens Présidents de la Société et les Membres
- (1) Ont pris part à cette Excursion :
- MM.’ T. J. Gueritte, Directeur de la Maison Mouchel et Partners (Béton armé), Président de la Section Britannique des I. C. P., Président de la Chambre de Commerce Française de Londres, Vice-Président de la Society of Engineers, etc. ; M"10 Gué-kitte ; II. Sloog, Ingénieur-Conseil pour l’Elêctricité, Secrétaire Honoraire delà Section Britannique des I. C. F. ; A. M. 1. E. E., Membre du Conseil de la Sociéty of Civil Engineers; Mm0 Sloog; John Bilbie, Ingénieur-Constructeur; E. Kavlob, Ingénieur-Constructeur (Béton armé) (système Ilennebique) ; Lieutenant-Colonel B. Martin, Ingénieur-Architecte; Lieutenant-Colonel G. Wescott, Ingénieur-Architecte; Mme Wescott; Sl Turner-Morris, Ingénieur-Constructeur (Béton armé); Lieutenant-Colonel J.-M. Moncriefk, ancien Directeur des Constructions Navales à l’Amirauté ; W. Hay, Ingénieur des Mines, Directeur des Thomcliffe Collieries ; Edmund Cullis, Ingénieur-Constructeur (Béton armé), Ingénieur de la Commission du Fleuve de Severn ; Frank Merricks, Président de l’Institution of Mining and Metallurgy; M-10 Merricks ; Mm0 Sweetnam; Arthur Petit, Ingénieur des Mines; Mme Petit; Noël-G., Hackney, Ingénieur des Mines; Mme Hackney; Mn° Niven ; Stanley H. Ford, Ingénieur des Mines; Mme Ford; Reginald Pawle, Ingénieur des Mines; Hugh F. Marriott, Ingénieur des Mines, ancien Président de l’Institution of Mining and Metallurgy ; M“e Marriott ; MUol. Gerson; L. Greaves, Ingénieur des Mines; Robert Tho. Moore, Ingénieur des Mines; M™e Hepburn-Smxth; Frank Sholefield, Ingénieur; Fred Jas. Turquand, Ingénieur des Mines G. F. Mansbridge, Ingénieur., Controller au Post-Office M. I. E. E. ; J. S. E. de Vesian, Directeur de la Maison Mouchel et Partners, Limited (Béton armé; ; Edw. B. Wain, Directeur des Chatterley, Witfleld Collieries; John Nixon, Ingénieur des Mines, Directeur des a Berry Hill Collieries »; A. W. Szlumper, Chief Engineer London and South Western Railway; Mm0 Szlumper; A. J. Cullis, Ingénieur des Docks de Sharpness; W. E. Holbrough, Entrepreneur de Travaux Publics et de Constructions Navales ; de Vesian.
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- du Comité qui étaient accompagnés de' leur famille : dames et demoiselles, donnant ainsi à la réunion un caractère tout intime et cordial.
- M. Gruner, Président de la Société, souhaita la bienvenue aux Excursionnistes en les félicitant, tout d’abord, qu’ils aient pu faire le voyage par beau temps, et en signalant que certains d’entre eux, abandonnant la traditionnelle traversée du cliannel par bateaux, étaient venus par la voie des airs, se servant ainsi des moyens de communication les plus modernes. Il ajouta qu’il espérait vivement qu’avant peu on pourrait inaugurer un troisième moyen, c’est-à-dire la traversée sous terre, ce qui permettrait les communications même par les plus mauvais temps.
- M. le Président est heureux qu’un si grand nombre d’ingénieurs des plus distingués : Ingénieurs des Chemins de fer, des Postes, des Mines, Ingénieurs-Constructeurs, soient venus pour visiter les malheureuses régions que les Armées anglaises ont puissamment aidé à dégager, mais, qu’avant de quitter, les ennemis ont absolument dévastées.
- Il ajoute que l’excursion se fait au meilleur moment pour se rendre compte des efforts de reconstitution agricole, alors que, grâce à la saison si propice, les travaux, faits pour rendre à la culture beaucoup des terrains dévastés ont déjà transformé le pays. Si la visite eût été faite il y a un an, le spectacle eût été autrement triste et aurait étreint les cœurs avec plus de force encore.
- La nature a commencé à reprendre ses droits, et chacun pourra apprécier ce qu’un an d’efforts a permis à nos malheureux cultivateurs de réaliser. Ils ont préparé de belles récoltes de blé et d’avoine dans des terrains, il y a .peu de mois encore couverts de tranchées et de réseaux de fils de fer, mais qui présentent encore par endroits des taches blanches de craie ramenée au jour par les travaux d’attaque et de défense, ce qui empêche toute culture sur bien des emplacements stérilisés pour toujours.
- , Si la nature a pansé bien des plaies, on verra, par contre, ce que sont devenus les villes, et villages qui ont été occupés par des hordes qui n’avaient qu’une idée : rendre pour toujours inhabitables les régions qu’elles étaient contraintes d’abandonner.
- On verra certaines des usines et des mines reprendre vie ; par-ci, par-là, on reverra quelques cheminées qui ont été relevées et qui fument : spectacle nouveau pour nous qui, il y a un
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- an, avions remarqué qu’il n’existait plus une seule cheminée dans ces régions. Toutes avaient été dynamitées.
- Pour la restauration de nos mines, la collaboration de nos Collègues les Ingénieurs anglais nous a été précieuse, dit le Président, qui tient à adresser tous les remerciements des Ingénieurs français pour l’aide qu’ils ont rencontrée en Angleterre, ce qui nous permettra d’activer l’épuisement des masses d’eau qui ont envahi les mines et d’en rendre l’accès plus prochain.
- Il a fallu un an pour installer sur chaque puits les pompes et chevalements, pour préparer la cimentation des cuvelages dynamités, pour rétablir l’écoulement des eaux à la surface, pour créer des habitations les plus indispensables pour le personnel ; nous pouvons prévoir, grâce aux efforts réalisés, le moment où nous sortirons de cette période de première installation et où nous verrons reprendre la vie dans nos mines.
- A Roubaix et Tourcoing, où s’achèvera la tournée, on trouvera, par contre, une industrie qui est de nouveau en pleine activité. C’est qu’en effet, deux ans avant que les ennemis fussent chassés de nos régions, après avoir brisé ou enlevé toutes nos machines et tous les métiers textiles, les industriels de ces localités s’étaient adressés déjà aux constructeurs anglais et leur avaient commandé par avance, alors que l’ennemi occupait encore le pays, des machines et des métiers de remplacement livrables dès le jour de la libération. Ces machines et métiers, livrés en temps voulu, ont pu être remontés sans retard dans les bâtiments qui avaient été dévastés et non complètement détruits. Actuellement ces machines tournent, les industries textiles ont repris leur vie; grâce à cette collaboration des Ingénieurs anglais et suisses nous sommes arrivés à sortir de cette première période d’après-guerre.
- Au retour à Paris, les Excursionnistes trouveront une invitation pour monter à la Tour Eiffel, où M. Eiffel désire les recevoir lui-même, et d’où nous aurons une vue sur l’ensemble de cette région de Paris qui a été mise à l’abri de l’envahisseur par cette grande bataille de la Marne, où Anglais et Français ont victorieusement arrêté l’envahisseur.
- M. le Président termine en remerciant les Excursionnistes d’être ainsi venus, et souhaite que les liens qui ont uni les deux nations pendant la guerre se resserrent encore sur d’autres terrains pendant la paix.
- M. T. J. Gueritte, Président de la Section Britannique, rappelle
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- que lorsque celle-ci a été fondée avec le concours de notre distingué Collègue, M. de Ghasseloup-Laubat, et de M. Sloog, la première pensée fut qu’il était utile que les techniciens des deux eôtés du « channel » pussent se mieux connaître pour se mieux apprécier. Il avait, en effet, été remarqué que parfois, au cours de la guerre, quelques malentendus s’étaient élevés entre les missions techniques et autres des Gouvernements des deux pays, et M. de Ghasseloup-Laubat, qui a fait un travail si utile auprès de l’Ambassade de France, pourra corroborer ce qui vient d’être dit. Ges malentendus étaient dus au manque de compréhension par chacun des deux peuples de la psychologie de l’autre. Pour arriver à se comprendre, il faut que les deux peuples se mélangent beaucoup plus qu'ils ne l’ont fait jusqu’à présent. La chose est extrêmement facile maintenant. Il nous faut établir des relations plus suivies et nous arriverons ainsi à trouver que nos petits malentendus se réduisent à peu de chose. C’est, du reste, ce qui a été constaté au cours de la guerre.
- Le Lieutenant-Colonel Moncrieff, au nom des Ingénieurs anglais non encore membres de la Section, remercie le Président et le Comité de leur invitation et de leur bonne réception. Il espère que le résultat du voyage sera de resserrer encore les liens qui unissent déjà les Ingénieurs des deux pays.
- M. de Chasseloup-Laubat, s’exprimant en anglais, est d’avis à son tour que, puisque les deux peuples ont versé ensemble leur sang pour la même grande cause, il est nécessaire qu’ils continuent à se tenir toujours près l’un de l’autre pour maintenir et fortilier encore, s’il en est besoin, l’Entente cordiale.
- Après l’échange de ces paroles, qui démontrèrent à nouveau tout l'intérêt qu’il y a pour les deux nations à maintenir leurs liens d’amitié, les assistants entendirent avec plaisir un petit concert organisé avec le concours d’excellents artistes. La soirée se termina en vidant une coupe de champagne à la prospérité des deux nations, et on se donna rendez-vous'pour le lendemain matin.
- Les Excursionnistes, auxquels s’étaient joints, pour les accompagner, M. Gruner, Président de la Société, M. Delloye, Président de la 5e Section, MM. Harlé et Tassart, Membres du Comité, se retrouvèrent tous, à l’heure dite, gare du Nord, d’où nous partions à 7 h. 30 m. pour Compiègne, première étape de l’Excursion.
- Un wagon de première classe nous était réservé, et le voyage
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- s’effectua dans d’excellentes conditions en traversant cette banlieue parisienne qui offre toujours aux regards, même de ceux qui en ont l’habitude, le charme de son paysage fait de jardins fleuris entourant de coquettes villas, de campagnes couvertes de belles cultures, de vertes vallées, de forêts et de bois étendus. Chantilly, Compiègne. Quelques minutes seulement de retard. Le soleil est radieux. Les bagages sont entassés dans une auto, et nous partons à pied ,pour déjeuner à l’hôtel qui se trouve à l’autre extrémité de la ville que nous traversons. En passant, nous constatons les dégâts faits à certains immeubles de la ville par les bombardements aériens. Nous passons devant le bel hôtel de ville qui est intact ; la cathédrale, qui a reçu un obus dajns l’une de ses tours que l’on répare; le château, dont la façade ne porte aucune trace de déprédation, mais dont l’intérieur a malheureusement beaucoup souffert. Une allée ombragée nous conduit à l’hôtel, situé à la lisière même de la forêt. Quelques minutes de repos à l’ombre des grands arbres du jardin, et le déjeuner est servi sur une terrasse ayant vue sur la forêt.
- Le ciel bleu, le site, la cordialité effacèrent quelque peu l’impression triste ressentie à la vue des dégâts causés à la ville de 'Compiègne et refoulèrent un instant la pensée que nous accordions aux suprêmes dévastations que nous étions appelés à voir.
- Après un retard assez appréciable du à une malenconfreuse panne d’auto, les Excursionnistes prirent place dans les cars, retraversèrent la ville de Compiègne pour prendre la route qui devait les conduire à Amiens.
- A quelques kilomètres de Compiègne, nous commençons à voir les premiers vestiges de la lutte, et en nous rapprochant de ce qui fut la ligne de feu se déroulent sous nos yeux les ruines amoncelées de nos villages détruits.
- Des maisons, il ne reste plus que quelques pans de mur, si même elles n’ont, pas été rasées jusqu’aux fondations. On remarque encore, un peu partout, des instruments aratoires brisés, des tas d’obus de tous calibres non encore enlevés, des réseaux de fils barbelés encore en place, dans des terrains envahis de mauvaises herbes.
- Malgré la destruction de tout ce qui peut les abriter, les habitants, si attachés à leur terre, sont revenus nombreux. Ils occupent les ruines de leurs anciennes habitations quand celles-ci ont pu ètré tant soit peu aménagées avec des matériaux
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- enlevés à d’autres immeubles impossibles à réparer ; le plus grand nombre d’entre eux s’abritent dans des campements provisoires groupés à côté de l’ancien village, formant ainsi une nouvelle agglomération. Il est à remarquer que beaucoup de ces nouvelles maisonnettes sont déjà entourées d’un petit jardinet où croissent des fleurs donnant une note gaie qui fait contraste avec la tristesse des ruines voisines.
- Les paysans ont déjà beaucoup travaillé, et les champs, débarrassés en partie des réseaux de fils barbelés, sont couverts de belles cultures de blé et d’avoine qui font entrevoir une moisson abondante si la saison continue à être propice.
- Nous avons passé par Resson-sur-Matz, centre particulièrement caractéristique de violents combats, et nous arrivons à Lassigny, autrefois chef-lieu de canton très important, maintenant vaste amas de ruines entourées d’arbres déchiquetés dont les branches brisées pendent dépourvues de tout feuillage. Ces arbres morts, que nous voyons partout, sont, avec les nombreux cimetières que nous saluons, des notes tristes au milieu d’une campagne verdoyante et fleurie, réchauffée par un splendide soleil. Quelques habitants sont revenus à Lassigny et s’efforcent de reconstruire. Après un court arrêt pour examiner un blockhaus en béton armé construit par les Allemands à l’entrée de Lassigny, nous repartons pour gagner Roye où nous attendait ce même spectacle de ruines. Aucune maison n’est intacte, le petit nombre de celles dont quelques pans de murs sont encore debout présentent un aspect de désolation avec leurs murs lézardés, dépourvus par endroits de l’enduit qui les recouvrait. La vie essaie cependant de reprendre, et déjà un certain nombre de commerçants se sont installés, tant bien que mal, au milieu des ruines quelque peu aménagées.
- ' Nos Amis anglais s’étonnaient souvent de constater que les habitants n’avaient pas le visage triste. Ils ont autre chose à faire, nos bons paysans de France, que de se laisser aller encore à la tristesse dont ils ont été la proie pendant les' trop longues années de la. guerre. Leur seule pensée tend à la remise en état, la moins incomplète possible, de leur village, et ils sont fiers des belles récoltes qui s’annoncent comme couronnement de leur labeur.
- Sur la route de Roye à Amiens, nous croisons ' les lignes extrêmes de l’avance allemande lors de leur offensive de 1918; leur objectif immédiat était Amiens; il ne put être atteint. Lon-
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- gueau, que nous traversons, porte, par endroits, des traces de bombardements, tant par avions que par canons. Nous entrons dans Amiens en traversant la région des hortillonnages, lieux d’intensive culture.maraîchère.
- La traversée de la ville en œautos pour nous rendre à l’hôtel permit de nous rendre compte des dégâts importants qu’a subis la ville du fait des divers bombardements. Une partie des Excursionnistes, par suite d’une nouvelle panne d’auto, ne put arriver qu’assez tardivement à Amiens.
- La visite de la ville en fut écourtée ce même soir ; mais la lenteur des réparations d’autos permit, le lendemain matin, de parcourir la ville, d’admirer les principaux monuments, dont en particulier la majestueuse cathédrale, et aussi de constater l’importance des dégâts causés à la plupart de ces monuments par le bombardement, et l’activité déployée à la remise en état de tous les édifices endommagés.
- Le jeudi matin nous partions, avec quelque retard sur l’horaire prévu, pour nous diriger vers Arras en passant par Albert et Bapaume.
- Nous suivons la grande route nationale et nous rencontrons bientôt après notre sortie d’Amiens, ce qui était d’un intérêt tout particulier pour nos Amis britanniques, les traces de stationnement des armées anglaises pendant la guerre. Les villages que nous traversons montrent encore sur leurs murs les inscriptions en langue anglaise qui renseignaient les Tommies.
- Après la traversée de nombreux villages ou hameaux détruits, nous arrivons à Albert, l’une des villes les plus complètement détruites. Les ruines amoncelées de cette riche cité industrielle sont d’autant plus frappantes qu’il s’agit là d’une ville, nouvelle en pleine prospérité. Aucun des établissements industriels n’est encore en reconstruction. C’est la mort.
- Quant à la basilique d’Albert, l’un des plus beaux spécimens de l’art chrétien de la fin du xixe siècle, il n’en reste que des vestiges informes et irréparables.
- En nous dirigeant sur Bapaume, nous traversons une série de villages dont les noms évoquent les luttes effroyables où s’illustrèrent à la fois et les troupes anglaises et les troupes françaises : c’est La Boiselle, Pozières, Le Sars, Warlancourt, dont la butte est couronnée de croix qui témoignent de l’ardeur des combats livrés dans cette région.
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- Les nombreux cimetières que. nous saluons à chaque instant témoignent aussi de l’intensité des luttes soutenues.
- En entrant à Bapaume, nous saluons le socle vide de la statue élevée, après 1870, au général Faidherbe qui sut arrêter sur ce point la poussée allemande; l’ennemi, revenu aux mêmes lieux, s’est vengé sur la statue de son illustre vainqueur.
- Nous nous arrêtons un instant devant remplacement où s’élevait l’hôtel de ville, qui sauta par suite de l’explosion d’une bombe à retardement que les Allemands, avant leur départ, avaient mise en bonne place, de telle sorte que le nombre des victimes fut exceptionnellement élevé parmi nos olficiers d’état-major installés sans défiance dans cet édifice.
- Après un salut respectueux aux ruines de Bapaume, nous nous dirigeons vers Arras, en traversant encore des villages détruits : Sapignies, Béhagnies, Mercatel, etc.
- Nous entrons dans Arras par Saint-Sauveur. Tous ceux qui ont tenu le secteur d’Arras savent quelle somme de patience et de ténacité il a fallu y dépenser.
- En longeant les ruines amoncelées, nous arrivons à la gare qu’on achève de remettre en état. Cette grande et belle gare avait été si complètement dévastée, que la réparation du gros (.ouvre de la charpente s’achève à peine, et qu’après dix-huit mois d’armistice tous les services sont encore entassés dans des baraques en bois des plus exiguës. Quelques-uns des nôtres s’installent dans la baraque servant de buffet, tandis que les autres gagnent, au centre de la ville, un ancien hôtel en cours de réinstallation.
- C’est avec un retard de plus de trois heures, causé encore par les autos,- que nous pouvons enfin nous diriger vers la région houillère; aussi faut-il traverser sans arrêt la ville, qui offre un spectacle de profonde désolation avec ses maisons écroulées et béantes. Partout ce ne sont que ruines : la grande place, ou place du Marché-aux-Grains, jadis entourée de pittoresques maisons du moyen âge, présente partout des traces du bombardement, mais laisse l’espoir que des réparations sont possibles. Plus loin, c’est le Beffroi en ruines, c’est la cathédrale dont les pierres et les pans de murs s’amoncellent au pied de ce qui reste des tours.
- Nous sortons d’Arras par Sainte-Catherine et par Saint-Nicolas.
- Tout le long de la route, jusqu’à Liévin, nous traversons des ruines de villages disparus, dont chacun rappelle quelqùe combat acharné ou quelque bataille prolongée : Roclincourt, Thélus, la
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- cote de Vimy, où nous saluons, en passant, le monument élevé à la mémoire des Canadiens qui s’illustrèrent tant dans les combats livrés pour l’occupation de cette côte de Vimy, qui constituait un merveilleux observatoire pour les Allemands.
- Nous arrivons à Liévin, et là où se trouvaient autrefois de riants corons constitués de maisonnettes bien comprises, nous ne voyons plus que des maisons de bois et surtout des habitations provisoires faites avec les grands cintres de tôle ondulée, dont on se servait pour les abris en ligne durant la campagne.
- A Liévin, nous sommes reçus, à la fosse n° 7, par M. Chavy, Ingénieur en chef, et par M. Roy, Ingénieur principal. M. le Capitaine Currey était également venu pour souhaiter la bienvenue aux Excursionnistes, mais comme nous étions en retard de plus de deux heures sur l’horaire fixé, il n’avait pu nous attendre.
- On nous fit d’abord voir les plans de la concession de Liévin, et on nous donna ensuite quelques renseignements sur les travaux en cours d’exécution à la. fosse n° 7 dont on a repris le fonçage, arrêté au moment de la guerre à 30 m de profondeur.
- Après plus de cinq années de retard, la Compagnie commence à nouveau le fonçage d’une grande fosse dont elle prévoit le garnissage intérieur en voussoirs de ciment armé habilement emboîtés et assemblés.
- Nous nous dirigeons ensuite vers le siège n° 3 en passant par la station centrale électrique, à peine achevée comme installation en 1914, et dont il ne reste qu’un enchevêtrement de ferrailles renversées sur des monceaux de chaudières et de machines déchiquetées par les explosifs.
- Nous descendons ensuite vers la Souciiez et nous passons devant ce que fut la station d’essais de Liévin, installée par le Comité Central des Houillères pour l’étude des questions de sécurité dans les houillères. Les travaux de son Directeur, M. Taffanel, ont été universellement appréciés. De cette belle installation, il ne reste que. des ruines informes.
- Nous arrivons au siège n° 3 en nous arrêtant un instant à une briqueterie où la Compagnie.de Liévin fabrique des briques avec des schistes calcinés provenant de vieux terries mélangés avec une certaine proportion de chaux.
- Nous voici au siège n° 3, qui se composait de trois puits qui ont été entièrement détruits, tant les installations diverses au jour que toutes celles du fond. Les puits sont noyés, les Aile-
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- mands ayant fait sauter le cuvelage au* niveau de la couche aquifère. Les travaux de reconstitution sont poussés avec vigueur. Déjà, le carreau de la mine est débarrassé de ses anciennes installations effondrées. Sur les orifices de ces puits fonctionnent des appareils de cimentation qui, au moyen de séries de trous perforés autour de l’ancien cuvelage des fosses, cherchent à créer une’ eûveloppe de ciment qui puisse aveugler la venue d’eau pour permettre ensuite l’épuisement des eaux à l’aide de pompes puissantes.
- Ces travaux demanderont encore plusieurs mois avant d’être terminés.
- Après avoir traversé les anciens corons que la Compagnie fait maintenant reconstruire, mais dont les habitants logent dans de nombreux abris provisoires, nous arrivons à Lens qui ne ressemble en rien à la cité que nous connaissions avant la guerre. Ici, comme ailleurs, tout est rasé. Partout des habitations provisoires ; la Compagnie des Mines de Lens a installé ses bureaux dans une série de modestes baraquements en bois qui entourent une chapelle provisoire. Le tout est égayé par une peinture où le vert est relevé par des arêtes blanches. MM. Mas-tain et Mertin, Ingénieurs de la Compagnie, attendent les Excursionnistes pour leur expliquer ce que fut la puissante Compagnie de Lens, dont la production dépassait 4 millions de tonnes et où l’ennemi n’a laissé pierre sur pierre, ni une seule fosse qui ne fût noyée jusqu’au jour.
- Le retard sur l’horaire est tel qu’il faut renoncer à la visite des mines de Béthune et se contenter, en se divisant en deux groupes, de traverser rapidement la Compagnie de Lens : l’un des groupes se dirige vers les fosses 10, 10 bis et 15, ce groupe visitera en même temps l’usine de Pont-à-Vendin; l’autre groupe est conduit à la fosse 8, pour de là rejoindre le premier à la fosse 15.
- Les fosses 10 et 10 bis ont été débarrassées des amoncellements de charpentes dynamitées et déjà un chevalement en ciment armé de 30 m de hauteur s’élève, presque terminé, sur l’un des puits dont l’épuisement va être bientôt entrepris à l’aide d’une pompe puissante qui est déjà amenée sur les lieux et que nous avons pu voir. Le cuvelage de ce puits ne semble pas avoir été détruit. Tous les trois sont pourtant entièrement inondés, et la tâche maintenant est d’en retirer l’eau,.
- Aux usines de Pont-à-Vendin, qui étaient à peine terminées en 1914, nous ne trouvons plus qu’un amas de poutres, de
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- machines, de matériaux divers brisés. Le silence absolu règne dans cette usine immense que l’on devrait voir en pleine activité. Il y a lieu de remarquer que les tirs incessants dirigés sur cette usine n’avaient finalement produit que des dégâts réparables. C'est intentionnellement que tous les engins, les trois hauts fourneaux, les trois immenses monte-charges, les cubilots, les halles, tout, enfin, a été méthodiquement détruit au moment de la retraite, en octobre 1918, alors que les troupes allemandes devaient se retirer précipitamment.
- A la fosse 8, les Excursionnistes virent en pleine activité les travaux de remise en état, et Lun d’eux, M. Marriott, donne à ses Collègues des explications détaillées sur le procédé de cimentation mis en usage dans cette fosse : procédé qu’il a contribué à rendre pratique et efficace dans plusieurs installations dans le Kent.
- A la fosse 15, où tous les Excursionnistes se retrouvent, nous constatons à nouveau une destruction complète : le chevalement et les autres bâtiments, comme de grands corps morts, gisent sur les flancs du terrie auquel étaient adossées les installations de cette fosse.
- C’est à la nuit tombante que les Excursionnistes doivent renoncer à poursuivre cette visite qui les conduit à faire de si lugubres constatations de la volonté de destruction méthodique de nos ennemis.
- En regagn'ant Lille, les Excursionnistes saluent encore une série de villages détruits, dont en particulier Loos, que nos amis britanniques tenaient spécialement à voir en souvenir de la part glorieuse prise par leurs troupes dans les combats livrés dans cette région. La Bassée n’est plus signalée que par des tas de briques brisées. Enfin, la caravane traverse Fives-Lille et entre dans Lille. L’installation dans les hôtels se fait hâtivement au milieu de l’obscurité, aussi faut-il remettre au lendemain matin la visite de la ville. D’où nouveau retard pour le départ vers Roubaix et'Tourcoing, car tous tenaient à visiter à pied les principaux quartiers de cette ville, dont de très nombreux immeubles ont été détruits par le bombardement, plus particulièrement rue Faidherbe, rue de Tournai, rue des Arts, etc. Partout, on constate une vive reprise d’activité et de multiples efforts de restauration.
- Sur la route nous conduisant à Roubaix, nous remarquons beaucoup de toits neufs, dénotant ainsi l’empressement que les industriels ont eu à remettre en état leurs usines.
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- Nous traversons Roubaix pour nous rendre à la Chambre de Commerce, où nous fûmes reçus par MM. Tilliëz, Vice-Président; Joseph Wibeau, Président de la Fédération des Industriels; Em. Roussel ; Leclercq et Falkner, Consul anglais à Roubaix.
- M. Tilliez, en l’absence du Président, souhaita la bienvenue, au nom de la Chambre de Commerce et des industriels de la région, aux Ingénieurs représentant la nation britannique. Il rappela le rôle des deux armées britanniques et françaises dont la collaboration permit de vaincre l’Allemagne * collaboration qu’il faut continuer en resserrant encore les liens d’amitié qui existent déjà.
- La Société Industrielle a chargé la Chambre de Commerce d’organiser le programme des visites, et M. Tilliez attire l’attention de ses auditeurs sur la sauvagerie avec laquelle les Allemands ont détruit et démoli les établissements en cherchant à faire disparaître l’industrie locale. Il ne restait plus rien, tous les ateliers avaient été dépouillés de leurs métiers et une grande partie du matériel avait été expédiée en Allemagne. Après un an d'efforts considérables, l’industrie commence à renaître et on' espère que Roubaix reprendra bientôt scn ancienne place. M. Tilliez termine en souhaitant bon séjour dans la région et en espérant que les Excursionnistes emporteront le meilleur souvenir de leur trop courte visite.
- M. Leclercq traduisit en anglais les paroles prononcées par M. Tilliez, paroles qui furent accueillies chaleureusement.
- Le temps dont nous disposions étant très mesuré, on supprima les visites prévues aux établissements métallurgiques, et les Excursionnistes se divisèrent en deux groupes pour visiter : l’un, le peignage de MM. Isaac Ilolden et fils et les ateliers de filature et de tissage de MM. Henry Ternynck et fils ; l’autre groupe fut conduit par M. Leclercq au peignage de MM. Alfred Motte et Cie et à ses propres établissements de filature et de peignage.
- Pressés par. le temps, les Excursionnistes parcoururent, trop rapidement à leur gré, les immenses ateliers, maintenant presque en pleine activité et qui arrivent à 65 et même ,90 0/0 de la production d’avant-guerre.
- Dans les filatures, on parcourut les ateliers de triage, de lavage, de peignage et de filature, tous ateliers où travaillent de nombreuses machines. On termina par l’atelier qui traite les sous-produits en fabriquant des cirages et pâtes pour cuirs avec les graisses provenant du lavage des laines.
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- Dans les tissages, nous assistâmes à toutes les opérations que comporte cette industrie : nombreux métiers à tisser, ateliers des apprêts, magasins, etc.
- Cette fois, le sentiment des Excursionnistes était autre que celui de la veille, car ils avaient pu constater tous les efforts, couronnés de succès, -faits par nos industriels pour se relever de leurs ruines.
- Les deux groupes, après ces visites si instructives et si intéressantes, se retrouvèrent au buffet de Tourcoing où ils déjeunèrent.
- A 13 heures, nous quittions Tourcoing par le train qui devait nous amener à Paris, et ce trajet du chemin de fer nous permit de constater encore et toujours de nouvelles ruines que nous n’avions pu voir au cours de notre randonnée sur les routes.
- . A 18 heures, nous étions à Paris et les Excursionnistes se retrouvèrent, le même soir, au siège de la Société, où avait lieu la suite de la discussion sur « l’Utilisation Rationnelle des Combustibles », discussion d’autant plus à l’ordre du jour que nous venions de constater la destruction des principales mines de production de combustibles dont notre pays a le plus urgent besoin.
- M. Gruner, Président de la Société, après avoir prié MM. Gue-ritte et Sloog, Président et Secrétaire de la Seciion Britannique, et M. Franck Meyrick, Président de lTnstitute of Mining and Metallurgy, de prendre place au Bureau, retraçav en quelques mots l’excursion qui venait de se terminer.
- M. Marriott, l’un des Excursionnistes anglais, fît lire par M. Harlé l’allocution suivante, qui reflète le sentiment de tous nos Amis britanniques ayant pris part à l’Excursion :
- « Monsieur le Président,
- » Messieurs,
- » C’est un grand plaisir et un honneur pour moi de pouvoir » vous adresser quelques* mots ce soir, spécialement à cause de » l’occasion que j’y vois de vous offrir les remerciements de mes » Confrères et les miens p'our la cordialité avec laquelle vous » nous avez invités à faire un voyage d’inspection des champs de » bataille sur lesquels Français et Anglais se sont liés par les » liens indissolubles du sang versé en commun. C’est un lien
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- » de camaraderie et d’affection et nous devons apprendre à nos » enfants à ne jamais l’oublier.
- » Immédiatement après les pensées de guerre et de victoire, » nous avons été frappés par l’extraordinaire énergie de votre » peuple en voyant les kilomètres et les kilomètres de blé » ondulé là où, pendant de longues années, les projectiles seuls » avaient labouré le sol. Votre courage est irréductible.
- » A Lens, j’ai été très intéressé, en ma qualité d’ingénieur des » mines, par le vaste problème qui vous est posé pour la recons-» truction de l’industrie que les Boches avaient pensé ruiner » pour toujours, et je vous demande la permission de dire quel-» ques mots sur ce sujet et sur la façon dont il se présente » à moi.
- » Le charbon est indispensable à la vie du pays. Les retards » éprouvés à l’avoir “en quantité suffisante aggravent les dom-» mages qui vous ont été causés par vos anciens ennemis et « remplissent ainsi les mauvais' desseins qu’ils avaient envers » vous.
- » Le moyen de renverser ses plans est entre vos mains.
- » Je vous dirai franchement que je suis intéressé, comme » directeur d’une Société anglaise, à un procédé destiné à » empêcher l’eau de pénétrer dans les travaux miniers, procédé » qui a été perfectionné par M. François, et connu sous le nom » de « Procédé de Cimentation François ». Il y a quelques années, » j’avais été. tellement frappé de l’efficacité de sa méthode, que » jè l’ai persuadé de se rendre dans le Sud de l’Afrique pour les » intérêts de la Compagnie dont je suis Ingénieur-Conseil. Le » résultat, fut que 4 millions de gallons d’eau par jour, qui sor-» taient dans la mine à une profondeur de 2 000 pieds, furent )> arrêtés avec succès, et qu’un programme minier, qui aurait » été autrement impossible, fut rendu exécutable.
- » A Lens, que quelques-uns d’entre nous ont visité pendant » ce voyage., le même procédé est appliqué avec beaucoup moins » de difficulté. Sa simplicité et la petitesse des appareils néces-» saires frappent des yeux. Un puits a été imperméabilisé, et le » second sera terminé, je pense, dans deux mois. Mais qu’est-ce » que cela, si on le compare à tous les puits du district qu’il » faut réparer avant que . les pompes puissent être installées et » que l’on puisse recommencer à extraire du charbon. Si ceux » sous l’autorité de qui ces travaux sont faits ont quelques » doutes sur les résultats que l’on peut obtenir en employant Bull. 37.
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- » les services de M. François et de ses ouvriers expérimentés,. » je leur demanderai de venir en Angleterre et de voir de leurs » yeux les merveilleux résultats obtenus dans les mines an-» glaises. Je voudrais pouvoir vous dire : ne faites pas ces tra-» vaux sur deux puits à la fois, mais sur dix à la fois, et )) commandez déjà vos pompes; pendant que les pompes seront » mises en place, les murs des puits seront étanches et, dans » moins de deux ans, la France sera capable de produire le » charbon dont elle a besoin pour ses diverses industries. Ce » sont des actes seulement, et des actes entrepris sans délai qui » donneront à ceux qui ont détruit votre beau pays la réponse » qu’ils voudraient bien ne pas recevoir.
- » Yous voudrez bien pardonner ma suggestion sur ce point. » Elle est seulement basée sur l’immense avantage que vous » procurerait la possibilité de cette reconstruction de votre ]Jàys » que je ne puis qu’aimer.
- » Monsieur le Président, mes amis et moi sommes remplis » d’admiration pour le courage indomptable que votre nation a » montré pendant la plus grande calamité de l’histoire du » monde, et nous essaierons de toutes les façons possibles d’ob-» tenir la réparation qui vous est due pour les souffrances que » vous avez si noblement endurées. »
- Pour terminer ce voyage d’études en France, les Excursionnistes se retrouvèrent, avec les Membres du Comité et leur famille, le lendemain matin au pied de la Tour Eiffel.
- Notre ancien et honoré Président, M. G. Eiffel, les avait invités à faire une visite à la Tour, et il avait tenu, malgré son âge, qu’il porte d’ailleurs encore si allègrement, et bien qu’il fut déjà fixé à sa campagne de Sèvres, à venir lui-mème recevoir les visiteurs. A l’heure dite, il était au rendez-vous, accompagné de sa fille et de sa petite-fille, Mme et Mlle Salles.
- Avec son affabilité ordinaire, et aidé avec la meilleure grâce par Mlle Salles, il nous fit faire la visite de la Tour en s’arrêtant à chaque étage, d’où chacun put admirer le grandiose panorama de Paris. Il nous ouvrit même son salon et son bureau de travail, placés au-dessus de la troisième plate-forme que le public ne peut dépasser. Les plus hardis d’entre les Excursionnistes, il y eut même des dames, grimpèrent jusqu’au phare.
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- 'Dans le salon était dressé un buffet destiné aux Excursionnistes, qui trouvèrent ainsi à apaiser leur appétit aiguisé par l’air pur et léger que l'on respire au faîte de la Tour. M. G. Eiffel ne manqua pas de leur souhaiter la bienvenue, et s’exprima en ces termes :
- « Mesdames, Messieurs,
- » Je tiens tout d’abord à vous exprimer le plaisir que j’ai à » vous yoir répondre à mon invitation et consacrer, étant donné » le peu d’heures qui vous restent avant la fin de votre voyage, » une matinée à la visite de la Tour Eiffel.
- » J’espère que le souvenir que vous emporterez lui sera favo-» rable et que vous trouverez bien étrange qu’il y ait eu, avant » ki guerre, des personnes, soi-disant arbitres du goût, qui, par » raison d’une esthétique bornée et de l’inutilité supposée de la » Tour, aient à grands cris demandé sa démolition. J’ai toujours )) pensé que celles-ci ne s’étaient pas donné la peine d’y monter » par une belle journée comme celle d’aujourd’hui et n’auraient » pu rester insensibles à la contemplation de ce splendide et » intéressant panor'ama de Paris dont on jouit au milieu de cet » air pur et léger que vous appréciez.
- » Heureusement, la T. S. F. qui s’y est installée, et dont les » puissantes attaches d’antennes sont ici sous vos yeux, les ser-» vices considérables qu’elle a rendus à notre cause commune » pendant la guerre, sont venus couper court à ces velléités; et » nul, aujourd’hui, n’oserait plus élever la voix dans ce but sans » passer pour extravagant.
- » Le spectacle que vous venez de voir dans nos régions dévas-» tées, où se sont mélangés sur nos champs de bataille le sang » anglais et le sang français, vous a émus et vous laisse un » souvenir ineffaçable. Il vous a sûrement imposé la conviction » que, malgré quelques nuages passagers, l’union doit être » indestructible entre nos deux grands pays pendant la paix » comme elle l’a été pendant la guerre.
- » C’est donc avec confiance que je vous prie de lever de tout » cœur notre verre à l’inébranlable alliance de l’Angleterre et » de la France. »
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- M. Gueritte répondit en s’exprimant ainsi :
- « Monsieur le Président,
- » Au nom de la Section Britannique, je désire vous dire com-» bien nous avons été touchés tous de votre grande amabilité. » Votre nom est un des plus respectés dans le Royaume-Uni, » dans le monde entier, du reste ; tous mes amis ont donc été » touchés jusqu’au fond du cœur de voir que vous aviez bien » voulu, prendre vous-même le soin de nous accompagner, et » nous avons été tous très sensibles à l’honneur que vous nous » avez fait.
- » Nous savons combien la Tour Eiffel a rendu de services » pendant la guerre et pendant la paix. Aussi sommes-nous » tous d’accord pour qualifier d’acte de vandalisme la pensée » même qu’on pourrait avoir de la démolir. Cela, du reste, » n’arrivera jamais.
- » Nos Collègues emportent de leur visite en France une excel-» lente impression, et je suis de plus en plus convaincu que » l’alliance entre nos deux nations doit être indestructible » comme la Tour Eiffel. En levant notre verre à la France et au » Génie Civil Français, nous vous demandons de nous permettre » de boire aussi, et de tout cœur, à votre bonne santé. »
- Après l’échange de ces toasts, M. G. Eiffel se mit en devoir, ce qu’il fit avec le plus grand plaisir, de revêtir de sa signature les cartes d’invitation et les cartes postales que lui tendaient les Excursionnistes, trop heureux d’emporter un souvenir précieux de leur visite à la Tour sous forme d’un autographe de celui à qui l’on doit un monument universellement connu.
- La descente s’effectua avec quelque regret, puisque se rapprochait la séparation définitive qui èut lieu au pied même de cette Tour, qui est une des œuvres les plus retentissantes dues à la conception de l’Ingénieur.
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- NOTICE NÉCROLOGIQUE
- SUR
- M. Paul BOUBÉE
- PAH
- M. O. LANGRAND
- Paul Boubée est né à Naples, le 12 mai 1841, et décédé en cette ville le 16 mai 1920. Son père, issu d’une vieille famille du Lot-et-Garonne, s’était établi à Naples avec sa femme, née Amna-Angèle Guizot ; il y avait fondé un Institut privé dans lequel l’enseignement était donné en français et qui eut une vogue extraordinaire; c’était un érudit, un lettré de valeur, et c’est grâce à lui que la langue française est mieux parlée dans la bonne société de Naples que dans les autres villes d’Italie.
- Après avoir fait ses premières études dans l’Institut de son père, Paul Boubée se rendit à Paris en 1857. Doué d’aptitudes remarquables pour la musique, il y entra au Conservatoire, où il étudia le violon avec Alard et Guérin et la composition avec Reber. En 1860, il rentra à Naples et fit ses études d’ingénieur à l’Université, puis à l’École d’Application des Ingénieurs dont il sortit, en 1867, avec le diplôme d’Ingénieur-Architecte. Il fut admis immédiatement dans le personnel technique de la maison Gouin, qui construisait alors la ligne Benevento-Foggia, et prit part ainsi aux importants travaux de la traversée des Apennins et à l’étude et mise en place des nombreux ponts métalliques jetés sur le Miscano et le Cervaro. En 1870, fut fondée à Castel-lamare l’Entreprise Industrielle Italienne de Constructions Métalliques, dans laquelle Boubée entra comme dessinateur, devint bientôt Secrétaire Général, puis Directeur Technique, poste qu’il conserva jusqu’en 1893.
- Entre temps et dès l’année 1876, l’École Royale des Ingénieurs l’avait prié de créer et d’inaugurer un Cours de Constructions Métalliques à l’École Polytechnique, dont il resta titulaire jusqu’à sa mise à la retraite, pour limite d’âge, en 1916. C’était le premier cours de ce genre qui s’ouvrait en Italie, et Boubée, au lieu de s’en tenir tout simplement aux enseignements des traités
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- NOTICE NÉCROLOGIQUE SUR M. PAUL BOUBÉE
- publiés à l’étranger sur la matière, eut le soin constant et le talent de les corroborer ou de les rectifier, s'uivant les résultats pratiques acquis par son expérience personnelle, dont le champ s’agrandissait d’année en année par l’exécution des innombrables projets qu’il était chargé d’établir pour le compte de l’Entreprise de Gastellamare, où il était le collaborateur assidu de l’Ingénieur Alfred Gottrau.
- L’œuvre de Boubée est considérable : ponts par centaines en Italie, ponts sur le Nil et sur divers canaux en Égypte, pont sur le Danube, etc., et il est à noter qu’à aucun des projets faits par lui il n’y eut jamais lieu d’apporter la moindre modification.
- Artiste autant qu'Ingénieur, Boubée avait le souci constant de la beauté de la forme, de l’élégance des lignes, de la légèreté de la structure, qualités qui apparaissent à un suprême degré dans ce joyau d’architecture qu’est la toiture vitrée, avec coupole centrale, de la Galerie Umberto, à Naples, qui n’a son pendant dans aucune ville au monde, et faisait dire à un admirateur que Boubée pourrait bien être appelé le Michel-Ange des constructions métalliques.
- Le dernier projet étudié par notre Collègue — celui d’un grand pont à 9 travées pour la traversée du Vojussa, en Albanie — lui fut demandé peu de mois avant sa mort par le Chemin de fer Transbalkanique-Italien, et il le termina en quelques semaines, grâce à un nouveau procédé de calcul de son invention, fruit de plusieurs années de recherches, permettant de généraliser les formules ordinaires et d’obtenir d’emblée, et avec la plus rigoureuse exactitude, la valeur des efforts dans une section quelconque des travées et pour toute position de la surcharge répartie sur la longueur ou concentrée en un point.
- Boubée était Membre de la Société depuis 1869. En 1890, il fut nommé membre du Conseil Technique Municipal de Naples, dont il devint ensuite Président. En 1905, il fut élu membre du Conseil supérieur de l’Industrie et du Commerce. Président du Collège des Ingénieurs et Architectes de Naples, Président Honoraire de l’Association Nationale des Ingénieurs Italiens, Vice-Président de l’Institut Royal d’Encouragement. il était membre aussi, ou Président Me Section, de diverses Sociétés Scientifiques et Académies Littéraires, comme l’Association Électrotechnique Italienne, l’Académie Pontaniana, etc.
- Comme distinctions honorifiques, il fut d’abord Commandeur, puis Grand-Officier de la Couronne d’Italie. Il était Chevalier de
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- NOTICE NÉCROLOGIQUE SUR M. PAUL ROURÉE
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- l’Or.dre des SS. Maurice et Lazare, de l’Ordre du Medjidieh et de l’Ordre de Léopold de Belgique.
- ' Au cours' de sa longue carrière, Boubée publia plusieurs ouvrages scientifiques et une quantité d’opuscules ou d’articles dans lesquels il traitait des questions d’actualité avec une originalité et une maîtrise qui mettaient au point les problèmes les plus difficiles. A signaler, en particulier, son Traité sur les Constructions en Fer, son Traité sur les Constructions en Bois, ses Notes sur le troisième volume de Breymann (Constructions Métalliques), ses brochures sur les Moments F Inertie dans les constructions métalliques, sur les Ponts Suspendus à chaînes flexibles, sur l'Équilibre des Formes Elastiques, sur les Cheminées F Usines, sur les Adjudications Publiques, sur l’Utilisation des produits de Voirie, sur la Force Motrice à domicile par l’air raréfié, sur la Taxation des Eaux employées comme force motrice, sur l'Hygiène des Habitations et le système Knapen, sur Un Nouveau mode de Construction dans le régions sujettes aux Tremblements de Terre, etc.
- Paul Boubée était une de ces intelligences universelles, de la trempe des Léonard de Vinci, des Michel-Ange, susceptibles de s’élever aux plus hautes cimes dans les branches les plus diverses de l’activité humaine. De môme que les circonstances en firent un grand Ingénieur, il serait devenu un grand musicien s’il s’était dédié exclusivement à l’art musical, dans lequel il était passé maître et qu’il cultiva durant toute son existence, comme simple délassement à ses travaux d’ingénieur. Délicieux orateur, littérateur de marque, poète à ses heures, tant en français qu’en italien, il se révélait en tout- ce qu’il abordait un esprit supérieur.
- Son affabilité était proverbiale et sa bonté ne sut jamais rien refuser aux personnes qui y faisaient appel et dont plusieurs abusèrent. Il n’est donc point surprenant qu’il ne se soit pas enrichi et, comme il n’était rien moins qu’ambitieux, mais un modeste, un intègre, il ne fut' pas élevé aux honneurs dus à son mérite. Quelques décorations, des funérailles solennelles faites aux frais de la Ville de Naples, peut-être un jour l’érection de son buste dans un jardin public : voilà à quoi s’est bornée ou se bornera la manifestation officielle d’un si éminent citoyen, qui eût pu rendre de grands services comme Ministre des Travaux Publics et qu’on ne songea même pas à créer sénateur.
- Ce n’était, du reste, ni des biens de la fortune, ni des honneurs publics, que Paul Boubée attendait la récompense d’une
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- 422 NOTICE NÉCROLOGIQUE SUR M. PAUL BOUBÉE
- vie consacrée entièrement au travail, à l’amour de la famille, aux douceurs de l’amitié. Il n’ambitionnait autre chose que de laisser dans le cœur des siens et de ses nombreux amis le consolant souvenir du bien qu’il leur avait fait ou désiré leur faire. A ce souvenir impérissable s’ajoute chez tous le sentiment et l'hommage intime d’une profonde admiration pour l’œuvre, le caractère et les vertus de notre très regretté Collègue.
- imprimerie chaix, RUE bergère, 20, paris. — 18849 10-20. — (EncreLorillcuz).
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- MÉMOIRES
- ET
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE
- BULLETIN
- DE
- JUILLET-SEPTEMBRE 1920
- Nos 7 à 9
- Bull.
- 38
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- CONTRIBUTION A L’ÉTCDÏ
- DES GRANDES CHARPENTES EN ROIS
- ÉTUDE DU TYPE CANTILEVER
- APPLICATION AUX USINES DE
- PAR
- JM. L. SCHAFPNER
- CONSIDERATIONS GENERALES
- Au cours de ce travail qui a été entrepris dans le Lut de déterminer la forme de charpente en bois la plus appropriée aux exigences de stockage économique des usines de produits chimiques, nous avons été amenés à établir une série de types à grandes portées et à adopter pour les usines à superphosphates le type dit « cantilever ».
- Ce type est connu, il est vrai, mais certaines dispositions nouvelles, relatives à la charpente elle-même et aux appuis, modifient les conditions ordinaires de l’équilibre et conduisent à une étude statique des plus intéressantes, parce que basée sur les déformations des poteaux eux-mêmes, considérés comme « appuis élastiques ».
- Exposé de l’étude.
- Pour pouvoir stocker dans des conditions économiques, il est essentiel de tenir compte des considérations suivantes :
- 1° Possibilités d’atteindre une capacité de stockage maximum par mètre cube de construction pour un minimum de surface couverte ;
- 2° Dispositions d’ensemble des charpentes permettant un stockage et des expéditions avec minimum de manutentions mécaniques et'main-d’œuvre:.
- Pour remplir la première de ces conditions, il est nécessaire de recourir à la largeur de bâtiment la plus appropriée aux manutentions et d’adopter un type de charpente épousant, autant que possible, la forme des tas des matières stockées.
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- 426 CONTRIBUTION A, L’ÉTUDE DES GRANDES CHARPENTES EN BOIS
- Pour se conformer à la seconde, il faut utiliser le plus possible la manutention la plus économique : la gravité, et rechercher, pour les manutentions mécaniques indispensables, des dispositions de charpente réduisant au strict minimum ces dernières.
- Recherche du type de charpente.
- Il résulte de la pratique que la largeur de bâtiment la plus économique, parce que la plus appropriée aux manutentions des superphosphates, oscille entre 40 et 50 m, sa détermination exacte dépendant des disponibilités en surface des terrains sur lesquels doivent être édifiées les usines.
- Or, des largeurs limites aussi importantes doivent être prises en considération : elles sont donc à la base de notre recherche.
- Nous allons commencer l’étude en présentant un type de charpente ordinaire, mais offrantdes dispositions particulières, relatives aux manutentions mécaniques, à savoir que le monorail à bennes automotrices, ces dernières pesant environ chacune 31 en charge, a été établi de façon à permettre un stockage des plus faciles, par gravité. A cet effet, il a été prévu un système de ferme en bois dont certaines diagonales forment trémie de passage au monorail qui se trouve ainsi suspendu aux arbalétriers (voir croquis n° 4). Cette charpente, étudiée par nous en 1913, a été adoptée et exécutée par la Société « l’Union Espagnole » aux usines de Séville et de Valence de celle-ci. Ces usines ont été mises en route en 1914 ; elles fonctionnent sans arrêt depuis cette époque, ce qui prouve que ces charpentes ont parfaitement rempli le but auquel elles étaient destinées.
- Examinons maintenant celles-ci au point de vue économique.
- Un coup d’œil rapide jeté sur le croquis fait voir que la*capacité de stockage au mètre cube de construction ne peut, en aucun cas, atteindre le maximum, à cause de l’espace important non utilisé qui se trouve entre les arêtes supérieures des tas et la couverture; en un mot, la charpente est loin d’épouser la forme des matières stockées. Il y a, en plus, tout un triangle de perdu pour le stockage. “ ‘
- Afin d’augmenter celui-ci, l’on se voit obligé d’agrandir la portée des fermes jumelées. Pour ce faire, il est indispensable de prévoir des jambes de force partant du pied même des poteaux, ce qui nous conduit au type suivânt (voir croquis n° 2):
- Or, ce type de charpente se rapproche de plus en plus de l’arc.
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- CGNTR1RUTJ0N A e'ÉTUDG DES GRANDES CHARPENTES EN ROIS 429
- Mais, de par sa forme, il s’écarte notablement de la ligne des pressions de ce dernier, ce qui le rend, toutes choses étant égales, aussi peu économique que le type précédent.
- Nous voyons donc que, pour rester dans le cadre des conditions énoncées plus haut, il faut : ;
- 1° Constituer un tas unique ;
- 2° Etablir une charpente qui épouse ce Las dans la mesure des possibilités pratiques.
- En suivant cet ordre d’idées, nous avons établi le type de charpente en « arc » (voir croquis n° 3).
- Ce type de charpente paraît plus approprié aux conditions énoncées, car il supprime en même temps les chéneaux et les canalisations coûteuses, mais, au point de vue constitutif, il est des plus compliqués car il engendre, vu sa forme en arc, des réactions biaises très importantes qui obligent à prendre toutes sortes de précautions supplémentaires au point de vue des fondations et môme de la charpente (1). De plus, pour le montage, il faut avoir recours aux plates-formes onéreuses.
- Mais si la solution du problème ne se trouve, ni dans les charpentes ordinaires, ni dans les charpentes en (orme d'arc, il ressort nettement quelle doit être dans un juste équilibre entre les deux systèmes.
- Cette conclusion justifie amplement de notre part l’adoption du type dit « cantilever » qui tient et des charpentes ordinaires au point de vue statique, et de l’arc de par sa forme générale (voir croquis n° 4).
- La travée indépendante est représentée par le lanterneau. Si nous supprimons celui-ci, nous nous trouvons en présence de deux fermes ordinaires prolongées, de part et d’autre, par des parties en porte-à-faux, donnant à l’ensemble une allure équilibrée du meilleur aspect, croyons-nous. Le lanterneau, indis-
- (1) Le calcul des charpentes, même ordinaires, devrait s’effectuer à l’aide des théories basées sur les déformations, car les poteaux font, somme toute, partie intégrante de l’ensemble. Kn particulier, l’on ne saurait se passer de ces théories pour calculer les charpentes en forme d’arc du type ci-dessus. Mais ces théories ne sont applicables aux charpentes en bois qu’à condition que l’on prenne certaines précautions indispensables au point Me vue des assemblages afin de supprimer, dans la mesure du possible, les déformai,ions secondaires. Pour ce faire, il est nécessaire de rendre les nœuds parfaitement rigides par l’emploi de boulons et d’épaulements appropriés et de renforcer, à l’aide de fers plats, les points faibles des entraits et arbalétriers ; en conséquence, les chevilles doivent être supprimées et les diagonales constituées de façon à pouvoir travailler aussi bien à l'a tension qu’à la compression, suivant les hypothèses admises, concernant les charges. On arrive à ce résultat en prévoyant des entraits et arbalétriers moisés d’une façon simple ou complexe; les calculs relatifs à la charpente en forme d’arc ci-dessus nous ont fait adopter trois épaisseurs de madriers.
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- Type « Gantilever » adopté.
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- pensable pour le séchage des tas, est utilisé et aménagé de façon à permettre l’établissement d’un monorail à bennes automotrices réduisant au strict minimum les manutentions mécaniques. Ce type supprime également les chéneaux et les canalisations. Le montage de ces fermes se fait de la même façon que les fermes ordinaires. Ajoutons que ce type convient tout particulièrement au matériau préconisé dans l’industrie des produits chimiques : le bois.
- Étude statique de la charpente.
- Pour étudier ce système au point de vue statique, il ne faut pas perdre de vue que tout effort s’exerçant sur l’une des fermes se transmet à l’aide du lanterneau sur l’autre et que, par conséquent, sans qu’il y ait monolithisme à proprement parier, il y a du moins solidarité d’action. Celle-ci fait naître, à la hauteur du lanterneau, une réaction commune sur chacune des fermes, considérée séparément, ce qui modifie les conditions d’équilibre de l’ensemble, en intéressant les poteaux à l’équilibre du « canti-lever » à la façon des systèmes continus.
- 11 ressort de l’étude de cette charpente qu’une seule hypothèse est admissible pour le bois au point de vue des calculs, à savoir que :
- la charpente repose simplement sur les fondations de rire et possède une articulation au sommet de chaque poteau intermédiaire formant appui élastique.
- Dans ces conditions, nous avons au droit des poteaux de rive des réactions verticales dues à la présence de goujons, et aux articulations des réactions biaises qu’il s’agit de déterminer. GeS dernières dépendent non seulement de la charpente, mais également des déformations des poteaux intermédiaires qui, de ce fait, forment bien les appuis élastiques de l’ensemble du système. Or, le système de chaque ferme est statiquement déterminé, si l’on suppose le lanterneau supprimé et remplacé par son action commune sur chaque, arbalétrier.
- La recherche de cette réaction fait l’objet de cette étude. Pour cela, il est nécessaire de tenir compte des charges suivantes, d’une façon tout à fait séparée :
- 1° Poids mort et neige ;
- 2° Vent.
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- CONTRIBUTION A l’ÉTUDE. DES GRANDES CHARPENTES EN BOIS
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- Premier cas. — Le poids mort et la neige sollicitent seuls les fermes (voir épure n° 4):
- Soit R'la résultante des actions de des deux charges sur chaque système de ferme, y compris le poids des bennes. Elle donne lieu à une réaction verticale en A et à une réaction biaise en G et provoque une réaction horizontale commune Ii' à la hauteur
- K l’URE n° 1.
- du lanterneau (point D) due à la solidarité d’action des deux fermes ordinaires qui constituent le « cantilever ».
- Supposons IL connue et projetons toutes les forces sollicitant la ferme envisagée, sur deux axes. Nous trouvons que le point G est lui-même sollicité par une réaction horizontale équivalente à IL. Pour déterminer IL, il faut avoir recçurs aux théories tenant compte des déformations du système. Dans le cas particulier qui nous occupe, Ii' dépend également des déformations du poteau intermédiaire formant appui élastique.
- Pour calculer Ii', il suffit donc de chercher les déplacements du point G, d’en faire la somme algébrique et d’égaler ensuite cette dernière aux déplacements du point G, dus au poteau lui-
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- 434- CONTRIBUTION A 1,’ÉTUDE DES GRANDES CHARPENTES EN BOIS
- , même sollicité par la réaction biaise passant par ce point. Pour ce faire, nous emploierons la théorie de l’ellipse d’élasticité et nous supposerons que le point A est encastré tandis que l’arti-
- D
- _______ï
- cuiation G se trouve libre dans l’espace, la partie CD, ainsiT’que l’auvent, travaillant en porte-à-faux (voir épure n° 2).
- Soient :
- x — x — axe choisi :
- M' = antipôle de cet axe par rapport à l’ellipse de la ferme ; M" = antipôle du même axe par rapport à l’ellipse du poteau de rive en bois ;
- M'" = antipôle dudit axe par rapport à l’ellipse du poteau en ciment armé ;
- m — distance de l’antipôle M' à l’axe (x — x);
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- CONTRIBUTION A UÉTUDE DES GRANDES CHARRENTES EN BOIS
- m" = dislance de l’antipôle M" à l’axe (x — x) ; m'" = distance de l’antipôle M'" à l’axe (x — x) ;
- AP = charge partielle agissant sur la ferme envisagée ;
- AH' = réaction horizontale provoquée par cette dernière;
- AA et AB = réactions partielles verticales des appuis ; w — poids élastique de second ordre de la ferme par rapport à (x — x) ;
- w" = poids élastique de second ordre du poteam en bois ; w'"= poids élastique de second ordre du poteau en ciment armé ; -
- iv = poids élastique de second ordre de l’ensemble ferme et poteau de rive en bois.
- Dans ces conditions, on a : •
- — AH'[(/‘—h)—AI1'[/'—h) — AH'mW— AH'm'ho"
- + AB ^ w— AP EEpo.
- Or, si l’on fait l’équilibre autour du point A, ce qui est permis, car le système des fermes est statiquement déterminé, on trouve :
- AB =
- Ju Jj
- et, en remplaçant AB par sa valeur :
- — AID
- w.
- Posons : “ — EE, = Z,
- d’où — AH'|j/—h)(wr—w")—--0> ^ toj + APZio;
- t
- Dans le cas d’un appui rigide, il suffit de poser cette somme égale à zéro pour obtenir [AH'] ; mais, comme le poteau intermédiaire forme appui élastique et comme ses déformations influent sur la charpente, cette somme doit être égale au déplacement horizontal du même point, dù à l’élasticité du poteau en ciment armé qui a été prévu.
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- CONTRIBUTION A L’ÉTUDE DES GRANDES CHARPENTES EN BOIS
- Or, la réaction verticale AB ne provoque aucun déplacement horizontal du point G par rapport à l’ellipse du poteau; le déplacement a donc la valeur suivante :
- H- A II'a?
- On a, en définitive : — Air
- ]+
- c”) — L^b w | 4- APZio = AH'm'Ne",
- AH':
- AP. Z
- W'" i tr 1\’
- -------g,)
- et, en généralisant :
- ru i-r = -
- S AP.Z
- w'" (w--w" - 1\‘
- M -5T + </—*)(—-----l)
- Remarque. — Dans le cas d’un très mauvais terrain, il est prudent de tenir compte, dans les calculs, des déformations provenant des fondations elles-mêmes. Il suffit pour cela de déterminer, pour chaque poteau, l’ellipse centrale d’élasticité qui lui correspond, en combinant géométriquement les ellipses partielles, dues : au poteau envisagé, aux fondations et au terrain lui-même.
- Nous voyons donc que la formule déduite a une portée des plus générales.
- Deuxième cas. — La charpente est sollicitée par la pression maximum du vent.
- Cette pression ne peut s’exercer que sur l’une des fermes du « cantilever (voir épure n° 3).
- Soit II" la réaction que le vent ferait naître à la hauteur des moises du lanterneau. *
- Si nous prenons en considération la ferme qui n’est pas sollicitée par la pression du vent, nous constatons que cette dernière subit, par suite de la solidarité d’action des deux systèmes, une rotation simple sans déformation, autour de son articulation G. Il s’ensuit que la réaction Ii" est nulle. •
- Dès lors, si nous faisons agir simultanément toutes les forces
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- qui sollicitent le « cantilever », l’équilibre s’établit uniquement à l’aide de la réaction H' précédemment déterminée.
- Remarque. — Si l’on suppose éventuellement que la surcharge provenant de la neige ne s’exerce que sur l’une des fermes, la réaction H' ne doit être calculée qu’en prenant seul le poids mort en considération.
- Calculs des efforts agissant dans chaque barre du « cantilever ».
- Représentons par Rt et R2 les deux résultantes générales agissant sur las deux fermes du « cantilever » (voir épure n° S), ces résultaiiffis comprenant la réaction H' préalablement calculée. Dans ces conditions, pour déterminer les efforts sollicitant les barres des deux systèmes, il suffit de recourir, pour chacun d’eux, à une épure de Cremona. Les résultats, consignés ensuite eu un tableau récapitulatif, donnent le maximum et le minimum des efforts, suivant les hypothèses relatives aux charges admises.
- Remarque. — Il est prudent d’admettre, pour les charpentes en bois, un taux unitaire de travail, relatif aux diagonales, inférieur à celui des membrures, à cause des efforts secondaires inévitables.
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- RAPPORT GÉNÉRAL
- SUR
- L’INDUSTRIE FRANÇAISE
- SA SITUATION — SON AVENIR «R
- RÉSUMÉ
- l'AU
- NX. Joan DURAND
- Tel est le titre d’un Travail considérable édité l'année dernière par l’Imprimerie Nationale et qui constitue le résumé des travaux des sections du Comité consultatif des Arts et Manufactures et de la Direction des études techniques au Ministère du Commerce.
- Il nous a paru intéressant de résumer ici dans quelles condi-' lions s’èst effectué ce travail et de mettre en lumière quelques-uns des résultats qu’il a permis d’obtenir.
- M. Clémentel, alors ministre du Commerce, de l’Industrie, des Postes et Télégraphes, des Transports maritimes et de la Marine marchande avait chargé le Comité consultatif des Arts et Manufactures d’étudier- l’organisation de l’industrie française pour l’après-guerre, et pour ce faire il avait appelé à siéger au Comité les personnalités les plus autorisées dans les diverses branches de notre industrie. M. Léon Guillet, directeur des Services techniques au Ministère du Commerce, avait été désigné comme rapporteur général. • .
- Les travaux des sections se sont poursuivis d’une façon continue de mai 1917 à décembre 1918 ; ils ont donné lieu à des études extrêmement importantes parmi lesquelles on peut citer les rapports de MM. Rateau, Georges Gharpy, Hersent, Carlioz et Léon Guillet. Il a paru nécessaire cependant de coordonner les résultats de ces travaux, de les compléter par l’étude de toutes les industries françaises et d’établir, en quelque sorte, le bilan de notre situation industrielle.
- (1) Imprimerie Nationale ; à Paris, 1919.
- Bui.l.
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- RAPPORT RÈNÉRAI. SI lï l.’lNDUSTRIE FRANÇAISE
- Pour cela, il l'allait utiliser en dehors des travaux du Comité consultatif les données rassemblées à la Direction des études techniques où M. Léon Guillet faisait établir un important travail de statistique, en mettant à profit toutes les sources de documentation du moment. Les divers Ministères, la plupart des Sociétés industrielles et commerciales avaient provoqué des études ou des discussions fort intéressantes sur bien des points relatifs à notre réorganisation industrielle. Il fallait résumer, rectifier quelquefois, compléter et coordonner tous ces efforts. C’est de cette critique et de celte synthèse qu’est sorti, sous la direction de M. Léon Guillet, le Rapport général sur l’Industrie française.
- Ce rapport ne forme pas moins de trois volumes de huit cents pages environ chacun ; il est divisé en trois parties distinctes :
- Première partie. — Etude de ta situation de* principales industries avant la querre et de leur expansion possible.
- Deuxième partie. — Elude des méthodes et des moyens permettant l’expansion économitjue de la France.
- Troisième partie. — Vœux exprimés par les sections du Comité consultatif des Arts et Manufactures.
- Pour bien, mettre en évidence la complexité et l’importance dé ce travail, nous en indiquons le plan général.
- PREMIERE PARTIE
- Étude de la situation des principales industries avant la guerre et de leur expansion possible.
- Chapitre premier. — L’Enerqie mécanique :
- A. Le charbon.
- B. Les forces hydrauliques.
- G. Les combustibles liquides.
- D. Lep gaz résiduels.
- E. Les méthodes permettant une économie de com-
- bustible.
- F. L’influence du prix du combustible sur le prix de
- revient des principales matières.
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- HA l'I'OHT GÉNÉRAL SUR if INDE STRIE FRANÇAISE S i I
- Chapitre 11. La métallurgie. du fer :
- A. Lesbnatières premières:
- . Minerai ; ' «
- ( ioke ;
- Chaux, dolomie;
- Phosphate de chaux ; lîiblons et ferrailles, h. La fonte.
- C. Les fontes spéciales et les ferro-alliages.
- 1). Les aciers ordinaires.
- L. Les aciers spéciaux.
- F. Résumé de la situation de la métallurgie du fer.
- 4 à i api TR K III. — Les Industries de transformation de la fonte et de l'acier :
- A. Moulages de fonte.
- P. Rails.'
- C. Poutrelles.
- I). Fers marchands et prolilés.
- IA Tôles.
- F. Pièces de forge.
- G. Moulages d’acier.
- IL Fer-blanc.
- I. Tabes.
- .1. Trélilerie.
- K. Clouterie, poinlerie ervisserm.
- L. Poulonnerie.
- M. Etirage et décolletage.
- X. Matriçage et emboutissage.
- Ü. Aiguilles.
- Chapitre IV. —.La, Métallurgie du ancre et de ses alliages.
- •Chapitre AL — La Métallurgie du, plomb.
- Chapitre A7I. — La, Métallurgie du zinc.
- Chapitre VII. — La Métallurgie de l’aluminium.
- Chapitre VIII. — Les Métallurgies du nickel, de l’étain, de l'antimoine et du mercure. ~
- Chapitre IX. — Les Industries mècan igues:
- Au Coup d’œil général.
- P. Les appareils de force motrice.
- C. Les machines-outils et le petit outillage.
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- RAPPORT GÉNÉRAL SUR L’INDUSTRIE FRANÇAISE
- ]). L’industrie du cycle.
- E. Les machines agricoles.
- E. La construction aéronautique.
- G. La construction automobile.
- H. Les autres applications des moteurs à explosion et à
- combustion interne.
- I. Le matériel de chemins de fer.
- .. J. Le matériel des industries minières et métallurgiques.
- K. Le matériel des industries alimentaires (minoterie,
- brasserie, sucrerie, distillerie).
- L. Le matériel des industries textiles.
- M. Le matériel des industries chimiques.
- N. Les machines diverses (imprimerie, machines à coudre,
- machines.à écrire, autres machines).
- <L Résumé de la situation des principales constructions mécaniques en France avant la guerre.
- Conclusions au point de vue de l’utilisation des usines de guerre pour l’après-guerre.
- Chapitre X. — VIndustrie de la construction éJevtri</ue:
- A. Coup d’oeil général. '
- R. Les appareils de production de force motrice.
- G. L’appareillage.
- I). Les lampes et divers.
- E. Les magnétos d’allumage.
- F. Résume de la situation.
- Chapitre XL — Les Constructions navales.
- Chapitre XII. —Les Constructions métallii/ues.
- Chapitre XIII. — Les Industries textiles: la 1 Aline.
- Chapitre XIV. — Les Industries textiles: la Soie.
- Chapitre XV. — Les Industries textiles: le Colon.
- Chapitre XVI, — Les Industries textiles: le Lin, le Chanvre, le Jute. Chapitre XVII. — Le Papier dans l’Industrie textile.
- Chapitre XVIII. — Les Industries textiles: les Industries secondaires de transformation, bonneterie, dentelles, etc.
- Chapitre XIX. — Les Industries du blanchiment, teinture et impression.' Chapitre XX. — Les Industries textiles : les Industries utilisant les tissus et les industries de la mode.
- Chapitre XXL. — Les Industries du bois et du liège.
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- , RAPPORT GÉNÉRAL SU H L’INDUSTRIE FRANÇAISE V 443
- Chapitre XXII. — ! S Industrie du papier.
- (Chapitre XXIII. —La grande Industrie chimiifue minérale :
- A. L’acide sulfurique, les pyrites et le soufre.
- B. Les composés azotés.
- ( !. L’acide chlorhydrique.
- 1). Les f>els de soude et de chlore.
- E. Les sels de potassium et de magnésium et le brome.
- < jupitre XXIV. — Les Engrais :
- A. La situation de l’agriculture.
- B. Les engrais azotés.
- E. Les engrais phosphatés.
- D. Les engrais potassiques.
- Chapitre XXV. — Les autres produits de l'Industrie chimigue minérale. ( lu A pitre XXVI. — Les Industries des chaux et ciments, des produits céramiques et de la verrerie.
- Chapitre XXVII. — Les produits de la distillation de la houille et les produits' synthé tapies en dérivant:
- A. Les matières premières. :
- 1L Les matières colorantes.
- E. Les produits pharmaceutiques.
- 1). Les parfums synthétiques.
- Chapitre XXYIII. — Les autres produits de l’industrie chimique organique.
- Chapitre XXIX. — Les Explosifs.
- Chapitre XXX. — Les Produits résineux et les gommes.
- Chapitre XXXI. — Les Couleurs minérales et les Venus. Les encres, les cirages et les produits à polir.
- Chapitre XXXII. — Les Colles et Gélatines.
- Chapitre XXXIII. —Les Matières plastiques.
- Chapitre XXXIV. — Les Matières grasses et les Industries de la savonnerie et de la stéannerie.
- Chapitre XXXV. — Les Huiles minérales.
- 1 Chapitre XXXVI. — L’Alcool.
- Chapitre XXXVII. — Le Sucre.
- Chapitre XXXVIII. — Les Produits alimentaires divers. Les Industries de la dessiccation et du froid: ,
- Chapitre XXXIX. — Le Caoutchouc.
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- Chapitre XL. — Les Extraits tinctoriaux et tannants d'origine végétale. Chapitre XLI. — Les Cuirs et Peaux.
- ( Xi a pitre XLII. — Les .Travaux publies et la Construction.
- Chapitre XLII1. — Le (li au/[âge et l'Eclairage.
- Chapitre XLIY. — L’Industrie du meuble. ' ^
- Chapitre XLY. — L’Industrie des jouets. La Bimbeloterie. L’Article de Paris.
- Chapitre XLYI. — La Quincaillerie. *
- Chapitre XLYII. — Les Appareils de précision.
- Chapitre XLYIII. — L’Industrie de la Photographie et de lu Cinématographie.
- Chapitre XLIX. — U Armurerie.
- Chapitre L. — L'Horlogerie.
- Chapitre LL — L'Orfèvrerie, la Bijouterie, lu Joaillerie.
- Chapitre LU. — La Parfumerie.
- Chapitre LUI. — Les Industries d’art.
- Chapitre LIY. — Conclusions.
- A. La situation économique de la France avant la guerre ; Les importations, les exportations ;
- Leurs répartitions ;
- L’influence 'des Colonies;
- Les échanges avec les principaux pays étrangers ; Le* Commerce extérieur des principales nations industrielles.
- IL La situation économique de la France pendant la guerre : L’influence de l’invasion ;
- La réaction, l’effort industriel, les nouvelles fabrications ;
- Le Commerce extérieur de la France;
- Comparaison avec le Commerce extérieur des prin-. cipales nations ; ' .
- Les pertes, subies par la France ;
- Le fret, le change ;
- Les cours des principales matières.
- ' , C. La situation économique de la France à l’après-guerre :
- Le développement et l’emploi de nos richesses coloniales ;
- La restitution de F Alsace-Lorraine ;
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- RAPPORT GÉNÉRAL SUR l/lNUUSTKIE FRANÇAISE
- La production de la Sarre et des pays actuellement occupés ;
- Le développement industriel de la métropole ; Résumé des études précédentes. ..
- Conclusion : •
- Industries à créer et à développer.
- Exportations et importations à prévoir.
- DEUXIEME PARTIE
- Les méthodes d’expansion économique.
- Avant-Propos. — Nécessité d’obtenir le minimum de prix de-revient avec le maximum de qualibi; organisation de la vente à l’étranger ; quelques grands facteurs de la production. La natalité, la tuberculose, l’alcoolisme, la syphilis.
- Chapitre premier. — Organisation rationnelle des usines, rapports de la Science et de l’Industrie :
- A. La direction.
- R. Les laboratoires.
- G. La documentation.
- D. L’organisation scientifique des ateliers.
- Chapitre IL — Rapports des pouvoirs publics et de l’industrie:
- A. Les vœux du Congrès du Génie Civil.
- R. Les réformes du Ministère du Commerce et de l’Industrie.
- C. Le Comité consultatif des Arts et Manufactures. Son
- rôle à l’après-guerre.
- Chapitre III. — Le Personnel. L’Enseignement technique et projes-sionel :
- A. Modifications à introduire dans, l’enseignement général.
- B. L’Apprentissage. La crise, ses causes. Les réformes à
- introduire.
- G. L’Enseignement technique secondaire.
- D. L’Enseignement technique supérieur.
- E. L’Enseignement commercial.
- F. L’enseignement agricole.
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- «APPORT GÉNÉRAL SUR L'INDUSTRIE FRANÇAISE
- ( lu A pitre IV. — Le Personnel:
- A. La discipline. Le rendement individuel.
- B. Les différentes formules de salaires.
- C. Participation du travail aux Bénéfices.
- 1). Les salaires. Pielations avec, le prix de la vie et la durée du travail.
- Chapitre Y. — Les méthodes de fabrication. La standardisation :
- A. Importance de la standardisation. Ses limites.
- B. La standardisation en France avant la guerre.
- C. La standardisation à l’Étranger avant la guerre.
- D. La standardisation depuis la guerre. Les efforts faits
- en vue de l’après-guerre.
- Chapitre YI. — Les méthodes de fabrication. Le développement du machinisme et la spécialisation des usines :
- A. Avantages du machinisme et de la spécialisation.
- B. Le machinisme et la spécialisation des usines avant la
- guerre.
- C. Progrès accomplis pendant la guerre.
- U. Dispositions à prendre après la guerre.
- Chapitre YIL — Organisation commerciale et financière :
- A. Association commerciale et financière:
- a) Leur rôle avant la guerre ;
- b) Leur rôle pendant la guerre;
- c) Leur rôle à l’après-guerre ;
- B. L’Article 419. Modifications à y apporter.
- C. Les régions économiques.
- Chapitre YI1I. — Les transports terrestres et /luviauæ :
- A. Les»transports terrestres : 1
- a) Les chemins de fer ;
- b) Les transports'automobiles.
- B. Les transports fluviaux. - •
- Chapitre IX. — Les ports. Les transports maritimes :
- A. La flotte marchande française.
- B. "Les grandes voies de navigation.
- Chapitre X. — Les régimes douaniers : ,
- A. Le régime douanier de 1892 et celui de 1910.
- 1L Les régimes douaniers étrangers en 1914.
- 1 C. Déformes à envisager.
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- RAPPORT GÉNÉRAI. SUR l’iNUUSTRIE FRANÇAISE 447
- Chapitre XL *— Les relations des (,'olonies avec la Métropole. , Chapitre XII. — La sécurité des transactions à Vétranger :
- A. Le corps consulaire ;
- IL Les attachés commerciaux et Conseillers du commerce extérieur.
- C. Les offices de renseignements.
- Chapitre XIII. — L'organisation bancaire:
- A. lies banques d’émission.
- IL Les banques de dépôt.
- C. Les banques d’affaires.
- I). Les banques de prêts hypothécaires.
- E. Les banques populaires.
- F. Les banques d’exportation.
- Chapitre XIV.'— Les brevets et les appellations d'origine.:
- A. Législation actuelle. Réformes envisagées ;
- B. Mesures à envisager vis-à-vis des nations ennemies en
- matière de propriété industrielle.
- (L Les appellations d’origine.
- TROISIEME PARTIE
- Conclusions: Vœux émis par le Comité Consultatif des Arts et Manufactures.
- Avaxt-Propos :
- 1. Vœux relatifs au traité de paix.
- IL Mesures à envisager de concert avec les Alliés.
- . III. Mesures d’ordre législatif.
- IV. Mesures d’ordre gouvernemental.
- AL Mesures.dont l’application doit être envisagée par les industriels intéressés.
- Malgré sa sécheresse, cette énumération est utile pour faire nettement saisir qu’il n’est pas en France d’industries dont les conditions économiques n’aient été étudiées et dont les conditions de développement n’aient été indiquées. Il faut ajouter ici que la lecture du Rapport général est singulièrement facilitée par l’abondance des diagrammes circulaires et des courbes qui mettent sous une forme assimilable toutes les données statistiques de ce travail considérable.
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- RAPPORT GÉNÉRAL SUR I, INDUSTRIE FRANÇAISE
- Il esl intéressant, en regard, de préciser quelques-uns des résultats de cette œuvre, parce qu’il nous semble que certains d’entre eux justifient pleinement l’ampleur que M. Léon Guillet a cru devoir donner au Rapport général.
- Le plus important peut-être, et qu’il est juste de rappeler, est d’avoir, avant sa parution officielle, mis entre les mains des experts techniques français de la Conférence de la Paix une documentation précise et complète qui, seule, pouvait éclairer des discussions d’une importance vitale pour nous. A cet égard, il faut noter que le Rapport général avait fait une part importante à l'étude économique de- l’Alsace, de la Lorraine et de la Sarre, malgré les difficultés que présentaient la recherche et ^exploitation des documents originaux. Ce rappel suffirait à expliquer ce que peuvent présenter d’ingrat, au premier abord, des statistiques aussi développées : elles constituent cependant, avec une saine interprétation, le véritable outil des discussions internationales. Des chiffres exacts et complets sont les meilleures armes de nos tenants.
- Si ce premier résultat appartient déjà au passé, d’autres sont encore du domaine de l’avenir. Nous voyons, en effet, dans le Rapport général, qu’un certain nombre de nos industries françaises peuvent et doivent devenir exportatrices, l’industrie sidérurgique notamment. Pour le minerai de fer, nous devenons les plus importants producteurs du monde, après les Etats-Lnis; et si nous rapprochons de ceci notre pénurie de charbon, nous saisissons mieux l’exactitude de ce fait que le minerai de fer doit constituer pour nous la véritable monnaie d’échange pour obtenir le charbon qui nous manque. De même, pour le sel; nous nous trouverons en présence d’une surproduction à laquelle il faut trouver un débouché; il y a là pour nous une nécessité économique absolue.
- Or, la recherche-et la préparation des débouchés à l’étranger est une œuvre de longue haleine et qui ne doit pas être perdue de vue ; comme l’a noté très .justement M. Léon Guillet, elle nécessite une refonte complète, sur des bases modernes, de notre système officiel de représentation commerciale à l’étranger et de notre organisation bancaire d’exportation, afin d’être mieux renseignés sur les marchés étrangers et de pouvoir y lutter à armes égales avec nos concurrents, grâce à l’emploi du crédit à long ternie dont les Allemands avaient si largement usé.
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- kappoüt gknkhai, si:ii l’industiuk i'kancaisi:
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- Sans doute, ainsi que le constatait récemment un technicien éminent, M. de Launay, dans la Reçue des 'Deux Mondes, la crise actuelle des combustibles a rendu vaines les craintes de surproduction dont s’étaient inquiétés certains. 11 n'en reste pas moins vrai que cette crise elle-même est passagère et* que la question des débouchés à l’exportation se posera de nouveau, dans un avenir plus ou moins éloigné. C'est un grand mérite d’avoir souligné le problème dans le Rapport général : d’autant plus qu’il peut nous servir de guide pour définir quelles sont celles de nos industries qui nécessitent cet effort d’expansion, et quelles" sont celles, au contraire, qui ne suffisent pas à satisfaire nos besoins nationaux.
- Il est ensuite un point qui a*été clairement mis en évidence : c’est l’aide effective que nos Colonies pourraient apporter à la Métropole! O11 ignore trop en France que notre commerce avec nos Colonies est de très faible importance : nous ne faisons pas venir de nos Colonies le dixième de nos importations totales ; nous n’y expédions pas le septième de nos exportations totales. (Quelques exemples sont particulièrement suggestifs : pour l’Algérie, la part de la France dans les exportations est seulement de 39 0/0 et l’on peut constater que certains produits, comme l’alfa, sont en grande majorité exportés à l'étranger, pour être réintroduits en France après transformation. Pour la Tunisie, la part de la France dans les exportations tunisiennes est seulement de 43.37 0 0.
- Ces quelques chiffres expliquent le fait que nos Colonies ne sont, pour nous, que des fournisseurs de seconde importance. Avant la guerre, elles venaient après l’Angleterre, l’Allemagne, les États-Unis, la Belgique et la République Argentine. Ceci tient à ce qu’une partie appréciable de notre production coloniale est absorbée par l’étranger, alors qu’il n’est pas exagéré d’affirmer’ que notre domaine colonial est susceptible de satisfaire à la plupart de nos besoins, particulièrement en ce qui concerne les minerais, les textiles, les bois, les graines oléagineuses et les cuirs. ' "
- Toujours préoccupé de ce problème de la réduction des importations étrangères, le Rapport général signale comme particulièrement urgent et utile un effort vers la construction mécanique, de façon à nous affranchir progressivement de la construction étrangère. Il cite notamment:
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- «APPORT GÉNÉRAL SUR iflNDUSTRlE FRANÇAISE
- 1° L’Industrie des machines-outils (tours, fraiseuses, perceuses, machines à tailler les engrenages, décolleteuses, etc.) ;
- 2° L’Industrie des machines textiles et à filer (métiers, machines à battre la laine, machines de dégraissage, de foulage, etc.) ;
- 3° La construction des machines agricoles et du matériel de chemins de fer, ainsi que des machines destinées aux industries alimentaires (brasserie, sucrerie, distillerie, chocolaterie, etc.) ;
- Dans le même ordre d’idées, il appelle l’attention sur la grande industrie chimique dont la guerre a démontré la nécessité absolue et que les Anglais comptent au nombre des industries-clés, indispensables à la vie pacifique de la nation, plus indispensables encore en cas de conflit armé.
- Nous ne voudrions pas terminer cette revue trop rapide du Rapport général sans rappeler la part très large qu’il a faite à l’examen de deux questions également importantes au point de vue de notre' développement industriel : l’enseignement technique et la standardisation.
- Les Membres de la Société n’ont pas oublié l’importante discussion sur l’enseignement 'technique, .instituée ici même par M. Léon (millet, où l’ardeur des conférenciers était le plus sûr témoignage de l’intérêt du problème. Le Rapport général contient un résumé substantiel dep opinions émises alors, mais il a donné un développement particulier à la question de l'enseignement professionnel et notamment de l'apprentissage : un historique, qui est un des plus complets qui aient encore été publiés, permet de suivre pas à pas les diverses phases parlementaires de la question. Dans le même esprit, le projet, de loi Astier, promulgué par le Journal officiel à la date du 25 juillet 1919 est étudié en détail, en même temps que’ les procédés pratiques de réalisation qui ont été élaborés au Ministère du Commerce, sous l’impulsion de M. Clémente!: Institut National d’Enseignement technique, Ecoles, personnel enseignant.
- - En ce qui Concerne la Standardisation, on sait les résultats effectifs, on pourrait presque dire inespérés, qu’a obtenus la' Commission permanente de Standardisation, grâce à l’effort de ses éminents collaborateurs bénévoles. Grâce â eux, la standardisation des principaux produits métallurgiques, bruts et finis, celle de nombreuses pièces de machines et. d’outillage, celle de nombreux produits non métallurgiques, est, dès maintenant, un fait accompli et la réalisation d’un programme que d’aqçuns
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- ltAl'I’OHT CÉNÉHAI. SUH LINDUSTUIK KHANÇA1SK
- avaient qualifié de «chimère » n’est plus qu’une question de semaines. Peut-être n’a-t-on pas saisi exactement jusqu’ici l’importance économique du travail fourni par la Commission; si l’on songe qip avant la guerre certaines de nos grandes forges ne laminaient pas moins de 1.078 profils, d’autres 713 et d’autres 681, on comprend mieux l’économie nationale qui résulte de l’emploi d’un petit nombre de profils uniformes: outillage et prix de revient diminués dans une proportion considérable.
- Il était juste également que le Rapport Général fit une place particulière à l’historique de l’élaboration des cahiers des pharges unifiés français, étudiés et mis au point par une Commission spéciale dont M. Georges fiharpy, membre de l’Académie des Sciences, est rapporteur. Cette question, qui est en dernière analyse une question de liante moralité industrielle, est en même temps, comme le dit M. Henry Le Chatelier, un facteur important de " prospérité. Telle quelle, l’œuvre accomplie est déjà considérable, et si elle est encore incomplète, du moins devons-nous faire confiance aux techniciens éminents qui l’ont entreprise; les résultats acquis aujourd'hui sont le plus sûr garant de ceux qui seront obtenus demain.
- Nous voudrions noter enfin que de cet exposé loyal de nos ressources et de nos besoins que constitue le Rapport général se dégage une impression de confiance absolue et légitime dans les destinées de la France industrielle: c’est ce qu’exprimait M. Glémentel, en adressant à M. Clemenceau, alors Président du Conseil, le premier exemplaire du travail poursuivi sous son patronage.
- « Nos industriels, écrivait le ministre du Commerce, au cours » d’une crise économique sans précédent, ont donné la mesure » de leur magnifique activité ; nos ouvriers ont démontré que » leur labeur pouvait puissament féconder les capitaux mis à » la disposition du travail. Aux uns et aux autres, l'làIal doit » plus que la seule liberté: elle ressemblerait trop à une abdi-» cation et à une défaillance. Il saura leur procurer les moyens » d’actions collectifs, l’outillage matériel et les organes d’ex-» pansiom. Dans le monde entier, où jamais notre drapeau n’a » brillé d’un tel éclat, où. nos rivaux nous précèdent avec une » hâte fébrile, on attend impatiemment des manifestations » dignes de notre réputation ancienne et de notre prestige nou-» veau. Le temps presse, si nous voulons éviter les sévérités de
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- RAPPORT L'.ÉiSÉRAL SUR UlXiMSTRlK FRANÇAISE
- » l'Histoire. Mais, j'en ai la conviction, la France qui a *su » vaincre, sous votre énergique impulsion, saura triompher de » toutes les difficultés grâce à son travail, à son ingéniosité, à » son esprit d’initiative, à sa ténacité ; elle étonnera le monde » par la rapidité de sa restauration industrielle et par l’ampleur » de son expansion économique».
- C'est, en eiîet, la certitude de notre prospérité future que l’on acquiert en parcourant le Rapport général sur l’ipduslrie française; sans doute, les espérances un peu hâtives et le souvenir de notre redressement si rapide, si éclatant au lendemain du traité de Francfort, après la défaite, ne sont pas sans avoir faussé (juelque peu les jugements. « Nous sommes vainqueurs (î), mais la France a saigné pendant cinquante-deux mois; les régions industrielles les* pins riches, les plus actives, ont été pillées et rasées; pendant cinquante-deux mois, tout travail productif a cessé et toutes les forces du pays se sont tendues uniquement pour la lutte,... Il faut comprendre cependant que si nous avons le courage de briser les difficultés matérielles qui nous’empêchent de goûter encore aux fruits de la victoire et si nous avons ce courage pendant trois ans, cinq ans peut-être, alors nous nous sentirons et nous serons réellement vainqueurs.))
- Léon Guiu.kt et Jean Durand : L'Industrie française, 1920, p. 278.
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- LE MCKELAGE DE L’ALLMIiVllM
- PAH
- AI. L(“Oii (iüILLI^T
- AVANT-PROPOS
- » ' . , * ;
- Il est bon d’attirer à nouveau l’attention de tous içs industriels
- français sur l’intérêt que présentent l’aluminium et ses alliages. A plusieurs reprises, il. en a été question ici même. Mais certaines hésitations se produisent encore dans l'utilisation de ce métal si français; l’on redoute toujours une altérabilité qui n’existe réellement qu’avec un métal plus impur que celui actuellement obtenu, du moins en ce qui concerne l'action de l’air humide; l’on trouve des difficultés dans le travail du métal sur machines-outils, notamment sur tours automatiques ; mais de nombreux alliages permettent de vaincre ces ennuis, et cela en améliorant même les qualités mécaniques du métal; enfin, et tout particulièrement, on prétend rencontrer une impossibilité presque absolue dans l’application à raluminnim de certaines méthodes qui en facilitent l’emploi, notamment la soudure et les dépôts métalliques.
- En général, l’industrie ne connaît pas suffisamment les progrès considérables qui ont été faits récemment par les méthodes de travail de l’aluminium et de ses alliages. C’est ainsi qu’elle utilise, sur une très faible échelle, la soudure autogène, d’emploi très facile, grâce à l’usage de sels décapants qu’un chaudronnier français, M. Odam, a indiqué le premier ; ces sels sont formés de mélanges de chlorures alcalins et alcalino-terreux et contiennent notamment du chlorure de lithium.
- Au lieu d’employer la soudure autogène, on se borne à faire un simple « collage » des pièces, par l’intermédiaire d’alliages, dont les recettes sont multiples, et qui ne donnent que des résultats tout à fait imparfaits.
- D’autre part, il est bien certain que, si l’on pouvait faire aisément des recouvrements de l’alnminium par des métaux présentant une couleur plus agréable, conservant mieux le poli, si l’on pouvait créer ainsi une couche protectrice contre l’alté-
- (1) Voir Procès-verbal de ta séance du 1er octobre 1920 (fascicule séparé n° lu. p. 271b.
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- LU NlCKELAliK !>K L ALUMINIUM
- ration par l'air humide, l’air salin et même .certains liquides, spécialement l’eau de mer, on ouvrirait ainsi des débouchés nouveaux et, sans doute, très importants à l’aluminium et à ses alliages.
- Quelques m<|ts d’historique-
- Inutile d’ajouter que ces préoccupations sont nées avec l’industrie de l’aluminium même et qu’elles ont déjà donné lieu à de nombreuses recherches, disons plus exactement à de multiples brevets, car il ne faut pas toujours confondre les uns et les autres.
- Nous ne pouvons les passer complètement en revue. Qu'il me suffise de signaler que, dans son livre bien connu sur l’aluminium '(1), Minet indique que les questions nom résolues du cuivrage, de la dorure et de l’argenture de l’aluminium — il n’est pas question du nickelage — semblent avoir fait un progrès très sensible, par les recherches de M. Margot, préparateur à l’Université de Genève. Son procédé consistait essentiellement à plonger l’aluminium dans une solution chaude et un peu concentrée (la concentration n’est pas précisée) de carbonate alcalin ; après lavage, l’objet est plongé dans une solution chaude et diluée d’acide chlorhydrique (1/10 à 1/20 d’acide chlorhydrique), très rapidement lavé à l’eau, puis plongé dans un bain de sulfate de cuivre acide; on a un beau dépôt adhérent que l’on peut parfaire par un bain d’électrolyse.
- Il est à noter que l’auteur indique nettement le rôle du déea- . page au carbonate alcalin : ce sel creuse le métal et permet l’adhérence du dépôt.
- Bien entendu, cette méthode de cuivrage permettrait tout dépôt ultérieur adhérent sur le cuivre : nickelage, dorure, argenture. ’
- Nous devons ajouter que le procédé indiqué par M. Minet ne semble pas avoir reçu la consécration de la pratique. D’ailleurs, nous avons essayé de l’utiliser,, nous n’avons obtenu aucun résultat ; le premier dépôt de cuivre n’est adhérent que s’il est très faible et, si on le charge par électrolyse, on a un revêtement qui craquelle au moindre mouvement de la matière.
- Dans YElektrochemische Zeitschrift de 1912 (p. 161) l’on trouve une énumération des principaux brevets relatifs à la question.
- (li Bernard Tignol, éditeur.
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- LE M EK E LA GE DE LAI.UMINIEM
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- Mais en réalité, il faut attendre le mémoire donné par M. Tassily dans Vd'Bevue de Métallurgie (1914, mémoires, p. 670) pour trouver un procédé donnant quelques résultats ; il est dû à M. Canac et se distingue par une méthode de décapage particulière ; l'opération comprend :
- Le passage dans un bain de potasse à l'ébullition ;
- Le brossage avec un lait de cliaux ;
- Le trempage dans un bain de cyanure de potassium pendant quelques minutes ;
- Enfin, l’action du bain chlorhydrique ferrugineux formé 'de ïïOOOgr d'acide chlorhydrique, 500 gr d’eau et 1 grdefer; cette action est prolongée jusqu’à ce que l’aluminium prenne un aspect particulier rappelant le moiré métallique.
- Entre chaque opération la pièce est lavée à l’eau.
- Quant au nickelage proprement dit, il ne présente aucune particularité, on utilise les bains connus; le dépôt se fait sous une tension de 2 v, 5, avec une densité de courant de 1 ampère par décimètre carré.
- Dans son étude. M. Tassily a cherché les raisons du bon rendement de ce procédé ; il montre, par des mesures magnétiques, que le fer ne peut intervenir ; en le dosant au spectro-pliotomètre de Féry, on a trouvé : 0 gr, 25 à 0 gr,J50 par mètre carré ; « l’influence du dépôt de fer intermédiaire ne peut donc être prise en considération ». L’examen microscopique décèle, par contre, que le métal décapé présente des petites cavités où vient se lixer le dépôt. On revient donc à la théorie du décapage profond, de la création d’un métal strié, déjà invoqué par M. Margot et décrit dans le livre de M. Minet.
- Faisons remarquer de suite combien nous nous éloignons ainsi de la pratique ordinaire du nickelage et des autres méthodes de dépôts électrolytiques qui, toutes sans aucune exception, n’acceptent comme matières premières que des produits polis. .
- Nous avons aussi essay.é sans grands succès un procédé, d’ailleurs assez complexe, décrit dans The Métal ïndustry de janvier 1919, n° 1, et qui peut se résumer comme suit:
- 1° Nettoyer et polir l’aluminium ;
- 2° Dégraisser à l’essence ou au benzol, sécher à la sciure;
- 3° Laver quelques minutes dans la solution suivante chauffée à ,80-90 degrés.
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- LE NICKELAGE DE I. ALUMINIUM
- lot)
- Eau............................................ 10 1.
- Phosphate trisodique.................... 250 gr.
- Carbonate de sodium cristallisé................250 gr.
- Résine......................................... 18 gr.
- laver à fond dans l’eau froide ;
- 4° Plonger une ou deux minutes dans le bain acide suivant :
- Acide sulfurique à 60"........................ 500 ce.
- Acide nitrique à 36" . . . '.................. 500 ce.
- Chlorure ferrique cristallisé.................. 20 gr.
- (le bain doit être préparé la veille de son emploi).
- Laver à l’eau froide et nickeler dans le bain suivant :
- Eau....................................... 10 1.
- Sulfate de nickel........'............... 625 gr.
- Sullate double de Ni et Am.................125 gr.
- Sulfate de magnésium...................... 125 gr.
- Acide borique..............................125 gr.
- -Maintenir au début le voltage un peu élevé (?), puis Rabaisser à 3 volts ou 3 v, 5.
- Pour empêcher la contamination du bain de décapage acide par le cuivre, se servir de fil de fer doux au lieu de fil de cuivre. On maintient ainsi la concentration du bain acide en fer, ce qui est utile. Après le nickelage, les objets en aluminium peuvent être recouverts, dans n’importe quelle solution de cyanure, de laiton, de cuivre, d’argent ou d’or.
- Ce mode opératoire est établi en vue du nickelage de l’aluminium pur, car la nécessité d’éviter la présence du cuivre dans le bain de décapage, exclut du traitement les alliages Al-Cu. Il n’est d’ailleurs qu’une variante du procédé Ganac cité au début de cette note.
- Nous avons essayé cette méthode de nickelage sur l’aluminium pur ; le dépôt obtenu avait bel aspect, mais son adhérence était’ des plus faibles.
- Théorie des Dépôts.
- Il est bon, avant de décrire nos recherches sur le recouvrement de l’aluminium, d’indiquer quelles sont les théories actuellement admises pour les dépôts ;
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- LE NICKELAGE DE L ALUMINIUM
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- Il apparaît bien que lorsqu’on opère le revêtement d’une pièce métallique par un autre métal, trois cas peuvent se produire :
- 1° Il y a formation d’une couche d’alliage, sous forme, soit de solution solide, soit d’une combinaison. L’étude du - diagramme des alliages permet de suivre les phénomènes qui se passent ;
- 2° Il y a simple dépôt, avec « agrippement » du métal dans les rugosités de la pièce; dans ce cas il ne faut pas polir les pièces avant l’opération, mais au contraire les décaper profondément pour enlever tout corps étranger nuisible, notamment l'oxyde, et produire les dénivellations nécessaires à l’opération;
- 3° Il *y a adhérence moléculaire, par suite d’un dépôt sur produit poli.
- Il semble bien que ce soit là ce qui se passe dans les dépôts électrolytiques où l’on opère sur pièces polies et nettoyées avec grand soin et où le métal déposé est produit sous forme extrêmement divisée, par l’électrolyse même.
- Applications de ces Théories aux dépôts sur l’Aluminium.
- Les difficultés rencontrées avec l’aluminium paraissent toutes avoir deux causes :
- T’ Il est extrêmement difficile d’avoir des pièces en aluminium ou en alliages riches en ce métal qui ne soient pas recouvertes d’une mince pellicule d’alumine ;
- 2° Les bains employés attaquent le métal, avant le dépôt, et détruisent le poli que l’on a pu créer sur la pièce :
- Il ne semble donc pas possible d’utiliser les méthodes dans lesquelles l’adhérence moléculaire joue le rôle principal.
- En pratique, si l’on utilise les méthodes connues; ou bien le dépôt est pulvérulent •ou bien le dépôt est peu adhérent.
- Recherches nouvelles sur le nickelage de l’aluminium.
- Leur Genèse : La Protection des pièces cémentées.
- La question du nickelage même de l’aluminium a attiré notre attention à diverses reprises, soit pour obtenir une surface d’un aspect plus agréable et se ternissant moins que l’aluminium,
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- LE MC K K LA GE DE L A I.LM1M LM
- soit pour diminuer l’attaque par certains agents, même l’eau de mer.
- M. Gasnier, chef de la section de chimie du laboratoire des Usines de Dion Bouton, et nous-mêmes avons repris la question d'une façon tout à fait systématique.
- Il faut ajouter que nous avons été quelque peu guidés par une étude très longue et très précise que nous avons faite, au même laboratoire, de 1912 à 1914, sur les anticéments, avec M. Bernard (1).
- Les deux questions .paraissent très différentes ; elles ont des points de contact comme nous allons le montrer :
- La cémentation est une opération très délicate, tant en elle-même que par le traitement thermique qui la suit et qui donne à la pièce sa valeur définitive: grande dureté superficielle et haute résilience de Lame. Mais une difficulté importante est celle de la production des parties qu’il y a intérêt à ne pas cémenter. Les méthodes ordinairement utilisées, notamment l’emploi de la terre réfractaire, du mastic, etc., ne donne qu’un résultat très imparfait et les portions protégées prennent la trempe, ce que l'on veut éviter.
- Sans doute peut-on quelquefois utiliser des moyens très efficaces, mais d’applications restreintes et généralement coûteux: j’en citerai deux :
- a) Le frettage qui ne peut être employé que pour des pièces simples, notamment pour dés parties cylindriques. On recouvre à chaud la partie à protéger d’une frette en acier doux ayant une épaisseur un peu supérieure à celle de la cémentation ; on traite ensuite la pièce, sans s’occuper de cette frette; on cémente, on trempe et finalement un coup de marteau permet de briser la frette devenue dure et fragile par cémentation suivie de trempe.
- b) Enlèvement de la couche cémentée. — Dans l’usinage, on ménage'aux endroits qui ne doivent pas prendre la trempe, une surépaisseur dépassant un peu la profondeur de, cémentation. On cémente la pièce ainsi formée, on la retourne aux ateliers d’usinage, qui enlèvent les surépaisseurs et on la trempe ensuite. Procédé coûteux, entraînant plusieurs montages, une manuel) Conférence faife à la Société (l’Encouragement pour l’Industrie nationale en 1914
- et Revue de la Métallurgie, Mémoires, 1914, p. 752. *
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- LE MCKELAGE DE L ALI'MI ME M
- m
- tention complexe des pièces; on ne saurait le conseille]'que pour des fabrications délicates.
- Nous avons donc poursuivi avec M. Bernard des recherches pour avoir une méthode de protection courante aussi efficace que possible. Nous avons de suite pensé aux dépôts métalliques et c’est en cela que cette étude touche au sujet que nous traitons en ce moment.
- Le dépôt qui peut protéger contre la cémentation doit avoir des propriétés bien déterminées qui ne sont pas toujours demandées dans la pratique industrielle du recouvrement. Il doit :
- a) Etre solide à la température de cémentation, sinon il pourrait s’écouler et découvrir des parties à protéger. l)e ce fait ceci écarte l’étain ;
- b) Ne pas être perméable aux matières produisant la cémentation, or les réactions carburantes sont dues à des produits gazeux CO, (C Az)2; Cu IIm;
- a) Etre d’application industrielle facile et d’un prix de revient relativement bas ;
- d) Etre d’élimination facile, en fin d’opération, si cela est nécessaire.
- Nous n’avons pas à décrire à nouveau l’ensemble de nos recherches, mais rappelons seulement que trois procédés ont été mis en œuvre ;
- L’immersion dans un bain de métal ou dans une solution d’un sel de ce métal; le procédé Sclioop (pulvérisation superficielle du métal) ; les procédés électrolytiques.
- Les conclusions de ces longues recherches peuvent se résumer comme suit :
- Le procédé Sclioop a été écarté parce que trop coûteux.
- Les procédés par immersion dans un bain de sel, tel que le sulfate de cuivre, donnent un dépôt trop peu adhérent et important ; la protection est tout à fait minime.
- Les procédés par immersion dans un métal fondu ne sont utilisables qu’avec des métaux fondant à température assez basse ; au cours de la cémentation, ils deviennent liquides et ne protègent que les parties horizontales; c’est le cas de l’étain. Il semble de plus que ce métal altère les qualités de l’acier.
- Les procédés électrolytiques sont seuls à retenir; on peut les appliquer au nickel et au cuivre. Le nickel donne un retard dans la cémentation ; mais la protection est loin d’ètre complète.
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- LE NICKELAUE DE L ALUMINIUM
- En résumé, seul le dépôt éleetrolytique de- cuivre est intéressant. La méthode est nettement entrée dans la pratique depuis nos recherches et voici comment on l’utilise :
- Les pièces sont décapées à un bain de potasse près de lebul-lition (80-90°) ; lavées à l’eau bouillante, séchées à la sciure et recouvertes d’un vernis dans les parties à cémenter et qui, de celait, ne doivent pas être cuivrées. Ce vernis est formé de cire d’abeille et de colophane mélange coloré en noir pour mieux aper-A-oir l’enduit ; ce vernis chauffé vers 60 degrés est appliqué sur la pièce sortant chaude du séchage. Le vernis étant refroidi, la pièce est mise dans un bain de dégraissage-ouvrage, c’est un bain de cyaniure alcalin, riche en soude caustique et contenanl un peu de sel de cuivre. Ce bain indique que la pièce est complètement dégraissée par apparition d’une couche continue et fine de cuivre. La pièce, lavée à l’eau, est mise immédiatement dans un bain de cuivrage alcalin (bain de cyanure courant) qui donne une couche de cuivre plus importante. Le séjour est d’un quart d’heure. On termine par un bain de sulfate de cuivre acide qui est un bain économique et de dépôt rapide. La durée du séjour yarie de 30 à 90 minutes suivant la profondeur de cémentation. Ce procédé est très efficace, son prix n’est pas très éle\Té, le cyanure est le facteur principal du prix de revient. Mais le ouvrage s’applique mal à la protection interne des pièces creuses.
- De ces- recherches, il nous faut retenir que le cuivre constitue une couche particulièrement protectrice et que le nickel ne peut être utilisé parce que beaucoup plus poreux.
- Ce principe nous a beaucoup guidés dans l’étude du recouvrement de l’aluminium que nous allons exposer.
- Les Essais des Méthodes déjà indiquées.
- Voulant produire le nickelage de l’aluminium, nous avons commencé par essayer les méthodes connues et avant tout la méthode Canac décrite par M. Tassily.
- Nous avons obtenu des résultats assez irréguliers et- inconstants et très contradictoires tout au moins pour les alliages. Cela mettait à nouveau en vue l’importance du décapage, l’action de l’acide chlorhydrique ne pouvant être constante avec la variation de composition des alliages.
- L’examen micrographique a confirmé la façon de se compor-
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- J.E NU'.KHLARE DE l’aUjUESIUM
- Uj]
- ter du nickel qui vient se déposer et se prendre à toutes les dénivellations créées dans le métal par le décapage.
- Nous avons déjà noté que la méthode Margot indiquée par Minet ne nous avait donné aucun résultat pratique; le métal s’exfolie aisément.
- Lu PRINCIPE DE LA NOUVELLE MÉTHODE.
- En somme, de tout ce que nous avons dit, il résulte que le recouvrement électrolytique de l’aluminium ne paraît possible que grâce à un décapage profond, créant des bosses et des creux-dans la pièce.
- 11 apparaît que l'on peut obtenir des résultats beaucoup plus certains en faisant ce décapage par des moyens mécaniques et le jet de sable nous semblait tout indiqué pour donner les résultats voulus.
- Il présentait en plus cette supériorité de pouvoir s’appliquer à tous les alliages quelle que soit leur composition.
- Un premier essai fut rapidement lait, sur barreau rond d’aluminium. Celui-ci put être forgé à froid, en étant ramené à la section carrée et le nickelage résista à ce traitement vraiment outra ncier.
- Avant de pousser plus loin l’étude, nous devions nous préoccuper d’une question capitale et qui, dans la littérature, était à peine envisagée : les méthodes pour fixer — au moins comparativement 1— la valeur d'un dépôt.
- Les Méthodes d'essais des Recouvre.ments.
- Nous aArons cherché à définir :
- 1° L’adhérence du dépôt ;
- 2° L’efficacité de la protection contre certains réactifs.
- Mesure de l'Adhérence.
- Cette mesure n’est pas susceptible d’être effectuée directement ni de se chiffrer. Nous avons dû nous contenter d’apprécier son ordre de grandeur relatif en prenant comme étalon l’acier nickelé, et en faisant subir des déformations semblables à l’échantillon et à l’étalon.
- L’étalon d’acier n’est naturellement pas sablé, mais nickelé, comme à l’ordinaire, sur métal poli.
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- LE NIC K E LA GE 1JE l’ALUMINIUM
- Les déformations ont été obtenues : a) par emboutissage, b) par pliage, c) par brunissage, à l’aide des dispositifs suivants:
- a) Emboutissage. — L’échantillon est constitué par une feuille d’aluminium recuit de 3 mm d’épaisseur placée sur une plaque d’acier percée d’un trou de 2b mm de diamètre ; on exerce sur cette feuille, à l’aide d’une bille d’acier de 10 mm de diamètre se déplaçant suivant l’axe du trou, une pression suffisante pour enfoncer le métal d’une profondeur de 6 mm. On examine ensuite l’aspect de la couche de nickel qui peut être levée et criquée plus ou moins fortement ou être intacte. Nous nous sommes arrêtés à une profondeur d’enfoncement de 6 mm à la suite d’un essai fait sur une tôle d’acier doux recuit de 3 mm d'épaisseur qui s’est déchirée pour un enfoncement de 7 mm.
- O-
- b) Pliage. — La feuille d’aluminium de même épaisseur que ci-dessus, posée sur deux supports distants de 55 mm est pliée sous l’effort d’un poinçon terminé par une surface demi-cylindrique de 25 mm de diamètre. On examine la couche de nickel après pliage.
- c) Brunissage, — 11 est exécuté à la main à l’aide d’un brunissoir d’acier en utilisant l’eau de savon comme lubrifiant. Pour tous ces essais une plaque d’acier ayant subi le même traitement, sauf le sablage, sert de terme de comparaison.
- Mesure de l’Efficacité de la Protection.
- La protection a été jugée eflicace quand l’aluminium nickelé plongé dans une lessive de soude bouillante à 15 0/0 de NaOH n’a pas été attaqué, après un séjour de 30 minutes.
- Facteurs de l’Opération. — Leur Etude.
- Nous avons cherché à préciser les facteurs de l’opération, ce sont :
- La pression de l’air employé au sablage, toutes choses égales d’ailleurs, notamment la forme et l’usure de la buse ;
- La grosseur des grains de sable /
- Le temps s’écoulant entre le sablage et le nickelage ;
- L’épaisseur de la couche de nickel;
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- Fin. 1. — Essai d’cmboulissage. Fig. 2. — l'.ssai d emboutissage.
- Acier doux recuit nickelé. Aluminium nickele isablage sous .100 gr.
- Fig. 5. — Aluminium nickelé-cuivré-iiiokelé. Fig. 6. — Aluminium nickelé.
- (Attaque de 116' à la soude caustique.) (Attaque de W à la soude caustique.)
- Fig. 9. — Micrographie d’aluminium nickelé-cuivré. (Le filet blanc correspond à la couche de nickel.)
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- Fig. 3. — lissai d'emboutissage. Fig. h. — Kssai d'emboutissage.
- Aluminium nickelé sablage sous G00 gr.' Aluminium nickelé ''sablage sous 1 500 gr.)
- Fig. 7.— Acier nickelé. Fig. 8. •—Aluminium nickelé-euhré-nickelé. •
- (Attaque de 21 h par AzlF'Cl à 10 0 0., (Attaque de -18 h par AzlF'Cl à 10 0/0.1
- Fig. 10. — Micrographie d’aluminium nickelé-cuivré-nickelé.
- (Le. filet blanc intérieur correspond à la première couche de nickel; le second filet blanc, rectiligne, correspond à la couche superficielle de nickel.1
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- Variation de la pression. — Les appareils de sablage fonctionnent habituellement sous des pressions variant entre 1 et 2 kg suivant le modèle employé. Limités dans notre choix par les appareils dans nous disposions, nous avons fait nos essais sous des pressions de 300 g et 1 500 g par centimètre carré.
- Les autres facteurs ont été fixés arbitrairement. Nous avons utilisé le sable tel qu'il est habituellement employé, c’est-à-dire comportant 3 0/0 de refus sur un tamis à mailles de 3 10 de mm et 10,5 0/0 de refus sur un taillis à mailles de 2/10.
- Le nickelage fut fait immédiatement après sablage et l’épaisseur du dépôt Axée à I/lOO de mm (l’épaisseur était simplement mesurée par le temps de l’opération).
- Dans ces conditions, les résultats de fessai à l'emboutissage furent les suivants :
- %
- Plaque sablée sous 300 g (1) :
- Ni levé, complètement exfolié au sommet, de la partie enfoncée, longues criques (fig. 2).
- Plaque sablée sous 600 g (2) .
- Ni moins levé, sommet moins dépouillé ; criques plus faibles
- (tdj- 3).
- Plaque sablée sous 1 500 g [2) :
- Ni intact.
- L’adhérence augmente donc en fonction de la pression. Les déformations imposées au métal sont évidemment supérieures à ce que l’on est en droit de demander à un métal nickelé et il est certain que l’adhérence obtenue après sablage sous 600 g. serait suffisante pour bien des emplois.. Néanmoins nous choisirons pour les essais suivants le sablage sous une pression de 1 500 g par centimètre carré (3) (fig. A).
- Grosseur des grains de sable. — En opérant sous la pression choisie, on remarque, sur les plaques traitées avec le sable tout venant, des trous assez gros produits vraisemblablement, vu leur petit nombre, par les grains refusés au tamis de 3/10 de mm. Il est donc nécessaire d’éliminer ces grains. D’autre part, il est avantageux, au point de vue de l’aspect du métal déposé, d’opérer avec du sable aussi fin que possible. Plusieurs essais
- (1) Pression par cm- de l’air employé dans l’appareil de sablage.
- (2) Pression par cm2 de l’air employé dans 1’appareil de sablage.
- (3) Le tuyau amenant le mélange d’air et de sable a "25 mm de diamètre intérieur; la buse cylindrique 7 mm de diamètre.
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- LE NICKEL AGE DE L ALUMINIUM
- nous ont conduits à choisir comme grosseur de sable lu partie passant à travers le tamis à mailles de 2/10 de mm.
- Les essais suivants sont faits avec du sable ainsi tarif is'é :
- Temps entre sablage et nickel-âge. — Des plaques d’aluminium ont été sablées (P = 1 500 g) et conservées enveloppées dans une feuille de papier-filtre, 2 jours, 8 jours, 15 jours * un mois avant le nickelage. Aucune modification d’adhérence n’a été constatée entre les dépôts de Ni faits sur ces difléreutes plaques. Le temps écoulé entre le sablage et le nickelage n’a donc, pratiquement, aucun effet sur les résultats obtenus s’il n’y a pas exposition à l’air humide.
- Epaisseur du nickelage. — Des plaques d’aluminium sablées (P — 1 500 - grains de 2/!0) ont été nickelées pour des épaisseurs croissantes de dépôt, puis essayées 4 l’emboutissage et au pliage comparativement avec des plaques d’acier nickelées pour la même épaisseur.
- Les résultats sont bons jusqu’à l’épaisseur de 1/100 de mm. Moins bons pour 2/100 et mauvais pour 4/100. La moindre adhérence des dépôts de nickel épais est d’ailleurs connue de tous les nickeleurs, et les plaques d’acier témoins se sont moins bien comportées que les plaques d’aluminium.
- Les essais relatifs à l’efficacité de la protection de l’aluminium par la couche de nickel furent alors effectués comme il est dit plus haut en plongeant les plaques d’aluminium nickelé dans une lessive de soude bouillante à 15 0/0 de NaOII.
- Seule, la couche de 4/100 de mm se révèle comme constituant une protection efficace.
- Gomme d’autre part, elle donnait de mauvais résultats aux essais d’adhérence, nous fûmes obligés d’admettre qp’il y a incompatibilité entre la résistance mécanique et la résistance à la corrosion. /
- Conclusions des Essais de Nickelage simple.
- Le nickelage de l’aluminium peut se faire dans les bains couramment employés pour les autres métaux ; il suffit,, pour avoir de l’adhérence, de sabler la-'pièce et de la laver avant de la mettre au bain (f).
- (1) Le bain que nous avons constamment utilisé avait pour composition : Sulfate-double de nickel et d’ammonium = 50 g. Sulfate de nickel s= 15 g. Eau pour faire I litre. Nous avons vérifié que les bains au chlorure de nickel donnent des résultats identiques. ' .
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- EK N1CKELAGE DE I. AKUMKNIK'M
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- Suivant le degré de résistance à l’arrachement que l’on désire, on peut employer le sablage à faible ou forte pression.
- Le sablage à faible pression a l’avantage de permettre un dépôt de nickel susceptible d’être poli par simple avivage et peut convenir dans bien des cas, pour des pièces ne subissant pas de fatigue.
- Le sablage à forte pression convient pour des pièces dont l’usage comporte des risques de chocs violents ou de frictions énergiques. Il est nécessaire, dans ce cas, si l’on désire un beau poli, de procéder à un polissage du dépôt, puis à un second nickelage, léger, suivi d’un avivage.
- L’essai très dur que nous avons fait subir au métal nickelé, au sujet de sa résistance à la corrosion, en Ame de son utilisation à la mer, n'exclut pas l’utilisation de l’aluminium nickelé dans des milieux moins pernicieux pour le métal subjacent, car nous avons conservé plus de huit mois, dans l’atmosphère d’un laboratoire, des échantillons d’aluminium nickelé qui ne présentent aucune trace d’attaque.
- Quand aux résultats négatifs des essais à la corrosion, ils nous ont suggéré l’essai suivant :
- Le nickel, déposé electrolytiquement, est poreux ; il est facile de le constater si l’on plonge dans une solution de chlorhydrate d’ammoniaque à 10 0/0 froide, un morceau d'acier nickelé à 1/100 de mm d’épaisseur, on voit le métal recouvert d’une couche de rouille après une heure de séjour.
- .Heciikrc.uk d’un Dépôt donnant une haute résistance
- A LA CORROSION.
- C’est là que jouent les essais faits aAmc M. Bernard sur les anticéments. *Le nickel donnait des résultats très mauvais comme anticément ; le cuivre, au contraire, constituait une couche protectrice très efficace.
- Déplus, le dépôt électrolytique de nickel est dur, sans allongement, on ne peut espérer que le polissage en ferme les porcs. Il en est tout autrement du cuivre déposé, plus mou-, plus facile à déformer (fig. 5, 6, 7 et 8).
- Nous avons donc essayé le cuivrage.
- .Malgré nos efforts aucun dépôt direct de cuivre n’a été possible, nous auons toujours trouvé le manque d’adhérence, comme dans le procédé Margot. Toutefois nous savons que diffé-
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- LE NICKELAGE DE L ALUMINIUM
- rentes méthodes, tenues plus ou moins secrètes, permettent de cuivrer avec quelque résistance.
- Le cuivrage sur dépôt de nickel se fait très aisément au bain acide.
- En dehors des facteurs déjà énumérés, il en apparaissait de nouveaux très importants :
- 1° L’épaisseur du premier nickelage permettant le dépôt du cuivre ;
- 2° L’épaisseur de la couche de cuivre assurant la protection ;
- 3° L’épaisseur du deuxième nickelage donnant à l’ensemble l’aspect et la résistance mécanique voulus.
- Bien entendu, nous avons utilisé ici les méthodes d'essais décrites plus haut:
- 1° Epaisseur du premier nickelage. — Les plaquettes d’aluminium, sablées comme il a été dit, et lavées, ont été nickelées pendant des'temps croissants pour obtenir des épaisseurs de dépôt de 0 mm, 002, 0 mm, 003, Omm, 004 et 0 mm, 006, puis mises au bain de cuivrage.
- Après le temps fixé, les deux premières étaient couvertes sur les bords, mais la partie centrale était grise, et ne se couvrait qu’imparfaitement après un séjour prolongé dans le bain.
- Les deux autres plaquettes étaient uniformément cuivrées, d’une belle teinte rose sur toute leur surface.
- Par précaution, nous avons utilisé dans les essais suivants, une épaisseur de 0 mm, 006 pour la première couche de nickel.
- 2° Epaisseur du cuivrage. — Les plaquettes nickelées comme il a été convenu, puis lavées, ont été mises au bain de cuivrage pour des épaisseurs croissantes, lavées, séchées et soumises à l’essai de corrosion, sans aucun polissage, ni* avivage. Les résultats sont les suivants :
- Épaisseur de Omm, 006: attaque non immédiate.
- Épaisseur de 0 mm, 013 : pas d’attaque après 30 minutes de séjour.
- Une troisième plaquette cuivrée à 0 mm, 02 d’épaisseur et polie avant d’être mise au bain de soude a résisté à la corrosion.
- 3° Epaisseur du deuxième nickelage. — Les essais ont été faits sur deux séries de plaquettes d’aluminium. L’une cuivrée à Omm,013 d’épaisseur et nickelée au sortir >du bain de cuivrage,
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- LE MCKELA(il-: 1)E 1. ALUMINIUM
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- puis avivée après nickelage. L’autre cuivrée à 0 mm, 02 polie et nickelée, puis avivée. Le polissage du cuivre est nécessaire si l’on veut obtenir un dépôt final de nickel poli.
- Pour les plaquettes cuivrées à une épaisseur de 0 mm, 006 l'adhérence a été bonne dans les trois cas essayés : 0 mm, 003 0 mm,006 et un peu moins bonne pour 0 mm, 012 quoique satisfaisante.
- Remarques.
- Le sablage ne constitue pas un mode de nettoyage dispensant de tout autre précaution ; son but est de créer des cavités ou s’accroche le nickel.
- Il faut donc, avant sablage, dégraisser la pièce à l’essence, el, si elle est oxydée, la passer à la brosse métallique. Le sable n’enlève pas complètement l'oxyde, il en introduit une partie assez profondément dans le métal (fig. 9 et 10;.
- Au cours de nos essais, nous avons remarqué que les piqûres et les criques ne sont pas obturées complètement par les dépôts faits sur le métal, ei qu'il est nécessaire de faire disparaître ces défauts par grattage, pour mettre le métal à nu avant le sablage. Cette opération, faite après sablage, est sans valeur, les parties ainsi grattées prenant très difficilement le nickel.
- Le. sable doit être très propre, exempt de matières organiques. La pièce sablée ne doit pas être touchée avec les mains.
- Quand foules ces précautions sont observées, le dépôt obtenu est très adhérent et supporte, sans se soulever une température de 500% ainsi que nous avons pu le constater en plongeant des plaquettes d’aluminium cuivré nickelé, pendant 5 minutes, dans un bain de nitrite de soude et nitrate de potasse chauffé à celte température.
- Les essais de brunissage constituent une épreuve extrêmement dure, nécessitant de la part du dépôt qui la subit, une adhérence considérable.
- Il n’est pas habituel de brunir les pièces nickelées, car l’opération longue et coûteuse ne peut s’appliquer qu’à des objets d’un prix élevé. Nous avions donc en vue un simple essai mécanique particulièrement brutal quand nous avons pensé à cette méthode. Néanmoins, comme dans le cas d’applications pratiques nécessitant le brunissage, il y avait lieu d’opérer sur des pièces polies, et bien protégées, nous avons principalement
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- LE MCKELAGE DE L’ALUMINIUM
- retenu les essais effectués sur échantillons ayant suhi le second nickelage après polissage de la couche de cuivre.
- Cinq plaquettes cuivrées à Omm, 02 d’épaisseur, polies, puis nickelées à 0 mm,006 ont été brunies au brunissoir d’acier, sans aucun décollement du dépôt protecteur.
- Soudure à l’étain des pièces d’aluminium nickelé.
- On' sait que si la soudure autogène de l’aluminium est une question parfaitement résolue, elle constitue cependant une opération assez délicate. Quant aux nombreuses recettes indiquées comme soudures directes de l’aluminium et de ses alliages, elles donnent des résultats le plus souvent douteux, si ce n’est négatifs, et la ligne de soudure est presque toujours d’une atta-quabilité très élevée. Or chacun sait que le nickel sa soude admirablement sur lui-même au moyen des soudures ordinaires, notamment de celles à base d’étain.
- Dans de nombreux cas, il peut y avoir intérêt à souder l’aluminium à la soudure d’étain. Cela est très facile si on procède auparavant au nickelage. Il était intéressant de se rendre compte de la résistance d’une telle soudure.
- Dans ce but, nous avons coupé un jet d’aluminium suivant un plan, faisant avec l’axe du jet, un angle de 45°.
- La coupe étant sablée sbus pression de 1 560 g, nous l’avons nickelée pour 0 mm, 01 d’épaisseur, et nons avons soudé à cœur les deux tronçons.
- Dans le jet ainsi préparé, nous avons fait tourner une éprouvette de traction normale (150 mm2 de section).
- Cette éprouvette soumise à l’essai, s’est rompue' à la soudure sous un effort total de 950 kg. Ce résultat permet d’admettre que la soudure à l’étain des pièces d’aluminium nickelé, pré-sènte une résistance suffisante dans bien des cas, et précise les conditions d’emploi d’une telle soudure.
- Nickelage des alliages d’aluminium.
- .Nous avons dit que le nickelage des alliages d'aluminium est particulièrement délicat quand on emploie à la préparation de la surface des pièces un procédé chimique. Il n’en est plus
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- LE N IC K EL AGE DE 1. ALUMINIUM
- M)
- de môme, avec le procédé de préparation purement mécanique <pie nous avons indiqué ; son action est uniforme quel que soit l’alliage mis en œuvre. Quoique ceci semble évident à priori, nous avons fqit des essais sur des alliages ayant les compositions suivantes :
- i 2 ' •> * > ft
- Aluminium (1 ). . . . . 83,32 04,25 03,41 83,70 08,02
- Silicium . . 0,40 0,50 0,04 0,70. 0,58
- Cuivre . . 2,54 3,50 5,25 Néant »
- Fer • • U 0,50 0,70 0,00. 0,50
- Zinc, . . 12,08 0,25 Néant F), 30,
- .Manganèse .... . . Néant 0,50 Néant Néant .»
- .Magnésium .... . . Néant 0,50 Néant Néant U
- Les alliages i, 2, 3, 4 se sont comportés comme l'aluminium pur, le dépôt s’effectuant aussi facilement.
- L’alliage n° 5 peu courant, n’a pu se nickeler, car il est attaqué par le bain de nickelage employé.
- En résumé, tout alliage d'aluminium n’attaquant pas le bain est susceptible de se nickeler.
- Conclusions pour le Recouvrement en vue de la non-corrosion de l’aluminium.
- Il est possible de protéger l’aluminium, contre la corrosion, par une légère couche de cuivre, susceptible d’être nickelée à une épaisseur convenable, sans que la superposition yles dépôts exécutés nuise à l’adhérence du recouvrement.
- Deux cas sont à envisager suivant l’aspect final que doit présenter la pièce à protéger :
- 1° L’aspect de la pièce est indifférent :
- Un cuivrage de Omm, 01 est suffisant, suivi d’un nickelage effectué au sortir du bain de cuivrage. Un brossage, à la brosse métallique, termine l’opération.
- 2° La pièce doit être polie :
- Il est nécessaire de polir le dépôt de cuivre avant le nickelage, et dans ce cas*, il est bon de donner au cuivre une épaisseur de 0 mm, 02 pour tenir compte de la perte de matière due au polissage. Le dépôt de nickel prend un beau poli par simple avivage.
- (1) L'aluminium est obtenu par dill'érence.
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- LE NICKELACE DE L’ALUMINIUM
- CONCLUSIONS GÉNÉRALES
- Le nickelage de l’aluminium et de ses alliages est donc une opération très simple que chacun peut réaliser à la condition d’observer les prescriptions suivantes :
- 1° Polir la pièce si l'on désire un nickelage poli et la nettoyer soigneusement à l'essence.
- 2° Sabler la pièce avec un sable siliceux bien propre et tamisé sur un tamis à mailles de 2/10 de mm.
- 3° Laver la pièce dans l’eau pour faire tomber les fines particules de sable y adhérant. Il est bon de parfaire ce dernier nettoyage en brossant légèrement la pièce immergée.
- 4° Mettre la pièce au bain de nickelage. Il est préférable, d’introduire la pièce sous le courant. Faire passer l’intensité habituellement employée pour les autres métaux, avec le bain utilisé.
- Si l'on désire un simple nickelage, laisser la pièce le temps suffisant pour l’épaisseur désirée.
- Si la pièce est destinée à recevoir un cuivrage intermédiaire, la retirer quand le dépôt a atteint une épaisseur de 0,006 mm. La laver à l’eau et la mettre immédiatement au bain de cuivrage.. Quand l’épaisseur du cuivre est obtenue, traiter la pièce comme si elle était en cuivre.
- En terminant nous tenons à bien préciser que ce procédé n'a donné lieu à aucun brevet, qu’il peut être monté par quiconque veut l’utiliser, que nous sommes à la disposition des intéressés pour leur donner tous renseignements voulus.
- Nous n’avons cherché qu’un seul but: ouvrir des débouchés nouveaux à ce métal si intéressant et si français qu’est l’aluminium.
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- ET U DE EXPERIMENTALE
- DIS OUAIS AVEC AUGES
- PAU
- AT. RAVIER
- Les anciennes murailles de soutènement avaient leur stabilité assurée par la largeur de leur base.
- On réalisait ainsi des ouvrages coûteux mais imposants et donnant confiance par leur masse.
- Cependant, dans certains cas, un glissement ou une oscillation sur la fondation pouvaient compromettre ces ouvrages.
- En retenant les murailles par des ancrages on peut les faire beaucoup plus légères, tout en assurant parfois mieux leur stabilité.
- On a fait ainsi, notamment en Allemagne et aux Etats-Unis, pas mal de quais dont la façade est constituée par des pal-planclies de béton armé, ces palplanches étant tenues par leur pied dans le terrain et ayant leurs 'têtes retenues par des ancrages.
- Ce mode de construction est très économique, mais il devient d'une application difficile, ou moins économique, quand la hauteur des ouvrages s’accroît, et que par suite les palplanches se trouvent soumises à des moments fléchissants relativement importants.
- En effet, on est alors conduit à augmenter l’épaisseur et les aciers des palplanches d’une façon pouvant devenir prohibitive.
- Le recours à des palplanches à section en T ou pieux-palplanches permet de réaliser la môme résistance avec sensiblement moins de béton, et l’installation d’ancrages multiples sur la hauteur réduit beaucoup les moments fléchissants et, par suite la dépense d’acier (système des Pieux-Palplanches Coignet-llavier, proposé par l’auteur de cette communication et dont les premières applications ont été réalisées par le regretté M. Edmond Goignet).
- iO Voir Procès-vorbal de la séance du 2G novembre 1920 (i'ascicule sépare nn 12, p. 31 Vi.
- Bull. 41
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- 472 ÉTUDE EXPÉRIMENTALE UE TA STABILITÉ 1)KS QUAIS AVEC A.NCHACES
- On peut ainsi atteindre pratiquement des hauteurs beaucoup plus importantes.
- La, photo de la figure / et le dessin de la figure 2 montrent la
- --------15,5 7,
- tfiMi j?(,cavx. hoajr>tixxzc.ftc.
- c/' <2>7ZCÆCt^<f
- Quai de nivcs-siir-.Vlei-.
- première application de ces dispositions faite par M. Edmond Coignet à Dives-sur-Mer, en '1910.
- <&
- veÆùxxUe.
- h<z£on ocnyrTce. a.' a'/j--///-. af ’sy/rs>nj-/<-
- Ouai des .Muaeaux.
- La figure S montre une autre application faite par lui aux Mureaux, en 1912.
- La figure i montre une application faite à Yarmoutli en 1911. A Dives et à Yarmoutli les tiges d’ancrage sont retenues par une plaque générale en béton armé de même longueur que
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- ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DF LA STAR] LITE DLS QUAIS AVEU ANCRAGES 4“M
- l’ouvrage, moulée dans le sol où l’on a pratiqué à cet effet une tranchée que l’on a comblée ensuite.
- Aux Mureaux où la disposition de Dives n’avait pas pu s’appliquer parce que le sol était trop loin en arrière, les tiges d’an -
- Fig. l\.
- Quai de Yarmouth.
- orage sont accrochées à une rangée d’autres pieux-palplanclies battus à une certaine distance en arrière de ceux de la façade.
- lies ouvrages ainsi• combinés étaient économiques et, notamment celui des Mureaux, qui a été exécuté à la. suile d’un concours, a économisé 25 0/0 par rapport aux autres dispositions présentées.
- dépendant les ancrages constituaient une très forte partie de la dépense.
- Il était intéressant de rechercher d’autres dispositions d’ancrage à la fois les plus économiques et les plus efficaces possibles.
- Ni le raisonnement ni le calcul ne pouvaient donner des indications certaines en la circonstance.
- Il a paru nécessaire de recourir à l’expérience.
- Mais celle-ci aux dimensions mêmes des ouvrages à construire aurait été difficile, longue et coûteuse.
- L’application du principe de similitude mécanique a permis,
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- 474 ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE LA STABILITÉ DES QUAIS AVEC ANCRAGES
- de faire facilement et avec une dépense infime des expériences à petite échelle mettant en évidence l’efficacité de certaines dispositions et la non-efficacité de certaines autres.
- L’une des dispositions essayées s’est montrée tout spécialement la plus efficace en même temps que la plus économique et a été adoptée dans la pratique en conséquence, avec un parlait succès.
- Pour que le principe de similitude ffit applicable il fallait que le remblai fût dépourvu de cohésion.
- Le sable auquel l’humidité ou le tassement peuvent communiquer une certaine cohésion n'a pas donné des résultats réguliers.
- L’emploi du gravier a réalisé de façon parfaite les conditions
- Fit;. 5.
- désirables et a permis d’obtenir des résultats d’expérience régulièrement concordants.
- Il a été fait des expériences sur la stabilité d’ensemble d’une muraille munie de certaines dispositions d’ancrage. ' '
- Il en a aussi été fait sur la résistance au déplacement des éléments d’ancrage dans le remblai.
- • L’est de ces. dernières expériences qu’il sera parlé tout d’abord.
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- ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE EA STABILITÉ DES QUAIS AVEC ANCRAGES 475
- Expériences sur les plaques d’ancrage.
- Or exerçait une traction sur les plaques P noyées comme Je montre la figure o dans un tas de gravier R assez large dont la face supérieure était nivelée. La traction se faisait par l’intermédiaire d’une ficelle H dont on avait vérifié l’absence pratique de frottement dans le gravier.
- La ficelle faisait retour à un galet G fixa’1 à une plaque A maintenue par un pieu B et sur laquelle on appuyait avec lu pied.
- Le galet était simplement une roulette de retour de cordon de rideau.
- La ficelle remontant verticalement venait s’accrocher au crochet G d’une romaine D.
- On tirait en E sur le crochet de suspension de la romaine de façon à maintenir son levier horizontal tout en avançant le poids F jusqu’à obtenir le déplacement de la plaque dans le sol.
- On lisait alors sur le liras de la romaine Belfort développé.
- On a tiré successivement des plaques d’ancrage rectangulaires placées verticalement avec un côté horizontal de IG cm‘puis de 18 mm et un côté vertical de longueur variable le côté inférieur du rectangle étant toujours à 10 cm sous la surface du remblai graveleux.
- On tirait les rectangles par le centre approximatif de pression, et la hauteur des rectangles a varié de 0 mm à 10 cm la plaque effleurant la surface du gravier dans ce dernier cas.
- Les efforts nécessaires pour déplacer la plaque ont été les suivants :
- Largeur constante de la plaque rectangulaire verticale 16 cm
- Hauteur constante de la surface horizontale du gravier
- au-dessus de l’arête horizontale inférieure de la
- plaque........................................... 10 cm
- Hauteur des plaques :
- 6 mm 11 mm 2 cm 10 cm
- Efforts dé démarrage des plaques :
- 6 kg 1.1 kg 12 kg
- 12 kg 500
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- 470 ÉTUDE KX R ÉIi LM EN T A L E DE LA STABILITÉ DES QUAIS AVEC A N ('.RACES
- D’autres expériences ont donné les résultats suivants
- Largeur de la plaque................................
- Hauteur de la surface du gravier au-dessus de l’arête
- inférieure.......................................
- Hauteur des plaques 38 min H) cm
- Efforts de démarrage G kg 7 kg
- On est ainsi arrivé à cette conclusion imprévue que la résistance au déplacement d'une plaque d’ancrage rectangulaire dans un remblai non cohérent dépend du niveau et de la longueur de son arête inférieure mais ne dépend presque pas de sa hauteur, et est presque la même avec une faible hauteur que 'si la plaque monte de l’arête inférieure jusqu’au sol.
- Ce n’est que lorsque la plaque devient tellement peu large qu’elle constitue, pour ainsi. dire un couteau que sa résistance au déplacement diminue sensiblement, mais la plus fai 1)le résistance qu’on ait trouvée en pareil cas était encore 50 0/0 de la résistance de la plaque de même, largeur montant jusqu’au niveau du sol.
- Il en résulte qu’il y a beaucoup plus d’intérêt à enfoncer les plaques profondément qu’à leur donner une forte surface. La résistance au déplacement est d’ailleurs proportionnelle au carré de l’enfoncement de l’arête inférieure de la plaque d’ancrage.
- On voit accessoirement qu’il n’est pas nécessaire de faire des plaques très larges, une plaque de faible largeur ayant donné 50 0/0 de la résistance au déplacement d’une plaque neuf fois plus large.
- En résumé, c’est renfoncement des arêtes inférieures des plaques qui est le point capital pour leur ellicacité laquelle est proportionnelle au carré de cet enfoncement, et leur surface a fort peu d’importance, tant en hauteur qu’en largeur, du moment qu’elle n’ont pas des dimensions par trop réduites.
- Expériences sur les ancrages constitués par des pieux.
- Les pieux étant très appréciés par beaucoup d’ingénieurs comme éléments d’ancrage, notamment dans les pays du Nord et aux Etats-Unis, il a été fait une série spéciale d’expériences au sujet de ce genre d’ancrages.
- 18 mm 10 cm
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- ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE LA STABILITÉ DES QUAIS AVEC ANCRAGES
- Ces expériences, ne visant que le cas des pieux enfoncés en terre non cohérente, s’appliquent spécialement au cas de pieux battus dans l’eau et autour desquels on remblaie ensuite avec des matériaux non cohérents.
- En, terre cohérente, on pourrait avoir des résistances , plus
- fortes, mais l’humidité peut les diminuer et les conditions ne sont pas certaines.
- Le modèle de pieux était tiré par la tète comme le montre la figure 6.
- Onand on tire ainsi, et qu’on dépasse un certain effort, le pieu fléchit, son pied restant fixe, sa tète s’incline peu à peu, et le pieu finit par s’arracher.
- Avec une hauteur de gravier de 20 cm un modèle de pieu vertical commence à bouger à une traction de 3 kg environ, et s'arrache complètement à 6 kg environ, alors qu’une plaque de petites dimensions ayant son arête inférieure 20 cm sous le niveau du gravier ne cède qu’à un effort de 24 kg environ.
- Le pieu serait d’ailleurs sensiblement plus coûteux que la plaque d’ancrage, celle-ci ayant toutefois contre elle dans certains cas d’obliger à plus de terrassmeents que le pieu.
- Un pieu incliné de 30 degrés environ en arrière tiré comme
- le montre la figure 7 ne résisie pas mieux qu’un pieu vertical mais au contraire légèrement moins, la'diminution est de 25 0/0 environ. ,
- Un groupe de 2 pieux reliés par leurs tètes ; l’un vertical et l’autre incliné formant arc-boutant contre la traction comme le
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- 478 ÉTUDE EXPÉRIMENTALE 1)E LA STABILITÉ DES QUAIS AVEC ANCRAGES
- montre la figure 8 ne résiste pas sensiblement mieux que le pieu vertical seul, la résistance à l'arrachement n’est que de
- Fu;. 8.
- 10 0/0 environ en plus. L’ensemble des ± pieux bascule et s’arrache presque aussi facilement que le pieu seul.
- Ce résultat a étonné étant donnée la résistance apparente de cette disposition qui paraît réaliser un arcboutement parfait et qui, de ce fait, est spécialement appréciée dans les pays du Nord et aux Etats-Unis.
- Il est vrai qu’en terrain cohérent elle donnerait peut-être des résultats meilleurs, mais les bases certaines manquent pour une évaluation à ce'sujet, et l’humidité du terrain peut d’ailleurs faire varier d’une façon imprévue les conditions de résistance.
- Il convient toutefois de signaler que dans une expérience où l’on avait un peu tassé le gravier autour du modèle de pieu on a trouvé une résistance à l’arrachement enviroq double.
- Expériences sur les ancrages agissant par simple frottement.
- Ces expériences ne sont mentionnées que pour fnémoire n’ayant pas donné lieu à des constatations spécialement intéressantes .
- Expériences sur des modèles de murailles complets.
- i
- On a essayé comparativement une muraille avec des ancrages placés assez loin en arrière, à profondeur relativement faible sous la surface du sol, à l’instar de la disposition du quai de Dives que représente la figure 2, et une muraille avec des tirages d’ancrages beaucoup plus courtes, mais des plaques d’ancrages très enfoncées dans le sol, suivant la disposition qui a été adoptée pour le quai de Kénitra comme l’indique la figure 9.
- Cette dernière disposition a été reconnue beaucoup plus stable
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- ÉTUDE EXPÉRIMENTALE 1)E LA STABILITÉ DES QUAIS AVEC ANCRAGES 479
- avec des tiges d’ancrages beaucoup plus courtes, et par suite une dépense bien moindre, car dans un quai de ce genre c’est
- Qiujoe, ve/ziLcj?]$.
- (£>Levcctixyri
- A A rnontraunt Les éuxzmJjà
- JB monà'CcmJ: Le.i iuxxsnJja
- Fig. 9. — Quai de Kenitra.
- dans les tiges d’ancrage, appelées à supporter la traction de la poussée des terres qu’il faut les plus fortes sections d’acier, de sorte qu’en réduisant leur longueur on obtient une forte économie.
- Effectivement, on a réalisé à Kénitra une économie de 40 0/0 sur la quantité de béton et de 55 0/0 sur la quantité d’acier par rapport à la plateforme sur pieux en béton armé qui avait été étudiée par l’administration, et au concours pour le port de pèche de Lorient il a été réalisé une économie de 50 0/0 pour la quantité de béton et 54 0/0 pour la quantité d’acier par rapport à celui des nombreux autres projets présentés qui dépensait le moins de matériaux.
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- 480 ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DK LA STABILITÉ DES QUAIS AVEC ANCRAGES
- Au sujet de la disposition de Ivënitra, la figuir 10 reproduit la photographie du modèle essayé avant l'exécution du rêmblai.
- ' Les ancrages de la petite muraille de droite sont du type normal à plaques, ceux du type de gauche sont des pièces rec tilignes sans plaques mais plus longues agissant par simple frottement, ce que l’expérience a révélé satisfaisant avec des longueurs d’ancrage convenables. Ces ancrages rectilignes sans plaques s’appliquent surtout à l’exécution d’un quai au milieu des terres, les pieux-palplanches étant battus d’abord, le déblai n’étant fait devant eux qu’ensuite, et les ancrages étant foncés à travers la muraille pour tenir celle-ci au fur et à mesure que le déblai atteint les points où ces ancrages doivent traverser la muraille.
- Après l’exécution du remblai, on a appliqué sur le petit ouvrage à échelle réduite la surcharge d’une personne qui équivalait à une surépaisseur de remblai du double de la hauteur de la muraille.
- Par similitude mécanique on se trouvait donc dans des conditions d’un quai de 40 m de haut sur laquelle il aurait été appliqué une surcharge de 2 X 4 0 X 4 300 — 30 000 kg par mètre carré, alors que les quais des ports ne sont soumis, en général qu’à une surcharge de à 3 t par mètre carré, et exceptionnellement 40 t. - •
- Sous cette épreuve sèvère, l’ouvrage s’est montré parfaitement-stable, et des mesures précises faites ont même montré qu’avec les plaques d’ancrage, il se produisait sous l’action de la surcharge un très léger recul de la muraille correspondant évidemment à ce que l’action de la surcharge sur les plaques d’ancrage prédomine sur celle de. la poussée supplémentaire que cette surcharge donne contre la muraille.
- Le petit ouvrage était réalisé avec des pièces de bois blanc de faible échantillon, les tirants notamment (7 mm X 4 mm de section) étaient fort fragiles et ils ont cependant supporté sans rupture le poids d’une grande personne et le tassement se produisant quand elle montait sur le petit ouvrage, grâce à leur articulation avec la muraille et à leur flexibilité propre semble-t-il ce qui fait penser au roseau de La Fontaine « qui plie et ne rompt pas ».
- Une expérience favorable est d’autant plus probante que des expériences faites à côté sur d’autres dispositions ont donné des résultats défavorables.
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- ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE LA STABILITÉ DES QUAIS AVEC ANCRAGES 4SI
- A ce litre il paraît intéressant de signaler une expérience faite sur le type de muraille projeté suivant la figure II, où des montants verticaux supportaient une série de tablettes horizontales sur lesquelles le remblai venait faire talus.
- En raisonnant superficiellement on pouvait croire qu'une muraille ainsi constituée tiendrait toute seule, les faces verticales susceptibles de recevoir des poussées étant supprimées.
- Cependant quand on fait l'expérience on constate que la muraille ne tient pas.
- Ln examen plus sérieux lait remarque]- qu’il y a à chaque tablette un effort de WMMW//'///////-%m*m frottement horizontal (sans Frl u.
- lequel d'ailleurs le talus ne
- tiendrait pas avec son angle), et ce sont ces efforts de frottement qui renversent la muraille.
- Quand on pense que le groupe d’un pieu vertical et d'un pieu incliné formant arc-boutant doit constituer le plus edicace des ancrages, peut-être fait-on une erreur de raisonnement analogue.
- L’expérience est le meilleur des guides, et la présente communication donne un exemple montrant qu’on peut à l’occasion la réaliser à très peu de frais et sans avoir aucun laboratoire ni des moyens puissants à sa disposition, l’application du principe de similitude mécanique étant spécialement d’un précieux secours en la circonstance.
- r/V>?M7777T/7777]7T?'
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- LES COUPS DE BÉLIER
- LES CONDUITES D’EAU
- PAlt
- M. O A.MIC H JE r,
- Dans celte Conférence, j’utiliserai les travaux tout à fait fondamentaux de MM.' Rateau, de Sparre, Joukowski, Alliévi (2) et les recherches (3) que nous avons faites, MM. Eydoux, Gariel et moi-mème, soit isolément, soit en collaboration.
- I. — Définition du coup de bélier.
- On donne le nom de « coup de bélier » aux variations de pression qui prennent naissance dans les conduites, sous l’in-lluence du changement de vitesse de l’eau, provenant par exemple du fonctionnement du régulateur de la turbine alimentée.
- Considérons (fuj.i) une conduite horizontale ABC, d’épaisseur
- X
- Fig-1
- et de diamètre constants sur toute sa longueur ; à son extrémité amont, elle est en communication avec une chambre de mise en charge A, dans laquelle le niveau est maintenu constant ; à son
- il) Voir Procès-verbal (le la séance du 1er octobre 1940 (fascicule séparé n* 10, p. 270i.
- (2) Je laisserai complètement decôté la question des cheminées d’équilibre sur laquelle M. Eydoux a publié un très important mémoire et celle des formules simplifiées qui a été traitée par M. Gariel dans un travail du ppis haut intérêt.
- (3) Ces recherches ont été faites sous les auspices de la Société Hydrotechnique de France. Publications de l’Institut Electrotechnique de Toulouse. Dunod et Pinat. — Privât, éditeurs.
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- LES cours DE DELIEE DANS LES CONDUITES D EAU
- '.SH
- extrémité aval, la conduite aboutit au distributeur d’une turbine ou plus simplement à un robinet G.
- En un point de la conduite, par exemple au voisinage du robinet G, on place un manomètre enregistreur ou un indicateur analogue à ceux qui servent à obtenir les diagrammes des machines à vapeur ou des moteurs à gaz. Cet appareil se compose, comme l’on sait, d’un cylindre E, dans lequel se déplace un piston F qui agit sur un ressort G; le mouvement du piston est inscrit par un style K sur un cylindre vertical H, sur lequel on enregistre en môme temps les secondes au moyen d’un signql L (fig. t).
- Tout d’abord, le robinet G est fermé ; l’eau étant bien calme dans la conduite et dans la chambre de mise en charge, on ferme le robinet D. On met en marche le cylindre, le style K trace une ligne horizontale : c’est la ligne atmosphérique.
- On ouvre le robinet E, on recommence la môme opération, le style K trace une seconde ligne parallèle à la première ; la distance séparant ces deux lignes est la pression statique •?/„.
- Gela posé, ouvrons le robinet G, attendons que le ré • gime permanent soit établi ;
- supposons, pour simplifier, que la perte de charge dans la conduite soit négligeable, l’aiguille K marque encore la pression statique. Pour'enregistrer un coup de bélier, nous procédons de la façon suivante : nous actionnons le signal L qui est placé exactement sur la môme génératrice du cylindre que lu style du manomètre; nous mettons en marche le cylindre et,' immédiatement après, nous fermons le robinet G suivant une loi déterminée, un style actionné par ce robinet permet de connaître cette, loi.
- Sous l’influence des variations de vitesse dans la conduite,
- Fig. 2.
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- 5N î.
- LES COUPS 1)K BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- l’aiguille du manomètre se déplace et trace une courbe plus ou moins complexe ; la figure ci-jointe représente la forme générale de la courbe des pressions (fuj. 3).
- Tel est, dans le cas particulier d’une fermeture, le phénomène du coup de bélier.
- IL — Phénomènes bien définis.
- Nous devons d’abord nous demander si nous avons affaire à un phénomène bien défini comparable à lui-môme. Pour cela,
- S iq n al
- A______A______A_______A A A y A_____________________A_______
- distributeur
- Pressions
- Pression
- Ligne au
- il sera nécessaire de reproduire deux expériences complètemenl identiques et de rechercher si les résultats obtenus sont exactement les mêmes ; par exemple, deux fermetures’ pareilles à partir des mêmes vitesses initiales devront donner des courbes de surpressions se superposant exactement.. Cette remarque est bien évidente par elle-même; pourtant elle ne parait pas inutile et, en l'appliquant plus souvent, on éviterait des erreurs d’interprétation. Quand on a affaire à un phénomène bien défini, on peut en aborder l’étude, car on est à peu près sûr que des variables parasites ne viendront pas perturber les mesures. Il sera possible, avec un phénomène bien défini, de séparer les divers éléments du phénomène, ce qui est la condition essentielle de l’expérimentation.
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- LES COUPS DE BÉLIElt DANS LES CONDUITES d’eAI)
- Précisons : si la conduite étudiée est installée sur une basse chute, si elle présente une portion horizontale ou un dos d’âne, si l’alternateur entraîné par la turbine ne peut pas être complètement chargé, la conduite pourra nïdre pas purgée entièrement d’air et présenter des poches d’air. Suivant la position et le volume de celles-ci, les phénomènes de surpressions seront troublés d’une façon inconnue et deux expériences qui, au premier abord, paraissent de tous points identiques, donneront des résultats entièrement différents.
- Les phénomènes sont-ils comparables à eux-mêmes dans l’industrie, je ne dis pas seulement en hydraulique? Cette question nous entraînerait trop loin ; disons seulement qu’il serait possible de montrer que cette condition n’est pas toujours réalisée.
- 111. — Équations générales.
- Soit une conduite d’acier renfermant de l’eau sous pression, on étudie la transmission des pressions le long de ‘cette conduite en faisant intervenir la compressibilité de l’eau et la déformation de l’enveloppe; on établit que la pression y et que la vitesse de l’eau dans la conduite sont données par les équations :
- Dans ces équations, y désigne la pression à l’époque t dans la conduite, au point dont la distance à l’extrémité aval est x ; v est la vitesse au même point et à la même époque. Les distances x sont comptées positivement de l’extrémité aval â l’extrémité amont ; les vitesses v sont comptées positivement de l’extrémité amont à l’extrémité aval.
- Ces équations montrent que les pressions y et les vitesses, o résultent de la composition de deux ondes se déplaçant, l’une avec la vitesse + a,' l’autre avec la vitesse —a, le long de la conduite.
- La vitesse w est donnée, par une formule qui contient le module d’élasticité de la paroi et le coefficient de compressibi-
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- 486
- LES COUPS DK B K U Eli DANS LES CONDUITES 1) EAU
- lité de l’eau ; M. Allievi a donné à celte formule une expression commode pour la pratique :
- 9 900
- a = -.......= ,
- 48,3 + I' ^
- dans cette formule : a représente la vitesse en mètres par seconde, B représente le diamètre, c l’épaisseur de la conduite ; quant au coefficient k, il a pour le fer la valeur 0,5.
- Prenons, par exemple, une conduite en tôle d’acier: -
- D = 1 m, <> = 10 mm, on trouve : a = 998,6 m.
- Quand le tuyau est indéformable, la vitesse a est égale à la vitesse du son dans une masse d’eau indéfinie, soit \ 425 m par seconde, à 15° G.
- Quand l’épaisseur e diminue, le diamètre restant invariant a diminue.
- La valeur a pour les conduites industrielles est, en général, voisine de 1 000 m par seconde.
- Néanmoins elle peut être très inférieure à cette valeur : par exemple, la conduite de la Praz., dont le diamètre est de 2 m et dont l’épaisseur est de 4 mm dans le haut de la conduite, a, dans celte région, une vitesse a,de 329 m par seconde.
- IV. — Conditions aux limites.
- Les formules 11 j et [2] renferment deux fonctions F et G entre lesquelles existe une relation provenant de l’existence à l’extrémité amont d’une chambre de mise en charge.
- A cette extrémité, on doit donc avoir :
- x = l, _ y = ?/(),
- F-('^i)+G('+,7)’==0’
- . , . ’ ' , / , 2/ ou bien, en changeant ( en t — - , et en posant — = 8 :
- |3| G(/)= —
- F (1-0),
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-
- LES COUPS DE DÉLIE U DANS LES CONDUITES D’EAU
- 487
- en tenant compte de cette relation, les équations [1] et \î] prennent la forme générale :
- [4] »=ï.+ F(‘-ï)-F ((-^>
- is] s (--7')] *
- Nous pouvons préciser ce que nous avons dit plus haut et ajouter que la pression et la vitesse au temps /, en un point séparé du distributeur par. une distance x, résultent de la composition de Fonde venant du distributeur et ayant parcouru la longueur x, et de Fonde venant également du distributeur après s’ètre réfléchie sur la chambre de mise en charge. Cette deuxième onde, qui a parcouru la distance 2/ — x, s’est réfléchie sur la chambre de mise en charge avec changement de- signe.
- A ceS équations il faut ajouter l’équation de Bernouilli, reliant l’ouverture du distributeur à la vitesse v et à la pression y. On fait le plus souvent le calcul de la façon suivante : on subdivise
- 21
- le temps en intervalles égaux à — = 9.
- En appelant x une durée inférieure à G,:
- / ‘ o << t < G,
- et en désignant par Ft la valeur de la fonction F à l’époque x, on a, pour un point situé au distributeur, en supposant que la manœuvre commence à l’époque o :
- |6] à l’époque x. . . ?y4 = 2/0 H-Ft, . . . Vl = v0 — ^FV et en vertu de l’équation [3] :
- | 7 | à l’époque x+6. . y2=y0~{-F2—F„ . v2= v0—- (F2-f-F().
- (JL
- F2 étant la valeur de la fonction F à l’époque x + 6, et de même :
- |8] à l’époque x+2g. . ?/3=?7o+F3—F2» ' «3=^—i; (F3+F2)>
- il
- etc.
- Bull.
- 42
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-
-
- 488
- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- V. — Nécessité d’une vérification expérimentale.
- Telles sont les formules fondamentales qu’il y aura lieu d’appliquer pour l’étude des coups de bélier. On peut tout d’abord se demander s’il est nécessaire de les vérifier. On pourrait dire, il esterai, que ces équations ont été établies correctement par application des principes de la mécanique et, par conséquent, qu’elles sont exactes et qu’il n’y a pas lieu de les soumettre au contrôle expérimental qui pourrait, s’il est correctement fait, n’avoir d’autre résultat que de les confirmer. En raisonnant ainsi, on oublierait les approximations et hypothèses qui ont été admises implicitement en écrivant ces équations, hypothèses, approximations dont on ignore la valeur. Parmi ces hypothèses, je n’en citerai qu’une seule: la vitesse qui ligure dans les formules précédentes est supposée la même dans toute la section de la conduite; or, il n’en est pas ainsi en réalité : la vitesse de l’eau, qui est nulle à la paroi, augmente progressivement jusqu’au milieu de la conduite ; la vitesse qui intervient dans la pratique est la vitesse moyenne déterminée, comme l’on sait, par des jaugeages.
- La meilleure preuve que les formules précédentes n’étaient nullement démontrées est qu’on admettait encore, il y a quelques années (voir Congrès de la Houille blanche, 1914), une augmentation de la vitesse a avec la pression.
- VI. — Mesure de la vitesse a; méthode de la dépression brusque. -
- Pour déterminer la vitesse a, il suffit de produire dans la conduite une perturbation quelconque et d’enregistrer son déplacement et ses réflexions successives à l’extrémité aval et à l’extrémité amont. Bien des procédés peuvent être utilisés dans ce but, mais il convient d’adopter le dispositif le plus simple, applicable sur toute conduite de laboratoire ou d’usine. C’est le cas de la méthode de la dépression brusque, qui a été employée avec la même facilité sur une conduite de laboratoire de 80 mm et sur une conduite d’uàine de 1 m, 20 sans qu’il soit nécessaire d’apporter à l’installation de celle-ci la moindre modification.
- A l’extrémité aval de la conduite se trouve un petit robinet
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- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- 489
- (fig.i); on ouvre celui-ci pendant une durée très faible vis-à-vis 11
- du temps — = 0 que l’onde met pour aller de l’extrémité aval
- à la chambre de mise en charge et revenir. La. diminution de pression est inscrite par un manomètre qui enregistre ensuite cette variation de pression, réfléchie par l’extrémité amont (chambre de mise en __ Manom charge) et changée de signe, et ainsi de suite. On obtient
- ainsi dans le graphique de ______________
- la pression une série d’encoches, tantôt dans un sens, Fig. 4.
- tantôt en sens inverse, qui
- permettent de déterminer très commodément la vitesse a. Le temps est mesuré par un diapason, ayant comme période un centième de seconde, ou par une horloge qui permet d’actionner un signal. Pendant cette détermination, la conduite étudiée reste fermée et les vannes compensatrices, si elles existent, n’interviennent pas.
- La figureS indique l’enregistrement des variations de pression. On voit à la partie supérieure du cliché l’inscription du diapason ; au-dessous se trouvent les dépressions et surpressions que nous venons de signaler.
- Soit y0 la pression statique 17 m, 3 d’eau ;
- Soit e la vitesse de l’eau et yt la pression à l’extrémité de la conduite, au moment du maximum de la dépression ; on a, en adoptant la méthode de M. Allievi :
- </i = î/o + Fi> .. B= — âFi>
- d’où :
- [91 ih = y0-j-
- %i
- A l’époque —, la dépression revient à l’extrémité aval, mais
- (JL *
- elle a changé de signe; on a, à cette extrémité, une vitesse nulle, puisque le robinet est fermé et une pression y2 donnée par les équations :
- y2 ='2/o + — Fi> 0 = ”"f'(F2 + Fi)’-
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-
-
- 490
- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- d’où :
- [10]
- U _ ai 1 0 - «
- y 2 = ?/o +
- 2as
- On voit que la dépression change de signe et que sa valeur absolue est doublée, c’est ce que l’expérience vérifie complètement, comme il est facile de s’en rendre compte sur la figure 5.
- En considérant de même les valeurs y3, yÀ........de la près-
- 2/ 2 L
- sion aux époques 2 X —, 3X-, etc., on a de même :
- • 2/3 — 2/o+ ^3 — F15 Fs + F2_0,
- r.n, _ at 2ae
- l11] ^ 3 - g ’ 2/3 - 2/0 g ‘
- La deuxième encoche a une valeur double de la première ; à partir de la deuxième, toutes lés encoches sont pareilles, c’est bien ce qu’indique le graphique 5.
- Les valeurs trouvées par cette.méthode concordent bien avec la formule de M. Allievi.
- Diverses expériences ont été faites à l’Institut Électrotechnique de Toulouse sur une conduite de fer ayant comme diamètre intérieur 80 mm et comme épaisseur 5 mm et 186 m, 8 de longueur ; la pression statique étant 17,30, on a obtenu :
- — r= Os, 57, d’où a = 1 312 m/s. a '
- La formule d’Allievi appliquée à cette conduite donne 1 315 m.
- Dans les expériences précédentes, on remarque que l’amplitude de la perturbation diminue progressivement à mesure qu’elle se propage le long de la couduite dans son mouvement d’aller et retour de l’extrémité aval à l’extrémité amont et-inver-sement, en même temps l’onde s’étale, ce qui nous montre que les équations [4] et [5] ne sont plus applicables quand la conduite est très longue ou qu’un grand nombre d’allers et retours de l’onde le long de la conduite se sont produits. Cette remarque est importante. ’
- Nous verrons plus loin l’application de la méthode de la
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- 492 LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- dépression brusque sur des conduites très importantes comme celles de l’usine de Soulom (Hautes-Pyrénées).
- VII. — Comparaison des méthodes employées au laboratoire et à l’usine.
- Nous pouvons maintenant préciser, dans le cas particulier qui nous o'ccupe, la comparaison entre les expériences de laboratoire et les expériences d’usine. On dit souvent qu’une expérience faite en grand à l’usine est tout à fait différente de l’expérience faite au laboratoire en utilisant des quantités de matières et des énergies beaucoup moins considérables. Ce n’est pas toujours vrai et l’exemple que nous allons donner montre qu’avec des précautions et une' analyse suffisante des phénomènes, on peut, dans certains cas, réaliser au laboratoire les mêmes conditions qu’à l’usine.
- En ce- qui concerne les coups de bélier, nous nous sommes attachés à conduire simultanément des expériences de laboratoire sur une chute artificielle de 17 m, 3 de hauteur ej d’une puissance de 4 ch, organisée à l’Institut Électrotechnique de Toulouse, et de grandes expériences industrielles dans une usine d’une puissance totale de 21 000 ch (Soulom), répartie en deux chutes distinctes ayant respectivement 120 m et 230 m de hauteur.
- Au premier abord, il semble que les conditions dans lesquelles on se trouve dans l’un et l’autre cas sont bien différentes. En effet, dans le phénomène du coup de bélier, interviennent deux éléments distincts : la compressibilité de l’eau et la déformation de l’enveloppe. Or, les faibles hauteurs de chute et les faibles débits, dont on peut disposer normalement dans un laboratoire, amènent à employer des conduites travaillant à un 'taux très inférieur à celui admis dans la pratique industrielle. C’est ainsi que la conduite de Toulouse ne travaille qu’à 0 kg, 16 par millimètre carré, alors que l’on admet, pour les conduites industrielles, 8 à 10 kg par millimètre carré comme taux normal de travail de l’acier. Il en résulte que, dans la conduite de laboratoire, la variation de volume due à la compressibilité de l’eau est de beaucoup supérieure à celle due à la dilatation de l’enveloppe, alors que, dans *les conduites industrielles, ces deux variations de volume sont du même ordre de grandeur.
- Pour nous faire mieux comprendre, employons une compa-
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- .LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU 493
- raison ; nous pourrons dire qu’une conduite de laboratoire est, en quelque sorte, l’inverse d’un tube de caoutchouc rempli d’eau, days lequel la compressibilité du liquide est négligeable vis-à-vis de la dilatation de l’enveloppe. Mais comme, dans la théorie du phénomène (1), la compressibilité de l’eau et la dilatation de l’enveloppe interviennent dans un même facteur, la vitesse de propagation ; il en résulte que les conditions spéciales dans lesquelles travaille le métal de la conduitè de laboratoire n’altèrent pas l’allure des phénomènes. Précisons ces considérations par quelques chiffres ; dans la conduite de 80 mm de l’Institut Elec-troteclinique, l’épaisseu.r de 5 mm, qui est beaucoup trop grande et qui est nécessitée par les filetages, n’a d’autre effet que de donner à la vitesse de propagation des ondes une valeur élevée: 1300m/s; tandis que dans la conduite C4 de Soulom, à la partie supérieure (7 mm d’épaisseur, diamètre 810 mm), la vitesse de propagation des ondes est 962 m/s. Les conduites de laboratoire auront donc une vitesse de propagation plus élevée que les conduites industrielles, mais les phénomènes auront la même allure dans les unes et dans les autres.
- Une autre différence entre les expériences de laboratoire et d’usine est relative à l’emploi des appareils. Il pourra arriver qu’un dispositif dont l’emploi à l’usine est parfaitement correct produise au laboratoire des perturbations susceptibles de fausser complètement les résultats. Là encore, une analyse minutieuse des phénomènes suffira,, en général, pour éviter toute erreur. Pour l’étude des surpressions dans les conduites, il faudra choisir convenablement le ressort et le diamètre du piston de l’indicateur pour que le; déplacement de celui-ci ne produise pas de vitesse appréciable dans la conduite.
- VIII. — Fermeture brusque.
- Pour donner un autre exemple des formules générales, étudions le cas particulier d’une fermeture brusque.
- Avec les mêmes notations que précédemment, nous avons les équations suivantes : '
- à l’époque o : yl = yQ + F15 o = v0 — | F1;
- (1) Au moins, si l’on se borne à l’emploi des théories jusqu’à présent utilisées, c’est-à-dire des théories négligeant la déformation des ondes et admettant l’hypothèse d’une vitesse de propagation bien définie.
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-
- 494
- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU •
- d’où :
- [12]
- à l’époque — :
- 2/ .
- Vi — I/o + — F1?
- a
- d’où :
- [13]
- , 31
- a 1 epoque — :
- 2/3 = */o + F3 —F2» 0 — vo ~
- !(F1 + L),
- a
- d’où :
- [14]
- y = </« +
- av.
- 9
- Si donc la fermeture est instantanée, le graphique des pressions à l’extrémité aval se composera de portions de droites
- av
- parallèles à l’axe des temps et situées à une distance zb —- de
- 21
- celui-ci, ayant comme longueurs G=—(-et raccordées par les
- parallèles à l’axe des ordènnées ; c’est bien ce que donne l’expérience (fig. 6). Celle-ci montre que les amplitudes des surpressions et des pressions diminuent lentement et qu’en même temps les courbes s’arrondissent au bout d’un nombre suffisant U
- de périodes — ; elles ont sensiblement la forme de sinusoïdes.
- £ette déformation des ondes est, en général, assez lente dans les conduites industrielles et c’est là une circonstance heureuse dans la pratique.
- Citons‘une expérience de vérification :
- . Conduite de l’Institut Électrotechnique : diamètre intérieur, 80 mm ;
- Jaugeage en 50 secondes ; masse de l’eau écoulée : 26 520 ,g.
- v = 0 m, 0568.
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-
- Fig. 6.
- Fig. 7. — Graphique des^surpressions, dans lequel on peut séparer trois courbes sinusoïdales superposées.
- Fig. 8.
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- 496
- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D EAU
- Le coup de bélier calculé est : 1,305X0,0568
- 5 =
- 9,8
- = 7 m, 56 en mètres d’eau.
- Sur le graphique, 24 mm, 8 correspondent à 16 m, 85 de pression, le coup de bélier absorbé correspond à 11 mm, 8,' d’où :
- 112X16,85
- 24,8
- = 7 m, 59.
- Cette concordance n’est obtenue qu’après avoir pris toutes les précautions désirables pour que la conduite soit dans un état bien défini : en particulier, comme nous l’avons déjà dit, il est indispensable de faire disparaître les bulles d’air qui peuvent rester adhérentes aux parois ; on y arrive en faisant écouler l’eau avec le maximum de vitesse possible ; les bulles sont alors entraînées et elles se logent dans les manchons de raccordement des divers tronçons de la conduite, une ouverture fermée par une vis permet d’expulser l’air ainsi emmagasiné. Pour certaines conduites à liasse pression qui comprennent des tubulures multiples, il est impossible parfois, malgré toutes les précautions, d’arriver à une purge complète, on obtient des courbes analogues à celles de la figure 7, elles donnent une vitesse tout à fait erronée, par exemple 150 m par seconde, tandis que la vitesse réelle est de 1119 m. La courbe, comme le montre la figure, présente des dentelures qui, au premier abord, paraissent irrégulières ; mais, une analyse plus complète et qu’il serait trop long d’indiquer permet de montrer que la courbe est, en réalité, la superposition de plusieurs courbes dont les périodes ne sont pas des sous-multiples d’une période fondamentale. Un autre exemple d’une courbe de fermeture instantanée est représenté par la figure 8, on voit des identelures qui modifient la forme des rectangles ; ces dentelures proviennent d’une bulle d’air au voisinage du robinet de l’extrémité, aval. Quand cette bulle disparaît, les courbes reprennent la forme rectangulaire représentée dans la figure 6.
- Indiquons encore, dans le même ordre d’idées, une autre cause de perturbation : la figure 9 représente une fermeture brusque dans laquelle la surpression a dépassé la pression sta-
- 21
- tique ; on voit alors qu’au bout du temps — , la dépression est
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- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- 497
- moi&ent-là des rentrées d’air et la courbe qui était primitivement régulière présente des dentelures.
- IX. — Fermeture lente.
- Gomme application des équations générales, nous allons indiquer rapidement comment on peut traiter la question des fermetures lentes :
- ' ' v 2/
- Considérons une première période de durée on a pendant
- cette période :
- ?/i = ?/o+v = v9— |Fr
- .soit s la surlace ouverte au temps t du distributeur, S la section de la conduite, nous poserons : *
- (0 = | ?
- on a : . Sv = us, v = v/%(2/0 + Ft).
- u désignant la vitesse du distributeur.
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-
- 498
- LES GOLFS DE DÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- En supposant la contraction de la veine constante et en la faisant entrer dans la fonction <j>. La pression est donnée à l’époque 7 par l’équation :
- [15] f - 2j,(y, + ^ | 0,
- on a de même :
- y 2 = ?y0 + F2 — fi ; = >-» — f (F2 + Fi ) = v/%5",
- à l’époque 7 -f- 0. "
- A l’époque 7 + (k — 1) 0, on a :
- Vk — y0 4- Fk — fa--i ; ü = r0 — ^ (F/c 4- F/«—1) =
- en éliminant F,,., on obtient : *
- [16] y2-2y(y0 + ^-2c) +(^+y0-2F1_,y=S.
- qui peut s’écrire autrement en, faisant intervenir les valeurs
- Vi, V21 V3...yk de la pression.
- On a en effet :
- [17] y0, F2=y2+yt—2i/0, f*=2/*+2/^-i+ •. •—y— ky0.
- Ces formules permettent de calculer les valeurs de la pression à n’importe quelle époque.
- X. — Ouvertures.
- Les formules générales indiquées plus haut permettent de traiter le phénomène des ouvertures instantanées et des ouvertures lentes de la même façon que les fermetures.
- XI. — Répartition du coup de bélier le long de la conduite.
- Cette question, est très importante dans la pratique, les ruptures de conduites se produisant parfois dans les parties hautes.
- 2/
- Si la fermeture a eu lieu en un temps inférieur à — , le coup
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-
- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
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- de bélier se transmet intégralement jusqu’à un point situé à une distance - de la chambre de mise en charge.
- En effet (fuj. 40), le coup de bélier maximum se produit à l’extrémité aval à l’époque — , ce coup de bélier arrive au point P éloigné de la chambre de mise en charge à l’époque :
- «+(,_') i = /' +Ai.
- na \ n) a \n J a
- C’est exactement l’époque où l’onde, partie au temps o de l’extrémité aval, revient au point P, après réflexion sur la chambre de
- mise en charge. Jusqu’à -
- ce moment-là, l’effet de '
- cette réflexion ne se fait 1
- pas sentir au point P. c P....^ >
- Le coup de bélier maxi- * *
- mum peut donc se trans- u...............................>1
- mettre intégralement
- , D ° Fiq.10
- jusqu en P. ^
- L’expérience vérifie qu’il en est ainsi.
- Pour obtenir la répartition le long de la conduite, on commence par déterminer la fonction F (t) ; soit t <G, on a :
- à l’époque t : lh — ?/0 = ^ = F, ;
- à l’époque t '+ G : y2 — y0 = c2 = F2 — Ft ;
- à l’époque t -h °2G : y2 — y0 — cs — F3 — F2 ;
- à l’époque t+(/c—1)Q : yk —~y0 = %k = Ffc — IV,,
- d’où : Ffc = ^ + a2+
- On aura le coup de bélier cx, à une époque t, en un point de la conduite séparé du distributeür par une distance x en appliquant la formule :
- 21 —x\ a
- que nous avons démontrée plus haut paragraphe IV. L’expérience vérifie bien les résultats ainsi obtenus.
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-
-
- oOO
- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- XII. — Phénomènes de résonance.
- Quand une conduite est bien définie, on peut en faire l’ana-
- U
- lyse et déterminer la période fondamentale — = 20 et ses divers harmoniques.
- On emploie pour cela le dispositif suivant : on munit la conduite à son extrémité aval d’un petit robinet R entraîné par un
- Expérience du fi obi net' tournant. Ana/yse dune conduite.
- moteur dont on fait varier lentement la vitesse. Le manomètre I, branche à côté de ce robinet, met en évidence les différentes résonances (fig. 44).
- La figure 42 représente la résonance des harmoniques 2, 3 et 4,
- , ' , . . , , 26 29 26
- dont les périodes sont
- La répartition des pressions est résumée dans le tableau suivant fondamental :
- m 4i a ’ l — . 4’
- 2e harmonique : m 4 î 2~2a’ 2’
- 3e harmonique : ' T U 3“3 a’ / L~ 4
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-
-
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-
-
-
- U l — X i j
- —
- 4a
- 4/ l-«h l- s
- 5a’
- 502 LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- On voit qu’au deuxième tiers aval la pression est invariable . 4e harmonique : T4
- 5e harmonique : T8 :
- etc.
- On peut facilement calculer l’amplitude des variations de pression pendant la résonance.
- On a, avec les notations précédentes, en supposant que le régime permanent de résonance est établi :
- /
- 2/2„_éi = const. = a, y2n = const. =
- y2n + 1 étant la pression pendant la (2n,.-f- l)e période ; y2n étant la pression pendant la (în)e période.
- Supposons que la fermeture du robinet ait lieu aux époques impaires : •
- Vf) H- 1’2« fl’ F2ïl = 1J0 + f ‘i/i-l F2n—2 = a,
- rjol , »„-f(F2,Tl+F2„)=t,1-f(F2^+F2„_2)=0.
- [18] ^ a a .
- Cn en déduit : F^,^ = F2n_t = ...
- Fa, .= F2il_2= . . .
- Écrivons qu’aux époques paires le distributeur est complètement ouvert, il vient :
- [19] è0-f (F* + F2„_,) = v,\J 1 + Fa'~1Vl.
- Or, le premier nombre de cette équation est nul en vertu des équations [18], donc :
- ce qui donne :
- Vin-H = 2;/ o,
- u X F — F -« 4-
- Vin —î/o_r-L2/i 12/1-1 — y or 2^ <2 ÿg % —U*
- — Vo’ §1^ II +
- Vo < F _1 avo , Vo
- 2 ’ 2n~l “2^2’'
- i/f-i — f2„ , ?/o -, -y o~ %+ 2 +
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-
-
- Bull.
- -a .
- B»
- 4^
- CO
- Fig. 15.
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-
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- 504
- LKS COl'PS DE lîÉIJElï DANS LES CONDUITES D’EAU
- La résonance du fondamental a pour effet de faire varier la pression à l’extrémité de la conduite de 0 à %, la pression statique est doublée quelle que soit l’ouverture du distributeur. La figure H représente le résultat d’une expérience faite sur la conduite de 80 mm de diamètre intérieur, la résonance a été réalisée au moyen d’un robinet tournant.
- On peut également la réaliser en utilisant une particularité intéressante, celle du minimum de débit qui se produit au moment de la résonance.
- La figure 15 représente le même phénomène" du doublement pour l’harmonique 3.
- Indépendamment du robinet tournant, on peut produire dans
- la conduite des oscillations entretenues par d’autres procédés; par exemple, le clapet, ou robinet automatique (fig. 16). Le robinet automatique est constitué par une soupape entièrement métallique, fixée à un
- Robinet automatique. On distingue facilement sur le dessin le contre-
- poids et le réglage de la course de la soupape
- Fin. l(i.
- levier horizontal ; celui-ci peut être plus ou moins chargé et sa course est limitée vers le bas par un arrêt réglable.
- En appuyant le levier sur l’arrêt et le ramenant brusquement
- doit être inférieure à y0.
- Pour mettre en marche le robinet automatique, on amène le levier contre son arrêt; on attend que les variations dépréssion, provenant du coup de bélier d’ouverture soient complètement amorties ; on laisse aller le levier, le robinet se ferme, revient sur lui-même et prend un mouvement alternatif. Le graphique des pressions produites par le fonctionnement du robinet automatique est représenté (fig. 17).
- Le clapet automatique permet de se rendre compte de l’état de la conduite : quand celle-ci est complètement purgée, sa
- période est —.
- a
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-
- LES COUPS DE DÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- oOo
- Les ondes, entretenues produites dans les conduites permettent de réaliser diverses applications, en particulier le moteur hydraulique synchrone dont la figure. 18 représente le schéma.
- Le moteur hydraulique synchrone est constitué par un piston plein se déplaçant à l’intérieur d’un cylindre branché sur la conduite.
- Ce moteur réalise une transmission de l’énergie par les vibrations d’un liquide dans une conduite.
- XIII. — Conduites à caractéristiques variables. Représentation des phénomènes par une
- vitesse moyenne.
- Les conduites industrielles sont généralement formées de tronçons ayant des épaisseurs et parfois des diamètres différents. Pour représenter les phénomènes dans ce cas, on peut employer la môme méthode que nous avons indiquée au paragraphe IX, en faisant intervenir une vitesse a déterminée comme suit :
- Pour chaque tronçon de longueur l.h on calcule la vitesse at correspondante par la formule d’Allievi ; on obtient
- le temps 6* que met Pond
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- o06
- LES COLTS DE DÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- pour parcourir la longueur /, de ce tronçon. Si Ion désigne par T le temps mis par l’onde pour aller du distributeur à la chambre
- / 7
- de mise en charge, T est donné par la formule : T = S -en posant L = X lh fa vitesse moyenne est donnée par la formule :
- [20]
- 2 l;
- _ L s l± ~ T a.
- Celte vitesse a est facilement déterminée par le calcul; pour l’obtenir aussi par l’expérience, on peut utiliser pour cela la méLhode de la dépression brusque.
- Les calculs se font comme nous l’avons indiqué pour les conduites à caractéristique unique.
- XIV. — Subdivision d’une conduite en deux8 tronçons. Méthode de M. de Sparre.
- La. méthode précédente donne une première approximation. On peut traiter le problème avec plus de rigueur en assimilant la conduite réelle à une conduite fictive formée de deux tronçong. Cette méthode a été indiquée par M. de Sparre, nous allons l’exposer rapidement : Désignons par l la longueur du premier tronçon et par a la vitesse dans celui-ci, par X la longueur du second tronçon; supposons que l’on ait:
- [21]
- 2i _ 2f ^ a ~ a '
- On écrit les équations générales pour le pour le premier et pour le second tronçon ; le fait que la pression doit être le même à l’extrémité amont du tronçon inférieur et à l’extrémité aval du tronçon supérieur fournit une autre relation. Il en est de même de l’équation de continuité à la jonction des deux tronçons ; cette équation s’obtient en égalant le produit de la vitesse par la sec-
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-
- 507
- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- lion pour chacun des deux tronçons. Enfin, à l’extrémité amont du tronçon supérieur, la pression doit être constante et égale à celle qui règne dans la chambre de mise en charge.
- On obtient ainsi des relations qui permettent de calculer de proche en proche les pressions au distributeur. Les équations générales pour le premier et le second tronçon permettent de calculer la répartition des pressions le long de la conduite.
- Par une méthode analogue, on étudie une conduite subdivisée en trois tronçons de longueurs l, /', 1" et pour lesquels les vitesses de propagation sont a, a, a", les relations :
- / ï l” '
- ~ — — = — étant satisfaites.
- a a a
- Il est nécessaire d’indiquer comment on passe de la conduite réelle formée d’un grand nombre de tronçons à la conduite fictive formée de deux ou trois tronçons.
- Prenons comme exemple la subdivision en deux tronçons, on procède comme suit :
- On construit une courbe (fig. '19) ayant a comme abscisse le temps mis par l’onde pour aller du distributeur au point considéré et comme ordonnée la vitesse a *............1....T..........>!
- correspondante, soit T Fig. 19.
- le temps total mis par
- l’onde pour aller du distributeur à la chambre de mise en charge. On prend sur la courbe le point d’abscisse^. Les longueurs l et ï sont données par la somme des longueurs des tronçons compris dans chacune de ces parties ; on détermine alors a et a par la condition :
- 1 , , _ r
- r “ - t
- 2 2
- T l Z' ,
- - = - = - d ou a = 2 a a
- On procède de même pour la subdivision en trois tronçons.
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-
-
- LES COUPS DE BÉLIER DANS LES CONDUITES I)’eAU
- 508 ,v
- La figure 20 représente l’accord entre le calcul et l’observation en supposant la conduite subdivisée en un, deux, trois tronçons.
- Nous laisserons de côté l’étude des coups de bélier d’ouverture qui se fait par des procédés analogues à ceux employés pour les fermetures.
- XV. — Période apparente.
- Les formules de M. de Sparre que nous venons d’indiquer ont permis d’expliquer une anomalie qui a longtemps arrêté les hydrauliciens. Toutes les déterminations de la vitesse a dans les conduites industrielles donnaient des valeurs supérieures à la vitesse théorique. L’explication universellement admise était une augmentation de la vitesse de propagation avec la pression.
- Les expériences de l’Ackersand avaient donné une vitesse de 4, 7 0/0 supérieure à la vitesse théorique (hauteur de chute 720 m). Il en était de môme pour la chute du lac de Fully de 1 650 m, pour nos expériences de Soulom, etc.
- L’explication de cette différence se trouve dans la constitution des conduites étudiées. En appliquant les formules de M. de Sparre, il est facile de montrer que la période des oscillations de la pression observée sur un manomètre placé près du distributeur (période apparente) est inférieure à la période théorique
- 4 X - de la conduite. Il en résulte qu’en employant la période
- apparente, pour calculer la vitesse, on aura une vitssse supérieure à la vitesse réelle.
- Voici quelques chiffres :
- PÉRIODE 4 >: - Oi PÉRIODE APPARENTE
- Calculée. Observée. Calculée sur 2 tronçons. Calculée sur 3 tronçons. Observée.
- Institut électrotechnique de Toulouse. 0 \ Chute 120 m. Soulom l , „„„ l Chute 250 m. 0 s, 93 ls, 402 2 s, 008 0 s,92 1 s,'464 • 2 s, 009 » ls,389 1 s, 902 0 s, 705 I s, 36 ts,894 0 s, 69 ls, 35 1 s, 849
- Dans ce tableau, les valeurs 4 sont déterminées par la-méthode de la dépression brusque.
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- 510
- LES COUPS DE BÉLIER ÉANS LES CONDUITES D’EAU
- XVI. — Phénomènes de résonance.
- Pour terminer, nous dirons quelques mots des phénomènes de résonance dans les conduites à caractéristiques variables.
- La première résonance correspond "à la période apparente et les autres correspondent très sensiblement aux harmoniques
- impairs de la période 4 S
- Par exemple pour la conduite de l’Institut électrotechnique les résonances sont :
- 3e harmonique 5e harmonique
- Période apparente : de la période 4S ~ : de la période 4 2^:
- Os,70 Os, 31 Os,18
- Les figures 21 et 22 montrent la résonance de la période apparente, la figure 23 la résonnce de l’harmonique 3.
- Pour la conduite P3 de Soulom, MM. Camichel et Eydoux ont employé pour produire les résonances un robinet représenté dans la figure 24.
- Cette expérience montre l’importance de la période apparente dans les phénomènes de résonance.
- La conduite P3 a 350 m de longueur et 1 m, 20 de diamètre.
- La pression statique au distributeur était 120 m d’eau, la résonance était provoquée par le robinet (fig. 24) dont la lumière n’avait que 22 mm X48mm, soit - Fjg. 24.
- 10 cm2 environ, et qui tournait
- avec une vitesse telle que la durée séparant deux ouvertures consécutives était 1 s, 36. Les variations de pressions créées par cette résonance avaient une amplitude totale de 72 m, 50. L’expérience n’a pas été poussée plus loin car elle devenait dangereuse.
- i
- Coupe transversa/e suivant EF.
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- * » * * * H, A * * * *• A * A. .. A-. A x A A *- A ,. >. -* * * - * - «- * » • * « * * * * t r * * |n ,t. A ft . JU..A
- Fig. 21.
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- -’ 'aa A^Aa/W^v'V !
- Fig. 22.
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- ^Arçfaïfl:*V/J J* J1 Ut/
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- Fig. 23.
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- 512
- LES COEl'S DE BÉLIER DANS LES CONDUITES D’EAU
- XVII. — Conclusions.
- La question des coups de bélier est complexe ; l’exposé que nous venons de donner est forcément incomplet.
- Nous en dégagerons seulement la conclusion suivante :
- Les phénomènes hydrauliques sont en général mieux définis qu’on ne le croit généralement; en ce qui concerne les coups de bélier, le calcul et l’expérience s’accordent d’une façon très satisfaisante.
- On peut dire que ces phénomènes sont aujourd’hui suffisamment connus pour être soumis au calcul et prévus assez exactement pour employer dans la confection des conduites les épaisseurs de métal strictement nécessaires, tout en donnant aux manœuvres du distributeur toute la rapidité désirable.
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- Pont courbe sur le port de la Barée-Berey.
- Longueur de l’axe courbe du pont....................... 70 in, .'10
- Rayon de courbure de cet axe........................... 70 m
- Largeur du pont, d’axe en axe des poutres.............. 8 m
- Fig. 1.
- pl.n.n. - vue 508/748
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- A
- PAR
- JVX. BERTRAND DE FONTVIOLANT
- Professeur a l’Ecole Centrale des Arts et Manufactures
- INTRODUCTION
- 1. Les ponts circulaires, en raison de leur aspect remarquablement satisfaisant, sont susceptibles d’heureuses applications dans les villes, pour le passage en courbe d’une voie de communication, au-dessus d’un fleuve, d’une route ou d’un chemin de fer.
- Un pont de cette sorte (fuj. 4) a été projeté et construit, à la suite d’un concours, par les Etablissements Daydé, pour la traversée du port de la Rapée-Bercy, par le chemin de fer Métropolitain. A cette occasion, feu M. l’Inspecteur général des Ponts et Chaussées, J. Résal, a publié (I) un procédé de calcul des ouvrages de ce genre. Ayant rcconou que ce procédé ne tient compte qu’incomplètement des conditions d’équilibre des poutres du pont, nous avons cru utile d’établir une méthode correcte de calcul des ponts circulaires.
- . Un tel pont se compose :
- 1° De deux poutres incurvées, en plan, suivant deux arcs de cercles concentriques à l’axe courbe de la voie de communication à laquelle il donne passage;
- 2°' De pièces d’entretoisement transversal et de contreven-tement horizontal ;
- 3° De longerons sous voie, qui n’ont pas à intervenir dans la question présente.
- D’après les dispositions générales des entretoisements et des contreventements, les ponts circulaires peuvent être classés en deux catégories principales, savoir :
- Les ponts de la première catégorie, à laquelle appartient le pont sur le port de la Rapée-Bercy, comportent un seul contreven-tement horizontal et des entretoisements transversaux dans toute leur
- ‘(1) Annales des Pouls et Chaussées 1905 ; Ie trimestre, n° 51.
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- 514
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- longueur. Si le pont est à voie inférieure, le contreventement est placé à la partie inférieure des poutres, et chaque entretoisement transversal est constitué par une poutrelle sous voie et les deux montants de poutres correspondants, solidement •assemblés avec la poutrelle (fîg. 2); il va de soi que, dans le
- Fig. 2. Fig. 3.
- — i-
- Fig. 4. Fig. 5.
- cas où la hauteur des poutres le permet, l’entretoisement transversal est complété par une entretoise supérieure et forme ainsi un cadre complet. Si le pont est à voie supérieure, l’entretoisement transversal est, en outre, muni de barres diagonales qui en augmentent la rigidité (fîg-. 3), et le contreventement horizontal peut être placé soit à la partie inférieure des poutres, soit à la partie supérieure.
- Les ponts de la seconde catégorie comportent deux contrçven-tements horizontaux, mais les entretoisements transversaux ,n existent gu'au-dessus des appuis; les poutres n’ont pas de montants dans le cours (fîg. A) ou, tout au moins, si elles en sont munies, ces montants sont trop grêles pour pouvoir former, avec les poutrelles sous voie, des entretoisements transversaux efficaces. Si le pont
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 515
- est à voie inférieure, ce qui exige que les poutres soient assez hautes, les entretoisements transversaux sur appuis sont formés, chacun, par la poutrelle sur appuis, les deux montants sur appuis et une entretoise supérieure, le tout constituant un robuste portique (fîg. 5). Si le pont est à voie supérieure, les entretoisements sur appuis sont munis de barres diagonales.
- Nous exposerons ici les méthodes de calcul applicables à ces deux catégories de ponts, tant pour ceux à une seule travée que pour ceux à travées continues.
- Les ponts à une seule travée, de la première catégorie, sont des systèmes isostatiques. Les ponts à une seule travée, de la seconde catégorie, ainsi que ceux à travées continues, des deux-catégories, sont des systèmes hyperstatiques. Nous avons levé trps aisément (nos 22, 34 et 44) l'indétermination statique de ces derniers systèmes, par application de l'équation générale de l'élasticité (1) ; l’emploi, pour cet objet, des anciennes méthodes géo-* métriques ou cinématiques donnerait lieu, au contraire, à des développements longs et laborieux.
- 2. Notations et définitions. — Qu’il s’agisse de l’une ou l'autre des deux catégories de ponts définies plus haut, nous désignerons par :
- r le rayon de l’axe courbe de la voie sur le pont ; a l’écartement des deux poutres, d’axe en axe ;
- r = r + ^ et r" — r — ^ les rayons des arcs de cercles suivant
- lesquels sont incurvées, en plan, respectivement la poutre extérieure à la voie et la poutre intérieure à la voie ;
- k le rapport ^ du demi-écartement des poutres au rayon de l’axe courbe de la voie ;
- b la hauteur des poutres, mesurée entre les centres de gravité des sections transversales de leurs membrures supérieures et inférieures.
- Et nous appellerons :
- Section transversale du pont, la section déterminée par an plan normal à l’axe courbe de la voie ;
- (1) Bertrand de Fontyiolant. — L’Equation générale de l’élasticité (Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils de France d’Octobre 1907) et Les Méthodes modernes de la Résistance des Matériaux (Gauthier-Villars, éditeur).
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 516
- Centre de cette section, le point G (fig. 4) qui divise en deux parties égales la droite joignant les centres de gravité G' et G" des sections déterminées par ce même plan, dans les deux poutres ;
- Ligne médiane du font, le lieu G0 G G, (fig. 6J de ce centre (arc
- de cercle de même rayon' r
- que l’axe courbe de la voie) ;
- A bscisse angu taire d’une section transversale quelconque, l’angle <o du plan de cette section avec le plan de la section transversale située au-dessus des appuis de gauche du pont, s’il s’agit d’un pont à une seule travée, ou avec le plan de la section située au-dessus des appuis de gauche de la travée où se trouve la section considérée, s’il s’agit d’un pont à travées continues ;
- Abscisse curviligne de celte section, l’arc .s =: «r de la ligne mé diane du pont ;
- Portée angulaire du pont, l’angle y des deux plans, des sections transversales sur appuis de gauche et de droite du pont ;
- Portée curviligne du pont, la longueur totale l = p' de la ligne médiane du pont.
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 317
- PREMIÈRE PARTIE
- PU.MS CIRCULAIRES COMPORTANT UN SEUL CONTREVENTEMENT
- ET DES
- ENTRETOISEMENTS TRANSVERSAUX DANS TOUTE LEUR LONGUEUR
- CHAPITRE PREMIER Ponts à une seule travée.
- Eléments de la réduction des forces élastiques développées
- DANS UNE SECTION TRANSVERSALE QUELCONQUE DU PONT
- 3. Soient (fig. 7) :
- A'B'13"A" une section transversale quelconque du pont ;
- G le centre de cette section ;
- G.ryz trois axes de coordonnées rectangulaires : Gæ normal à la section, Gy dirigé suivant le rayon de la ligne médiane du pont, Gs vertical ; les parties positives de ces axes sont seules représentées sur la figure.
- Le pont étant supposé soumis exclusivement à des charges verticales, les réactions de ses appuis sont également verticales ; par suite, les forces extérieures appliquées à gauche de la section considérée sont réductibles, en G, à une force verticale T, que nous appellerons effort tranchant du pont, à un couple Mf, d’axe G.r, que nous dénommerons couple de torsion du pont, et à un couple M, d’axe Gy,que nous appellerons couple de flexion du pont.
- Le plan ATTILA" coupe les deux poutres et le contreventement horizontal ; les forces élastiques développées dans les parties ainsi coupées forment un système équivalent aux forces exté-x rieures agissant à gauche de la section et, par suite, sont, comme celles-ci, réductibles, en G, à T, M{ et M.
- T sera compté positivement dans le sens ascendant; les sens positifs des deux couples M{ et M seront, suivant la convention habituelle, ceux des rotations qui amèneraient respectivement la partie positive de l’axe des y sur la partie positive de l’axe des s, et la partie positive de l’axe des s, sur la partie positive de l’axe des œ,
- . ♦
- 4. A'présent, considérons exclusivement les forces élastiques engendrées dans la section ATT de la poutre extérieure à la voie ; effectuons-en la réduction au centre de gravité G'.de.cette.sec-
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- CALCUL UES PONTS CIRCULAIRES
- tion ; soient à cet effet GV et GV deux axes de coordonnées parallèles à Ga? et à G~l Cette réduction donne, de la façon la plus générale possible, trois forces N', Tÿ et T' dirigées respectivement suivant les trois axes de coordonnées GV, G 'y et GV et trois couples Mi, M' et Ml ayant pour axes respectifs ces trois mêmes axes de coordonnées.
- Les déformations élastiques de la poutre sont fonction de ceà six forces et couples. Or, en raison de sa constitution, la poutre est très peu déformable sous l’influence de la force N', qui est Yeffort normal, de la force T', qui est Y effort tranchant vertical, et du couple M', qui. est le couple de flexion verticale ; par contre, elle est très déformable sous l’influence de Y effort tranchant horizontal T,', du couple de torsion Mi et du couple de flexion horizontale Ml ; par conséquent, si TJ,, Mi et M, étaient du même ordre de gran-
- Fig. 7. — (Les membrures des poutres sont représentées par leurs lignes moyennes respectives).
- deur que N', T' et M', les déformations correspondantes seraient très grandes comparativement à celles correspondant à N', T' et M'; autrement dit, les déformations horizontales seraient beaucoup plus importantes que les déformations verticales ; or, en
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
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- fait, il n’en est pas ainsi : ces deux sortes de déformations sont de grandeurs comparables; ce qui prouve que Ty, Mé et Ms sont faibles relativement à N', T' et Mf, et que, par suite, il est permis de les négliger.
- Les seuls éléments de réduction à considérer sont donc N', Tr et ML
- De même, si on réduit, au centre de gravité de la section A"B" de la poutre extérieure à la voie, les forces élastiques développées dans cette section, les seuls éléments de réduction à retenir sont l’effort normal N", l’effort tranchant vertical T" et le couple de flexion verticale M".
- 5. Relations entre les éléments de réduction précédemment définis. — Remarquons qu'il nexiste aucune force élastique dans le con (revente -ment. En effet, supposons, pour fixer les idées, que celui-ci soit placé à la partie inférieure des poutres et qu’il soit formé par un seul cours de barres ; la section transversale A'BffTA" coupe, une de ces barres ; si la dite barre était soumise à une force élastique, cette force admettrait une projection sur l’axe G y; or les éléments de la réduction en G des forces élastiques développées dans la section A'B'B"A" ne comprennent pas de force dirigée suivant G y (n° 3) ; donc la force élastique dans la barre est nulle.
- Dès lors, puisqu’il n’existe de forces élastiques que dans les deux poutres, les éléments de réduction N', T', M', N", T'A et M" (n° 4) forment un système équivalent aux éléments de réduction T, M, et M. Les équations de projections et de moments exprimant cette équivalence sont :
- 0 = N' + N",
- [1] T = r + r,
- m m(= T'| — r
- PJ M = M' -j- M",
- 0=-N'!+N"-“.
- La première et la dernière de ces relations prouvent que les efforts normaux K et N", dans les deux poutres, sont mds, ce qui, d’ailleurs, était à prévoir.
- Bull.
- U
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- CALCUL DES PONTS CIRCCLAIRES
- Conditions d’équilibre d’on entretoisement transversal quelconque.
- Entretoisements transversaux élémentaires.
- 6. Soit P la résultante des charges appliquées sur un entretoisement transversal quelconque. Celui-ci est en équilibre sous l’influence de cette charge P et des réactions exercées sur lui par les deux poutres. Ces réactions sont appliquées aux points d’attache de l’entretoisement transversal sur les deux membrures de chaque poutre ; il est clair qu’on peut, sans que cela tire à conséquence, considérer ces réactions comme concentrées aux centres de gravité A', B', A", B'' de ces membrures. Désignons ces quatre réactions par la notation générale R. Chacune d’elles admet une composante R,, normale au plan de l’entretoisement et une composante R;, située dans ce plan. L’équilibre de l’entretoisement exige que : !0 la charge P et les composantes R?, se fassent équilibre ; 2° les composantes Rn soient milles ou se fassent équilibre. Il n’y a aucune raison pour que les composantes R„ soient nulles, mais il est facile de voir qu’elles sont négligeables.
- En effet, en raison de sa constitution même, l’entretoisement transversal est un système très peu déformable sous l’influence de forces situées dans son plan, lesquelles n’altèrent pas sa forme plane ; au contraire, ce système est très déformable sous l’influence de forces normales à son plan, lesquelles lui feraient subir un voilemement accentué, alors même qu’elles seraient de faible intensité. Or, en fait, ce voilement de l’entretoisement transversal, si toutefois il se produit, est très minime, et il en est de même, par suite, des composantes normales Rn. Celles-ci sont donc négligeables devant les composantes Rp qui, elles, sont du même ordre de grandeur que la charge P.
- Dès lors, nous considérerons les réactions des poutres sur les i entretoisements transversaux, comme situées dans les plans de ces entretoisements.
- 7. Ce point acquis, supposons maintenant que le pont soit soumis à une charge continue, constante ou variable, distribuée sur une courbe quelconque tracée sur le platelage du pont; soient (fig.8):
- C le point de cette courbe qui est situé dans une section transversale quelconque A'B'Ë"A", d’abscisse angulaire o>;
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 521
- ,p ia distance horizontale de ce point au centre delà ligne médiane du pont, de sorte que l’équation de la courbe, en ' coordonnées polaires, est p = © (w) ; p la valeur de la charge continue, en ce même point, rapportée à Vunité de longueur de la ligne médiane du pont; p est donné sous la forme p — /'(w).
- Pour pouvoir traiter analytiquement le problème, remplaçons, rpar approximation (1) les entretoisements transversaux, qui sont
- Fig. 8.
- toujours nombreux, par une infinité d’entretoisements transversaux élémentaires infiniment voisins les uns des autres.
- L’entretoisement élémentaire, d’abscisse angulaire o>, est soumis à une charge infiniment petite prdu, du désignant l’angle infiniment petit formé par Je plan de cet entretoisement avec le plan de l’entretoisement précédent, ainsi qu’avec le plan de l’entretoisement suivant. Il est en équilibre sous l’inlluence de cette charge et des quatre réactions infiniment petites exercées :sur lui par les deux poutres, aux quatre points A', B', A" et B". Désignons par :
- ardu et wrdu) les composantes parallèles à G y, des réactions en Ar et IL (u et vo sont les valeurs de ces composantes rapportées à l’unité de longueur de la ligne médiane du pont) ;
- (1) Il est facile de concevoir que cette approximation est du même ordre que celle •obtenue lorsque, dans le calcul d’une poutre quelconque, on remplace un système de •charges concentrées par une charge continue. '
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- q'rdiù la somme des composantes parallèles à Gs, de ces deux réactions ;
- u"rdw, iv”rch) et q*rdu, les forces de même nature relatives aux points A" et B".
- Toutes ces composantes seront comptées positivement dans le sens positif des axes G y ét Gs.
- Les trois équations exprimant l'équilibre de l’entretoisemenl transversal considéré sont, suppression faite du facteur commun rdu : .
- Equation de projections sur Gy:
- 141 n' -f- u" iü -f- w" — 0 ;
- Equation de projections sur G" :
- + — P =
- Equation de moments par rapport au .point B" :
- qa— (it -f- u") b —p (p — r") = 0.
- Des deux dernières équations on tire
- (u' + u") & p (p — r")
- a a ’
- _ (u' + u")b ! vJd^ziA
- a ‘ a
- Conditions d’équilibre d’une tranche infiniment petite quelconque
- DE LA POUTRE EXTÉRIEURE.
- 8. Considérons deux sections transversales du pont, infiniment voisines et comprenant entre elles un entretoisement transversal situé dans le plan bissecteur du dièdre du formé par les plans de ces deux sections. Ces deux plans déterminent dans la poutre extérieure (fig. 9) deux sections AiBi et A2B2 dont les centres de gravité sont Gi et G2. Nous nous proposons d’étudier les conditions d’équilibre de la tranche AiBÎB2A2 de cette poutre.
- La trace du plan de l’entretoisement transversal précité sur la surface cylindrique de la poutre est la droite ATY. Cet entre -toisemént exerce sur la poutre des actions égales et contraires-
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 523
- aux réactions qu’il reçoit de celle-ci. Ces actions consistent donc (n° 7) en :
- 1° une force u'rdu, appliquée en A' (fiy. 9 et 9a), parallèlement
- -jj
- Fig. 9.
- à l’axe G'y et comptée positivement en sens contraire du sens positif de cet axe ;
- 2° une force w'rdu appliquée, dans les mêmes conditions, en B' ; ’
- 3° une force çVdw appliquée suivant l’axe GY et comptée positivement en sens inverse du sens positif de cet axe.
- Le contreventement horizontal n’exerce aucune action sur la poutre, attendu que |n° 5] il n’est le siège d’aucune force élastique.
- Soient :
- T' et M' l’effort tranchant et le couple de flexion dans la section Ai Bi de la poutre ;
- T' G- dT et M' + JM' les quantités de même nature relatives à la section A^B^.
- La tranche AiBiBiAi, supposée séparée du reste de la poutre et libérée de ses liaisons avec l’entretoisement transversal et avec le contreventement, est en équilibre sous l’influence des
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- forces u'rcUû, w'rdtù, q'rdu, de la force T', du couple M', d’une force-égale et contraire à T' 4 dT' et d’un couple égal et contraire à M' + dW. Les équations exprimant cet équilibre sont les suivantes (l’équation de projections sur l’axe GV et l’équation de moments par rapport à l’axe GV sont satisfaites d’elles-mêmes) :
- Equation de projections sur GV :
- r—(T + dY) — q'rdu> = 0:
- Equation de projections sur (Yy :
- — urdoi — w'rdb) = 0 ;
- Équation de moments par rapport à G 'y :
- M'cos ^ — (M' + dM') cos ^ + TV sin ^ V (T' + dT) sin ~ = 0 ;
- Equation de moments par rapport à GV :
- — M'sin ^ — (M' + dW) sin ~ — TV (l — cos ^)
- + (T' + dT) r (l — cos+ (uVdw) s + (tordu) z[ = 0,
- % et s\ désignant, en grandeur et en signe, les ordonnées des-points A' et B'.
- De ces équations on tire, en négligeant les infiniment petits-d’ordre supérieur au premier et, en tenant compte, dans la dernière, de ce que, d’après la seconde, uo ——u, et de ce que-*-z't=b,
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 525
- Conditions d’équilibre d’une tranche infiniment petite quelconque
- DE LA POUTRE INTÉR1EURE.
- 9. Il est clair que les formules exprimant les conditions d’équilibre d’une tranche infiniment petite sont les mêmes pour la poutre intérieure que pour la poutre extérieure, sauf changement des notations.
- On a donc
- [11] dï" T^=~rq’
- • [12] w” = — u".
- [13] du ’
- [14] or
- Réduction du problème a la détermination de quatre inconnues
- AUXILIAIRES.
- 10. Les inconnues du problème sont au nombre de dix, savoir :
- 1° les moments de flexion M' et M" et les efforts tranchants T et T", dans les sections des deux poutres situées dans une même section transversale quelconque du pont ;
- 2° les réactions horizontales u et tu' et la réaction verticale q exercées sur un entretoisement transversal quelconque, par la poutre extérieure ;
- 3° les réactions de même nature u", w" et q" exercées sur cet entretoisement, par la poutre intérieure.4
- Ges dix inconnues sont engagées dans les onze équations [4], [5] et [6] (n° 7), [7] à [10] (n° 8) et [11] à [14] (n° 9); mais l’équation [ 4] n’est pas à considérer, car elle est satisfaite par les équations [8] et [12].
- On peut simplifier le calcul de ces dix inconnues, en le ramenant à celui des quatre inconnues auxiliaires suivantes, savoir :
- 1° le moment de flexion du pont M, lié à M' et à M" par la relation [3] (n° 5)
- M
- M = M' + M" ;
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 326
- 2° la quantité S définie par la relation
- et que nous appellerons moment composé ;
- 3° l’effort tranchant du pont, lié à T et T" par la relation fl] (n° 5)
- [c] . T = T' + T"; ,
- 4° la dérivée^ du moment de flexion du pont, par rapport
- à l’abscisse angulaire de la section où se produit ce moment.
- Voici, en effet, les expressions de M', M", T, T", q et q", en fonction de ces inconnues auxiliaires :
- 1° Expressions de M' et de M". Des relations [a] et [6] on tire :
- [18] =
- En posant k = ces deux formules prennent la forme suivante, sous laquelle elles seront utilisées plus loin dans le calcul des ponts à travées continues :
- R kh w _ M (1 + k) - S (1 - h*y _ S (1 — k2) - M (1 - k)
- 2° Expressions de T et de T", La relation [a] dérivée par rapport à oj donne
- dM_dW dW
- du) dtù dij) ’
- ou, à cause des relations [9] (n° 8) et 13 (n° 9),
- [d] ^ = TV + TV
- De cette relation et de celle [c] on tire, en tenant compte de ce que r — r" — a,
- [16]
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 527
- 3° Expressions de q et de q". Reprenons les formules [5] et [6] (n° 7) •
- ,tr__(u+u")b , p (p — r")
- 1 “ a ^ a ’
- q -
- (u' + u) b pJ/_
- p) .
- remplaçons-y u et u" par leurs expressions [10] (n° 8) et [14] (n° 9) et tenons compte de la relation [a] ; il vient
- rim r M . p (p — r") „ M , p (r — p)
- 17] q= — +—------------q=---------------h—-----—•
- 1 J 1 ar a 1 ar a
- En ce qui concerne les réactions horizontales u, iv, u" et w", dès que M' et M" ont été déterminés par les formules [15], elles se calculent par les formules
- moi , , M' „ „ M"
- [18] u= — w=-^, .u= — w=-j^i
- qui ne sont que la reproduction" de celles de [8] et [10] (n° 8), [12] et [14] (n° 9).
- Calcul au moment de flexion du pont M et de sa dérivée -7—.
- au)
- 11. La relation [d] (n° 10) dérivée par rapport à u donne
- dm
- d
- o)2“rdu)+r du> ’
- ou, en remplaçant^- etpar leurs expressions [7] (n° 8) et [11] (n° 9),
- 3?=-r(rî+r,);
- ou, enfin, en remplaçant q' et q" parleurs expressions [17] (n° 10),
- |-.ni . dm , ... .
- [19] _ + M = -pr?.
- Cette dernière équation, p et p étant des fonctions données de w (n° 7), est une équation différentielle du second ordre, en w, dont l’intégration fait connaitreMà deux constantes arbitraires près ; ces
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- deux constantes se calculent en exprimant que M est nul dans les sections du pont situées sur les appuis, c’est-à-dire pour O = 0 et pour a) — y-
- Si, au lieu d’être soumis à une charge continue p, le pont supporte une charge concentrée P située dans une section d’abscisse angulaire a, p est nul pour w < a et pour g> > a ; par suite* l’équation différentielle [19] se réduit à
- dm
- du2
- + M = 0
- et son intégrale générale est
- M = A cos a) + B sin g>.
- Or, ainsi qu’il est évident, les constantes A et B n’ont pas la même valeur dans l’intervalle w = 0, w = a et dans l’intervalle tù = a, g) — y* Il y a donc quatre constantes à déterminer. Cette détermination ne présente pas de difficultés réelles ; mais on peut l’éviter. Effectivement, quelles que soient les charges appliquées sur le pont, quelle que soit leur distribution, le moment de flexion du pont M peut se calculer par application directe de sa * définition, sans recourir par conséquent à l’équation différentielle [19]. Voici ce calcul pour les charges les plus usuelles.
- 12. Cas d’une charge concentrée uniqqe P située dans une section d’abscisse angulaire oc, à une distance horizontale p du centré de la ligne médiane dupont. Soient (fig. 40):
- Vq et V[ les réactions de l’appui de gauche et de l’appui de droite de la poutre extérieure, comptées positivement dans le sens ascendant;
- V0' et;V[ les réactions similaires des appuis de la poutre intérieure.
- Le pont est en équilibre sous Pinfluence de la charge Pet des quatre réactions inconnues précitées. La statique pure ne fournit que trois équations pour la détermination de ces inconnues, puisque, dans le cas actuel, toutes les forces sont parallèles. Mais point n’est besoin de connaître les réactions des appuis pour pouvoir calculer le moment de flexion du pont en une section quelconque : il suffit d’écrire les deux équations de moments
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 529
- par rapport aux deux droites B4'Bi et BÔB0 joignant respectivement les appuis de droite et de gauche des deux poutres, savoir :
- | a] Y0/ sin 7 H- \'0r" sin y — Pp sin (7 — a) = 0,
- [b] — Y[r sin 7 — \[r" sin 7 + Pp sin a = 0.
- D’autre part, le moment de flexion du pont a pour expressions, d’après sa définition même:
- 1° En toute section d’abscisse angulaire w <i a,
- Mu<, --- Y0r' sin oi -f- YIr" sin a> = (V0/ + Yôr") sin o ;
- 2° En toute section d’abscisse angulaire w P> 2,
- M,,>« = Y]/sin (7—<o) -f YÏP'sin (7 — w) = (Y[r' -f- Y\r") sin (7—w).
- En remplaçant, dans ces expressions, Y0r -)- Y"Qr" et Y]/ -f- Yi'r",
- Fig. 10.
- par leurs valeurs tirées de [a] et de [6], on obtient finalement :
- [20]
- __ Pp sin (7 — a) sin w sin y *
- _Ppsinasin (7— «)
- i>(
- sin 7
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- Par suite
- dM«<a _ Pp sin (y -*-a) cos u du ~ sin y
- dMw>a ____Pp sin cos (y—u)
- du ~ sin y
- 13. Cas d ’un système de charges concentrées. Soient :
- Pj, P2, P;, Pn les charges supportées par le pont;
- a,, a2, aa,,les abscisses angulaires des sections transversales du pont contenant ces charges ; pp p2, ..., pi, ..., p„ les distances horizontales des charges, au centre de la ligne médiane du pont.
- Ce cas se déduit immédiatement du précédent, par application du principe de superposition. Pour toute section comprise entre deux charges P/; et P,H 1? la seconde des deux formules [20] (n° 12) fournit la valeur du moment de flexion du pont produit dans cette^section, par chacune des charges Pj, P2, ..., Pk ; et la première de ces deux formules fait connaître la valeur du moment produit par chacune des charges Pfc+1, 1Vl2, ..., P,(. On a donc, dans cette section, u désignant son abscisse angulaire,
- [22] M:
- sin (y — <o) sin y
- V* r» • I sm w V1 n " ' / \
- 2Pi?isin«i + sin (ï — «<)•
- De cette formule on déduit
- [23]
- dM
- du
- COS (y.—w) sin y
- 2 Pipi sin «i
- i—n
- COS (O sin y
- VpiPiSin(y-at).
- -.k-.-l
- 14. Cas d’une charge uniformément répartie, dans toute l’étendue du pont, sur un arc de cercle, de rayon p, concentrique à la ligne médiane du pont. Soit p la valeur constante de la charge, rapportée à l’unité de longueur de la ligne' médiane du pont, de sorte que la charge appliquée entre deux sections du pont, d’abscisses angulaires a et a + dy. (fig. 44) est prdy.
- Les notations du n° 12 étant conservées pour désigner les réactions des appuis, l’équation de moments autour de la droite B[ B] joignant les appuis de droite est
- Vo/
- sin y. + Vô r" sin y
- (prdy)p sin (y — a) = 0 ;
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 531
- d’où
- [«J
- V' + Y0r
- VP' (1
- sm
- D’autre part, en toute section d’abscisse angulaire w, le moment
- l'i 11.
- de flexion du pont a pour expression, d’après sa définition môme,
- M = Yor sin w + Yôr"sin <o —
- /:
- (prd a) p
- sin (w — ce).
- Dans cette formule, remplaçons Vôr' -f- Y^r'/ par son expression [a] et calculons l’intégrale ; il vient, après quelques transformations évidentes,
- M
- C9S (g — >•*)
- — 1
- ce qui peut également s’écrire sous la forme 2 sin » sm
- 124'] , M=pPr ------------------_ .
- cos|
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- On en déduit
- 15. Cas d’une charge uniformément répartie, entre deux sections d’abscisses angulaires a — (3 et a 4- (3, sur un arc de cercle, de rayon p, concentrique à la ligne médiane du pont.
- Par un calcul effectué de la même manière qu’aux nos 12 et 14, on trouve
- ,, 2npr sin [3 sin (v—a) .
- Mw<a_p = —-----‘---------- sm o),
- [26] l Ma_p<„<«+p = 2ppr
- Si il y
- sin [3 sin (y—a) . ' . „ o>— y.-\-$
- ---—r-^1------ sm o) — sm2------
- sm y 2
- .. 2«pr sin S sin a . ,
- Mu>w.+p= -- ----- sin (y — o)).
- sm
- Et, par suite
- riMu<K_p _ 2ppr sin [3 sin (y—a)
- dio
- |27]
- }dlL
- -?<<><«-
- 2 ppr
- sm y
- sin(3 sm y—a
- M
- <>>«+
- sm
- O/n^i-oin fi
- COS 0)--
- COS b),
- sin (o)—a+13)
- d b)
- par S111 i S111 a , ,
- —-----r—5----- COS (Y---- o>) .
- sm y ’
- Remarque. — On vérifiera aisément que les diverses expressions du moment de flexion du pont, données aux nÜS12 à 13, satisfont à l’équation différentielle [19] (n° 11).
- Calcul de l’effort tranchant du pont T et du moment composé S.
- 16. — En dérivant par rapport à o> la formule \b] (n° 10) qui définit le moment composé, on a
- 7 i ÿ , i
- r diù r du) ^ r" du) ’
- ou, à cause des relations [9] (n° 8) et [13] (n° 9)
- ry //
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 533
- ou, encore d’après la relation [1] (n° 5)
- [28]
- 1 dS r do
- Dérivons maintenant la relation [a] par rapport à w, il vient
- 1 (PS _ (iT (TT
- r do1 du) do ’
- ou, en vertu de [7] (n° 8) et de [H] (n° 9),
- 1
- r
- æs
- du)1
- = — r(q'+q") ;
- ou, enfin, en remplaçant </ et g" par leurs expressions [17] (n° 10)
- [29]
- 1 (PS _ _
- r2 du)1 P '
- Les deux équations [28] et [29] vont nous permettre d’établir la proposition que voici :
- Théorème. — Quelles que soient les charges appliquées sur un pont, de portée curviligne l, quelles que soient les distances de ces charges au centre de la ligne médiane du pont, en une section transversale quelconque, d’abscisse curviligne s, l’effort tranchant du pont T et h moment composé S sont respectivement égaux à l'effort tranchant et au moment de flexion produits dans la section, d’abscisse rectiligne s, d’une poutre droite, de portée l, posée sur deux appuis simples, par les mêmes charges placées de façon que leurs abscisses rectilignes sur cette poutre soient égales à leurs abscisses curvilignes sur le pont.
- En effet, considérons d’abord le cas où le pont supporte exclusivement une charge concentrée P, d’abscisse angulaire a (c’est-à-dire située dans' une section transversale d’abscisse angulaire a).
- Puisqu’il n’y a pas de charge continue sur le pont, p est nul dans l’équation différentielle [29] qui se réduit donc à
- Intégrons cette équation, en remarquant que la fonction S
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- 534
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- n’est évidemment pas la même pour w > a que pour w «< a ; il vient
- SM<a — A10 -f- B,
- Sw>a = Cto + D.
- Les constantes arbitraires A, B, C, D se déterminent comme suit :
- Pour (o — 0 et pour o> — v, c’-est-à-dire dans la section du pont sur appuis de gauche et dans celle sur appuis de droite, les moments de flexion M' et M" dans les deux poutres sont nuis ; et il en est de même du moment composé S, en vertu de sa formule de définition [b] (n° 10) ; par suite, on a
- [b] B = o’,
- [c] Cy + D = 0.
- D’autre part, dans la section d’abscisse angulaire w = a, M' et M" ont chacun une valeur unique et il en est de même de S ; donc,
- [d] A« + B.= Ca +D.
- Enfin, la charge P étant la seule force extérieure appliquée entre deux sections du pont d'abscisses angulaires <o < oc et (o a, on a
- Tw>k — Tw<tt — P r- 0 ;
- mais, d’après la formule [28],
- par suite,
- m 1 dSw<,, __ A
- “<a“r rfu> r’
- _ 1 rfSw>K G #
- r - diù r’i ' i: :
- <; _,,
- r r '
- Les quatre équations [6] à [e] donnent
- A =
- P?' (t — «)
- B - 0,
- D —Prx.
- Y
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- 53-3
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- Par conséquent, en substituant, on a
- [30] g __ Pr(y — a)oi u<-w v 5 c Pra(v — co) s.>._ Y ,
- [31] rP P (Y — Ct) IU<K ^ ’ m P a * T
- Geci posé, soient :
- .s l’abscisse curviligne d’une section transversale quelconque d’abscisse angulaire w ;
- - l’abscisse curviligne de la charge P (abscisse curviligne de la section contenant cette charge, section dont l’abscisse angulaire est a) ;
- l la portée curviligne du pont.
- On a
- _ s _ Ç l
- w — r’ * ~~ r’ — r ’ i.
- ce qui permet.' d'écrire : *
- o ' o _
- bs<i - J , - l »
- T _P(/-I>. T _ PI
- Gés formules démontrent le théorème dans’ le cas considéré d’une charge concentrée unique. Le principe de superposition l’étend immédiatement à un système quelconque de pareilles charges, et, également, à une charge continue, une telle charge pouvant être considérée comme formée par une infinité de charges .concentrées, infiniment petites et infiniment voisines les unes des autres.
- Ce théorème fournit le moyen très simple de calculer, dans tous les cas qui peuvent se présenter, l’effort tranchant du pont et le moment composé.
- Retour aux entretoisements transversaux réels.
- 17.— Supposons d’abord que le pont soit soumis à une charge continue dont la valeur rapportée, en chaque point, à l’unité de longueur de la ligne médiane du pont, est p.
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- Un entretoisement transversal élémentaire quelconque, d’abscisse angulaire m, supporte une charge infiniment petite prcU,) il reçoit, de la poutre extérieure et de la poutre intérieure : 1° des réactions verticales respectivement égales à q'rdta et q"rdu; 2° des réactions horizontales respectivement égales à iïrdu, w'rdu) et u"rduw"rdiù. Ces réactions ont pour expressions, d’après les. formules [17] et [18] (n° 10),
- q'rdu
- M
- do)-
- (prdu)(p—r")
- q"rdiù—-
- M .
- — du a
- (prdu))(r'—p)
- M'
- | b | a'rdui — — ivrdiû -y du
- "rdu) — iv' rdu)
- M'
- f/ü).
- Revenons des entretoisements transversaux élémentaires aux. entretoisements réels. La charge continue p est transmise à ces derniers* par les longerons sous voie ; dès lors, chacun d’eux supporte une charge concentrée P, constante ou variable, selon que p est lui-même constant ou variable, et reçoit des poutres, des réactions finies verticales Q', Q" et horizontales U', W', U", W". L’angle Ao> des plans de deux entretoisements transversaux réels consécutifs étant toujours très petit- (1), on peut, avec un degré d’approximation suffisant, écrire
- P ' ' prAo),
- </ — f/VAo), Q" i-:.-
- U' —• uVAo), W' : - tcVAw, U" wVAm, W" - v:"rAu)
- ou, d’après les formules \a\ et [b]
- [32! Q’ = “ A, + Q- - “ a* +
- • 1 • • -1 c n n 7 n 1 n 7
- ur = —Aw,
- o
- M"
- U" r:i-W ’ : . ^Ao).
- b
- Ges expressions permettent de calculer les réactions des poutres sur un entretoisement transversal réel quelconque, supportant une charge concentrée P ou un système de pareilles charges dont la résultante est P ; M, M' et M" y sont relatifs à la section
- (1) Si le nombre total des entretoisements transversaux, y compris ceux sur appuis, est
- y
- n, on a -—-, y désignant la portée angulaire du pont.
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 537
- transversale du pont déterminée par le plan contenant l’entretoisement considéré.
- 18. Rôle des entretoisements transversaux. — Les formules |32j et [33] permettent de mettre clairement en/ évidence le rôle des entretoisements transversaux dans les ponts circulaires. Considérons un entretoisement transversal supportant une charge concentrée P, dont les distances à la poutre extérieure et à la poutre intérieure sont respectivement r—p et p — r". Si le pont était droit au lieu d’être circulaire, ses poutres n’exerceraient sur cet entretoisement que des réactions verticales Qt' et Q, ayant pour valeurs
- o; =
- , F(p~r")
- ...
- (Ce sont les réactions d’appuis de la poutrelle sous voie faisant partie de l’entretoisement considéré).
- De la comparaison de ces réactions et de celles données par les formules [32] et [33], il résulte que :
- Dans un pont circulaire, chaque entretoisement transversal a les deux rôles suivants
- /° Transmettre aux poutres les charges auxquelles il est soumis, comme dans>un pont droit;
- 2° Assurer l’équilibre des poutres, en recevant d'elles des réactions verticales additionnelles :
- — A(i>, ------
- a a
- et des réactions horizontales :
- M' , M' A M" . M" ,
- ~r Aw,----------r ûti), A(»>,-------r- aw.
- b b b b
- On voit que les réactions verticales additionnelles et les réactions horizontales sont dues à la courbure du pont en plan. Il est à observer qu’elles forment deux couples égaux et de sens contraire ; en effet, le couple constitué par les deux réactions verticales additionhelles a pour Valeur
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- et celui constitué par les quatre réactions horizontales vaut — ^ 6— 6 = — (M' + M") Au» = — MAw.
- Ces deux couples s’équilibrent sur l’entretoisement transversal.
- Marche a suivre pour le calcul d’un pont circulaire.
- 19. On calculera successivement, pour chacune des sections transversales déterminées dans le pont par les plans des entretoisements transversaux :
- ’ d'si
- 1° Le moment de flexion du pont M et sa dérivée -r-, par celles
- Crû)
- des formules (20] à [27] (nos12àl5) qui correspondra à la nature et à la- distribution des charges données ;
- 2° L’effort tranchant du pont T et le moment composé S, par application du théorème du n° 16 qui ramène le calcul de ces deux quantités à celui de l’effort tranchant et du moment de flexion dans une poutre droite posée sur deux appuis simples;
- 3° Les moments de flexion M' et M" dans la poutre extérieure et dans la poutre intérieure, par les formules (15] (n° 10)
- = — S-\ m);
- a \ r/ a \ r /’
- 4° Les efforts tranchants T' et T" dans les deux poutres, par les formules [16] (n° 10)
- r 1 (f-rA r 'Civ-fL
- a \diù / a \ du,/
- 5° Les réactions verticales Q' et Q" de la poutre extérieure et de la poutre intérieure, sur l’entretoisement transversal situé dans le plan de la section considérée, par les formules [32] (n° 17)
- (J=MAm + Ç(£-0
- a a
- Q.= _«A- + ^=£);
- , a a
- ‘ .6° Les réactions horizontales U', W', U" et W" des deux poutres, sur ledit entretoisement, par les formules [33] (n° 17)
- U' = —W':
- M'
- M"
- \J" = — W',= ~ Aw ;
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 539
- 7° Les réactions Yo et Yi des appuis de gauche et de droite de J a poutre extérieure et les réactions correspondantes Y0' et Y',' de la poutre intérieure seront données par les formules évidentes
- vô=t;=0, v;=-t:=7, y0' = t;=0,- y^~t:=y,
- dans lesquelles et T" désignent les efforts tranchants dans les sections sur appuis de gauche et de droite de la poutre extérieure, T"_0 et T"^v, les efforts tranchants correspondants dans la poutre intérieure. .
- On connaîtra ainsi toutes les quantités nécessaires pour la détermination 'des fatigues dans les divers éléments des poutres et des entretoisements transversaux. Quant au contreventement horizontal, il n’est soumis à aucun effort (n° 5).
- CHAPITRE II
- Ponts à travées continues.
- Notations.
- 20. Soient :
- r le rayon de la ligne médiane du pont ;
- B0, Bj, ..., B-,...., B't les appuis de la poutre extérieure, de rayon r' = r+|, a désignant l’écartement des poutres, d’axe en axe ;
- Bq, Bi', ..., B-, ..., B' les appuis correspondants de la poutre intérieure, de rayon r" — r—
- y, la portée angulaire d’une travée quelconque ; c’est l’angle des deux sections transversales du pont situées- respectivement sur les appuis B-_t, B-Li et B-, Bt' ; dans la suite, pour simplifier le langage, nous désignerons une travée quelconque par sa portée angulaire ;
- m l’abscisse angulaire d’une section transversale quelconque, comptée à partir de la section sur appuis de gauche B-_i et B^i de la travée où se trouve cette section ;
- M, T et S le moment de flexion du pont, l’effort tranchant du pont et le moment composé dans cette même section ;
- g, 0 et cr les valeurs que prendraient ces trois quantités si la
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- 540 CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- travée pétait indépendante du reste du pont, constituant ainsi un pont à une seule travée ; ces valeurs se calculent de la manière indiquée au Chapitre premier et, par suite, seront considérées ici comme connues ;
- M* et Si le moment de flexion, du pont et le moment composé dans la section transversale située sur les appuis B- et B”.
- Expressions générales du moment de flexion du pont M
- . , dM
- KT DE SA DERIVEE -r—.
- dw
- 21. En une section quelconque, d’abscisse angulaire w, située dans une travée quelconque Yi, le moment de flexion du pont satisfait à l’équation différentielle [19] (n° 11), qui a lieu quelque soit le nombre des appuis du pont,
- æ M dud
- -f M = — ppr.
- Dans la même section de cette travée supposée indépendante du reste du pont, on a de même
- <*v ,
- + -w-
- En retranchant membre à membre, il vient
- d2(M — |j.) dud
- (M — i*) = 0.
- Et, en intégrant,
- M — ji = A. cos u 4- B sin w.
- Pour (a =0, c’est-à-dire dans là section située sur les appuis de gauche de la travée, ^ est nul et M prend la valeur Mi_t ; on a donc :
- Mi_t = À. .
- Pour m = Yi, c’est-à-dire dans la section située sur les appuis de droite, y. est également nul et M prend la valeur ; par suite,
- _Md = A cqs Yi -f- B sin -p ;
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 541
- 'd’où
- B =
- Mf — M,_, cos y. sin y
- En portant les valeurs ci-dessus de A et de B dans l’expression <le M — jjl, on obtient, après une transformation évidente,
- iii ait , m sin (y, — (»>) . sin a)
- I M = IA + M,_t---------------------- -f M; -,---;
- II ‘ sin yi ' sin y*
- et, par suite,
- .|21 dM. _dy._______^ cos (yi — <>>) , ^ cos o>
- du) ~ du) ‘ ,~1 sin y i * * sin y,"
- Expressions générales de l’effort tranchant* du pont T
- ET DU MOMENT COMPOSÉ S.
- 22. En une section quelconque, d’abscisse angulaire w, située •dans une travée quelconque yo le moment composé satisfait a l’équation différentielle [29] (n° 16)
- 1 æ S
- r* (iw2 * * S “ P'
- Dans la même section de cette travée supposée indépendante •du reste du pont, on a de même
- 1 dh
- ? d7- = ~p-
- En retranchant membre à membre, il vient W =
- 1 1 du>-
- Et, en intégrant,
- S — a — Ao) -f- B.
- Pour m z= 0, a et nul et S prend la valeur ; on a donc Si—-1 — B.
- Pour u) — yi, $ est également nul et S prend la valeur S : par ;suite,
- Si = ATi + B
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- 542
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- P ' A S; ----- S;_,
- d ou A = —-----—1.
- V.
- En portant ces valeurs de A et de B, dans l’expression de S — cr5 on obtient
- [3]
- S = e + S,., ü—- + S,
- Différentions par rapport à w ; il vient
- dS _ de dm dm
- Y *
- Mais, d’après la relation [28] (n° 16), on a
- 1 rfS r du*
- T,
- et, de même, si la travée -g est supposée indépendante du reste du pont
- ! * = e.
- v dm
- Moyennant quoi, la relation [b] donne
- |4| T - 0 + ^^-1.
- î’Yi
- Les formules générales [1] à [4] ramènent le calcul des ponts à travées continues, à la détermination des moments de flexion du pont, sur appuis, et des moments composés sur appuis.
- Nous allons établir les équations nécessaires pour cette* détermination :
- Relations exprimant la continuité des poutres sur les appuis
- 23. — Coupons le pont immédiatemènt à gauche des appuis BL*, Bill (fig. 42), et immédiatement à droite des appuis B[+1, B-1H, par deux plans normaux à la ligne médiane; l’état d’équilibre élastique de la partie du pont comprise entre c’ès deux sections n’(est pas modifié si on applique : 1° à la section terminale de gauche de cette partie, des forces égales aux forces élastiques développées dans cette section du pont avant coupure ; 2° à la
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 543
- section terminale de droite, des forces égales et contraires aux forces élastiques engendrées dans cette section du pont avant coupure. La partie ainsi détachée du reste du pont constitue un
- 0
- K
- Fig. 12.
- système hyperstatique que, pour simplifier le langage, nous appellerons système yi? yi+1, puisqu’il est formé des deux travées
- Yt et T;-ri •
- Pour établir les relations exprimant la continuité des poutres, nous appliquerons Y équation générale de V élasticité (1)
- /(
- StfX + SG? -
- au système y* y^i-
- D’une manière générale, dans cette équation, N, T et M désignent l’effort, normal, l’effort tranchant et le couple de flexion produits dans les diverses sections des différentes pièces constituant le système hyperstatique considéré ; ü et I sont les aires et les moments d’inertie de ces sections ; Q0 est la section de l’âme de chaque pièce ; ds désigne les éléments de la ligne moyenne de chaque pièce. L’intégrale est étendue à toutes les pièces du système.
- . (1) Bertrand de Fontviolant. — L’Équation générale de Vélasticité (Bulletin de la Société des Ingénieurs civils de France d’octobre 1917) et Les méthodes modernes de la Jté»islance dç$ matériaux (Gauthier-Villars, éditeur).
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- 544
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIHES
- Dans le cas actuel, le système 7; 7^ comprend les parties des deux poutres du pont et du contreventement situées dans les deux travées et 7H_1, ainsi que les entretoisements transversaux également situés dans ces deux travées. Or, le Contreventement n’est Je siège d’aucune force élastique (n°5) et, par suite, n’intervient pas dans le calcul de l’intégrale. De plus, nous négligerons les déformations élastiques des entretoisements transversaux qui sont faibles comparativement à celles des poutres, parce que ces entretoisements ne sont jamais soumis qu’à des fatigues très réduites. L’intégrale portera donc exclusivement sur les deux poutres et elle ne s’étendra d’ailleurs qu’aux deux travées 7* et-y,-:1. Enfin, dans lesdites poutres, l’eiïort normal est nul (n° 5) : et, comme d’ordinaire dans le calcul des poutres continues, nous négligerons les déformations dues à l’effort tranchant. Dans ces conditions, le second membre de l’équation générale de l’élasticité se réduit à
- et il ne concerne que les parties des deux poutres situées dans les travées 7* et 7^,, ce qu’exprime l’indice 7,. 7, , affectant le signe d’intégration.
- D’autre part, dans l’équation générale de l’élasticité, X représente les projections des déplacements élastiques de points arbitrairement choisis du système, sur des directions A également arbitraires; © désigne les rotations de sections arbitrairement choisies dans des pièces quelconques du système ; sont des forces auxiliaires, de grandeurs et de sens arbitraires, appliquées aux points susdits, suivant les directions A ; G sont des couples auxiliaires, de grandeurs arbitraires, appliquées aux sections précitées; 9t>, % et ffll représentent l’effort normal, l’effort tranchant et le couple de flexion produits par les forces et couples auxiliaires dans les differentes pièces du système hyperstatique considéré, supposé soustrait à l’action des forces réellement appliquées et rendu isostatique par la suppression de ses liaisons surabondantes.
- Dans le cas présent, rendons isostatique le système .7* 7;+i (fa-43), en supprimant ses deux appuis intermédiaires Bj et Bj' et ne faisons intervenir qu’une seule force auxiliaire verticale et de sens descendant, appliquée en un point quelconque G de la pou*-*
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 545
- trelle sans voie (ou de l’entretoise) qui s’assemble sur les poutres au-dessus des deux appuis supprimés B- et B". Dans la déformation élastique du pont installé sur tous ses appuis et soumis à des charges données quelconques, le point G ne subit aucun déplacement vertical ; le X correspondant à la force auxiliaire 5-susdite, appliquée en ce point, est donc nul et, par suite, l’équation générale de l’élasticité donne la relation
- /
- ¥
- m ^ ds Y Y'H-i EI
- 0,
- qui a lieu quelle que soit la 'position du point G sur la poutrelle sous voie, et qui se réduit, si les poutres sont dé* section constante, à
- f*
- ‘BiMr/s = 0.
- Ceci posé, rappelons qu’au chapitre premier nous avons désigné par M' et M" les moments de flexion dans les sections correspondantes de la poutre extérieure' et de la poutre intérieure d’un pont à une seule travée.
- Conservons ces nqtations pour les ponts à travées continues et, par analogie, appelons qui' et «ift" les moments de flexion produits par la force auxiliaire dans les deux poutres du système y^y-h-u privé de ses deux appuis intermédiaires B- et B"; de plus, désignons par ds et ds" deux éléments correspondants des lignes moyennes de la poutre extérieure et de la poutre intérieure,
- c’est-à-dire deux éléments compris entre deux sections faisant •entre elles un angle dtù. Dès lors, la relation ci-dessus s’écrit :
- J,
- èiiniw + enrMw/) = o.
- T' Y i
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- Mais
- ds = rdiù — r(l 4- /v)dw, ds" = r”diù = r (1 — k) c/w,
- en posant, comme au n° 10, k== a : 2r.
- En substituant, on a
- [a] f [(1 + tynit'M' + (1 — k)<\}tW] fa'= 0.
- * ,<ï; i
- Mais, d’après les formules [15'] (n° 10), on a
- __ M(1 + k) - S(1 - k2) ^ _ S(1 — k2) - M(1 - k).
- ~ 2 k ’ ~ 2/c
- et, de même,
- _ tc(i+k) - s (1 - k2) ^ __ 8 (1 - k2) - m(i - k)
- 1,1 _ 2 k ’ "" 2 k
- ilï et 8 désignant le moment de flexion du pont et le moment composé en une section transversale quelconque du système TiTn t privé des deux appuis B-, B'/ et soumis à la force auxiliaire
- Portons ces expressions dans [a], il vient
- KJ f I TC[M(l+3/c2)-S(l-^)]-8[M(l-/c4)-S(l-/c2)2] ]dw=0.
- Calculons maintenant les valeurs de ,‘UÏ et de 8 à substituer dans cette dernière relation. Le système Yiyi+1, privé des deux appuis B-, B- et sollicité par la force auxiliaire d- verticale et descendante, constitue un pont à une seule travée, de portée angulaire ïi + Ti+n supportant une charge d; par suite, dll et 8 sont calculables par application respective des formules [20] (n° 12) et [30] (n° 16) ; ces formules donnent, p désignant la distance de d'au centre de la ligne médiane du pont :
- 1° En toute section d’abscisse angulaire w<yit w étant compté à partir de la section située au-dessus des appuis B-_! et B'L1(
- ^ _ Fp sin yi+t sin __ dny,,H<,)
- sin (yi + yh-i) ’ ïi+pfi+i ’
- 2° En toute section d’abscisse angulaire ü)<yi+1, w étant compté
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 547
- ù partir de la section située au-dessus des appuis supprimés b; et B- :
- W = dp sin Tt sin (ÏH_, — o) sin (Ti +
- g_ daY,(v,^i—o)) fi + T.-- h ,
- Ces expressions de Tlt contiennent p en facteur, tandis que celles de 8 sont indépendantes de p. Or, la relation \a] doit être satisfaite quelle que soit la position du point d’application C de la force auxiliaire 5* sur la poutrelle sous voie qui s’assemble sur les poutres au-dessus des appuis supprimés, c’est-à-dire quelle que soit la valeur attribuée à p, puisque, dans la déformation élastique du pont reposant sur tous ses appuis et soumis aux charges données, aucun point de ladite poutrelle ne prend de déplacement vertical. Il faut donc qu’on ait séparément
- + 3/é2) — S(1 —kl))cU» = 0,
- — /£*) — S (1 — F)2] da = 0.
- Remplaçons, dans ces deux relations, ‘'lié et 8 par leurs expressions ci-dessus, en ayant égard aux limites de validité de ces expressions ; il vient finalement
- r„n 1 Acri+3/c2 ,r C1 . ,
- lD] sîïtfJ. Lï=*‘ J“““
- + , / ' [ct M-S] Sin - “> = °’
- [6]
- -...... ",
- Telles sont les relations qui existent entre les moments de flexion du pont et les moments composés, dans deux travées consécutives quelconques y* et iyH, du fait que les poutres sont continues sur les appuis B- et^B" communs à ces deux travées.
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- CALCUL UES PONTS CIRCULAIRES
- Les deux équations des sïx moments.
- 24. D’après les formules générales [1 j (n°21) et [ 3] (n° 22), on a :
- En toute section transversale de la travée yit
- M ~ |j. + M.(_,
- sin (y, — w)
- sin v,
- Mi
- sin o) sin y,
- S^c + S,.
- S; -
- et, en toute section de la travée yh_.
- M — jj. -f M,-
- sin (v,_rl — (,>) , , , sin w
- sm y»-;-i
- M,.,
- T'r 1
- En substituant ces expressions dans les deux relations | fi] et [6] (n° 23) et en calculant celles des intégrales définies qui ne contiennent ni \i. ni a, on obtient les deux équations
- m . K M_, -- (b, + 6W)M, + «M M,,, I
- -- |_Ci. Si—I. -|- (d) -(- djj,A) Si -j- 1 | ~ G;, ,
- [8] [C|M|£( + (* +
- -|iïS' V ::;V ' S 'm,S -| " •
- dans lesquelles
- 1 Y i b — ^ ^
- sin y; sin y i tang v,’ 1 sin2 v; tang y,
- 1 1 - d -1 1
- sin y » ïi 1 Yi tang Yi’
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
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- 10]
- [J.
- Les deux équations 17] et [8J lient les trois moments de flexion du pont M,_,, M;, M, , et les trois moments composés S(_,, S;, S,_r1, produits dans les trois sections sur appuis de deux travées consécutives quelconques 7, et 7^. Les coefficients de ces moments 11e dépendent que des dimensions de ces deux travées. Les seconds membres G,., , et H,., . 1 dépendent, en outre, des charges appliquées sur les deux travées 7, et 7, ;, : les quantités \j. et a y représentent, en effet, les moments de flexion du pont et les moments composés qui seraient développés dans ces deux travées, si chacune d'elles était indépendante du reste du pont; ces moments se calculent de la* manière indiquée au chapitre premier. Nous donnons ci-après les expressions de G,.;.r, et de H,vh_, dans le cas de charges concentrées et dans le cas de charges uniformément réparties.
- Expressions des seconds membres des deux équations
- DES SIX MOMENTS.
- 25. I. — La travée 7, supporte une charge concentrée P, d'abscisse angidaire a, située à une distance p du centre de ta ligne médiane du pont.
- Le moment de flexion du pont et le moment composé, dans, les diverses sections de la travée 7supposée indépendante du reste du pont, ont pour expressions, d’après les formules [20] (n° 12) et [30] (n() 16),
- .V;
- i t
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- 5d0
- CALCUL DES PONTS ClIlCULAinES
- Si on porte ces expressions dans celles [10] (n° 24) de GMH et de Hi;>on trouve, en tenant compte de leurs limites de validité et en calculant les diverses intégrales définies,
- Dans le cas particulier où la charge P est appliquée au milieu de la travée 7;, on a % = et les deux formules ci-dessus se réduisent à
- |;D2;
- 1 -f- 3k2 Yi Sin' ^ (1—/c4) sin2
- Qmi
- U, :
- 1 + h2
- cos £
- 1 '-'s
- II. —r- La travée 7;..., supporte une charge concentrée P, d’abscisse ang'tdaire a, située à une distance p du centre de la ligne médiane du pont.
- Les expressions de et de a, à substituer dans les expressions |10] (n° 24) de G,-.,., et de sont les mêmes que dans le cas
- précédent, sauf changement de i en i + 1 • Cette substitution donne :
- G^,
- ;i3]
- H;
- r 1 + 3/c2 /giAA sin oc a COS (7, —a)\
- LP 2 (1 —kk) \ sin2 ïi+1 sin Ti+1 / _ r(sin b 1 —*) _ Tçh — «VI,
- \ sin 7h-i /J
- f 1 + fe2 /sin (T<-|-i a) Yh'i — «\
- LP 1 — /c2 \ sin 7, , 7, , )
- a(7i-fi — «H^Yh-j — a)
- 6 Y h-i
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- t)b 1
- Dans le cas particulier où la charge P est appliquée au milieu de la travée les expressions de G,-.,.., et de 11;.;., sont identiques à celles [12], sauf changement de i en i -fl.
- III. — La travée g, supporte, dans toute sa longueur, une charge uniforme p distribuée sur' un arc de cercle, de rayon p, concentrique ci la ligne médiane du pont.
- Dans ce cas, le moment de flexion du pont, dans les diverses sections de la travée -p supposée indépendante du reste du pont, a pour expression, d’après la formule [24] (n° 14),
- et le moment composé, calculé par application du théorème du nu 16, a pour expression
- 7 ^ P'Mï; — <*>).
- En substituant ces deux expressions dans celles [10] (n° 24) de (i;, | et de 11., ,, on trouve
- Il ne faut pas perdre de vue que p est la valeur de la charge uniforme rapportée à l’unité1 de longueur de la ligne médiane du pont, et non à l’unité de longueur de Parc de cercle, de rayon p, suivant lequel elle est distribuée.
- IY. — La travée yi+l supporte, dans toute sa longueur, une charge uniforme p distribuée sur un arc de cercle, de rayon p, concentrique à la ligne médiane du pont;.
- Pour obtenir les expressions de G,., , et de valables dans ce cas, il suffit de changer i en if- 1 dans les formules [14].
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- V. — Les deux travées y* et y,-+1 supportent, chacune, un système de charges concentrées et une charge uniforme.
- En vertu du principe de superposition, la valeur de (1 est, dans ce cas, égale à la somme des valeurs de 0,.;., calculées successivement, par les formules, ci-dessus, pour chacune des charges données, considérée isolément à l’exclusion de toutes les autres. Il en est de même de
- Marche a suivre dans les applications.
- 26. 1° On fera successivement i— 1, 2, ..., n — 1, dans les deux équations [7] et [8] (n° 24), en tenant co&pte de ce que, sur les appuis extrêmes du pont, les moments de flexion du pont M0 et M„, ainsi que les moments composés S0 et Sn, sont nuis, ce qui fournira un système de 2 (n — 1) équations linéaires qui feront connaître les n — 1 moments de flexion du pont M,, M2, ..., sur-appuis intermédiaires, et les n—1 moments composés correspondants S4, S2, . . ., S„_t ;
- 2° On calculera, pour chacune des sections transversales du pont déterminées parles plans des entretoisements transversaux courants (ou pour un certain nombre de ces sections seulement, si on le juge suffisant), le moment de flexion du pont M et sa
- d\\ \
- dérivée , ainsi que le moment composé S et l’effort tranchant
- du pont T, par les formules pl] et [2] (n° 21), [3] et [4] (n° 22);
- 3° Les moments de flexion M' et M" et les efforts tranchants T' et T" dans les deux poutres, ainsi que les réactions verticales/ Q', Q" et les réactions horizontales U', W', U", W" exercées par ces deux poutres sur les entretoisements transversaux s’obtiendront alors par les formules générales établies au chapitre premier et rappelées aux paragraphes 3° à 6° du nu 19.
- 4° Enfin, les réactions V- et Y- exercées sur les poutres, par deux appuis correspondants B- et B'/, se calculeront par lës formules évidentes
- v;= (Tî)f/—(t;)s, y;/ = (t;%-(t;v
- dans lesquelles (T)),, et (T))rf sont respectivement les efforts tranchants dans la poutre extérieure, immédiatement à gauche et immédiatement à droite de l’appui Bj, et où (T- )g et (T- )d sont les quantités similaires relatives à la poutr,e intérieure et à l’appui B". , -,
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- CALCUL ILES PONTS. CIRCULAIRES
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- DEUXIÈME PARTIE
- PONTS CIRCULAIRES COMPORTANT DEUX CONTREVENTEMENTS
- ET DES
- ENTRETOISEMENTS TRANSVERSAUX AU-DESSUS DES APPUIS SEULEMENT
- CHAPITRE PREMIER Ponts à une seule travée.
- Eléments de la. réduction des forces élastiques développées
- DANS UNE SECTION TRANSVERSALE QUELCONQUE DU PONT.
- 27. De môme que dans les ponts dn type étudié précédemment, les forces élastiques développées dans une section trans-
- Fig. 14.
- versale quelconque ATTILA" (fig. H) du pont sont réductibles, au centre G de cette section (n° 3), à Y effort tranchant du pont T, au couple de torsion du pont Mt et au couple de flexion du pont M.
- Le plan ATTILA" coupe les deux poutres et les deux contre-ventements.
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- CALCUL UES PONTS CIRCULAIRES
- oo4
- Parmi les éléments de la réduction, au centre de gravité G' de la section A'B' de la poutre extérieure, des forces élastiques engendrées dans cette section, nous ne retiendrons, comme précédemment, que Y effort normal N', Y effort tranchant vertical T' et le couple de flexion verticale M', parce qu’ainsi qu’il a été indiqué au n° 4, les autres éléments de réduction éventuellement possibles sont négligeables. Les éléments de réduction similaires, relatifs à la section À"B" de la poutre intérieure, sont N", T" et M".
- Contrairement à ce qui a lieu lorsque le pont ne comporte qu’un seul contrevcntement, les forces élastiques dans les deux eontreventements ne sont pas nulles. Soient donc respectivement H et IP les efforts tranchants horizontaux dans le contrevente-ment supérieur et dans le contreventemnt inférieur; ces efforts tranchants seront comptés positivement en sens inverse du sens positif de l’axe Gy.
- Les éléments de réduction T, M, et M forment un système équivalent aux éléments de réduction N', T', MVAt//, T", M", H et H'; les équations exprimant cette équivalence sont :
- 0 = N + N',
- 0 : - H + IP,
- T = T' + T\
- M,= (T'—T")| + H6,
- M = M'+ M",
- 0 = (— N' + N")|.
- Il résulte, de la première et de la dernière relation ci-dessus, que les efforts normaux N' et N" dans les deux poutres sont mils; et, de la seconde, que les efforts tranchants H et PP dans les deux conlre-venlemenis sont égaux et de sens contraires.
- Conditions d’équilirre d’une tranche infiniment petite quelconque
- DU CONTREYENTEMENT SUPÉRIEUR.
- 28. Par analogie avec ce que nous avons fait précédemment pour les entretoisements transversaux des ponts du premier type étudié, remplaçons les barres du contreventement supérieur, qui
- [1]
- [2]
- [3]
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-
-
- GALCi;L b K S PONTS CIRCULAIRES
- t\dw
- b'ridu)
- sont toujours nombreuses, par une infinité de barres élémentaires, infiniment voisines les unes des autres. Puis, considérons la tranche AjA^'AiA) (fig. 45) de ce contreventement, comprise entre deux sections transversales du pont, d’abscisses angulaires (P et co+rfo). Séparons cette tranche du reste du contreventement, ainsi que des membrures supérieures des deux poutres. Son état d’équilibre n’est pas modifié si nous lui appliquons : 1° sur le plan Ai Aï, une force égale à l’effort tranchant horizontal H; 2° sur le plan Ai Ai, une force égale et contraire à l’effort tranchant horizontal H -f-c/H; 3° sur les deux surfaces cylindriques A', Ai et Ai Aï la séparant des membrures supérieures des deux
- poutres, des forces égales aux réactions exercées sur la tranche considérée par ces deux membrures. Ces réactions sont situées dans le plan horizontal du contreventement supérieur (pour les mêmes raisons que, dans les ponts du premier type étudié, les réactions des poutres sur les entretoisements transversaux sont situées dans les plans de ces entretoisements); chacune d’elles est décomposable en une réaction tangentielle et une réaction normale à la membrure correspondante ; soient, rapportées à Vunité de longueur de la ligne médiane dupont :
- Fu;. 15.
- tf et t" les réactions tangentielles exercées respectivement sur l’élément de surface cylindrique AjAi par la poutre extérieure, et sur l’élément de surface cylindrique A,'Aï par fa poutre intérieure, réactions comptées positivement dans le sens de gauche à droite;
- u et u" les réactions normales sur ces mêmes surfaces cylindriques, comptées positivement dans le sens centrifuge.
- D’après ce qui précède, il y a équilibre entre les forces H,
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- -- (H + dH), t'ri(ù, frdu, urdtù et w'Vdw. Les équations exprimant cet' équilibre sont :
- Equation de 'projections sur la bissectrice de l’angle dw :
- dw
- dw
- u rd<s> -j— u rdm — H cos ——j— (H —|— dH) cos-^— —- 0
- d’où
- w
- u + u" = —
- 1 dH _ r dw ’
- Equation de projections sur la normale à la bissectrice de l'angle do)
- d’où
- 1-
- Equation de moments par rapport au point d'intersection des deux droites A îA é et A2A2 :
- f — (Crdw)r'— (CVdw)r" = 0, .
- ou o II +
- De ces deux dernières équations on tire, en remarquant que r — r" = a,
- r»i t' = H-, J ar
- [6] C-H^. ar
- Conditions d’équilibre d’une tranche, infiniment petite quelconque du cqntreventeient inférieur.
- 29. Considérons la tranche du contreventement infé-
- rieur comprise entre les deux sections transversales du pont d’abscisses angulaires w et w -f- dw. Soient :
- t\ et t[ les réactions, tangentielles exercées par les poutres respectivement sur les surfaces cylindriques BiB2 et BJBâ de cette tranche;
- Ui et u[ les réactions normales correspondantes.
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 537
- Il est clair que, sauf changement des notations, les lormules exprimant l’équilibre de la susdite tranche sont les mêmes que celles exprimant l’équilibre de la tranche A)Ai'A2A) du contre-ventement supérieur. Donc, eu égard à ce que l’effort tranchant H' dans le contreventement inférieur est égal et de signe contraire à l’effort tranchant H dans le contreventement supérieur (n° 27), on a
- u' + u'=ïdZ’
- [9]
- Conditions d’équilibre d’une tranche infiniment petite quelconque
- DE LA POUTRE EXTÉRIEURE.
- 30. Considérons, dans la poutre extérieure, la tranche AiBjBâAâ (flg. 46) comprise entre deux sections transversales du pont, d’abscisses angulaires w et w + dw. Soient :
- G) et Gâ les centres de gravité des deux sections A^BJ et A21L de cette poutre;
- G' le point milieu de l’élément G',G2 de la ligne moyenne de cette même poutre ;
- G'x'yz trois axes de coordonnées rectangulaires : G'x tangent en G' à cette ligne moyenne, G 'y normal à la surface cylindrique de la poutre, GY vertical; les parties positives de ces axes sont seules représentées sur les figures 16 et 16a.
- Admettons que le pont supporte une charge continue, constante ou variable, distribuée sur un arc de cercle, de rayon p, concentrique à la ligne médiane du pont, et dont la valeur rapportée, en chaque point, à l’unité de longueur de cette ligne médiane, est p. Les poutrelles sous voie étant supposées remplacées par un nombre infini.de poutrelles élémentaires, infiniment voisines, la tranche AiBiB'^A^ de la poutre extérieure reçoit
- de ces poutrelles, une charge (prêta)----—.
- Cl
- D’autre part, les deux contreventements exercent sur cette même tranche des actions égales et contraires aux réactions qu’ils reçoivent de celle-ci ; ces actions consistent donc (n° 28) en :
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 1° Une force t'rdu appliquée sur l’élément de membrure supérieure AiA2, parallèlement à l’axe GV et en sens inverse du sens positif de cet axe ;
- 2° Une force urdu appliquée sur ce même élément, parallèlement à l’axe G 'y et en sens inverse du sens positif de cet axe;
- 3U Deux forces t[rdiù et u[rdu appliquées dans les mêmes conditions sur l’élément de membrure inférieure B'iB2.
- Soient T et M' l’effort tranchant et le couple de flexion dans la section AiBi de la poutre; T' + dT et M' + dM' les quantités de même nature relatives à la section A2B2. >
- La tranche AiBiB2A2, supposée séparée du reste de la poutre et libérée de ses liaisons avec les poutrelles sous voie et les deux
- -
- <—
- Fig. 16.
- contreventements, est en équilibre sous l’influence des forces
- pA- ^ -du, t'rdiù, iïrdto, t[rdiù, uvrduy de la force T', du couple M',
- d’une force égale et contraire à rlv + dT et d’un couple égal et contraire à M'-f dW. Les équations exprimant cet équilibre sont les suivantes (l’équation de moments autour de GV est satisfaite d’elle-même) :
- Équation de projections sur GY :
- T'_(T' -MT')— pr-
- -diù ~ 0 ;
- a
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-
- CALCUL DES PONTS CIRCULAI!!
- 559
- Equation de projections sur (}'// :
- — u'rdb) — u'irdu) — 0 ; E(juaiion de projections sur GG;' :
- — t'rdu — tjrdw = 0 ;
- Equation de moments par rapport à G'/y :
- M'cos ~ — (M' + Ætt-) cos~ -r T'/' sin ^ + (T -f </'!>' sin ~ — (t'rdu))z — (Gt?v/to)~i 0,
- - et désignant les ordonnées verlicales des points d'application des forces t'rdu et t\rdu)\
- Equation de moments par rapport à GV :
- — M'sin ~ — (M' + c/Af ) sin ^ — TV'^1 — cos H- (r H- dF)(i — cos + (u'rdu)z + (ulrdu)^ = 0.
- De ces équations on tire, en négligeant les infiniment petits d’ordre supérieur au premier et en tenant compte : 1° dans la quatrième, de ce que, d’après la troisième, . —tr; 2° dans la dernière, de ce que, d’après la seconde, u\ = — u, et de ce que
- — si = b :
- 110] dT p—r" — _ p* db) 1 a
- [H] # h, — — u,
- [12] t\= — t\
- |13j dW rr , -y— — 1 r — t or, 4
- |]4] , M' U ~ br'
- Conditions d’équilibre d’une tranche infiniment petite quelconque
- DE LA POUTRE INTÉRIEURE.
- 31. Les formules exprimant les conditions d’équilibre d’une tranche infiniment petite sont évidemment les, mêmes pour la poutre intérieure que pour la poutre extérieure, sauf change-
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- 560
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- ment des notations et remplacement de la charge pr^—~-dtù transmise par les poutrelles sous voie à'la tranche de la poutre extérieure, par la charge pr-----dw transmise par lesdites pou-
- Cl
- trelles à la tranche de la poutre intérieure. On a donc :.
- |;15] d'ï" do) r — p = vr a ’
- [16] u[ = —u",
- [17] ’ dM"
- [18] = TV — t"br,
- do)
- [19] „ M" U br
- Indications générales sur le calcul des inconnues.
- 32. L es relations [4] à [19], si on s’en tient à celles qui sont distinctes les unes des autres et si on y effectue quelques éliminations, d’ailleurs évidentes, peuvent se mettre sous la forme
- suivante :
- [20] dT _ d(o P r — pr- , L a
- [21] dT" _ do) r— p — pr ?,
- [22] dH _ dw M' + M" b ’
- ' [23] dM' __ dw br" TV —H—, a
- [241 11 ’&l-l ^3 V br Tr" -f- H—, a
- [25] [ (' = — (, = H-, ar
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-
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 561
- 26J
- observation faite que, d’après [1] (n° 27), on a
- [27]
- H' = —H.
- Les relations ci-dessus sont les seules relations distinctes que puisse fournir la statique pure pour le calcul des inconnues. Nous verrons qu’elles sont suffisantes pour la détermination des moments de flexion M' et M" dans les deux poutres, mais qu’elles laissent indéterminés les efforts tranchants T', T", H et IL dans les deux poutres et dans les deux contreventements. C’est qu’en effet les ponts du type dont il s’agit actuellement constituent des systèmes hyperstatiques, tandis que ceux du type précédemment étudié sont des systèmes isostatiques. Nous aurons donc à faire intervenir la théorie de l’élasticité pour le calcul des susdits efforts tranchants.
- En ce qui concerne la détermination des moments de flexion M' et M", elle va être facilitée par l’emploi de deux inconnues auxiliaires, savoir :
- 1° Le moment de flexion du pont qui est lié à-M' et M" par la relation [3] (n° 27)
- M — M' -f- M" ;
- a
- 2° La quantité S définie par la relation
- m
- Sr
- Wr' -f- M V'
- et que nous appellerons moment composé. „
- Il est à observer que ce moment composé ne répond pas-à la même définition que celui considéré dans le calcul des ponts comportant un seul contreventement et des entretoisements transversaux dans toute leur longueur.
- Des Mations [a] et [b] on tire
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- 562
- CALCUL DLS PONTS CIItCULAlKLS
- ou, en posant k = a : 2/*,
- CW]* = M. = üîl + ^ii.
- Ces formules ramènent le calcul des moments de flexion dans les. deux poutres à celui du moment de flexion du pont et du moment composé.
- p M , , (M
- Calcul du moment de flexion du pont M et de sa deriveë .
- (Uù
- 33. La relation [3] (n° 27), dérivée par rapport à w, donne
- (M _ t/M' dW de» db) db) ’
- ou, en remplaçant les deux dérivées du second membre par leurs expressions [23] et [24] (n° 32) et en tenant compte de ce que/ — r" = a,
- [29]
- db9
- --TV + TV + H6
- d’où
- dM _ ,dT ''„dV dll
- db? ~T db> V db> +°db>’
- ou finalement, à cause des relations [20] et [21] (n° 32) et de la relation [22] (même numéro) écrite sous la forme
- [30]
- dE _M do ~ b ’
- qui résulte ‘de ce que M — M' -)- M",
- ron dm , •
- [31] ^2 + M -—prp.
- Cette équation différentielle est exactement la même que celle [19] (n° 11) trouvée dans le cas des ponts comportant un contreventement et des entretoisements transversaux dans toute leur longueur. Par suite, les expressions [20] (n° 12), [22] (n° 13), [24] (n° 14) et [26] (n° 15), établies pour diverses distributions des charges, en ce qui concerne les ponts de ce type, sont applicables aux ponts du type dont il s’agit actuellement. Il en est de
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-
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 5G3
- même des expressions [il] (n° 12), [23] (n° 13), [25] (n° 14) et
- [27] (n° 15) de la dérivée
- (M
- du
- Ces résultats étaient à prévoir,
- puisque la définition du moment de llexion du pont est la même pour les ponts à deux contreventements que pour ceux à un seul contreventement.
- Calcul du moment composé S.
- 34. La formule [6] (n° 32), dérivée par rapport à «, donne c/S_ 1///M' ,,dW\ ‘
- (kù r\ (kù ' ckii /
- / . dW . rfM" , . .
- ou, en remplaçant-^— et -j— par leurs expressions 123] et [24]
- (n° 32),
- rfS _ TV'2 -f TV2 dw “ r
- [32]
- n, , ,. • 4 . , dT , dT
- 1) ou, en dérivant par rapport a w, en remplaçant -y- et —j—
- d m üm
- par leurs expressions [20] et [21] (n° 32), et en tenant compte de ce que r — r" = a, r + r" — 2r :
- du>2
- pQLpr— rr").
- Les relations 132] et [33] vont nous permettre d’établir la proposition suivante :
- Théorème. — Quelles que soient les charges appliquées sur un pont circulaire à une travée, de portée curviligne l, comportant deux contreventements et des entretoisements transversaux au-dessus de ses appuis seulement, quelles que soient les distances p de ces charges au centre de la ligne médiane du pont, le moment composé S, en une section transversale quelconque, d'abscisse curviligne s, est égal au moment de flexion produit, dans la section d'abscisse s d'une poutre droite, de portée /, posée sur deux appuis simples, par les mêmes charges affectées chacune
- du coefficient —-
- r r
- et appliquées de façon que leurs abscisses sur
- cette poutre soient égales à leurs abscisses curvilignes sur le pont.
- En effet, considérons d’abord le cas où le pont supporte exclusivement une charge concentrée unique P; soient a l’abscisse
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-
- 564
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- angulaire de cette charge et p sa distance au centre de la ligne médiane du pont.
- Puisqu’il n’y a pas de charge continue sur le pont, p est nul dans l’équation différentielle [33] qui, par conséquent, se réduit à
- Intégrons cette équation, en remarquant que la fonction S de oi n’est évidemment pas la même pour <o > a que pour o) <f a; il vient
- [fl] <; K —~ ÂO) —j— P,
- [b] Sw > tJ — Go) -f- JD.
- Les constantes A, B, G, D se déterminent comme suit :
- Pour o) = 0 et pour o> = y, c’est-à-dire dans la section du pont sur appuis de gauche et dans celle sur appuis de droite, les moments de flexion M' et M" dans les deux poutres sont nuis ; et il est en de même du moment composé S, en vertu de sa formule de définition [b] (n° 32). Par suite, on a
- . [c] B = 0,
- [d] Cy + D = 0.
- D’autre part, dans la section d’abscisse angulaire w = a, M' et M" ont, chacun, une valeur unique et il en est de même de S; donc
- [e] A a y B • G a - f D.
- Enfin, si de [a] et [6] on déduit les valeurs de —et de
- d o>
- ..g et qu’on les porte dans la relation [32], on a
- A = t (T'„ < + T"„ < ,r"!),
- c=^r.>y* + r.>.r^.
- D’où
- C - A = t[(ï'„, > „ - r„ < + (T% >. - T"„ < .
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-
-
- < CALCUL DES PONTS ClfiCULAIHES
- 56o
- Mais la charge concentrée P, seule appliquée sur le pont, donne lieu, sur la poutre extérieure, à une charge
- P(p-Q
- a
- et, sur la poutre intérieure, à une charge
- V(r' - P)
- et ces deux dernières charges sont les seules forces verticales agissant sur les deux poutres, entre deux sections d’abscisses angulaires « -< a et par suite, d’après la définition même
- de l’effort tranchant, on a
- T
- > « ~ T
- P(p-Q r „ =r . P(rf-p)
- a ' ’ “ ^a “ ^K a
- En portant ces expressions de Tu>a et de T"w<a dans celle ci-dessus de G — A, on trouve
- G — A =
- P(2pr — rr")
- Des quatre équations [c] à |/‘J on tire :
- A =
- P(2pr — rr"
- 11 = 0,
- G
- P(2pr — r'r") a
- P (2pr — rr")o
- Donc, finalement, en substituant dans [a] et [6], on a
- 1 ç P(2pr — r'r" ) (y — a)<o
- l < « - [34] / S,.,;,,,: r. ï P(2pr — r'r") a(j — w) '
- — r T ' v
- Soient, maintenant : s l’abscisse curviligne d’une section transversale quelconque,
- d’abscisse angulaire w;
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-
- oOC
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- i; l’abscisse curviligne de la charge P, dont l’abscisse angulaire est a;
- l la portée curviligne du pont;
- .s* ‘i
- on a u) = a—-. ï “ - •
- r r r'
- ce qui permet d’écrire
- Ces deux formules démontrent le théorème dans le cas considéré d’une charge concentrée unique. Le principe de superposition l’étend immédiatement à un système de charges quelconques.
- Ce théorème fournit le moyen très simple de calculer le moment composé dans tous les cas qui peuvent se présenter.
- Remarque. — En posant k — on peut mettre les formules [34] sous la forme '
- S, <, = Pj ;2? — r( 1 — /J)]<Ty a>1",
- s. > « = p i if—r(i — k2)] *<T yM>,
- t
- que nous utiliserons dans l'étude des ponts à travées continues.
- Calcul des efforts tranchants T, T", H et IL
- DANS LES DEUX POUTRES ET DANS ,LES DEUX CONTREVENTKMENTS.
- 35. Ainsi qu’il a été dit au n° 32, les efforts tranchants dans les deux poutres et dans les deux contreventements sont statiquement indéterminés. Pour lever cette indétermination, nous allons exprimer, au moyen de l’équation générale de l’élasticité ,
- 1ÔX + ECç r::
- ./ï»i
- H-S
- GO
- ds.
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-
-
- CALCUL DUS PONTS CIRCULAIRES
- 367
- que, dans sa déformation élastique sous charges, le pont est astreint à rester en contact avec ses quaire appuis.
- La signification des différents termes de cette équation a été rappelée au numéro 23; nous n’y reviendrons pas.
- Supprimons les charges agissant réellement sur le pont et rendons celui-ci isostatique, par la suppression de l’un de ses quatre appuis : par exemple, l’appui extrême de gauche.de la poutre extérieure ; enfin, au point If, du pont fuj. '17), qui était en contact avec l’appui ainsi supprimé, appliquons ; une force auxiliaire ,-î' verticale et de sens descendant.
- Dans ces conditions, le premier membre de l’équation générale de l’élasticité est nul, puisque, dans le pont installé sur ses quatre appuis, \e% point B', ne peut prendre aucun déplacement vertical. D’autre part (n° 27), puisqu’il n’y a d’efforts normaux
- dans aucune partie du pont, N est nul dans le second membre de ladite équation. Le fait que le pont est astreint à rester en contact avec ses quatre appuis est donc exprimé par la relation
- IA]
- J [bGQ„ f f] ds °*
- L’intégrale est étendue à toutes les parties du pont; on peut, par conséquent, la scinder en quatre intégrales afférentes à chacune des deux poutres et à chacun des deux contrevente-ments. A cet effet, soient :
- G' et 111' les valeur de G et lit dans la poutre extérieure;
- G" et 111" celles de G et 111 dans la poutre intérieure;
- IG et IG' les valeurs de G respectivement dans le contreven-tement supérieur et dans le contreventement inférieur;
- I' et Y les moments d’inertie respectifs des sections de la • poutre extérieure et de la poutre intérieure;
- iï la section de l’âme pleine équivalente à l’âme en treillis dei la poutre extérieure, au point de vue des déformations dites à l’effort tranchant;
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- CALCUL DES IHINTS CIKCULAIUKS
- o(i8
- il" la section similaire relative à la poutre extérieure;
- Û,. la section de l’âme pleine équivalente, au même point de vue, aux barres du contreventement supérieur;
- Üi la section similaire relative au contreventement inférieur.
- Ceci posé, remarquons que les éléments ds des lignes moyennes des quatre parties constitutives du pont, compris entre deux sections transversales du pont d’abscisses angulaires w et o> 4- dM sont égaux à r'du> pour la poutre extérieure, r"cUù pour la poutre intérieure, et rdw pour chacun.des deux contreventements.
- Dés lors, l’équation de condition [ A] peut s'écrire sous la forme suivante, 7 désignant la portée angulaire du pont,
- ou bien, puisque, d’après la relation [271 (n° 32), IC —H et %' = —% :
- [A'I
- (cb,L 1 w+ r"£(wr + ‘nrËri)rf“ Hy( (<îk +
- jâGlWo) — 0.
- Calculons maintenant les valeurs de tC, Pli', v", PU'" et PG, en fonction de la force auxiliaire 5-' appliquée au point B' du pont rendu isostatique par la suppression de l’appui situé sous ce point. Les réactions des trois appuis conservés sont statiquement déterminées; soit V" celle de l’appui de gauche de la poutre intérieure ; l’équation de moments par rapport à la droite B,"B[ est
- — iv r sin 7 -I- V'r" sin 7 — 0 ;
- d’oii V" = ££.
- r
- Désignons respectivement par 6 et ‘111 l’effort tranchant du pont et le moment de flexion du pont produits par la force auxiliaire A' dans une section transversale quelconque d’abscisse angulaire w; on a
- [61 PU =V"r" sin w — d’V' sin <0 ~ 0.
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- CALCUL UES PONTS CIRCULAIRES
- 369
- Les relations générales [20] à |24] (n°32) et [2] (n" 27) déterminent £', ;llu\ lïï" et %; en eifet, elles donnent, eu égard à ce que : 1" dans [20 j et [21] /) = 0, puisque le pont rendu isostatiqué ne supporte pas de charge continue; 2° dans [22], 911' 911" —
- il!-- 0, d’après les relations [3] (n°27) et |6j ci-dessus; 3" dans |2|
- £ — -„a, d’après la relation \a\ ci-dessus ;
- dCf
- 0,
- dcT
- (hù
- ~ 0.
- = o,
- <Mir _ , , J>r"
- <Mir
- H
- o'* ' Ü
- ;i- a
- r"
- Eu dérivant les deux relations |d| par rapport à w, on a, à 'cause des relations Ici, \
- <imc
- du)2
- o,
- d2iir
- dur
- = 0;
- par suite, OU' et 911'" sont des fonctions linéaires de w, et, comme •ces fonctions s’annulent pour w = 0 et pour «> — v (c’est-à-dire sur les appuis du pont), on a, en toute section transversale,
- et aussi
- nr - o,
- o,
- <!'}}?
- du)
- 9ir = 0; <Mir
- d(ù
- = 0.
- Dès lors, les relations \d] deviennent
- ©V — 90— = 0,
- a
- £"r" + %~ = 0. a
- De ces deux équations et de celle |e| on tire *
- S'
- 2r ’
- 30
- a r»V b
- Portons les valeurs ci-dessus de dit', 91t//, CE, et 30 dans l’équation de condition [A'J ; il vient
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-
- 570
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- D’autre part, intégrons les deux relations [23] et [24] (n° 32) entre les limites <o __ 0 et w — 7, en remarquant qu’à chacune de ces deux limites, c’est-à-dire sur les appuis, M' et M" sont nuis; il vient
- ” Hdo) 0
- a J,
- hr' ri
- T do + — Hdu) = : 0.
- Ces deux relations et celle [A"] prouvent que [B] ^ Hc/w ~ 0, pVdM=z(K pV'dM--0.
- 36. Calcul de T et de T". —- Nous sommes, à présent, en mesure d’établir la proposition que voici :
- Théorème. — Quelles que soient les charges appliquées sur un pont circulaire à une seule travée, comportant deux contreventements et des entretoisements transversaux sur les appuis seulement, les efforts tranchants dans les deux poutres ont les mêmes valeurs que dans celles d’un pont droit, de portée égale à la portée curviligne du pont circulaire, présentant le même écartement d’axe m axe des poutres et soumis aux mêmes charges que celui-ci, placées, par rapport à l’axe longitudinal de ce pont droit, dans les mêmes positions que par rapport à la ligne médiane du pont circulaire. (
- On peut dire aussi, en termes plus brefs, mais moins précis, que les efforts tranchants dans les deux poutres du pont circulaire sont indépendants de la courbure et, par suite, les mêmes </ue si le pont était droit. . ,
- En effet, considérons d’abord le cas où le pont supporte exclusivement une charge concentrée unique P, d’abscisse angulaire a et de distance p au centre de la ligne médiane. Dans ce cas, la poutre extérieure, supposée libérée de ses liaisons avec les poutrelles sous voie et les contreventements, est soumise à une
- charge ^ .—-, d’abscisse angulaire «, et aux actions exercées
- sur elle par les contreventements. Cette charge étant la seule force verticale appliquée, sur la poutre, il résulte de la définition même de l’effort tranchant que : 1° les efforts tranchants !',„<« et
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- CALCUL UES JOINTS CIRCULAIRES
- >71
- T'„. . w produits respectivement dans les deux sections d’abscisses angulaires w<a et w>*o: sont constants (*); 2° on a
- T',.,- T',,. a —
- P(P— O
- La deuxième relation [B] (n° 35)
- donne, dans le cas présent,
- Cr = 0.
- /
- l
- T',. +
- f:r-
- cIm — 0
- ou, puisque T,„<K et T"„, >K sont constants,
- TL <». a -r- TL > « (y — a) = 0 ;
- d’où l’on tire, après remplacement de T',.. , par son expression \a],
- Y „ — P(p — r") T —01.
- et, par suite, à cause de |a
- r P(P-Q g;
- u a
- En désignant par l la portée curviligne du pont, par ^ l’abs-
- P(|___r")
- cisse angulaire de la charge - ^—- et par .s l’abscisse curviligne de la section d’abscisse angulaire w, on a
- et, par conséquent,
- T' -r =
- __P (p-O.Z-Ç.
- TL
- np-r") £
- ï
- (1) Ceci résulte également de la relation [20] (n° 32) qui, aucune charge continue n’étant appliquée sur le pont, se réduit ici à
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- 572
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- . Ces deux formules démontrent la partie du théorème relative à la poutre extérieure, dans le cas d’une charge concentrée unique. Le principe de superposition l’étend immédiatement à un système de charges quelconques. La partie du théorème relative à la poutre intérieure s’établit de la même manière, au moyen delà troisième relation [B] (n° 85).
- 37. Calcul de 11 et de H". — De la relation |29] (n° 88) et, eu égard à la relation [27] (n°82), on tire la double formule
- [35J
- qui permet de calculer H et H' dès que l’on a déterminé T' et T" par application du théorème du numéro 86 et par celle des
- formules qui convient au cas de charges considéré (voir nos 88 et 12 à 15).
- Réactions des appuis.
- 38. Soient, dans une section transversale faite, immédiatement à droite des appuis de gauche du pont : . .
- T) et Tl les efforts tranchants dans les poutres, '
- 11,, et H', — — li„ les efforts tranchants dans le contreventement ^Supérieur et dans le contreven-‘tement inférieur.
- L’équilibre de la partie du pont située au-dessus des appuis de gauche (fig. 48) n’est pas troublé, si on sépare cette partie du reste du pont, en pratiquant la section sus-indiquée, à condition de lui appliquer des forces égales et contraires à T), T", H„ et H,',; cet équilibre a, dès lors, lieu entre ces quatre forces et les réactions Vu et V" des deux appuis. D’où les deux équations
- Y^a — Za — EJ) = 0, — Y„a -p- T,"a — HJb : 0.
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- CALCUL DLS l'OXTS CIRCULAIRES
- O 73
- qui donnent
- 136] v,; = t; -f h„-, y; = t;—h,A
- a a
- La considération de l'équilibre de la portée du pont située au-dessus des appuis de droite conduit, de môme, aux deux formules
- 0-1 v; = -(r,HV*> =
- <lans lesquelles Aw, et Y, désignent les réactions des deux appuis de droite ; T',, T," et H, les efforts tranchants des deux poutres et du contreventement supérieur, dans la section transversale du pont faite immédiatement à gauche de ces deux appuis.
- Marche a suivre dans les applications.
- 39. On -calculera, successivement, pour autant de sections transversales du pont, qu’on le désirera :
- '01
- 1° Le moment de flexion du pont M et sa dérivée —, par
- 1 (/<,) 1
- celles des formules [20] à [27] (nw 12 à 13) qui correspondront aux charges données;
- 2° Le moment composé S, par application du théorème du numéro 34;
- 3° Les moments de flexion M' et M" dans la poutre extérieure et dans la poutre intérieure, par les formules [28] (n" 32) -
- 1° Les efforts tranchants T et T" dans ces mêmes poutres, par application du théorème du numéro 36;
- 5° Les efforts tranchants il et IL dans le contreventement supérieur et dans le contreventement inférieur, par la formule [35]
- (n“:S~) «
- Il - — H' -1(^_TV — TV").
- Les déterminations 4° et 5“ devront être faites, en particulier, pour les deux sections transversales du pont immédiatement voisines des appuis extrêmes, ce qui permettra de calculer les
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-
-
- 574
- CALCUL DES PONTS CIRCULAMES
- réactions Y] et Y," des appuis de gauche et celles Y', et Y[ des appuis de droite, par les formules [36] et [37] (n° 38) :
- y;, rT„ 4- 1I„ ,
- Vi :
- {T' + aè>
- y: . t;
- On connaîtra ainsi toutes les quantités nécessaires pour l’étude des conditions de résistance des diverses parties du pont. On pourra aussi calculer les réactions tangentielles et normales exercées sur les deux contreventements, par les membrures supérieures et inférieures des poutres, au moyen des formules [25 ] et [26] (n° 32) ; mais ce calcul est sans utilité pratique.
- CHAPITRE II
- Ponts à travées continues.
- , '
- 40. Notations. —Nous conserverons ici les notations indiquées au n° 20.
- Expressions générales du moment de flexion du pont M
- , . dM
- ET DE SA DERIVEE
- du
- 41. Le moment de flexion du pont répond' à la même déli-nition, dans les ponts à un seul contreventgment et dans ceux à deux contreventements. Par conséquent, l’expression générale [1] (n° 21) de ce moment, établie pour les premiers, est valable pour les seconds, et .il en est de même de l’expres-
- rM
- sion [21 (même numéro) de —^— .»0n a donc, en une section quelconque, d’abscisse- angulaire w, d’une travée quelconque y,,
- i
- 11 j m - v.+m,„, *) + M; srn,(
- L J sin y; 1 siny,-
- 121 ’ — - _ m _ cos ( Y — M) i M. cos (o
- ^ - do> du 1 1 1 sin yi ‘ 1 "sin
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-
-
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 575
- Expression générale du moment composé S.
- 42. En une section quelconque, d’abscisse angulaire o>, d’une travée quelconque y,-, le moment composé satisfait à l’équation différentielle [331 (n° 34)
- (PS -dJ ~
- — p(9pr — r'r").
- Dans la même section de cette travée supposée indépendante du reste du pont, on a de même
- (Pc dix»1
- p (2Pr—/•'/•"),
- a désignant le moment composé dans cette section. Retranchons membre à membre, il vient
- du2
- Dette équation différentielle est la même que celle [a| (n" 22). Son intégration et la détermination des constantes de son intégrale générale conduisent à la même expression de S qu’au n° 22, savoir :
- 3
- i' * *
- Expressions générales des effortts tranchants T et T"
- DANS LES DEUX POUTRES H ET H' DANS LES DEUX CONTREVENTEMENTS.
- 43. Efforts tranchants dans les deux poutres. — Dans les ponts à une seule travée, les efforts tranchants dans les poutres et dans les contreventements ont été déterminés (n,1s 36 et 37) au moyen des relations [23] et [24] (n° 32) et [A"] (n° 35),, savoir :
- Kl dMr _ c/w = TV'— Ii —-, a
- \h\ dM (Im = TV + H-, a
- kl U “V. Ici 1 frdlt> +~(^ +0
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-
-
- 575 CALCUL 1)KS l'ONTS CIRCULAIRES
- Les deux premières \a\ et [6] sont entièrement générales : elles sont valables quel que soit le nombre des appuis du pont.
- Quant à la troisième |Y|, la méthode suivie au n° 35 pour l’établir a consisté à exprimer, au moyen de l’équation générale de l’élasticité, que, dans un pont à une seule travée, la dite travée est astreinte, dans sa déformation élastique, à rester en contact avec ses quatre appuis. Si, pour exprimer la même condition en ce qui concerne une travée quelconque 7, d’un pont à travées continues, 011 applique, de la même manière qu’au n" 35, l’équation générale’ de l’élasticité, à l’étude de la déformation élastique de cette travée 7,; supposée séparée du reste du pont par deux sections pratiquées, l’une, immédiatement à gauche des appui de gauche BLi et BQ,, l’autre, immédiatement à droite des appuis de droite B- et B”, et soumise, en sus des charges directement appliquées, à des forces égales aux forces élastiques développées dans la première dé ces deux sections et à des forces égales et contraires aux forces élastiques engendrées dans la seconde, on retombe exactement sur la relation |c], sauf remplacement de 7 par 7,. Ce résultat peut d’ailleurs être considéré comme évident a priori, attendu, que la travée 7,, détachée comme il vient d’être dit, du reste dupont/constitue un pont à une seule ' travée.
- „ Ceci posé, intégrons [aJ et [b] entre les limites <0 = 0 et w = 7,, en remarquant que pour œ — 0 (c’est-à-dire sur les appuis de gauche de la travée 7,), on a M' = M" M-_i, et que, pour ai :• - 7,; (c’est-à-dire sur les appuis de droite), on a M' = M-, M" —. M”; il vient
- De ces deux relations et de celle fc| écrite pour la travée 7, (c’est-à-dire en y remplaçant 7 par 7,), on tire, par élimination
- de
- r
- H ck
- , ar"ü'
- (J U) —----------
- /•'(M—.m;.,)
- eut , \ , «L/ i_i_I
- ayr'LÏ ^ r'ü" ^ b \ù, Q,'
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-
-
-
- CALCUL DES l'ONTS CIRCULAIRES
- • ) 1 t
- r
- '(Im
- b I ar'Lïl
- hlLl
- u\r Q'
- an 1
- T Va
- iî)
- Mais, d’après la formule de définition du moment compose, on a
- S,_, r = MLp1' -f ML,/-", S;r = M'/ ML".
- Par suite, on peut écrire les deux relations précédentes sous la forme suivante, en en multipliant les numérateurs et les
- dénominateurs par ^ ,
- i
- ' Tdu
- ttf'(Si S;-1)^ èv(a+a.)
- Tp: 4 a \ , «Y1 •
- A/a Lty'P 62Vü„ : ü'J
- "(1m :
- -7n>(S; — S, r U
- l,-r"\a. ^ u;
- )*
- m;
- LL + Lr)+ Ka + 5;)
- Posons successivement
- c- I • , 1
- 62\a ^ a
- AA(Æ+L?>+r
- = »'=7Â* A'=--,4v
- JL
- r"A;
- moyennant quoi
- I-/J jTrtv/M: r, A'<Si-fv,) + iv(M;-ji:_,),
- [VJ J‘V A"(S, — S;_,) + - ML,).
- Nous pouvons maintenant former les'expressions générales|le T' et de T". Commençons par celle de T' et considérons d’abord le cas où la travée y: supporte exclusivement une charge concentrée P, dont l’abscisse angulaire est a et dont la distance au
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- 578
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- centre de la ligne médiane du pont est p. Dans ce cas, la poutre extérieure supposée libérée de ses liaisons avec les poutrelles sous voie et les contre ventemènts est soumise, dans la travée 7,,
- à une charge * -, d’abscisse angulaire a, et aux actions
- exercées sur elle par les contreventêments. Cette charge étant la seule force verticale appliquée sur la travée 7, de la poutre extérieure, il résulte-de la définition même de l’effort tranchant que: 1° les efforts tranchants T',, et Tfw>îl produits respectivement dans deux sections d’abscisses angulaires oj <> et w > y sont constants; 2" on a
- T .....T . U?"'">
- 1 w ,> v. - - - 1(0
- Par suite
- / “Ttiw = f -j- u'^vdot — T,,<ax + T,„ .,,(7^—a)
- J 0 */«
- d’où
- , 1 c,mi;
- « rJ» • '
- et, en substituant dans [/],
- =—P(p~~r"> “+ i / 'Td„
- ! /• ,
- 1 ; «y 0
- Soient 0',1<r, et OÙ les valeurs que prendraient respectivement Tl,<a et T'.)>k, si la travée 7,; était indépendante du reste du pont, constituant ainsi un pont à une seule travée. D’après le théorème du numéro 36, on a
- OÙ,
- ])(? — '*") Ti " 1
- Où
- P(p-Q «
- a Yi
- Et, par suite,
- »'.<.«+i Py'eloj, ‘•V„
- T',,,., = »'.>. +f.JÙ'W».
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- r.ALCl'L DES 1»0NTS Cl 1U'.ULAI MES
- 579
- Ces deux formules peuvent se- réunir en la formule unique T' 0' ,-I fr' Tdu>,
- ou, en remplaçant l’intégrale par, son expression jd],
- jo] . _ T ^ o' H- A'(St— S;_,) -f B'(M-—
- On démontrerait de même que, dans la poutre intérieure,
- ! 6 ] T" = o" + a/^S; —rS;_i) h— ir(M; —
- Ces deux dernières formules expriment les efforts tranchants T et T" dans les deux poutres, en une section quelconque de la travée y,.,- en fonction : 1° des efforts tranchants 0' et 0" qui seraient produits, dans cette section, si la travée y; était indépendante du reste du pont; 2° des moments composés S,_, et S, dans les sections sur appuis de cette Lravée; 3° des moments de flexion -VL,, M", dans les sections sur appuisjles deux
- poutres.
- Établies dans le cas d’une charge concentrée unique, les formules |5] et |(i] s'étendent immédiatement au cas général d’un système de charges quelconques, en vertu du principe de superposition.
- 44. Effort* tranchants dans les deux ccidrecenlements. — La-formule générale 135] (n° 37), établie pour les ponts à une travée,
- ,7| H.= -H':^(g-TV-r,”)
- reste valable pour les ponts à travées continues. Elle permet de
- dM
- calculer H et H', dès que l’on a déterminé -y-, par la formule
- (l( i)
- |2] (n° 401, T" et T" par les formules | 5) et [6] (n° 43).
- Les formules générales |1] à [7] ramènent le calcul des ponts à travées continues, à la détermination des moments de flexion du pont sur appuis et des moments composés sur appuis. Nous allons établir les équations nécessaires pour cette détermination.
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- CALCUI. t >i: S P U ATS CIRCULAIRES
- 08O
- m
- Relations exprimant la continuité des poutres sur les appuis.
- 45. Ces relations s’établissent au moyen de l’équation générait-de l’élasticité, de la même manière que pour les ponts comportant. un seul contreventement et des entretoisements transversaux dans toute leur longueur. Tout ce qui a été dit à ce sujet, au numéro 23, reste valable pour les ponts dont il s'agit actuellement, jusqu’à la formule \a \ inclusivement
- I a] f |(i + Àtnmr + <1 _ /+r.M" |+> o.
- J y; y; i
- Dans cette relation, l’indice -y, , indique que l’intégrale est étendue aux deux travées 7, et 7, , seulement, c’est-à-dire exclusivement au système que nous avons appelé, au numéro 23, si/slèmr 7,7,.-1. -VT et M" désignent les moments de flexion produits par les charges données, dans les deux poutres du pont à travées continues, en une section ' quelconque d’abscisse angulaire <0, située dans l’une ou l’autre de ces deux travées. Quant aux quantités Tl!' et Tl!", pour les définir il faut concevoir qu’on a séparé le système 7,7,+ i du reste du pont (fit/. 48) et qu’on a supprimé les deux appuis Bj- et 1+ de sorte que ce système ne repose plus que sur les quatre appuis b’_i, B-li, B| , et B,' , (') : dès lors, TU" et Tl!" sont les moments de flexion produits dans les deux poutres de ce système, par une forer auxiliaire, verticale et de sens descendant û, appliquée en un point quelconque (1 de la poutrelle sous voie qui s’assemble sur les deux poutres au-dessus des appuis supprimés B[ et B). il va de soi que Mb TU", M" et Tl!" sont relatifs à une même section transversale.
- . Les moments de flexion M' et M" sont exprimés, en fonction du moment de flexion du pont M et du moment composés, par les formules générales [28'j (n° 32)
- M
- $ —M(1 — /,-) 2k ^
- „ _ M('l H- k) —S. 2 k
- et on a, de même,
- 8 —Tl! (1 —k) , 2/c
- TT! (1 + k) — 8 ' 2 k
- (1) Ce système, qui constitue un pon 1 à une seule tr;evée, de portée angulaire y ; --j- y ;1, n'est pas isostatique uuiLi); mais l’é(|nation générale de l'élasticité et, par suite, la relation [a] n’en sont pas moins valables.
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- CALCUL 1.»ES l'ONTS ClliCULAIllES
- o8i
- 111 et 8 désignant le moment de flexion du pont et le moment composé en une section transversale quelconque du système yi privé des deux appuis Bj, 1 >, et soumis à la force auxiliaire û.
- Substituons ces expressions dans la relation [«]; il vient
- I«1 f ysis—M(i — e)|—-uns—-M)(i —/f2)]^» ^ o.
- Calculons maintenant les valeurs de 111 et de 8 à substituer dans cette dernière relation. Le système yty, privé des deux appuis If et If et sollicité par la force auxiliaire 5- verticale et de sens descendant, constitue un pont à une seule travée, de portée angulaire y, -f- y, , et supportant une charge û; par suite, lit et S sont calculables par application respective des formules |20] (n° 12) (voir n" 33) et |34'j (n° 31 remarque); ces formules donnent, p désignant la distance de au centre de la ligne médiane du pont :
- 1° En toute section d’abscisse angulaire <o < y,, <,> étant compté à partir de la section située au-dessus des appuis lf_, et b;_„
- 111'
- O'p sm y,, .i sm o) sin (y, J- y, i )
- 8 = mp — r(l — /r)
- ! (O
- 2° En toute section d’abscisse angulaire <•> < y,<o étant compté à partir de la section située au-dessus des appuis supprimés B) et B-,
- 111'
- dp sin y; sin (y, , — w)
- sin (y,: + Y;--i)
- S = 1^.' 'g
- Portons ces expressions dans la relation |a|, en ayant égard à leurs limites de validité; il vient
- j 2 p — r(l — y' | S — M(1 — k2) jovèo
- + [2 p — r(l — j'V v‘[S — M(1 — **)](.-.., — M)dM
- — • /pS1!lïf d'I — k2) P r’( S — M) sin (y,,, — <*)<!* = 0. sin(yi + y;.l.!)v v‘ ; 1
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- ÙJ82 CALCUL DES 1‘O.NTS CIRCULAIRES
- Cette relation doit être satisfaite quelle que soit la position*du point d’application C de la force auxiliaire sur la poutrelle sous voie située au-dessus des appuis supprimés, c’est-à-dire quelle que soit la valeur attribuée à p, puisque, dans la déformation élastique du pont reposant sur tous ses appuis et soumis aux charges données, aucun point de la dite poutrelle ne prend de déplacement vertical. Il faut donc qu’on ait séparément
- i 81 —------- / “(S — M) sin i,)du)
- - r -------j '(S — M) sin (-g , — u))dui : 0.
- [9J . :^Ti[S —M(i—^)]a,do)
- ' -r ';s — M(1 — A") |(V;, , — „))do) - 0.
- Telles sont les relations qui existent entre les moments de flexion du pont et les moments composés, dans deux travées •consécutives quelconques 7,; et 7-,. ,, du fait que les poutres sont continues sur les appuis B- et B," communs à ces deux travées.
- Les deux équations des six moments.
- 46. D’après les relations générales [1 j (n° TJ) et [3] (n° 42), on a, en toute section transversale de la travée -p,
- ï )i^il+M,_,siii(r">+Mgnw
- sin 7,
- sin y,:
- + + s£;
- •et, en toute section de la travée 7,.
- m = „+Misinfq,~l,') + sin “
- sin 7i_hi
- SI U 7; ,
- S — J -1— S ;
- - + Sis.i—.
- V i -’r 1 ÏC-i-l
- En substituant ces expressions dans les deux relations [8] et [9
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- €
- CALCUL DLS PONTS CIHCLLAIHLS
- 583
- (n° 45) et en effectuant le calcul de celles des intégrales déünies qui ne contiennent ni p. ni g, on obtient les deux équations
- | I 0 j C,ÏS,.„, • - {il: (I; , ) S ; -- r,. ,8.
- — _ , -f {b, H- ,)M, + d; , M, b ' G;, ,
- (IL
- Tio , Ti+ï/C-lq I Ïi-Hc
- 6Si-, + —3~ b,' + "irSi+‘’
- - (1 - /.•d,C;M,_1 - -(<1, + L 11M, -f r ,M, ,! r II,, ;
- dans lesquelles
- V;_________1___
- siu2 y,- tang y;*
- 1 1 Y; tang Y;'
- 1 (ù(Uù
- i — (o)d(o,
- ]\m(Uù
- i — w)dw.
- Les deux équations [10] et [11] lient les trois moments de flexion du pont Mi_,, M*, Mi+1 et les trois moments composés Si_4, S;, i, produits dans les trois sections sur appuis de deux travées consécutives quelconques y % et y;+i- Elles sont analogues à. celles [7] et 18] (n° 24) obtenues dans le cas des ponts à un seul contre-ventement. Les quantités an bh ci? d,, qui entrent dans leurs premiers membres, sont les mêmes que dans celles-ci. Leurs seconds membres Gi? i+1 et IL, i+1 dépendent des charges appliquées sur les deux travéee ^ et y*+i ; [a et a y représentent, en effet, les moments de flexion du pont et les moments composés qui seraient produits dans ces deux travées, si chacune d’elles était indépendante du reste du pont; ces moments se calculent de la manière indiquée au chapitre premier; leur substitution
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- 584
- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- dans les expressions [13] de G;, iJrl et de II;, _h, donne les résultats suivants, dans le cas de charges concentrées et dans le cas de charges uniformément réparties.
- Expressions des seconds memrres
- DES DEUX ÉQUATIONS DES SIX MOMENTS.
- 47. I. — La travée ^ supporte une charge concentrée P, d'abscisse angulaire a, située à une distance p du centre de la ligne médiane du pont.
- p /T; Sin (Ti — a) (Tt — a) COS a\~|
- 2\ sin2 sinTi /]’
- ,
- Dans le cas particulier où la charge P est appliquée an milieu de la travée gi:, les deux formules ci-dessus se réduisent à
- H
- +i
- [15]
- 1
- 1 \ —
- 08 i
- TiSin3^
- sin2”v~
- = —;
- t-rtl-*’
- ^COS
- 2
- 0
- IL — La travée g.i+i supporte une charge P, d’abscisse angulaire a, située à une distance p du centre de la ligne médiane du^pont.
- [16]
- Gi>i+f = —1
- >[/2p _rZ\/sin (y;+i oi) __ Ti+t.—<A
- LA P f / V sinTi+1 Y-t-i-i /
- P / ïi+i si 2 \ sin2 T
- sin a. a COS (Yi+i — a)
- i +1
- / //'
- = a)(2îi+' a)
- sin yi+i
- - a
- ]
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- CALCUL DES PONTS CIRCULAIRES
- 585
- Dans le cas où la charge P est appliquée au milieu de la travée vi+1, les expressions de G*, i+1 et de II], i+1 sont identiques à celles [15], sauf changement de i en i + 1-
- III. — La travée q-t supporte dans toute sa longueur une charge uniforme p, distribuée sur un arc de cercle, de rayon p, concentrique à la ligne médiane du pont.
- [17]
- •'O
- (“
- tang-i
- :2)^ta
- >r(l — k2)( tang
- IV. — La travée yi+l supporte, dans toute sa longueur, une charge uniforme p, distribuée sur un arc de cercle de rayon p, concentrique à la ligne médiane du pont.
- Les expressions de Gi5et de H;, i+1, valables dans ce cas, s’obtiennent par- le changement de i en i +1 dans les formules
- [ni.
- V. — Les deux travées et supportent chacune un système de charges concentrées et une charge uniforme.
- En vertu du principe de superposition, la valeur de G;, i+1 est, dans ce cas, égale à la somme des valeurs de G.h calculées successivement par les formules ci-dessus, pour chacune des charges données considérée isolément, à l’exclusion de toutes les autres. Il en est de même de H{, i+1.
- Réactions des appuis.
- 48. — Soient :
- (T[)9, (Hi)ÿ, (H])y = — (H4 les efforts tranchants dans les deux poutres et dans les deux contreventements, produits dans la section transversale du pont faite immédiatement à gauche des appuis A- et A[ ;
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- 586
- CALCUL 1)KS PONTS CIRCULAI H ES
- (T-),,, (T.-'),/, (H,),/, (II;),, = — (H,),/ les quantités similaires relatives à la section transversale faite immédiatement à droite de ces mêmes appuis ;
- V- et V" les réactions de ces deux appuis.
- La tranche du pont, comprise entre ces deux sections transversales, est en équilibre sous l’influence des forces suivantes :
- Par suite, on a les deux équations suivantes, analogues à celles [a] (n° 38),
- v;a + ï(t;v- (Ti) Ja h- un.),, - (i i,-)„|è = o,
- - [(T)'), - (T;)j«. -f- [(H,.), - (H,),]6 = 0.
- lVoù l’on tire
- ;is]
- Marche a suivre dans les applications.
- 49. 1° On fera successivement i— 1, 2, . . . , h — 1, dans les deux équations [10] et [11] (n° 46), en tenant compte de ce que, sur les appuis extrêmes du pont, les moments- de flexion du pont M0 et M,„ ainsi que les moments composés S0 et S„, sont nuis ; ce qui fournira un système de 2(ra — 1) équations linéaires qui feront connaître les n — 1 moments de flexion du pont M15 M2, ..., M„_, sur appuis intermédiaires et les n — 1 moments composés correspondants St, S2, . . . , S„_j ;
- 2° On calculera, pour autant de sections transversales des diverses travées qu’on le désirera, le moment de flexion du
- pont M, sadérivée^^ et le moment composé S, par les formules [1] et [2(] (n° 41) et [3] (n° 42) ;
- 3° Les moments de flexion M' et M" dans les deux poutres s’obtiendront alors par les formules [28] (n° 31) ; on les calculera notamment pour les sections sur appuis;
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- CALCUL UES l’ONTS C1HCULAIRES
- 587
- 4° Les formules |4),[5] et [6] (n° 43) feront ensuite connaître les elforts tranchants T et T" dans les deux poutres, et, la formule [7] (n° 44), les efforts tranchants H et H' dans les deux contreven-tements ;
- 5° Enfin, on calculera les réactions des appuis par les formules 118] (n° 48).
- On connaîtra ainsi toutes les quantités nécessaires pour l’étude • des conditions de résistance des diverses parties du pont. On pourra aussi calculer, par les formules |25J et (26J (n° 32), les actions tangentielles et normales exercées par les deux contre-ventements sur les membrures supérieures et inférieures des poutres ; mais ce calcul est sans utilité pratique.
- Le Secrétaire Administratif, Gérant, A. de Dax.
- IMPRIMERIE CHAIX, RUE BERGÈRE 20, PARIS.
- 22053-12-20. — (Encre Loriüeui).
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- MÉMOIRES
- COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA.
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS DE FRANCE
- BULLETIN
- DE
- OCTOBRE-DÉCEMBRE 1920
- N°s 10 à 12
- Bull.
- 49
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- ÉTUDE
- SUR
- L’ESSAI DE DURETÉ A LA BILLE
- v. (ESSAI BRINELL)
- PAR
- JM. JFfcené GUIULERY
- I
- Recherches sur l’élimination de l’influence du temps dans l’essai de dureté.
- Depuis une dizaine d’années, et surtout pendant et après la grande guerre, l’essai Brinell s’est beaucoup vulgarisé.
- Nous avons fait à son sujet un certain nombre d’études déjà anciennes (voir Bulletin de la Société du 1er mars 1912) et,'plus récemment, nous avons repris la question en vue de simplifier. l’essai et de le rendre aussi rapide que'possible, tout en lui conservant là précision désirable.
- Nous allons résumer ces dernières études en développant leurs conclusions et en décrivant les dispositifs d’appareils auxquels elles nous ont conduit.
- Définition de l’essai Brinell.
- L’essai Brinell original consiste à appuyer sur la surface plane d’un métal à essayer une bille, en acier trempé, de 10 mm de diamètre, sollicitée par une Charge de 3 000 kg, dirigée normalement à cette surface et laissée assez longtemps pour qu’un équilibre définitif s’établisse (fig. 4).
- Le rapport de la charge en kilogrammes à la surface sphérique de l’empreinte en millimètres carrés donne le chiffre essayé A:
- 3000
- P=3ooo
- Ks
- Fig. 1.
- de dureté Brinell du métal
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- 592 ÉTUDE sur l’essai de dureté a la bille
- Pour les aciers au carbone, le chiffre de Brinell A et le chiffre de rupture de l’essai à la traction R sont dans un rapport à peu près constant 0,34 et l’on a sensiblement :
- R = 0,34 X A.
- L’essai Brinell, pour être fait convenablement/demande plus de précautions qu’on ne' le pense généralement. Le résultat de l’essai est influencé par les phénomènes d’inertie et par le temps.
- Effets d’inertie.
- Il est difficile, quel que soit le système d’appareil employé, de ne point dépasser la charge de 3 000 kg si l’on veut opérer rapidement. Lorsqu’il s’agit d’appareils hydrauliques, les coups de béliers sont à craindre ; d’autre part, les appareils qui limitent l’effort par piston soulevant un contrepoids sont sujets à dépasser la charge maximum. On constate, en effet, qu’en opérant lentement à la mise en charge, le contrepoids se soulève sans dépasser sensiblement la pression manométrique maximum. Au contraire, en opérant rapidement, on dépasse nettement cette pression. On peut donc avoir, sur un métal très homogène, — acier doux par exemple — des différences de diamètres d’empreintes de 2 à 3 dixièmes de millimètres en opérant lentement ou rapidement.
- Seuls les appareils dans lesquels la masse est réduite obvient en partie à cet inconvénient.
- " Temps de maintien de l’action de la charge.
- Lorsque la charge est atteinte, la bille continue lentement à\ pénétrer dans le métal et ce n’est qu’après 5 minutes environ d’action de cette charge constante que la bille ne pénétre plus sensiblement:
- Ainsi donc, l’essai Brinell étalon doit, quel que soit l’acier w essayer, être exécuté en choisissant une vitesse de mise en charge-assez lente pour qu’en aucun cas la charge ne dépasse 3 000 kg et qu’en outre cette charge soit maintenue assez longtemps pour que le diamètre d’empreinte n’augmente plus.
- Influence de la fonction « Temps ». -
- L’influence du temps de mise en charge et du temps de maintien de cette charge sur l’essai Brinell a été étudiée par le colo-
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- ÉTUDE SUR L’ESSAI DE DURETÉ A LA BILLE
- 593
- nel Grard (alors capitaine) en 1910 (voir Revue d’Artillerie,février-mars 1911).
- Ses conclusions demandaient, pour obtenir un essai rigoureux, une mise en charge de 2 minutes au minimum et un temps de maintien de cette charge de 5 minutes. Ces conditions, en particulier le temps de maintien de la charge, sont indispensables.
- La Commission de standardisation a fixé ce dernier temps à 15 secondes; c’est, à notre avis, insuffisant.
- L’essai Brinell demande donc, pour être exécuté rigoureusement avec tous les appareils ordinaires, un temps très long et des précautions spéciales pour éviter de dépasser la charge de 3 000 kg. Si l’on doit se contenter d'une certaine approximation, il impose, dans tous les cas, une mesure sommaire du temps et une durée assez appréciable limitant la production à 50 ou 60 essais à l’heure par appareil sur des pièces même légères, donc de manutention facile.
- — Pendant la guerre, les usines avaient à faire des milliers d’essais par jour et certaines d’entre elles des milliers à l’heure.
- M. Henri Le Chatelier nous avait signalé le grave inconvénient de la trop longue durée de l’essai Brinell exécuté avec précision •et l’avantage qu’il y aurait à la réduire au strict minimum.
- D’autre part, M. Portevin, qui s’occupait spécialement du contrôle du traitement thermique des obus, nous a demandé de nous occuper de cette question pour essayer de créer un engin présentant les garanties voulues de précision tout en réduisant le temps de l’essai.
- Nous avons pu résoudre le problème et sa solution a fait l’objet d’une communication à l’Académie des Sciences présentée par M. Henri Le Chatelier à la séance du 8 octobre 1917.
- Nous avons d’abord repris les essais du colonel Grard visant l’influence du temps sur les résultats Brinell, pour les deux périodes :
- 1° La période d’ascension de la charge ;
- 2° La période de maintien de la charge, en limitant toujours rigoureusement la charge à 3 000 kg.
- Le graphique ci-joint résume l’un des essais exécuté sur un métal doux (fig. %). •
- , Dans ce graphique, l’origine des temps est placée au moment précis où la charge atteint les 3000 kg; les abscisses a? représentant les temps, les ordonnées y les diamètres d’empreintes
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- 594 étude sun l’essai de dureté a la bille
- résultant de charges croissant uniformément de 0 à 3 000 kg, et. ensuite constantes à 3000 kg.
- Dans ces conditions, la zone xo correspond à la période d’ascension de la charge et la zone ox à la période du maintien de la charge.
- La courbe des diamètres d’empreintes rapportée aux temps et, par conséquent, aux charges, puisque celles-ci sont supposées
- Essai Brînesll
- Loi des diamètres d'empreinte en fonction du temps
- Charge maximum 3ooo
- Echelle des temps: 1 seconde = 7
- Echelle des diamètres—....... tO
- Durée de mise en chargi
- Purée du maintien de la charge maximum
- Fig. 2.
- proportionnelles aux temps, a nécessairement une forme d’allure parabolique pendant la période d’ascension de la charge. En effet, les surfaces sphériques d’empreintes, pour un même métal, croissent dans le sens des efforts, lesquels sont supposés croître comme les temps x; les surfaces sphériques varient donc comme les carrés des diamètres d’empreintes y. Lorsque la charge, a atteint son maximum, 3000 kg, les courbes sont Continues, mais les courbures présentent une solution de continuité. Le diamètre d’empreinte augmente pendant quelques minutes et, après 5 minutes environ, le diamètre d’empreinte n’augmente plus de façon appréciable quelle que soit la vitesse d’ascension de la charge. Les courbes tendent vers l’asymptote ab correspondant à l’empreinte de l’essai classique Brinell bien exécuté.
- Nous donnons ci-après les chiffres de à,eux essais sur métaux différents, dont l’un rapporte précisément l’essai du graphique
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- ÉTUDE SUR L’iSSAl DE DURETÉ A LA BILLE
- de la figure % avec chiffres correspondant aux diamètres d’empreintes à la fin de l’ascension de la charge, celle-ci étant supprimée instantanément dès qu’elle atteint 3 000 kg.
- vitesse de mise en charge. (kg : sec.) Diamètre. (mm.) Erreur. Dureté Brinell. (kg : mm2.) Erreur. Ténacité, (kg : mm2.) Erreur. Erreur pourtOO.
- ACIER DOUX
- 0 . . . . . . 4,74 0 159 f:0 55,6 0 0
- 42,S .... /; 4,72 0,02 161 2 56,3 0,7 1,2
- 25 . . ! . . . 4,70 0,04 163 4 57,0 4,4 2,4
- 1500 . . . . . . 4,60 0,14 171 8 ' 59,8 '4,2 7,1
- ACIER MI-DUR TREMPÉ REVENU.
- 0 ..." . . . 4,094 0 242,5 0 74,3 0 0
- 12,5 . , . . . . 4,074 0,020 217 4,5 76,0 4,7 2,2 ’
- 25 .... . . . 4,089 0,035 221,5 9 77,6 3,3 4,3
- 1500 ... . . . 3,975 0,118 227 1 14,5 79,4 5,4 7
- Il résulte de tout ce qui précède que le diamètre d’empreinte est fonction :
- 1° De la charge maximum, si on la suppose variable;
- 2° Du temps de mise en charge ;
- 3° Du temps de maintien de la charge maximum ;
- ces trois fonctions agissant dans le même sens, c’est-à-dire tendant toutes, en. augmentant, à agrandir le diamètre d’empreinte.
- Nous nous sommes demandé s’il n’était pas possible d’éliminer de ces trois fonctions la plus gênante pour la rapidité de l’essai : celle du temps de maintien de la charge, et de rechercher la loi pouvant faire jouer les deux autres fonctions en vue d’arriver au résultat désiré, c’est-à-dire au diamètre d’empreinte étalon Brinell. ‘ +
- Par exemple, si, pour une vitesse déterminée de mise en charge, on arrête l’essai rigoureusement à 3 000 kg, le diamètre d’empreinte est trop faible d’une quantité dD. D’autre part, en poussant l’effort au delà de 3000 kg, soit 3 000 -f dP, on augmentera le diamètre d’empreinte. En choisissant mie valeur convenable de dP, l’erreur résultant de la suppression du temps de maintien de la charge pourra être rigoureusement compensée.
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- En supposant constant le rapport de la charge à la surface d’empreinte, on a sensiblement :
- 3000 _ 3 000 + dP D2 ~ (D + dD)2 ’
- dD2 étant négligeable, il vient :
- m _ 2dD X 3 000
- ai __ - .
- Dans l’essai du premier tableau, avec une vitesse de mise en charge de 1 500 kg-seconde, on a :
- JD _ 3000 X 2.X 0,U
- ai _ —— ,
- dP = 177 kg.
- Ce résultat montre qu’à la vitesse d’ascension de 1 500 kg-seconde, soit 2 secondes pour la mise en charge, l’essai rigoureux Brinell sera obtenu à la condition d’arrêter l’essai quand la charge atteint 3177 kg.
- Élimination de l’influence du temps dans l’essai Brinell.
- Si une pression hydraulique est limitée par une soupape à ressort, cette dernière, se soulevant sous une charge déterminée, prendra un équilibre pour un débit également déterminé. Mais si l’on fait varier le débit du liquide, la tension d’équilibre du ressort variera avec la levée de la soupape, c’est-à-dire avec le débit; la pression maximum est donc variable avec le débit et, par conséquent, avec la vitesse de la pompe de compression.
- Si la pompe marche lentement, la vitesse d’ascension de la charge est faible, ainsi que le débit, il en est de même pour la pression maximum.
- Si la pompe marche rapidement, la vitesse d’ascension de la charge, le débit et la pression maximum sont plus grands.
- Il y a lieu de remarquer que la vitesse d’ascension delà charge varie à l’inverse du temps de mise en charge; il en résulte que la soupape limitatrice de pression peut être utilisée comme compensateur. En effet, si la machine marche lentement, le temps de mise en charge, trop grand, peut être compensé par une pression maximum plus faible. Réciproquement, si la
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- machine marche vite, le temps de mise en charge, trop petit, peut être compensé par une pression maximum plus faible.
- Cette observation nois a conduit au dispositif éliminant l’influence du temps dans Vessai Brinell.
- La soupape prend la forme de la figure 3. Elle est constituée par une bille en acier trempé reposant sur un siège en acier trempé également et à angle vif.
- La pression hydraulique agit sur une section constante bien définie qui est le cercle de contact de la bille et du siège.
- Deux ressorts, à tension réglable par vis Y, s’équilibrent sur un palonnier dont le centre transmet l’action des ressorts à la bille.
- D’autre part, les écrous E des vis Y'sont filetés -extérieurement et se vissent sur les spires mêmes des ressorts au repos. Ce dispositif permet de faire varier la longueur utile des ressorts.
- On possède donc un réglage possible à deux variables indépendantes; l’une, au moyen des vis Y, permet de fixer la pression qui provoquera le décollement de la soupape, et cela à une pression manométrique bien déterminée ; l’autre au moyen des écrous E, plus ou moins vissés dans les ressorts au repos, qui, en faisant varier la longueur élastique de ces ressorts, fait varier la pression d’équilibre de la soupape pour un débit déterminé, c’est-à-dire pour une vitesse d’action déterminée.
- « Les dimensions de cet ensemble sont calculées à l’avance et voici comment on en opère le réglage.
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- Au moyen d’un flan bien homogène, dont on connaît le chiffre Brinell vérifié avec toutes les garanties nécessaires sur une machine étalonnée, on exécute un essai à une vitesse de mise en charge fixée, par exemple 25 kg-sqconde, soit une durée de mise en charge de 2 minutes, et on arrête l’essai au moment où l’aiguille du manomètre s’immobilise. Si l’empreinte obtenue est plus grande ou plus petite que l’étalon Brinell, on tend ou on détend les ressorts pour avoir correspondance rigoureuse avec l’étalon, cela au moyen des vis V.
- On change alors la vitesse d’ascension de la charge; on prend, par exemple, la vitesse de 1 500 kg-seconde, soit la mise en charge en 2 secondes, et l’on vérifie si l’essai poursuivi dans les mêmes conditions donne à cette vitesse le résultat constant, soit l’empreinte-étalon. p
- Si l’empreinte est plus grande que l’étalon, c’est que la longueur élastique des ressorts est trop petite puisqu’en augmentant le débit, la pression augmente trop ;
- Si, au contraire, l’empreinte est trop petite, c’est que la longueur élastique des ressorts est trop grande.
- On opère alors la correction en vissant ou- en dévissant les écrous E dans les ressorts de tension et l’on arrive ainsi en tâtonnant, après deux ou trois essais, à avoir, à deux vitesses très différentes, une empreinte rigoureusement identique à l’étalon Brinell.
- L’expérience montre qu’un appareil réglé dans ces conditions est par là même réglé pour toutes les vitesses intermédiaires, comme le prouvent les chiffres du tableau suivant :
- Vitesse de mise en charge
- (en kilogrammes-secondes) 100 ' 200 300 600 1 000 1500 3 000*
- Diamètre d’empreinte (mm). 4,38. 4,37 4,40 4,39 4,40 4,39 4,39*
- J ‘
- Théoriquement, un réglage nouveau devrait être fait pour chaque métal différent. En fait, pour les aciers ordinaires au carbone et pour les aciers spéciaux (aciers nickel-chrome, aciers chromés) soumis à un traitement thermique quelconque, le même réglage suffit. Les résultats suivants en donnent la preuve parla constance des diamètres d’empreintes fournis par le tableau ci-après :
- Vitesse de mise en charge (kg-sec.).
- •4 —— ........-——— ----------— Étalon
- Nature de l’acier. 12,5 .100 600 3000 Brinell.
- Doux ... . . . ... • . 5,67 5,66 5,67 5 38 5,66
- Demi-dur, trempé, revenu. . 4,40 4,36 4,36 4,36 4,36
- Nickel-chrome naturel . . . 3,63 3,60 3,59 3,62 3,58
- Nickel-chrome revenu . .. . 2,61 2,62 2,62 2,63 2,60
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- Tel est le principe de la machine qui élimine l’influence du temps sur les résultats de l’essai Brinell. i
- Observation. — Tous les essais résumés dans la présente note
- Fig. 4.
- ont été exécutés devant MM. Henri Le Ghatelier et Portevin ; les empreintes, ont été mesurées au laboratoire des usines de Dion-
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- Bouton et contrôlées ensuite au laboratoire du Conservatoire des Arts et Métiers.
- Description de la machine (fïg. 4, o, 6, et fig. / et 2, pi. 8).
- Un socle de masse suffisante supporte trois colonnes sur lesquelles vient se fixer la partie supérieure portant tous les mécanismes. De ce socle sort également une vis q munie d’un volant
- i
- Fig. 5.
- Fig. 6.
- à main pour amener les pièces au contact de la bille Brinell. Cette bille a est maintenue par un écrou à l’extrémité de la tige b d’un piston c coulissant à faible course (5 mm environ) dans le couvercle de la chaïqbre d. Le piston c a quelques dixièmes de millimètres de jeu dans son cylindre pour éviter tout frottement. La chambre de compression d est remplie de glycérine et, pour assurer l’étanchéité, malgré le jeu du piston dans le cylindre, une membrane de caoutchouc d’épaisseur convenable est ligotée sur le couvercle et fixée sur le piston par une plaque métallique.
- Elle recouvre donc le piston et la couronne du couvercle formant cylindre. Dans le déplacement du piston, et malgré une pression dépassant 20 kg au centimètre carré, la membrane résiste indéfiniment et la pression n’agit que sur la surface du piston, le caoutchouc épousant toutes les formes. Un ressort logé dans le couvercle rappelle le piston et sa tige porte-bille quand cesse la pression. La machine peut être commandée soit par courroie, sur les poulies fixe et folle Pt et Pa, soit à ,1a main sur la manivelle démontable m. Par un couple conique, le mouve^
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- ment est transmis à l’intérieur du réservoir de glycérine R à une pompe à engrenages H.
- Cette pompe aspire dans le réservoir et refoule par une tuyauterie dans la chambre d de compression. Cette chambre communique d’une part avec le siège de la soupape limitant la charge, soupape déjà décrite, et d’autre part avec le siège d’une deuxième soupape K commandée à la main, de l’extérieur, au moyen du levier L. Un ressort situé dans le couvercle supérieur maintient normalement cette soupape K relevée.
- La chambre de compression est en communication avec le manomètre sur le cadran duquel une flèche rouge indique la position d’arrêt de l’aiguille pour une vitesse uniforme de 300 tours-minute.
- Fonctionnement.
- La- pompe doit tourner dans le sens de la flèche gravée sur la poulie de commande; mais, la soupape K étant ouverte, la pompe est en court-circuit. La pièce à essayer est placée sur un tasseau et, à l’aide du volant de la vis q, on l’amène soit au contact, soit à moins de 1 mm de la bille Brinell. On appuie sur le levier L pour fermer la soupape Ii. La pression monte et, au moment où la flèche du manomètre s’arrête, on lâche le levier L.
- L’essai est alors terminé et l’on peut mesurer l’empreinte. Bien que l’essai soit indépendant du temps, puisque le résultat reste constant pour des vitesses de poulie comprises entre 30 et 7 à 800 tours-minute, il est préférable de ne pas descendre à une vitesse inférieure à 280 ou 300 tours-minute, en vue d’économiser le temps et, par suite, d’augmenter la production.
- En mettant en place la manivelle m, on peut exécuter des essais à la main, mais il convient de tourner la manivelle d’une façon régulière et à vitesse aussi uniforme que possible.
- Cette machine, ne se dérègle pas, et sur des pièces en série, obus de 78 par exemple, la production atteignait facilement 600 empreintes à l’heure, les 6 secondes de chaque essai se décomposant en 4 secondes de manutention et 2 secondes pour l’essai proprement dit.
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- H
- Mesure de la dureté avec bille recevant une pression par choc.
- On a créé de nombreuses machines pour l’essai Brineil ou pour des essais du genre Brineil. Presque toutes ces machines agissent par pression lente.
- Nous avons, il y a une vingtaine d’années, étudié la possibilité de mesurer la dureté Brineil des métaux à, diverses températures, mesure qui imposait, à partir d’une certaine température, d’éliminer la pression statique comme exigeant un trop long temps de contact de la bille avec le métal chaud.
- Cette étude nous a conduit à utiliser un choc et à créer un appareil portatif.
- Nous avons signalé ce genre d’appareil à la Société des Ingénieurs Civils, à la séance du 1er mars 1912.
- Appareil utilisant le choc d’un marteau.'
- Primitivement, l’engin (fig. 7) était constitué par un bâti cylin-^ drique L terminé par un bouchon B, dont la forme spéciale était comprise pour recevoir le choc d’un marteau à main. Une bille de 5 mm de diamètre était maintenue sur le porte-bille H de telle façon que, celui-ci étant appliqué au fond du bâti, la bille désaffleurait de 1 mm environ la lèvre E du bâti. Un matelas de rondelles Belleville, sous une tension convenable, appuyait d’une part sur le bouchon B et d’autre part sur le porte-bille H. Enfin, un tube T servait de guide au bâti.
- L’appareil, tenu en main au moyen du tube T, était placé à la surface du métal à essayer et aussi normalement que possible, la bille venant à l’endroit où l’on voulait pratiquer l’essai.
- En appliquant un coup de marteau sur la tête de l’appareil, la bille pénétrait dans le métal jusqu’à ce que la réaction transmise par la bille et le porte-bille au matelas élastique fut égale à la tension des rondelles* le constituant. ;
- Cette limite atteinte, le matelas s’aplatissait et la lèvre E du bâti entrait en contact avec le métal à essayer. Ce" contact absorbait donc, par son choc, l’énergie encore disponible provenant du coup de marteau. -
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- La mesure du diamètre d’empreinte donnait une indication assez exacte de la dureté du métal essayé.
- — Le travail de pénétration de la bille dans l’essai classique Brinell (bille de 10 mm, charge 3000 kg), est très faible. Dans les aciers les plus doux, où il est maximum, il dépasse rarement 2 kgm ; dans l’essai à bille de 5 mm, charge 7S0 kg, il est huit fois moins important.
- On conçoit qu’un coup de marteau à main soit très suffisant pour réaliser la pénétration. Ce coup, plus ou moins violent, n’a d’ailleurs pàs une très grosse/ influence sur le résultat.
- Seule, l’empreinte de la lèvre du bâti sur le métal à essayer est plus ou moins grande avec le choc. Quant à l’empreinte de la bille, elle subit des variations négligeables suivant le plus ou moins de violence du coup, à la condition que la valeur de ce coup dépasse un quart de kilogrammètre.
- Bien que cet appareil primitif ait rendu et rende encore des services, nous avons pensé qu’il convenait de le perfectionner en ayant recours à un choc à travail constant, en vue d’obtenir la constance du résultat.
- Appareil a masse tombant de hauteur constante.
- Le dernier modèle créé (fig. 8 et fig. 3 et 4, PL 8) utilise le même dispositif que le précédent, mais au lieu de recevoir un choc, c’est tout l’appareil qui tombe de hauteur constante.
- Le matelas élastique provoquant un rebondissement, il fallait éviter que, sous un deuxième coup, l’appareil ne tienne détériorer la première empreinte.
- La figure U montre le dispositif adopté. '
- Dans un tube T de longueur appropriée coulisse la masse tombante L qui porte le matelas élastique, le porte-bille et la bille. Le tube est ajouré à la partie inférieure pour permettre de distinguer le point d’impact sur la pièce à essayer.
- Il est muni à sa partie supérieure d’un bouchon d’arrêt et d’un cliquet A de retenue de la masse par enclenchement de ce cliquet dans le cran circulaire E. Deux galets G sont maintenus dans une rainure transversale pratiquée dans la masse tombante. Entre ces deux galets se place une tige^ G dont l’extrémité conique tend à les écarter quand cette tige est sollicitée par son ressort à boudin. 1
- D’autre part, la tige G est terminée par un bouton B' sortant
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- du tube T une fois la masse remontée ; elle porte en outre, vers son milieu, une forme à crans d’arrêt recevant les grilles de deux ressorts à lame D fixés sur la masse tombante.
- Par suite, en tirant sur le bouton B de bas en haut, le ressort à boudin de la tige C se comprime, le cliquet D arrête cette tige dont l’extrémité remontée dégage les galets G qui ne frottent plus alors contre les tubes T. Cet équilibre de la tige C est instable et, au moment du clioc, le déclenchement du cliquet 11 permettra au ressort à boudin d’entrer en action et les galets G viendront frotter contre le tube T.
- Fonctionnement.
- L’appareil étant renversé, la masse glisse pour venir prendre sa position d’enclenchement que provoque le cliquet A dans la rainure E. (Il y a lieu de remarquer que les galets G ne gênent pas ce mouvement, puisque leur, frottement sur le tube leur communique un sens de rotation tendant précisément à extraire le coin G qui sépare ces galets.)
- Si, maintenant, on tire sur le bouton B, la tige G vient s’immobiliser sur le cliquet D que l’on entend fonctionner.
- Ainsi préparé, l’appareil est disposé à peu près verticalement à l’endroit où l’on veut faire l’essai. On appuie alors sur le bouton du cliquet A, la masse tqmbe, la bille fait son empreinte, le porte-bille provoque la réaction sur les rondelles Belleville •et l’excédent d’énergie est absorbé par le contact de la lèvre inférieure de la masse avec la pièce à essayer. Mais cette masse rebondit par le choc de sa lèvre et surtout par l’action du matelas réagissant sur la bille.
- Pendant ce mouvement de retour, la tige C, dégagée par le choc de son cliquet D et sollicitée par le ressort à boudin, vient présenter son extrémité conique entre les deux galets, lesquels frottent contre le tube T sans cependant produire de coincement.
- Au moment où la masse s’immobilise, le frottement des galets G sur le tube change de sens et si la masse tente de redescendre, le coinv G est entraîné entre les deux galets qui coincent alors fortement sur le tube et maintiennent ainsi cette masse qui ne petit retomber une deuxième fois.
- En résumé, on renverse l’appareil qui s’accroche automatiquement; on l’arme en tirant sur le bouton B. On place l’appa-
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- 606 ÉTUDE SUR L’ESSAI DE DURETÉ A LA BILLE
- reil à l’endroit voulu pour l’essai et on appuie sur le bouton du cliquet de déclenchement. La masse tombe, rebondit, et se coince automatiquement dans le tube -sans retomber une deuxième fois.
- Il suffit alors de mesurer le diamètre de l’empreinte..
- Le réglage du matelas qui, eu dehors de la tension de ses rondelles, agit aussi par sa masse, se fait par tâtonnement. La tension est toujours inférieure à celle de l’appareil statique basé sur l’action de rondelles Belleville.
- L’action par choc ne donne pas une empreinte rigoureusement égale à celle de l’essai statique. Ladifférence entre les diamètres d’empreinte sur métaux doux et durs est légèrement moins grande.
- On peut d’ailleurs opérer la correction sur les graphiques, mais l’appareil étant réglé pour donner sur les aciers mi-durs hi même empreinte que l’essai statique, les différences de diamètres en plus pour les métaux durs, en moins pour les métaux doux, peuvent être négligées dans la pratique courante.
- Cet appareil, qui donne la possibilité des essais de dureté aux différentes températures, est surtout employé pour le classement des lingots et des barres dans les parcs, des rails et particulièrement des rails montés sur voie, et pour .les essais sur pièces volumineuses qu’on ne peut admettre sur machines ordinaires.
- Il est bien entendu que la pièce à essayer doit avoir une certaine masse pour effectuer un essai rigoureux. Lorsque la pièce à essayer ne présente pas un poids- égal à deux fois celui de. l’appareil, il convient de la placer sur un marbre ou sur une base métallique de masse convenablement choisie.
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- L’ÉVOLUTION ET LES PROGRÈS
- DE LA MÉCANIQUE APPLIQUÉE11
- PAR
- M. DROSNE
- I
- * Généralités.
- La mécanique appliquée, c’est-à-dire la mécanique industrielle, n’échappe pas à la loi générale de l’évolution. Non seulement nos procédés d’utilisation des énergies naturelles se modifient au fur et à ' mesure de la manifestation de besoins nouveaux ou de la découverte de nouvelles ressources, mais encore nos conceptions d’ingénieurs elles-mêmes, ou, pour mieux dire, notre outillage intellectuel, notre capital de recettes techniques ou de vérités scientifiques se transforme d’une manière continue. La frontière entre le possible et l’impossible, entre ce que nous sommes convenus d’appeler le vrai et le faux, dans notre langage courant et dans notre langage technique, se déplace sans cesse, et ses déplacements sont même particulièrement rapides à l’époque actuelle. Le profond ébranlement causé par la guerre mondiale ne s’est pas limité aux événements .politiques, aux phénomènes économiques ou aux conceptions sociales; il s’étend jusqu’à la technique industrielle, jusqu’à la mécanique appliquée et jusqu’à ses principes et ses lois fondamentales. Ces lois, dans lesquelles nous avions pensé encadrer d’une manière immuable les phénomènes naturels, exigent, tout comme les constitutions politiques, une révision ou une refonte plus ou moins complète, C’est cètte révision des principes et des méthodes de travail qu’il m’a paru utile d’examiner au lendemain même de la guerre.
- Par exemple, notre mécanique des corps, solides, et plus particulièrement des mécanismes usuels, avait, il y a cinq ou six ans, une belle simplicité et une merveilleuse généralité lorsqùe nous supposions ces corps solides absolument indéformables et réunis les uns aux autres par des liaisons réversibles sans jeux. La détermination des vitesses, des accélérations et des forces
- _ (1) Voir Procès-verbal de la séance du 29 octobre, fascicule séparé n° 11, page 289.
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- 608 l’évolution et les progrès de la mécanique appliquée
- transmises se réduisait à un problème de pure cinématique et même de pure géométrie, indépendant de la nature des corps, de leur constitution moléculaire et de leurs propriétés physiques. Nous pouvions, à l’aide d’épures graphiques très simples (1) et très générales, connaître toutes les circonstances du mouvement et de la transmission des efforts, dans toutes nos machines usuelles, à marche alternative ou .continue. C’est ainsi que nous avons pu mettre au point, méthodiquement, les distributions de nos machines à vapeur modernes, fixes^ ou marines, à commande desmodromique ou non desmodromique ; c’est ainsi que nous avons pu déterminer les efforts dans nos moteurs à combustion à marche accélérée, depuis les moteurs à essence jusqu’aux moteurs Diesei de submersibles ; c’est ainsi, en particulier, que nous avons pu poser avec précision et résoudre complètement (du moins nous le pensions alors) le problème de l’équilibrage et des vibrations. On pouvait donc croire, il y a quelques années, que notre dynamique appliquée aux mécanismes industriels avait reçu sa forme définitive, au moins pour la très grande majorité des cas, et que la construction de ces mécanismes allait pouvoir être encadrée dans des règles constructives aussi simples et aussi générales que celles ayant force de loi pour les charpentes et pour les ponts métalliques. La dynamique graphique — pour l’appeler par son nom — allait jouer, dans les bureaux de dessin, un rôle parallèle à celui de la statique graphique et réduire le travail du chef d’études et de l’Ingénieur à l’emploi presque machinal de quelques constructions-types très simples.
- Mais il faut aujourd’hui abandonner ces vastes espoirs, et reconnaître que la dynamique graphique ne soumet à- ses lois aucune de nos machines usuelles, mais seulement le monde idéal et irréel des machines parfaites, c’est-à-dire des machines sans jeux et sans élasticités intérieures. Sans doute, l’assimilation de la machine réelle à la machine parfaite était permise tant que les chocs dus aux- changements de portage étaient insensibles et tant que les déformations élastiques n’altéraient pas sensiblement les trajectoires géométriques des divers organes; mais comment justifier une pareille assimilation pour
- (1) La Cinématique graphique; mise sous forme de doctrine par M. l’Ingénieur de la Marine Mfarbec, donne effectivement les moyens de construire géométriquement de proche en proche les vitesses et les accélérations de tous les points d’un mécanisme plan quelconque, formé de barres inextensibles et sans jeux.
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- l’évolution et les progrès de la. mécanique appliquée 609
- des engins comme nos moteurs d’aviation actuels, dans lesquels les vibrations de torsion de l’arbre-vilbrequin peuvent, par exemple, décupler les accélérations des pistons moteurs à leurs bouts de course? dans lesquels la production d’un jeu millimétrique autour d’une tête de bielle motrice cause presque instantanément la rupture de cette pièce — preuve manifeste de la production de chocs intenses à fréquence très élevée ?
- Mais ce n’est pas seulement à propos de nos moteurs d’aviation ou de nos machines à marche très rapide que la dynamique de la machine parfaite se révèle, insuffisante : c’est à propos de certains de nos mécanismes les plus usuels, comme, par exemple, les bielles d’accouplement de nos locomotives à vapeur ou électriques, dans lesquelles les jeux sont parcourus en dehors du voisinage immédiat des points morts, et sont ainsi l’origine de chocs et de vibrations qui causent, dans tous les cas, une perte importante de rendement mécanique et peuvent même, avec certaines dispositions des' lignes d’action et certains rapports des masses aux élasticités, rendre absolument impossible une marche continue. Que dis-je? C’est même à propos des charpentes fixes, des ponts métalliques parcourus par de lourdes charges à grande vitesse que notre mécanique même de l’équilibre, notre statique, se révèle tout à fait insuffisante. Dans de tels ouvrages, en effet, il devient absolument inexact d’admettre la réalisation instantanée de l’équilibre sous l’action des .charges mobiles, et tous nos calculs fondés sur cette hypothèse deviennent profondément caducs. Il y a là un phénomène de propagation,.d’ailleurs singulièrement complexe. Chaque charge mobile devient l’origine d’un système d’ondes élastiques, voyageant avec des célérités variées dans l’ensemble des membrures et des poutres principales. Ces ondes se réfléchissent et se réfractent à chaque discontinuité des pièces qui les transmettent et imposent ainsi à toute la structure un état vibratoire très compliqué, et où coexistent à la fois des ondes de très grande longueur et à grande période, comme les ondes de flexion élastique des poutres principales, et des ondes de très courte longueur et de haute fréquence, comme les ondes sonores du tablier : ou des treillis secondaires. Or, il est manifeste que ces ondes jouent un rôle capital dans la fatigue et le vieillissement des ponts métalliques, et il est tout aussi manifeste que nos calculs ordinaires de fatigue statique et même de déformations n’en tiennent aucun compte et ne peuvent pas en tenir compte.
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- 610 l’évolution et les progrès de la mécanique appliquée
- Il faut donc créer, de toutes pièces, la dynamique nouvelle des ponts métalliques, de même que la dynamique nouvelle des mécanismes à haute fréquence. C’est à cette conclusion qu’était déjà parvenu M. Résal dans son dernier ouvrage consacré aux calculs des ponts métalliques.
- Il est évident que la création de cette dynamique nouvelle, de cette dynamique de la propagation est une œuvre considérable ; qu’elle n’a pas encore été tentée systématiquement ; que les définitions même et les hypothèses de départ n’ont pas encore été nettement précisées. Il est donc très probable, sinon certain, qu’elle ne formera pas avant longtemps un corps de doctrine utilisable par nos bureaux d’études. Et jusqu’à cette date, peut-être très lointaine, comment ferons-nous? Car il ne suffit pas de proclamer la faillite d’un procédé ou d’une méthode, il faut lui substituer un autre procédé ou une autre méthode.
- C’est ici que le sens précis dé la relativité de nos sciences appliquées et en particulier de notre mécanique, est le meilleur guide pour l’esprit de l’Ingénieur : car il lui permet, seul, de discerner sinon le vrai du faux, du moins le probable de l’improbable, ou plus exactement la portée limitée du vrai fragmentaire qu’il possède. Par exemple, nous ne sommes pas intellectuellement outillés pour déchiffrer complètement révolution des vibrations dans nos ponts métalliques, et ce serait perdre notre temps que de nous attaquer, aujourd’hui, à la généralité du problème. Mais il faut construire des ponts suffisamment solides, et nous en savons assez sur les vibrations élastiques pour en faire un premier classement, au point de vue de leurs effets sur les membrures et les assemblages, et pour préciser la nature de celles qui menacent réellement les principaux éléments de la structure. C’est ainsi que nous négligerons provisoirement les ondes sonores, localisées dans les organes en contact immédiat avec les charges roulantes, pour ne porter attention qu’aux ondes de grande amplitude, c’est-à-dire aux ondes de flexion parcourant les membrures longitudinales d’abord, et les pièces de pont ensuite. Pour ces dernières, il nous est relativement aisé de déterminer leurs périodes principales et leurs harmoniques, et nous savons que si nous parvenons à éviter une synchronisation approchée entre les périodes fondamentales de la charge roulante — considérée comme une fonction du temps représentée par une série de
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- Fourier — et les périodes multiples définies ci-dessus, mous pourrons considérer comme très probable que les calculs d’équilibre statique donneront, en moyenne générale, des valeurs exagérées des charges moléculaires réelles. Par conséquent, dans l’exemple que nous avons choisi, le rôle demandé à la nouvelle dynamique se réduit à nous fournir les valeurs des périodes fondamentales et des forces synchronisantes.
- Et cependant ce rôle, si modeste en apparence, équivaut à un bouleversement de nos habitudes les plus invétérées d’Ingé-nieurs-Constructeurs. En effet, nous savons maintenant qu’aucun de nos procédés usuels 11e nous fournit des armés contre les vibrations élastiques et leurs effets. A quoi sert-il de renforcer des.semelles ou des• membrures, si le passage d’une charge roulante, à une certaine vitesse, produit des oscillations entretenues? « Trop fort n’a jamais manqué » devient alors une véritable hérésie mécanique, car il n’existe aucun rapport direct entre la force locale d’une membrure ou d’un assemblage et l’oscillation d’ensemble d’un pont à là flexion. Nous sommes ainsi conduits à des conceptions véritablement nouvelles, à un point de vue nouveau pour juger de la solidité et de la durabilité de nos constructions. Il s’est donc produit une évolution très importante dans notre opinion technique.
- Mais ce 11’est pas seulement dans le domaine technique proprement dit qu’un changement profond des opinions est devenu nécessaire ; c’est encore et surtout dans le domaine technologique, c’est-à-dire dans le domaine de la fabrication et de l’exécution. Il se trouve, en effet, que les nécessités économiques actuelles ont mis au premier plan des pensées du constructeur le souci du prix de revient, c’est-à-dire de la recherche systématique des formes et des matériaux les moins chers. L’étiage variable des prix de revient est devenu, pour beaucoup d’industries mécaniques, l’argument décisif de leur développement, de leur stagnation ou même de leur disparition. Or, tandis que les lois de notre mécanique appliquée ne fournissent qu’un nombre de relations très limité entre les milliers de cotes chiffrées sur les plans d’une machine, l’analyse technologique détaillée de chacune des pièces et de chacun des ensembles partiels est seule capable d’arrêter notre choix, d’une manière rationnelle, entre tous les tracés possibles. Mais comment est-il possible, humainement, d’exécuter une pareille étude qui porte fréquemment, pour unje seule machine-unité, sur plus de mille
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- organes différents, subissant eux-mêmes jusqu’à cinquante et cent opérations diverses de modelage, de moulage, d’usinage et de montage?
- On ne peut en venir à bout, en effet, qu’en se pliant à des disciplines nouvelles, qui ne sont enseignées ni dans les traités de mécanique rationnelle ou appliquée, ni même dans les innombrables ouvrages technologiques consacrés aux diverses branches des industries mécaniques. Ici encore, une profonde évolution de l’opinion est indispensable et doit consacrer les premiers symptômes qui se sont manifestés sous l’empire des nécessités de la guerre.
- L’Ingénieur doit désormais être persuadé que, même dans son œuvre intellectuelle, le travail personnel et égoïste devient de plus en plus impuissant, et n’est permis qu’aux esprits doués d’une universalité aussi étendue que celle de Léonard de Vinci. Un Ingénieur, soucieux de remplir correctement sa fonction, doit être aujourd’hui convaincu que l’étude vraiment rationnelle du plus modeste mécanisme exige le concours d’experts choisis parmi tous les corps de métiers collaborant à l’exécution : il ne peut s’en dispenser-que si lui-même connaît, par le détail, les procédés employés, les machines dont disposent les ateliers, la qualité de la main-d’œuvre qui garnit l’usine, l’équilibre relatif des divers éléments qui la constituent, la situation des approvisionnements et des magasins, les disponibilités momentanées de matières, de personnel ou d’outillage, les désirs et les manies de la clientèle, et enfin l’organisation même du travail aux diverses étapes comprises entre l’envoi des plans aux ateliers et la livraison finale.
- Nous pouvons bien reconnaître que nos Écoles d’ingénieurs n’ont pas toujours orienté les esprits vers cette conception spéciale des machines et des mécanismes. Ce n’est pas, d’ailleurs, leur adresser un reproche ou un blâme que de constater que bien peu de cours de mécanique appliquée sont rédigés de manière à donner aux élèves, une idée juste des nécessités de l’exécution ; on suppose, évidemment, que la « pratique » leur apprendra ce qu’il paraît si' malaisé de condenser dans des livres ou dans des conférences.
- Ce serait, à notre avis, une très grande erreur que de persister, aujourd’hui, dans cette opinion et dans les habitudes qu’elle a consacrées. Il est très dangereux, il est tout à fait nuisible de laisser croire aux jeunes Ingénieurs que leur future
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- profession a quelques analogies avec l’établissement classique (l’un projet de machine : car c’est cette opinion fausse, et malheureusement encore très répandue, qui est à l’origine de notre passivité industrielle, en matière d’industries mécaniques. En effet, que se passe-t-il dans la réalité, c’est-à-dire lorsqu’un bon élève de l’une de nos grandes Écoles entre dans la carrière ? Il n’a vu qu’un côté tout à fait étroit du problème industriel, à savoir les indications générales et les très peu nombreux résultats numériques que fournit, sur les machines parfaites, l’application des principes généraux de notre dynamique classique. Et c’est avec ce bagage qu’il va être mis en présence de questions comme celle-ci : « Étudier une locomotive satisfaisant à des conditions déterminées de trafic. » Dès lors, si notre homme est très raisonnable, c’est-^-dire s’il se fait une idée juste de son ignorance, d’une part, et de la complexité réelle du problème, d’autre part, il ne pourra prendre qu’un parti : ouvrir les cartons de son prédécesseur, et copier le plus fidèlement que faire se pourra. La moindre innovation, même en apparence tout indiquée, lui sera interdite : car qui sait si elle ne cache pas des abîmes de difficultés d’exécution ou d’utilisation ? Si notre homme n’est. pas très raisonnable, et s’il a quelque orgueil de son entrainement scientifique, il n’hésitera pas à construire des théories rationnelles autour d’un certain nombre de questions qui, à première vue, semblent effectivement être du domaine de la machine parfaite : mouvements secondaires dus aux forces d’inertie; stabilité en trajectoire curviligne; équilibrage; oscillations de la suspension, etc., et il y aura de grandes chances que notre jeune savant ne fasse, alors, de dangereuses découvertes. S’il ne connaît, pas le martyrologe de tous ses prédécesseurs, c’est-à-dire de tous les techniciens qui ont cru pouvoir construire ces diverses théories à l'aide de la dynamique classique, il aboutira nécessairement à de grossières erreurs, et, ce qui- est plus grave encore, il aura tout à fait perdu son temps et, par surcroît, l’argent de l’entreprise industrielle qui s’est fiée à ses talents. Car le problème industriel n’est pas de calculer des contre-poids, ni de disserter longuement sur la flexibilité des ressorts : le problème industriel est de construire économiquement, le plus économiquement possible, une locomotive produisant un effet donné. Le temps dont on dispose pour établir les tracés est limité, et il s’agit, pour le jeune Ingénieur, de l’utiliser au mieux, étant donné le
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- personnel dessinateur qu’il a sous ses ordres. On conçoit, par suite, que l’établissement de la silhouette d’ensemble et la fixation approximative des principales dimensions et des principales dispositions — celles, précisément, qui se déduisent de la dynamique usuelle — est la partie la plus facile et la plus rapide de toute la besogne : un bout de papier, un crayon, et quelques heures y suffisent. Mais le gros travail, le vrai travail d’ingénieur commence ensuite : il s’agit d’examiner un à un •chacun des ensembles partiels, des organes et des pièces élémentaires, depuis le châssis ou la chaudière jusqu’aux soupapes de sûreté et aux sabots de frein, à la lumière de l’idée d’exécution économique et avec la souplesse d’esprit que commandent les circonstances.
- Car, tantôt il sera nécessaire, absolument nécessaire, d’adopter des types existants sans y rien modifier, lorsque l’interchangeabilité intégrale sera commandée, ou lorsque l’on ne dispose pas du temps ni des moyens indispensables pour mener à bien une étude partielle ; tantôt, au contraire, il faudra faire table rase de tracés désuets, et d’en mettre sur pied de nouveaux, permettant, par exemple, le moulage mécanique ou presque mécanique des cylindres, ou réduisant l’outillage d’emboutissage des tôles de chaudière, ou supprimant l’usinage complexe des longerons en tôles et profilés. '
- Mais, dira-t-on, sont-ce bien là des conceptions nouvelles ; et y a-t-il lieu de jtant insister sur une question qui, au fond, n’est qu’une affaire de pur bon sens et, peut-être, de « pratique »? Je n’hésite pas à dire qu’il s’agit bien, en effet, d’une conception tout à fait nouvelle, du moins en France, de la mécanique appliquée; et la meilleure preuve que l’on en puisse donner est de rappeler brièvement l’histoire, en France, des industries de construction mécanique.
- Avons-nous, oui ou non, « inventé » la machine à vapeur alternative, la locomotive, les freins continus à air comprimé ou à vide, les outils pneumatiques, le labourage mécanique ? Non, sans aucun doute, et cela malgré que nos Ingénieurs français aient joué très souvent un rôle très brillant, soit dans les premières réalisations, soit dans les recherches théoriques indispensables à la généralisation de toute invention. Nous n’avons pas créé' le moteur Diesel, quoique nous ayons eu, dans le passé, une influence indéniable sur les moteurs à combustion, avec Lenoir, Hugon, Beau de Rochas et, antérieure-
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- ment, Sadi-Carnot. Nous n’avons pas créé, comme je le rappelais à l’instant, les freins continus, malgré les tentatives d’Achard. et malgré les recherches de Coulomb sur le frottement; bien plus, il est facile devoir, dans les ouvrages techniques français contemporains de leur apparition, combien nos Ingénieurs qualifiés, tels que Ch. Couche, étaient peu orientés vers une réalisation pratique ; ils ne savaient pas apprécier, à leur vraie valeur, les moyens dont ils disposaient réellement alors avec l’air comprimé ou le vide, et c’est cette ignorance des possibilités réelles, ce défaut de sens mécanique instinctif et inné qui est, à mon avis, la cause profonde de notre passivité relative en matière de mécanique appliquée. Nous n’osons pas, nous techniciens, parce que nous avons appris trop tard et trop laborieusement à connaître les frontières du possible à notre /époque. Il faut désormais, et si nous voulons donner à nos industries mécaniques le rang qu’elles doivent avoir, il faut désormais que nos jeunes Ingénieurs soient convenablement préparés à leur rôle véritable, et cette préparation nouvelle équivaut à une évolution radicale de nos conceptions mécaniques d’avant-guerre. Il faut créer vraiment une nouvelle atmosphère intellectuelle, dosée et composée de manière à former, dès les plus jeunes années, le sens mécanique, c’est-à-dire la connaissance intime et inconsciente de la nature des forces réelles, de la grandeur de leurs effets, des moyens existants de les utiliser. Il ne faut plus qu’une force soit, dans l’esprit des techniciens, un simple vecteur géométrique ; il ne faut plus que les candidats aux grandes Écoles techniques puissent achever le cycle de leurs études préparatoires sans avoir réellement vu et touché des machines et les organes élémentaires des machines. Et comment obtenir ce résultat, si nous continuons à former les esprits en les isolant, jusqu’à leur maturité, de tout contact réel avec la matière si complexe qu’ils auront plus tard à manipuler ? M. le chevalier d’Aure a posé, en matière d’équitation, des principes que personne ne s’est jamais avisé de contester sérieusement. Suivant ce maître, un cavalier parfait ne peut être formé par l’étude et la pratique de son art, que s’il a été mis en selle dès Page de sept .ans. Pourquoi donc, je vous prie, serait-il plus aisé de former des cavaliers que des Ingénieurs ? Pourquoi serait-il plus facile de dompter un chétif animal que les incommensurables forces de la nature ? La réponse ne me paraît pas douteuse ; tout comme
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- le cavalier, le jeune Ingénieur doit, pour ainsi parler, être mis « en selle » dès sa première enfance.
- C’est là, je le répète, un très gros changement dans nos habi-, tudes ; mais, si l’on y réfléchit un peu, on constate qu’il est, en réalité, la conséquence forcée des profondes modifications sociales, entraînées elles-mêmes par le machinisme, machinisme dont l’extension suit, depuis la guerre, une progression sans cesse accélérée. Sous l’empire de besoins inéluctables, et devant la rareté et la cherté sans cesse croissantes de la main-d’œuvre, notre vieux continent est, présentement, au début d’une évolution, déjà beaucoup plus avancée en Amérique, et qui peut être caractérisée par la substitution de la machine-outil et de la machine, en général, à la main-d’œuvre spécialisée. En réalité, les sociétés modernes, ayant atteint un haut degré de civilisation, ne peuvent pas trouver, dans leur sein, la main-d’œuvre* nécessaire à la satisfaction de leurs besoins matériels; et, comme il ne peut être question de rétablir l’esclavage, elles ne pourraient jamais, sans le secours des machines, atteindre le degré de prospérité matérielle qui fut, autrefois, à la base de la « paix romaine » et qui permit au monde romain de vivre tranquille pendant plus de quatre siècles. C’est donc sur les machines que repose fiotre civilisation; c’est dans leur extension à toutes les œuvres manuelles que réside le bonheur futur de nos sociétés. Avec les machines pour esclaves, il n’y a pas à craindre de guerres serviles. Spartacus ne sera plus qu’un souvenir historique et ne pourra plus redevenir le porte-drapeau des désespérés. Avec les machines substituées partout au dur travail manuel, le bolchevisme ne sera plus qu’un cauchemar disparu, un accident malheureux et déplorable dans l’asservissement desforces naturelles. C’est donc, pour nous, un devoir social impérieux que de hâter, de toutes nos forces, l’extension du machinisme. '
- Il est vrai que nous devons faire, nous Français, un effort méritoire pour nous plier à ces nouvelles disciplines, si éloignées de nos habitudes d’isolement et de particularisme, si éloignées surtout de nos conceptions classiques qui substituent toujours dans notre esprit, au monde physique réel, infiniment varié et complexe, infiniment mobile et variable, un monde schématique à l’architecture simpliste, fixe et unitaire. Nous devons faire amende honorable, c’est-à-dire extirper de nos habitudes mentales ce vieux dogme désuet de la simplicité des
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- phénomènes naturels, reconnaître, au Contraire,, leur infinie variété, et assouplir, en conséquence, nos concepts de mécanique appliquée. Il faut, en effet, que nous la reconstruisions à nouveau, sur une base beaucoup plus large et beaucoup plus souple, en imitant ce que nos physiciens sont actuellement occupés à faire à propros de la physique générale proprement. dite, c’est-à-dire de nos conceptions sur la- matière, la gravité, les forces, et l’énergie. Sans doute, le but que nous nous proposons d’atteindre est beaucoup plus immédiat et beaucoup moins général; il s’agit seulement pour nous de mettre nos procédés de conception et d’exécution des machines en harmonie suffisante avec les nécessités du moment; mais, malgré l’extrême différence des objectifs poursuivis, l’esprit qui anime les chercheurs doit être le même. Pour les Ingénieurs-mécaniciens comme pour les physiciens, il s’agit de faire table rase des dogmes traditionnels, c’est-à-dire de ne pas les considérer comme intangibles et irrévisables, mais, au contraire, comme essentiellement limités dans leur vérité et dans leurs zones d’application. Il ne faut plus que les principes, même les plus respectables et les plus respectés, se substituent, dans nos études et dans nos recherches, à l’analyse impartiale et vraiment objective des faits. Tant pis si des théories séculaires, considérées comme de beaux monuments classiques, perdent dans cette aventure beaucoup de leur prestige et de leur efficacité ; tant mieux, au contraire, si notre connaissance réelle des forces naturelles, si nos moyens d’action et nos procédés d’exécution y gagnent en profondeur, en variété et en souplesse. Car, je le répète : le métier de l’ingénieur-mécanicien n’est pas de construire des machines conformément aux usages et aux lois de la , mécanique classique ; son métier est de construire ides machines qui soient à la fois aussi commodes, aussi puissantes et aussi économiques que possible ; peu importent les moyens, je veux dire les ressources intellectuelles qu’il emploie pour atteindre son but. Mieux vaut souvent l’esprit de finesse que l’esprit de méthode. L’histoire des freins continus, que j’ai rappelée à l’instant, en est une preuve entre dix mille.
- Je ne saurais, évidemment, avoir l’outrecuidante ambition de passer en revue, dans ce bref entretien, les multiples aspects de la nouvelle mécanique appliquée, depuis les frontières de la dynamique et de la physique générales, jusqu’aux innombrables ramifications de la technologie des ateliers de fabrication. Je me
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- limiterai à quelques exemples concrets, mais caractéristiques et susceptibles d’une généralisation étendue.
- C’est ainsi que, pour montrer la profonde évolution survenue dans la technologie mécanique proprement dite, je vais dire quelques mots d’abord des nouvelles unités de puissance, et ensuite des nouvelles unités de fabrication, c’est-à-dire, en d’autres termes, indiquer les effets et les conséquences de la systématisation, ou si l’on veut de la standardisation. Puis, pour donner un exemple de l’évolution technique, j’examinerai l’ensemble des conceptions nouvelles qu’a entraînées la réalisation des canons à très longue portée. Sujet qui, à première vue, peut paraître 'fort éloigné de notre mécanique quotidienne, mais qui, comme nous le verrons, est, au contraire, à l’origine d’une floraison extrêmement touffue de progrès inattendus, aussi bien dans la technique de l’artillerie proprement dite que dans la technique beaucoup plus vaste des régimes de combustion, comprenant tous les intermédiaires depuis la flamme d’une bougie jusqu’à l’explosion d’une torpille. Enfin, ces mêmes canons à TLP nous fourniront encore l’occasion de découvrir de nouvelles méthodes d’utilisation des matériaux métalliques, non seulement dans le but d’accroître la résistance des bouches à feu, mais encore, et surtout, capables de mettre entre les mains des constructeurs un mode d’action encore inemployé et que nous pourrions appeler la « trempe mécanique ».
- J’aurai, pour ma-part, atteint le but de cet entretien si ces quelques aperçus, malgré leur brièveté, auront pu vous convaincre de la naissance réelle d’une nouvelle mécanique et du devoir vraiment national qui nous incombe de jouer un rôle de premier plan dans son développement d’avenir.
- II
- La nouvelle Technologie mécanique.
- Nouvelles unités de Puissance. — Nouvelles unités de Fabrication.
- Machinisme. — Standardisation.
- La Guerre mondiale a été caractérisée par un prodigieux accroissement des unités stratégiques et tactiques des belligé-gérants, en même temps que par un accroissement tout aussi prodigieux des moyens matériels d’action des combattants. Sous le Premier Empire et jusqu’en 1870, et même jusqu’à la Guerre
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- de Mandchourie, les Forces matérielles mises en jeu au cours d’une bataille pouvaient s’exprimer par quelques dizaines de milliers de coups de canon et quelques centaines de milliers de coups de fusil, c’est-à-dire par une densité moyenne de métal lancé sur l’unité de longueur de front limitée à 10 ou 15 kgs au mètre courant. La « décision » tactique intervenait lorsque l’un des deux adversaires estimait avoir atteint la limite de ses forces de résistance sous ce poids de métal lancé et abandonnait le terrain à celui qui avait su ou pu, le premier, atteindre ce chiffre limite. Mais, depuis 1914 jusqu’en 1918, la densité du tir par mètre de front et journée de lutte a atteint des valeurs dix, vingt et parfois meme cinquante fois supérieures à l’ancienne valeur-limite. Cet accroissement extraordinaire de ce que l’on pourrait appeler l’unité de puissance tactique a profondément frappé tous ceux qui ont étudié les phénomènes de la Guerre mondiale et il ne saurait, aujourd’hui, être contesté par personne, non plus que les conséquences extrêmement lointaines qu’il entraîne dans la conduite des Armées et dans la préparation de leurs moyens d’action. Mais cet accroissement de l’unité de puissance ne se limite pas, il s’en faut, aux choses de la Guerre ; elle est, en réalité, extrêmement générale ; elle s’étend à toutes les industries pratiquées par nos civilisations modernes, et se présente même comme un corollaire inévitable et nécessaire de l’extension du machinisme. Le machinisme ne peut être une Force positive et génératrice de richesses que s’il correspond à l’emploi d’unités de puissance très supérieures aux anciennes unités de travail manuel.
- L’Histoire de notre Mécanique industrielle, depuis près d’un siècle, montre bien nettement cette croissance continuelle de la puissance de la machine-unité substituée à l’ancien outil manœuvré à la main. C’est ainsi que les machines-outils usuelles destinées au travail des métaux, actionnées à la, main ou à la pédale lors de leur origine, ont ensuite été proportionnées pour être entraînées1 par des transmissions par courroies leur dispensant, individuellement, des puissances moyennes d-e 0,5 à 3 HP — déjà cinq, dix et trente fois supérieures à la puissance originelle — et sont maintenant actionnées par des moteure électriques de 10, 15 et même 50 HP. Le débitage des copeaux . d’acier, dans nos gros outils débauchage contemporains (tours à bandages, à canons, à arbres-manivelles, etc.), se fait sous un volume-unité comparable à celui des anciennes machines à bois.
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- On exécute, aujourd’hui, un dégrossissage en un délai souvent dix fois moindre qu’en l’année 1900. On réalise, par exemple, l’ébauchage à la fraise d’un gros arbre vilbrequin de machine marine en un peu plus d’une dizaine d’heures, alors qu’il y a quelques années à peine il fallait y employer plus de quinze jours de travail. Il n’est donc pas douteux que l’unité de puissance de nos machines-outils à métaux ne se soit considérablement accrue dans la dernière décade.
- La même constatation s’impose si l’on parcourt nos chantiers modernes de Travaux publics; elle est même peut-être plus frappante ici que partout ailleurs, parce que le temps où l’unité de travail était le terrassier armé de sa pelle et de sa pioche n’est pas encore bien loin de nous. A l’époque du Canal de Suez, en effet, c’était bien encore ce rude travailleur qui constituait, si j’ose m’exprimer ainsi, la machine-outil élémentaire. Les excavateurs n’existaient pas, ou presque pas, et les dragues flottantes à godets étaient nnies par de très modestes machines à vapeur de quelques chevaux.
- A l’origine çle. l’entreprise du percement de l’isthme de Panama, vers 1881, l’unité de puissance de terrassement s’était déjà très notablement accrue, grâce à l’excavateur à godets et aux dragues de divers systèmes, dont la puissance s’élevait- déjà à plus de cent chevaux. Malheureusement pour l’Entreprise et pour notre Patrie, l’unité de puissance était encore insuffisante, eu égard au cube réel à excaver ; et nos successeurs américains durent leur succès technique à l’adoption et à l’emploi des nouvelles unités que mettaient entre leurs mains les progrès de la mécanique appliquée pendant un quart de siècle. Les pelles à vapeur de 1904 étaient dix et vingt fois plus puissantes que les excavateurs à godets de 1881 ; les dérocheuses Lobnitz à trépan se substituèrent littéralement au simple mineur armé de sa barre à mine ; les convoyeurs mécaniques de déblais, les mélangeurs à ciment et les transporteurs de béton prirent la place des wagonnets poussés à la main ; et c’est ce déploiement formidable de puissance mécanique qui a finalement vaincu les obstacles que nous n’avions pu surmonter.
- Personne ne songe, je crois, ,à contester sérieusement ces faits historiques et leur signification réelle ; mais, ce qui paraît moins évident pour beaucoup d’esprits, c’est que cet accroissement énorme de l’unité de puissance soit devenue, pour notre propre Patrie, une nécessité immédiate et inéluctable. On est
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- toujours tenté d’admettre que nos besoins matériels sont à une échelle très réduite par rapport à ceux des Américains dü Nord, et peuvent se satisfaire pleinement avec un appareillage beaucoup plus modeste. Toutes les Études faites pendant la Guerre sur l’avenir de nos Industries mécaniques, en particulier, ont toujours pris, pour point de comparaison, nos besoins d’avant-guerre. C’est là, à notre avis, une très grave erreur.
- En effet, nous avons à entreprendre et à mener à bien, dans un délai de quelques années seulement, la gigantesque besogne de Reconstruction de nos Régions envahies. Reconstruction est d’ailleurs un mot détestable, c’est recréation qu’il faut dire, et recréation à l’échelle des nécessités d’avenir. Or, si l’on veut essayer de se représenter l’importance d’une pareille entreprise, on constate facilement que son prompt achèvement nécessite une concentration de moyens encore plus formidable que celle de n’importe quelle grande entreprise moderne.
- Il faudrait, par exemple, disposer d’unités de puissance nouvelles pour forer très rapidement les nouveaux puits nécessaires à la remise en marche et à l’extension de nos Houillères ; il faudrait disposer de nouvelles unités de puissance pour creuser rapidement les grands Canaux du Nord et du Nord-Est nécessaires à la liaison de ces Houillères et de nos Mines de fer ; il faudrait, il eût fallu plutôt, que notre mécanique appliquée d’aujourd'hui soit suffisamment armée pour pouvoir mettre entre les mains des entrepreneurs ces nouvelles machines qui, hélas ! n’existent pas encore, ou plutôt, qui sont encore à l’état naissant. "
- Voici, par exemple, la machine combinée eh exécutée par MM. Hersent et Fougerolles pour l’exécution du Tunnel sous la Manche, c’est-à-dire pour le forage d’une grande galerie cylindrique dans un terrain résistant, comme le terrain crétacé: le simple' aperçu de sa silhouette montre qu’il s’agit d’une véritable machine à fraiser. On peut donc travailler les terres dures comme on travaille les métaux, et, en particulier, réaliser des forages pleins ou annulaires avec le seul secours d’une machine convenablement agencée et qui n’est pas plus difficile à concevoir et à réaliser, mutatis mutandis, qu’une machine-outil à métaux.
- Malheureusement, si la machine existe et fonctionne, les esprits ne sont pas encore préparés à son, emploi, ou plutôt a l’adoption des nouvelles méthodes qu’elle représente. Pour
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- beaucoup, elle est encore - au delà de la limite du vrai ou du possible, dont nous parlions tout à l’heure ; et nos successeurs, pour qui cette limite se sera déplacée entre temps, s’étonneront bonnement de notre paresse d’esprit et de notre timidité. Le progrès industriel, et en particulier le progrès mécanique, entraîne toujours un changement d’opinions et d’habitudes : et c’est là, toujours et partout, un obstacle autrement sérieux que les difficultés matérielles. En vérité, nous n’osons jamais tirer profit des ressources réelles dont nous pouvons disposer.
- Prenons encore, comme exemple concret, la question d’actualité de notre approvisionnement en charbon, et, pour limiter le sujet à notre objectif spécial, ne nous occupons que du problème de la manutention et des transports de ce combustible. Nous supposons que les quantités nécessaires existent sur le carreau des mines françaises et allemandes, et dans les ports d’importation. Il s’agit de les transporter aux divers centres de consommation. De quels moyens devrions-nous disposer? Quelle est, aujourd’hui et pour notre pays, l’unité de puissance convenable appliquée à cette opération ?
- L’unité pratique actuelle de transport sur nos voies ferrées est le wagon-tombereau de 10 à 20 t, non spécialement aménagé pour un chargement de houille ou de minerai. II. n’est pas disposé, en effet, pour sa vidange automatique par culbutage latéral total ou partiel, ou par inclinaison longitudinale, comme le sont les wagons américains, anglais ou allemands. 11 résulte de cette situation que l’unité pratiqûe de manutention, c’est-à-dire de transbordement du wagon dans le stock d’arrivée, est encore, dans la majorité des cas, le manœuvre armé de sa pelle. L’unité de transport à l’intérieur des villes est, pour le charbon domestique — qui représente 20 0/0 de la consommation totale — est le camion automobile ou même le tombereau, non organisés, en général, pour permettre un déchargement direct dans les stocks de la clientèle : il faut donc, pour la majeure partie du charbon employé en France (Chauffage domestique, Industries diverses, petites Usines à gaz), procéder toujours à une double-manutention manuelle pour l’amener aux centres locaux de consommation, c’est-à-dire dans les caves des maisons ou dans les parcs des usines.
- Certes, la plupart* de nos grandes Centrales thermiques possèdent des Manutentions mécaniques de combustibles harmonieusement agencées, de même, d’ailleurs, que la très grande
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- majorité de nos grands Centres métallurgiques, de nos grandes Usines à gaz, et des dépôts importants de nos Réseaux de Chemins de fer; mais ce n’est là, comme nous venons de le rappeler, qu’une fraction relativement secondaire du débit" total du charbon brûlé sur le sol français; l’autre fraction, aussi grande en importance numérique, reste encore réglée par les effectifs de manœuvres que l’on peut y affecter. D’ailleurs, même s’il nous était possible de remédier, aujourd’hui même, à cette absence d’unité de puissance adéquate à nos besoins actuels de manutention, ce miracle mécanique serait encore insuffisant pour demain.
- En effet, la prospérité de notre Industrie métallurgique de l’Est et ultérieurement de l’Ouest est liée à un approvisionnement abondant ou, plus exactement, surabondant en charbon ou en coke : et comme ce charbon ou ce coke n’existent pas sur place, il faut créer un courant artificiel, un véritable fleuve de combustible solide fers certaines zones déterminées de notre territoire national. C’est là un vaste problème, mais déjà résolu aux Etats-Unis, à propos de l’alimentation des usines métallurgiques géantes construites au voisinage des Grands Lacs et qui reçoivent ieur combustible et leur minerai à l’intérieur d’un périmètre de 4 à 500 kms de rayon moyen. Ces usines ne peuvent exister et prospérer que grâce à l’emploi de moyens de transport et de manutention à l’échelle de leur puissance, des tonnages et des distances. Les wagons sont, comme l’on sait, des unités à très grande capacité, atteignant aujourd’hui 60 t ; ils constituent des rames de 1 500 et 2 000 t de {puissances tirées par des locomotives donnant 2 000 HP au crochet. Le minerai est apporté par les cargos des Grands Lacs et déchargés par les Appareils Hullett, capables de vider en quelques heures une cargaison de plusieurs milliers de tonnes, alors que nos transporteurs usuels à câbles et bennes preneuses dépassent difficilement la puissance horaire de 60 t par unité.
- Voici un exemple de ces Appareils Hulett, dont la benne de 4 à 5 t est manœuvrée par un seul opérateur, accompagnant sa trajectoire et lui donnant ainsi la souplesse qui sied pour vider méthodiquement une cale de forme quelconque.
- Voici, d’autre part, l’exemple d’un basculeur de wagons et des passerelles de déchargement, montrant avec quelle aisance et quelle chétive main-d’œuvre on peut-manipuler des-milliers de tonnes de matières pondéreuses.
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- Et l’on ne peut s’empêcher d’être douloureusement humilié lorsque l’on compare les trop modestes installations de beaucoup d’usines françaises à ce prodigieux déploiement de puissance mécanique.
- Beaucoup, il est vrai, se consolent de cette humiliation en démontrant — ou en croyant démontrer — que les situations réciproques de l’Industrie française et de l’Industrie américaine n’ont et n’auront jamais aucune analogie, c’est-à-dire que la vérité d’outre-Atlantique ne traversera jamais l’Océan. Pour ces esprits figés dans leurs habitudes et leurs conceptions abstraites, l’Europe, et surtout la France, resteront éternellement à une échelle matérielle très inférieure à celle du Nouveau Monde.
- Cette opinion était peut-être vraie avant la Guerre mondiale ; mais elle est tout à fait fausse aujourd’hui, en présence du travail surhumain qui nous incombe, si nous voulons retrouver, dans l’avenir, une situation matérielle confortable.
- Sans doute, il ne suffit pas de créer des wagons à grande capacité et des transbordeurs géants pour venir à bout de cette grande entreprise ; le problème à résoudre exige infiniment plus de souplesse d’esprit et d’ingéniosité mécanique que la simple transplantation en France d’un certain nombre d’engins américains. Il faut réellement les acclimater à notre sol, aux, installations existantes, aux nécessités géographiques et topographiques ; il faut, enfin, choisir, pour chaque application, l’unité de puissance « rentable », c’est-à-dire celle qui non seulement accroît suffisamment la vitesse des opérations, mais celle qui, encore, assure un bénéfice satisfaisant à l’exploitant.
- Mais c’est dans ce travail de discrimination que nous pouvons exceller, nous Français, grâce à nos qualités indéniables d’ingéniosité et, si j’ose m’exprimer ainsi, de « débrouillage ». Nous avons, en effet, en mains tous les matériaux nécessaires ; nous n’avons à inventer ni les bennes preneuses, ni les pelles mécaniques, ni les culbuteurs, ni les mécanismes élémentaires de ces engins : nous avons seulement à les combiner harmonieusement pour réaliser des appareils mécaniques plus souples que nos modèles américains. Serions-nous incapables de réussir dans-ce domaine ce que nous avons si bien réussi, pendant la guerre, à propos de l’Artillerie lourde, de l’Artillerie sur voie ferrée, de l’Artillerie automotrice, enfin, des chars d’assaut ou même de la motoculture ?
- La réponse ne me paraît pas douteuse, surtout, précisément,.
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- L’ÉVOLUTION HT LES PROGRÈS DE IA MÉCANIQUE APPLIQUÉE 625
- après la divulgation du « sens mécanique » qui a été une des conséquences immédiates de la guerre. Déjà, les Etablissements Schneider, licenciés de la firme Wellman-Seaver-Morgan, ont entrepris l’étude méthodique des problèmes de Reprise en stock et de Manutentions ; déjà les premiers résultats obtenus permettent d’espérer la création de culbuteurs appropriés à notre matériel roulant actuel, c’est-à-dire n’exigeant pas le basculement complet du wagon, mais seulement son inclinaison transversale ; déjà nous envisageons la réalisation d’engins très mobiles, très maniables et très robustes pouvant se substituer directement à la pelle manœuvrée à bras, c’est-à-dire assurer la Manutention des charbons dans des centres de moyenne et de faible importance ; mais il est évident, comme je le disais tout à l’heure, que tout cet effort est inopérant s’il n’est pas accompagné d’une transformation des habitudes et des opinions même du « gros public ».
- Transformer les opinions ; tel est bien, en dernière analyse, le mot d’ordre de la Technique actuelle. Nous allons vérifier sa justesse à propos des « canons à très longue portée ».
- III
- Canons à T. L. P.
- Le 21 mars 1918, les Parisiens étaient quelque peu surpris de recevoir, en plein jour, et par une belle matinée de printemps, des projectiles explosifs émanant d’une source inconnue a priori. Il fallut bientôt reconnaître qu’ils ne pouvaient provenir que d’une ou de plusieurs bouches à feu, de canons à très longue portée, et que l’ennemi avait ainsi, sinon « inventé », du moins réalisé le premier des engins d’artillerie capables d’envoyer des obus de 210 mm de calibre à des distances horizontales de 120 km, quatre et cinq fois supérieures à celles que nous permettaient d’atteindre nos matériels les plus puissants de l’époque.
- Il fallut reconnaître, aussi, que ces obus étaient gênants, sinon très redoutables ; qu’ils faisaient, en moyenne générale, à peu près autant de victimes que les bombardements aériens par avions, et que, en fin de compte, les Allemands disposaient, avant nous, d’un moyen de lutte nouveau, pouvant être très efficace sur des agglomérations urbaines ou industrielles de grande étendue. Il était même très heureux pour nous que
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- l’état de surcharge de leurs Industries de guerre les eût empêchés de songer à des réalisations grandioses en matière d’Artille-rie à très longue portée; car on ne peut nier que, si l'agglomération parisienne avait été l’objectif non pas seulement de quelques pièces isolées et de calibres relativement faible, mais de puissantes batteries envoyant un grand nombre d’obus à grande capacité, la situation fût devenue singulièrement critique.
- Il était donc nécessaire, pour nous, de réaliser également des canons à T. L. P., puisqu’ils représentaient un engin de guerre efficace. Toutefois, on pouvait penser, a priori, qu’il s’agissait là d’un problème technique tout à fait spécial, destiné à n’intéresser jamais que les Artilleurs, les Balisticiens et peut-être les Métallurgistes, c’est-à-dire à peu près exclusivement les spécialistes du canon. On pouvait supposer que la matière cérébrale dépensée pour réaliser ce nouvel engin de destruction n’augmenterait pas d’une obole notre Trésor de Recettes pratiques et de Théories diverses qui constituent proprement notre Mécanique appliquée. On pouvait croire, en un mot, que l’effort intellectuel fait à propos des canons à très longue portée serait véritalement une perte sèche au point de vue industriel.
- Cette opinion eût été une grave erreur ; car c’est précisément le contraire qui est survenu, et qui surviendra encore dans l’avenir, toutes les fois que la solution d’un problème de mécanique quelconque — le plus modeste comme le plus extraordinaire — exige un important mouvement dans les idées, une évolution de l’opinion technique, un nouveau classement des Faits, ou une révision des Théories et des Principes.
- C’est ainsi que les canons à T. L. P. ne nous ont pas seulement donné le moyen de lancer des morceaux d’acier à de très grandes distances : ils nous ont forcé à reviser nos Théories sur la combustion des Poudres colloïdales d’abord, puis sur la combustion tout court, puis sur la Dynamique des Gaz à très hautes pressions, accompagnées de très hautes températures.
- Et, dès lors, nous pouvons entrevoir d’un côté le cortège infini des résultats pratiques et immédiatement utilisables que va fournir cette révision des anciennes conceptions et des anciennes théories de la combustion, et, d’un autre côté, le cortège tout aussi infini des nouvelles notions de Mécanique générale, et même de Mécanique céleste qu’elle nous fournira aussi. Disons tout de suite que les canons à T.L.P., s’ils n’ont
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- pas réussi à donner la victoire à l’Allemagne, nous donneront probablement le secret de l’équilibre intérieur de notre planète, c’est-à-dire de la constitution intime de la Terre. C’est déjà, n’est-il pas vrai, un résultat qui n’est pas négligeable ; mais il en est beaucoup d’autres, plus modestes et plus pratiques, c’est-à-dire plus vite utilisables, qui seront la récompense de nos efforts-: par exemple, contrôle effectif des flammes de tous nos foyers industriels, depuis les Foyers alimentés au Gaz jusqu’aux Foyers alimentés au Mazout ou au Charbon pulvérisé. En un mot, les canons à T. L. P. auront une place d’honneur dans l’évolution et les progrès de notre Mécanique appliquée. C’est pourquoi j’ai cru utile et intéressant de dire quelques mots de leur conception, de leur réalisation, et surtout des idées nouvelles qu’ils ont fait éclore dans nos cerveaux d’ingénieurs.
- Et cependant, la « Science allemande » n’avait pas eu, en l’occasion, à faire une véritable invention, c’est-à-dire à utiliser, pour lancer ses projectiles, soit un moteur nouveau, autre que la poudre, soit même une forme d’utilisation nouvelle de l’énergie potentielle d’une charge combustible. Non. Les « supercanons » ou, pour les appeler de leur sobriquet populaire, les « Berthas », étaient des canons de la famille des autres canons, en entendant par là que la propulsion du projectile y était produite, principalement, par l’action directe, sur le culot, des pressions des gaz mis progressivement en liberté par la combustion d’une ou de plusieurs charges de poudre colloïdale. Le projectile était donc, ni plus ni moins que dans les autres canons, le piston massif d’un moteur à combustion dont le cylindre est formé par l’âme de la pièce, et dont l’espace mort est constitué par la ou les chambres Contenant la ou les charges de poudre.
- D’autre part, le projectile devait sa grande portée autant à la valeur élevée de sa vitesse initiale (1 400 m au lieu des 850-900 de nos canons les plus puissants d’alors) qu’à la flèche élevée de sa trajectoire, de l’ordre de 40 à 50 km, c’est-à-dire suffisante pouf lui permettre d’exécuter la majeure partie de son trajet dans une atmosphère extrêmement raréfiée et identifiable, pour sa majeure partie, avec le vide absolu.
- Enfin, la stabilité de l’obus ou, plus exactement, son orientation correcte pendant son parcours descendant et lors de son impact était, elle aussi, la conséquence de cette trajectoire exceptionnelle, qui impose au couple de prècession une loi de variation en harmonie avec les effets à produire, c’est-à-dire avec les
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- 628 l’évolution et les progrès de la mécanique appliquée
- mouvements angulaires relatifs de l’axe longitudinal d’inertie, du proiectile et de la tangente à la trajectoire.
- Bien entendu, si nous constatons que l’idée initiale est simple, très simple même, et à la portée immédiate de tous les techniciens tant soit peu renseignés sur les propriétés usuelles et connues des bouches à feu, des projectiles ogivaux et des poudres colloïdales, la réalisation de l’idée exige la solution d’un nombre considérable de questions, les unes d’ordre technologique et constructif, les autres d’ordre métallurgique, mécaniquevou physique. Nous saisissons ainsi sur le vif le double visage du Progrès industriel : à la fois très simple et infiniment complexe. C’est précisément là que réside la cause profonde de l’utilité générale d’un tel progrès : il s’accompagne, en effet, nécessairement, comme nous venons de le remarquer, de tout un cortège de faits nouveaux et d’idées nouvelles, c’est-à-dire d’un accroissement considérable de notre Capital technique.
- Il nous faut donc faire un choix parmi ce monde de problèmes techniques posés par la réalisation des super-canons. Choisissons, si vous le voulez bien, tout d’abord le problème de Balistique intérieure, et ensuite le problème constructif de la Bouche à feu proprement dit. Ce sont ceux, en effet, qui nous offriront, comme récompense, la plus vaste moisson d’idées générales.
- La première question qui se pose à l’Ingénieur-Artilleur est évidemment la suivante :
- « Étant donnée toute la gamme des bouches à feu déjà'réali-» sées, depuis les fusils de 6 ou 8 mm de calibre jusqu’aux plus » gros canons des navires de combat (305, 381, 480, etc.) tirant » à des vitesses de 800, 850 et même, exceptionnellement, » de 1000 m seconde, sous des pressions maxima de l’ordre » de 2 500 kg par cm2; puis-je définir un canon un projectile et » une poudre n’offrant pas d’écarts de similitude mécanique par » rapport aux précédents canons, et réalisant, cependant, une » vitesse initiale de l’ordre de 1 400-1500 m ? — Puis-je atteindre » ce résultat sans risques de pressions exagérées, sans une usure » trop rapide? En un mot, puis-je établir mon super-canon sans » avoir à redouter un accroissement proportionnel ces causes de » dépérissement des canons ordinaires ? Puis-je sortir des limites » coutumières de vitesse, sans sortir en même temps des limites » coutumières de sécurité ou d’usüre ? »
- Si oui, le problème fondamental est résolu: il ne s’agira plus,
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- en effet, que de matérialiser la nouvelle bouche à feu en faisant appel aux ressources technologiques connues. Cette deuxième étape peut, naturellement, présenter de nombreuses traverses et de nombreux incidents : mais nous sommes assurés, par avance, de trouver une issue et, par suite, de pouvoir tirer un jour notre canon. Nous avons donc bien défini la question capitale, qui n’est autre, au fond, qu’une révision des frontières de nos similitudes dynamiques.
- Quelles sont donc ces frontières et que vaut, réellement, notre Balistique intérieure classique? Avec quelle fidélité reproduit-elle les phénomènes réels de la combustion d’une charge et de la propulsion d’un projectile? Où cesse-t-elle d’être sinon rigoureusement, du moins suffisamment exacte? Où cesse-t-elle d’être une photographie de }la réalité pour en devenir une caricature ?
- Ouvrons donc un Traité de Balistique intérieure? Nous constatons facilement que cette science appliquée constitue un beau corps de doctrine classique et que les résultats mécaniques ou algébriques obtenus ne sont autres que le développement purement logique de trois hypothèses initiales complétées par l’application du principe de la conservation de l’énergie.
- Voici, d’abord, les trois hypothèses:
- 1° Le canon et le projectile sont absolument imperméables à la chaleur et à la pression, c’est-à-dire que toute l’énergie matérielle et immatérielle (radiante), libérée, à chaque instant, par la combustion, reste localisée dans le système projectile 4- charge. On admet même, de plus, qu’elle n’existe dans le projectile qu’à
- l’état cinétique ^ j. V2
- mations élastiques.
- 2° Les gaz qui propulsent le projectile — et qui se propulsent eux-mêmes, d’ailleurs — ont, à chaque instant, malgré ces mouvements intérieurs, un état moyen bien déterminé, état moyen identique h celui qu’ils auraient dans une bombe sphérique indéformable et imperméable, dans les mêmes conditions moyennes de température et de pression. On néglige ainsi, de parti délibéré,, l’hétérogénéité et la dissymétrie évidentes qu’introduit le mouvement accéléré des tranches de gaz, voisines du culot de l’obus, mouvement qui ne peut pas se propager instantanément ni uniformément dans toute la masse gazeuse et qui
- ^ en négligeant, de parti pris, ses défor-
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- peut altérer ainsi considérablement sa symétrie d’ensemble. Celle-ci peut, évidemment, être définie avec une exactitude statistique suffisante tant que le mécanisme intérieur de la propagation des ondes élastiques n’est pas profondément troublé par le mouvement du projectile ; mais il n’en est plus de même, sans conteste, lorsque celui-ci acquiert une vitesse supérieure à celle du son dans le flux gazeux qui l’accompagne : alors, en effet, les ondes négatives ou positives émises par le culot ne peuvent plus remonter le courant. Il se produit, nécessairement, un phénomène nouveau, quelque - chose d’analogue à ce que l’on a appelé le « Ressaut élastique » en Régime d’écoulement permanent.
- 3° La combustion d’une poudre colloïdale est un phénomène d’ordre exclusivement physique et géométrique (et non physico-chimique), aussi bien dans le canon que dans la bombe d’épreuve. On admet, en effet — et on croit avoir vérifié par de nombreuses expériences — que, dans ces deux capacités, chaque morceau de poudre est instantanément allumé par la poudre d’amorçage et brûle ensuite sans obéir à d’autres influences que celles de sa forme géométrique instantanée et de la pression totale du milieu qui l’entoure, à l’instant considéré.
- Gela veut dire, en bon français, que la combustion élémentaire du morceau de poudre colloïdale diffère essentiellement des combustions des mélanges gazeux, déflagrantes. Nous savons, en effet, après les belles études de MM. Crussard et Jouguet, quel est le schéma physique d’une flamme ordinaire de gaz, sous une pression quelconque, en régime permanent ou en régime lentement variable. Nous savons qu’une pareille flamme se présente à nous comme une véritable onde élastique, parcourant le mélange combustible avec une certaine célérité, à l’image d’une onde mécanique ordinaire — une onde sonore, en particulier. Elle en diffère toutefois, et beaucoup, parle rôle conservateur ou même accélérateur qu’y jouent les échanges de chaleur intérieurs par radiation immatérielle. Ces échanges, que nous examinerons d’un peu plus près tout à l’heure, ont pour effet de modifier profondément le mécanisme de la propagation et donnent ainsi à la flamme-onde déflagrante une personnalité très spéciale, très différente de la personnalité de l’onde mécanique, et la relient autant aux radiations lumineuses et calorifiques qui raccompagnent ou la précèdent qu’aux effets mécaniques de la pression ambiante. Plus simplement, l’onde-ffamme, dans les
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- gaz en combustion déflagrante, est fonction, avant tout, des températures d’inflammation, indépendantes de la pression totale, et des vitesses de réaction, indépendantes, elles aussi,, des pressions totales et fonction seulement des températures et des concentrations moléculaires, tout au rebours de ce que nous supposons, ordinairement, lorsqu’il s’agit de poudres colloïdales en combustion.
- Il est donc évident que la Loi élémentaire de combustion qui existe nécessairement au début de chaque méthode de balistique intérieure se présente, à première vue, comme en opposition avec les lois de la combustion déflagrante des mélanges gazeux. Elle ne peut donc pas représenter la réalité des phénomènes, mais seulement une forme -asymptotique de ceux-ci dans un cas spécial et particulier. Nous voilà donc prévenus sur la validité de notre troisième hypothèse.
- Nous devrons apporter une attention particulière à l’emploi que nous en ferons pour obtenir le résultat cherché, c’est-à-dire un certain « mouvement balistique », en entendant par là un certain système des valeurs fondamentales caractérisant les
- vitesses = —^ les pressions P, la combustion géométrique SÇlï) ^ans un canon donné par a calibre, c et c (volume de
- l’âme et de la chambre) et pour un projectile p et une charge w.
- Enfin, avant d’utiliser les résultats numériques fournis par nos trois hypothèses et le principe de la conservation de l’énergie plus ou moins arbitrairement appliqué, il convient de nous rappeler la nature des « accidents » survenant parfois dans les bouches à feu puissantes, c’est-à-dire ayant une chambre relativement longue. On y observe parfois des localisations évidentes des pressions, se manifestant par des gonflements locaux. Ces localisations sont heureusement surtout redoutables lorsqu’on tire le canon sous des charges réduites ou dans des conditions exceptionnelles. Néanmoins, elles méritent de retenir notre attention, car elles ne font pas du tout partie des résultats numériques fournis par notre balistique classique : c’est donc à leur propos que nous connaîtrons ses frontières et que nous pourrons fixer ses limites d’application et l’écart probable dangereux. En règle générale^ ce sont ces cas singuliers qui jettent le plus de lumière sur la valeur de nos théories scientifiques.
- D’autre part, nous savons tous combien est rapide l’usure des
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- canons puissants, surtout dans la région qui avoisine la position initiale du culot du projectile et jusqu’aux environs de la tranche du maximum de pression, et quoique le mécanisme même de cette usure ne puisse être précisé que lorsque nous disposerons d’une représentation fidèle des phénomènes de la combustion, nous en savions déjà assez sur elle, en 1918, pour-'la considérer comme étroitement liée au flux total de l’énergie calorifique contenu dans la charge et voyageant avec elle à la suite du culot. C’est dire qu’elle paraît, au premier abord, presque inséparable de la puissance même de la bouche à feu. f Ceci posé, effectuons les calculs analytiques, graphiques, tabulaires ou nomographiques qui sont la mise en œuvre de nos trois hypothèses et du premier théorème de la thermodynamique. Ils nous donnent les caractéristiques du mouvement balistique que nous cherchons à réaliser (p et V, Pm < P,) sous une forme très générale et semblant, à première vue, devoir nous permettre de réaliser ce mouvement, à l’intérieur des frontières de notre similitude dynamique. Ce serait, peut-on dire sans exagération, atteindre l’idéal de la solution pratique.
- En effet, si au lieu d’expliciter nos calculs, c’est-à-dire si, au lieu de chercher le détail même des relations existant entre les quatorze variables ou données balistiques élémentaires, nous cherchons seulement la forme même de ces relations, nous voyons aisément que les quantités P (pression au culot) s (frac-nV2 pV2 p Y2 t
- tion brûlée à l’instant ou J—r-, J—— ou - (G étant un nombre
- C C Txf 0
- caractéristique de la « lenteur » géométrique, c’est-à-dire l’inverse d’une vivacité également géométrique), nous voyons, dis-je, que l’on a nécessairement les relations suivantes :
- p — f(p A"
- 1 “'V-0’. 0’ c')'
- z = /i(Pü, A....,),:
- p\2 pY2 ,
- ---OU -7- = f2.
- c a
- C’est ce qu’a vérifié, en particulier, le colonel Emery à propos de ses « similitudes balistiques ». Ainsi donc, toujours sous réserve de la véracité de nos trois hypothèses, l’artilleur dispose
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- en réalité de variables plus souples et plus générales que les variables primaires, telles que p, uS, V, P. La balistique intérieure classique, réduite à sa valeur essentielle, a pour objectif réel de'créer des liens rationnels non pas entre des grandeurs absolues, mais seulement entre certains rapports caractéristiques très généraux et englobant ainsi une infinité de solutions semblables, en donnant à ce mot son sens le plus étendu. On pourrait dire, en étendant aux bouches à feu les méthodes et la terminologie si fécondes imaginées par M. Rateau à propos des turbo-machines, que la balistique .intérieure classique fournit les systèmes de « caractéristiques réduites » des bouches à feu.
- C’est d’ailleurs à la fois sa force et sa faiblesse : sa force parce qu’elle permet ainsi une récurrence presque illimitée entre types divers de bouches à feu, de projectiles et de poudres; sa faiblesse parce que cette généralité n’existe, comme pour les turbo-machines d’ailleurs, que grâce à une schématisation arbitraire des phénomènes réels, schématisation qui n’a ainsi de valeur vraie et efficace que dans un domaine limité, domaine qu’il s’agira précisément de définir lorsque nous voudrons connaître exactement les risques réels de notre entreprise et les expédients à employer pour les surmonter.
- Pour l’instant, tirons de notre balistique classique tout ce qu’elle peut nous donner pour notre problème. Établissons d’abord le tableau synoptique de nos quatorze quantités données ou à déterminer, qui sont :
- a calibre (dcm),
- cr section droite de l’âme rayée, p poids du projectile en kilogrammes, c volume en litres de l’âme, compté de la culasse à à la position de chargement, c volume total en litres de l’âme,
- P = (division caractéristique de la b'ouche à feu). c
- xà poids de la charge,
- A — —densité de chargement,
- P0 pression de forcement,
- 4 *
- Ô — - caractéristique géométrique de lenteur (paramètre de forme)..
- (1)
- (2)
- (3)
- (4)
- (3)
- (6)
- 0)
- (8)
- (9)
- (10)
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- 1(11) t temps en secondes,
- (12) x espace parcoüru par le culot au temps t,
- (13) s fraction brûlée à cet instant,
- (14) P tension à cet instant.
- (Nous mettons à part la détermination des rayures, que nous rangeons délibérément dans les problèmes de deuxième étape.)
- Sans nous laisser effrayer par le nombre des quantités énumérées, nous reconnaîtrons, en nous reportant aux quatre équations-types écrites à l’instant, que le problème du canon à T. L. P. est soluble d’une infinité de manières dans le domaine des similitudes balistiques, puisque les obligations qu’elles nous imposent se réduisent à celles exprimées par ces quatre équa-. tions. Par oonséquént si, par exemple, nous donnons p, V, 0 (c’est-à-dire le poids du projectile, sa vitesse et la poudre) en même temps qu’une limite supérieure de P, PTO, nous disposerons encore de toute une série de solutions possibles et également permises (toujours, je le répète, dans le domaine de vérité de nos trois hypothèses).
- Si, pour nous en tenir aux grandes lignes de la question, nous
- considérons comme négligeable l’influence de P0
- pV2
- xd
- et les
- trois grandeurs balistiques ne sont plus fonctions que de A,
- et de -, et, avec la condition du maximum de P, que de
- deux de ces caractéristiques réduites, c’est-à-dire de A et de
- % ou de et de c a2ô c
- Fixons l’ordre de grandeur de la charge xd à l’aide de la troisième relation :
- Pjl
- xd
- ou f
- Vpc' £\ . «se ’ c7
- Nous n’oserons pas dépasser les valeurs limites usuelles de A, et, d’un autre côté, 'nous n’oserons pas non. plus extrapoler
- exagérément^,, en particulier d’ailleurs pour une raison impérieuse de fabrication : nos machines à aléser et à rayer ont des barres de longueurs limitées et il nous serait impossible, sans installations nouvelles, de rayer des canons de 210 ou de 240 de plus dé 100 calibres de longueur.
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- Ces considérations limitent immédiatement le champ des combinaisons possibles que nous avons entrevu tout à l’heure, et nous nous voyons tout doucement conduits à proportionner nf à pY2 dans de très étroites limites de variations, c’est-à-dire, que nous le voulions ou non, à admettre des charges de poids relatif considérable, atteignant une fois, une fois et demie et même trois lois le poids du projectile-, alors que les proportions usuelles sont cinq, six. et huit fois plus petites.
- Nous allons ainsi être contraints de tracer un canon qui, s’il satisfait d’un côté aux similitudes balistiques, d’un autre côté ne satisfait pas à la similitude tout court : car il n’est pas besoin d’être grand prophète pour prévoir que la combustion et les effets produits par une très grosse masse de poudre ne peuvent pas être les mêmes, mutatis mutanêis, que ceux produits par une petite.
- En effet, retournons à trois hypothèses du début : il est hors de doute que l’étanchéité à la pression et à la température a un rôle éminemment variable avec la masse de la charge, que l’homogénéité moyenne de la masse des gaz et, à pression et température égales, fonction de la longueur de parcours direct et inverse des ondes élastiques, q’est-à-di.re de l tout court
- ^et non de que, enfin et surtout la combustion ne peut pas, sous
- peine d’absurdité, obéir aux lois géométriques que nous lui avons imposées de piano. Âu total, on est en droit d’hésiter et de se demander si l’extrapolation brutale est permise, ou plutôt dans quelles conditions les risques à courir sont d’un ordre admissible. .
- Ne croyons pas, surtout, qu’il existe des vérifications expérimentales valables de nos trois hypothèses du début appliquées au canon. En effet, il est facile de constater que les valeurs calculées des vitesses cadrent d’une manière satisfaisante avec les valeurs mesurées, cela est dû au fait que la vitesse est intégrale de la courbe des pressions exprimées en fonction du temps : comme dans toute opération de cette nature, les écarts locaux disparaissent dans la sommation d’ensemble.
- D’autre part, les valeurs calculées des pressions sont, en général, beaucoup moins satisfaisantes que les vitesses ; mais un accord même très bon serait bien loin de trouver la légitimité de la méthode, c’est-à-dire de renseigner positivement sur la nature intime des phénomènes qui se produisent dans l’âme de la bouche à feu.
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- En effet, il suffit, pour s’en convaincre, de se rappeler comment l’on a pu se représenter nettement les phénomènes dont est le siège un cylindre de machine à vapeur ou un cylindre de moteur à combustion : on n’y est arrivé qu’à l’aide du diagramme eutropique, transformation analytique du diagramme en p, Y, mais sur lequel les échanges de chaleur sont devenus sensibles aux yeux. Sans le diagramme eutropique, il est impossible de distinguer facilement une adiabatique d’une isotherme, et plus généralement de connaître la quantité de chaleur évoluant dans le milieu à chaque instant. Ce n’est que grâce à la représentation eutropique, et après' l’avoir fait cadrer avec l’ensemble des faits observés (températures et titres aux quatre ou six points caractéristiques du diagramme) que l’on est arrivé à se former une conception d’ensemble exacte de l’évolution de l’énergie calorifique. Mais que l’on fasse la contre-épreuve, c’est-à-dire que l’on essaie de discerner directement, sur les graphiques en p, Y, l’énigme du cylindre : on s’apercevra que les écarts locaux entre adiabatique et isotherme peuvent être le résultat de quantités d’influences diverses dont on ignore l’action véritable. En d’autres termes, on peut toujours faire « coller » un diagramme des pressions avec le diagramme relevé en fonction des volumès. pourvu, simplement, que l’on se soit fixé une forme moyenne vraisemblable de la combustion et de l’expansion. En voici une vérification plus spécialement balistique.
- Nous avons calculé les pressions et les vitesses pour un canon italien de 305, de 46 calibres, avec les quatre méthodes usuellement employées par les balisticiens professionnels :
- a) Méthode d’Ingalls : caractérisée par une loi de combustion , dz . —
- ou est proportionnel à y/p, et par une conception particulière
- de la « force » de la poudre, proportionnelle à la racine cubique de la charge;
- b) Méthode Bianchi : caractérisée par diverses formes des lois de combustion ou d’expansion; l’une d’elles par la non-instantanéité de rinflammation ; . ‘ .
- c) Méthode Mata : caractérisée par diverses formes des lois de jCombustion ou d’expansion ; l’une d’elles par la non-instantanéité de l’inflammation;
- d) Méthode Gharbonnier-Krupp : caractérisée par diverses
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- formes des lois de combustion ou d’expansion; l’une d'elles par la non-instantanéité de l’inflammation.
- On s’aperçoit, en opérant avec les mêmes données en P0, A, 6, etc., que les courbes de pressions se compensent très exactement au point de vue des aires comprises entre elles et l’axe du c, que les maximum Pm diffèrent très peu les uns des autres en valeur (ici, ils sont compris entre 2258 et 2325 kg), mais, par contre, que la position de ce maximum et les caractéristiques de la courbe représentant la partie ascendante des pressions diffèrent considérablement. C’est ainsi que, avec la méthode Mata, POT coïncide à peu près avec la fin de la combustion au voisinage de la mi-course du projectile (22 cal.), tandis
- que, avec la ^méthode Charbonnier, P„, n’est plus qu’au ^ du
- ô
- i
- parcours, et au ^ avec la méthode Ingalls.
- La véritable raison de ces divergences, c’est que, alors que l’on, mesure les vitesses et les pressions, on ne mesure pas leurs valeurs instantanées : il s’en suit que les méthodes sont concordantes pour les valeurs susceptibles d’un contrôle direct. Mais cet accord ne signifie absolument rien sur leur valeur intrinsèque et, en particulier, sur la légitimité des trois fameuses hypothèses : au contraire même, pourrait-on dire. L’étude et la vérification précise des lois de combustion exigerait l’invention d’un « ipanographe » pour bouches à feu.
- % Cependant, il faut aboutir : il faut savoir au moins qualitativement ce qui se passe dans nos canons ordinaires et prévoir ce qui se passera dans les « berlhas ». Pour cela, il n'est qu’un moyen : reprenons, ab ovo, l’étude de la combustion, et pour aller le plus vite possible dans la construction de cette doctrine nouvelle, étudions d’abord les « régimes réguliers », de même que l’étude des ondes stationnaires est la meilleure préface à l’étude des ondes voyageuses.
- Nous avons déjà reconnu dans la ffamme, une onde élastique d’une nature spéciale, une onde élastique dans laquelle l’énergie se propage autrement que par simple déplacement matériel de proche en proche. L’onde explosive est aussi une flamme, mais dans laquelle, au contraire, l’effet mécanique de propagation est prépondérant sous forme d’onde de choc. C’est ici l’onde de <ehoc matérielle qui attache à son char l’onde de combustion, l’inflammation étant la conséquence de la compression adiaba-
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- tique dynamique de chaque tranche atteinte par l’onde. C’est cette onde de combustion, ayant des célérités de 2000 m seconde et plus, qui produit les combustions de la famille des détonations; c’est au contraire Fonde, beaucoup plus lente, des déflagrations qui est l’essence même de nos flammes industrielles, depuis celle de la modeste bougie jusqu’à celle du four Martin ou même' de l’àme du canon. Il faut donc voir d’un peu plus près ce qu’est une combustion déflagrante dans le cas d’une poudre colloïdale et isoler ses caractéristiques essentielles.
- Si nous nous reportons aux notions déjà acquises sur ce sujet, nous acquérons la certitude de relations intimes existant entre l’onde mécanique pure et simple (continue ou discontinue), l’onde explosive des détonations, l’onde déflagrante des combustions. Nous les voyons, dans nombre de cas? s’engendrer réciproquemment les unes les autres : par exemple,. Fonde déflagrante de la charge d’amorce engendre la déflagration de nos charges de poudre; celle-ci produit, lorsque le projectile sort du canon, une onde de choc atmosphérique. D’autre ppirt, dans le projectile explosif, c’est Fonde de choc déclenchée par le détonateur qui provoque Fonde explosive de la détonation. Enfin, dans le cas d’une explosion de grisou en galerie, par exemple, nous voyons une combustion déflagrante s’exciter elle-même par réflexions successives et engendrer des ondes de choc mécaniques d’une grande puissance. Il y a donc parenté et filiation très étroite des diverses ondes de flammes, et on peut même, en particulier, se poser ici la question suivante : « Quelle » est la véritable barrière existant entre l’explosif d’un obus et y> la flamme déflagrante qui le pousse au culot par ondes méca-» niques successives ? Pourquoi les obus n’éclatent-ils pas plus » souvent dans les canons, même sans amorçage intempestif? »
- Mais cette question se résoqdra d’elle-même quand nous aurons acquis une notion d’ensemble de la combustion dans; l’àme de la bouche à feu, et pour compléter à ce sujet les notions indispensables, rappelons encore les faits mis en évidence par Ilugoniot au sujet du mode réel de transmission des pressions-au culot. Considérons .d’abord, comme lui, une charge complètement brûlée (et non lumineuse) avant le démarrage du projectile., On s’aperçoit que la propulsion de celui-ci ne se fait pas d’une manière continue, mais par superpositions algébriques d’ondes élastiques élémentaires, dont la première est d’ailleurs une onde de dépression produite par le cisaillage- des ceintures lors du
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- forcement. L’Image exacte du phénomène se prête difficilement à une représentation simple, à cause de la complexité des ondes directes et réfléchies existant à chaque instant; mais on en a un schéma très suffisant pour notre affaire en substituant, au mouvement réel du culot, un mouvement saccadé de même contour général, mais dont chaque saccade correspond précisément au délai nécessaire à une onde élastique élémentaire pour faire le voyage d’aller et retour entre culot et culasse, soit :
- O __ 1 + Æ , l -r &
- ~ u — w "t" U +
- On voit, en regardant d’un peu près ce qui se passe, que la masse de gaz est au repos complet à la fin de chacune de ces périodes 0, correspondant aussi au repos du culot; que les ondes « plates » correspondant à chacune des étapes 0 évoluent de la manière suivante :
- 1° Une onde de dépression, fournie instantanément par le déplacement instantané du culot, remonte la masse de gaz du culot vers la culasse en imprimant à chaque tranche une vitesse w (vers le culot) égale à celle admise pour cette tranche. L’énergie qui est ainsi libérée de proche en proche comprend deux parts égales dans chaque tranche :
- Une part d’énergie cinétique sensible positive ;
- Une part d’énergie potentielle soustractive (tirée au gaz);
- 2° L’onde de dépression se réfléchit sur la culasse et parcourt la masse de gaz en sens inverse. Elle annule les vitesses w des tranches en transformant leur énergie cinétique momentanée en énergie potentielle soustractive, tant et si bien qu’à la fin de la période 0, et pendant le temps, infiniment court qui la sépare de la suivanie, le culot du projectile a hérité de la totalité de l’énergie potentielle du gaz libérée statiquement par la variation -finale de pression Ap. Mais, comme on le voit, cet apport dure un instant et dans l’intervalle des 0 le projectile ne reçoit rien et continue un mouvement uniforme.
- Dans la réalité, le contour des phénomènes n’est pas aussi accusé et aussi simpliste. Les ondes de dépressions déclanchées par le mouvement du culot sont des ondes continues et il s’en suit que l’appoint d’énergie potentielle au projectile est non plus saccadé, mais ondulé, l’ondulation ayant toujours pour période principale la période 0. L’essentiel est de. voir très nettement
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- que les ondes mécaniques de dépression directes et réfléchies sont 1’intermédiair.e nécessaire entre la masse gazeuse et le projectile, que ce sont elles qui définissent l’état instantané de cette masse et qu’on ne peut la considérer comme statiquement homogène que lorsque la vitesse du culot est suffisamment petite, vis-à-vis de la célérité des ondes élastiques, pour permettre à l’onde initiale cinq à six oscillations pendant les périodes élémentaires du mouvement (1). Nous retrouvons ici, et pour les mêmes raisons profondes, les limites de fonctionnement statique ou dynamique des crushers, limites déterminées par :
- 1
- Période crusher < ^ période effort (croissant) à enregistrer.
- Donc, dans le cas d’une charge de gaz à 4 000 kg et 3 000 degrés, la célérité étant de l’ordre de 1200 m seconde, la période parcours double étant, pour une chambre d’une longueur de 4 / 1 \e
- 2 m, de = ( 3qq ) seconde, il n’y aurait homogénéité
- statique des gaz que si la période d’accélération du projectile
- était au moins
- /AV
- \300/
- / 2 \e
- de seconde, soit de ( JqqJ
- Or, la durée
- de cette période, dans nos super-canons, est au plus égale au tiers de cette grandeur : donc, que nous le voulions ou non, la masse gazeuse ne peut pas être considérée en équilibre moyen et l’on ne peut pas faire abstraction, a priori, de son état oscillant, à moins que la transmission directe de l’énergie de tranché en tranche puisse se faire autrement que par ondes élastiques.
- Mais ici se présente aussitôt une impossibilité, ou. plutôt une absurdité apparente, dont la solution nous donnera le mot de l’énigme. En effet, si nous appliquons à une tranche élémentaire de gaz et de poudre en combustion les résultats énumérés à l’instant, nous constatons avec stupeur que toute combustion, dans un canon, devrait s’achever en détonation, pour autant que la loi élémentaire de combustion fût effectivement représentée par :
- Ê = A^)p’>
- c’est-à-dire pour autant que la vitesse de combustion fût effectivement croissante avec la pression et avec la pression seule.
- (1) Nous nous excusons ici de ne pouvoir développer davantage la représentation réelle du transport de l’Énergie entre un fluide et un solide. Nous espérons pouvoir, un jour, revenir avec plus de détails sur ce sujèt capital.
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- Par exemple, si, au cours d’une progression régulière du projectile à partir de sa position de forcement, il survient un bref ralentissement dû à quelque obstacle local, une onde élastique de compression se forme au culot et voyagé vers la culasse à travers la masse en combustion, supposée par hypothèse en équilibre « moyen » de pressions. Cette onde irait en s’amortissant progressivement dans un milieu gazeux inerte ou absorbant; mais elle va, au contraire, en s’exagérant dans un milieu actif, surtout si, comme nous le supposons, chaque tranche élémentaire agit à la manière d’une charge contenue dans une bombe infiniment petite. Dans ce cas, en effet, le Ap de l’onde initiale est renforcé proportionnellement à sa valeur au passage de chaque tranche et il se produit ainsi une croissance exponentielle de ce A p au fur et à mesure de ses réflexions sans changement de signe sur culasse et culot. Nous assistons à l’amorçage d’une véritable onde explosive, amorçage qui sera complet et définitif au moment où, après un chemin suffisant, l’onde mécanique sera devenue onde de choc grâce à l’accélération supérieure de la crête et aura définitivement attaché à son char l’onde de combustion proprement dite, jusqu’alors voyageant par simple conductibilité, c’est-à-dire très lentement dans l’intérieur de chaque grain de poudre.
- C’est ainsi qu’un simple grain de sable, dans l’âme d’un canon quelconque, devrait toujours entraîner s$, ruine et son explosion s’il n’existait pas des causes d’amortissement des ondes positives, ou plutôt si la combustion obéissait réellement à la loi usuelle.
- Il est évident que les choses ne peuvent pas se passer de cette façon, sans quoi le gonflement des bouches à feu serait la règle au lieu d’être l’exception, et sans quoi toute combustion déflagrante en vase clos s’achèverait, dans la généralité des cas, en combustion détonnante, sous l’action des ondes positives de pression réfléchies par les parois solides.
- Il est évident, au contraire, que le phénomène élémentaire de combustion d’une charge de poudre n’est pas le résultat de Faction directe d’une pression mécanique, mais, bien plutôt de l’action directe de la chaleur rayonnée par l’ambiance et partiellement absorbée par cette charge. Bien entendu, la mise en liberté locale ou générale des gaz s’accompagne nécessairement d’un accroissement local ou général de pression^; mais celui-ci est la conséquence et non pas la cause du phénomène principal.
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- Ces véritables lois de la combustion déflagrante des poudres colloïdales ont déjà été soupçonnées par plusieurs, et, en particulier, par M. l’Ingénieur général, d’artillerie navale Bourgoin ; mais elles ne pouvaient être énoncées d’une façon précise tant que le mécanisme même des régimes réguliers des combustions gazeuses n’avait pas été complètement défini. Or, les derniers travaux deNüsselt, en Allemagne et surtout de MM. Crussard et Jouguet, en France, nous ont enfin donné cette définition ; il nous a alors été relativement aisé de construire une balistique intérieure, nouvelle, à la fois beaucoup plus générale et beaucoup plus proche des faits réels que l’ancienne.
- II est évidemment impossible d’en exposer ici tout le détail; d’ailleurs, notre objectif présent est seulement de déterminer la forme de la combustion, dans un gros canon, d’en trouver une représentation numérique suffisante pour des récurrences par similitudes directes ou indirectes, et enfin d’en déduire les modes de réalisation de la bouche à feu comportant les risques minimum d’insuccès ou d’accidents.
- Revenons donc encore une fois à la considération d’une flamme gazeuse en régime régulier, c’est-à-dire portée par un courant de gaz frais, de vitesse égale et contraire à ce que l’on appelle la vitesse d’inflammation. Gomment se présente cette onde stationnaire, entre — oo 00 de la veine gazeuse, supposée, par ailleurs, absolument isolée du monde extérieur au point de, vue thermique et mécanique, c’est-à-dire évoluant complètement suivant le mode adiabétique externe. (Gela ne veut pas dire, bien au contraire, qu’il n’y ait pas d’échanges intérieurs de tranche à tranche; et ce sont même ces échanges qui rendent possible l’existence des flammes défiagrantes).
- En progressant de — » vers le front d’inflammation, nous rencontrons ce que M. Crussard appelle si judicieusement la « pré-flamme » c’est-à-dire une région précédant les parties lumineuses de l’onde, et où les températures des tranches s’élèvent progressivement, non pas par l’effet de la convection ou de la compression mécanique, mais par l’effet de la transmission immatérielle de la chaleur rayonnée.
- C’est ici, nous le répétons, que réside la différence fondamen: taie entre Fonde explosive ou plus exactement Fonde des détonations et Fonde des flammes déflagrantes. Bans celles-ci intervient, comme on le voit, un transport d’énergie en dehors des liaisons matérielles ordinaires ; et c’est ce transport qui les rend
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- possibles, puisque s’il n’existait pas, la propagation ne pourrait se faire que par pure et simple compression mécanique, c’est-à-dire par le mode détonant.
- Une comparaison imaginée par M. Grussard montre bien la nature de cette différence originelle des deux modes de combustion, en même temps d’ailleurs, que leurs liaisons réciproques et, par suite, la possibilité d’un « aiguillage » vers la déflagration ou vers la détonation, pour une combustion à son début.
- Une flamme sur une veine gazeuse cylindrique, ou plutôt l’onde élastique spéciale qu’elle représente, est tout-à-fait analogue aux ondes purement élastiques et mécaniques qui se produisent dans un train de chemin de fer, lors de son démarrage ou lors de son arrêt, à condition de considérer une rame formée d’automotrices attelées les unes aux autres et susceptibles d’être manœuvrées par le conducteur de tête, absolument comme cela arrive dans les systèmes de contrôle multiple. i
- Supposons, d’abord, que notre conducteur n’agisse que sur l’automotrice de tête. Dans ce cas, l’ébranlement et l’accélération du train est produit uniquement par les ondes mécaniques qui émanent de son crochet d’attelage et qui, propagées, réparties et réfléchies dans toute la rame à l’aide des appareils de choc et de traction arrivent, finalement, à lui imprimer une vitesse à peu près homogène, mais au prix de chocs intérieurs parfois très violents et même destructeurs, si les attelages ne sont pas serrés, si les masses de véhicules ne sont pas identiques, etc.
- Supposons, maintenant, que notre homme agisse parallèlement et simultanément sur toutes les automotrices, ce qui lui est facile si l’onde électrodynamique de commande se propage beaucoup plus vite que Fonde mécanique transmise par les attelages. Or, celle-ci, avec les proportions habituelles de ces attelages et des masses des véhicules, a une célérité de 50 à 60 m secondes, tandis que Fonde électromagnétique, malgré les retards de toutes sortes causés par les selfs locales, les inerties des contactées, etc., a pratiquement une célérité de dix et vingt fois supérieure. Donc, notre conducteur peut réellement obtenir le démarrage complétée sa rame par démarrage parallèle de chaque unité et même à Vexclusion complète de toute onde mécanique entre véhicules, La chose est possible,, parce qu’il dispose d’un moyen de transport de l’énergie plus rapide que Fonda mécanique et parce que ce transport est réglé de manière homogène.
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- Eh Lien, une veine gazeuse en régime déflagrant régulier est l’analogue de la rame d’automotrices ; le transport de l’énergie dans la pré-flamme sé fait, en effet, en dehors des ondes mécaniques et par propagation quasi-immatérielle, c’est-à-dire par radiation. C’est pourquoi, nous le répétons, il est possible d’obtenir des flammes stables sans actions mécaniques sensibles, les variations de pression étant de l’ordre du dixième de millimètre d’eau. Si nous connaissions exactement les lois du rayonnement à travers les gaz, nous pourrions échafauder une théorie numérique complète des combustions déflagrantes, mais nous h’en avons pas actuellement le loisir et nous devons nous borner à notre objectif immédiat.
- Que deviennent ces constatations générales dans le cas où il ne s’agit plus de veinés gazeuses adiabatiques, mais de charges de poudre colloïdale en présence de leur gaz? Qu’est-ce, alors, que la pré-flamme, sorte d’onde immatérielle? Qu’est-ce que la flamme elle-même? Comment est-elle influencée par la géométrie du grain de poudre et par la constitution moléculaire de l’ambiance?
- Pour répondre à ces diverses questions, qui ne sont autres, d’ailleurs, que la base même de notre nouvelle balistique, suivons les phénomènes qui se produisent dans une bouche à feu à partir de l’allumage de la charge, supposé instantané et intégral. Il se crée ainsi une atmosphère lumineuse et assez chaude pour produire l’inflammation superficielle simultanée de tous les grains. C’est du moins là la forme la plus parfaite de l’allumage ; il est fort douteux qu’elle soit réalisée dans les circonstances usuelles et il est évident qu’elle l’est d’autant moins que la charge a des dimensions linéaires plus grandes : car le phénomène initial est ici»—.à-cause de l’opacité des grains de poudre — la diffusion des gaz chauds dans toute la masse de cette poudre, diffusion produite nécessairement par des pressions très faibles, sous peine d’amorcer non plus une déflagration mais une détonation. Ainsi ce premier aperçu montre le rôle capital de l’allumage sur l’histoire future d’une combustion de poudre. Mais passons, c’est-à-dire supposons-nous, faute de mieux, placés dans des conditions d’allumage parfaites.
- Voici les grains allumés par leur surface extérieure. Ils dégagent à la fois des gaz et des radiations, c’est-à-dire ils diffusent leur énergie potentielle à la fois par ondes mécaniques et par radiations lumineuses et calorifiques. Celles-ci, au total, sont
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- réfléchies par les parois de la chambre et restent ainsi confinées dans l’atmosphère de cette chambre dont elles élèvent la température et par conséquent la pression d’une manière progressive, tant que le projectile n’a pas bougé. La pré-flamme est ici, mélangée avec la flamme en ce sens que l’espace atteint par les radiations directes de la flamme est en même temps celui où les gaz incandescents libérés achèvent d’atteindre leur équilibre chimique instantané, en égard à leurs proportions moléculaires relatives.
- Ce langage peut paraître bien obscur, surtout pour la définition d’une flamme ; mais il ne peut acquérir quelque précision et quelque netteté que si l’on veut bien se rappeler ce que signifient exactement les mots : température et vitesse d’inflammation ; température et vitesse de réaction.
- Nous avons vu ce qu’était la pré-flamme. Celle-ci est suivie du front de flamme proprement dit, c’est-à-dire d’une tranche très mince dans laquelle la température passe brusquement de la température d’inflammation à celle de combustion, c’est-à-dire à celle qui résulte de la réaction chimique elle-même, plus ou moins complète et plus ou moins rapide, suivant les circonstances initiales. Mais, dans des cas moyens, analogues à ceux qui nous occupent, la réaction s’achève sur des longueurs extrêmement'réduites, c’est-à-dire de l’ordre du dixième de millimètre. Au contraire, dans le cas des combustions imparfaites, dues elles-mêmes à un mélange initial non moléculaire des corps agissants, la longueur de la flamme peut atteindre des décimètres ou même des mètres, comme dans certains de nos foyers industriels (fours Martin ordinaires).^
- Dans le cas des poudres colloïdales, où comburant et combustible forment, à priori, une mixture molécule à molécule, la longueur de la flamme va donc être d’ordre inférieur au milli^ mètre, tout au moins dans les débuts de la combustion. Mais si la flamme est très courte, par contre la post-flamme, c’est-à-dire les gaz ayant réagi et ayant conservé l’état incandescent, la post-flamme s’identifie avec le volume limité par le canon et le projectile. '
- Dès lors, nous en savons assez pour « comprendre » les phénomènes de combustion dans les canons ou dans la bombe. Ils sont caractérisés par l’action prédominante de la pré-flamme, ou si l’on veut, de ; la chaleur directement rayonnée par la flamme et qui forme rapidement une atmosphère gazeuse à tem-
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- pérature , très sensiblement» homogène, restant très sensiblement homogène en dehors des ondes mécaniques positives ou négatives qui la parcourent. Ges ondes ne sont plus que des fluctuations très vite amorties du milieu, lequel tend vers une forme d’équilibre fixe dans le cas de la bombe, lentement variable dans le cas du canon, en entendant par « lentement » une vitesse de variation petite vis-à-vis des vitesses de propagation par radiation. Ainsi, ce que l'on est convenu d’appeler les « ondes d’Hugoniot » n’ont d’influence marquée et sensible que dans les tout premiers instants de la combustion, alors que la température de l’atmosphère gazeuse n’est pas considérable, et dans les derniers instants de la propulsion du projectile, alors que les gaz, relativement refroidis, tendent à devenir obscurs et redeviennent ainsi de plus en plus sensibles aux ondes mécaniques seules.
- Mais dans la période décisive, celle du maximum de pression, l’homogénéité thermique de l’atmosphère gazeuse, qui assure sa stabilité statistique est d’autant meilleure que la masse totale de gaz libérée est plus considérable vis-à-vis du volume qui lui est offert; nos gros canons vont ainsi obéir mieux que les petits ou, tout au moins aussi bien, aux règles de notre balistique d’antan.
- G’est donc une grandeur physique étroitement liée à Y état thermique moyen des gaz (et même du mélange de gaz et de poudre) qui doit jouer le rôle jusqu’ici dévolu à la pression dans la loi élémentaire de combustion de notre nouvelle balistique. M. l’Ingénieur général Bourgoin avait cru trouver cette grandeur dans l’énergie calorifique totale du système ; mais il est évident, pour qui a réfléchi soigneusement à la forme des lois régissant les gaz naturels, que la grandeur physique seule susceptible de mesurer — à une constante près — l’état global d’une masse gazeuse est son entropie.
- Boltzmann a d’ailleurs démontré la signification exacte de
- calculée pqur un gaz : elle est égale, toujours à
- une constante près, au log. naturel de la probabilité statistique de cette masse, c’est-à-dire au log. naturel du nombre mesurant la probabilité de la forme de répartition des molécules de la masse, parmi toutes les répartitions possibles.
- L’eùtropie caractérise ainsi la figure ponctuelle à laquelle nous sommes convenus d’identifier un gaz dans une situation
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- quelconque ; il est d’ailleurs facile de vérifier qu’elle est indépendante de l’agitation moléculaire et qu’elle définit ainsi uniquement ce que l’on pourrait appeler l’architecture même de la masse gazeuse, aussi bien aux températures élevées qu’au zéro absolu.
- L’eutropie fait ainsi abstraction, non seulement de l’agitation moléculaire, mais aussi de l’énergie radiante, ou, en d’autres termes, de l’ionisation des masses incandescentes. Mais il est évident que, dans les formes de combustion asymptotiques que nous étudions, caractérisées par une homogénéité statistique du milieu matériel, on peut relier directement les échanges calorifiques par radiation directe à la densité ponctuelle du milieu, c’est-à-dire à son eutropie.
- Une image vulgaire fera très bien sentir la légimité de cette hypothèse. Si nous considérons une foule de personnes s’agitant sur une place publique, dans une nuit opaque, et si nous donnons des flambeaux à quelques-unes d’entre elles seulement, nos yeux ne percevront que des points lumineux isolés errant au hasard. Si, au contraire, chaque personne possède un flambeau allumé au même instant, nous aurons l’impression d’une luminosité homogène d’ensemble, indépendante des agitations intérieures de la foule et définie, par suite, uniquement par sa densité moyenne sur la place, abstraction faite de ses mouve-méuts et de la rapidité de ceux-ci. Telle est, exactement, dans le cas de poudres colloïdales réparties d’une manière homogène l’image des échanges intérieurs de radiations calorifiques. Ils peuvent être reliés directement à l’eutropie totale, et, pour une première approximation, par une expression de la forme :
- (s=/t)-
- Il serait trop long de développer ici, par le détail, les conséquences de cette loi élémentaire de combustion. Nous indiquerons simplement les résultats essentiels de la nouvelle balistique « thermodynamique », résultats qui s’obtiennent d’ailleurs avec une approximation très suffisante pour la pratique dû constructeur, à l’aide de simples constructions graphiques, effectuées sur le diagramme en (T, Sj. (Par exemple, ses constructions permettent de transformer très aisément un relevé en (P, t) effectué ou calculé sur la bombe, en diagramme (T, x) pour la bouche à feu) :
- 1° Les résultats numériques fournis par les diverses méthodes
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- anciennes de balistique intérieure n’ont aucune vérité absolue ; par ,contre, l’approximation qu’elles fournissent est d’autant plus satisfaisante (dans la bouche à feu) que la charge de poudre et les gaz qu’elle dégage conservent mieux au cours de la combustion leur homogénéité statistique de l’instant initial; '
- D’après ce que nous venons de voir, cela veut dire que les lois empiriques de la combustion peuvent représenter d’autant mieux la réalité que les actions de parois (sensibles) sont réduites au minimum, c’est-à-dire que le calibre est plus gros et la charge plus lourde vis-à-vis du projectile;
- 2° Il résulte de là que nos formules usuelles et en particulier vos similitudes balistiques sont d’autant plus satisfaisantes que l’on considère des familles de bouches à feu de plus en plus semblables aux super-canons ; elles sont, au contraire, d’autant moins satisfaisantes que l’on considère des familles de bouches à feu tirant à plus faibles charges, ou présentant des détentes exceptionnellement longues, ou encore des actions de parois spécialement intenses (en englobant dans ce terme aussi bien les actions thermiques de contact que les fuites ou toutes autres actions mécaniques) ;
- 3° L’hétérogénéité de la masse gazeuse propulsant un projectile est liée directement à son incandescence ou à sa luminosité moyenne. Lorsque celle-ci est nulle (air comprimé), la pression motrice au culot a bien réellement le régime oscillant défini par' les intégrales d’Hugoniot ; il existe ainsi des vitesses initiales limites à peine supérieures à 2 000 m secondes, même pour un projectile de masse nulle.
- Au contraire, lorsque les gaz propulseurs sont le siège de radiations intimes (t ;> 1000 degrés) l’hétérogénéité est sans cesse combattue et compensée pour sa plus grande part par le transport immatériel d’énergie ; la pression au culot a un régime presque identifiable avec la pression statique moyenne de la. masse; les vitesses initiales limites peuvent dépasser de beaucoup la valeur de 2 000 m secondes, au prix, il est vrai, d’un mauvais rendement thermodynamique.
- Ainsi, l’analyse des combustions en général, vient de nous donner non seulement les solutions des canons T. L. P., mais encore une conception d’ensemble exacte et précise de nos flammes industrielles, en même temps que des divers phénomènes où la combustion, sous pression ou non, joue un rôle
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- fondamental. Sans doute, notre analyse n’est pas complète ; elle ne donne, pour ainsi parler, que les contours-limites ; il nous reste encore à prévoir les lois du rayonnement, c’est-à-dire du transport de l’énergie | par le bombardement électronique. Mais, malgré l’état naissant de la physique électronique nous pouvons déjà prévoir tout un ensemble de résultats en utilisant nos connaissances en matière de dynamique des gaz ; c’est en particulier, une extrapolation de la théorie cinétique qui peut donner directement une image fidèle de l’équilibre électronique moyen autour d’une surface incandescènte dans le vide absolu. En un mot, si nous n'en savons pas encore assez pour fixer les détails intimes de l’ionisation des flammes et du mécanisme même de la radiation, nous sommes très suffisamment renseignés pour fixer les contours d’ensemble de toutes nos flammes balistiques et industrielles et pour agir sur .elles en connaissance de cause.
- Ce n’est pas tout encore. La connaissance des équilibres statistiques gazeux pour très fortes pressions est/ peut-on dire, à la base de l’astrophysique et de la géophysique, car il n’est plus permis de douter que notre soleil et avec lui la grande majorité des étoiles, ne soient des bulles de gaz incandescentes, mais condensées sous très fortes fortes pressions par la gravité, c’est-à-dire l’équivalent physique du gaz contenu, soit dans nos bombes, soit dans nos super-canons. D’autre part, il n’est pas douteux non. plus que notre terre ne soit qu’un soleil encroûté, mais dont la croûte paraît, au premier abord, bien mince pour une bombe calorimétrique : elle n’atteint certainement pas 60 km d’épaisseur pour 6000 km de rayon de la charge. On hésite donc toujours à admettre cette existence d’un noyau central de gaz incandescents, tant à cause de la pellicule si mince qui semble incapable de s’opposer à des détonations dont les protubérances solaires nous donnent une idée, qu’à cause de la densité si élevée de notre planète. Mais nos études sur les flammes trouvent ici. une vérification pour le moins inattendue ;
- En effet, les diagrammes enregistrés par les séismographes perfectionnés de Gôttingen et de Strasbourg nous montrent, sans conteste possible, que chaque tremblement de terre donne naissance à des ondes élastiques voyageant d’antipode à antipode et traversant ainsi la masse centrale avec une célérité permettant de connaître sa rigidité. Cette régidité est supérieure à celle de l’acier, c’est-à-dire caractérise un état gazeux moyen
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- 650 l’évolution et les progrès de la mécanique appliquée
- tout-à-fait du même ordre que celui des gaz libérés par une combustion détonante. Nous avons donc, dans notre planète, une image très agrandie . d’une bombe calorimétrique, où la résistance des parois est remplacée par la gravitation, ce qui, au fond, revient exactement à la même chose. C’est-à-dire que nos théories de physico-chimie des gaz incandescents à très haute pression doivent, à peine de nullité, se vérifier fidèlement en géophysique.
- Il serait trop long d’indiquer ici les vérifications diverses dès maintenant possibles. Notre but est atteint, puisque nous avons montré la généralité des études faites à propos des canons T.L.P et les conséquences infinies qu’elles auront dans l’avenir de notre science et de notre industrie.
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- NOTE
- SUR
- LA MÉTALLURGIE EN CHINE
- - : PAR
- JM. Louis REIX
- CH Et’ Dlî LA TRACTION ET DU MATÉRIEL DES CHEMINS DE FER DU LUNGHAÏ ET DU PIENLO (CHINE) (1)
- RÉSUMÉ
- PAR
- M. Léon GUILLET
- Notre collègue, M. Louis Reix, nous a adressé de Chine une Note sur la situation métallurgique dont il est intéressant de faire quelques extraits.
- En somme, l’industrie minière et métallurgique n’est représentée en Chine que par une seule Société, «The Hun-Yeh-Ping Ifon and Coal, Limited ». Son capital est de 60 millions de dollars. Elle possède les mines de charbon de Pinghsieng, les mines de fer de Tayeh, les usines de Hanyang.
- Les mines de charbon occupent 5 000 ouvriers ; elles produisent du coke. D’après les résultats donnés par M. Reix, la valeur de ses produits est assez élevée ; mais la production n’est pas indiquée. .
- Les mines de fer contiennent des hématites rouges, renfermant de 65 à 74 0/0 de Fe203, avec 5 à"L2 0/0 de silice et de 0,5 à 9 0/0 de chaux ; c’est un produit d’excellente qualité. D’ailleurs, des mines voisines fournissent la castine nécessaire au traitement, ainsi que la dolomie.
- Les usines de Hanyang,'édifiées dans la ville du même nom, qui comporte 920 000 habitants, sont situées à 1100 lun de la mer. Elles furent construites en 1888 et améliorées continuellement. La superficie des usines est de 175 ha; 2000 ouvriers et employés et 3 000 coolies y travaillent.
- Elles comprennent : ^
- Quatre hauts fourneaux, dont deux produisant chacun 100 t de fonte par vingt-quatre heures et deux dé 250 t.
- (1) Mémoire in exiemo déposé à la Bibliothèque de la Société sous le n° 51.123.
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- LA MÉTALLURGIE EN CHINE
- Deux nouveaux hauts fourneaux produisant 4001 de fonte par vingt-quatre heures vont être mis incessamment en marche.
- Les premiers ont une hauteur de 18 m, un diamètre au ventre de 4,88 m, au gueulard de 4,27 m et au creuset 2,4 m.
- Les seconds ont une hauteur de 20,45 m, un diamètre au ventre de 6,60 m, au gueulard de 4,79 m et au creuset de 2,02 m.
- Les premiers ont une capacité de 246 m3 ; les seconds de 477 m3.
- Le rendement des lits de fusion est de 33 et 36 0/0.
- La force motrice comprend : une soufflante de 350 ch, une de 250 ch et trois de 150 ch ; deux turbines de 500 ch.
- La température du vent soufflé est de 455 degrés pour les premiers types de fours, de 720 degrés pour les seconds.
- La pression normale de soufflage est de 25 et 28 cm de mercure.
- On consomme par tonne de fonte 460 et 515 kg de castine, 1100 et 1000 de coke.
- GO2
- La valeur du rapport ^ est de 0,370 et 0,416.
- La fonte produite a généralement pour composition :
- G total = 3,3 ; Si = 1,2 ; P = 0,12 ; S = 0,08 ; Mn = 1,9 ;
- As == 0,08; Gu = 0,01.
- Elle est partiellement transformée sur place en acier ; d’importantes expéditions sont faites pour le Japon ; enfin, de petites fonderies chinoises en achètent des quantités notables.
- Sept fours Martin basiques, d’une capacité de 30 t; permettent la transformation d’une partie de la fonte. Ils sont pourvus d’un mélangeur de 150 t.
- Les récupérateurs ont une longueur de 4 m, une hauteur de 3 m ; la largeur est de 2,50 m pour les chambres à air, de 3 m pour les chambres à gaz. -
- Les charges sont généralement composées ainsi :
- Fonte: 14 t; vieux rails et éclisses, 8 t; riblons et rognures, 8 t.
- Ferro-manganèse 0,5 t avec une addition de 30 0/0 du poids de la fonte de minerai riche.
- La consommation de houille atteint 500 à 600 kg à la tonne d’acier.
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- LA MÉTALLURGIE EN CHINE
- 653
- La production varie de 240 à 270 t par vingt-quatre heures.
- L’installation est complétée par les appareils de laminage : un blooming réversible de 1 016 m (longueur de table : 2 490 m), avec levée de 500 m, commandé par une machine de 7 500 ; sa capacité de production est de 1 000 t par douze heures.
- Des trains à rails (diarn. : 800 m), à billettes et à tôles, trois paires de cages (diamètre des cylindres 770 mm, longueur de table 2,50 m) et une série de petits trains complètent l’installation.
- Une fonderie avec cubilots, des ateliers de modelage, de réparations, une briqueterie forment des services secondaires.
- La production annuelle de l’usine atteint en moyenne :
- Fonte
- Rails . . 51.000 —
- Éclisses . 4.000 —
- Aciers marchands. . . . . . 4.000 —
- Tôles . . . . 1.000 —
- Moulages d’acier . . . . . . 1.000
- En terminant sa Note, M. Reix remarque que la Société dont il a décrit les installations ne fait aucun bénéfice, et que même, chaque année, le bilan se solde par des pertes s’élevant à plusieurs millions de dollars. Gela serait dû, d’après l’auteur, à une incompétence réelle de la direction et des chefs de service, ainsi qu’à la paresse et à l’ignorance du personnel subalterne.
- Seul le personnel ouvrier est capable, mais il est mal dirigé.
- DISTILLATION DU GOUDRON
- Notre Collègue, M. Charles Baron, Député, a eu, en sa qualité d’ingénieur militaire des poudres, l’occasion de faire, en 1914, à la poudrerie de Saint-Chamas, un travail sur les fractionnements de distillation des goudrons. II en a résumé la marche dans un tableau intéressant que nous reproduisons ci-contre :
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- 6o4
- DISTILLATION DES GOUDRONS
- DISTILLATION DES GOUDRONS
- TABLEAU RÉSUMÉ DE LA DISTILLATION DES GOUDRONS
- par Charles Baron, Ingénieur militaire des Poudres.
- PREMIÈRE DISTILLATION
- I. HUILES LÉGÈRES . .
- II. HUILES MOYENNES
- III. HUILES LOURDES
- C’est la fraction qui passe depuis le commencement de la distillation jusqu’à une densité de d = 0,950. Ces huiles sont redistillées de suite et donnent.
- DEUXIEME
- (1) Benzol brut I (léger)
- (2) Benzol brut II (lourd),
- (3) Huiles carboliques.
- Ces huiles passent depuis *£=0,950 i jusqu’à d = 1,035 (huiles phé-I noliques). Ces huiles redistil-. lées de suite donnent ....
- Ces huiles passent depuis d—1,03 | à d —1,065 et sont redistillées et donnent....................
- (2) Benzol brut II (lourd) .
- (3) Huiles carboliques. j
- (4) Huiles de naphtaline I. . . f j(Un résidu qui est versé auxf
- huiles lourdes) (ci-dessous\
- III) ...........
- (3) Huiles carboliques. . . .
- (4) Huiles de naphtaline I. . i (5) Huiles naphtaline II. . . . l(Un résidu versé aux huiles
- antbracéniques) (ci-dessous
- IV) .......................
- IV. HUILES ANTBRACÉNIQUES
- Ces huiles passent depuis une densité d —1,065 jusqu’à la fin de la distillation. Des huiles, on laisse recristalliser l’anthra-cène, les huiles mères peuvent retourner aux • huiles lourdes ou être utilisées pour la fabrication du goudron synthétique
- V. B RAI.
- DISTILLATION
- S 1
- i C'est la fraction qui passe jusqu’à 135° ou jusqu’à une densité de 0.89... . . .
- [C'est la fraction qui passe de 135°
- I à 165°ou de d=0,89 à d=0,95.
- i
- C'est la fraction qui passe de 165° à 195°-200e (elle contient des, phénols et de la naphtaline).! De ces huiles on extrait par refroidissement de la naphta-.( line et par traitement spécial le phénol................
- TRAITEMENT FINAL
- / Ces deux fractions sont lavées à la soude diluée pour l’élimination des phénols, puis) à l’acide dilué, enfin à l’acide sulfurique concentré, puis àj une solution alcaline faible’ et enfin redistillées . . .
- *<
- Ces huilés passent de 200° à 230°, soit jusqu’à une densité de 1,025. De ces huiles, on extrait par refroidissement de la naphtaline pure. Les huiles mères sont les huiles de commerce .
- Ces huiles passent à la distillation de 230 à 280. Ces huiles sont traitées comme l’huile de naphtaline I et donnent . . .
- TRODUITS FINAUX
- Benzols et toluols dn commerce.
- Naphtaline pure.
- Ces huiles traitées par la liqueur de soude donnent du j phénate de soude qui, aci-/*,. . .
- difié, donne des phénols etf Phénols, cresols. des crésols, puis un résidu VBenzols bruts I et II. huileux qui, Javé à l’acide f jjujje (je iavage pour benzols et redistille, donne des ben-l zols bruts et l’huile de lavage \ pour cokeries
- ( Naphtaline fpure.
- ( Huile carbolique du corn merce.
- Naphtaline impure pour noir de fumée.
- Huiles créosotées du commerce.
- ^ Anthracène brut.
- Huiles pour la fabrication du goudron.
- Brai.
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- FÉDÉRATION
- DES
- SOCIÉTÉS D’INGÉNIEURS AMÉRICAINS
- En juin dernier a été créée, aux États-Unis, une Fédération Américaine des Sociétés d’ingénieurs.
- Nous croyons intéressant de donner une analyse succincte des documents parus à cette occasion et que l’on peut trouver à la Bibliothèque (1).
- Rappelons à ce sujet que le Comité s’est, à diverses reprises, préoccupé de cette même question, entre autre sous la Présidence de M. Dumont en 1899, de M. Barbet en 1909 et de M. Bergeron en 1910.
- COMPTE RENDU
- DE L’ASSEMBLÉE CONSTITUTIVE
- DE LA FÉDÉRATION DES SOCIÉTÉS D'INGÉNIEURS AMÉRICAINS
- à Washington, 3 et 4 juin 1920.
- “ LES INGÉNIEURS S’UNISSENT”
- EXTRAITS ET RAPPORTS DE LA PRESSE TECHNIQUE
- PUBLIÉS PAR LA SOCIÉTÉ Mc GRAW-HiLL
- ANALYSE
- PAR
- ]\x. K. HARLB
- Cette brochure contient les extraits et publications faits dans les journaux industriels et les Revues des Sociétés d’ingénieurs américains. Elle a été faite, à la demande du Comité de l’Assemblée, par la Société Mc Graw-Hill.
- Les auteurs de chacun des articles ont assisté à cette Assem-
- (1) Engineers Unité. brochure in-4, 64 pages avec photographies. Don de Mc Graw-Hill Company, enregistrée sous le numéro 151.245. Séance du 14 janvier 1921.
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- FÉDÉRATION DES SOCIÉTÉS D’INGÉNIEURS AMÉRICAINS 657
- blée, et en ont rendu compte en ce qui concerne le champ d’action de leur Revue ou .Tournai.
- La brochure donne ainsi un aperçu complet de ce qui s’est passé à cette Assemblée, et des opinions des auteurs des articles. Les journaux et revues cités sont les suivants :
- Publications des Sociétés :
- Mining and Metallurgy,
- Mechanical Engineering,
- Engineering Education,
- The professional Engineer,
- The Journal of the American Institute of Electrical Engineers,
- The Journal of the American Institute of Architects.
- Journaux techniques et industriels :
- The American Architect,
- Iron Trade Review,
- Machinerv,
- Iron Age,
- Engineering and Contracting,
- Industrial Management,
- Power Plant Engineering,
- Railway Age,
- Automotive Industries,
- Engineering World..
- Engineering News-Record,
- Electrical World,
- American Machinist,
- Chemical and Metallurgical Engineering,
- Engineering and Mining Journal.
- Power,
- Coal Age,
- Electric Railway Journal,
- Ingeniera Internacional,
- Journal of Electricity.
- Il ressort de ces différents articles que cette Fédération est issue des travaux d’un Comité réunissant déjà différentes Sociétés d’ingénieurs, et qu’elle a réuni les délégués de plus de soixante-quinze Sociétés, représentant cent vingt-cinq mille membres répartis dans les États-Unis.
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- FÉDÉRATION DES SOCIÉTÉS D’iNGÉNIEURS AMÉRICAINS
- Elle a eu lieu au Club Cosmos, à Washington, et constitue, d’après les journaux américains, la plus grande Société du monde.
- . Son objet est de grouper les Sociétés d’ingénieurs pour tout ce qui concerne les questions d’intérêt général, les questions nationales, et d’attirer l’attention du public sur les connaissances et l’expérience de leurs membres,
- Le titre adopté est le suivant :
- « Federated American Engineering Socîeties »,
- que l’on peut traduire par « Fédération des Sociétés d’ingénieurs Américains ».
- La direction est assurée par un Conseil de trente membres, qui doit coordonner l’activité des Conseils locaux, en tant qu’elle est conforme aux intérêts généraux de la nation et des Ingénieurs.
- Les différents comptes rendus des débats qui ont eu lieu font ressortir en premier lieu les discussions relatives à l’objet principal de la Société, c’est-à-dire la subordination des intérêts particuliers à l’intérêt général. L’Association des Ingénieurs Américains, puissante Société présente à cette Assemblée, avait exprimé le vœu que l’un des objets de la Fédération fût de défendre les intérêts des Ingénieurs. Finalement, elle se rangea à l’avis de la majorité, et c’est ainsi que fut adoptée la principale résolution, à savoir que cette Fédération a pour but de faire progresser le bien-être public en tous les points qui concernent la science des Ingénieurs, et de travailler les questions d’intérêt général concernant leur profession.
- Une deuxième résolution, déclarant que^cette Fédération doit être une organisation de Sociétés et de leurs filiales, et non point une association d’individus, fut également combattue par l’Association des Ingénieurs Américains qui, finalement, abandonna son point de vue.
- Le reste des débats se rapporte à l’organisation intérieure de la Société, ainsi qu’à l’organisation du Comité de direction qui comprend, comme nous l’avons vu plus haut, trente membres, (dont fait partie) le Conseil National des Ingénieurs, composé des délégués des Sociétés affiliées, et possédant un président, quatre vice-présidents et un trésorier.
- Le nombre de membres est complété par des représentants des Sociétés affiliées.
- Les ressources de la Fédération proviennent d’une cotisation
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- FÉDÉRATION DES SOCIÉTÉS D’iNGÉNIEURS AMÉRICAINS
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- versée par chaque Société, suivant certaines règles proportionnelles au nombre de ses membres.
- Il est à remarquer que la présidence de cette Assemblée a été confiée à M. Cal vert Townley, Président de l’Association des Ingénieurs Américains, dont l’impartialité dans la conduite de la discussion a permis le vote des importantes résolutions rappelées plus haut.
- Les préparatifs de l’Assemblée avaient été faits par le Joint Committee, présidé par M. L. Humphrey. Ce sont les travaux de ce Comité qui ont fourni les bases de la discussion des statuts.
- On ne peut que féliciter les Ingénieurs Américains de s’être ainsi unis pour régler en commun les questions d’intérêt général, et cela d’une façon qui appelle l’attention du public sur l’activité et l’importance de leur rôle dans la civilisation moderne. Puisse cet exemple être suivi en Europe, particulièrement dans notre pays.
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- RAPPORTS
- DE LA COMMISSION PERMANENTE
- DE STANDARDISATION
- SUR UNIFICATION DIS CAHIERS DES CHARGES FRANÇAIS ET DES MÉTHODES D’ESSAIS
- La Commission permanente de Standardisation a rédigé un certain nombre de rapports fort importants, et le Bureau de la Société a pensé qu’il était intéressant de publier dans le Bulletin quelques-uns de ces rapports. C’est ainsi que l’on trouvera dans le présent Bulletin : les Cahiers des charges et les Méthodes d’essais relatifs aux Bois et le Recueil des Méthodes d’essais mécaniques.
- CAHIERS DES CHARGES UNIFIÉS FRANÇAIS
- RELATIFS AUX BOIS
- PRINCIPES, NOMENCLATURE ET MÉTHODES D’ESSAIS] ^
- La Se Section (1), chargée de l’unification des Cahiers des charges relatifs aux bois*, a été amenée à constater, dès sa première séance, que les Cahiers des charges actuellement établis pour les fournitures de bois étaient, dans l’immense majorité des cas, très imparfaits ; les conditions de réception sont généralement des plus vagues, les circonstances de la fourniture sont libellées d’une manière imprécise. Cette imperfection des Cahiers des charges est la conséquence non rpas seulement de l’insuffisance des connaissances existant au sujet du bois, mais surtout de l’insuffisante diffusion Aie ces connaissances dans les milieux techniques. .
- (1) La 5e section (Bois) était composée de MM. F. Cellerier, président, Leddet, Mar-guin, Despret, Borderel, Darras, Commandant Monnin, Commandant Guinier, rapporteur. Pour ses travaux, elle a fait, en outre, appel à la collaboration de MM. H. Le Châtelier, Mangin, Lecomte, membres de l’Institut, Bouteville, Guillet, Commandant Bertin, Capitaine Raulin, Sabatier, Soulié.
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION 661
- L’étude du bois, en tant que matière première, est, en effet, relativement peu avancée. Gela tient, peut-être, à ce que le bois, à la différence des autres matériaux de construction, n’est pas un produit fabriqué ou une matière minérale de composition relativement constante, mais une partie constituante d’un être vivant, un ensemble de tissus élaborés par l’arbre : toutes les circonstances, si variées, de la vie de l’arbre ont leur retentissement sur la formation du bois, qui acquiert de ce fait une infinie complexité. Si, pour la structure même du bois, ses anomalies, ses altérations, l’étude botanique est faite, au moins dans ses grandes lignes, ces notions n’ont pas franchi un cercle scientique très restreint.
- En ce qui concerne ses propriétés mécaniques et ses applications industrielles, des essais ont été faits depuis assez longtemps : au cours de ses derniers Congrès, l’Association Internationale pour l’essai des matériaux a eu à enregistrer un certain nombre de communications relatives aux bois. Mais, à vrai dire, ce ne sont là que des travaux fragmentaires. Il est vraiment surprenant d’avoir à constater qu’à l’heure actuelle il n’existe pas, pour les bois d’Europe, de données quelque peu précises et complètes sur les propriétés comparées des divers bois. Aux États-Unis seulement, des études systématiques des propriétés mécaniques des bois américains ont été entreprises depuis déjà longtemps et sont poursuivies dans les laboratoires du Forest Service. D’ailleurs, bien des critiques de détail seraient à faire à la plupart de ces études mécaniques relatives au bois : la principale est que les auteurs ont trop souvent appliqué les méthodes en usage pour l’essai des métaux et ont trop volontiers établi une similitude entre ces matériaux foncièrement différents. Le résultat est que l’on a abouti le plus 'souvent à des résultats disparates. La conclusion de certains longs travaux est qu’il n’y a pas moyen de fixer de règle uniforme pour l’appréciation des propriétés mécaniques des bois, et qu’il manque une méthode qui puisse servir de guide sûr à l’Architecte et à l’Ingénieur.
- Si l’étude scientifique des bois est encore imparfaite et trop négligée, les connaissances pratiques, répandues dans les milieux commerciaux et industriels, relativement à cette matière première, sont rudimentaires. Le commerce et l’industrie des bois, on peut le dire, ne connaissent pas la matière qui est leur raison d’être, et se transmettent une série de notions tradition-
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- 662 RAPPORTS RE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- nelles, mais aussi de préjugés et de confusions que l’on retrouve constamment. D’autre part, dans l’éducation des Architectes et des Ingénieurs, l’étude du bois est négligée. Les aide-mémoires et formulaires en usage ne fournissent que quelques chiffres relatifs à des bois très mal définis, essayés dans des conditions mal déterminées, et ce sont ces chiffres que l’on introduit dans les calculs de résistance des matériaux. L’emploi industriel des bois est, en somme, basé chez nous uniquement sur une tradition séculaire et il ne semble pas que l’on éprouve le besoin de chercher autre chose. Si les Américains ont été des novateurs dans l’étude des bois, c’est peut-être précisément parce que cette tradition leur manquait et que, dans un pays où les ressources forestières sont immenses, ils ont dû employer des bois inconnus à des uages inédits. '
- La guerre a amené en France quelques changements au point de. vue de l’étude et de l’emploi des bois. Pour la construction des avions, on a été amené à utiliser le bois à des usages où on lui demande le maximum de qualités, et on a dû s’entourer de garanties rigoureuses dans son choix. Les difficultés d’importation de bois d’outre-mer ont amené à rechercher, en .France, ceux qui étaient nécessaires. On a été conduit ainsi à faire une étude méthodique du bois et à reprendre la question dès la base. Dans le domaine de la pratique, les difficultés d’approvisionnement ont obligé parfois les industriels à. se départir de leurs habitudes, à utiliser des bois qu’ils négligeaient systématiquement ^et qu’ils ont appris à apprécier.
- Mais la guerre a eu aussi comme conséquence la reconstruction des régions dévastées. La nécessité d’employer de grandes quantités de bois, devenu maintenant plus rare et coûteux, fait un devoir de pousser le plus possible à l’économie et de l’employer au mieux de ses qualités. A ce point de vue, on ressent la nécessité de Cahiers des charges rationnellement établis.
- Ayant envisagé les difficultés, mais aussi l’importance de la tâche, la 5e Section a pris la décision de travailler à mettre les Cahiers des charges relatifs aux bois au niveau de ceux qui concernent les autres matériaux de. construction, et notamment les produits métallurgiques, et d’y introduire immédiatement la précision scientifique nécessaire. Elle ne se dissimule pas la complication de ce travail et la peine que l’on pourra éprouver, au début, à appliquer intégralement ces Cahiers des charges.
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION 663
- Mais il a paru indispensable de poser des principes qui paraissent indiscutables et de répandre ainsi des idées dont la mise en application s’impose. Si les connaissances acquises sont encore insuffisantes pour arriver au degré voulu de précision, ces Cahiers des charges constitueront des esquisses que l’on pourra perfectionner. Pour l’usage courant, il sera d’ailleurs possible, si on le juge nécessaire, de n’appliquer que progressivement les diverses clauses qui y sont indiquées.
- Le premier devoir de la Section a été d'établir les principes sur lesquels reposent les nouveaux Cahiers des charges. Ces principes étant arrêtés, il a paru indispensable de donner, so-us une forme résumée, la définition des caractéristiques que doivent présenter les bois et de justifier les méthodes indiquées.
- Pour les caractéristiques technologiques, la Section a tenu à introduire dans les Cahiers des charges l’usage des dénominations uniformes et précises du bois, en mentionnant le nom scientifique de l’arbre qui le produit, de façon qu’il ne puisse y avoir de doute sur son identité. De même, il a paru utile de préciser les questions de. provenance et de qualité, et, à ce dernier point de vue, de remplacer la nomenclature imprécise et variable, qui a cours dans le commerce et qui se retrouve dans les Cahiers des charges actuels, par une nomenclature nette des défauts et altérations du bois.
- Pour les caractéristiques physiques et mécaniques, la Section a pris connaissance des travaux, discutés dans les Congrès ou publiés sur la question, de ceux effectués au Laboratoire d’essais du Conservatoire national des Arts et Métiers et au Laboratoire de la Section technique de l’Aéronautique, et elle s’est arrêtée à des méthodes d’essais et à des principes d’appréciation du bois qui ont été consacrés par l’expérience. Elle considère qu’il y a intérêt majeur à ce que ces méthodes d’essais se répandent. En outre, il serait utile que certains essais, comme l’essai au choc, qui constitue une innovation en la matière, fassent l’objet de nombreuses expériences, en vue de leur adoption courante pour la caractérisation rapide des bois sur un chantier ou dans un atelier.
- D’autre part, il a paru nécessaire de donner des caractéristiques numériques des bois, permettant l’établissement de catégories au point de vue des propriétés soit physiques, soit mécaniques. De la sorte, et bien que l’étude de ces caractéris-
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- 664 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- tiques soit encore incomplète, on facilitera l’emploi de bois à des usages où ils travaillent près de leur limite de résistance, et on pourra ainsi éviter, dans certains cas, de les écarter d’emplois intéressants.
- Pour établir un plan commun à tous ces Cahiers des charges, on s’est inspiré à la fois des Cahiers des charges unifiés déjà rédigés pour les produits métallurgiques, et des Cahiers des charges les plus complets déjà existants pour le bois, tels que ceux établis par diverses Compagnies de Chemins de fer. Les dispositions arrêtées pour les produits métallurgiques ne sont naturellement pas strictement applicables au bois. En particulier, il a été nécessaire de donner aux caractères extérieurs, qui constituent pour le bois les caractéristiques technologiques, une part qui n’a pas de raison .d’être pour les métaux que l’on ne juge guère que d’après leurs propriétés mécaniques; la part afférente aux essais, au contraire, a été réduite proportionnellement. Pour la réception des bois, on s’est rapproché des usages commerciaux habituels.
- Enfin, à titre d’exemple, on a rédigé trois Cahiers des charges type, l’un relatif aux Bois de charpente, l’autre aux Bois de menuiserie, le troisième aux Pavés de bois.
- Le travail ainsi fait par la 5e Section est un travail en quelque sorte préparatoire. Pour le mettre au point, il sera nécessaire de mettre à l’essai les Cahiers des charges rédigés, de les soumettre aux Ingénieurs ou Architectes appelés à les appliquer, comme aux entrepreneurs ou négociants en bois qui doivent s’y conformer ; de recueillir leurs appréciations et de voir sur quels points de détail des modifications seraient avantageusement apportées. La rédaction de ces Cahiers des charges ne pourra d’ailleurs être définitive, et leur application ne pourra être, ainsi qu’il a été dit, intégrale, que le jour où nos connaissances sur les propriétés des bois seront plus complètes et où nous serons en mesure de fournir, pour les différents bois indigènes ou d’importation, des indications précises sur leurs propriétés physiques et mécaniques et les résultats que l’on peut leur demander à l’usage. Mais, dès à présent, ces Cahiers des charges, tels qu’ils sont, noüs paraissent marquer un progrès considérable sur ceux auxquels ils seront substitués.
- Les résultats, ci-joints, des travaux de la Section ont été rédigés par M. le Commandant Guinier, chargé de cours à l’École
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- RAPPORTS 1)E LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION G65
- nationale des Eaux et Forêts, dont la haute compétence sur les caractéristiques technologiques des bois a été particulièrement utile à la Commission. Les méthodes d’essais physiques et mécaniques ont été particulièrement étudiées par M. le Commandant Monnin, attaché à la Section technique de l’Aéronautique, et par M. Sabatié, chef des essais mécaniques au Laboratoire d’essais du Conservatoire national des Arts et Métiers.
- Le Président de la 5e Section,
- F. CELLERIER,
- Directeur du Laboratoire d’essais du Conservatoire national des Arts et Métiers.
- PRINCIPES DE L’ÉTABLISSEMENT DES CAHIERS DES CHARGES UNIFIÉS FRANÇAIS
- DÉFINITIONS DES CARACTÉRISTIQUES QUE DOIVENT PRÉSENTER LES BOIS. — MÉTHODES D’ESSAIS
- I
- CARACTÉRISTIQUES TECHNOLOGIQUES
- Le bois diffère des autres matériaux de construction en ce qu’il est organisé : c’est un ensemble de tissus faisant partie du corps d’un être vivant, l’arbre.
- Tout cahier des charges relatif au bois doit donc tenir compte -des particularités d’organisation, c’est-à-dire de la structure du bois, des modifications qu’elle peut présenter soit pour des causes naturelles soit en raison du traitement auquel a été soumis le bois. L’ensemble constitue les caractéristiques technologiques du bois. Ces caractéristiques technologiques doivent être nettement définies d’après les données ci-après exposées :
- 1° Nature du bois.
- Pour une espèce d’arbre, une essence donnée, le bois est toujours constitué par des cellules de même nature, groupées de la même façon. Donc, en raison de sa structure, dont les caractères
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- généraux sont constants, le bois de chaque espèce possède des propriétés spécifiques constantes. D’autre part, il sera toujours possible de reconnaître la nature d’un bois, de l’identifier par l’examen de sa structure.
- Les divers bois sont affectés à des usages déterminés surtout en raison de leurs propriétés spécifiques. Il est donc indispensable de bien fixer l’essence du bois à employer de telle façon qu’il ne puisse y avoir contestation sur son identité. Or, les dénominations commerciales des bois prêtent souvent à ambiguïté. On confond sous le même nom, sapin par exemple, des bois d’aspect analogue, mais d’espèce différente, donc de propriété spécifiques distinctes. De plus, ces dénominations peuvent varier non seulement d’un pays à l’autre, mais même suivant les régions. Il est logique de dénommer le bois par le nom de l’arbre qui le produit, et, afin de parer à toute confusion, on indiquera comme référence le nom scientifique de cét arbre, nom latin identifiant l’espèce. Gette méthode est adoptée aux Etats-Unis, où les noms scientifiques figurent non seulement sur les cahiers des charges mais aussi dans les documents commerciaux. Elle doit être généralisée.
- Donc, un bois sera toujours désigné par le nom de l’arbre qui le produit, le nom scientifique de cet arbre étant indiqué, de telle sorte qu il ne puisse y avoir contestation sur l’identité botanique du bois à employer quelle que soit la dénomination sous laquelle il est présenté.
- Il est d’aileurs entendu que dans le cas où l’emploi exclusif du bois d’une essence donnée ne sera pas indispensable, on admettra concurremment les bois d’un plus ou moins grand nombre d’essences nominativement désignées.
- Pour permettre l’application de cette règle, il est commode de s’appuyer sur une nomenclature type donnant en même temps que les noms commerciaux, la dénomination normale, nom-type à adopter, et le nom scientifique des arbres.
- Pour les bois d’Europe (bois de France ou bois d’importation) l’établissement de cette nomenclature est facile. (Voir tableau 1.)
- Pour les bois des États-Unis, on se référera aux publications du Forest Service. Les dénominations des principaux bois des États-Unis figurent au tableau IL
- Pour les bois des colonies, au fur et à mesure de leur introduction sur le marché, pour des emplois courants, on adoptera la dénomination normale fixée, conformément aux principes énoncés dans les procès-verbaux du Congrès du Génie Civil
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- de 1918. A titre d’exemple, les tableaux 111 et IV donnent la. nomenclature des principales essences de la Côte d’ivoire et du Gabon utilisables pour la construction.
- 2° Caractères particuliers du bois.
- A égalité d’essence, le bois présente des caractères particuliers, c’est-à-dire des variations secondaires de structure qui entraînent de notables modifications dans ses propriétés. Ces variations sont dues :
- 1° Pour une part, à des circonstances individuelles, spéciales à chaque arbre ; parmi ces circonstances on ne peut guère tenir compte, dans un cahier des charges, que de Y âge de l’arbre. Ceci est surtout important chez les essences où les parties âgées du bois sont transformées en bois parfait, parfois aussi appelé bois de cœur, différent de Y aubier ; ,
- 2H Principalement, aux conditions dans lesquelles croît l’arbre. Les conditions de vie, en modifiant la nutrition de l’arbre, influent en effet :
- a) Sur la quantité de bois formée annuellement, c’est-à-dire sur l’épaisseur des couches ou accroissements annuels ;
- b) Sur les dimensions et l’épaisseur relative des parois descellules et spécialement, dans une même couche, sur la propor-
- tion de bois de printemps et de bois d’été ;
- c) Sur la composition chimique du bois.
- *
- Les caractères particuliers du bois ont comme conséquence des différences souvent importantes de propriétés. On devra, donc, au moins pour des emplois spéciaux, mentionner les caractères particuliers que devra présenter le bois.
- On devra mentionner, s’il est nécessaire, les conditions d’ctge du bois. On indiquera spécialement la possibilité d’acceptation de l’aubier ou l’obligation de l’emploi exclusif du bois parfait ou bois de cœur. Dans certains cas, les parties centrales de l’arbre, dans un rayon de quelques centimètres à partir de l’axe, doivent, être éliminées: c’est ce que l’on appelle le cœur de l’arbre (à ne pas confondre avec le bois de cœur).
- Les exigences, en ce qui concerne les caractères particuliers résultant des conditions de vie, seront définies en précisant la provenance. Mais il est pratique, pour certains usages, de tenir
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- compte de certains caractères extérieurs, facilement visibles, par lesquels se traduit l’influence de ces conditions de vie. Ces caractères, qui définissent l’aspect du bois, peuvent aussi être rangés parmi les caractéristiques physiques ou chimiques.
- On peut mentionner ainsi le grain du bois qui, chez les bois hétérogènes, dépend de l’épaisseur des accroissements. La finesse et la régularité du grain ayant une grande importance pour certains usages (menuiserie, sculpture) il y aura intérêt alors à indiquer l’épaisseur moyenne des accroissements : pour les* bois résineux, par exemple, on admettra que le grain est assez fin si les couches ont moins de 5 millimètres d’épaisseur.
- La proportion relative de bois de printemps et de bois d’été fait varier la texture du bois. La densité donnera déjà une mesure de la prédominance du bois d’été. On pourra regarder comme bois à texture moyenne ceux dans lesquels le bois d’été occupe . 33 à 66 0/0 de l’accroissement; avec moins de 33 0/0 de bois d’été la texture est lâche, avec plus de -66 0/0 elle est serrée.
- Des indications peuvent être également données sur la coloration, qui traduit des différences de composition chimique pouvant retentir sur les propriétés du bois et ses emplois.
- 3° Provenance.
- Les conditions de vie de l’arbre, qui réagissent sur la structure du bois, comprennent un ensemble de. facteurs que l’on peut répartir en trois groupes :
- 1° Conditions de sol. — La composition chimique, l’humidité du sol, etc., influent sur la nutrition de l’arbre et font varier l’épaisseur des accroissements, etc.
- 2° Conditions de climat. — Les variations climatiques auxquelles est soumis l’arbre ont une très forte répercussion sur la structure du bois'en ce qui concerne principalement l’épaisseur des couches annuelles et la proportion du bois de printemps et du bois d’été. De là résulte, surtout pour les bois résineux, la grande influence de l’altitude (bois de montagne) et de la latitude (bois du Nord).
- 3° Conditions de peuplement. — L’arbre vit parfois isolé, mais le plus souvent en forêt au milieu d’autres arbres formant un peuplement forestier. Suivant que l’arbre est isolé ou en forêt, suivant que cette forêt est claire ou serrée, suivant la manière
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- dont elle est exploitée, les conditions de nutrition changent et la structure du bois s’en ressent.
- Pour définir exactement un bois, il faudra donc indiquer sa provenance, c’est-à-dire l’ensemble des conditions dans lesquelles a vécu l’arbrey les particularités caractérisant le sol, le climat, le peuplement.
- Les indications essentielles à donner, en raison de la répercussion qu’elles ont sur la qualité du bois, seront : la région d’origine, l’altitude, parfois la nature du sol, la nature du peuplement (arbre isolé ou de haie, arbre de taillis, arbre de futaie). L’importance de ces diverses indications sera d’ailleurs très inégale suivant Vessence considérée et surtout suivant l’usage que l’on veut faire du bois.
- 4° Qualité du bois.
- Le bois ne jouit de la plénitude de ses propriétés que s’il est normal. Mais le bois peut présenter des anomalies, appelées généralement vices ou tares, qui en. modifient les propriétés et restreignent les possibilités d’emploi. On est donc amené à définir les anomalies et à déterminer dans quelle mesure les bois qui en sont atteints doivent être exclus d’un emploi donné.
- Or, dans la pratique, on constate souvent que les vices ou tares sont désignés d’une manière imprécise et variable, que les-causes en sont méconnues, que leurs effets sont, soit exagérés, soit insuffisamment appréciés. Il est nécessaire, dans un cahier des charges,' d'énoncer nettement les inces qui doivent entraîner le rebut du bois et aussi de déterminer de façon précise l’importance des vices que l’on peut tolérer. Pour éviter toute confusion et employer un langage précis, il est commode d’adopter une classification et des définitions uniformes.
- On doit distinguer parmi les anomalies du bois :
- a) Les défauts, qui sont* des anomalies portant sur la structure du bois;
- b) Les altérations, qui sont des anomalies portant sur la composition chimique du bois. ,
- A. — Défauts.
- Fibre torse, bois tors. — La fibre est torse, le bois est tors, lorsque les éléments (fibres! au lieu d’être orientés parallèlement à l’axe (bois de droit fil), sont inclinés et que leur ensemble dessine
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- autour de l’axe des hélices, rendues facilement visibles par les fentes de retrait. Pour certains usages, le bois à fibre torse est inutilisable. On fixera la limite de la tolérance admise en indiquant l’inclinaison maxima des fibres sur l’axe qui pourra être de 5°, soit 9 centimètres par mètre.
- Fibre tranchée. — Quand, dans le débit, les traits de scie ne sont pas exactement parallèles à la direction des fibres, la fibre est tranchée. On fixera la tolérance admise de la même manière que précédemment.
- Ronces, bois madré, loupes, broussins. — Quand les fibres sont irrégulièrement enchevêtrées, le bois est madré ou ronceux. Cette particularité est, le plus souvent, localisée aux fo.urches, à la naissance des branches et à la patte de l’arbre ; elle est constante dans les excroissances dites loupes ou broussins. L’exclusion du bois madré et ronceux doit être prévue dans la plupart des emplois de charpente, etc.
- Entre-écorce. — Lame d’écorce incluse au milieu d’une masse de bois. Il en résulte une solution de continuité qui diminue la résistance du bois et en entraîne le rebut pour la plupart des
- usages.
- $
- Courbures. — Pour certains usages, il est indispensable que les arbres soient droits ou faiblement' courbés. On fixera la tolérance admissible en indiquant la valeur de la flèche par mètre de longueur.
- Nœuds. — Le nœud est la trace à l’intérieur du tronc de l’arbre d’une branche progressivement englobée par l’accroissement de ce tronc. ,
- Le nœud est vivant quand il provient d’une branche vivante : le tissu en est alors en complète continuité avec la masse du bois. « -
- Le nœud mort provient d’une branche morte et il y a discontinuité entre les tissus du nœud et ceux du tronc. Le nœud mort peut être adhérent ou bien il peut se détacher et porte alors le nom de nœud bouchon. Le nœud mort est généralement fortement coloré, d’où le nom de nœud noir.
- Les nœuds sont sains si les tissus sont normaux, sans altération ; on les dit alors aussi nœuds secs.
- Les nœuds sont dits vicieux, pourris ou mauvais nœuds quand ils présentent des altérations plus ou moins profondes.
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- Au point de vue de la dimension, il est commode de classer les nœuds en catégories, suivant la méthode admise aux États-Unis. On peut distinguer :
- Les très petits nœuds de moins de 5 millimètres de diamètre. «Quand ces nœuds sont vivants, on leur donne parfois le nom (Yœils de perdrix.
- Les petits nœuds de 5 à 15 mm de diamètre;
- Les nœuds moyens de 15 à 40 mm de diamètre;
- Les gros nœuds de plus de 40 mm de diamètre.
- Normalement on exclut presque toujours les nœuds pourris et on doit fixer la tolérance possible en ce qui concerne les nœuds sains et adhérents. On indiquera la catégorie de' nœuds •admissibles et accessoirement la répartition de ces nœuds (nombre par m2 et parfois aussi écartement moyen). En principe pour les usages soignés (ébénisterie, menuiserie fine) les très petits ou les petits nœuds sont seuls acceptables : pour la menuiserie on peut admettre les nœuds moyens ; pour la charpente, les gros nœuds.
- Gélimre. — Fente longitudinale, dirigée suivant un rayon du tronc de l’arbre, due à l’action de la gelée. En raison de la solution .de continuité et de la gêne dans le débit qui en résulte, la gélivure est exclue dans toutes les fournitures soignées.
- Roulure. — Fente circulaire provenant du décollement des deux couches annuelles, sur la totalité ou une partie seulement du pourtour de l’arbre. La roulure entraîne le rebut pour tous les usages soignés.
- Cadranure. — Le bois cadrané présente des fentes rayonnantes à partir de l’axe s’étendant jusqu’à une certaine distance vers la circonférence.
- Fentes, gerces. — Fissures de direction et d’amptîtude variables, dues au décollement des éléments sous l’influence du retrait, conséquence de la dessiccation. Les fentes, interrompant la continuité du bois, ne peuvent être tolérées que jusqu’à une limite à indiquer, variable avec les emplois.
- Blessures, frottures. — v Solutions de continuité occasionnées dans le bois par l’arrachement accidentel de l’écorce et la cicatrisation de la plaie qui en résulte. Souvent le bois est plus ou moins altéré au niveau de la blessure. On doit indiquer les limites dans lesquelles ces.défauts sont admissibles.
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- B.*— Altérations.
- Lunure ou double aubier. — Anomalie spéciale au chêne consistant en la présence, au milieu du bois de cœur, d’un anneau, complet ou non, de bois ayant conservé la couleur et les propriétés de l’aubier. Ce bois, étant plus sujet à l’altération, peut être pourri. La lunure entraîne le rebut du bois de chêne pour tous les usages soignés.
- Colorations anormales. — Certains bois offrent parfois dans les parties centrales de l’arbre des colorations anormales, indice d’un changement de composition chimique entraînant une modification de propriétés. Tel est le cas du cœur rouge du hêtre, du cœur noir du frêne. Les modifications survenues peuvent rendre le bois moins bon pour certains emplois et il y a alors lieu de prévoir l’exclusion.
- Pourriture. — La pourriture est une modification profonde de la composition chimique du bois, toujours due à l’action d’un champignon vivant dans le tissu ligneux. L’action du champignon se manifeste extérieurement par un changement de consistance et un changement de coloration du bois. Suivant l’essence et suivant le champignon qui l’attaque, la couleur et l’aspect du bois pourri changent. On distingue en pratique les pourritures d’après la couleur du tissu altéré (pourriture blanche ou pourriture rouge du chêne, pourriture rouge du sapin, etc.). La pourriture est une altération très grave enlevant au bois ses propriétés caractéristiques. L’exclusion du bois pourri devra toujours être prévue, sauf pour des emplois secondaires ou dans le cas où il est possible d’enlever la partie altérée avant mise en œuvre.
- Echauffure, échauffement. — On dit que le bois est échauffé quand il présente une modification de coloration et^ de consistance indiquant un commencement d’altération. L’échauffure n’est qu’un cas particulier de la pourriture; la gravité en est moindre au point de vue des modifications de propriétés du bois et des tolérances plus grandes peuvent être admises. On dit aussi quelquefois que le bois est piqué.
- Bleuissement. — Chez les résineux on observe fréquemment, dans l’aubier, une teinte d’un bleu noirâtre due à l’action d’un champignon. Contrairement à ce qui est couramment admis, le
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- bleuissement ne modifie pas sensiblement les propriétés du bois car le champignon qui l’occasionne se nourrit aux dépens des substances contenues dans les cellules et non aux dépens de la substance même du bois, qui reste inaltérée. Le bois simplement bleui peut être admis dans tous les usages, sans crainte de diminution de la résistance du bois.
- Gouttières, trous de pics. — On appelle gouttières des nœuds pourris affleurant à la surface de l’arbre, ouverts à l’extérieur et par lesquels l’eau peut pénétrer. Les gouttières sont le signe extérieur d’une altération qui peut être plus ou moins profonde. Les trous de pics, qui ne sont creusés que dans le bois pourri, sont de même un indice d’altération tout au moins locale.
- Trous de vers, piqûres de vers. — Les larves de divers insectes-creusent dans le bois des galeries qui portent le nom de trous de vers ou piqûres de vers. On distingue les gros trous de vers et les petits trous. Leur exclusion est nécessaire pour les usages soignés.
- 5° Traitement du bois avant sa mise en œuvre.
- A partir du moment où l’arbre est abattu jusqu’au moment où le bois est mis en œuvre, le bois subit des transformations d’ordre physique (dessiccation) et chimique (vieillissement). Ces transformations, qui s’opèrent différemment suivant les conditions dans lesquelles le bois est placé, modifient ses propriétés et le rendent plus ou moins avantageux à employer pour un usage déterminé. II existe, en dehors du procédé naturel de dessication et de vieillissement qui consiste dans l’exposition du bois à l’air, des procédés divers qui permettent d’accélérer ou de faire varier ces transformations et de modifier plus ou moins heureusement les propriétés du bois : tels sont.l’immersion dans l’eau (flottage, etc.), l’étuvage à la vapeur humide, la dessiccation artificielle par divers moyens, etc. D’autres procédés, tels que l’injection, permettent de modifier plus profondément les propriétés du bois par l’addition de produits chimiques divers.
- Pour l’emploi du bois, dans chaque' cas particulier, il sera utile de définir le traitement que le bois devra subir depuis l’abatage jusqu’à la livraison, ainsi que les précautions à prendre pour sa conservation jusqu’au moment de sa mise en œuvre (empilage, etc.).
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- Tableau I.
- Dénominations des bois d’Europe (bois de France et bois d’importation).
- DÉNOMINATION NORMALE DÉNOMINATIONS COMMERCIALES NOM SCIENTIFIQUE
- 1° Bots RÉSINEUX.
- Sapin Sapin. Sapin des Vosges. Sapin du Jura. Sapin de Normandie. Sapin blanc (en Suisse). Tanne (en allemand). Abies al&aMill. ou A. pectinata D G.l
- Épicéa...... Généralement confondu avec le sapin et mélangé à lui pour les bois de pays. Sapin blanc du Nord pour les bois d’importation. Sapin rouge (en Suisse). Fichte ou Rottanne (enallemand). Piceaexcelsa Lk.
- Pin sylvestre. . . Pin de pays. Sapin rouge du Nord pour les bois d’importation. Kief'er (en allemand). Pinus sylvestris L.
- Pin maritime. . . Pin des Landes. Pin de pays. Pin noir (Provence). Pimts Pinasler Sol.
- Pin d’Alep .... Pin blanc (Provence) . . Pinus halepensis L.
- Pin laricio .... Laricio (Corse) Pinus Laricio Poir.
- Pin noir d’Autriche. Pinus Laricio var. austriaca.
- Pin de montagne. Pin à Crochets (Pyrénées). Pinus Piontana Mill.
- Pin cembro . . . Cembro, Arole Pinus cembra L. .
- Pin Weymoulh. . Pin Weymouth. Pin du. Lord. Pinus Strobus L. .
- Mélèze. » . . . . Mélèze Larix deciduaMill. ou L. europaea DC.
- OBSERVATIONS
- f Les bois de sapin et d’épicéa sont, constamment confondus et employés aux mêmes usages, surtout pour la charpente et la menuiserie. Pratiquement il y a lieu de prévoir indifféremment l’usage de l’un ou de l’autre de ces bois. Ce n’est que pour des usages spéciaux (aviation, menuiserie fine) que l’épicéa se montre supérieur. Les qualités qui font rechercher l’épicéa de montagne ou du Nord pour la menuiserie sont, d’ailleurs, la conséquence de la provenance.
- Le bois de pin sylvestre peut, dans beaucoup de cas, être e m ployé concurremment avec le sapin et l’épicéa. En raison de sa provenance, le pin sylvestre du Nord est de qualité supérieure.
- Bois répandu, utilisable couramment pour la menuiserie commune, etc.
- Très peu répandu. Existe seulement en Provence.
- Peu répandu. Le bois de Corse fourni par de vieux arbres ressemble au pitchpin. Cel ui provenant de jeunes plantations en France est comparable au pin sylvestre.
- Existe seulement dans des plantations.
- Très peu répandu. Existe seu lemeut dans les Alpes et dans les Pyrénées-Orientales surtout.
- Très peu répandu (Alpes) et pratiquement presque inutilisé.
- Cultivé assez fréquemment.
- Existe, dans les Alpes ; cultivé ailleurs. Bois de charpente et de menuiserie.
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- DÉNOMINATION
- NORMALE
- Peuplier blanc. .
- Grisard..........
- Tremble..........
- Peuplier noir. . . Peuplier d’Italie .
- Peuplierdu Canada.
- Peuplier de Caroline.
- Saule blanc . . .
- Saule fragile . . .
- Noyer ...........
- Bouleau..........
- Aune............
- Charme...........
- Hêtre...........
- Châtaignier . . .
- Chêne rouvre . .
- Chêne pédonculé . Chêne Tauzin. . .
- Chêne chevelu . .
- Tableau 1 (suite).
- DÉNOMINATIONS
- NOM
- COMMERCIALES
- SCIENTIFIQUE
- OBSERVATIONS
- 2* Bois feuillus.
- Peuplier de Hollande. Ypréau. Aube (Provence).
- Grisard................
- Tremble................
- Peuplier franc. Bouillard. Peuplier d’Italie........
- Peuplier de Virginie. Peuplier suisse. Peuplier régénéré. Peuplier de Champagne. Peuplier de Bourgogne.
- Cardin (Sud-Ouest) . . .
- Saule
- Saule. . . Noyer . . Bouleau . Aune. . .
- Charme. .
- Hêtre. . . Châtaignier
- Chêne de pays. Chêne de Hongrie. Chêne blanc (Provence). Chêne noir (Périgord et Gascogne).
- Chêne blanc (Gascogne) . Tauzin. Brosse (Anjou) .
- Chêne lombard (Franche-Comté). Zerreiche (Autriche) .
- Populus alba L. .
- Populus canescens Sm.
- iLes bois de peuplier blanc et de grisard sont communément confondus sous le nom de grisard et peuvent être, employés l’un pour l’autre.
- Populus Tremula
- L.
- S Le bois de peuplier d’Italie, identique spécifiquement à celui du peuplier noir, est considéré comme inférieur, en raison des défauts qui sont fréquents.
- Populus canaden- Peuplier couramment cultivé, sis Mœncli. qui fournit presque tout le
- bois de peuplier du commerce.
- Populus angulata
- Ait.
- Bois analogue au précédent, souvent confondu et utilisé de même.
- Salix alba L.. .
- Salix fragilis L. Juglans regia L. Betula alba L.
- iLe bois de saule est peu employé. Les deux espèces men-> données sont seules des arbres assez grands pour | donner du bois utilisable.
- Alnus glutinosa Gaertn.
- Carpinus Betulus
- Fagus silvatica L.
- Castanea saliva
- Mill.
- Quercus sessiliflora Salisb.
- Quercus peduncu-lata Elirlu
- ' Le bois de chêne du commerce est fourni par les deux es-
- ipèces, chêne rouvre et chêne pédonculé. que l’on confond et; que l’on utilise indistinctement. Les grandes différences de qualité et d’emplois possibles existant entre les divers types de bois de chêne tiennent, avant tout, à la provenance.
- Quercus Tossa Bosc.
- N’existe que dans le Sud-Ouest et quelques parties de l’Ouest.
- Quercus Ceiris L.
- Excessivement rare en France. Répandu dans l’Europe centrale. Réputé comme très inférieur au chêne rouvre.
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- Tableau I (suite).
- DÉNOMINATION NORMALE DÉNOMINATIONS COMMERCIALES NOM SCIENTIFIQUE OBSERVATIONS
- Chêne vert.... 2° Bois FEU J Chêne vert. Yeuse. . . . llus (suite). Quercus Ilex L.
- Orme champêtre . Orme franc. Orme rouge. Ulmus campestris
- Orme tortillard. . Orme des Flandres. Orme tortillard L. Ulmus campestris •
- Orme de montagne. Orme de Hollande. . . . var. tortuosa. Ulmus montana Bois souvent confondu avec
- Orme diffus . . . Orme blanc . .. . . . . With. Ulmus effusa Wild. celui de l’orme champêtre et utilisé de même. Existe dans l’Est. Bois dé-
- Micocoulier . . . Micocoulier. Fabrigoulier. Celtis auslralis L. . précié. Existe en Provence. Peu utilisé.
- Platane Platane Platanus orientales L. !
- Poirier Poirier Pirus communis L.
- Pommier Pommier Malus acerba Mé-
- Alisier terminai . Alisier rat. et M. communis Poir. Sorbus torminalis Utilisé concurremment avec le
- Alisier blanc . . . Alisier.Allouchier.-', . . Crantz. SorbusAria Crantz. cormier. Idem,
- Cormier Cormier . ...... Sorbus clomestica L.
- Cerisier Cerisier. Merisier .... Cerasus avium L..
- Robinier ou Acacia Acacia llobinia pseudaca-
- Buis Buis d’Europe cia L. Buxus sempervi-
- Érable champêtre. Érable . rens L. Acer campestre L. Arbre petit. Bois peu utilisé.
- Érable sycomore . Sycomore. Platane (dans Acer pseudoplaia-
- Érable plane... l’Est). . Plane nus L. Acer platanoides L. Bois analogue au précédent,
- Marronnier . . . Marronnier Aesculus hippocas- utilisé de même.
- Tilleul Tilleul tanum L. Tilia sylveslris L. Les deux espèces de tilleul
- et T. platyphyl- donnent un bois identique.
- Cornouiller . . . Cornouiller los Scop. Cornus mas L.
- Frêne Frêne. . . Fraxinus excelsior
- L.
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION 677
- Tableau II.
- Dénominations des principaux bois des États-Unis et du Canada
- DENOMINATION
- NORMALE
- Séquoia rouge . .
- Sapin de Douglas (Douglas fir).
- Spruce blanc (White spruce).
- Spruce rose (Sitka spruce).
- Pin blanc (White pi ne).
- Pitchpin.........!
- ou !
- Pin du Sud. . . .( Shorthleaf pine
- OU ('
- Pin jaune (Yellow! Loblolly pine . pine). /
- Longleaf pine.......•\Pinus palustris
- ! Mill.
- sPinus eehinata i Mill.
- . JPinus Taeda L. . . .2° Bois feuillus.
- DÉNOMINATIONS COMMERCIALES NOM SC) ENTIFIQUE OBSERVATIONS
- 1° Bois RÉSINEUX.
- Redwood. Cèdre de Californie. Séquoia sempervi-rens Endl.
- Pin d’Orégon (Oregon pine). Pin de Colombie. Red fir. Pseudotsuga taxi-folia Lainb.
- White spruce. Spruce du Canada. Épinette. Picea alba Lin Iv. . Les spi'uces sont des épicéas. Le spruce blanc provient surtout de l’Est.
- Sitka spruce ’. Picea sitchensis Car. Provient des Elats de l’Ouest.
- Wite pine P inus Strobus L. . Cet arbre est le pin Weymouth.
- Le bois de-pitchpin est fourni par plusieurs espèces de pins dont les bois sont constamment confondus. Leyellow pine n’estdill'érentdupitchpin que parce qu’il provient \ d’arbres plus jeunes.
- Peuplier des Etats-Unis. Cottonwood Populus deltoïdes Marsh.
- Noyer noir (Black walnut). Noyer d’Amérique. Black walnut. Juglans nigra L.
- Hickory Hickory Carya ou Hicoria (plusieurs espe8).
- Bouleau jaune Yellow birch Betula lutea Miclix.
- (Yellow birch).'
- Chêne rouge (Read Red oak Quercus rubra L.
- oak).
- Chêne blanc (White Withe oak Quercus alba L.
- oak).
- Châtaignier d’Amérique. Chestnut CaStanea dénia ta Marsh.
- Tulipier ..... Yellow poplar Liriodendron tuli-pifet'a L.
- Gommier Noyer satiné. Red gum. Sap gum. Liquidambar sty-raciflua L.
- Érable d’Amérique Maple Acer (plusieurs espèces) .
- Frêne d’Amérique Ash . . . Fraxinus (plusieurs espèces).
- Le bois de plusieurs espèces de carya est utilisé concurremment.
- Le mot poplar s’applique au tulipier et non au peuplier, qui se nomme cottonwood.
- On distingue le bois de cœur qui est le rcd gum, improprement appelé aussi noyer satiné, et l’aubier qui est le sapgum.
- Lorsque des précisions seront nécessaires, il y aura lieu de se reporter aux publications américaines.
- Idem.
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- 678 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- Tableau III.
- f
- Dénominations des principaux bois de la Côte d’ivoire utilisables pour la construction.
- DÉNOMINATION NORMALE AUTRES DÉNOMINATIONS DANS LES IDIOMES DU PAYS NOMS SCIENTIFIQUES
- Acajou Ekbié ou ekuié ou ecguéhié (abé). Humpé (ébrié). Doukouma (agni). Dubirtmkéguigo (apoll.). Biribu (bariba). Dukuraa dugura (agni). Lokobua (attié). Khaya ivprensis (Mélia-cées).
- Tiama ou acajou- Tiama-tiama (apoll. et agni). Onabou ou Entandrophrygma sp. (Nié-
- tiama Iokoba ou lokobo (attié). Baka-biringui (abé). liacées).
- Aïélé Labé (abé). Sénian ou segna (attié). Krand-jan-haïgué (agni). Yatu (plapo).. Canarium occidentale (Burséracées).
- Àko Akédé (abé). M’bopou (attié). Matié (abé) (?). Antiaris toxiearia (Urti-cées).
- Anioukéti .... Miedzo (abé) ' Pachypodanthiun i Staudtii (Anonacées).
- Asas Chiukoué (abé). Tchikoué oM ehikué (attié). Epakotroubo (agni). Bridelia speciosa (Euphor-biacées).
- Avodiré Agboui(abé). Hagué (agni). Hakué (attié) . . Bingeria africana (Mélia-cées).
- Badi ...... Bédo (abéj. N’Débéré (attié). Ekusamba (apoll.). Boissima ou boisima (agni). Zérongo (bambara). Sarcocephalus Pobeguini (Rubiacées).
- Bahia. ..... Soufo (abé). Gofa (ébrié). Atchiup (bonoua). Bedo (brignan). Sofo (attié). Mytragyne macrophylla (Rubiacées).
- Bossé Krassé ou gnanahé (abé). M’Bossa (apoll.). Krassé ou dzana (attié). M’Bossé (apoll., agni). Anokué (nonoua). Trichüia cedrata (Mélia-cées).
- Dahéma Ehé (abé). G’Bon (attié). Abé(ébrié). Kuanga-iniama (agni). Nainvi (bondoukou). Pipladenia a fricana (Légumineuses mimosèes).
- Fraké Pé (abé). Té (attié). Fram (bondoukou) . . . Terminaliaallissima (Com-brétacées).
- Framiré Boti ou în’boti (abé). Bona ou buna oiÉvapi (attié). Caüri (bonoua). Amhidja (bondoukou). Terminalia ivorensis (Com-hrétacées).
- Iroko N’Di ou akédé (abé). Muta (attié). Odoum ou odum ou edoum (apoli.). Agui (ébrié). Elüi (agni(.Roko (Dahomey). Guento (bondoukou). Bonzo (bambara). Bakana (fanti). ^Au Gabon : Mandji (m’pon goué). Kampala (gabonais). Au Cameroun : Bang (duala). Çhloropkora excelsa (Ur-ticacées).
- Lo Assama (apoll. bonoua). Dego (bondoukou). Parkia agbcoensis (Légumineuses).
- Makoré Babou (abé). M’Babou ou m’babu (attié). Dumoria Heckeli (Sapota-
- Diimori (agni). Makaru (apoll.). Garésu (bété). Butusù (néouolé). cées).
- Niangon Banda (abé), Kuanda ou kouanda (attié). Kekosi (ébrié). Ketetsi (fanti). Niangon ou guiangon (agni). Cola proleiformis (Stercu-liaeées).
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- Tableau III (mite).
- DÉNOMINATION NORMALE A UTRES DÉNOMINATIONS DANS LES IDIOMES DU PAYS NOMS SCIENTIFIQUES
- Rikio Nanounaougiembi (attié). Alokoha (apoil.). Alébié (ébrié). Elékhua (agni). Enébien (brignan). Alaba oualabooworabo (bonoua). Kavo (bondoukou). Uapaca benguelemis et Bingervillemis \ Eu p hor-biacées).
- Sénan Djilika ou djirika (abé). Emuin-quin ou tuar-.ga (apoll.). Assabogué (agni). Sania (bonoua). Bapi (brignan). Maesobotrya Stapfiana (Euphorbiacées).
- Sougné So (abé). Moussé ou simua (attié). Faoulé-kolcolé (apoll.). Gatésima (bonoua). Parimarium tenifolium et excelsum (Rosacées).
- Tali Guié ou n’guié (abé). Lo (attié). Erhoné ou arhoné (apoll ). Atiémia (ébrié). Erüi (agni). Elégué-mouani(bonoua).Téli (bambara). Eryihoph loeum guineense (Légumineuses césalpi-pi niées).
- Tableau IV.
- Dénomination des principaux bois du Gabon utilisables pour la construction.
- NOMS USUELS NOMS LOCAUX NOMS SCIENTIFIQUES
- Oknnmé .... Okoumé (m’pongoué et n’komi). Angouma (pahouin). Makouini, moukoumi (bayaka, bapounou). N’koumi (loango). Aucoumea Ktaineana (Burséracées).
- Acajou du Gabon. Les acajous du Gabon comprennent : Zamin-guila, m’béga (pabouin). Ombéga (m’pongoué, n’komi). Bilolos, dilolos divers (loango, setté-cama). Khaya sp. ou Entandro-phragtn. sp. (Méliacces).
- Noyer du Gabon. Les noyers du Gabon comprennent : Ombo-lombolo, ombega-fiote ou dilolo-fiotte (setté-cama). Dominguila, dongominguila, ebey (pabouin). Omjiegas lémelles ou ombégas joncés (colons). Indéterminé.
- Asas Assas, eouoleveu (pahouin) [assas pour l’arbre jeune, eouoleveu pour l’arbre adulte]. Ossesindé, otindia (m’pongoué, n’komi). Tchomboko (sikiani). N’kala, plombo (loango). 'Endetta speciosa (Euphorbiacées).
- Bahia Elelom, elelom n’zam (pahouin). Ntovo, oga-nedjo, ntovo (m’pongoué). Ossoupou (sikiani). Tobo (setté-cama, eschiras, bapounou). Goia, bodo, bahia (Côte-d’Ivoire). Mitragyne macrophylla (Rubiacées).
- Bilinga Bilinga,bilinnga (m’pongoué,n’komi). Ntoma, aloma, issoula (pahouin). Tombo (sikiani). N’gula, maza (loango). Sarcocepltalus Trillesii (Rubiacées).
- Bubinga .... Bubinga, bubingo (loango). Bouvinga (setté-cama). Faux bois de rose (colons). Brachystegiasp. (Légumi-neuses-césalpiniées).
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- Tableau IV (suite).
- NOMS USUELS NOMS LOCAUX NOMS SCIENTIFIQUES
- Canarium .... Olengué, owelé (m’pongoué). Abel (pahouin). Obélé (sikiani). Canarium velutinum (Bur-séracées).
- Daniella .... Le bissé (pahouin), Ionlaviel (pahouin), olingué (m’pongoué et n’komi), otan-gani (n’komi), ozozo (galoa), moutangani (eschiras), nzongui (bapounou) sont des bois très voisins déjà un peu connus sous le nom d’olingué, mais cette désignation, qui s’applioue encore à d’autres espèces différentes, prêterait à confusion ; le nom usuel proposé est le nom du genre botanique. Genre Daniella sp. (Légu-mineuses-césalpi niées).
- Douka Okola, onlcola, n’kola (pahouin). Douka, n’douka, noungou, onoungou, moudouka (setté-cama, loango et bapounou). Dumaria a°ricana (Sapo-tacées).
- Ebiara Ebiara (pahouin). Eniamianga (galoa). Obolo, ilombobolo (n’komi). Dilobidiba, kouanzi, (kayaka). Berlinéa bracteosa (Légu-mineuses-césalpiniées).
- Evino Angona (pahouin). Evino (m’pongoué et n’komi). Mivindo (loango). M’Bota (bapounou). Vitex pachyphylla l'Verbe-nacées).
- Irolco Eloun, abang ( pahouin). Mandji (m’pongoué). Kambala (n’komi,. setté-cama). Nombo (sikiani). Bang (Cameroun). Bonzo, odoum, elui, roko (Côte d’ivoire). Iroko (Gold Coast et Lagos). Chlorophora regia ou ex-celsa (Urticacées). i
- M’Bébame. . . . M’Babame (pahouin). Ottindia, inehénepolo (n’komi). C’est probablement le même que m’pébi, mpévi (m’pongoué, n'ïkomi). Moabi (bayaka, setté-cama). Moukoumbi (bapou-nou). Chrysophyllum sp. (Sapo-tacées).
- Môabi Adza, aza, adrapp, adzo (pahouin). Oréré, oéréré (m’pongoué,n’komi).Moabi (bayaka, setté-cama). Moukoumbi (bopounou). Baillonella toxisperma (Sa-potacées).
- Movingui .... Eyènje, elibeugan (pahouin). Oguéminia, oga-nignia, oguémine (m’pongoué). Owingué (n’komi). Mow’ingué, mowingui (bayaka). Distemonanthus Bentha-mianus (Légumineuses-césalpiniées).
- Odiènejé .... Onzang, onzon, nzan (pahouin). Odyendié, odyènejé, ozenèzé, ozènejé (m’pongoué, n’komi). Dibindi (eschiras). Moussiguiri (bapounou). Odyendyea gabonensis (Si-marubacées).
- Olon Olon', olong (pahouin). Nongo. Ce nom sert aux m’pongoués et aux n’koumis pour désigner « l’olon » et « l’olonvogo ». Fagara macrophyUa (Ru-tacées).
- Olonvogo .... Lomvogo, lonvorro, lonvougha, lomvourra, n’iomvogo (pahouin). Ndongo (loango). Nongo (m’pongoué et n’komi), qui désignent de ce même nom.« nongo », 1’ « olon » et 1’ « olonvogo », d’ailleurs assez voisins. Fagara rp. (Rutacées).
- Onzabili .... Onzabili, onzakon, ozakoum (pahouin). Osengongo, onsongogo, ogangannedo, ogo-gondo (m’pongoué). Ndjndjokon (sikiani). Antrocaryon Klaineanum (Anacardiacées).
- Ossongo. .... Assongha, assongna, assonha, asohin (pahouin). Ossongo, ochongo, oshongo (m’pongoué, n’komi). Anthostemd Aubryanum (Euphorbiacées).
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- Tableau IV (suite).
- NOMS USUELS NOMS LOCAUX NOMS SCIENTIFIQUES
- Ovoga Alo, mfo (pahouin), Ovoga, owogo, m’poga (m’pongoué et n’komi). Poga oleosa (Rhizophora-cées).
- Ozigo Ozigo, azigo, ezigo (m’pongoué). Assia (pa-houin). Massikou, moussikou (bayaka). Ossamvegna, samveïen (pahouin). Pachylobus Buttneri (Bur-séracées).
- Padouk Padouk, bois coraii (colons).'Ohinego, ezigo (m’pongoué et n’komi). Igoungou (setté-caraa). Mouengué (Cameroun). Tiséze (loango). Mbel, ebeul (pahouin) fmbel pour l’arbre debout, ebeul pour le" bois mis en œuvre]. Pterocarpus Soyauxii (Légumineuses -césalpi-niées).
- Rikio ...... Asam, assame, okess (pahouin). Ozombi, ntiombi, tsombi (m’pongoué et n’komi). Nan, guiomlii, alokoba, rikio (Cote d’ivoire.) Uapaca sp. (Euphorbia-cées).
- Tali. ...... Eloun, eyo (pahouin). Elondo (m’pongoué et n’komi). Tali (tnalinké A. 0. F.). Arlxoné n’gué, lu (Côte d’ivoire). Le tchontsi (n’komi du Fernan-Vaz) est un arbre très voisin. Eryihrophloeum Guineense (Légumineuses-césalpi-piniées).
- Tsoumbou. . . . Tome, toum (pahouin). Tclioumbou, tsoumbou, nchioumbou (m’pongoué). Piptadenia ou Newtonia sp. (Légumineuses).
- II
- CARACTÉRISTIQUES CHIMIQUES PHYSIQUES ET MÉCANIQUES UES BOIS
- Aucun bois ne possède à la fois toutes les qualités ; ce qui est un avantage pour un emploi peut devenir un inconvénient pour un autre. Il arrive même que des anomalies du bois, rangées parmi les défauts qui entraînent l’exclusion pour la plupart des emplois, peuvent être une condition essentielle pour certains usages. C’est ainsi que les bois ronceux sont des plus recherchés pour l’ébénisterie et la marqueterie ; les bois madrés, les bois dits tortillards sont remarquablement résistants au fendage et employés pour la fabrication des moyeux. Aussi-la qualification d’une, essence ou d’un échantillon d’une essence donnée, ne peut être faite qu’en vue d’en emploi déterminé ou à déterminer. Il y a donc,' pour chaque emploi, un critère principal de qualité et des critères accessoires ; ils seront spécifiés dans les Cahiers des charges spéciaux, d’après les indications suivantes.
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- 1° Essais à effectuer avant réception.
- 1. — Caractéristiques chimiques.
- Composition chimique. — La composition chimique est d’impor-' tance primordiale pour les emplois chimiques des bois (fabrication de la' cellulose, distillation, carbonisation, fabrication des extraits tanniques, etc.), ainsi que pour l’usage du bois pour le chauffage (pouvoir calorifique). Pour les bois d’œuvre, les variations de composition chimiqu.e entraînent des variations dans les autres propriétés du bois ; il suffit de tenir compte de ces dernières propriétés.
- Durabilité. — La durabilité dans l’eau, dans le sol, à l’air libre ou confiné (mines), soit à l’état normal, soit après injection de substances antiseptiques, est à considérer, en première ligne, pour les bois entrant dans,les constructions permanentes abandonnées aux intempéries.
- ' 2. — Caractéristiques physiques.
- Rétractibilité. — Les dimensions linéaires et le volume d’un échantillon de bois, vert ou imbibé d’eau, restent invariables quand l’échantillon présente une teneur en eau minimum de 20 à 35 0/0, selon l’essence. Cette teneur en eau correspond à l’état d’humidité dit point de saturation à l’air. Au-dessous de ce point, l’échantillon se rétracte, différemment selon ses trois dimensions (axiale, radiale, tangentielle), mais, dans chaque direction, il se rétracte proportionnellement à la teneur en eau. Il se gonfle de même quand, à l’état plus ou moins sec à l’air, sa teneur en eau augmente jusqu’au point de saturation à l’air.
- Le retrait total, depuis l’état vert jusqu’à l’état complètement sec (ou, à l’inverse, le gonflement total), rapporté à cent unités de la dimension considérée, mesurée à l’état complètement sec, constitue la rétractibilité totale (B). Ce facteur mesure l’aptitude du bois à présenter des fentes de retrait par l’effet de la dessiccation.
- Le coefficient de rétractibilité (v) représente la variation de cette rétractibilité pour 1 0/0 d’humidité. Calculé pour les retraits volumétriques, ce coefficient est une mesure de l’aptitude du bois mis en œuvre, non débité sur mailles, à « travailler » ou à « se voiler », sous l’influence des variations hygrométriques de
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- l’air ambiant. Sa faible valeur caractérise les bons bois d’ébénis-terie.
- Poids spécifique. — Le poids spécifique d’un échantillon de bois sec à l’air augmente en même temps que l’humidité de l’échantillon ; or, celle-ci dépend de l’état hygrométrique de l’air.
- Pour obtenir des chiffres comparables, on corrigera le poids spécifique obtenu à l’essai, pour le ramener au chiffre que donnerait l’échantillon avec un taux d’humidité de 15 0/0 en poids. Ce taux est admis comme humidité normale pour les bois dits secs à l’air. Le facteur de correction pour chaque 1 0/0 d’humidité aux environs de 15 0/0," est dit hygroscopicilé à l’air, et est assez constant pour le bois d’une même essence sous réserve du mode de dessiccation imposé à ce bois. Ce facteur mesure l’aptitude du bois à augmenter plus ou moins de poids dans l’air humide.
- Tenue des propriétés mécaniques vis-à-vis de l'humidité. — Les propriétés mécaniques d’un bois restent sensiblement constantes quand le bois, vert ou imbibé d’eau, est à un degré d’humidité supérieur à son point de saturation. Au-dessous de ce point de saturation, la valeur des résistances mécaniques augmente (sauf celle de la résilience) plus ou moins rapidement selon le mode de sollicitation imposé au bois.
- Afin de les rendre comparables, les chiffres obtenus aux divers essais mécaniques seront corrigés, comme précédemment, et ramenés au taux d’humidité normale de 15 0/0 à l’aide d’un facteur dit de tenue à l’humidité. Ce facteur est assez constant pour une même essence ; il mesure l’aptitude des bois à perdre plus ou moins vite leurs diverses qualités mécaniques sous l’influence de l’humidité croissante de l’air ambiant.
- 3. — Caractéristiques mécaniques.
- A égalité de conditions, les résultats de l’essai des bois sont sous la dépendance directe du poids spécifique de l’échantillon soumis aux essais : les principales propriétés mécaniques des bois d’une même essence ou d’un même groupe d’essences, varient plus rapidement que le poids spécifique et quelquefois plus vite que le carré du poids spécifique.
- Comme, dans un même arbre, le poids spécifique présente des variations importantes, les chiffres des résistances, obtenus aux essais — et ayant subi les corrections nécessaires, en raison des
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- degrés d’humidité différente — sont indéfiniment variés. Ces chiffres ne peuvent qualifier la matière que si on rapporte les résultats au poids spécifique de l’échantillon ou à l’une de ses puissatices.
- Ces rapports dits cotes de qualité s’appliquent à tous les modes de sollicitation mécanique, mais il n’y a intérêt à les considérer que pour les principaux. La moyenne du poids spécifique d’une pièce de bois permettra de passer à la moyenne de ses résistances mécaniques après essai sur un petit échantillon tiré de cette pièce.
- 1° Compression.
- Cote spécifique de l'essence.
- — C’est le rapport
- de la
- résistance unitaire C à la compression à 15 0/0 d’humidité, au carré du poids spécifique Illégalement à 15 0/0 d’humidité, lequel présente pour une môme essence quelques variations ; mais la variation n’est pas systématique. Il est donc licite de prendre une moyenne, qui qualifiera l’essence au point de vue dé sa résistance à la compression en fonction du poids, et permettra, à ce point de vue, la comparaison de toutes les essences. Ce critère est intéressant pour tous les emplois, et capital pour les emplois dans les constructions- mobiles (avions, carrosserie, meubles, wagons, etc.). Il constitue la Cote spécifique.
- Cote statique de l’échantillon de bois. — C’est le-rapport
- C
- D X100’
- établi pour divers échantillons d’une même essence, qui présente au contraire une variation systématique, dans le même sens que la résistance unitaire G de l’échantillon essayé. Cette variation'est semblable pour les essences ayant entre elles des affinités et que l’on peut réunir en groupes liomogènes. Il n’est plus licite, dans ce cas, de prendre une moyenne pour chacun de ces groupes ; on a établi une échelle de variations des C
- valeurs C et jyN/ pQQ fiui s’opèrent dans le même sens, et on a
- délimité par des maxima et des minima trois catégories du bois (inférieure, moyenne, supérieure). Ces catégories sont communes aux essences de cinq groupes largement établis et qualifiés commercialement par leur dureté (résineux, feuillus tendres, feuillus durs indigènes ou feuillus mi-durs exotiques, feuillus durs exotiques, feuillus très durs exotiques).
- Le critère de qualité à la compression sera constitué, pour les constructions mobiles, uniquement par la résistance à égalité
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- de poids, c’est-à-dire par la Cote de qualité statique; pour les constructions immobiles (charpente, traverses de chemin de fer) le critère portera surtout sur la valeur absolue G de la résistance unitaire à la compression.
- 2° Flexion.
- Résistance spécifique de l'essence. — L’essai de résistance maximum à la flexion réalisé sur un même échantillon de bois sain, sans nœuds, et sur petites éprouvettes homologues, conduit à des chiffres de résistance unitaire F qui sont assez peu réguliers pour un même échantillon, et, par suite, se prêtent mal à sa qualification. Par contre, pour les divers échantillons d’une même essence, l’amplitude des variations n’est pas plus considérable. La résistance unitaire à la flexion sera donc, plus que la résistance à la compression, spécifique de l’essence.
- Cote de ténacité relative de l’échantillon.
- £
- Le rapport ^ des résis-
- tances unitaires à la flexion et à la compression, présentées par un même échantillon de bois sain et sans nœuds, constituera une Cote de ténacité relative, qui variera en sens inverse de la résistance à la compression. Plus le bois résistera à la compression, donc présentera normalement un poids spécifique élevé, moins bien il résistera à la flexion proportionnellement à son poids.
- Selon que le bois devra plus spécialement résister à la flexion (poutres, longerons) ou à la compression (poteaux) on exigera, pour les constructions immobiles, de fortes résistances unitaires, et pour les constructions mobiles, une forte cote de ténacité (flexion), ou une forte cote statique (compression), l’une variant en sens inverse de l’autre.
- Cote de défauts de l'échantillon. — La résistance des bois soumis à la flexion varie non pas proportionnellement à la puissance 2 de leur dimension fléchie h, mais à une puissance inférieure.
- Pour obtenir, avec des bois d’épaisseur h variée, des résultats constants et indépendants de l’épaisseur, il est nécessaire, entre autres conditions, d’opérer l’essai avec une même portée relative ef d’introduire dans les calculs la valeur hn au lieu de h2, n étant inférieur à 2, et d’autant plus petit que le bois présente davantage de défauts. La portée à admettre pratiquement est de 12 h.
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- La valeur de n, ou la réduction exponentielle de l’épaisseur fléchie h de la poutre, qualifiera les défauts de l’échantillon, c’est-à-dire sa forme individuelle plus ou moins parfaite, aussi bien pour l’essai que pour l’emploi ; n est dit exposant de forme.
- Cote de raideur à la rupture.
- Le rapport j. de la portée rela-
- tive L = 12 h à la flèche de courbure f au moment de la rupture par flexion, présente une valeur constante, quelle que soit là valeur de h, dite Cote de raideur à la rupture, laquelle qualifie, mieux que le coefficient d’élasticité, la propriété des bois qu’on dénomme souplesse, élasticité, déformabilité, flexibilité, plasticité, etc. Cette propriété est, selon l’emploi destiné au bois, un avantage ou un inconvénient.
- 3° Choc.
- Coefficient de résilience totale. — Les constructions mobiles périssent généralement par l’effet d’une flexion plus ou moins brusque: la quantité de travail total, absorbée au moment de la rupture par choc, constituera un critère absolument primordial pour les bois employés dans ces constructions.
- En outre, cette résilience constitue une sommation pratique de toutes les résistances aux divers modes de sollicitation auxquels le bois est soumis. Le bois présente la résilience minimum quand l’effort dynamique est dirigé tangentiellement aux cou-obes annuelles ; sa valeur W résultant d’essais sur divers équarrissages (b et h) est susceptible d’être traduite en une formule d’homologie: W ' = &X & X d’ou résulte un coefficient de résilience k, indépendant de l’équarrissage.
- Ce coefficient caractérise l’échantillon avec une grande sensibilité vis-à-vis des modifications de propriétés des bois. Il décèle une propriété du bois, dite fragilité, que les autres modes de sollicitation sont inaptes à qualifier, et qui sera capitale à envisager pour certains emplois.
- k
- Cote de qualité dynamique. — Le rapport jp du coefficient k au
- carré du poids spécifique D va en augmentant en même temps que chacun de ses termes, pour divers échantillons d’un même bois, sain et sans défauts. Cette Cote de qualité dynamique mesure la résistance au choc en fonction du poids, et permet, comme dans le cas de la Cote de qualité statique, de déterminer concur-
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- remment avec la valeur minimum du coefficient de résilience, des cotes minima en vue d’un emploi déterminé du bois dans des constructions mobiles,
- 4° Dureté.
- La dureté du bois varie pratiquement avec les outils qui servent à entamer sa surface et avec la face du bois entamée par l’outil considéré. La dureté se mesure arbitrairement sur une face donnée, par la pénétration d’une pièce métallique rigide, de forme déterminée.
- Dureté Janka. — La méthode généralement employée consiste à noter la charge totale nécessaire pour enfoncer, par compression, dans le bois une bille d’acier de 1 cm2 de section droite, jusqu’à une profondeur égale à son rayon.
- Cette compression localisée parait, pour les échantillons d’une même essence, être en relation avec la résistance à la compression, de sorte que la mesure de la dureté fait double emploi avec celle de la résistance à la compression. Elle présente de plus l’inconvénient d’étre très variable selon la zone d’accroissement dans laquelle s’effectue la pénétration de la bille.
- Dureté de Chalais-Meudon. — La bille d’acier est remplacée par un demi-cylindre d’acier, d’un arrondi de lo mm de rayon ; son action s’exerce également sur toutes les zones alternativement dures et tendres. La flèche de pénétration dans le bois est, au moins au début, proportionnelle à la charge. L’inverse de cette proportion sera une mesure de la dureté.
- Le chiffre de la dureté paraît varier comme le carré du poids spécifique. On pourrait calculer, comme pour les principaux modes de sollicitation exposés ci-dessus, des cotes de dureté. On s’en tiendra aux chiffres mêmes de la dureté.
- 5° Fendage et traction perpendiculaire aux fibres.
- De même, pour le fendage et la traction, on n’envisagera que les chiffres unitaires de résistances.
- 2° Méthodes d’essai.
- A. — Choix des essais a faire.
- Suivant les cas, on pourra envisager de pratiquer des essais en forêt ou sur le chantier de réception, à l’atelier ou au laboratoire. Il y a intérêt à répandre la pratique des essais sur chantier et à
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- l’atelier, pour lesquels on peut n’ayoir recours qu’à un matériel simple et facilement traqsportable.
- 1° Essais en forêt ou au chantier de réception (bois verts) :
- On déterminera la résistance au choc tangentiellement aux couches annuelles, seule mesure rapide et dont les résultats sont indépendants du degré d’humidité.
- 2° Essais à l’atelier (bois secs à l’air) :
- La qualité du bois s’altérant par le transport, la dessication ou le traitement industriel, on réalisera à l’atelier les deux essais de résistance au choc et de résistance à la flexion dynamique.
- 3° Essais au laboratoire (bois secs à l’air) :
- On fera tout ou partie des essais ci-après exposés, en vue de l’emploi qu’on réserve au bois, en portant la préférence sur les essais pour lesquels le facteur de correction relatif à l’humidité, toujours de détermination délicate, est de faible importance.
- B. — Modes opératoires.
- La marche à suivre pour les essais de bois est condensée dans les tableaux ci-après, qui résument les Méthodes d’essais unifiées applicables aux bois.
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- MÉTHODES D’ESSAIS UNIFIÉES
- APPLICABLES AUX BOIS
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- MÉTHODES D’ESSAI
- ESSAIS
- EPROUVETTES
- DIMENSION EN CENTIMETRES
- REFE-
- RENCE
- DESIGNATION
- Radiale
- Tangen-ti elle
- Axiale
- Nombre
- MODE OPERATOIRE
- RELEVÉS EXÉCUTÉS CONSTANTES CALCULÉES CORRECTION D'HUMIDITÉ \ (valable pour les bois secs à l’air);
- (:
- ‘
- I. — Essais
- A. Poids spécifique. 2 2 3 3 Détermination du volume avec un appareil voluménométrique à mercure à l’exclusion de toute mesure géométrique. Détermination du poids à la balance de précision.
- B. Retrait ou . gonflement du volume. 2 v 2 3 Les mêmes. Déterminations, comme ci-dessus, des volumes à l’état vert ou imbibé, des poids et simultanément des volumes à l’état sec à l’air, puis des poids et des volumes à l’état complètement sec. (Durée de la dessication à l’air : 15 jours).
- C. Humidité. A opérei sur épro au morne uvettes de nt de char stinées à c [ue essai .et essai. Dessiccation à l’étuve j usqu’à poid s constant à une température progressant jusqu’à 100-105 Refroidissement dans un air privé d’bu-midité.
- Volume à Tnoins de 5 mm3, soit V. Poids au centigramme, soit p. . Poids spécifique à l’humidité,' soit ^ = D TI ramené à l’hu mi-V H, dite de 15 0/0, soit : D15 = Dh - d (H-15). î Facteur de correction d pour 10/Of d’humidité : d = D ^ (0,01 — v) (Le terme v est défini ci-dessous.y (
- Comme ci-dessus ....... Retrait total de l’état vert à l’état sec. Retrait de l’état sec à l’air à l’état sec, et humidité correspondante Rétractibilité B, ou variation en 0/0 du volume complètement sec. Coefficient de rétractibüité v, ou rétractibilité pour 1 0/0 d’humidité. Point de saturation — . V Le coefficient de rétractibilité u exprime la correction pour 1 0/0 d’humidité. ;: i 1 ! i i
- Poids au centigramme avant, soit p, et après étuvage, soit p'. Humidité en 0/0 du poids complètement sec : h=2-^|^xioo. P l i
- t
- !
- II * — Essais mécaniques statiques.
- D. Compression simple axiale. 2 2- 3 3 Écrasement entre les deux plateaux dressés, dont l’iin monté sur rotule parfaitement libre, d’une presse à avance lente et continue. Durée de l’essai : 2 minutes au minimum. Charge maximum supportée, soit R. . Humidité. Poids spécifique. Charge au cm2 ^ — C ramenée à; l’humidité de 15 0/0 : Cls = CH(l! + c(H-15)). Charge au cm2 rapportée à 100 „ois la densité (Cote statrue C \ fl D XlOo) et ^ ^ fois carré de la densité. (pote spécifique D2Xioo)' Facteur moyen : c = 4 0/0 pour? 1 0/0 d’humidité, variable avec; l’essence (Calcul exact par unes série d’essais sur éprouvettes| d’humidités diverses). \ (
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- MÉTHODES D’ESSAI (suite)
- ESSAIS
- ÉPROUVETTES
- DIMENSION EN CENTIMETRES
- REFE-
- RENCE
- DESIGNATION
- Radiale
- Tangen-
- tielle
- Axiale
- Nombre
- MODE OPERATOIRE
- E.
- Fi.
- Flexion statique, tangentielle aux couches annuelles.
- Dureté en flanc (empreinte suivant un rayon sur une face radiale).
- Dureté
- axiale.
- 30
- Flexion par charge concentrée au milieu,
- lente et continue...................
- Distance des appuis : L = 24 cm.
- Rayon d’arrondi du couteau médian et des appuis : 15 mm.
- Durée de l’essai : 2 minutes au moins.
- 3 Empreinte produite par un cylindre en acier, enduit de noir de fumée, de 15 mm de rayon sous pression de 200 kg, soit 100 kg par centimètre de longueur du contact, ou multiple de 100, de façon à obtenir une empreinte de 3 à 10 mm de largeur. (Méthode de Cbalais.)
- 3 Enfoncement d’une bille d’acier de 1 cm2 de section diamétrale (11 mm3 de diamètre) à une profondeur égale à son rayon. (Méthode Janka.)
- RELEVÉS EXÉCUTÉS CONSTANTES CALCULÉES
- STATIQUES (suite).
- Charge maximum supportée P. (Écarter les résultats correspondants à des ruptures non transversales). Flèche à la ruptu re f à 0,5 m m près Humidité. Charge au centimètre carré, ou fatigue des fibres à la rupture, 3 P L par la formule F = — et ***? ramenée à 15 0/0 d’humidité. (Sur éprouvette normale F = 5,66 P). Raideur à la rupture ÏL. t F Cote de ténacité-^. L
- Largeur de l’empreinte et flèche t de pénétration correspondant à 100 kg par centimètre de longueur de contact du cylindre. i Inverse — de la flèche ou Dureté.
- Charge en kilogramme provoquant l’enfoncement. Humidité. Charge en kilogrammes
- III. — Essais dynamiques.
- G. Flexion par choc tangentiel. 2 2 30 6 Rupture totale par flexion brusque . . Distance dès appuis: 24 cm Rayon d’arrondi du couteau et des appuis : 15 mm. Appui crocodile enregistrant, par l’empreinte d’un grain d’acier sur une barre de métal étalonnée statiquement, l’effort maximum dynamique sur un appui. Appareil indiqué : Mouton-pendule de la Section technique de l’Aéronautique. Travail total de ruptureW en kilogramme. (Écarter les résultats correspondants à des ruptures non nettement transversales.) Diamètre de l’empreinte et effort dynamique correspondant ^ U soit P pour l’effort total. Poids spécifique moyen à déterminer par la pesée et par Ja mesure des trois dimensions linéaires. Coefficient de résilience tanjpn- tielle (minimum) : K— r-,~, ' b h 10/b (Pour l’éprouvette normale / W \ C ~ 6,35/ Coefficient de résilience rapporté au carré de la densité. ^Cote dynamique Fatigue des fibres à la rupture, ou effort dynamique au centimètre 3 PL carré parla formule F= ——. 26/C (Pour l’éprouvette normale F =4,5 P.)
- 1 1 i 1
- CORRECTION D’HUMIDITÉ (valable pour les bois secs à l’air)
- Facteur moyen: 2 0/0 en moins pour 1 0/0 d’humidité en plus (ou en général égal à la moitié du facteur de correction c pour la compression).
- Facteur moyen de 10/0 en moins pour 1 0/0 d’humidité en plus (négligeable en général).
- Facteur moyen de 3 0/0 en moins pour 1 0/0 d’humidité en plus.
- Pas de correction pour la résilience, indépendante de l’humidité même si le bois est vert.
- Correction généralement négligeable, pour l’efl'ort dynamique sur bois sec à l’air.
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- MÉTHODES D’ESSAI (mite).
- ESSAIS
- REFE-
- RENCE
- DESIGNATION
- EPROUVETTES
- DIMENSION EN CENTIMETRES
- Radiale
- Tangen-
- tielle
- Axiale
- Nombre
- MODE OPERATOIRE
- RELEVÉS EXÉCUTÉS CONSTANTES CALCULÉES CORRECTION D’HUMIDITÉ (valable pour les bois secs à Pair)
- IV. — Essais spéciaux.
- B. Retrait radial et tan-gentiel. Q uelconque S. 3 Pour pavés de bois. Mesure de variation des écartements de quatre pointes fixes, disposées en croix sur un des bouts de l’éprouvette.
- C'. Absorption d’eau. Q uelconque s. 3 Pour constructions hydrauliques. Immersion dans l’eau douce jusqu’à poids constant, si possible en vase clos, en faisant le vide au-dessus de l’eau.
- D'. Compression de flanc. Q uelconque S» s. .. 3 Essais D'D, et E' à prévoir uniquement sur pièces fabriquées en état de service (traverses de chemin de fer, mâts ou longerons d’aéroplanes, pièces de charpente, etc.)
- IV Flambage. Q uelconque s. 3 Compression sur éprouvette de longueur L et sur éprouvettes de longueur égale à 1,5 fois le côté, tirées de la précédente.
- F/. Flexion statique. Quelconq en 5 ues à secti principe c 5 on carrée, le : 100 1 Qualification d’un nœud ou défaut, par flexion sur éprouvette d’équarrissage c, et sur éprouvettes nettes de défauts d’équarrissages c'’ tirées de la précédente, c' étant normalement égal à 2 cm. Di stance.des appuis : douze fois le coté d’équarrissage. Cavalier interposé sous le couteau médian pour équarrissage c supérieur à 5 cm.
- Kcartement des deux pointes correspondant au sens considéré, à l’état vert ou imbibé, à l’état sec à l’air, et à l’état complètement sec. (Comme ci-dessus, Référence B). (Comme ci-dessus, Référence B.)
- Poids avant et après immersion des éprouvettes essuyées. Humidité. Prise d’eau en 0/0 du poids sec.
- Charge maximum correspondant au début de la période de grandes déformations non accompagnées de rupture. Humidité. Charge au centimètre carré ramenée à 15 0/0 d’humidité. Facteur moyeu de correction de 6 0/0 pour 1 0/0 d’humidité.
- Charges maxima R et R' supportées par la grande et par la petite éprouvette. Charges au centimètre carré, C et C' pour les 2 éprouvettes. Coefficient de voilement C-C' C'^Ly2- Pas de correction, mais essais comparatifs simultanés.
- Charge de rupture P et P' ; pour . les longueurs L et I/. Exposant de forme : T P L «= ^-P'L'»!. L°g.^ Pas de correction, mais essais simultanés.
- /
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- MÉTHODES D’ESSAI (suite).
- ESSAIS ÉPROUVETTES
- DIMENSION EN f!ENTl METRES MODE OPÉRATOIRE RELEVÉS EXÉCUTÉS • CONSTANTES CALCULÉES CORRECTION D’HUMIDITÉ
- RÉFÉ-
- RENCE DÉSIGNATION Radiale Tangen- tielle Axiale Nombre (valable pour les bois secs à l’air)
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- IV. — Essais spéciaux (suite).
- H. Fendage et collage. „ 2 , Fond d’e de 1 2 ntailie av< iras de lei 4,5 ic 15 mm der. 3 Décollement des couches annuelles, ou des surfaces collées, et seulement par efforts dirigés en sens radial, sur une éprouvette en X pour la traction, et en forme d’une moitié d’X pour le fendage. Charge totale „. . . Charge de décollement par fendage, en kilogrammes par centimètre de largeur.
- 1. Traction et collage. 2 En 2 .aille dou; 7 île. 3 Comme ci-dessus. . . Charge totale Charge de décollement par traction en kilbgr./cm2.
- K. Arrachement de clous et vis. Applications spéciales (tire-fonds de chemin de fer, clous, vis) Effort total d’arrachement.
- L. Usure; Au jet de sable ; sur pièces suivant applications • Aspect des surfaces.
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- 698 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- 3° Prélèvement des éprouvettes d’essais.
- A. — Qualification de la matière.
- Pour les essais qualificatifs du bois, on emploiera des éprouvettes de 2 X 2 cm d’équarrissage sur 30 cm de longueur, sans aucun défaut, prises dans le fil du bois, avec couches annuelles bien normales à l’un des. côtés. Nombre minimum d’éprouvettes : 6.
- . Au chantier, on détachera à la scie un segment demi-cylindrique de .30 cm de longueur au petit bout de la grume, et si possible vers 7 à 10 m de la hauteur de l’arbre. On façonnera, selon un des rayons de la section transversale de l’arbre, une planchette de 2 cm d’épaisseur, dans laquelle on découpera selon le fil du bois, et côte à côte, des éprouvettes de 2 cm de largeur, qu’on numérotera du centre à la périphérie. Elles seront essayées de suite en vue d’éviter le retrait.
- A l’atelier, le prélèvement des éprouvettes se fera de même, côte à côte ou bout à bout, parmi les déchets de fabrication, dans lesquels on retaillera des éprouvettes à couches normalement orientées.
- Pour le laboratoire, on prélèvera une demi-planche comprenant l’axe de l’arbre (bois sur mailles) de 1 m de longueur (pour 3 éprouvettes prises bout à bout), on la découpera en tringles de 2 X 2 cm numérotées du centre à la périphérie. Ces dimensions seront majorées de 1 à 2f mm pour tenir compte du retrait possible.
- B. — Qualification des défauts. '
- On utilisera des éprouvettes carrées, d’équarrisage quelconque, en principe de 5 X 3 cm, de 1 m de longueur, le défaut à qualifier étant situé dans la partie médiane.
- i° Résultats à obtenir dans les essais.
- L’étude des propriétés mécaniques des bois, et spécialement des bois d’Europe et des bois coloniaux, est encore, trop incomplète pour permettre de donner de façon précise les caractéris-
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION 699
- tiques des diverses essences et d’indiquer, dans tous les cas, les chiffres sur lesquelles on peut s’appuyer pour le calcul des dimensions des pièces, ainsi que les chiffres mini'ma à exiger dans les essais. A mesure que cette étude sera poursuivie, on pourra apporter plus de précision dans la rédaction des cahiers des charges, plus de sûreté dans le choix des bois, plus d’économie dans l’emploi de la matière.
- Les tableaux ci-après indiquent les catégories que l’on peut établir parmi les bois au point de vue des diverses propriétés physiques et mécaniques, ainsi que les chiffres maxima et minima caractérisant ces catégories.
- Tolérances : 1 /10e sur tous les chiffres.
- Tableau'A. — Poids spécifiques moyens. (Bois secs à l’air.)
- CLASSES CATÉGORIES POIDS spécifiques TYPES I)E COMPARAISON
- V Très légers 0,200 à 0,400 Bois liégeux exotiques.
- IV Légers 0,400 à 0,600 Bois tendres français.
- III Moyens 0,600 à 0,800 Bois durs français.
- II Lourds 0,800 à 1,000 Bois durs exotiques.
- 1 Très lourds 1,000 à 1,400 Bois, très durs exotiques.
- Tableau B. — Retrait ou gonflement du volume.
- RÉTRACTIBIL1TÉ
- CLASSES CATÉGORIES TOTALE B COEFFICIENT V QUALIFICATION
- III Fort ...... Pour 100 . 20 à 15 . pour 100 1 à 0,550 Bois avec fentes de retrait, ou sujet au voilement ; à débiter sur mailles.
- 11 Moyen. ..... 15 à 10 0,550 à 0,350 Bois de service ou de construction.
- I Faible . . . . . 10 à 5 0,350 à 0,200 Bois 4e menuiserie fine.
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- 700 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- Tableau C. — Humidité.
- CLASSES CATÉGORIES TENEUR EN EAU EN POIDS TYPES
- Y Bois verts . ^ Supérieure à 20 "ou 35 0/0 selon les essences Bois en forêt.
- IV Bois peu secs 20 à 18 Bois sur chantier.
- lit Bois secs à l’air 18 à 12 Bois sous couvert à l’air. (Humidité normle : 15 0/0.)
- II Bois très secs à l’air . . 12 à 10 Bois en local clos.
- I Bois desséchés ..... 10 à 0 Bois en local chauffé.
- Tableau D. — Compression simple à 15 O/O d’humidité.
- 1° Résistance à égalité de surface C.
- G
- 2° Résistance à égalité de poids ^ ^ (Cote de qualité statique).
- • FEUILLUS TENDRES
- RÉSINEUX PEUPLIEIt, AUNE, TILLEUL,
- SAULE ET ACAJOU
- CLASSES CATÉGORIES Résistance Cote Résistance Cote
- par cm2 C par cm2 , C
- 1 C D X i 00 C ' DX100
- III Inférieure kg 250 à 350 inférieure à 8 kg 200 à 300 inférieure à 7
- II Moyenne. . . ... 350 à 450 8 à 9,5 300 à 400 7 à 8
- I Supérieure 450 à 600 supérrc à 9,5 400 à 600 supérieur à 8
- BOIS MI-DURS DITS DURS POUR LA FRANCE BOIS DURS EXOTIQUES BOIS TRÈS DURS EXOTIQUES
- CLASSES CATÉGORIES Résistance par cm2 . Cote C C C C C
- DX100 DX100
- C DX100
- III Inférieure . kg 275 à 375 inférroà6 kg 400 à 500 inférrc à 6 kg 500 à 600 infér10 à 7
- II Moyenne. . 375 à 475 6 à 7 500 à 700 6 à 7 600 à 800 7 à 8
- I Supérieure. 475 à 600 supr0 à 7 700 à 800 7 à 8 800 à 1000 8 à 9,5
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION 701
- 3° Résistance spécifique en fonction du poids p, x ^qq {Cote de qualité sj)éci-fique).
- CLASSES CATÉGORIES-TYPES COTE C D*X100
- IV Bois durs et très durs .Moins de 9
- 111 Bois feuillus mi-durs (durs pour les bois français) . 9 à 12
- 11 Bois résineux lourds, et acajous 12 à 15
- I Bois résineux légers, et feuillus tendres 15 à 20
- Tableau Dj. — Flambage.
- Coefficient de voilement A dans la formule de Rankine C'
- CLASSES CATÉGORIES COEFFICIENT DE VOILEMENT A QUALIFICATION
- 111 Fort 0,00033 Bois de charpente.
- 11 Moyen 0,0002 Bois de charpente.
- 1 Faible. 0,0001 Bois d’avions.
- Tableau E. — Flexion vers 15 O/O d’humidité.
- 1° Résistance spécifique moyenne par cm2 F( formule spéciale avec n =
- 10\
- 6/;
- F
- 2° Résistance par rapport à la compression ^ (Cote de ténacité)
- RÉSINEUX FEUILLUS TENDRES ET ACAJOUS FEUILLUS MI-DURS dits durs indigèn** BOIS DURS EXOTIQUES BOIS TUÉS DURS EXOTIQUES
- CLASSES CATÉGORIES Résistance par cm2 F Ténacité F moyenne - Résistcc par cm2 F Ténacité moyenne Résistoe par cm2 F Ténacité moyenne F F C F F C
- 111 Inférieure. 900 2,5 800 2,5 1000 2,5 1200 2,5 1500 2,5
- 11 Moyenne . 1000 2,5 900 3 1200 2,5 1500 2,5 2000 2,5
- 1 Supérieure 1200 3 1000 3 1500 3 1800 2,5 2500 2,5
- =r—
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- 702 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- Tableau — Raideur à la rupture, vers 15 O/O d’humidité.
- ^Valeur de
- L
- f
- pour L = 12
- h.
- )
- CLASSES CATÉGORIES RAIDEUR TYPES DE COMPARAISON
- ni Bois peu raides: .... 20 à 30 Bois feuillus français.
- II Bois moyens 30 à 40 Bois résineux français.
- 1 Bois raides 40 à 50 Bois durs exotiques.
- Tableau E'. — Qualification des défauts.
- (Exposant de forme n.)
- CLASSES CATÉGORIES EXPOSANT DE FORME « QUALIFICATION
- III 3° choix 8/6 à 9/6 Bois de charpente.
- II 2° choix 9/6 à 10/6 Bois de carrosserie, wagons.
- 1 1er choix 10/6 à 11/6 Bois d’avions.
- Tableau F. — Dureté en flanc, vers 15 0/0 d'humidité.
- (Méthode de Chalais-Meudon.)
- CLASSE CATÉGORIES DURETÉ TYPES DE COMPARAISON
- Y Très tendres'. . . . . . 0,50 i 1,50 Bois feuillus tendres.
- IY Tendres . 1,50 à 3,00 Bois résineux et acajous.
- 111 Mi-durs. . 3,00 à 6,00 Bois durs de France ou mi-durs exotiques.
- II Durs 6,00 i 9,00 Bois durs exotiques.
- 1 Très durs . ... . . . 9,00 à 20,00 Bois très durs exotiques. 1
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION 703
- Tableau F-,. — Dureté en bout, vers 15 O/O d’humidité.
- (Méthode Janka.)
- CIASSlî CATÉGORIES DURETÉ TYPES DE -COMPARAISON
- 1er degré. 2° degré . 3e degré . 4 e degré . 5° degré . 6° degré . Bois très tendres .... Bois tendres ...... Bois mi-durs Bois durs Bois très durs Bois osseux Moins de 350 kg 351 à 500 kg 501 à 650 kg 651 à 1000 kg 1001 à 1500 kg Plus de 1501 kg Epicéa, Sapin, Peuplier. Mélèze, Pin d’Orégon, Aune Platane, Orme, Chàtaignîcr Pitchpin, Chêne, Noyer. Buis, Olivier, Chêne vert. Ébénier, Québracho, Ga'iac
- Tableau G. — Choc, en sens tangentiel, à tous degrés d’humidité.
- 1° Résilience unitaire k (coefficient de résilience) ;
- 2° Résilience W d’une barre de 2 cm d’équarrissage W = kbh 10/6.
- CLASSES CATÉGORIES BOIS RÉSINEUX FEUILLUS TENDRES ET ACAJOUS BOIS FEUILLUS DURS
- k W k W
- 111 Bois fragile. . Inférieur à 0,20 Inférr à 1 kg, 25 Inférieur à 0,40 Inféra 2 kg, 50
- 11 Bois moyen . 0,20 à 0,40 1,25 à 2,50 0,40 à 0,60 2,50 à 3,75
- 1 Bois résilient. 0,40 à 0,60 2,50 à 3,75 0,60 à 1,00 quelquefois 1,50 3,75 à 6,25 quelquefois 9 kg,25
- 3° Résilience en fonction du poids spécifique ~ (Cote de qualité dynamique).
- CLASSES CATÉGORIES COTE — QUALIFICATION
- 111 Bois très cassants. . . . 0,5 à 0,8 Bois inapte auxconstruc-
- tions mobiles.
- 11 Bois moyens ...... 0,8 à 1,2 Bois de carrosserie.
- I Bois peu cassants. . . . 1,2 à 2,5 Bois d’avions.
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- 704 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- Tableau H. — Fendage, vers 15 O/O d’humidité.
- % CLASSES CATÉGORIES RÉSISTANCE PAR CM DE LARGEUR TYPE DE COMPARAISON
- 111 Fissiles G à 12 kg Résineux.
- 11 Moyennement fissiles. . 12 à 18 kg Feuillus tendres et acajous.
- 1 Peu fissiles 18 à 36 kg Bois durs.
- Tableau I. — Traction en sens perpendiculaire aux fibres.
- CLASSES CATÉGORIES RÉSISTANCE PAR CM2 TYPE DE COMPARAISON
- III Inférieure . 10 à 15 kg Résineux.
- II Moyenne 15 à 20 kg Feuillus tendres et acajous.
- I Supérieure 20 à 10 kg ' Bois durs.
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION 705
- PLAN DES CAHIERS DES CHARGES UNIFIÉS POUR LES BOIS
- Article premier. — Dispositions générales.
- § 1. — Objet du cahier des charges.
- § 2. — Spécification des fournitures : dimensions, quantité. §3. — Préparation et débit des bois.
- §4. — Métrage et cubage.
- Art. 2. — Caractéristiques technologiques des bois.
- § 1. — Nature des bois.
- §2. — Caractères particuliers des bois.
- §3. — Provenance.
- §4. — Qualité des bois.
- §5. — Traitement préalable des bois; siccité.
- Art. 3. — Caractéristiques physiques et mécaniques des bois.
- § 1. — Essais à effectuer avant réception.
- §2. — Méthode d’essais.
- §3. — Prélèvement des éprouvettes d’essais.
- § 4. — Résultats à obtenir dans les essais.
- Art. 4. — Réception des bois.
- § 1. — Formation des lots. Présentation en recette.
- §2. — Vérification des dimensions, débits et caractéristiques technologiques.
- §3. — Tolérances.
- §4. — Interprétation des résultats d’essais. Contestations.
- §5. — Marquage des bois. x
- Art. 5. — Prescriptions diverses.
- § 1. — Livraisons.
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- 7 06 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- RECUEIL DES MÉTHODES D’ESSAIS MÉCANIQUES
- VISÉES DANS LES CAHIERS DES CHARGES UNIFIÉS FRANÇAIS (Méthodes U F.)
- AVANT-PROPOS
- La Commission d’unification des Cahiers des charges des produits métallurgiques a estimé qu’il était inutile de reproduire dans chaque Cahier des charges les méthodes d’essai utilisées qui peuvent faire l’objet d’un fascicule séparé; on évite ainsi des répétitions inutiles et on assure l’unification des méthodes. Le rècueil ainsi défini devra être constamment révisé, complété et tenu à jour, pour tenir compte des études qui seront effectuées sur les essais de métaux; tout résultat de ces études qui paraîtra suffisamment établi pour être utilisé dans la pratique sera ainsi pris en considération simultanément pour tous les Cahiers des charges,' au lieu de n’y être introduit que successivement et à des intervalles souvent éloignés.
- La première édition qui fait l’objet du présent fascicule ne comporte que les essais prévus dans les premiers Cahiers des charges rédigés, relatifs aux aciers en barres; elle sera complétée à mesure que la rédaction des nouveaux Cahiers des charges fera apparaître la nécessité de nouveaux essais, dont les modalités d’exécution seront alors discutées par la Commission.
- La Commission française des Méthodes d’essai et l’Association internationale des Méthodes d’essai avaient depuis longtemps étudié les principales méthodes d’essai et fixé les conditions d’exécution qui étaient adoptées par un grand nombre d’administrations. Il a donc été facile de rédiger la plupart de ces prescriptions, qui ont été établies avec le souci constant d’apporter aussi peu de trouble que possible aux habitudes courantes, to,ut en assurant l’unification et en tenant compte des résultats techniques les mieux établis. Certaines rédactions portant sur des essais nouveaux conservent néanmoins un caractère provisoire et ne pourront être établies définitivement qu’après de nouvelles1 études. Telles sont les prescriptions relatives aux essais de résilience, pour la définition desquelles une Sous-
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION 707
- Commission spéciale a été nommée, l’unification même avec des conditions imparfaitement motivées paraissant très préférable à la confusion qui règne actuellement et empêche tout progrès. La Sous-Commission, tenant compte des nombreuses observations qui ont été publiées, a décidé de recommander : 1° l’emploi d’une éprouvette unique, parce que la loi de similitude ne paraît pas applicable aux essais de résilience ; 2° l’emploi d’une entaille à fond arrondi suivant un rayon relativement grand, parce que les entailles aiguës sont difficiles à vérifier et à reproduire dans des conditions identiques; 3° l’emploi d’entailles profondes, parce que les entailles peu profondes ne produisent pas toujours la rupture des barreaux pris dans des métaux peu fragiles. Tout en appliquant ces conditions aux essais de réception des métaux, il y a lieu de recommander que de nouvelles expériences systématiques soient effectuées sur ces questions, ainsi que sur la corrélation des angles de rupture et des travaux de rupture dans l’essai de résilience et, dans un autre ordre d’idées, sur l’iniluence du temps dans l’essai de dureté Brinell. On peut signaler aussi, comme méritant une étude nouvelle, les essais de texture et de soudabilité qui ont été définis d’après les textes les plus couramment employés.
- § 1er. — Essais de traction.
- 1° Machinés d’essai. — Les organes servant à la production de l’effort, comme ceux qui servent à le mesurer et qui doivent être distincts, doivent donner un fonctionnement continu ; la vitesse de l’action doit être uniforme et ne pas être supérieure à 2 cm par minute (i).
- Les machines, comme les appareils d’attache, doivent présenter des dispositifs permettant au barreau de s’orienter librement dans la direction' de la traction, sans qu’il puisse se produire d’effort de flexion transversal.
- Les éprouvettes doivent être bien centrées dans les mordaches.
- La précision des graduations doit permettre les lectures à moins de 0,5 0/0 de la charge maximum.
- Les machines, d’essai doivent être fréquemment vérifiées au
- (1) Ce qui donne, pour la durée de l’essai d’un barreau de traction normal, de 100 mm de longueur, 1/2 minute si l’allongement total est de 10 0/0, 1 minute si l’allongement total est de 20 0/0. . f
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- 708 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- point de vue de la sensibilité et de l’exactitude, par les procédés spéciaux qui conviennent à chaque type de mécanisme. On pourra toujours effectuer rapidement une vérification d’ensemble ou tarage au moyen de barreaux de traction spécialement préparés, dont on détermine la résistance à la rupture, celle-ci étant supposée connue d’après des essais préalables soit sur une machine-type qui doit, de préférence, être vérifiée elle-même par suspension directe de poids marqués, soit par rupture directe de barreaux par suspension de poids marqués»
- 2° Éprouvettes d’essai. — Sur les éprouvettes soumises à la traction, on marque des repères destinés à la mesure de l’allongement et situés à une distance des naissances des attaches ou des congés des têtes au moins égale au diamètre ou au plus grand côté de la section transversale de l’éprouvette.
- Pour les éprouvettes découpées dans une masse métallique, on emploiera de préférence la forme du barreau normal, ayant comme partie utile un cylindre de 13 mm, 8 de diamètre (ISO mm2 de section) et 100 mm de longueur comprise entre repères.
- On peut obtenir des résultats sensiblement comparables en employant des barreaux géométriquement semblables ; en particulier, si la pièce dans laquelle on prélève l’éprouvette est trop petite pour permettre le découpage du barreau normal, on emploiera le barreau réduit, géométriquement semblable, de 9 mm, 77 de diamètre (75 mm2 de section) et 70 mm de longueur entre repères.
- Ces barreaux auront des têtes cylindriques, raccordées par des congés arrondis, s’appuyant sur les mordaches par tout le pourtour de leur circonférence ou saisies par des coins à griffes sur une longueur au moins égale au double du [diamètre du barreau.
- Lorsqu’on essaiera des barres rondes brutes de forgeage ou d’étirage, on pourra employer des barreaux sans tête en les saisissant par des coins à griffe sur une longueur égale à au moins trois lois le diamètre. La distance des repères destinés à la mesure de l’allongement sera déterminée par la formule :
- L2 = 66,67 S (S étant la section).
- Les barreaux plats, découpés dans des tôles ou des laminés et dont l’épaisseur est égale à celle du produit, auront une largeur
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- et une longueur entre repères déterminées par le tableau suivant :
- Dimensions des éprouvettes plates de traction.
- Écartement Longueur ' entre de la
- Épaisseur. ' Section. repères, partie calibrée.
- mm2. mm.
- LARGEUR UNIFORME DE 30 MILLIMÈTRES
- 5 millimètres . . . . 150 100
- 6 — 180 110
- 7 — 210 120
- 8 — 240 125
- 9 — 270 135
- 10 — 300 140
- LARGEUR UNIFORME DE 25 MILLIMÈTRES
- 11 — 275 135
- 12 — 300 140
- 13 — 325 150
- 14 350 155
- 15 — 375 160
- 16 — 400 165
- 17 — 425 170
- 18 — 450 175
- 19 — 475 ISO
- 20 — 500 185
- LARGEUR UNIFORME DE 20 MILLIMÈTRES
- 21 — 22 — 420 l 440 j 170
- 23 — 460 175
- 24 — 480 180
- 25 — 26 — 500 l 520 ( 185
- 27 — 540 190
- 28 — 29 — 560 l 580 \ 195
- 30 — 600 200
- mm.
- 200
- 200
- 250
- 250
- Les têtes pourront présenter un trou dans lequel on passe une broche dont la section sera au moins le double de celle de
- l’éprouvette, ou être saisies par des coins à griffes sur une longueur égale au double de la largeur de l’éprouvette.
- 3° Prélèvement et préparation des éprouvettes. — Dans la plupart des cas, les éprouvettes doivent être essayées dans l’état même où se trouve le métal de la pièce en examen, dont elles doivent
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- 710 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- caractériser les propriétés. Il sera nécessaire pour cela qu’elles soient découpées entièrement à froid à la machine-outil, et usinées avec des précautions telles qu’on ne produise ni écrouissage superficiel, ni échauffement appréciable du métal. En particulier, l’usinage sera toujours terminé par au moins une passe n’enlevant que 2 à 3 dixièmes de millimètre de métal. On fera ensuite disparaître les stries laissées par l’outil et la lime, soit par passage à la machine à rectifier (avec meule à eau), soit par polissage longitudinal à la lime douce et au papier d’émeri.
- Dans les cas où le découpage au chalumeau du fragment destiné à fournir l’éprouvette sera autorisé, il devra rester une épaisseur de métal de 15 mm au moins à enlever à froid.
- Lorsque l’épreuve a pour but de caractériser un métal qui doit être ultérieurement soumis à des opérations de forgeage ou simplement de cémentation, de trempe et de recuit, il n’y a plus lieu de prendre autant de précautions pour le découpage des éprouvettes. Celles-ci peuvent même être préparées, ou au moins dégrossies, par forgeage, mais les dimensions successives à réalisern doivent être clairement indiquées dans chaque cahier des charges. Les éprouvettes peuvent ensuite recevoir un traitement thermique, déterminé dans chaque cas d’après l’emploi que l’on veut faire du métal. Ce traitement thermique, qu’il consiste en un simple recuit ou en succession de trempes et de recuits, doit être défini de façon à pouvoir toujours être reproduit sans aucune incertitude, en indiquant, en fonction du temps, la succession des températures que doit prendre l’éprouvette. Les températures doivent être exprimées numériquement, rapportées à l’échelle normale de température et mesurées au moyen de pyromètres convenablement vérifiés. Le chauffage doit être effectué dans des fours à température uniforme ou dans des bains métalliques, mais jamais dans des feux de forge.
- Les durées d’échauffement et du maintien des températures doivent être fixées en fonction des dimensions des pièces chauffées, de façon à donner l’assurance que la température est bien uniforme jusqu’au cœur de la pièce.
- 4° Grandeurs mesurées dans Vessai de traction. — La limite élastique est la charge pour laquelle il commence à se produire une déformation permanente. Pratiquement, et sauf indications spé-. ciales, la mesure se fera au l/500e près. On admettra donc que la clause fixant pour la limite élastique une valeur de n kilo-
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- grammes est remplie si l’éprouvette, ayant été soumise à la charge correspondant aux n kilogrammes par millimètre carré pendant dix secondes, puis déchargée, revient à sa longueur primitive à l/500e près. *
- La résistance ou charge de rupture est la charge la plus élevée atteinte au cours de l’essai, exprimée en kilogrammes par millimètre carré de la section initiale.
- L’allongement est l’augmentation de longueur rapportée à 100 mm, prise par l’éprouvette jusqu’à la rupture. On le mesure en rapprochant les deux parties de l’éprouvette brisée et relevant la distance des repères préalablement tracés sur l’éprouvette.
- Cette mesure n’est valable que dans le cas où la cassure ne se produit pas trop près d’une tète. On devra donc éliminer du calcul des moyennes les barreaux pour lesquels la rupture se produira dans le quart extrême de la longueur utile (c’est-à-dire lorsque la distance de l’un des repères à la section de rupture est plus petite que le tiers de la distance de l’autre repère à la section de rupture).
- On peut éviter d’avoir ainsi à éliminer certaines éprouvettes, en marquant à l’avance un certain nombre de divisions égales entre les repères ; on' pourra alors toujours déterminer l’allongement comme si la rupture se produisait au milieu de l’éprouvette, en tenant compte de ce que la déformation se produit symétriquement des deux côtés de la section de rupture.
- La striction est le rapport de la diminution de la section de rupture à la valeur initiale de la section du barreau :
- -S — Sr • S ’ .
- S étant la section initiale du barreau, S’ la section de rupture.
- § 2. — Essais par empreintes de bille.
- L’essai par empreinte de bille, ou essai Brineil, détermine une grandeur qu’on appelle dureté ou chiffre de dureté et qui est très sensiblement proportionnelle, pour une même catégorie de métaux, à la résistance à la traction.
- La bille d’acier,employée a un diamètre de 10 mm. L’usure et la sphéricité de la bille doivent être vérifiées fréquemment. Elle est appuyée sur la surface du métal à essayer par un levier, un piston, un ressort, etc., disposés de façon à développer graduel-
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- lement l’effort d’une façon parfaitement continue et sans produire aucun à-coup. Cette condition est très importante; il importe, en outre, que l’appareil d’essai soit disposé de façon que la direction de l’effoét soit bien normale à la surface de la pièce essayée.
- La surface à essayer est dressée à la lime et, de préférence, polie au papier d’émeri fin en prenant bien garde de ne produire aucun écrouissage superficiel.
- L’effort maximum est pris égal à 3000 kg pour l’„acier, à 500 kg pour le cuivre et ses alliages.
- On mesure deux diamètres rectangulaires, de préférence au moyen d’un microscope oculaire micrométrique ou d’un appareil équivalent et on prend la moyenne des deux mesures.
- L’essai Brinell est surtout utile pour vérifier que la dureté est régulière en différents points d’une pièce ou pour les diverses pièces d’un même lot.
- On peut aussi en déduire une valeur approchée de la résistance à la traction qui, pour une même catégorie de métaux, varie proportionnellement au -chiffre de dureté Brinell, c’est-à-dire au rapport de la pression exercée sur la bille, à la surface de la calotte sphérique que forme l’empreinte.
- Pour les aciers, essayés avec charge de 3 000 kg et bille de 10 mm de diamètre, la résistance à la traction est sensiblement égale au tiers du chiffre de dureté (efforts évalués en kilogrammes, surfaces évaluées en millimètres carrés). L’influence du temps pendant lequel est appliquée la charge étant très accentuée, il importe de ne comparer entre eux que dés essais dans lesquels la durée d’action a été exactement la même. Quand on ne fait que des essais comparatifs aux différents points d’une même pièce ou sur différentes pièces, cette durée peut être quelconque (les cahiers des charges de l’artillerie la fixaient à dix secondes).
- Quand on fixera un chiffre de dureté sans indiquer explicitement la durée d’application de la charge, cette durée sera égale à 15 secondes.
- Le tarage des appareils d’essai peut être effectué avec des barreaux de métal spécialement préparés sur lesquels on effectue successivement des empreintes avec l’appareil'à essayer et avec un appareil pris comme type ou avec des poids marqués en agissant pendant le même temps dans les deux cas.
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- § 3. — Essai de flexion par choc sur barreaux non entaillés.
- 1° Appareils d'essai. — Les moutons les plus employés pour les essais de choc sur éprouvettes correspondent à deux types : moutons de 18 kg pour barreau d’acier de 30 X 30 de section; mouton de 12 kg pour barreau d’acier de 20 X 20 de section et pour barreau de fonte.
- Les moutons doivent être d’une seule pièce ou du moins formés de pièces très solidement assemblées. Ils doivent glisser sur des guides parfaitement dressés, lisses et verticaux, de façon à n’avoir qu’un frottement très minime.
- Le déclic ne doit produire aucun mouvement latéral du mouton lors de sa mise enjeu.
- On devra s’assurer fréquemment qu’il ne se produit pas d’absorption notable de force vive en dehors du choc proprement dit, par des essais de tarage. Le tarage peut être effectué en mesurant la flèche produite par un choc du mouton tombant d’une hauteur déterminée sur des barreaux de flexion spécialement préparés pour assurer la régularité de leur résistance (barreaux de tarage).
- La panne devra être terminée par une partie cylindrique dont l’axe sera horizontal et situé dans le plan du guidage. Le rayon de cette partie cylindrique sera de 30 mm pour les essais sur acier, de 50 mm pour les essais sur fontes.
- Les couteaux servant de support au barreau doivent être très solidement fixés à la chabotte, — leurs arêtes doivent être parallèles au plan du guidage ; leur plan doit être horizontal ; elles doivent présenter un arrondi de 2 mm de rayon.
- La chabotte doit avoir une masse au moins égale à dix fois celle du mouton et reposer sur un massif de maçonnerie de volume au moins égal à cinq fois celui de la chabotte.
- Il est bon d’avoir un dispositif évitant que le mouton en rebondissant vienne frapper le barreau à plusieurs reprises et en des points différents si celui-ci s’est déplacé.
- 2° Eprouvettes d'essais. — Les éprouvettes prélevées et préparées avec les mêmes précautions que pour les essais de traction, auront, normalement, comme dimensions, 30 X 30x200 mm. Elles seront placées sur couteaux espacés de 16 cm et essayées au mouton de 18 kg,-tombant d’une hauteur de 2,75 m.
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- Quand la pièce à essayer sera de trop faibles dimensions pour qu’on puisse y prélever les barreaux de 30 X 30, on pourra employer des barreaux de dimensions réduites proportionnellement.
- Pour que les résultats des essais faits avec deux barreaux semblables soient comparables, avec le même nombre de coups de mouton, il faut, théoriquement, que les poids des moutons et les hauteurs de chutes employées soient déterminés de façon que les forces vives correspondant à chaque coup de mouton soient proportionnelles aux volumes des barreaux, et, de plus, satisfassent à la condition suivante :
- P _ V/H P' “
- B,
- P et P' étant les poids des moutons, H et H' les hauteurs de chute, B le rapport de similitude.
- L’influence du poids du mouton étant peu considérable ainsi que celle de la hauteur de chute, dans les limites usuelles on pourra en pratique employer un des moutons existant en déterminant la hau teur de chute et le nombre de coups de façon que la force vive totale soit la même que si l’on se conformait rigoureusement aux conditions fixées par la formule ci-dessus.
- Le barreau réduit, de 20 X 20 X 150 mm, essayés sur appuis écartés de 120 mm au mouton de 18 kg, tombant de 1,10 m de hauteur, correspond sensiblement aux conditions indiquées ci-dessus.
- On mesure aussi l’angle suivant lequel s’est produite la rupture, en rapprochant les deux fragments et amenant au contact les parties qui se sont rompues en dernier lieu.
- § 4. — Essais de flexion par choc sur barreaux entaillés.
- L’essai de flexion par choc d’un barreau préalablement entaillé permet de mesurer le travail absorbé par la rupture, souvent appelé résilience et exprimé en kilogrammètres par centimètre carré de la section préparée pour la rupture. Cette évaluation, tout empirique, ne permet pas l’application de la loi de similitude aux barreaux de diverses dimensions.
- i° Appareils d’essai. — On peut employer le mouton ordinaire à chute verticale libre, en vérifiant au moyen d’un choc unique
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- que le travail nécessaire à la rupture est supérieur à une valeur donnée, ou encore en comptant le nombre de coups nécessaire pour produire la rupture. ,
- Le plus souvent, on emploie des appareils produisant sûrement la rupture en un seul coup et indiquant par divers dispositifs quelle fraction de l’énergie disponible a été absorbée par la rupture. Les graduations doivent permettre les lectures à moins de 0,5 0/0 de l’énergie disponible.
- Ces appareils doivent être vérifiés fréquemment et très soigneusement.
- Le tarage peut en être effectué en mesurant le travail absorbé par la flexion sous un angle donné d’un barreau non entaillé.
- 2° Éprouvettes d'essai. —' La loi de similitude n’étant pas applicable aux essais de résilience, il importe d’employer un type d’éprouvette unique si on veut avoir des résultats numériques comparables.
- Une Sous-Commission spéciale de la Commission des cahiers des charges a établi le type suivant pour les cahiers des charges UF.
- Barreaux de 10 X 10 X 55 mm. Entaille à fond cylindrique de 1 mm de rayon et 5 mm de profondeur. L’entaille peut être effectuée soit à la fraise, soit au foret, soit par rabotage ; mais on devra Aurifier soigneusement, dans tous les cas, le rayon du fond de l’entaille et s’assurer qu’il n’existe pas de stries parallèles aux génératrices de l’entaille.
- Il est en outre recommandé d’ajouter aux chiffres donnant la résilience la mesure de l’angle de rupture, déterminé en rapprochant les deux moitiés de l’éprouvette de façon à faire coïncider, aussi exactement que possible, les parties de la cassure provenant de la région opposée à l’entaille.
- Conditions d’essai
- Le type de l’appareil d’essai employé n’a pas besoin d’être fixé pourvu que le principe de la mesure et l’exactitude de la graduation aient été préalablement vérifiés.
- Toutefois, les conditions suivantes devront être réalisées dans l’essai.
- Le barreau reposera sur des appuis. distants de 40 mm sur lesquels il devra être appliqué bien exactement avant de recevoir le choc. Les arrondis de ces appuis auront un rayon
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- 716 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- de 1 mm. Un dégagement conforme au croquis ci-contre permettra de réduire le frottement des extrémités et d’éviter le
- c oïncement du barreau.
- Le couteau fixé au mouton aura une section triangulaire, l’angle au sommet étant de 30 degrés au maximum ; l’arrondi de l’arête d’impact aura un rayon de 1 mm.
- Il est indispensable de vérifier très fréquemment, avec ' un gabarit spécial, l’écartement des appuis et de s’assurer que le couteau fixé au mouton est exactement au milieu de cette distance.
- La position du barreau sur les supports doit être aussi très soigneusement vérifiée à chaque essai avec un gabarit spécial tenant compte de la position de l’entaille.
- La vitesse au choc ne doit pas être inférieure à 5m par seconde.
- Sauf indications spéciales, la température doit être comprise entre 15 degrés et 20 degrés. L’influence de la température est beaucoup plus accentuée que dans les autres modes d’essai.
- § 5. — Essais de pliage.
- Une bande de 250 mm de longueur minima, 40 mm de largeur et 20 mm d’épaisseur (ou d’épaisseur égale à celle du produit essayé si celle-ci est inférieure à 20 mm), subit un premier pliage sur un empreint dont les faces obliques forment entre elles un angle de 60 degrés. On applique sur le milieu de la bande un coin ou dégorgeoir arrondi suivant un rayon au plus égal à l’épaisseur de la bande et sur lequel on fait agir une presse ou un pilon jusqu’à ce que la bande s’applique sur l’empreint. On enlève ensuite •l’empreint et le coin et on achève le pliage en amenant les faces soit à se toucher (pliage à bloc), soit à une distance déterminée par une cale que l’on place entre elles..
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- RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
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- L’essai est considéré comme satisfaisant si la face extérieure ne présente aucune déchirure :
- ESSAIS DE PLIAGE
- Pliage sur empreint à 60°. Pliage sur cale. Pliage à bloc,
- d’épaisseur donnée.
- Cet essai peut être pratiqué soit à froid, soit à différentes températures. L’essai de forgeage pourra comporter deux pliages à bloc, l’un au rouge vif, l’autre au rouge sombre.
- L’essai de pliage est souvent effectué sur des bandes préalablement trempées dans des conditions déterminées pour s’assurer que le métal ne durcit pas, par la trempe, d’une façon exagérée.
- § 6. — Essai de texture.
- L’essai de texture consiste dans l’examen d’une cassure pratiquée à l’extrémité d’une barre choisie par l’agent réceptionnaire en vue de s’assurer s’il n’existe ni solution de continuité, ni inclusion de matières étrangères. La barre, entaillée par un procédé quelconque sur tout son pourtour, de manière à obtenir, dans la région centrale, une section de.rupture égale à environ la moitié de la section primitive, doit être rompue brusquement en porte-à-faux, soit au marteau, soit à la presse.
- Pour les barres de grosses dimensions, afin d’éviter les difficultés d’exécution de l’essai, la section de rupture sera limitée à 30 cm2.
- § 7. — Essai de soudabilité (1).
- Cet essai consiste dans le pliage à froid d’une éprouvette préalablement soudée puis trempée.
- Si le produit à essayer présente des dimensions transversales
- (1) Cette rédaction (évidemment provisoire) n’est que la reproduction textuelle des prescriptions inscrites dans les Cahiers des charges des chemins de fer, les seuls qui visént nettement l’épreuve de soudabilité.
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- 718 RAPPORTS DE LA COMMISSION PERMANENTE DE STANDARDISATION
- supérieures à 25 mm, on prépare par usinage,, forgeage ou laminage, une éprouvette de 25 X 25 X 250 mm. , .
- Les échantillons ronds et carrés n’ayant pas plus de 25 mm de diamètre ou de côté et les plats n’ayant pas plus de 25 mm d’épaisseur sont essayés bruts.
- Les échantillons présentant une dimension transversale inférieure à 15 mm ne subissent pas Fessai de soudabîlité.
- L’éprouvette est tout d’abord rompue en son milieu en deux parties, puis soudée et forgée. Les deux parties doivent être réunies bout à bout par une soudure dite par amorces et à chaude portée.
- Chaque amorce, à forme convexe, inclinée à 45 degrés, doit présenter une surface de soudure égale à deux fois environ la section droite primitive du barreau. La soudure est obtenue a,u moyen de deux chaudes, Fune chaude suante, l’autre chaude de ressuée. L’éprouvette est ensuite convenablement parée.
- Après réchauffage à une température comprise entre 850 et 900 degrés, le barreau soudé est trempé dans de l’eau à une température comprise entre 20 et 25 degrés.
- Le barreau trempé subit alors l’épreuve de pliage à froid définie dans le Recueil des méthodes d’essais mécaniques usuelles. Le pliage est effectué sur le plat de la soudure.'
- Après Fessai, l’écartement des branches du barreau, rendues parallèles, doit être égal à leur diamètre ou épaisseur.
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- LE DÉVELOPPEMENT
- DES
- TRANSPORTS D’ÉÜRGIE et de TRACTION ÉLECTRIQUE
- AUX ÉTATS-UNIS'11
- PAR
- m. VEDOVELLI
- C’est presque un lieu commun de dire : <c l’electricité est à ses débuts *. Depuis quelques années seulement, on en visage Jîa constitution de grands transports de force et l’électrification des grands réseaux ferres. Il a fallu la guerre et l’appauvrissement qu’elle a entraîné pour que les pouvoirs publics songent à^coor-donner les efforts particuliers et à faire intervenir la collectivité dans la question.
- Il apparaît cependant que, ni dans les sphères dirigeantes, ni dans le publie, on n’apprécie Furgewce d’utiliser nos chutes d’eau ; et ee mémoire à moins pour [objet de vous dire où en sont en Amérique les grandes questions de transport de force et de traction, que de mettre en Lumière les . enseignements à tirer par nous des' grandes installations américaines, enseignements .de nature à faciliter l’éclosion et l’exécution d’un programme national.
- Avant d’entrer dans le vif du sujet, nous voudrions exposer quelques considérations économiques qui, au premier abord, pourront sembler n’avoir que peu de rapport avec lui, mais qui cependant sont nécessaires pour créer Fambianee que je désire, et placer la question sur son véritable terrain.
- La vie moderne et Féciosion du progrès ont & leur base la force motrice. Le nombre de chevaux-vapeur par tète d’habitant croit tous' les jours et il croîtra encore. Cette force motrice est demandée a Fheure actuelle presque exclusivement au charbon et pas1 assez- aux chutes d’eau. Or, l’extraction du charbon se fait de plus en plus difficile, et sans parler de la vague de paresse, réaction naturelle du surmenage de guerre, il faut reconnaître que l’extraction par homme est infiniment moins- grande qu’autrefors. La force motrice due au charbon
- (t) Voir Ebooès-Verbal de la séaace dîu 26 novembre:, fascicule séparé n° 12,, p. 319.
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- 720 LE DÉVELOPPEMENT DES TRANSPORTS D’ÉNERGIE AUX ÉTATS-UNIS
- coûte donc très cher. La force motrice hydraulique, par contre, ne coûte rien ou fort peu de chose, mais les installations sont bien plus onéreuses, et la question se pose de savoir ce qui, en définitive, est le plus avantageux. Nous allons donner à ce sujet quelques chiffres suggestifs. L’expression en francs ne donne aujourd’hui qu’une indication, la valeur du franc étant encore provisoire.
- Prenons donc une autre unité qui nous sera plus commode : cette unité sera la production moyenne de l’heure de travail. Le travail produit, par exemple, par tous les Français en une heure représente une richesse dont la valeur divisée par le nombre des travailleurs représente une quantité qui peut servir d’étalon. Admettons que l’activité actuelle est la même qu’avant guerré, ce qui n’est que provisoirement faux. Nous aurons ainsi un étalon fixe. S’il existe une différence entre l’activité avant et après guerre, les ressorts du peuple français sont suffisants pour que cette différence très rapidement devienne nulle. A la faveur de cet étalon nouveau, « l’heure moyenne de travail », beaucoup de questions qui nous intéressent vont se simplifier, et certaines mesures nous seront facilitées :
- Avant la guerre, les Français gagnaient en moyenne 0 f 68 par heure, actuellement ils gagnent .2 f65. Gela veut dire exactement qu’avant la, guerre, le franc valait 1,48 heure moyenne de travail, et que maintenant il n’en vaut plus que 0,37 à proprement parler. On ne gagne peut-être pas plus, mais le franc vaut moins. Cette conception nous permettra, par un changement d’unité, de faire des comparaisons justes, impossibles autrement. Nous commencerons par apprécier la valeur véritable de l’augmentation du charbon.
- En 1913, l’extraction par homme était en moyennë de 700 kg et le salaire journalier 7,4 unités (l’unité étant, comme il est dit plus haut, la production horaire moyenne du travail des Français). En 1920, l’extraction est de 430 kg et le gain journalier de 7,03 unités. On voit donc que par rapport au coût de la vie le mineur gagne moins. Cette diminution tient sans aucun doute à la durée du travail journalier qui est réduite. D’ailleurs, le prix d’extraction qui, en .1913, était de 10,89 unités à la tonne, est en .1920 de 14, 45 unités. Le rapprochement de ces deux chiffres permet d’apprécier l’influence sur le prix du charbon de la main-d’œuvre nationale. Par le fait de la main-d’œuvre, le prix de l’extraction nationale a augmenté de 40 0/0.
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- LE DÉVELOPPEMENT DES TRANSPORTS D’ÉNERGIE AUX ÉTATS-UNIS 721
- Mais la cause la plus importante du renchérissement du charbon réside dans les achats obligatoires que nous faisons à l’étranger. Nous achetons le charbon en Angleterre, en‘Amérique, très cher, et cela au bénéfice principalement de l’Angleterre qui- trouve là un moyen d’améliorer ses finances.
- Le jeu des péréquations établit un prix moyen pour le public, et c’est ce prix moyen qui nous importe. En 1913, le charbon valait environ 32 unités à la tonne ; en 1920, il vaut 113 unités, c’est-à-dire 3,5 fois plus ; ceci veut dire que celui qui travaillait une heure pour avoir au moyen de son salaire une certaine quantité de charbon, est obligé aujourd’hui, pour se procurer la même quantité, de travailler 3 heures et demie. Le charbon est, de toutes les. denrées de première nécessité, celle qui a augmenté le plus ; le kilogramme de pain, par exemple, qui valait avant guerre 0,6 unité, vaut aujourd’hui 0,49.
- Il est hors de doute que le prix du charbon est la cause primordiale et presque unique de notre gêne économique et de notre appauvrissement national. Or, il n’y a aucune raison pour que cet état de choses change d’ici longtemps. Les mineurs produisent moins, et ce serait se leurrer que d’espérer de ce côté un soulagement sérieux. Arriveraiton à réveiller chez eux un désir de mieux faire, que l’importance de nos mines et le nombre des travailleurs ne permettraient d’apporter à la crise qu’une très légère amélioration. Mais, si nous pouvions remplacer par autre chose tout le charbon venant de l’étranger, la tonne de charbon tomberait aux environs de 44 unités, chiffre qui ne serait qu’une fois et demie celui d’avant guerre. C’est donc la première mesure à envisager, et le plus rapidement possible. Il faut demander, autre part qu’à l’étranger, la force nécessaire pour remplacer annuellement 20 millions de tonnes de charbon. Or, en supposant une utilisation faite dans des conditions moyennes, on trouve que 3 millions de chevaux installés électriquement pourraient remplacer les installations qui consomment, à l’heure actuelle, ces 20 millions de tonnes de charbon. On estime à 8 ou 10 millions de chevaux la force hydraulique pratiquement disponible en France.
- - Ces 3 millions immédiatement nécessaires n’en sont donc qu’une faible partie. On peut avantageusement les capter, à condition d’en avoir la volonté et de voir plus grand qu’on en a l’habitude.
- Quelle serait l’économie générale du projet.
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- 722 LE DÉVELOPPEMENT DES TRANSPORTS D’ÉNERGIE AUX ÉTATS-UNIS
- Examinons rensemble de l’opération en nous plaçant au point de vue immédiat. Les frais d’installation comptés au cours du franc à ce jour se répartissent à peu près comme suit, pour 3 millions de HP :
- Frais d’aménagement des chutes . . . . Fr. 13 500000 000 Frais de transport............ . 4 500 000 000
- Frais d’utilisation.......... . . ; . 5000 000000
- Au total..........Fr. 23 000 000 000
- ce qui fait, au cours du franc, 9 500 000000 unités.
- Le montant de l’intérêt, de l’amortissement et de l’exploitation représente à peu près 10 0/0, soit 950 000000 unités. Cette installation supposée faite, ta France serait affranchie de l’achat de 20 millions de tonnes de charbon payées à l’heure actuelle 113 unités, soit 2 260 000 000 unités, d’où une économie de 1360000000 unités. La France compte à peu près 10 millions de travailleurs ; c’est dire que chaque travailleur aurait à sa charge 136 unités de moins, ce qui très exactement veut dire que sur 226 heures qu’en ce moment le travailleur français est obligé de consacrer, directement ou indirectement, dans l’année pour acheter à l’étranger le charbon qui nous manque, il pourrait n’en fournir que 95 pour concourir au fonctionnement des chutes d’eau. Il gagnerait ainsi 131 heures qu’il pourrait employer à autre chose. Donc, en admettant même qu’on aille demander à l’étranger les ressources nécessaires à l’aménagement de cette première partie de nos chutes d’eau, chaque travailleur français gagnerait à l’opération 131 heures de travail par an, qui serviraient à enrichir le pays, ou tout au moins à diminuer son appauvrissement. Nous voyons également que 9 milliards d’unités sont nécessaires pour aménager les chutes, ce qui représente pour chacun des 10 millions de travailleurs français 900 unités, soit un peu plus de trois mois ; or, à l’heure actuelle, sans nous en douter, nous donnons annuellement 226 unités, soit le quart, ce qui montre que nous donnons, en achetant le charbon à l’étranger, en quatre années, toute l’activité qui est nécessaire pour aménager nos chutes d’eau de façon à pouvoir nous en passer pour toujours.
- Ces chiffres sont éloquents^
- On pourra peut-être contester leur valeur . intrinsèque. Les moyens d’investigation dont je dispose ne me permettent pas
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- une exactitude absolue; et tels que nous les présentons ils n’ont pas une rigueur mathématique, mais les relativités qui en découlent peuvent être considérées comme exactes. La France, si elle veut faire un sérieux effort, si elle veut tirer parti des immenses richesses dont elle dispose et dont il n’y a peut-être pas d'autre exemple au monde, peut améliorer sa situation économique avec une rapidité qu’elle ne soupçonne pas.
- Le mauvais état de notre change est dû, presque uniquement, aux achats de charbon. Le prix élevé des choses est dû au prix élevé du charbon.
- Que tout le monde comprenne ces vérités et en apprécie l’importance, et les questions d’exécution, tant industrielles que financières, seront facilement résolues.
- C’est sous le bénéfice de ces observations que nous allons, en nous excusant de ce préambule un peu long, et cependant nécessaire, entrer dans le vif du sujet.
- Si nous nous proposons d’examiner l’état de la question aux États-Unis, nous ne vous imposerons pas pour cela une description de toutes les installations qui existent dans ces pays ; elles sont légion, et des descriptions très complètes en existent, auxquelles les spécialistes peuvent se reporter. En ce qui concerne les grands transports, et la traction à grande distance, une mission française a fait l’année dernière un voyage d’études et M. de Mauduit a fait un rapport des plus intéressants auquel on peut se reporter utilement.
- Nous vous rappelons également une Conférence extrêmement intéressante qui fut faite ici même par M. Sosnowski, en mai 1916, à la suite d’un voyage d’études dont il avait été chargé par le Ministre des Travaux Publics et dans le texte de laquelle vous trouverez des renseignements très complets.
- Nous vous dirons cependant ceci :
- Les lignes à très haute tension sont dans la pratique courante, les plus élevées atteignent 160000 volts, et certaines vont être portées à 220 000. L’électrification des réseaux qui a eu, jusqu’à présent, mais avec plus d’importance, à peu près le même caractère que chez nous semble entrer dans une voie nouvelle, et une ligne de plus de 1 000 km est installée, qui fonctionne normalement.
- Les Américains exigent de l’électricité une grande coopération à là vie sociale, et ils n’hésitent pas à investir dans les entreprises électriques des capitaux considérables. Le fait est d’autant
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- plus remarquable que tous les efforts, faits dans cette voie sont dus à l’initiative privée, le Gouvernement n’intervenant pas, conformément à la coutume américaine. Il paraîtra extraordinaire de voir s’électrifier un grand réseau de chemin de fer dans un pays où la garantie d’intérêt n’existe pas. Des considérations de commodité, d’économie, de concurrence ont seules guidé les dirigeants de cette affaire.
- Sans être poussés par la nécessité absolue d’économiser le charbon, les Américains entrent dans la voie des barrages coû-tenx(fig. /, PLI), des captations compliquées, et ils le font parce que cela est logique et industriel, ce que nous devrions faire par nécessité.
- Au point de vue de l’initiative, de l’intérêt bien compris, les Américains sont donc en avance sur nous.
- En est-il de même au point de vue technique ? Non.
- Nous avons, en France, à peu près tous les éléments nécessaires pour effectuer les mêmes travaux que les Américains, et par de nombreux côtés nous pourrions même nous trouver supérieurs. Mais il est un point sur lequel ils nous dominent complètement, c’est celui de l’audace. Quand on voit la façon dont sont prévues et conduites les installations américaines, qui cependant fonctionnent et rendent des services, on comprend combien, en France, nous sommes timorés et combien nous en souffrons. Les Américains conduisent leur affaire très en grand,, voient loin et s’inquiètent dès le début de tout son développement possible, au lieu de procéder par petits paquets, comme en France, et c’est ce qui frappe le plus l’ingénieur français qui visite l’Amérique.
- Nous verrons tout à l’heure que les éléments techniques dont disposent les Américains sont loin d’être parfaits. Ils ne s’embarrassent pas pour si peu. Ils doublent les installations et s’arrangent de façon que l’organe défaillant soit remplacé rapidement par celui en réserve. En France, quand un organe manque ; une machine s’arrête, une ligne se coupe, un transformateur claque, c'est toute une affaire et le consommateur a pour le fournisseur des rigueurs excessives,
- L’Américain, doué d’un esprit différent du nôtre, n’attend pas pour utiliser un progrès qu’il soit tout à fait au point. Il pousse le progrès. Nous nous faisons traîner par lui. Il est juste de dire que les arrêts et les accidents sont aux États-Unis légèrement plus nombreux proportionnellement qu’en France, mais tous
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- comptes faits, les Américains sont dans la bonne voie et nous profitons trop tard de l’avancement du progrès.
- On peut se demander si nous sommes bien outillés pour effectuer de grands travaux en électricité, si nous avons en main les éléments nécessaires, des méthodes de travail et une organisation suffisamment bien comprise. Il est certain que les moyens d’action des Américains sont supérieurs aux nôtres. Il n’est pas inutile de donner à ce sujet quelques chiffres.
- Comparons la production électrique aux États-Unis et en France. En 1919, la valeur totale des dépenses faites en Amérique s’est élevée, à peu près, d’après les renseignements que j’ai pu recueillir et coordonner à 1 200 millions de dollars. La valeur de F « unité travail » est à peu près 0,6 dollar. Le travail total représente donc 2 milliards d’unités. Or, le nombre des individus vivant des « Constructions électriques » (et ce chiffre ne comprend pas les exploitants ni les petites industries connexes, maçonnerie, charpente, etc.) est d’environ 450000. La
- production par travailleur est donc annuellement :
- 2 000U00 000 450000
- ou 4 500 unités.
- En France, où d’ailleurs les chiffres m’ont été beaucoup plus difficiles à obtenir, et où je les donne avec plus de réserve, les industries électriques dans la même année accusent une production de 1 600 millions de francs, soit 600 millions d’unités. Le nombre des travailleurs étant d’environ 170000, la
- , '. .+ , 600 000000 o
- production par travailleur serait donc —^ ou 3 500
- unités.
- »Ces chiffres, approximatifs certes, ne nous en montrent pas moins que le nombre de travailleurs affectés à l’industrie électrique par rapport à la population est en Amérique beaucoup plus faible : 3,75 0/0, qu’en France 4,8 0/0, et d’autre part que la production par travailleur y est plus forte. Si, à la vérité, on s’imaginait l’écart beaucoup plus sensible, il n’en reste pas moins que nous avons un sérieux effort à accomplir, si nous voulons conduire de grandes installations électriques dans de bonnes conditions.
- D’où vient cette supériorité américaine dans la production individuelle ? Elle vient presqu’uniquement de la bonne organisation d’une armée de 450 000 travailleurs^ bien dirigés, mais c’est surtout dans le nombre restreint des maisons qu’il faut
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- voir la cause de l’économie de production. Deux exemples suffiront à illustrer cette assertion : deux maisons seules, la General Electric C° et la Westinghouse assurent le tiers de toute la production américaine, et dans chacune d’elles la production par travailleur est encore plus grande que dans l’ensemble.
- Un autre exemple. Tandis qu’en France, trente-cinq usines fabriquent de la porcelaine électrique,* en Amérique il y en a moins de dix pour une production cinq fois supérieure à la nôtre. On conçoit dans ces conditions quelles possibilités il y a pour l’organisation et la répartition du travail.
- Entre-t-on dans le détail, il n’y a, à proprement parler rien de remarquable, ni machines extraordinaires ni modèles originaux. Les moyens mécaniques dont disposent les Américains sont semblables aux nôtres et l’ingéniosité française n’a rien à envier à l’ingéniosité américaine. Mais l’organisation et le sens pratique sont autrement développés de l’autre côté de l’océan que chez nous. C’est surtout là que doivent tendre nos efforts. Le temps des petites affaires est passé, il faut nous résoudre à voir grand, à s’associer à diminuer le nombre des modèles, n’affecter à une industrie que très peu d’usines, mais solidement organisées et bien spécialiséès.
- Le succès de l’industrie américaine trouve un de ses éléments dans la mentalité ouvrière, bien différente de celle qui existe en France. Pour ne pas dépasser le cadre de cette Conférence, je dirai simplement que les Américains sont disciplinés comme seuls ont pu s’en rendre conipte ceux qui sont allés sur place. L’antagonisme entre travailleurs et dirigeants, et qui est la plaie actuelle de notre industrie, n’existe pas. Les haines sociales ont peut-être là-bas trouvé un dérivatif dans la différence des races qui a creusé un abîme entre les blancs et les hommes de couleur ; toujours est-il que l’ouvrier américain, à l’usine, travaille en toute loyauté et dans un esprit de collaboration sincère qui aide considérablement au progrès de la grande industrie américaine.
- Les principaux éléments.
- Nous passerons maintenant en revue et sommairement les principaux éléments constitutifs des grands transports et des grandes utilisations électriques, en soulignant au passage, conformément au programme que je me suis tracé, les enseigne-
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- ments que nous pouvons en tirer. Nous examinerons successivement :
- a) Les stations génératrices ;
- b) Les grandes lignes de transport et la question des isolateurs ;
- c) Les postes de transformation et principalement les postes extérieurs, les transformateurs et l’appareillage nécessaire ;
- d) Les sous-stations, et principalement les sous-stations automatiques ;
- e) Les lignes de prise de courant et la tension à employer pour ces lignes ;
- Stations génératrices.
- Les stations génératrices sont en Amérique à vapeur ou hydrauliques.
- a) Stations à vapeur :
- Au point de vue où je me suis placé, ces stations n’ont que peu d’intérêt et je n’en dirai que quelques mots.
- Les stations à vapeur tendent toutes vers un type à peu près uniforme, elles sont constituées de très grosses unités dont le type moyen semble s’arrêter aux environs de 85 à 40 000 kw. Cependant des unités de 65 000 kw sont en construction et des études sont faites pour 100000 kw. Des alternateurs à tension basse de 3000 à 6000 volts débitent sur les barres. Le courant est utilisé partie directement, partie en l’élevant à une tension supérieure, généralement 15 000 volts pour être distribué plus loin. Une grande simplicité dans l’architecture et le plan des centrales, et par contre un grand luxe dans les moyens de contrôle. Ces grandes unités permettent pour l’installation de l’usine une surface couverte moins grande par rapport à la puissance.
- Une particularité mérite d’être signalée et serait à généraliser dans nos installations françaises. Ces grosses unités mettent en jeu, en cas d’accident, des énergies considérables et les court-Gircuits pourraient être dangereux ; en l’absence de disjoncteurs capables de rompre avec sécurité, ou bien devant l’encombrement considérable qu’ils entraîneraient, les Américains ont imaginé de mettre dans les circuits des feeders et dans les jonctions. des barres, des réactances puissantes qui limitent l’intensité en
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- cas de court circuit. Les feeders seuls possèdent des bobines à maxima'; les génératrices n’ont que de simples relais à déséquilibre.
- Les tableaux de distribution, pour le logement des appareils, ont de vastes proportions, mais les commandes sont centralisées en un local très petit.
- Stations hydrauliques :
- Nous touchons ici un point très important et je m’estimerais heureux si le résultat de cette causerie pouvait être de laisser dans l’esprit de mon auditoire cette impression qu’un fort élément de notre relèvement économique serait comme je l’ai déjà dit, dans l’aménagement des chutes d’eau, avant toute autre entreprise.
- Alors que nous manquons de charbon, et que nous en manquerons longtemps, est-il réellement bien opérant d’engager tous les capitaux disponibles, toute l’activité de la nation dans l’installation de grosses centrales à vapeur dévoreuses de charbon pendant que, dans nos montagnes, nous avons des trésors d’énergie qui se perdent ? '
- Les grands charbonnages installent sur le carreau de la mine des centrales dont le moins qu’on puisse dire, sans esprit de critiqué, est que le charbon qu’elles consomment augmente d’autant la quantité que l’on sera obligé d’acheter à l’étranger; les mines.sont au Nord, les chutes d’eau au Sud. Mais les Américains qui ont osé aborder les lignes à 120 000 volts, puis à ISO 000, nous ont prouvé que la question de la distance n’est pas une objection.
- Sans doute des considérations d’ordre particulier nous incitent peut-être à opérer comme nous le faisons maintenant. Il nous manque une volonté côordinatrice qui fasse passer l’intérêt général avant l’intérêt particulier. Les heures de travail employées pour construire les machines à vapeur, les chaudières des centrales actuelles, pourraient l’être plus utilement à fabriquer des turbines. On installe en ce moment 400 000 HP en centrales à vapeur, qui doivent fonctionner dans un délai de deux ans. Ce chiffre m’a été donné, non sans un sourire, par un ingénieur américain. Vérification faite, il était exact. Avec un effort et la volonté d’aboutir, on aurait pu, avec une dépense supérieure, il^st vrai, installer dans le même délai une puis-
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- sanee égale en chevaux hydrauliques, et transporter cette puissance là où elle est nécessaire. #
- L’Amérique nous montre ceci de merveilleux, c’est que chez elle l’ensemble des intentions particulières fait exactement ce qu’il faut pour le bien de la collectivité. En France, où nous n’avons ni la mentalité ni la largeur de vues qui sont la caractéristique de l’Américain, force nous est de nous tourner vers les pouvoirs publics et de leur demander de ne pas laisser plus longtemps cette question de la force motrice et du charbon au hasard des intérêts locaux.
- L’Amérique est en proportion beaucoup moins riche que nous en chutes d’eau, et plus que chez nous l’aménagement des chutes est coûteux. Elle n’hésite pas à faire des travaux formidables, et quelquefois dans les endroits mêmes où le combustible est bon marché.
- Une installation vraiment caractéristique est celle de Big Greek perdue dans les montagnes de la Sierra Nevada, et qui alimente une ligne à 150000 volts; cette ligne transporte le courant dans le Sud de la Californie à Los Angelès, à 360 milles. Un barrage de 500 m de longueur forme dans la montagne un lac artificiel où viennent se réunir ' plusieurs torrents, et alimente une première centrale. A 600 m en contrebas de cette station, un deuxième barrage (fig. 2, PI. 7), retient les eaux pour une deuxième centrale et une troisième centrale à 300 m plus bas est en installation. Les deux stations existantes sont absolument identiques en ce qui concerne la disposition et la puissance. Elles sont constituées chacune d’un grand bâtiment en ciment armé de 168 pieds de long, 82 de large et 103 de hauteur. La durée du travail a été une année et le prix de chacune (avant guerre) a été de 1 500 000 dollars. Les travaux de conduite, les pipe-lines ont été très coûteux. De plus, le régime du lac n’est pas parfait, il manque d’eau l’été. La Société ne s’est pas d’ailleurs embarrassée pour cela, elle a monté dans la plaine une usine à vapeur, alimentée par du gaz naturel et qui fournit 70000 k\v.
- Chaque centrale comprend trois alternateurs de 14 000 kw à 6000 volts tournant à 375 tours, et de fréquence 50, alimentés par des turbines à réaction. La grande hauteur de chute permet un ensemble peu volumineux, et chaque groupe tient dans un rectangle d’encombrement de 9 X 6 m. Les alternateurs donnent directement sur les primaires des transformateurs monophasés
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- de .5 900 kwa. Les secondaires à 150000 volts débitent sur un double jeu de barres omnibus par l’intermédiaire d’un disjoncteur HT. Les lignes qui vont vers Los Angeles travaillent en parallèle.
- Quand on visite cette installation et que l’on sait la richesse de nos Alpes et de nos Pyrénées, on trouve bien simple l’idée d’en faire autant en France, et d’alimenter le Nord avec l’énergie hydraulique du Sud. L’exemple de Big Creek n’est pas isolé. Il existe à Keacuk un barrage, le -plus grand barrage du monde qui correspond bien à ce que nous pouvons appeler une captation onéreuse.
- Il faut que nous sentions comme les Américains qu’une fois faite, une installation hydraulique n’exige plus que des frais d’entretien et d’exploitation insignifiants. C’est un capital engagé qui fructifie de lui-même tandis qu’avec le charbon, l’affaire ne vaut que par le travail du mineur-, les aléas journaliers, et toutes lès charges qu’elle comporte.
- Au point de vue général, les grandes centrales hydrauliques tendent vers un schéma qui est à peu près celui-ci : trois alternateurs puissants et à tension relativement basse, dont l’arbre est commandé à ses deux extrémités par deux turbines, sont reliés directement à des transformateur^ élévateurs de tension. Un quatrième transformateur sert par groupe de rechange à l’un quelconque des trois premiers. Dans ce système, il n’y a pas de barres omnibus à basse tension. Le côté haute tension est relié à un jeu de barres omnibus d’où partent les lignes.
- L’emplacement réservé à l’appareillage et aux barres est d’une dimension considérable et entraîne à des bâtiments coûteux. Il semble qu’il y aurait intérêt à laissée extérieure toute^ cette partie de l’installation et à ne couvrir que les groupes générateurs. Nous n’avons pas vu en Amérique d’installation faite dans ce sens, mais il y en a en projet. Nous aurons, d’ailleurs, en parlant des postes de transformation à revenir sur cette intéressante question des tableaux extérieurs. Il n’est pas douteux qu’en Amérique, ce soit la solution de demain. Puisqu’en France, nous avons de puissantes centrales à organiser, profitons de renseignement : couvrons les génératrices et tout ce qui est basse tension et plaçons à l’extérieur, sans protection, les transformateurs et l’appareillage haute tension.
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- Les grandes lignes de transport de forge
- ET LA QUESTION DES ISOLATEURS.
- Ëst-ce l’ambiance, l’échelle du pays.yOn a l’impression en visitant les lignes américaines qu’elles sont plus simples que les nôtres. En fait, de nombreuses lignes à 100 000 volts sont montées sur de simples poteaux de bois (jig. A et 5, PL 1).
- Cependant, de tout l’équipement électrique américain, la ligne constitue le point faible et la solution parfaite à ce sujet n’est pas trouvée. Mais les Américains, comme nous l’avons déjà signalé, ne s’embarrassent pas; la défaillance des lignes constituant un mal avec lequel il faut vivre, ils s’en accommodent et ils font toutes leurs installations en double. Tous les réseaux importants à haute tension comportent deux lignes souvent parallèles et quelquefois suivant des chemins très différents. Des liaisons avec coupures existent de place en place ; en cas d’avarie de ligne, l’accident, au moyen de commandements téléphoniques est très vite localisé, et la partie avariée mise hors du circuit.
- On peut s’étonner du nombre considérable de lignes montées sur poteaux de bois.. Jusqu’à 100 000 volts, les avis sont partagés sur le point de savoir quel est le meilleur système de supports à employer. D’abord, les poteaux de bois ne sont pas un inconvénient si on les prend très gros et qu’on ait soin de les hau-banner’ très solidement, toutes les fois qu’ils travaillent à la traction. De plus, les poteaux de bois coûtent 0,20 dollar le pied cube, ce qui correspond à S0 francs le m3, tandis qu’en France le bois coûte autant, sinon plus cher que le fer ou le ciment. D’autre part, le bois soulage considérablement l’isolement et est une bonne précaution contre la foudre (fig. 6fPL 7).
- Mais c’est surtout une condition d’économie qui doit intervenir. Pour cela, il faut calculer le prix de la ligne en faisant porter les éléments dans le temps. On calculera, par exemple, dans les différents, cas, le prix, pour une période de cinquante ans ou pour la durée de la concession, en faisant entrer en ligne de compte tous les éléments, prix d’achat, entretien, préjudice éventuel des chômages,, etc., et l’on dotera d’un coefficient de défaveur le remplacement des poteaux de bois. La ligne la plus avantageuse sera alors choisie, mais il est impossible, suivant les conditions locales, de savoir laquelle d’avance. Il faut croire qu’en Amérique, le calcul a souvent1 milité en faveur des poteaux de bois 1 \
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- Au dessus de 100 000 volts, la hauteur de la ligne entraîne à remploi des pylônes métalliques (fig. 7, PL 7) et il apparaît que toutes les lignes emploient un modèle analogue de grandes tours métalliques dont les montants sont construits en cornière et dont les pieds sont noyés dans le sol souvent sans massif. Les portées vont jusqu’à 600 pieds.
- Mais le point le plus important est incontestablement celui des isolateurs. Nous avons visité les fabricants, évidemment fort satisfaits de leurs produits, mais de la moyenne des témoignages qui m’ont été fournis par les exploitants, il résulte ceci que le nombre des isolateurs remplacés correspond à peu près au changement complet de la ligne en cinq ans. Ceci s’applique aux lignes à 100 000 volts et plus ; la durée des isolateurs est d’autant plus longue que la tension est plus basse.
- Tous les isolateurs sont en chapelet; pour les tensions de 70 000 volts et au-dessus, c’est la seule isolation possible, avec lignes suspendues.
- Jusqu’ici, il n’y a pas en Amérique d’isolateurs réellement bons, la plupart ont une tension de percement inférieure à celle de l’arc extérieur et peuvent être percés par la foudre. Nos' porcelaines françaises sont meilleures à ce point de vue. Par la conversation que j’ai eue en particulier avec le célèbre professeur Ryan, de l’université Stanford et spécialiste en la matière, j’ai l’impression que nous sommes en bonne position pour dépasser l’industrie porcelainière américaine, mais nous devons répondre aux nombreux desiderata exprimés par les exploitants. Il faut avoir des modèles avec lesquels la répartition des potentiels se. fasse le> plus possible uniformément, sur le chapelet de façon à ne pas laisser toute la tension sur les isolateurs extérieurs qui ne peuvent résister.
- Il ne faut pas de scellement. La porcelaine ne doit pas « vieil lir », c’est-à-dire ne subira aucune modification moléculaire par suite d’écarts de température. Les attaches métalliques simplifiées doivent faciliter le montage et le démontage.
- Nous devrons également veiller dans les pays brumeux au claquage, phénomène fréquent en Amérique, où les alternatives de chaud et de froid finissent par produire des fêlures sur les isolateurs, l’humidité des brouillards rend hygrométrique et très conductrice la couche de poussière qui dans ces régions, très sèches dans la saison, s’amoncelle et adhère sur la surface. A un moment donné, les points déjà faibles claquent, donnant
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- ainsi l’impression que la fêlure est l’effet du claquage tandis qu’elle en est la cause.
- Le.problème est donc nettement posé pour nous. On pourra se reporter avantageusement aux résultats des travaux auxquels s’est livré M. de la Gorce en collaboration avec M. Dacharv. Nous avons étudié depuis plusieurs années déjà un système d’isolation qui consiste à mélanger les éléments métalliques avec les éléments isolants, et à la suite de notre voyage en Amérique, nous avons mis au point une série d’isolateurs suspendus tels que les résultats suivants sont obtenus. Nous citons des chiffres à titre d’exemple. En faisant varier les dimensions, on pourrait dans une certaine mesure faire varier les résultats.
- Pour un élément :
- Essai de l’isolation dans l’huile................... 100 000
- Amorçage de l’arc extérieur (dans l’air autour de
- l’isolateur)................................... 60 000
- Amorçage de l’arc entre deux éléments consécutifs quand la chaîne est montée ........... 40 000
- Amorçage de l’arc sous la douche dans les mêmes
- conditions.................................. 30 000
- Les résultats précédents restent proportionnels à la tension et au nombre d’isolateurs, la présence des armatures métalliques oblige à une meilleure répartition du potentiel. Chaque élément peut donc sans crainte être employé pour 20 000 volts. Et une ligne à 120 000 volts peut comporter six des éléments précédents. Un type un peu plus fort permettrait aisément la constitution d’une ligne à 150 000 volts également faite avec six éléments. Nous croyons que si l’on veut avoir une ligne présentant les garanties nécessaires, il est indispensable de protéger chaque isolateur. Le fait que l’arc ne s’amorce pas extérieurement n’est pas suffisant. Le circuit entre les deux armatures est brisé et pré-' sente par conséquent une forte" impédence..Les décharges à haute fréquence auront toujours tendance à percer la tète de l’isolateur.
- Les postes de transformation.
- Les transformateurs et l’appareillage.
- Les lignes à très haute tension ne sont pas autrement qu’aériennes. Les câbles souterrains, dans l’état actuel de la question, ne sont pas pratiques. Il faut-donc de toute nécessité aux
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- approches des villes abaisser la tension pour les distributions secondaires.
- La pratique des postes de transformation extérieure sans aucune protection tend à se généraliser (fig. 8 et 9, PL 7). Nous avons signalé, précédemment à propos des grandes centrales hydrauliques les dimensions des bâtiments, les Américains ont imaginé de tout mettre dehors « out door ». Ils prennent la place nécessaire à l’extérieur1 et construisent des appareils capables de résister aux intempéries. Pendant la guerre, quelques installations de ce genre ont été faites en France ; en Amérique elles sont systématiques et cette manière de procéder est très judicieuse.
- La construction des transformateurs (fig. AO et 44, PL 7), pour ces postes-ne présente pas de difficulté particulière. Les entrées seules donnent encore lieu à des déboires. Deux systèmes sont en présence. L’un consiste à prendre de gros tubes en carton isolant et à les recouvrir d’assiettes successives formant parapluie, l’autre à employer un double cône de porcelaine, rempli d’huile, en sorte que l’isolation à la masse est faite par une couche d’huile d’épaisseur suffisante. Ce second procédé n’a pas encore la sanction d’une longue pratique, mais c’est incontestablement le seul présentant avec une économie suffisante, la sécurité nécessaire et je crois que cette solution est celle de l’avenir pour les tensions dépassant 45000 volts. La porcelaine seule, ne semble pas devoir être employée toutes les fois que la tension d’essai doit dépasser 100000 volts.
- Les transformateurs sont immergés dans l’huile et le refroidissement est en majeure partie naturel. Je signale à ce propos une disposition ingénieuse (fig. 44, pi. 7) qui consiste à relier la cuve du transformateur qui est lisse, ou à peu près, à un système de radiateurs indépendants, la circulation se faisant par thermo-siphon. Quand l’installation est très importante, on n’hésite pas à faire le refroidissement par circulation d’eau, l’eau passant par un réfrigérant.
- Pour les interrupteurs, les Américains ont, comme les Fran^ çais, longtemps cherché des solutions compliquées, des chambres d’explosion, des cloisons spéciales, etc, Mais il semble bien qu’à l’heure actuelle le type de l’interrupteur à huile (fig. 42, PL 7) se résume à ceci: une cuve suffisamment grande pour qu’en aucun cas il ne puisse y avoir amorçage à la masse ; deux entrées qui doivent être faites comme celles des transformateurs,
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- de façon que l’isolement ne soit pas précaire; des contacts intérieurs; un équipage mobile faisant la rupture de haut en bas, et tel qu’il y ait une hauteur d’huile suffisante au-dessus des contacts; des dispositions mécaniques sont prises pour que la rupture se fasse aussi vite que possible. Les seuls éléments réels constitutifs de la capacité de rupturesont donc : distance à la masse, longueur et rapidité de rupture, hauteur d’huile au-dessus des contacts,
- En général, les interrupteurs extérieurs à très haute tension aussi bien d’ailleurs que ceux des centrales, doivent être des disjoncteurs automatiques. Dans les premiers appareils employés on s’est contenté de mettre une bobine directement dans la haute' tension et de commander le mécanisme par une longue tige isolante ; cette pratique, qui est défectueuse tend à disparaître ; à peu près partout maintenant, on commande la bobine de déclenchement par un transformateur d’intensité placé d’une manière originale. La pièce d’entrée est entourée d’une couronne en tôle magnétique munie d’un enroulement. Le primaire est donc constitué par le fil d’entréè. C’est le même principe que celui des transformateurs d’intensité qui sont sur les grosses barres des tableaux de distribution basse tension. Cette disposition ingénieuse présente des inconvénients ; une seule spire au prif-maire, traversée par une intensité qui est faible aux tensions très élevées, est insuffisante. Cela conduit à mettre beaucoup de fer, et au secondaire un grand nombre de spires. La distance entre primaire et secondaire est très grande si, bien qu’en somme l’exactitude est précaire et qu’on ne peut songer à alimenter un compteur, ce qui souvent serait utile, et quelques constructeurs n’hésitent pas, malgré la complication qui en résulte, à construire un véritable transformateur d’intensité indépendant. Il y aurait mieux à faire, mais une solution plus élégante est à trouver. •.
- Des coupures aériennes sont placées sur les câbles et sont constituées simplement par de gros isolateurs superposés ët et pivotant sur leur axe.
- Les dispositions générales n’ont rien de particulier; cependant, presque toujours l’appareillage à tension abaissée est placé dans un petit édicule spécial couvert. On a estimé que les frais, entraînés pour rendre « outdoor » des appareils de 3000'à 0000 volts seraient supérieurs à ceux du bâtiment nécessaire poéc les abriter.
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- Signalons, à propos de ces postes de transformation, un problème qui se pose et qui présente, dans les grands transports dè force, un intérêt tout particulier.
- Pour des raisons multiples, la tension à l’arrivée est variable, et cela dans des proportions qui atteignent et dépassent 15 0/0; Pour y remédier, on procède de la façon suivante : la tension très élevée est abaissée au moyen de transformateurs statiques et le courant envoyé sur les barres collectrices. Sur ces barres sont montés en dérivation de gros moteurs synchrones, sur l’excitation desquels on agit par un régulateur automatique. Le procédé est parfait, il n’a que l’inconvénient d’entraîner à une installation importante, mais il permet une distribution à tension constante,- la même, si on le veut, à l’arrivée qu’au départ. C’est ainsi que le poste de réception du Big Creek, situé près de Los Angeles, est une véritable usine, comparable à une station génératrice, et cela d’autant plus que l’appareillage n’y a pas été mis « out door ». *
- Nous terminerons ce chapitre par quelques mots sur la question des parafoudres, qui préoccupe nombre d’esprits en France. En Amérique, plus la tension est élevée, moins on se préoccupe des parafoudres. Il est même toute une école qui est d’avis de ne pas les employer. En fait, dans beaucoup de cas, les exploitants qui ont un système quelconque ne s’en servent pas, et il semble bien qu’en effet, sur les installations dépourvues de parafoudres il n’y a pas plus d’accidents que sur les autres.
- Les sous-stations.
- Les sous-stations sont, bien entendu, très nombreuses aux États-Unis, mais à part .la grande puissance de quelques-unes d’entre elles, nous n’avons rien vu de particulièrement remarquable et dont le principe mérite d’être signalé.
- Nous exceptons toutefois un appareil qui depuis longtemps était très demandé et qui est devenu indispensable depuis l’emploi de la traction à courant continu de haute tension : le disjoncteur ultra-rapide. Le problème posé est le suivant : quand sur une génératrice à courant continu puissante on fait un appel de courant soudain et très violent, dans le cas d’un court-circuit par exemple, les balais crachent, un arc se produit et s’amorce d’uii balai à l’autre, les flammes entourent le collecteur-et la dynamo travaille en court-circuit sur elle-même. Le fonctionnement ultérieur du disjoncteur n’est pas suffisant pour rompre
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- le circuit qui va d’un balai à l’autre. C’est ce qu’on appelle le flash, qui ne va pas souvent sans altération du collecteur. Il faut donc, pour y remédier, un disjoncteur qui rompe assez tôt le circuit pour que l’arc n’ait pas le temps d’être amorcé par le collecteur d’un balai à l’autre. D’autres considérations, surtout dans les génératrices à tension élevée, où la tension entre lames est elle-même relativement élevée, font accentuer la vitesse nécessaire. L’analyse du problème montre qu’il faudrait, pour avoir la sécurité absolue, un fonctionnement ne dépassant pas dans certains cas deux millièmes de seconde. On imagine mal qu’une telle rapidité soit possible. La G. E. C° offre une solution du problème et présente un appareil fonctionnant en 6 à 7 millièmes de seconde, ce qui est remarquable. Dans la plupart des cas, les flash ne se produisent pas, mais dans le cas de court-circuit sur des résistances très faibles le flash se produit encore. Ce qui importe surtout, c’est la brièveté du temps qui s’écoule entre l’instant de la surintensité et celui auquel le disjoncteur commence à fonctionner. C’est là le point délicat. Et les appareils que j’ai pu voir ont encore une masse trop grosse pour que l’énergie cinétique nécessaire à leur déplacement très rapide soit compatible avec un départ suffisamment brusque. Les calculs à faire sont analogues à ceux de la balistique. Il semble bien que le disjoncteur ultra-rapide, tel qu’il existe actuellement, constitue un progrès, mais ne soit pas la solution du problème.
- La Westinghouse a pris le problème d’une autre façon, et au lieu de chercher à supprimer très rapidement la surintensité, elle la rend inoffensive en provoquant un court-circuit à l’intérieur de l’induit. A cet effet, trois points de l’enroulement, espacés de 120 degrés, sont réunis à des bagues. Un déclic ampère-métrique met ces bagues en court-circuit sur des résistances, le résultat est bon, et sa supériorité semble résulter simplement de ce fait que l’appareil court-circuiteur a dans ce cas une masse beaucoup plus faible.
- Les sous-stations du Chicago Milwaukee and Saint Paul Railway sont toutes à peu près identiques (fig. /3, PL 7J. Elles comprennent des groupes tournants composés d’un moteur et deux génératrices de 1500 volts en série. Les excitatrices de chaque génératrice sont en bout d’arbre de chacune d’elles. En général, on met deux unités en service. Il n’y a pas de transformateur d’intensité HT, mais une bobine sur une phase, les parafoudres sont électrolytiques et branchés sur la ligne amont.
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- Sous la réserve qui précède, les sous-stations ordinaires îi’oni rien qui doive retenir notre attention, mais il est un type de sous-station extrêmement remarquable et qui mérite que nous nous y arrêtions^ Nous voulons parler des sous-stations automatiques (fîg. U, P, 7).
- SOUS-STATIONS AUTOMATIQUES.
- Il y a quelques années, on a pensé, en Amérique, que dans-certaines petites sous-stations il était dommage de voir un homme au moins immobilisé pour voir tourner une génératrice, parfois n’atteignant pâ's 100 kw, et, en gens pratiques, les Américains ont cherché à supprimer la main-d’œuvre et à la remplacer par un mécanisme automatique.
- Les premières applications ont été faites dans de petites sous-stations alimentant des lignes de tramways suburbains. Le principe général du système est le suivant.
- Une ligne de trolley passe par le poste considéré; s’il n’y a. pas de voiture à proximité, la tension est normale. Quand une voiture approche, naturellement la tension baisse. Un relai à minima de tension déclenche tout le système.
- . Différents procédés de réalisation sont employés, dont nous ne parlerons pas ici, mais qui sont pour les spécialistes facilement imaginables. Sous l’action du relai à minima, un interrupteur haute, tension se ferme sur un transformateur, la commutatrice démarre à demi-tension, puis à tension entière. Quand celle-ci est suffisante, c’est-à-dire sensiblement plus élevée que la ligne,, ce qui est contrôlé par un relai différentiel, la mise en parallèle s’effectue. Je signale en passant qu’un veilleur de polarité et, au besoin, un inverseur, assurent que la polarité est bonne* A ce moment, la commutatrice envoie du courant dans la ligne. Cet appel est d’autant plus fort que la voiture approche. Un relai d’intensité s’est trouvé intercalé dans le circuit et maintient la' sous-station en activité tant que l’intensité e§t suffisante. La voiture s’éloigne, l’intensité baisse, et quand celle-ci tombe au-dessous d’un certain chiffre minimum, le relai déclenche et la sous-station s’arrête. Le processus est. donc simple.
- De petits dispositifs annexes répondent aux questions accessoires, tous très ingénieux:. Par exemple, le relai d’intensité qui provoque l’arrêt est temporisé de quelques minutes,; de sorte que la voiture peut s’arrêter aux approches de la sous-station et repartir ensuite., /
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- La liaison à la ligne n’est pas faite au moyen de disjoncteurs ordinaires, mais par l’intercalation de résistances qui limite à peu près à la normale l’appel du courant qui est fait. Au bout de quelques secondes, s’il y a surintensité, la rupture a lieu, puis à nouveau la fermeture se refait. L’appareil fonctionne quatre à cinq fois et si les choses ne sont pas revenues à l’état normal, c’est que l’accident est grave, et alors seulement il y a rupture définitive.
- La réalisation du système procède de deux principes bien distincts : dans le premier, un coupleur rotatif actionné par un petit moteur est chargé de faire les connexions principales et d’agir soit mécaniquement, soit par commande à distance sur les différents éléments de la sous-station ; dans la seconde, les opérations sont faites en cascade, uniquement par des relais, des eontacteurs et des rupteurs. A mon avis, le premier système est avantageusement applicable aux petites et le second aux grosses sous-stations.
- Peu à peu, on a appliqué cé principe d’automaticité à des sous-stations de plus en plus fortes, mais toujours composées d’une seule unité. C’est ainsi qu’à Los Angeles les tramways du Pacific possèdent cinq sous-stations automatiques, la plus faible de 200 kw, la plus forte de 1 500 kw, et qui n’ont chacune qu’une commutatrice. On appréciera le résultat : un seul homme est chargé de la surveillance et de l’entretien de ces cinq sous-stations, dont la distance entre les plus éloignées dépasse 60 km. Si l’on interroge les exploitants directs qui cherchent à éviter les difficultés journalières, on les trouve tous partisans des sous-stations automatiques, et, chose remarquable, la raison donnée n’est pas l’économie de personnel, mais la plus grande sécurité obtenue. Quand un appareil automatique est bien réglé et le problème ,bien résolu, la mécanique a moins de défaillance que l’individu; c’est une complication plus apparente que réelle, 'dont nous aurions tort de nous effrayer en France, où nous aurions grand intérêt à employer, dans des grandes ou petites installations, le principe déjà sous-station automatique.
- Les LIGNES DE PRISE DE COURANT.
- Les types de lignes sont innombrables. Les unes sont constituées par fil aérien, les autres par troisième rail; d’une façon générale, elles ne présentent rien de particulier qui puisse être
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- signalé. En alternatif, on a abordé toutes les tensions jusqu’à 15 000 volts. En continu, la tension la plus élevée est celle de 3 000 volts, qui a été choisie pour l’installation la plus récente, celle du, « Chicago Milwaukee and Saint Paul Railway ».
- Cette ligne est une caténaire simple, qui comporte en pleine ligne deux fils en parallèle de 50 mm environ. Elle est assez sommairement montée sur poteaux de bois et paraît un peu légère pour une installation aussi sérieuse. Je dois dire pourtant, et c’est ce qui importe surtout, que le fonctionnement est parfait.
- La construction du Chicago Milwaukee and Saint Paul semble clore Père des incertitudes en ce qui concerne le choix et la nature du courant à employer pour la traction électrique, et, en définitive, c’est le courant continu qui l’emporte. La simplicité du transport a été le seul argument en faveur de l’alternatif. Pour la grande traction, l’alternatif n’a pas donné ce que l’on attendait; pour la petite tractipn, les tramways départementaux, par exemple, il faut reconnaître ' qu’il a donné toute satisfaction. Cependant, le courant continu présente de tels avantages que l’on comprend les tendances actuelles et il est probable qu’il sera dans l’avenir le seul employé.
- Pour le choix de la tension, je ferai d’abord remarquer, et c’est un point sur lequel j’insiste particulièrement, qu’en l’état actuel de l’industrie électrique la question de distance ne se pose plus. Le schéma d’une installation quelconque se résume toujours à ceci : une ligne triphasée à haute tension distribue, soit parallèlement au réseau à électrifier, soit par des chemins directs, l’énergie à des stations qui la transforment en courant continu que l’on envoie sur la ligne de travail. On est maître de la tension élevée'et du nombre des sous-stations. On objectera peut-être que l’on arriverait, en augmentant trop le nombre des sous-stations, à des installations coûteuses et compliquées; cela n’est pas toujours exact, car pour une tension déterminée le prix d’une sous-station est à peu près proportionnel, contrairement à ce que l’on croit généralement, au nombre de kilowatts, et il n’y a qu’une faible différence " entre une sous-station de 2 000 kw et deux stations de 1000 kw, différence qui compte peu dans l’ensemble de l’affaire. ,,
- En ce qub concerne le personnel et la surveillance, le principe de la soùs-station automatique généralisé donne tout apaisement.
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- Quelles sont donc les considérations qui guideront dans le choixde la tension?
- Nous traiterons séparément la petite traction, qui comprend les tramways urbains et les tramways départementaux, sur plateforme indépendante ou mixte, et la grande traction dans laquelle nous classerons tout ce qui a actuellement rapport aux chemins de fer.
- Petite traction :
- s
- Pour les tramways urbains, le 500 et le 600 volts constituent un régime adopté; mais, pour les tramways départementaux, nous voudrions démontrer que le choix de la même tension s’impose.
- Tout d’abord, on ne peut nier qu’au point de vue de l’exploitation cette solution ne soit simple. Les tramways départementaux sont en liaison avec les tramways urbains. Le tracé de la ligne doit traverser des agglomérations où la question de sécurité est importante. La conduite des voitures est dans la pratique courante et l’entretien est réduit au minimum.
- Un point très important est celui des moteurs. Le moteur à 500 ou 600 volts est d’usage courant, les constructeurs de voitures ont des types standart qu’ils peuvent fabriquer de suite en grande série et très économiquement; un type à tension plus élevée est à créer et sera toujours plus délicat. L’écartement des voies est souvent de 1 m et le modèle de moteur à 600 volts s’y adapte parfaitement. Dans de nombreux cas, il y a intérêt à faire circuler par endroits des trains très légers, composés d’une voiture unique. L’économie d’exploitation peut entraîner, ce qui est de pratique courante en Amérique, à n’avoir qu’un wattmann qui sert en même temps de receveur.
- Quelles sont les raisons qui peuvent entraîner au choix d’une tension plus élevée? Ce ne sont, je pense, que des raisons d’impressions, On s’imagine mal, en France, un réseau de 300 à 400 km électrifié à 500 volts. Il faut d’ailleurs remarquer que jamais les lignes n’ont cette longueur, elles rayonnent eu se développent en cercle et il y a peu de lignes départementales dépassant 40 à 50 km. Des sous-stations automatiques convenablement réparties alimentent économiquement le réseau, et, avec une'tension plus basse, le nombre des sous-stations doit
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- être plus grand. Mais si l’on fait entrer en ligne de compte tous les éléments du devis et si l’on établit des comparaisons, on trouve que la dépense totale n’est pas plus élevée avec un réseau complet à 600 volts, par exemple, que si l’on prenait 1200 volts ou 1 500 volts.
- La ligne à 500 volts est simple et de pratique courante et il nous a été permis d’établir quelques comparaisons de prix qui sont tout à l’avantage de l’électrification à 600 volts.
- Si l’on fait entrer en ligne de compte la simplicité d’exploitation, l’avantage reste nettement au réseau à 600 volts.
- A Chicago, une ligne de tramways part du centre de la ville, passe à niveau, emprunte un elevated, arrive en campagne et dessert des petites localités; au milieu du parcours, une sous-station automatique de 300 kw alimente le réseau, quand il en est besoin.
- A Butte, dans le Montana, la ligne urbaine s’étend dans la campagne sur plus de 30 km et est alimentée à ses deux extrémités par des sous-stations ordinaires et en son milieu par une sous-station automatique.
- Mais l’exemple le plus frappant est celui du Chemin de fer du Pacific, à Los Angeles, et qui possède un réseau de plus de 300 km rayonnant du centre de la ville, où les trains se forment à niveau. Ils sont parfois composés de quatre à cinq grandes voitures fonctionnant en unités multiples et munies chacune de leur perche. La voie est à écartement normal et, en campagne, la remorque des wagons de marchandises est d’un usage courant. Des lignes rayonnent à près de 100 km de Los Angeles. La vitesse des trains atteint 80 km à l’heure et la tension est de 600 volts. C’est ce réseau qui, sur trente-trois sous-stations, possède les cinq automatiques dont j’ai parlé précédemment, et bientôt beaucoup d’autres seront automatiques. C’est un exemple frappant du caractère souple et pratique du système.
- Les constructeurs français, s’ils veulent bien étudier le problème, auront tôt fait de voir que l’économie réelle de premier établissement est faible, et, pour une fois, les exploitants ont intérêt à rester conservateurs en ce qui concerne la tension de 600 volts, mais doivent faire confiance à la sous-station automatique'.
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- Grande traction :
- Dans la grande traction, il ne faut pas songer à s’arrêter à 600 volts, les énergies à mettre en jeu conduisent à des intensités très élevées et difficiles à capter. Dans la ligne Chicago Milvaukee and Saint Paul, la tension choisie est de 3 000 volts et elle est ainsi élevée pour deux raisons : les trains sont extrêmement lourds et les passages, sur ce réseau très long, sont relativement peu fréquents. La Compagnie a donc été le plus loin possible dans le choix d’une tension élevée. Dans nos exploitations françaises, il ne sera probablement pas nécessaire de prendre une tension aussi élevée. L’expérience est faite qu’il n’y a pas de difficulté insurmontable d’isolement jusqu’à 3 000 volts, qui est de pratique courante. On a donc, entre 600 volts et 3 000 volts, toute liberté.
- Nous rapportons de nombreuses conversations que nous avons eues en Amérique à ce sujet avec les spécialistes, tant constructeurs qu’exploitants, qu’il y aurait un intérêt puissant, tant pour les réseaux que pour les maisons de construction, à établir un lien entre la petite, la moyenne et la grande traction, d’autre part, et que, pour bien faire, la tension de la grande traction devrait être un multiple pair de la petite. Cette considération nous conduirait donc à adopter soit 1200 volts, soit 2 400 volts.
- Il n’est pas pratique, dans les locomotives, de construire des moteurs à tension égale à la tension de service. Les moteurs doivent aller au moins par paire. C’est ainsi que sur une ligne à 2 400 volts, on peut composer chaque unité de traction de deux moteurs de 1200 volts marchant en série et à mettre autant de groupes que la puissance de la locomotive le nécessite. Mais on peut aussi constituer le groupe de quatre moteurs de 600 volts. La première solution serait à envisager pour les transports de vitesse et la deuxième pour les trains de poids.
- En s’arrêtant à cette considération, on est conduit à rejeter la tension de 1 200 volts, qui obligerait à des intensités trop élevées, et à s’arrêter à celle de 2 400 volts.
- On pourrait n’attacher qu’une importance médiocre à ce point de départ, les moteurs de la grande et de la petite traction n’étant pas les mêmes, mais c’est là précisément qu’est l’erreur. Il y a le plus grand intérêt à établir un système simple, car les cas sont nombreux ou grande et petite traction ont besoin de
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- collaborer. Une locomotive à marchandises, composée, par exemple, de deux groupes de quatre moteurs à 600 volts, peut avoir le plus grand intérêt à marcher, dans un cas particulier, sur une ligne à 600 volts. Au point de vue constructif, il est infiniment plus simple de faire un moteur à 600 volts, dans lequel l’isolement à la masse seul doit être soigné, que de faire un moteur ayant 1 200 volts entre les balais du collecteur.
- La tension de 1 500 volts a été mise en avant pour être utilisée en France. Elle est faible pour les grands réseaux et semble n’avoir été choisie que parce qu’elle permet l’emploi du troisième rail. Les seules tensions examinables pour la grande traction sont donc 1500 volts, 2 400 volts et 3 000 volts. Celle de-2 400 volts est certainement, à notre avis, la plus avantageuse.
- On a parlé de s’arrêter à 1 500 volts pour les grandes artères et 2400 volts pour les petites. Beaucoup considèrent avec moi cette dualité comme non avantageuse. N’est-il pas évident que l’électrification des chemins de fer doit être homogène et qu’il faut qu’une même locomotive puisse aller partout dans des conditions normales.
- Le choix de la tension entre 1 500 volts et 2 000 volts devient donc uniquement une question de captation et il semble que la question se pose ainsi : ou 1500 volts et le troisième rail ou 2 400 volts et le fil aérien (le 1500 volts en fil aérien conduirait à des intensités trop fortes et difficiles à capter, mais non impossibles si l’on a de bon archets, le 2 400 volts en troisième rail serait difficile à établir et dangereux).
- Or, le troisième rail à 1 500 volts n’est pas sans présenter de difficultés, tandis que la ligne aérienne à 2 400 volts réunit toutes les conditions d’économie et de sécurité, et la seule objection à son emploi est je crois la visibilité des signaux. Les poteaux gênent, dans certains cas, la vision du mécanicien; mais cette objection disparaît si la ligne est bien étudiée et construite avec la préoccupation de durée.
- Sur la ligne New York-New Haven, où le trafic est très intense, cette question a été la plus grande préoccupation des ingénieurs, et on a su établir un système pratique de suspen-‘ sion qui permet une ligne rigide avec de grandes portées.
- On a pensé que le troisième rail économiserait du cuivre, mais en tant que conducteur l’acier coûte au moins aussi cher. A tous égards, pour les raisons ci-dessus et pour d’autres qui
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- n’entrent pas dans le cadre de cette conférence, l’usage du fil aérien nous semble devoir être adopté d’une façon uniforme pour l’exploitation de ces voies ferrées à courant normal.
- Les organes de prise de courant sont en général assez bien compris, mais ne sont pas sans défaut, leur inertie est grande, ils sont passifs à la remontée et s’attachent mal à la ligne. Ils sont insuffisants pour capter des intensités de 1000 à 1200 ampères et obligent les exploitations à avoir deux fils de travail au lieu d’un seul plus gros et, par conséquent, plus robuste, comme c’est le cas sur la ligne du Chicago Milvaukee and Saint Paul Railway.
- CONCLUSION
- Notre but, en vous faisant cet exposé, trop long pour votre patience,' mais trop bref pour, l’ampleur que comporte un tel sujet, a été, comme vous l’avez remarqué, .d’attirer votre attention sur les voies que nous devons suivre en France.
- Les Américains n’attendent pas que tout soit au point et, en parfait état,»mais ils réalisent aussitôt que le bénéfice à tirer d’un progrès dépasse de peu les charges qui en résultent. Ils sont ennemis des petites solutions et nous devons les imiter. Ils ont des moyens d’actions puissants; nous en avons, toute proportion gardée, de comparables.
- Mais je dois ajouter, après avoir rendu le plus grand et le plus légitime hommage au génie américain,, qu’il ne faut pas tomber dans le travers qui consiste à penser que cela seulement est bon qui vient d’Amérique. Nous savons comme les Américains résoudre les problèmes et nous avons en France une pléiade de savants, d’ingénieurs et d’industriels qui ne demandent qu’à travailler et produire; qu’on leur fasse crédit et confiance, ils n’y failliront pas! C’est un devoir national que de faire passer la France avant tout. Celui-là va contre l’intérêt national qui achète à l’étranger un appareil ou une machine pour la seule raison que ces appareils ne sont pas encore faits en France ou qu’il trouve à cet achat une économie. Le fardeau des impôts pèse-sur tous d’un tel poids, la, somme de travail qui pour chacun de nous représente la dîme à l’étranger est tellement forte qu’il n’est plus possible, qu’on le veuille ou non, de séparer l’intérêt de chacun de l’intérêt collectif.
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- La France, . riche et généreuse, n’était pas, avant la guerre, dans la nécessité absolue de donner à ces considérations leur véritable importance. Mais aujourd’hui il. n’en est plus ainsi, la France doit extraire d’elle-mème toutes ses richesses, dans le domaine matériel comme dans le domaine intellectuel et moral. Il est nécessaire que par tous les moyens possibles elle se suffise, elle le peut et elle le doit.
- Nous sommes convaincus que chacun pense de même, mais si nous avons pu inciter certains de nos collègues à agir encore plus énergiquement dans ce seçis, ce serait pour nous une grande joie. C’est le vœu que nous formons pour le plus grand bien de notre relèvement économique national.
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- TABLE DES MATIÈRES
- TRAITÉES DANS L'ANNÉE 1920
- (Bulletins de Janvier à Décembre)
- Abréviations: B„ Bulletin; M., Mémoire; P.-V., Procès-Verbal; S., Séance.
- CHAUX, CIMENTS, MATÉRIAUX DE CONSTRUCTIONS
- Fabrication du ciment et plus particulièrement du ciment artificiel (La), par M. P. Dumesnil (S. 23 avril, P.-V. fascicule séparé, p. 119) et (B avril juin) M...... ..................191
- CHIMIE
- Tableau de la Distillation des Goudrons, par M. Ch. Baron (B. octobre-décembre).......................................634
- COMBUSTIBLES
- Avant-propos à la discussion sur l’Utilisation rationnelle
- des combustibles, par M. Ed. Gruner (JS. avril-juin) M.....241
- Utilisation rationnelle des combustibles (L’>, par M. G. Charpy {S. 28 mai et 9 juillet, P.-V. fascicules séparés, p. 150, 241 et 253) et
- (JS.j avril-juin) M........................... 245 et 281
- Moyens d’accélérer les progrès dans l’économie des combustibles, par M. E. Darnour (S. 11 juin et 9 juillet, P.- V. fascicules
- séparés, p. 180 et 252) et (B. avril-juin) M......... 283
- Consommation de charbon dans la grosse métallurgie (La), par M, E. de Loisy (S. 25 juin, P.-V. fascicule séparé, p. 294) et (B. avril-
- juin) M...................................................... -305
- Utilisation rationnelle des combustibles (L’), par M. K. Sos-
- nowski (B. avril-juin) M...................................357
- Mesures administratives susceptibles de faciliter les économies de combustibles, par M. H. Ader (S. 25 juin, P.-V. fascicule
- séparé, p. 207) et (B. avril-juin) M,. '...................361
- Mesures susceptibles de réaliser une meilleure utilisation des combustibles, par M. V. Kammerer {S. 25 juin, P.-V. fascicule
- séparé, p. 209) et (B. avril-juin) M. ......... ...........367
- Utilisation rationnelle des combustibles (L ), par M. Georges
- Darrieus (B. avril-juin) M. . . .....373
- A propos de rutilisation rationnelle des combustibles, par
- M. Ch.' Berthelot (B. avril-juin) M. ..................... 376
- Utilisation rationnelle des combustibles (L*), par M. R. Godfer-
- naux (Analyse d’une note) (JS. avril-juin) ..... '....... . . 388
- Utilisation rationnelle des combustibles (L ), par M. V. Clerc (Analyse d’une note) (B. avril-juin)......... 389
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- TABLE DES MATIÈRES
- Utilisation rationnelle des combustibles (L’), par M. F. Colomer
- (Analyse d’une note) (fi. avril-juin). ..... .... ... . ........389
- Utilisation rationnelle des combustibles (L’), par M. P. Ravy
- (Analyse d’une note) (fi. avril-juin). . . . ...................390
- Utilisation rationnelle des combustibles (L’), par M. Aug. Rey (Analyse d’une note) (fi. avril-juin).............................390
- Utilisation rationnelle des combustibles (L’), par M. A. Legrand
- (Analyse d’une note) (fi. avril-juin).......................391
- Utilisation rationnelle des combustibles (L’), par M. A. Grebel {S. 11 juin, 9 juillet, 1er octobre, fi.-F. fascicules séparés, p. 192, 255
- et 266) et (fi. avril-juin) (Note rectificative)..................392
- Utilisation rationnelle des combustibles (L’), par M. F. Blache (S. 25 juin et 1er octobre, P.-V. fascicules séparés, p. 216 et 366) et (fi. avril-juin) (Lettre). .........................................393
- DIVERS
- Analyse du compte rendu de l’Assemblée constitutive de la Fédération des Sociétés d’ingénieurs Américains, à
- Washington, par M. H. Harlé (fi. octobre-décembre).................656
- Charrues anciennes de l’Amérique et de l’Océanie (Les), par
- M. H. Chevalier (S. 30 janvier, P.-V. fascicule séparé, p. 64) et (fi. janvier-mars) M...................................................... 65
- Compte rendu du Congrès du « Royal Institute of Public Health » (Congrès d’Hygiène tenu à Bruxelles, du 20 au 24 mars 1920),
- par M. A. Houdry (fi. avril-juin)............... . ;.............. . 394
- Compte rendu de la visite en France de la Section Britannique de la Société des Ingénieurs Civils de France (S.‘25 juin, P.-V. fascicule séparé, p. 202) et (fi. avril-juin). ..... 402 En souvenir des Membres de la Société des Ingénieurs Civils morts pour la Patrie (1914-1918). — Inauguration de la Plaque commémorative, 9 février 1920. —Discours de MM. H. Gall et
- Ed. Grunei» (fi. janvier-mars)..............,............... 7
- Résumé du Rapport général sur l’Industrie française. Sa situation. Son avenir, par M. J. Durand (fi. juillet-septembre) M. 439 Situation pétrolifère actuelle au Caucase : Centres de Maï-kopp, Grosny,. Bakou (La) {S. 27 février, P.-V. fascicule séparé, p. 82) et (fi. janvier-mars) M. .................. . 125
- ' . ÉLECTRICITÉ
- Développement des transports d’énergie et traction élec-‘ trique aux États-Unis, par M. E. Vedovelli (S. 26 novembre,
- P.-V. fascicule séparé, p. 313) et (fi. octobre-décembre) M. ..... . 719
- MÉCANIQUE
- !,
- Calcul des Ponts circulaires à une seule travée et à travées continues, par M. E. Bertrand de Fontviolant (fi. juillet-septembre) M. . . . . . . ............... . . ...... 513
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- TABLE DES MATIÈRES 749
- Coups de bélier dans les conduites d’eau (Les), par M. C. Ca-
- michel (S. lfir octobre, P.-F. fascicule séparé, p. 270) et (B. juillet-septembre) M. . . ............................................... . 482
- Étude sur l’essai de dureté à la bille (Essai Brinell), par
- M. R. Guillery (B. octobre-décembre) M........................... 591
- Évolution et les Progrès de la Mécanique appliquée (L’), par M. P. Drosne (S. 29 octobre, P.-V. fascicule séparé, p. 289) (B. octobre-
- décembre) M. . ................................................... 608
- Rapports de la Commission permanente de Standardisation : Cahiers des charges unifiés français relatifs aux bois. Principes,
- Nomenclature et Méthodes d’essais (B. octobre-décembre)........660
- Recueil des Méthodes d’essais mécaniques (B. octobre-décembre) . . . 706 Turbines hydrauliques modernes et leur évolution (Les), par M. D. Eydoux (S. 27 février, P.-V. fascicule séparé, p. 76) et (P. janvier-mars) M...................................................... . 93
- MÉTALLURGIE
- Laitons spéciaux (Les), par M. L. Guillet (S. 26 mars, P.-V. fascicule séparé, p. 99) et (B. janvier-mars) M. ............ . 154
- Métallurgie en Chine (La), analyse d’une note de M. L. Reix, par
- M. L. Guillet {B. octobre-décembre).........................651
- Nickelage de l’Aluminium (Le), par M. L. Guillet (S. 1er octobre,
- P.-V. fascicule séparé, p, 273) et (B. juillet-septembre) M.433
- NAVIGATION MARITIME
- Sous-Marins allemands (Les), par M. M. Laubeuf (S. 30 janvier,
- P.-V. fascicule séparé, p. 54) et {B. janvier-mars) M....... 27
- NÉCROLOGIE
- Notice nécrologique sur M. Paul Boubée, par M. C. Langrand
- (B. avril-juin).......................................... . 419
- Notice nécrologique sur M. Louis Rey (B. janvier-mars). . . . 183
- PLANCHES
- Numéros 3, 4, 5, 6, 7, 8.
- TRAVAUX PUBLICS
- Calcul des Ponts circulaires à une seule travée et à travées continues, par M. E. Bertrand de Fontviolant (B. juillet-septembre) M. 513 Contribution à l’Étude des grandes charpentes en bois.
- — Étude du type « Cantilever ». Application aux usines de produits chimiques, par M. L, Schaffner (B. juillet-sep-
- tembre) M. ... . .................. . 425
- Étude expérimentale de la stabilité des quais avec ancrages,
- par M. L. Ravier (S. 26 novembre, P.-V. fascicule séparé, p. 314) et (B. juillet-septembre) M. ..................... 471
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- TABLE ALPHABÉTIQUE
- PAR
- NOMS D’AUTEURS
- DES MÉMOIRES INSÉRÉS DANS L’ANNÉE 1920 (Bulletins de Janvier à Décembre)
- Ader (H.). — Mesures administratives susceptibles de faciliter les économies de combustibles {B. avril-juin)..............'. . . '...............361
- Aldebert (P.)- — La situation pétrolifère actuelle au Caucase : Centres
- de Maïkopp, Grosny, Rakou (B. janvier-mars).............................125
- Baron (Gh.). — Tableau de la Distillation des Goudrons {B. oetobre-
- décembre).................. .......................................... 654
- Berthelot (Ch.). — A propos de l’utilisation rationnelle des combustibles (R. avril-juin). ........ ......................................... 376
- Bertrand de Fontviolant (E.). — Calcul des Ponts circulaires à une
- seule travée et à travées continues (B. juillet-septembre) . ...........513
- Blache (F.). — L’Utilisation rationnelle, des combustibles (Lettre) ,
- (R. avril-juin).........................................................393
- Camichel (G.). — Les coups aie bélier dans les conduites d’eau
- (B. juillet-septembre) . . . -..........................................482
- Charpy (G.). — L'Utilisation rationnelle des combustibles (B. avril-
- juin). ................................................................. . 245
- Charpy (G.)j — L’Utilisation rationnelle des combustibles. Conclusions à la suite de la discussion (R. avril-juin)................. 281
- Chevalier (H.). — Les Charrues anciennes de l’Amérique et de l’Océanie
- (R. janvier-mars)............... .................................. 65
- Clerc (V.). — L’Utilisation rationnelle des combustibles (Analyse d’une
- note) (R. avril-juin)...................................................... 389
- Colomer (F.): — L’Utilisation rationnelle des combustibles (Analyse
- d’une note) (R. avril-juin). ................................ ..........389
- Damour (E.). — Les Moyens d’accélérer les progrès dans l’économie
- des combustibles (R. avril-juin) ......................................... 283
- Darrieus (Georges). L’Utilisation rationnelle des ' combustibles (R. avril-juin).. 373
- Drosne- (P.). — L’Évolution et les Progrès de la Mécanique appliquée
- (R. octobre-décembre). . ............................................. . 608
- Bumesnil (P.). — La fabrication du Ciment et plus particulièrement ' du ciment artificiel (R. avril-juin).................'................ 191
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- ' TABLE ALPHABÉTIQUE
- 751
- Durand (J.). — Résumé du Rapport général sur l’Industrie française.
- Sa situation. Son avenir (R. juillet-septembre).......................439
- Eydoux (D,). — Les Turbines hydrauliques modernes et leur évolution
- (R. janvier-mars)....................................................... 93
- Gall (H.). —Discours à l’inauguration de la plaque commémorative des Membres de la Société des Ingénieurs Civils de. France, morts pour la
- Patrie (1914-1918) (B. janvier-mars)...................................... 7
- Godfernaux (R.). — L’Utilisation rationnelle des combustibles (Analyse d’une note) (B. avril-juin).......................................388
- Grebel (A.). — L’Utilisation rationnelle des combustibles (Note rectificative) (B. avril-juin).............................................. 392
- Gruner (Ed.).—Discours à l’inauguration de la Plaque commémorative des Membres de la Société des Ingénieurs Civils de France, morts pour
- la Patrie (1914-1918) {B. janvier-mars)...................................23
- Gruner (Ed.). — Avant-Propos à la Discussion sur l’Utilisation rationnelle des combustibles (B. avril-juin).............................241
- Gtiillery (R.). — Étude sur l’Essai de dureté à la bille (Essai Brinell)
- (B. octobre-décembre)....................................................591
- Guillet (L.). — Les Laitons spéciaux (B. janvier-mars)..................154
- Guillet (L.). — Le Nickelage de l’aluminium (B. juillet-septembre) . . 453
- Guillet (L.). — La Métallurgie en Chine (Analyse d’une note de
- M. L. Reix) (R.-octobre-décembre)........................................651
- Harlé (H.). — Analyse du Compte Rendu de l’Assemblée constitutive de la Fédération des Sociétés d’ingénieurs Américains, à Washington
- (B. octobre-décembre)....................................................656
- Houdry (A.). — Compte Rendu du Congrès du « Royal Institute of Public Health » (Congrès d’Hygiène), tenu à Bruxelles du 20 au 24 mai
- 1920 (B. avril-juin)..................................»...............394
- Kammerer (V.). — Mesures susceptibles de réaliser une meilleure utilisation des .combustibles (B. avril-juin).............................367
- Langrand (G.). — Notice nécrologique sur M. Paul Boubée (B. avril-
- juin)............. . .................................................... 419
- Laubeuf (M.). — Les Sous-Marins allemands (B. janvier-mars) .... 27
- Legrand (A.). — L’Utilisation rationnelle des combustibles (Analyse
- d’une note) (R. avril-juin). F . ...................................... 391
- de Loisy (E.). — La Consommation de charbon dans la grosse métallurgie (R. avril-juin).............»...................................305
- Ravier (L.). -1- Étude expérimentale de la stabilité des quais avec
- ancrages (R. juillet-septembre). . .................................... . 471
- Ravy (P.). — L’Utilisation rationnelle des combustibles (Analyse d’une
- note) (R. avril-juin).................................................. 390
- Reix (L.). — La Métallurgie en Chine (Analyse par M. L. Guillet)
- (R. octobre-décembre). ..........................'....................651
- Rey (Aug.). — L’Utilisation rationnelle des combustibles (Analyse d’üne note) %B. avril-juin). . ........................................390
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-
- 752 TABLE ALPHABÉTIQUE
- Schaffner (L.). — Contribution à l’étude des grandes charpentes en bois. — Étude du type « Cantilever ». — Application aux usines de .
- produits chimiques (B. juillet-septembre)......................... . 425
- Sosnowski (K.). — L’Utilisation rationnelle des combustibles (B. avril-
- juin). ............................................................... 351
- Vedovelli (E.). — Le Développement des transports d’énergie et de
- traction électrique aux États-Unis (B. octobre-décembre) . . .......719
- X. — Compte rendu de la visite en France de la Section Britannique de
- la Société des Ingénieurs Civils de France (B- avril-juin)..........402 .
- X. — En souvenir des Membres de la Société des Ingénieurs Civils morts pour la Patrie (1914-1918). — Inauguration de la Plaque commémorative, 9 février 1920. — Discours de MM. H. Gall et Ëd. Gruner (B. janvier-mars) .................................................. 7
- X. — Notice nécrologique sur M. Louis Rey (B. janvier-mars)............183
- X. — Rapports de la Commission permanente de Standardisation :
- Cahiers des charges unifiés français relatifs aux bois. Principes, •
- Nomenclature et Méthodes d’essais (B. octobre-décembre).........669
- Recueil des Méthodes d'essais mécaniques (B. octobre-décembre) . . 706
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- Les Laitons spéciaux
- Fig. 1. — Laiton au phosphore : Gu 68,711; P 0,(177. Fu;. 4. — Laiton au cadmium : Cu-70,87 ; Cd 4, II. traces du constituant spécial. Constituant spécial dans l’a.
- SV
- Fig. 2. — Laiton au phosphore : Cu 57,83; I* 0,64. Constituant spécial ~j- a -] eutoctoïde.
- Fu;. 5. — Laiton au cadmium - Cu 60,1 ; Cd 1,67. Traces en filaments du constituant spécial dans a. En plus du [i.
- Fig. 3.— Laiton au phosphore : Cu- 60,Gu; P 1,47. En;. 6. — Laiton au cadmium : Cu 55,35; Cd: 9,22. Constituant spécial dans a. Nombreux filaments du constituant spécial.
- Fu;. 7.
- Laiton au cadmium.
- Cu
- Cd
- 60,8,
- 0,2.
- Môme éprouvette avant et après traction.
- Echelle 1 2 grandeur.
- Fig. 9. — Laiton au manganèse ; Cu 56,18 Mil n- 1,45 (a -f-
- * - yÇ&ZSP
- ./ .HP-'
- 7 'jff-'tjç
- Fm. 10.
- Laiton au nickel ; Cu = 50,55 ; Ni;- '6,35. Eutectoïde résolu.
- Fig. 8.
- Différentes cassures de laitons au cadmium, dans
- l’essai de traction. De aauche-à droite :
- Cu — 59,6 ; Cd : 1,9
- Cu II ǣ GC Cd : 0,2
- Cu = 69,8 ; Cd 1,7
- Cu 70; Cd : 1,9
- Cu = 70,8; Cd l;
- Fig. 11.
- Laiton au nickel: Cu = 35; Ni Titre fictif : Cu - : 56
- Fig. 12. — Laiton au nickel : Cu 35; Ni a -|- traces de 3-
- Echelle 1/2 grandeur. F1G- 13.
- Laiton au nickel: Cu = 35; Ni Titre fictif : Cu = 58.
- Société des Ingénieurs Civils de France.
- Bulletin de Janvier-Mars 1920
- PI. 6
- Gu = 70
- Fig. 16. — Laiton au cobalt: Cu —60; Co — 5. Apparition d’un constituant spécial.
- Fig. 20. — Laiton au fer: Cu —60,89; Fe —5,00 Constituant spécial avec a -f traces de $•
- Fig. 21. — Laiton au fer: Cu = 56,77; Fe = 1,62. Titre fictif : Cu = 59,5.
- IM1>. CHAIX. — 10t>57
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- LE DÉVELOPPEMENT DES TRANSPORTS D'ÉNERGIE ET DE TRACTION ÉLECTRIQUE AUX ÉTATS-UNIS
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- Fig. h. — Ligne à 100 000 volts.
- Fig. 2. — Barrage n° 2 de Big-Crcek.
- Fig. 5. — Ligne à 100000 volts.
- Fig. 12. — Interrupteur 11. T. pour extérieur.
- KL — Sous-station du Chicago .\lilwaukee and Saint Paul Bailway.
- Fig. 11. — Intérieur de sous-station automatique.
- Fig. 3. — Fonctionnement de l’appareil à masse tombant de hauteur constante.
- Société des Ingénieurs Civils de France.
- Bulletin Octobre-Décembre 1920.
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