Mémoires et compte-rendu des travaux de la société des ingénieurs civils
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- SOCIÉTÉ
- DES
- INGÉNIEURS CIVILS
- DE FRANCE
- ANNÉE 1898
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- Bull.
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- La Société n’est pas solidaire des opinions émises par ses Membres dans les discussions, ni responsable des Notes ou Mémoires publiés dans le Bulletin.
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- MÉMOIRES ET COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DIS INGÉNIEURS CIVILS
- DE FRANCE
- FONDÉE IE l MARS 18i8
- RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 1869
- CINQUANTENAIRE
- 1848-1898
- I
- ANNÉE 1898 - 2"' VOLUME
- BULLETIN DE JUILLET 1898
- PARIS
- HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
- 19, RUE BLANCHE, 19
- 1898
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- LE GÉNIE CIVIL
- LA SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- DE FRANGE
- 1848-1898
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- LE GÉNIE CIVIL
- ET LA
- SOCIÉTÉ
- INGENIEURS CIVILS
- DE FRANCE
- 1848-1898
- PARIS •
- HÔTEL DE LA SOCIÉTÉ
- 19, rüe Blanche, 19
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- ANCIENS PRÉSIDENTS DE LA SOCIÉTÉ
- E. Flachat (1848-1849-1850-1852-1858-1861-1867)
- A. Perdonnet (1851) — J. Petiet (1853-1864) — E. Vuigner (1854-1860) S. Mony (1855) — G. Polonceau (1856) — Ch. Gallon (1857)
- A. Faure (1859) — E. Tiesca (1862-1878) — Le Général Morin (1863) A. Salvetat (1865) — A. Nozo (1866) — G. Love (1868)
- M. Ale an (1869) — L. Vuillemin (1870) — A. Yvon-Villarceau (1871) E. Muller (1872) — L. Molinos (1873-1896) — S. Jordan (1874)
- A. Lavalley (1875) — J.-L. Bichard (1876) — E. de Pion (1877)
- J. Farcot (1879) — A, Gottschalk (1880) — E. Mathieu (1881)
- E. Trélat (1882) — E. Marché (1883) — L. Martin (1884)
- Ch. de Gomberousse (1885) — H. Hersent (1886) — A. Brüll (1887)
- F. Reymond (1888) — G. Eiffel (1889) — Y. Contamin (1890)
- E. Polonceau (1891) — P. Buquet (1892) — P. Jousselin (1893)
- G. du Bousquet (1894) — L. Appert (1895) — E. Lippmann (1897).
- (Les noms en italiques sont ceux des anciens Présidents décédés.)
- BUREAU ET COMITE DE 1898
- Président : M. A. Loreau.
- Vice-Présidents : MM. G. Dumont — L. Rey — E. Badois — J. Mesureur. Secrétaires: MM. P. Jannettaz — A. Lavezzari— G. Baignères — R. Soreau.
- Trésorier: M. L. de Chasseloup-Laubat.
- Comité : MM. H. Couriot — P. Bodin — P. Roger — A. Mallet — F. Honoré — G. Richou — M.-L. Langlois— A. Liebaut — E. Derennes — E. Bert — E. Perignon — Ch. Compère — P. Regnard — G. Petit — A. Moreau —E. Simon — L. Salomon — J. Carpentier — P. Gassaud — Ch. Gallois — A. Hillairet — E. Pontzen —Ch. Baudry — E. Sartiaux.
- MEMBRES FONDATEURS DE 1848
- ANNUAIRE DE 1898
- MM. A. Arson — H. Biver — Bourcart — Ë. Bourgougnon —
- E. Chabrier — P. Darblay — E. Deligny — F. Delom — Ch. Donnay — A. Fuesnaye — A. Germon — P. Guérard — P. Labouverie — P. Laligant — E. Lebon — A. Le Gler —
- F. Pottier — E. Trélat.
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- LE GÉNIE CIVIL
- ET
- LA SOCIÉTÉ DES
- DE FRANGE
- CIVILS
- 1343-1093
- Après, cinquante années d’une existence bien remplie par dés études et des discussions approfondies sur toutes les questions qui se rattachent à l’art de l’Ingénieur, la Société des Ingénieurs Civils de France a voulu dresser le bilan de ses travaux et mettre ainsi en évidence l’influence qu’elle a pu exercer sur les progrès du Génie Civil.
- Dans ce but, les cinq grandes sections d’études, à la tête desquelles se trouvent les Membres du Bureau et du Comité, ont fait appel au concours de nos Collègues les plus autorisés dans chacune des spécialités se rattachant à ces sections leurs rapports ont été réunis dans le présent ouvrage.
- Bien qu’il nous paraisse superflu d’insister sur l’importance et l’intérêt d’un pareil travail, nous devons cependant indiquer l’esprit dans lequel il a été conçu :
- Les auteurs des rapports se sont efforcés d’exposer, d’une façon impartiale, l’état dans, lequel se trouvait chacune des branches du Génie Civil' au début,de ce siècle, les progrès accomplis jusqu’à ce jour, les travaux les'plus marquants qui ont amené ces progrès successifs avec l’indication des noms des Ingénieurs auxquels ils sont dus.
- Il n’est donc pas téméraire de dire que ces notices, qui, malgré leur concision, résument d’une manière complète l’histoire 'des* progrès de l’industrie au xixe siècle et signalent , ceux qui sont encore à espérer, constituent, à la veille de notre grande Exposition de 1900, un monument digne de la Grande Société: dont * nous célébrons le Cinquantenaire.
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- [. — ORIGINES ET DÉVELOPPEMENT DE LA PROFESSION D’INGÉNIEUR CIVIL
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- L’histoire du Génie Civil et de notre Société a été exposée magistralement par notre illustre maître, E. Flachat, en 1872, et, ensuite, par nos anciens Présidents, MM. E. Muller et de Comberousse. On en trouve un intéressant résumé, dû à M. Benoît Duportail, en tête de notre annuaire. Nous rappellerons donc simplement comment est née, en France,-la profession d’ingénieur Civil et quelle influence la création de l’École Centrale et la fondation de la Société des Ingénieurs Civils ont eues sur le développement de cette profession.
- Au sortir des grandes luttes politiques et des guerres qui ont occupé l’Europe à la fin du xvme siècle et au commencement du xixe, l’industrie, pour ainsi dire monopolisée par l’Angleterre, se développé sur le continent. Les capitalistes prêtent leur appui aux nouvelles entreprises, à l’installation de manufactures de toutes sortes.
- Mais il n’y a pas d’industrie et de commerce possibles sans moyens de transports rapides et économiques. Or, à ce point de vue, la France était, en 1815, dans un état d’infériorité remarquable vis-à-vis -des autres pays. Les routes, qui constituaient pour ainsi dire le seul mode de communication, les canaux étant, peu nombreux et les rivières mal aménagées, se trouvaient dans un état de viabilité des plus précaires ; des règlements surannés et vexatoires aggravaient encore la difficulté de la circulation.
- Les Ingénieurs modernes, les successeurs des Ingegnour des xve et xvie siècles, auxquels était confiée la conduite des travaux-d’art,, comprennent deux catégories bien distinctes :
- Les Ingénieurs de l'État, chargés par ce dernier des divers services publics ;
- Les Ingénieurs libres qui dirigent les entreprises privées.
- Dans certains pays, en Angleterre par exemple, ces deux sortes d’ingénieurs sont formés dans les mêmes Écoles, et ceux d’entre eux qui sont choisis par l’État pour les services publics prennent le nom de; Civils Engineers. Mais, en France, le gouvernement se charge d’instruire dans ses écoles spéciales (École Polytechnique1 et Écoles d’applications) ceux qui seront plus tard ses Ingénieurs
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- et institue ainsi à leur profit le monopole des services publics.
- Au début de ce siècle, il existait fort peu d’ingénieurs libres ; cette carrière n’offrait, en effet, que des débouchés restreints. Ceux qui s’y livraient avaient puisé les premiers éléments de leur art, soit à l’École Polytechnique, soit dans les quelques établissements d’instruction industriels existants à cette époque, tels que le Conservatoire des Arts et Métiers, l’École des Mines, etc.
- C’est ce premier noyau d’ingénieurs libres qui, ainsi que'nous l’apprend Flachat dans son discours prononcé en 1872, entreprit, sous la pression de l’opinion publique, d’entamer, le domaine que s’était réservé l’Administration. De là le nom d'Ingénieur civil (traduction de la qualification Civil Engineer) sous lequel on les désigna et qui est resté synonyme d'Ingénieur libre.
- Ce sont les Ingénieurs Civils qui, de 1815 à 1830, provoquèrent d’importantes modifications dans les méthodes de construction et d’entretien des routes nationales, obtinrent l’abolition des règlements surannés et vexatoires sur le roulage, organisèrent sous le nom d’agents voyers les réseaux des routes départementales et vicinales, construisirent les premiers ponts suspendus, entreprirent les premiers travaux de dessèchements, d’irrigations, de docks, d’aménagement de nos cours d’eau, et tentèrent, enfin, de doter la France d’un réseau de canaux en faisant appel aux capitaux privés.
- Notre illustre ancien Président, E. Flachat a retracé, d’une façon magistrale, dans le discours que nous citions plus haut, les différentes phases des luttes qui devaient inévitablement surgir entre les Ingénieurs Civils, représentants naturels des intérêts privés et les Ingénieurs de l’État dont le monopole risquait d’être plus ou moins entamé.
- Mais la carrière d’ingénieur Civil qui prenait ainsi naissance appelait un enseignement théorique et industriel approprié, c’est-à-dire, assez général pour que ceux qui l’avaient reçu, puissent, suivant les circonstances, se spécialiser rapidement dans telle ou telle branche du Génie Civil.
- C’est cet enseignement qui a été crééen France par J.-B. Dumas, Olivier, Péclet et. Lavallée, dès l’année 1830, à l’École Centrale des Arts et Manufactures, avec une telle sûreté de vues et une si complète connaissance des.besoins à satisfaire que cette grande École du Génie Civil, a servi non seulement de modèle à
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- toutes les écoles similaires instituées à l’étranger, mais a fourni la plupart des Ingénieurs Civils les plus marquants de notre siècle.
- Les premières et les plus hautes personnalités du corps des Ingénieurs Civils : les Polonceau, Perdonnet, Henry et Mellet, sortis de l’École Polytechnique ; les Seguin, Mony, Flachat, Yuigner, qui s’étaient formés eux-mêmes ; enfin les Pétiet, Vuillemin, Barrault, etc., des premières promotions de l’École Centrale, pour n’en citer que quelques-uns allaient être appelés à entreprendre l’œuvre la plus colossale et la plus féconde de ce siècle : nous voulons parler des chemins de fer.
- Tout le monde sait que la première voie ferrée a été établie de Liverpool à Manchester pour créer une concurrence aux Compagnies privées qui avaient construit et qui exploitaient les canaux anglais.
- Il n’est pas inutile de rappeler aussi que ce premier chemin de fer, qui, dans la pensée de ses créateurs ne devait servir qu’au transport des marchandises par traction animale, fut ouvert en 1830, non seulement au service des marchandises, mais aussi à celui des voyageurs à la suite du concours où la locomotive de Stephenson triompha, grâce à l’application de la chaudière tubulaire du français Marc Séguin.
- De 1830 à 1836, l’Angleterre entreprit avec ardeur, la construction de son réseau de voies ferrées.
- En France, les premiers essais du nouveau mode de locomotion eurent lieu en 1826, de Lyon à Saint-Étienne, sous la direction de Séguin. La locomotive fit son apparition sur cette ligne en 1832.
- A.partir de ce moment, l’essor était donné et, malgré l’opposition dont MM. Thiers et Arago, se firent d’abord les apôtres, les grandes Compagnies qui s’étaient constituées pour l’exécution du réseau français obtinrent, de 1837 à 1852 la concession de 27 lignes.
- ^ Les Ingénieurs civils entrés au service de ces Compagnies avaient donc à procéder aux études les plus variées et les plus difficiles pour la construction des lignes, des ouvrages cl’art, l’installation des grands chantiers, l’établissement do matériel de traction et du matériel roulant et la création des ateliers mécaniques qui en sont la conséquence. Ils avaient ensuite à passer à Pexécution et à organiser, enfin, sous le contrôle des Ingénieurs de PÉtat, l’exploitation des chemins de fer.
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- IL — CRÉATION ET BUT DE LA SOCIÉTÉ'
- DES INGÉNIEURS CIVILS
- La nécessité, pour les Ingénieurs Civils, de coordonner leurs efforts, d’étudier en commun les solutions à donner à des problèmes si nouveaux et si compliqués était évidente.
- C’est sous l’empire de ce besoin que plusieurs anciens élèves de l’École Centrale : Faore, Alcan, Callon, Thomas et Laurens, se groupant autour du plus illustre Ingénieur Civil de l’époque E. Flachat, fondèrent, le 4 mars 1848, une Société d’études dont le titre primitif était : Société Centrale des Ingénieurs Civils, et qui deux ans plus tard devint la Société des Ingénieurs Civils.
- Les fondateurs auxquels se joignirent aussitôt les Ingénieurs Civils de toute origine qui devaient bientôt acquérir dans l’histoire ' des chemins de fer français une juste renommée et y occuper les situations les plus élevées: C. Polonceau, Pétiet, Vui-gner, Pottier, Forquenot, Barrault, Nozo, Servel, Bricogne, etc., avaient pour principal but :
- « L’étude et la discussion en commun de tous les problèmes de l’art du Génie Civil. »
- C’est en restant fidèles à ce programme que les Membres de notre Société, depuis sa fondation, jusqu’à ce que l’œuvre des chemins de fer ait été complètement assise, ont pu élucider toutes les questions qui s’y rapportent. Aussi la collection de nos premiers bulletins renferme-t-elle l’histoire complète de l’établissement desv oies ferrées.
- Mais la Société ne s’est pas cantonnée dans cette spécialité des grands travaux publics. Comptant parmi ses Membres beaucoup d’ingénieurs sortis de l’École Centrale et occupant des situations importantes dans toutes les branches de l’industrie, l’audition des mémoires présentés en séance, était toujours suivie de discussions intéressantes et très documentées.
- Cet ensemble de travaux forme une véritable encyclopédie des industries métallurgiques, mécaniques, chimiques, etc., en un mot de toutes les applications de la science à l’industrie.
- Afin d’organiser méthodiquement ces travaux si variés- la Société a créé quatre sections, présidées chacune par un Yice-Président, s’occupant :
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- La première : des Travaux publics, chemins de fer, navigation, etc. ;
- La deuxième : de la mécanique et de ses applications, des machines à vapeur;
- La troisième : des travaux géologiques, des mines, de la métallurgie ;
- La quatrième : de la physique, de la chimie industrielle et des questions diverses.
- C’est à cette quatrième section que se rattachaient les travaux relatifs à l’électricité. Mais à partir de l’année 1881 les applications de cette science à l’industrie ont pris une telle importance et se sont développées avec une telle rapidité qu’une cinquième section spéciale h'Y Électricité a été instituée en 1892-1893.
- Ces cinq sections, auxquelles peuvent se rattacher toutes les questions ressortissant du domaine de l’Ingénieur Civil, constituaient les divisions naturelles du travail d’ensemble que les Membres de la Société ont rédigé pour mettre en évidence les progrès du Génie Civil depuis la création de notre profession.
- III. — HOMMAGE AUX COLLÈGUES DÉCÉDÉS
- Mais une Société est grande surtout par la valeur personnelle des Membres qui la composent. Or la Société des Ingénieurs Civils a su attirer à elle comme Membres Honoraires, Sociétaires et Associés les représentants les plus illustres de la Science, des Arts, de l’Industrie, du Commerce et de l’Administration.
- Il serait impossible de citer tous ceux qui ont honoré notre carrière; aussi devons-nous nous contenter de rendre hommage à nos principaux Collègues décédés. L’énoncé seul de leur nom suffira à nous rappeler leurs travaux.
- Notre Société a eu quarante et un Présidents dont vingt-six sont décédés.
- Treize de ces derniers ont laissé un nom dans la grande industrie des chemins de fer, soit comme créateurs de cette industrie, soit comme Ingénieurs des divers services dans nos grandes Compagnies, plus spécialement dans les services mécaniques et techniques :
- E. Flachat, Perdonnet, Petiet, Vuigner,, Nozo, G. Polonceau, Vuillemin, Richard, Gottschalk, Mathieu, Marché, Martin* Con-
- TAMIN, JOUSSELIN. ......
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- Neuf autres appartenaient à la science pure ou appliquée : c’étaient des Membres de l’Institut, des professeurs dans nos grandes Écoles :
- Gallon, Faure, Tresca, général Morin, Salvetat, Alcan, Yvon-Vi.llarceau, de Comberousse.
- Deux d’entre eux sont surtout connus comme Architectes industriels :
- Muller et de Dion.
- Enfin la métallurgie a été représentée par Stéphane Mony et la grande entreprise des travaux publics par La valley.
- La Société a compté parmi ses Membres honoraires :
- De grands savants, des professeurs, des membres de l’Institut :
- Poncelet, Belanger, Lavallée, Engerth, Trasenster, Hervé-Mangon, le vice-amiral Paris;
- D’illustres chimistes : J.-B. Dumas, Péligot, Pasteur;
- D’anciens ministres : Dori an, Sella;
- Et enfin, pour clore cette liste, Alphand et de Lesseps, dont les noms rappellent de grandes œuvres : les embellissements de Paris et le percement de l’isthme de Suez.
- Nous remarquons, parmi nos Membres Sociétaires, les noms.do : .
- Schlumberger, Tessié du Motay, Pelouze, Orsat, Siemens, Raspail, de Ruolz, Clemandot, Daguin, etc., qui ont brillamment représenté la physique et la chimie industrielles.
- A l’industrie de la mécanique et de ses applications se rattachent les noms : des professeurs et Ingénieurs-conseils Thomas et Laurens, Sommellier, de Mastaing, Armengaud, Vigreux, Colladon; de l’inventeur H. Giffard ; des constructeurs d’instruments de précision Bréguet, Bourdon ; des constructeurs de machines et de chaudières : Séguin, Gouin, Mazeline, Farcot, Gavé, Meyer, Calla, Séraphin, Hermann-Lachapelle, Durenne, Elwell, etc. ; des constructeurs de machines hydrauliques : de Montgolfier, Fourneyron, Girard, .etc. . ,'
- Gomme représentants de la géologie^ eh des: mines, citons1: Degousée, Dru, Huet et Geyler, etc.
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- rRarmi les > maîtres de forges, directeurs ou administrateurs d’usines métallurgiques : Eugène et Henri Schneider, Petin, Gaudet, Gibon, Deseilligny, etc.
- . .Les travaux publics étant dirigés, en France, par les Ingénieurs de l’Etat, nous ne relevons parmi nos membres sociétaires que les noms de ceux qui se sont distingués, dans cette spécialité, comme Constructeurs: Joly, Moreaux, Gouin, etc., et comme entrepreneurs de grands travaux : Borel, Couvreux, Michaux, Gibault, etc. Nous y ajouterons Thomé de Gamond, célèbre par ses nombreux projets et études hydrologiques.
- L’architecture et les applications de la science à la construction civile ont eu comme représentants : Yiollet le Duc, Ser, Herscher.
- Nous arrivons maintenant à l’industrie des transports, qui comprend d’abord les chemins de fer. Aux noms déjà cités, nous ajouterons ceux des Pereire, Edwards, Forquenot, Regray, Crampton, Delebecque, Goschler, Mathias, Bandérali, Belpaire, Guillaume, Agudio, Bricogne, Thouin, le baron de Burg, etc.
- Dans la spécialité de l’automobilisme, nous trouvons Servel qui en a été le promoteur, et Levassor qui a été l’apôtre le plus ardent de cette industrie.
- L’aéronautique a eu son martyr en Crocé-Spinelli ;
- L’électricité, dont les applications industrielles sont toutes 'récentes, a compté parmi nous Lartigue, Mors, Leclanché.
- Enfin, nous terminerons cette revue rapide par l’indication du nom de l’Explorateur Soleillet et de ceux des grands industriels et personnages marquants parmi nos Membres associés, tels que MenierpRaomJDuval, Lebaudy, Noblot, Dietz-Monin, Hutchin-son, Comte d’Eichthal, Lorilleux, etc.
- Cette énumération déjà longue et cependant fort incomplète, îpuisqu’elle ne comprend pas les noms de nos Collègues actuels, de crainte de froisser leur modestie, suffit néanmoins pour montrer que nous cherchons à englober tous ceux qui honorent -notre profession.
- E. Flachat, auquels les Ingénieurs Civils ont élevé le monument dont l’inauguration coïncide heureusement avec la célébration de notre cinquantenaire; l’Ingénieur Civil le plus illustre autour, duquel s’étaient groupés nos fondateurs; celui qui pendant vingt-cinq ans n’a cessé de prendre la part la plus active au
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- développement de notre belle carrière et à la prospérité de notre Société, et qui, pendant cette période, a occupé sept fois le fauteuil de la Présidence, faisait ressortir, dans son discours de 1872, notre complète indépendance.
- Elle constitue, disait-il, notre puissance morale et donne aux avis que nous pouvons émettre une autorité qu’il faut à tout prix garder comme étant notre plus bel apanage.
- Mais la conservation de cette indépendance n’entraîne l’exclusion d’aucun concours, puisque nous avons compté, comme nous l’avons vu, parmi nos Membres Honoraires et Associés, de hautes personnalités qui n’étaient pas des Ingénieurs Civils tels que nous les avons définis plus haut.
- IV. — DÉVELOPPEMENT MATÉRIEL DE LA SOCIÉTÉ
- Après cet exposé très général du but de notre Société, de ses travaux, et le rappel des noms de ceux qui l’ont illustrée, il nous reste à indiquer à grands traits les différéntes phases de son développement matériel.
- A sa fondation, en 1848, elle comptait 56 membres et elle n’avait pas de local déterminé. Deux ans plus tard, le nombre de ses membres atteignait 248 ; elle loua une salle rue Bufîault, où elle tint ses séances jusqu’en 1872, époque à laquelle elle s’installa dans son premier hôtel.
- Pendant ces vingt-deux années qui constituent la première phase de son existence, le nombre des sociétaires s’accroît rapidement :
- En 1855, date de la première Exposition Universelle : 348 membres ; en 1860, sous la présidence de M. Vuigner, on compte 519 membres, on constitue un capital inaliénable de 50 000 f, on obtient la déclaration d’utilité publique ; en 1867, à la deuxième Exposition universelle, on atteint le nombre de 902 membres, on achète un terrain cité Rougemont, où l’Architecte Demimuid, membre de la. Société, édifie l’hôtel inauguré en 1872, sous la présidence d’honneur de E. Flachat et la présidence effective de E. Muller. :'v
- Le nombre des Sociétaires passe de 1 000, en 1872, à 4 526, en 1878, lors de la troisième Exposition universelle, pour atteindre
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- 2 274 an moment cle la quatrième Exposition universelle, en 1889.
- Mais déjà, en 1885, l’hôtel de la cité Rougemont devenait insuffisant, ainsi que le constatait de Gomberousse dans son discours présidentiel : « Quand nous atteindrons le chiffre de 3 000 membres, disait-il, il ne faudra pas hésiter à donner à notre Société une demeure plus vaste, mieux éclairée, digne d’Elle. »
- Ce desideratum devait être réalisé en 1896. On était à la veille d’atteindre ce nombre fatidique de 3 000, et le Comité décida, sous la présidence de M. Appert, la vente de Dhôtel de la Cité Rougemont et la construction de l’hôtel actuel qui a été édifié, sous la présidence de M. Molinos, par notre Architecte et Collègue Delmas, dans des conditions de rapidité tout à fait exceptionnelles.
- Au commencement de 1897, nous inaugurions notre nouvelle demeure en présence de Monsieur le Président de la République, et le nombre de nos Membres atteignait, à la fin de cette même année, 3 054, pour arriver, à l’époque de notre cinquantenaire, à 3216.
- Étant donnée la progression rapide du nombre de nos adhérents depuis 1889, nous espérons que notre Société comptera 4 000 membres au moment où s’ouvrira la Grande Exposition de 1900, dernière manifestation industrielle de ce siècle.
- V. — ROLE DE LA SOCIÉTÉ AUX GRANDES EXPOSITIONS
- Et puisque nous venons de parler des Expositions Universelles, dans lesquelles s’affirment périodiquement, depuis cinquante ans, les progrès des Sciences, de l’Industrie et du Commerce, véritables assises du travail qui ne pourraient se comprendre sans la présence et le concours des Ingénieurs Civils, il n’est pas inutile de constater ici que les Membres de notre Société y ont joué un rôle toujours important et quelquefois prépondérant, soit comme fabricants, soit comme exposants, soit enfin comme collaborateurs et juges.
- Nous comptions, en effet, parmi les comités d’admission et d’organisation, 28 Membres de notre Société, en 1867, 71 Membres en 1878, 193 Membres en 1889 et, enfin, 306 des nôtres font partie des comités d’admission de l’Exposition qui s’ouvrira en 1900;
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- Chacune de ces Expositions universelles a eu son caractère propre, sa marque distinctive.
- Sans entrer dans les détails, il nous suffira de rappeler ici la part considérable prise à l’Exposition de 1878 par notre ancien Président, de Dion, qui en sa qualité d’ingénieur en Chef des constructions métalliques, édifia, avec une grande hardiesse, les vastes Palais des machines, et par M. Bourdais, l’un des architectes du Palais du ïrocadéro.
- Personne ne contestera que l’immense succès de l’Exposition de 1889 a été dù, en grande partie, à trois de nos Collègues :
- Contamin, qui inaugura au Palais des machines, les grandes fermes métalliques à rotule ;
- Vigreux, qui organisa un service mécanique et électrique d’une importance sans précédent ;
- Eiffel, dont la tour excita la curiosité légitime d’un public émerveillé d’une telle hardiesse dans l’emploi du métal.
- Les Ingénieurs Civils que le Directeur de l’exploitation, M. Berger, et le Directeur de la construction, M. Alphand, Membres honoraires de notre Société, avaient choisi pour collaborateurs, se sont donc distingués une fois de plus comme constructeurs et mécaniciens.
- En 1889, comme en 1878, c’est au métal qu’on avait eu recours pour élever rapidement de vastes bâtiments dont la nature même et la décoration accusaient l’existence éphémère.
- Pour 1900, il en sera autrement.
- Revenant aux idées qui avaient conduit les organisateurs de notre première Exposition universelle à édifier un Palais de VIndustrie, l’Ingénieur éminent qui préside aux destinées de notre dernière Exposition universelle, M. A. Picard, Inspecteur Général des Ponts et Chaussées, Membre honoraire de notre Société, a voulu nous montrer que notre siècle est caractérisé par l’alliance de l’Art et de l’Industrie.
- Telle est la raison pour laquelle, à côté des œuvres des Ingénieurs, telles que le Pont Alexandre III, nous voyons s’élever de magnifiques palais à façades de pierres, où les Architectes pourront donner la mesure, de leur talent décoratif et où les constructeurs pourront montrer leur science pratique et leur parfaite connaissance de l’emploi du métal.
- L’organisation et le contrôle des services mécaniques et électriques ont, une fois de plus, été confiés à deux de nos Collègues, Ingénieurs Civils, et nous avons la certitude que l’Exposition de
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- 1900 sera un nouveau triomphe pour tous nos Membres, qui viendront montrer à la foule émerveillée les produits de leur industrie et leurs conquêtes dans les innombrables spécialités que notre siècle de progrès a dû créer et dont l’ensemble constitue ce que nous appelons le Génie Civil.
- Le Vice-Président, Rapporteur Général,
- (xL Dumont.
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- PREMIÈRE SECTION
- TRAVAUX PUBLICS -
- DE FER
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- TRAVAUX PUBLICS
- CHANTIERS ET MATÉRIEL DES TRAVAUX PUBLICS
- PAR
- M. COISEAU
- Au moment de la fondation de la Société, l’industrie des travaux publics commençait seulement à avoir quelque importance.
- Si la préparation des projets et la direction de l’exécution étaient interdites aux Ingénieurs Civils, étant tout entières concentrées entre les mains des Ingénieurs des Ponts et Chaussées, l’organisation des chantiers, les modes d’exécution ne l’étaient pas moins ; le choix de l’outillage leur était à peine laissé, aussi les progrès dans la construction des machines de chantiers avaient-ils été, jusqu’à cette époque, insignifiants.
- Une ère nouvelle s’annonçait, les chemins de fer allaient prendre une extension considérable, l’exécution des terrassements, des grands tunnels, des travaux d’art, allait forcément développer les moyens à mettre en œuvre.
- L’ouverture de nouvelles voies fluviales et maritimes, les travaux de régularisation de fleuves, l’établissement de grands ports pour recevoir la marine à vapeur, dont le développement commençait à s’indiquer, allaient faire prendre un élan considérable à l’industrie des travaux publics et donner l’occasion aux Ingénieurs Civils de mettre à profit leur savoir, de se former par la pratique des travaux et de porter hardiment le nom français à l’étranger. ,
- Nous allons examiner rapidement les progrès accomplis successivement dans les divers procédés d’exécution des terrassements, des dragages, • des dérochements, des percements de tunnels, des travaux hydrauliques, des bassins de radoub, des écluses et des ports à la mer.
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- 1° Terrassements.
- En 1848, les terrassements s’exécutaient encore par des moyens primitifs; la brouette, les camions, les wagonnets chargés à bras par des hommes, étaient traînés par ceux-ci ou par des chevaux.; la locomotive commençait seulement à être employée pour le ballastage des voies; le piochage et le chargement mécanique n’étaient pas encore connus. Il faut arriver à l’année 1860 pour trouver la première machine à vapeur fouillant et chargeant les wagons ; c’est en effet, en cette année, que notre Collègue, M. Couvreux, fit fonctionner pour la première fois, à Lyon, à titre d’expérience, sa machine connue sous le nom d'Excavateur. Le premier travail de cet appareil fut de fouiller et de charger le ballast pour une partie de la ligne de Sedan à Thionville.
- Au canal de Suez, l’Excavateur fut employé sur une grande échelle pour le creusement du seuil d’El-Guisr et d’El-Ferdane, de 1863 à 1868.
- Il fut, plus tard, employé aux travaux de la régularisation du Danube, à Vienne, où on parvint à lui faire fouiller et charger en wagon, jusqu’à 3 000 m3 de gravier par jour.
- Depuis cette époque, son emploi s’est répandu partout ; il n’y a pas, en France, de tranchée importante qui ne soit percée; pas de ballastière qui ne soit desservie par l’Excavateur.
- En 1884, notre Collègue Joseph Allard l’emploie au creusement du canal de Tancarville, en lui appliquant un tablier porteur de 60 m de longueur.
- Nous l’avons vu, en Belgique, travaillant au canal de Ter-neuzen et aux bassins d’Anvers ; en Hollande, à la rectification de la Meuse, et à Ymuiden ; en Allemagne, au creusement des bassins de Brème et du Nord See Canal ; en Angleterre, au canal de Manchester. Il est employé jusqu’au Japon.
- Les Américains et les Anglais se servent de l’Excavateur ai cuillère ; cet appareil ne s’est pas acclimaté sur le continent , après quelques essais faits de divers côtés, la préférence est restée à l’Excavateur à godets.
- 2° Dragages.
- Les appareils de dragage n’étaient guère plus, perfectionnés il y a cinquante ans que les machines à terrassements; l’entretien et le creusement, des canaux se faisait par main d’homme, avec
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- des cuillères emmanchées au bout de longues perches ou avec de petites chaînes à godets mues par des hommes ou des chevaux.
- En 1840, cependant, une drague à vapeur à deux élindes était employée aux travaux de dragages de la Seine, elle draguait de 300 à 400 m3 de sable par jour.
- En 1844, notre Collègue, M. Castor, construit une drague à vapeur à deux élindes pouvant draguer de 800 à 1 000 m3 par jour dans un bon terrain.
- La drague à une seule élinde centrale, telle que nous la voyons aujourd’hui employée, se répand un peu partout et remplace celle à deux élindes.
- À cette époque, les produits des dragages sont généralement déversés dans des chalands, d’où ils sont repris par des hommes chargeant des brouettes roulées aux remblais, ou bien ils sont déversés dans des caisses reposant sur des bateaux et repris ensuite, soit par des monte-charges, comme le font MM. Castor et Jacquelot, en 1853, pour exécuter les remblais devant servir de terre-plein à la gare de Vaise, à Lyon, soit par des élévateurs fixes en charpente sur lesquels roulent des caisses se déchargeant dans des wagons, comme l’a fait M. Couvreux au même travail, soit enfin par des grues relevant ces caisses et les vidant dans les wagons.
- De 1848 à 1860, les dragues sont surtout employées pour fournir les terres nécessaires aux remblais et au ballastage des chemins de fer; l’entretien de quelques ports commence cependant à s’opérer avec des dragues déversant leurs produits dans des bateaux à clapets qui les portent à la mer.
- Arrive la construction du canal de Suez, cette grande école d’installation de chantiers et d’emploi d’engins mécaniques pour l’exécution des travaux de terrassements et de dragages.
- La Compagnie du Canal maritime de Suez, après la suppression des corvées, commença à employer les dragues à vapeur à godets pour creuser les canaux d’approvisionnement de Port-Saïd vers l’intérieur de l’isthme ; à cet effet, les dragues déversaient les déblais dans les bateaux porteurs qui les transportaient à la mer ou dans des caisses posées sur bateaux et reprises ensuite par des grues qui en versaient le contenu en remblai. Elle fit aussi des essais timides de dragues à couloirs; notre Collègue et Yice-Président, M. Badois, exposait à la Société, en 1864j l’état def la question et les conditions, qu’a son avis, ces dragues devaient remplir; il parlait de couloirs de 25 m, dans lesquels;
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- les déblais seraient entraînés par l’eau projetée à sa naissance dans la proportion de 1 d’eau pour 2 de déblais.
- Nos Collègues, MM. Borel et Lavalley, chargés dans la suite par la Compagnie, de l’exécution de la majeure partie des travaux restant à exécuter, arrivent avec le magnifique matériel de dragage et les moyens d’exécution dont notre ancien Président, M. Lavalley, nous a fait, en plusieurs séances, une description si magistrale.
- Les dragues, dans les parties du canal qui le permettent, déchargent directement les déblais au delà des berges par des couloirs de 70 m supportés par des poutres en treillis prenant appui sur un ponton intermédiaire et sur la drague.
- Les déblais sont transportés par l’eau dans ces couloirs; cependant celle-ci est insuffisante, et nous nous rappelons très bien avoir vu fonctionner la chaîne à rabots pour aider à la circulation des dragages dans ces couloirs. M. Lavalley, parlant des essais et des observations faites pour déterminer cette quantité d’eau, assurait que, au delà d’un certain chiffre (1 d’eau pour 1 de déblai), elle devenait inutile ; c’était là une erreur d’observation ; la forme des couloirs n’était pas rationnelle : la largeur et la section étaient trop grandes et l’eau pouvait, à son aise, circuler en serpentant autour des déblais; on peut, au contraire, avec une quantité d’eau suffisante et une forme de couloir appropriée, transporter toute espèce de terrain, même des pierres ; des travaux exécutés postérieurement le prouvent.
- D’autres dragues déversaient leurs produits dans des caisses reposant sur des radeaux qui étaient remorqués sous de grands élévateurs reprenant les caisses, les faisant rouler sur le plan incliné et les déchargeant à 10 m au-dessus du sol. Ces élévateurs, montés sur chariot, se déplaçaient au fur et à mesure de l’achèvement du cavalier sur une voie placée sur la berge parallèlement au canal.
- Enfin, là où les dragues à couloir ne pouvaient être employées et où les porteurs à clapets pouvaient être mis en service, les dragues déchargeaient dans ces derniers. Ils étaient de deux sortes^ ceux\ à clapets de fond, qui servaient là où la profondeur de l’eau était assez grande pour' permettre aux portés de s’ouvrir sans crainte d’avarie, et ceux à clapets latéraux employés aux endroits dé déchargement où l’eau était peu profonde .
- C’est ce superbe matériel qui à assuré l’achèvement du ; canal de Suez ;à la date fixée, novembre 1869.
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- Les travaux de la régularisation du Danube, à Vienne, exécutés par MM. Castor, Couvreux et Hersent, furent une nouvelle occasion de progrès pour le matériel de dragages.
- Les dragues avec tablier porteur qui avaient été essayées à Suez et n’avaient pas donné de résultats satisfaisants, furent employées avec avantage à charger directement le gravier dans les wagons.
- Un nouveau mode de reprise des dragages chargés en bateau vint remplacer avec grand profit le déchargement par élévateur, grue ou monte-charges employés jusqu’ici. Les appareils nouveaux ont été appelés : débarquements fixes et débarquements flottants.
- Les premiers se composent d’une chaîne à godets montée sur une charpente sur pieux entre les fermes de laquelle viennent se ranger des bateaux à cuve appropriée et dans lesquels l’appareil fonctionne comme une drague ordinaire.
- Le débarquement flottant a une chaîne à godets montée sur une charpente fixée sur deux bateaux espacés d’une largeur suffisante pour laisser pénétrer entre eux les bateaux cuves chargés de déblais, dans lesquels la chaîne drague comme dans le cas précédent. Les débarquements flottants ont davantage sur les premiers de pouvoir changer de place à volonté.
- Ces appareils, sont, en général, desservis soit par des wagons, soit par des couloirs.
- Ils sont aujourd’hui de pratique courante dans tous les travaux de dragages et dans tous les pays.
- Aux travaux du canal de Terneuzen, en Belgique, entrepris par nos mêmes Collègues, on apporta des modifications importantes au matériel.
- Les dragues étaient munies de couloirs de 40 m de longueur sans interposition des flotteurs employés au canal de Suez ; il leur était ainsi permis de draguer le canal jusqu’à la rencontre des talus.
- Ces couloirs avaient, en outre, une forme circulaire plus résistante par conséquent que la gouttière ; enfin le volume d’eau pour l’entraînement des déblais était porté à 3 et 4 fois celui de ces derniers, au lieu de 1 d’eau pour 1 de déblais; aussi quelle qu’ait été la nature du dragage, sable, argile, tourbe, tout y passait, même des moellons d’enrochement, sans qu’il fut besoin pour cela d’employer la chaîne rabot.
- . Partout où la drague à couloir peut être employée,vil ne faut
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- pas hésiter à le faire, c’est le moyen le plus économique de draguer et de déposer les produits en remblais.
- La Société des Batignolles a construit et fait fonctionner, au canal de la Goulette à Tunis, des dragues à couloir de 90 m de longueur, mais avec ponton de soutien intermédiaire.
- Au cours de leur excursion en Belgique, en septembre 1897, les Membres de la Société ont pu voir, aux travaux du canal de Bruges, des dragues à couloir de 50 m de longueur, sans support autre que celui fourni par les chaînes et haubans partant de la drague.
- Un autre moyen de transport de déblais fut également usité aux travaux du canal de Terneuzen.
- Là où les déblais ne pouvaient être déposés directement sur les rives par les couloirs, on employa, au lieu d’élévateur, ou de débarquements, le transport par tuyaux ; les dragages tombaient directement dans une caisse, une pompe centrifuge envoyait un jet d’eau puissant sur les déblais et l’ensemble coulait dans un tuyau flottant jusqu’au lieu de dépôt ; avec une pompe centrifuge de relai, on a pu ainsi transporter les déblais à 1 000 m de distance et les élever à 8 m au-dessus du niveau de l’eau.
- Le transport par tuyaux flottants avait déjà été employé par les Hollandais, avec des combinaisons différentes qui n’avaient pas permis de porter les déblais à plus de 150 m à 200 m de distance et à plus de 2 m au-dessus de l’eàu.
- Depuis cette époque, de nombreux moyens de transport par tuyaux flottants ont été employés, et il n’est pas de chantier de dragage important où ce moyen ne soit mis en pratique.
- Enfin, après beaucoup d’essais faits sur différents travaux, les produits des dragages chargés en bateaux ont pu être déchargés en employant des pompes centrifuges, l’une faisant le mélange des déblais et d’eau, dans la caisse même du bateau, la deuxième aspirant et refoulant à terre ; quantité de dragages ont été ainsi déchargés, il y a quelques années, à Bordeaux.
- Nous n’avons parlé jusqu’ici que des dragues à godets, mais à côté de celles-ci, un nouvel appareil est venu prendre une place importante, nous voulons parler de la drague à succion par pompes centrifuges.
- C’est vers l’année 1869 que notre Collègue Bazin fit les premiers essais de pompage de sable au moyen d’une pompe centrifuge, la pompe étant placée au-dessous du niveau de l’eau. Beaucoup d’entre nous doivent encore avoir présente 'à la mémoire la
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- façon élégante avec laquelle Bazin faisait, à l’Exposition de 1878, la démonstration du principe de son appareil.
- Dans un grand cylindre en verre, rempli d’eau et de sable, plongeait un tube en verre prolongé par un tuyau en caoutchouc, débouchant par dessus les bords du vase et descendant au-dessous du niveau de l’eau, formant par conséquent siphon ; il suffisait de l’amorcer, et aussitôt eau et sable se mettaient à monter dans le tube en verre, donnant ainsi la vision parfaite du travail de succion qui se passe dans les dragues de ce système.
- Eh bien, cette invention toute française, a plus servi aux étrangers qu’à nous-mêmes ; à part quelques appareils construits par certaines maisons françaises, les dragues de ce système, travaillant en France et à l’étranger, sont fournies' par les Hollandais et par les Anglais. Les Hollandais ont pu venir, grâce à 1a. pratique qu’ils ont de ces appareils, nous faire concurrence en France, pour l’exécution des travaux de dragages.
- Il y a cependant là, un beau champ à'moissonner pour les constructeurs-mécaniciens .et constructeurs de bateaux ; les commandes, de ces appareils par tous, les Gouvernements et spécialement parla Russie, sont considérables, et, si nous n’y prenons garde, nous, aurons sous peu, non seulement les Hollandais et les Anglais comme concurrents, mais aussi les Américains ; la construction du Chicago drainage canal, la régularisation de certaines parties des grands fleuves de l’Amérique du Nord, leur ont donné l’occasion de se servir des dragues à succion et d’y apporter des. perfectionnements importants.
- On construit actuellement aux ateliers Cockerill, en'‘Belgique,, pour le Gouvernement russe, une drague à succion du système Bâtes, qui doit draguer 3 000 m à l’heure ; il est vrai de dire qu’elle a une force de 5 000 ch.
- Nous ne parlerons des dragues à cuillère que pour dire,, comme nous l’avons déjà exprimé à propos des excavateurs du même genre, que ces appareils ne se sont pas acclimatés sur le continent, leur rendement étant bien inférieur à' celui des. dragues à godets de même puissance. Les Américains du Nord, et les Anglais sont les seuls à les employer. '
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- 3° Dérochements.
- Les travaux de dérochements sous eau, pour enlever des obstacles dans les ports, approfondir des passes, creuser des canaux, ont donné lieu à la création d’un matériel spécial.
- La roche La Rose, à l’entrée du port de Brest, que les Ingénieurs de l’Etat avaient essayé, sans succès du reste, d’enlever à l’aide de barils de poudre déposés sur elle, et que l’on enflammait à marée haute, fut dérasée en 1878 avec la cloche plongeante que fit construire notre ancien Président, M. Hersent; elle comportait une chambre de travail ouverte en-dessous, et au-dessus, séparée par un plafond, une autre chambre servant de flotteur et pouvant être alternativement remplie d’eau ou vidée par l’air comprimé, selon que l’on voulait la faire immerger ou flotter ; elle fut employée à des dérasements dans les ports de Cherbourg et de Lorient.
- Nos Collègues et anciens Présidents, MM. Lavalley et Molinos, employèrent, en 1886, à la Réunion, au port de la Pointe des Galets, une cloche plongeante du même genre ; elle présentait des dispositions spéciales pour le levage et l’éclusée des galets qu’elle retirait du fond ; toutes les manœuvres se faisaient par des presses hydrauliques.
- Nos Collègues MM. Zchokke et Terrier employèrent des cloches du même genre pour les dérochements de l’entrée du port de la Pallice. •
- Les mêmes Ingénieurs ont employé au port de Gênes une cloche plongeante différente des précédentes en ce sens qu’à l’aide de quatre puits régulateurs, surmontant la chambre à air, mais ne communiquant pas avec elle, cette cloche pouvait, à n’importe quel moment, être manœuvrée sans le secours de bateaux et sans enlever l’air de la chambre de travail.
- Des dérochements furent encore exécutés en perçant à l’aide de forets supportés par des bateaux, des trous de mine dans la roche à enlever, en les chargeant de dynamite et en la faisant sauter, les morceaux étaient ensuite enlevés, soit à l’aide de dragues, soit à l’aide de grappins.
- Au canal de Suez et au port de Saint-Nazaire, on a employé un appareil fonctionnant comme pilon. Une masse d’acier à pointe ogivale en acier durci, fonctionne le long d’une jumelle à la manière d’une sonnette à battre les pieux, elle vient attaquer par sa pointe la roche à extraire; et, par ses chocs répétés,
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- ia désagrège en morceaux pouvant être enlevés ensuite par les dragues ; il y a des pilons pesant jusqu’à 15 L
- Les travaux de régularisation du Danube aux Portes de Fer ont présenté, au point de vue des dérochements, des dispositions multiples et dont les comptes rendus sont intéressants à consulter.
- 4° Tunnels.
- L’outillage employé à la construction des tunnels, encore très primitif il y a un demi-siècle, prit, à l’occasion du percement du Mont-Cenis, commencé en 1857, véritablement naissance. Les moyens mécaniques qui, jusque-là, n’avaient pas été utilisés, permirent de percer ce grand tunnel dans un temps relativement court pour l’époque où il a été construit.
- Ce fut notre Collègue Sommellier qui, le premier, rendit pratiques les idées émises par notre Collègue Colladon, sur 'le moyen de transmettre la force à grande distance par l’air comprimé. En 1860, il commença à employer le perforateur, et, en 1861, le compresseur à air portant son nom. L’air fourni par le compresseur était envoyé à plus de 6 000 m de distance pour servir à la perforation du tunnel et, en même temps, à la ventilation. C’est avec ces machines que ce colossal tunnel de 12 000 m fut percé.
- Au tunnel du Saint-Gothard, en 1874-1875, Favre emploie les locomotives à air comprimé pour le service des transports des déblais et matériaux; c’est là leur première apparition sur les chantiers de travaux publics. Le compresseur Golladon, à injection d’eau pulvérisée dans les cylindres, fournit l'air comprimé nécessaire au percement de ce grand tunnel et sert, pour ainsi dire, de type aux compresseurs employés dans les travaux.
- La construction de tunnels sous le lit des rivières, dans les terrains boulants, devenait possible par l’emploi d’appareils spéciaux et de l’air comprimé.
- En 1897, notre Collègue, M. Amiot, a entretenu la Société de cette intéressante question.
- Brunel construit, de 1826 à 1842, le premier tunnel sous la Tamise à l’aide de l’appareil dénommé « bouclier » ; il était de forme rectangulaire et composé de tiroirs que l’on avançait successivement, après avoir retiré la terre se trouvant sur le front d’attaque, ensuite de quoi des vérins à vis prenant appui sur la maçonnerie du tunnel et sur le pourtour du bouclier, faisaient
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- avancer celui-ci cl’une longueur égale à leur course, permettant la construction d’une tranche.
- Ce tunnel, comme deux autres construits postérieurement à Londres, est dans l’argile ; les infiltrations étaient, à part quelques accidents, peu importantes ; aussi, ont-ils été construits sans emploi d’air comprimé.
- Il n’en est pas de même quand les terrains contiennent beaucoup d’eau, l’air comprimé doit intervenir.
- La première galerie construite sur le continent à l’aide d’air comprimé fut celle exécutée à Anvers, en 1879, pour réunir le collecteur des nouveaux bassins de radoub avec le puits des anciens. Ce travail, entrepris par nos Collègues, MM. Coüvreux et Hersent, a été décrit, en 1881, par notre ancien Président.
- A la même époque, les Américains commençaient, à l’aide de l’air comprimé, la construction -proprement dite du fameux tunnel de Brooklyn, sans se servir de bouclier ; ce n’est qu’en 1887 que ce moyen fut adopté; nous croyons que ce tunnel n’est pas achevé.
- Depuis, il en a été construit plusieurs dont la réussite a été parfaite. Celui de Saint-Clair, entre le Canada et les Etats-Unis, en 1889-1890; celui de Blackwall, à Londres, terminé en 1896, qui passe sous la Tamise à travers le gravier.
- L’air comprimé fut employé en France à la construction du tunnel de Braye en Laonnois, pour le canal de l’Oise à l’Aisne, en 1883 ; depuis cette date jusqu’à ces dernières années, il n’est plus appliqué dans notre pays, tandis qu’il est de pratique courante en Amérique et en Angleterre.
- Cependant, la science officielle finit par le laisser employer chez nous; notre Collègue Berlier a construit les deux siphons de Clichy et de la place de la Concorde, sous la Seine.
- MM. Marié et Denize construisent celui de l’Oise, faisant partie de la canalisation des eaux d’égouts vers Méry et Triel (Seine-et-Oise).
- Les grands collecteurs de Clichy sont construits sous les rues, sans ouverture de la voie publique, par notre Collègue Chagnaud et M. Fougerolle. Les appareils employés ne sont pas, à proprement parler, des boucliers, car ils sont complètement ouverts sur le front d’attaque; ce sont des cintres pilotes métalliques, l’avancement se fait par des presses dont les pompes sont mues électriquement.
- Enfin, après de-^longues et patientes études et démarches de
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- nos Collègues, pour arriver à doter Paris d’un moyen de transport que des villes de deuxième ordre possèdent déjà depuis longtemps, on finira sans doute par construire le Métropolitain, la possibilité de l’exécuter, sans ouvrir la voie publique, étant maintenant suffisamment démontrée.
- 5° Travaux hydrauliques.
- L’exécution des ouvrages à établir dans l’eau ou dans les terrains perméables a donné lieu à des recherches nombreuses depuis les temps les plus anciens.
- Nous allons passer rapidement en revue les divers procédés employés il y a cinquante ans pour la construction des ouvrages en rivière; le choix à faire de l’un ou de l’autre dépendait de la profondeur sous l’eau où devait être fondé l’ouvrage et de la nature du terrain solide devant servir de base. Ces procédés sont encore, dans certains cas, employés aujourd’hui.
- Fondations par épuisements et coffrages. — Pour une faible profondeur du terrain solide, au-dessous du niveau de l’eau, on fait à sec la fouille jusqu’à ce niveau, puis on continue le creusement à l’abri d’un petit batardeau en terre, par épuisement, si le terrain est peu perméable ; si, au contraire, le terrain est perméable et si la profondeur à atteindre est assez grande, on constitue un coffrage étanche en battant une enceinte de pieux et palplanches, dans laquelle on travaille à sec par épuisement. Quand la profondeur est plus grande et rend difficile l’étanchéité, ce coffrage peut être remplacé par une double enceinte du même genre, dont l’intervalle est rempli de terre argileuse pilonnée, pour assurer une étanchéité plus parfaite. Au pont de Neuilly-sur-Seine, les piles ont été établies par ce moyen.
- Si ce dernier procédé est trop coûteux et si l’épuisement'est difficile, on établit un coffrage en pieux et palplanches,. et, après avoir déblayé et nettoyé la fouille par un dragage, on y coule du béton au mortier de ciment, sur lequel on construira la maçonnerie à sec, en épuisant, si on le peut, pour faire commencer la maçonnerie le plus bas possible.
- Caisson sans fond. — Si l’on ne peut pas battre des pieux, on constitue le coffrage par un caisson sans fond, en charpente ou en tôle, qu’on échoue en l’entourant à son pied d’un bourrelet en terre glaise pour assurer l’étanchéité au moment de l’épuise"-
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- ment; on y coule un radier en béton et on maçonne au-dessus; si l’épuisement n’est pas possible, on coule ce radier sous l’eau et on n’épuise que quand il a fait prise, pour exécuter la maçonnerie à sec.
- Le pont Saint-Michel, à Paris, a eu ses piles fondées de cette manière avec un caisson en bois.
- Au viaduc de Nogent-sur-Marne, l’Ingénieur Pluyette a employé le caisson sans fond en tôle.
- Nous pouvons citer encore la reconstruction, en 1877, dans un bassin du port d’Anvers, du mur de quai sur deux des côtés de ce bassin, par notre Collègue Dollot et MM. Dechaux et Robert.
- Plancher sur pieux. — Quand le terrain solide se trouve à une profondeur trop grande pour qu’il soit praticable d’employer un batardeau d’un des genres décrits ci-dessus, on établit la fondation sur un ensemble de pieux enfoncés jusqu’à ce terrain ; ces pieux sont recépés au niveau des basses eaux et on les surmonte d’un plancher, en madriers croisés, qui portera la construction. Il est nécessaire de combler les intervalles entre ces pieux et de les entourer avec des enrochements, pour empêcher tout mouvement des pieux et tout affouillement du terrain.
- Comme exemple, on peut citer le pont de l’Alma à Paris.
- Caisson flottant. — Au cas où les pieux auraient trop de hauteur entre le fond et les basses eaux, on les recèpe au-dessous de ce niveau, et on vient y échouer un caisson flottant en bois chargé de maçonnerie, dans lequel on continue la fondation à sec. Ce procédé a été appliqué aux piles du pont d’Ivry, du pont d’Iéna à Paris et du pont de Bordeaux.
- Enfin, on peut immerger des enrochements en quantité suffisante pour répartir la charge sur une surface convenable, et construire la fondation après qu’ils auront pris leur tassement complet.
- Procédé de l’air comprimé. — Tous les procédés énumérés ci-dessus laissaient toujours une incertitude sur la qualité du travail exécuté et exposaient de plus à des aléas considérables quant à la dépense et aux délais d’exécution ; leur emploi n’aurait pas permis certains travaux où il était nécessaire d’aller trouver le terrain solide à de grandes profondeurs et d’y asseoir en toute sécurité des ouvrages transmettant au sol des charges considérables. Ce n’est que depuis l’application du procédé dit
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- de l’air comprimé, que la visite et la préparation de l’assise de fondation ont pu être faites avec toute l’exactitude désirable, même dans certaines circonstances où le terrain solide est un rocher avec surface inclinée.
- Fondations tubulaires. — Bien que ce soit dès 1839 que M. Triger, Ingénieur des Mines de Chalonnes, près Angers, ait imaginé l’emploi de l’air comprimé pour faire traverser à un puits de mine une couche de sable aquifère dans le voisinage de la Loire, ce n’est qu’en 1851 qu’une application du même principe fut faite aux fondations tubulaires du pont de Rochester, en Angleterre. On reprit alors le dispositif imaginé par Triger d’un tube en fonte surmonté d’un cylindre nommé sas, ayant pour rôle de permettre le passage des hommes de l’atmosphère dans l’air comprimé, ainsi que la sortie des déblais ; on put ainsi faire traverser aux tubes, de vieilles maçonneries qui auraient été un obstacle impossible à traverser par un autre moyen.
- Il était nécessaire pour faire descendre le tube dans le sol, de le charger d’un lest important, en raison de la sous-pression de l’air qui agissait pour le soulever.
- Le procédé de Triger fut ensuite appliqué successivement, de 1855 à 1860, à divers ouvrages dont les piles sont composées de plusieurs tubes :
- Pont sur l’Ailier à Moulins, pont sur la Thëiss à Szégedin, pont sur l’Ailier à Saint-Germain-des-Fossés, pont sur la Garonne à Bordeaux.
- Fondations sur caissons. — Une modification très importante a été apportée, en 1859, au procédé que nous venons de décrire, par MM. Vuigner, Fleur Saint-Denis et Joyant, Ingénieurs des Chemins de fer de l’Est, dans l’établissement des piles du pont de Kehl sur le Rhin : ces Ingénieurs remplacèrent les tubes par des caissons, ayant en plan la forme des piles à construire et composés d’une chambre inférieure, d’une hauteur suffisante pour le travail des hommes, dont le plafond est formé d’une tôle rivée sur des poutrelles qui portent la maçonnerie ; celle-ci est exécutée à l’air libre et on soutient le caisson de façon à maintenir la surface supérieure hors de l’eau ; la communication entre la surface et la chambre de travail se fait par des cheminées traversant cette maçonnerie. Cette disposition présente Davantage de diminuer la consommation d’air comprimé, ainsi que le volume de béton à poser dans l’air comprimé, et aussi
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- en plaçant plus bas la charge produisant l’enfoncement, d’assurer une descente plus régulière ; le solide constituant la pile présente aussi plus de sécurité qu’un ensemble de tubes séparés, reliés entre eux d’une manière plus ou moins imparfaite.
- Les quatre piles furent descendues à 20 m au-dessous de l’étiage, et étaient formées chacune de quatre chambres de 7 m X S,80 m, réunies entre elles pendant la descente. Notre Collègue, M. Castor, fut chargé de l’exécution.
- Pendant les travaux mêmes du pont de Kehl, la Société Parent Shaken, Caillet et Cie entreprit la construction du pont sur le Rhône, à la Voulte, pour le Chemin de fer Paris-Lyon-Méditerranée, et son Ingénieur, notre Collègue M. Félix Moreaux, apporta quelques modifications aux dispositions adoptées à Kehl, spécialement en faisant pour chaque pile un seul caisson, en plaçant les poutrelles de la chambre de travail au-dessus de la tôle de plafond et en raidissant les parois latérales de la chambre de travail par des contre-fiches les reliant au plafond ; la disposition nouvelle des poutrelles donnait l’avantage de les renforcer en les incorporant dans la maçonnerie.
- Ces dispositions ont servi de modèle aux caissons encore aujourd’hui employés.
- Fondation turulaire avec chambre de travail. — M. Castor, après avoir exécuté, comme entrepreneur, les piles du pont de Kehl, eut l’idée d’appliquer, à la fondation des piles tubulaires du pont d’Argenteuil, une disposition analogue à celle de la séparation de la chambre de travail et de la partie supérieure ; il établit au bas du tube une chambre de 3 m de hauteur qui était reliée par une cheminée de 1,10 m avec le sas à air ; cette chambre était formée d’une muraille en maçonnerie portée par des consoles en fonte, au-dessus de laquelle on montait un remplissage en béton à mesure de la descente du tube suspendu à l’échafaudage, en laissant un vide central de 1,10 m de diamètre; ce n’est qu’après avoir fait cette maçonnerie qu?on installait le sas à air; le tube était ainsi lesté de. façon à résister à la.1 sous-pression et plus stable pendant sa descente, en raison deila position basse de la charge.
- Cette disposition fut encore employée à deux ponts sur la Seine, à Orival et àiElbeuf ; mais, malgré les avantages qu’elle procurait sur le procédé antérieur de fonçage des tubes, les tubes-furent rapidement abandonnés, et remplacés dans la suite,
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- cl’une manière générale, par les caissons avec chambre detravaiL
- Les ouvrages construits sur caissons ont été depuis très nom-breux; ce fut au pont sur la Lumfyord, en Danemark, que l’on atteignit la profondeur la plus grande : il fallut descendre à. 36 m au-dessous de la surface de l’eau. C’est la Compagnie de Fives-Lille qui a exécuté ce travail.
- Le procédé à l’air comprimé, que les Anglais avaient appliqué les premiers à la construction de deux de leurs ponts, fut par la suite, pour ainsi dire, oublié par eux; il fut réimporté à nouveau, en 1886, par l’un des Membres de notre Société pour la fondation des piles en eau-profonde du grand pont sur le Forth (1).
- 6° Bassins de radoub. — Écluses.
- L’année 1877 marque une étape importante en avant dans lès constructions hydrauliques. M. Hersent construit, à Toulon, les' deux bassins de radoub de la darse de Missiessy ; notre ancien Président nous a fait une intéressante communication à ce sujet.
- Les bassins ont 123 m de longueur et 35,55 m de largeur utile entre les crêtes des bajoyers, avec une profondeur d’eau, sur le seuil d’entrée, de 9,40 m. Ces dimensions nécessitèrent l’emploi de caissons ayant 153,50 m de longueur et 43 m de largeur, qui furent descendus dans une profondeur d’eau de 18,10 m, creusée par une drague spécialement établie pour ce travail. Les Gais--sons comportent une ossature tout particulièrement robuste pour résister aux efforts résultant des charges et des sous-pressions : dans ce but, la chambre de travail inférieure et le caisson i étaient divisés en compartiments de 8 m de largeur, par des poutres transversales descendant jusqu’au niveau du couteau des murailles ; le plafond était fixé à des poutrelles espacées d’un mètre, attachées à Cjes poutres. Dans le sens longitudinal, deux grandes poutres placées au tiers et aux deux tiers de la largeur assuraient la résistance en même temps que les murailles*' longitudinales. Le caisson surmonté de hausses avait 19 m de hauteur totale; l’une des faces extrêmes était fermée par un batardeau amovible, construit comme un bateau-porte, et assemblé1, par un joint boulonné avec le caisson. Ce batardeau pouvait être* retiré facilement après l’achèvement du bassin. La partie délicate
- (1) Cet important travail de fondations a été exécuté avec un plein succès par M. Goiseap; qui, par modestie, n’a pas voulu se nommer; mais il nous appartient de le rappeler ici. (Note du rapporteur général.)
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- dans l’exécution du travail était de disposer les maçonneries de lestage, pendant tout le temps de l’enfoncement, de façon à ne pas faire travailler les fers d’une façon dangereuse; on dut, à cet effet, se rendre compte journellement des déformations que prenait l’ensemble, et les comparer à celles qui avaient été éva- . luées au moyen de calculs et d’épures préliminaires. :
- Le bassin de radoub construit par M. Hersent, dans l’arsenal de Saïgon, est établi sur deux caissons de 83 m chacun' de Ion- ' gueur et 30 m de largeur, qui ont laissé entre eux, une ' fois . foncés, un intervalle de 1,50 m à remplir de, maçonnerie pour les rendre solidaires l’un de l’autre.
- Chacun de ces deux caissons avait des dispositions analogues à celle du caisson unique employé à Toulon. ......
- La tête aval de l’écluse du bassin de batelagè'd’Anvers, est construite sur le même principe avec un seul-caisson. Il en est de même de celles du canal delà basse Loire et de celle du bassin , de mi-marée à Dieppe ; on fait de même à Vienne, en •Autriche, , pour l’écluse de communication entre le Danube- et son: canal.
- Caissons avec batardeau mobile. — Dans les divers cas mentionnés plus haut, on pose successivement des hausses en tôle -mince au-dessus de la chambre de travail pour tenir les maçonneries à l’abri de l’eau à mesure qu’on chaçge le caisson et qu’on le laisse descendre jusqu’à atteindre le sol, et, pendant toute cette période, le caisson est soutenu par des vérins à vis et des chaînes prenant appui sur un échafaudage entourant la pile. Pour alléger l’ensemble, on ménage dans la maçonnerie des évidements.
- On reconnaît facilement que, si. la profondeur cl’eau dépasse 5 à 6 m, et si la pile à construire a une faible largeur, on est obligé, pour ne pas charger les vérins d’un poids excessif, de laisser descendre le caisson, avec les maçonneries, arrêtées au-dessous du niveau de l’eau, et par suite, de renforcer, les hausses et de les étançonner entre elles, pour leur permettre de résister à la pression extérieure. Les maçonneries sont ensuite continuées jusqu’au niveau de l’eau, quand .le caisson a pris appui sur le sol.
- Pour un travail à faire dans des eaux soumises à la marée, tout spécialement, cette manière de procéder expose à d’assez graves dangers.
- En 1878, la construction des murs de quai du port d’Anvers.
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- entreprise par MM. Couvreux et Hersent, fournit l’occasion d’étudier et d’employer un nouvel outillage pour la construction des quais sujets à la marée dans des profondeurs allant jusqu’à 15 m sous marée basse.
- On créa le.batardeau ou hausse mobile en vue de résister aune grande charge d’eau et permettant de constituer avec le caisson un flotteur, dans lequel on exécutait les maçonneries, sans avoir à réaliser d’autre'condition que de produire un enfoncement uniforme du flotteur. Au lieu.de prendre'appui sur des pieux, on‘ soulageait let flotteur en faisant porter une partie de la charge par un échafaudage flottant encadrant le caisson.'
- Ces caissons avaient tous une longueur de 25 m et une largeur de 9 m, ainsi qu’une chambre de travail de 1,90 m de hauteur ; leur hauteur totale, jusqu’au-dessus des poutres du plafond, variait de 2,60 ma 6 m, et cette variation correspondait aux diverses cotes du dessous de la fondation. Le batardeau mobile avait en plan les mêmes dimensions et était formé de quatre murailles de 12 m de hauteur établies pour supporter une même charge d’eau, avec un étançonnage convenable ; ce batardeau était assemblé successivement avec les divers caissons, et l’assemblage était obtenu en les boulonnant l’un à l’autre sur tout leur pourtour, avec un joint de caoutchouc; cette opération était faite par des hommes circulant dans une galerie étanche qui régnait au bas du batardeau, de même que le travail inverse de déboulonnage à faire à la fin du fonçage. -v.,
- Le batardeau était supporté par un échafaudage flottant comportant les treuils de manœuvre, ainsi que tout le matériel pour la .production de l’air comprimé, pour la fabrication du mortier et pour la manutention des matériaux.
- , Enfin tous les déblais étaient expulsés de la chambre de travail par un nouvel appareil que l’on appela éjecteur.
- - Les déblais étaient jetés dans une caisse en communication avec l’extérieur , et dans laquelle une pompe envoyait de l’eau. En ouvrant le robinet du tuyau, communiquant avec l’extérieur, le mélange était expulsé au dehors par la pression exercée par l’air comprimé.
- Mur de quai de Bordeaux. — Les quais construits à Bordeaux ces dernières années sont formés de piliers réunis par des voûtes. Le procédé de MM. Zschokke et Terrier, adopté pour l’exécution d’une partie de ceux-ci, consistait à employer des caissons à
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- chambre de travail en maçonnerie, les murailles en fer étant supprimées, surmontés de hausses amovibles.
- L’autre partie a été construite par M. Hersent, suivant le procédé de Lisbonne.
- Murs de quai de Lisbonne. — A Lisbonne aussi, les quais construits par M. Hersent sont formés de piliers, mais réunis, dans ce cas, par des linteaux droits. Ceux-ci, étant placés en partie au-dessous de basse mer, ont été construits dans une caisse en fer et amenés flottants, à leur emplacement. Les piliers ont été fondés en les surmontant d’un batardeau mobile manœuvré par une bigue flottante et par des échafaudages flottants, du genre de ceux d’Anvers. Un ponton formé de deux bateaux assemblés encadrait le pilier en construction, et portait tout le matériel nécessaire à la compression de l’air, à la confection du mortier et à la manutention des matériaux.
- Fondations sans fer laissé dans les maçonneries. — En vue de diminuer la dépense en ne laissant pas le fer des caissons dans la maçonnerie, notre Collègue M. Montagnier a employé depuis 1881, à plusieurs piles de pont, entre autres au pont de Mareuil, sur la Dordogne, un procédé où une chambre de travail, analogue à celles employées ordinairement, sert réellement de cloche à plongeur, car elle recouvre constamment la maçonnerie de la pile et est retirée tout entière après la construction. Le travail consiste à amener cette cloche au-dessus de remplacement de la pile, à la couler et à la charger, sur son plafond, de gueuses de fonte ou de pierres, en quantité suffisante pour qu’elle ne se lève pas quand on aura chassé l’eau. Le déblai est exécuté comme dans un caisson ordinaire jusqu’au terrain solide, mais la pile et sa fondation sont construites sous cette cloche, soulevée au moyens- de vérins qui prennent appui sur les maçonneries ; toute la pile, jusqu’au niveau de l’eau, est ainsi construite successivement, et, quand la cloche arrive assortir de l’eau, on retire peu à peu le lest, pour diminuer la charge à soulever et permettre de transporter la cloche jusqu’à un autre emplacement. Ce procédé peut, suivant les cas, être plus avantageux que l’emploi habituel du caisson.
- MM. Zschokke et Terrier ont utilisé en 1884, pour les jetées du port de La Pallice, des cloches analogues à celles employées par Mu Hersent; aux déroehements ; ces appareils comprennent en hauteur deux compartiments superposés : l’inférieur est la
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- chambre de travail ; l’autre est une chambre étanche servant, suivant qu’elle est remplie d’eau ou d’air comprimé, à faire couler ou flotter la cloche. Un lest permanent de 220 t de maçonnerie, posé sur le plafond, faisait prendre à l’ensemble un tirant d’eau de 3,30 m. La cloche, amenée flottante au-dessus de l’emplacement où elle doit servir à construire un tronçon de jetée, est coulée en laissant entrer l’eau dans la chambre d’équilibre ; on la surcharge de 220 t de lest mobile en gueuses de fonte, pour qu’elle ne se relève pas quand on vide la chambre de travail par l’air comprimé. La maçonnerie est exécutée par tranches successives, et peu à peu on soulève la cloche sur des vérins prenant appui sur celle-ci jusqu’à ce que le bloc soit arasé à 1,50 m au-dessus de basse mer ; on avait alors à retirer l’appareil pour le conduire à un autre emplacement, et cela devait se faire à une marée de vive-eau, tout le lest mobile étant enlevé.
- L’appareil était desservi, pour l’arrivée des matériaux, par une passerelle provisoire établie sur la partie déjà construite de la jetée pies conduites d’air comprimé et les fils conducteurs pour l’éclairage électrique étaient aussi posés sur cette jetée. Les deux appareils employés ont à eux deux construit 24 blocs constituant les jetées et le batardeau de fermeture de l’enceinte nécessaire au dérocliement de l’avant-port.
- MM. Zschokke et Terrier ont encore employé un appareil du même genre à la construction des bassins de radoub du port de Gênes, en 1888. Il différait cependant de ceux décrits ci-dessus, en ce que sa disposition permettait de l’élever par flottaison à toutes les profondeurs sans prendre appui sur les maçonneries. A cet effet, il comportait, en outre de la chambre de travail et de la chambre d’équilibre, des réservoirs ou puits régulateurs qui, par l’admission de l’eau, réalisaient cette condition. Ce caisson avait 38 m X 32 m et une hauteur totale, de 13,80 m depuis le couteau jusqu’au sommet des parois des puits ; on a pu ainsi exécuter un radier en béton, sur le rocher, à 13 m sous' l’eau. Pour assurer la fixité de l’appareil pendant le travail, on le faisait appuyer sur la maçonnerie par une série de vérins.
- Puits en maçonnerie descendus par havage. — Pour des murs construits dans des terrains vaseux, on a employé, dans un certain nombre de ports, des puits en maçonnerie, montés sur rouets en charpente ou en tôle, qu’on, a enfoncés- dans le sol
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- par havage, à l’air libre. Les moyens usités sont, ou cl’épuiser le déblai dans le puits à l’aide de pompes, ou de l’extraire par une chaîne à godets, ou de le délayer par une injection d’eau à l’extérieur, pour l’épuiser ensuite.
- Ce procédé a été appliqué à Saint-Nazaire, au bassin Bellot au Havre, à Bordeaux, à Calais et à Rochefort. Mais il peut arriver, comme cela eut lieu à ce dernier port, que les résistances latérales empêchent le puits de descendre ; on dut alors y installer un sas à air pour avoir recours à l’emploi de l’air comprimé. En résumé, ce procédé présente, dans son application, beaucoup d’incertitude.
- 7° Ports à la mer.
- L’établissement de nombreux ports à la mer, aussi bien en France qu’à l’étranger, devait donner lieu à des méthodes nouvelles de construction, à des perfectionnements et à des innovations dans l’outillage employé à l’exécution.
- A la construction du port d’Alger, où l’on commença à employer les blocs artificiels, tout le travail fut exécuté par main d’homme ; à la confection du mortier et du béton, au remplissage des moules, à la manutention des blocs et à leur mise en place, aucune machine ne fut employée.
- Pour la construction du bassin Napoléon, dans le port de Marseille, la majeure partie des travaux fut exécutée par des machines à vapeur.
- L’emploi des enrochements naturels y donna lieu à des exploitations de carrières considérables, et l’usage des grandes mines, pour l’extraction des pierres, y fut fait sur une grande échelle ; en 1857, en présence du grand-duc Constantin, on attaqua une masse mesurant un front de 225 m, une largeur de 25 m et une hauteur de 23 m ; les quatre puits de mines, composés chacun de deux fourneaux, furent chargés ensemble de 26 000 kg de poudre ; la masse ébranlée et désagrégée après l’explosion fut estimée à 100000 m3, ce qui représente, à peu près, un quart de kilogramme de poudre par mètre cube de pierre abattue.
- Le chargement sur wagon se fit d’abord à l’aide de bigues et treuils à bras, puis de grues à vapeur dites à équilibre constant.
- Ces enrochements étaient ensuite amenés par wagons sur un pont portant un treuil à vapeur, qui les enlevait et les déposait sur le pont des chalands pour être conduits à remplacement de
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- la jetée. Une bigue à vapeur flottante les mettait en place au-dessus du niveau de l’eau.
- La confection des mortiers et des bétons était mécanique ; les premiers se faisaient dans des auges, dans lesquelles deux rouleaux mélangeaient, en tournant, la chaux, le sable et l’eau.
- Le mélange de la pierre cassée et du mortier pour le béton, se faisait dans des tambours placés sur des trucks et mus mécaniquement ; le béton était ensuite transporté aux moules.
- Ces blocs cubaient 10 m3 et pesaient un peu plus de 23 t. Ils étaient soulevés par un bardeur à vapeur à l’aide de quatre vis, posés sur un truck, puis transportés sous un pont transbordeur à vapeur, qui les reprenait du truck et les chargeait sur le pont des chalands, d’où ils étaient repris et immergés par une bigue flottante à vapeur.
- A Alger, le chargement, le transport et l’immersion des blocs se faisaient en les amenant sur un plan incliné qui descendait sous le niveau de l’eau d’une quantité suffisante, pour que deux caisses, formant flotteur, puissent venir se mettre à cheval sur le bloc et le saisir; il était suspendu à ces caisses par des chaînes à déclic que l’on lâchait quand le bloc était au-dessus de sa place d’échouage.
- La construction des ports de Port-Saïd, de Smyrne, de Trieste, ainsi que de la plupart des ports de la Méditerranée, s’est faite de la même manière avec un outillage à peu près semblable à celui de Marseille qui a servi, pour ainsi dire, de type.
- Au port de . la Pointe des Galets, entrepris par MM. Lavalley et Molinos, les jetées, construites dans une mer extrêmement dure, presque toujours houleuse, sont d’un type différent de celui usité en Méditerranée ; leurs parements sont verticaux depuis la fondation jusqu’à leur crête ; elles sont composées d’éléments très lourds, les blocs employés pesant jusqu’à 115 t ; aussi, la manutention de pareils poids a-t-elle nécessité un outillage spécial. Notre Collègue, M. Fleury, nous a fait, de ces travaux, une description intéressante.
- La fabrication du mortier, du béton, le soulèvement des blocs, le transport à la jetée, la reprise et la mise en place, tout cela était fait par des machines à vapeur.
- La grue titan, qui mettait les blocs en place, était la plus puissante et la plus complète de celles employées à cette date, 1880; elle pouvait immerger des blocs de 40 t à 13 m de l’axe des appuis et des blocs de 115 t à 6,80 m.
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- Au port de Leixoes, en Portugal, entrepris par notre Collègue Bartissol et M. Duparchy, on a fait usage, pour la construction des jetées, des titans construits par la Compagnie de Fives-Lille, pouvant poser des blocs de 45 t à 25 m de l’axe du poteau d’appui avant, et des wagons avec chargement d’un poids de 151 à 40 m du même point.
- Notre Collègue, M. Seyrig, a fait construire un titan à vapeur pour la pose des blocs du port de Punta'Delgada (îles Açores), de 50 m de volée à partir de l’axe, pouvant poser des blocs de 35 t, dans toutes les directions, à 25 m de l’appui avant, et des blocs de 12 t à 45 m du même point.
- L’outillage qui a été employé à la construction du port de Saint-Jean-de-Luz est à peu près semblable à celui de Marseille, sauf pour le transport et l’écliouage des blocs qui se fait par flotteurs venant prendre ceux-ci sur un plan incliné, comme à Alger.
- Nos Collègues, MM. Baratoux, ont employé un outillage du même genre pour la construction d’une partie de la grande jetée du port de Boulogne.
- Les jetées du port de La Pallice, construites par nos Collègues Zschokke et Terrier, en 1887-1888, ont présenté, dans leur exécution, quelques nouveautés; toute la partie sous l’eau a été fondée à l’aide de caissons-cloches mobiles, dont nous avons déjà parlé à propos des dérochements. On maçonnait dans la chambre de travail, en la relevant au fur et à mesure de l’élévation des maçonneries et en prenant appui sur celle-ci par des vérins.
- Il faut une mer assez douce et assez calme pour pouvoir employer ces appareils ; le prix de revient doit être plus élevé qu’avec les blocs artificiels arrimés ou les gros blocs en caisses dont nous parlerons plus loin.
- Le port extérieur de Bilbao, entrepris par nos Collègues, MM. Coiseau, Couvreux fils et F.- Allard, en 1888, présente des particularités nouvelles dans le mode d’exécution et l’outillage. Il est formé par un brise-lames et un contre-môle.
- Le brise-lames, construit d’abord suivant les types de la Méditerranée et de Saint-Jean-de-Luz, à base d’enrochements naturels jusqu’à 6 m sous marée basse, puis à-gros blocs de 60 et 100 t jetés à pierres perdues jusqu’à 1 m sur basse mer, surmontés d’un mur d’abri et d’un parapet, a dû être construit suivant un nouveau type, après une épreuve de deux hivers, pen-
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- dant lesquels les tempêtes ont complètement démoli la superstructure.
- La fondation du mur plein est descendue jusqu’à 5 m sous basse mer et repose directement sur les enrochements ordinaires ; elle est formée de blocs de béton de 1500 t.
- Ces blocs sont construits dans des caisses en fer qui sont en partie remplies de béton au chantier de montage, 'puis remorquées et échouées à leur emplacement dans la jetée.
- La place qu’ils doivent occuper est au préalable visitée et réglée à l’aide d’une cloche plongeante.
- La superstructure est composée de blocs artificiels de 60 t mis en place par des grues-titans.
- Le transport des enrochements et des blocs artificiels au contre-môle est fait par des bateaux à clapets qui peuvent contenir deux blocs de 50 m3; les blocs reposent sur deux petites portes manœuvrées par des presses hydrauliques qui assurent un déclenchement simultané des quatre câbles de suspension au moment de l’immersion.
- Sur le chantier fonctionnent trois appareils dénommés : Bar-deur, Truck et Transbordeur.
- Le bardeur prend le bloc à sa place de fabrication et le transporte jusqu’au truck sur lequel il le dépose ; ce truck, qui circule dans une fosse, porte à son tour le bloc sous la charpente du transbordeur et ce dernier le reprend pour l’amener au-dessus du bateau et l’y déposer. Le bardeur et le transbordeur soulèvent le bloc par des presses hydrauliques et les trois appareils reçoivent leur mouvement des machines dynamos auxquelles une génératrice distribue l’énergie.
- Sur les deux jetées, des grues titans peuvent poser des blocs de 601 à 14 m du point d’appui avant, ou bien d’autres charges dont le poids maximum peut atteindre 18 t jusqu’à 30 m du même point..
- Tous les appareils employés à ces travaux sont mus électriquement. Les bétonnières à la confection des blocs, les bardeurs, le truck, le transbordeur, les titans, les pompes, les treuils et le compresseur de la cloche plongeante reçoivent leur énergie de stations centrales.
- Ce sont, croyons-nous, les premiers chantiers desservis par l’électricité. Les résultats sont on ne peut plus satisfaisants.
- Aussi vos Collègues MM. L. Coiseau et Jean Cousin, n’ont-il pas hésité à installer électriquement leurs grands chantiers'des ports hle Bruges.
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- Les ateliers de réparation des machines, la scierie, les ateliers de construction des caissons, les machines à briques, les broyeurs à mortier, les bétonnières, les plans inclinés, les sonnettes à battre les pieux, les pompes pour l’épuisement des fouilles de l’écluse,, tout cela est mu par des dynamos de différentes puissances.
- Ces installations, que beaucoup de nos Collègués ont visitées en 1897, fonctionnent parfaitement; les facilités que présentent la mise en place des dynamos, leur mobilité, sont précieuses pour les chantiers de travaux publics.
- Les travaux exécutés par les membres de la Société seraient trop nombreux pour les citer tous; il y a forcément, dans la courte énumération qui précède, des oublis que nos Collègues devront nous pardonner. Malgré cela, nous espérons avoir bien montré, par les ouvrages que nous avons mentionnés, la grande part qu’ont prise les Ingénieurs Civils dans les progrès apportés à l’exécution des grands travaux publics.
- La Société peut être fière des œuvres de ses Membres et regarder sans crainte en arrière; partout, aussi bien à l’étranger qu’en France, elle les trouve exécutant les importants ouvrages nécessités par l’établissement des grandes voies de communication, qui ont pour ainsi dire changé l’aspect du monde dans ces cinquante dernières années. Les ressources nouvelles, que leur procurent les découvertes de la science, sont mises à profit par eux pour doter l’industrie des travaux publics de nouveaux procédés et faciliter l’exécution d’ouvrages auxquels on n’aurait pas songé autrefois ; la vapeur, l’air comprimé, l’électricité actionnent les nombreuses machines et les outils, qui permettent à l’homme de produire plus de travail avec moins de fatigue.
- Les grands travaux, que les Ingénieurs Civils ont exécutés à l’étranger, en faisant connaître leurs méthodes et leur outillage, leur ont créé nécessairement des concurrents; ils ont joué, dans bien des cas, le rôle d’initiateurs, et leurs enseignements n’ont pas été perdus.
- Nous rencontrons aujourd’hui, au dehors, des rivaux capables de nous disputer les nouvelles entreprises et de restreindre l’étendue de notre champ d’action.
- Sans parler de notre France.et de ses colonies, nous pourrons cependant trouver encore une vaste carrière ouverte à notre activité dans nombre de pays, où le titre d’ingénieur français est
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- gardé en haute estime ; les soins que nos Collègues ont apportés à l’exécution de leurs travaux, à remplir scrupuleusement leurs contrats, leur ont valu cette enviable situation; il ne faut cependant pas nous endormir sur nos lauriers et croire que de partout on viendra à nous.
- L’Ingénieur Civil doit suivre avec une attention continuelle ce qui se fait à l’étranger et ne pas hésiter, quand l’occasion se présente, à quitter temporairement le sol natal, pour aller sur n’importe quel point du globe porter sa science, ses connaissances pratiques et continuer ainsi les glorieuses traditions de ses aînés.
- Buil.
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- CONSTRUCTIONS CIVILES
- BATIMENTS - CHARPENTES EN EER
- PAR
- Al. L. LANGLOIS
- I. — APERÇU HISTORIQUE GENERAL
- Dans la première moitié du siècle, la pierre, le bois et la fonte constituaient les seuls matériaux usuels, et les procédés de calcul étaient assez rudimentaires; cependant les Ingénieurs de cette époque ont laissé des œuvres intéressantes parmi lesquelles on peut citer, à Paris, le pont des Arts et la Halle au Blé, construits, en fonte, vers 1810.
- La création de la Société des Ingénieurs Civils de France a coïncidé avec le commencement d’une période extraordinairement féconde en progrès de tous genres, dans l’art de construire.
- Le développement des chemins de fer engendra des besoins nouveaux, auxquels ne purent satisfaire les anciens procédés de construction. D’énergiques et constants efforts furent faits pour remédier à cet état de choses; aussi, la période de 1848 à ce jour fut-elle fertile en résultats brillants, tant théoriques que pratiques.
- Progrès scientifiques. — Jusqu’en 1850, la théorie de la déformation n’était guère sortie de cercle étroit des questions spéciales. Les travaux d’Euler, Navier, Poncelet, Lamé, Clapey-ron, Saint-Venant, etc., très remarquables, sans doute, ne constituaient pas un corps de doctrine.
- Tout en s’illustrant par une étude remarquable des poutres continues et des arcs circulaires, Bresse eût l’honneur de fixer les principes de déformation générale qui servent de base à la résistance des matériaux. Mais, établis dans les hypothèses les plus larges, ces principes n’étaient pas d’application facile, et notre Collègue de Dion acquit un droit indiscutable à la reconnaissance des Ingénieurs en précisant la théorie de Bresse et en lui donnant
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- une forme plus saisissable. De Dion publia, sur ce sujet, un mémoire plein d’intérêt, intitulé : Résistance à la déformation des 'pièces droites ou courbes (Bulletins de 4817),
- Pendant que les principes de déformation se précisaient et entraient peu à peu dans la pratique, des formules plus simples, résultant surtout d’expériences, servaient aux besoins dix moment : formules d’Hodkinson, pour les colonnes en fonte ; formules de Love, établies d’après les précédentes, mais applicables aux piliers en fer en même temps qu’aux colonnes en fonte; formules de Morin,, fixant notamment le principe de la proportionnalité des allongements aux efforts.
- Remarquons en passant : d’abord, que le général Morin présenta lui-même son livre à la Société (année 1853) ; ensuite, que Love publia dans nos Bulletins, en 1851, un important mémoire ayant pour titre : Résistance du fer et de la fonte (Recherches expérimentales anglaises ).
- Parallèlement à ces méthodes analytiques, de genres divers, naissaient des procédés graphiques plus expéditifs et fournissant des moyens faciles de vérification. Imaginés par le mécanicien Taylor, les premiers procédés graphiques furent perfectionnés par Rankine, Maxwell, Culmann, Cremona, M. Maurice Lévy, etc., et ils constituèrent une application heureuse des principes de la statique. Par cela même, ils étaient inapplicables à tous lesmas où les formules de déformation étaient nécessaires : poutres encas^ trées, poutres continues, arcs, etc. Culmann et Ritter comblèrent ingénieusement cette lacune à l’aide de nouvelles méthodes, basées sur l’étude de l’ellipse centrale.
- Enfin, d’autres procédés graphiques, arrivant au même résultat, furent la conséquence de la découverte par M. Frankel du principe.des lignes d’influence. Ces procédés eurent pour auteurs principaux : en Allemagne, M. Winckler ; En France, M. Maurice Lévy.
- La Société des Ingénieurs Civils reçut de M. B. de Fontviolant une série d'intéressants mémoires sur l’application de la ligne d’influence au calcul des poutres continues soumises à-Faction de charges roulantes. Il en sera question, en détail au chapitre Ponts.
- En résumé : on était fort embarrassé, il y a cinquante ans, pour calculer un arc métallique, et on appliquait généralement, a un prisme de ce genre, les procédés des voûtes en maçonnerie. Aujourd’hui, un Ingénieur, au courant; de l’élasticité, peut
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- résoudre, analytiquement ou graphiquement, les problèmes ordinaires de la pratique courante.
- Progrès pratiques. — D’autres importants progrès ont été réalisés, par le fait des modifications introduites dans la nature et dans le mode d’emploi des matériaux.
- Produits hydrauliques. — Au commencement du siècle, on ne connaissait que la chaux grasse et les pouzzolanes naturelles. L’illustre Vicat eut la gloire de présenter une théorie de l’hydrau-licité et de montrer que de nombreux gisements de calcaires étaient susceptibles de fournir de bonne chaux hydraulique naturelle. A la suite des remarquables travaux de Vicat, complétés par ceux de H. Le Châtelier, de nombreuses usines à chaux hydraulique se créèrent, de 1820 à 1850, et cette industrie est restée très florissante.
- Vicat ne borna pas là son action, pourtant déjà si considérable : il indiqua comment on pouvait fabriquer de la chaux hydraulique artificielle. Sans importance immédiate et directe, puisqu’une chaux de ce genre est d’un prix trop élevé, cette idée particulière de Vicat devait conduire à la fabrication du ciment Port-land, industrie qui a pris de très grands développements, surtout depuis une vingtaine d’années.
- Enfin, on a cherché depuis quinze ans à utiliser le laitier des hauts fourneaux pour la fabrication d’un ciment artificiel, et quelques usines traitant ce produit fonctionnent actuellement en France.
- Disons, en terminant, que M. H. Bonnami a présenté à la Société, en 1888, une nouvelle théorie de la fabrication et de la solidification des produits hydrauliques.
- Béton Coignet. — Pour faire l’historique du béton Goignet, il suffit d’énumérer les notes que son inventeur a présentées successivement à la Société :
- 1855. — Emploi des bétons moulés et comprimés.
- 1857. — Notes sur les règles à suivre pour la fabrication du béton. Gomme principe général, il faut admettre que le produit en question est une agglomération et non un moulage, s 1859. — Complément des notes précédentes et étude d’applications diverses : dallages, trottoirs, maisons, etc.
- 1860-1864. — Nombreuse applications et nouveaux projets.
- 1869. — Elude spéciale des fondations monolithiques et des tuyaux en
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- béton, deux applications du béton Goignet qui ont eu un succès ultérieur retentissant.
- La Société s’intéressa naturellement aux créations de F. Goignet ; et, à deux reprises, elle délégua un de ses membres pour- visiter l’usine de Saint-Denis, construite entièrement en béton.
- En 1856, A. Faure rendit compte des premières constatations;
- En 1862, L.- Yerrine exposa les secondes.
- Fer. — Quand on traitait le fer par simple martelage, il n’était utilisé, dans les bâtiments, que comme tirants, ancrages ou chaînages.
- On n’avait alors aucune idée des fers laminés et des poutres assemblées, que l’on emploie couramment de nos jours; aussi, les premiers ouvrages métalliques, ponts et charpentes, furent-ils exécutés en fonte. Puis, le besoin créant l’organe, on lamina des fers à I, des cornières et des tôles, que l’on employa d’abord dans des constructions de forme simple, en rapport avec les moyens de calcul dont on disposait.
- Enfin, ces derniers se perfectionnant progressivement, les dispositions se compliquèrent, et des ouvrages de plus en plus considérables furent exécutés.
- N’oublions pas de faire remarquer le rôle important joué à l’origine par E. Flachat, fondateur de la Société. Cet éminent Ingénieur introduisit hardiment le métal dans les constructions dont il fut chargé, à partir de 1851 (Chemins de fer de Saint-Germain, d’Auteuil, du Midi).
- Acier.— M. J. Euverte a publié, dans un Bulletin de 1895, un intéressant mémoire ayant pour titre : Métallurgie de l'acier aux Expositions universelles de 4889, à Paris, et de 1894, à Lyon. C’est un historique complet, qui peut se résumer comme suit :
- Première période (avant 4855) : Industrie régionale utilisant les minerais locaux, quelle qu’en soit la qualité. Anciens procédés de fabrication. Produits coûteux, et quelquefois médiocres.
- Deuxième période: Utilisation des minerais reconnus de bonne qualité, à la suite de l’amélioration des voies de communication. Révolution produite par le convertisseur Bessemer. Introduction de l’acier dans les grandes constructions.
- Troisième période : Les nouvelles manières de faire conduisaient à des 'produits très résistants, mais durs, et partant cassants.
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- Ce défaut grave eût pu enrayer le mouvement qui se dessinait en faveur du nouveau produit, quand le procédé Martin-Siemens permit de ramener l’acier coulé à un degré d’élasticité surprenant.
- Quatrième période : L’ensemble de ces transformations de la fabrication avait résolu toutes les questions relatives à la qualité de l’acier. Pour que l’emploi s’en généralisât, il fallait que le prix de revient se rapprochât de celui du fer ; c’est ce que produisit le procédé Thomas-Gilchrist, en permettant d’utiliser les minerais phosphoreux.
- La question relative à l’emploi de l’acier dans les constructions a été traitée souvent à la Société, et elle y a provoqué des discussions extrêmement intéressantes.
- Je citerai entre autres :
- 1876. — L’Etude sur Y Emploi comparatif des poutres en fer et en acier, par Gautier ;
- 1884. — Le Mémoire de M. S. Périssé, ayant pour titre : Emploi de l’acier dans les constructions navales, civiles et mécaniques ;
- 1884. — L’Etude sur le remplacement du fer par l’acier, par Canovetti ; •
- 1891. — Le Choix des coefficients de résistance du fer et de l’acier, par Contamin.
- Actuellement, l’acier tend de plus en plus à remplacer le fer. Le bas prix relatif auquel on le produit permet même de l’appliquer économiquement aux planchers ordinaires des habitations.
- Ciment armé. — Dans les constructions à ossature métallique,, les poutres ont à supporter, indépendamment des charges utiles, un poids mort, quelquefois considérable, résultant du hourdis des planchers, du chevronnage des toitures, etc.
- Le béton Goignet n’avait pas cet inconvénient, l’ensemble des planchers, des combles, etc., participant à la résistance générale. C’est ce qui avait séduit son inventeur, et l’avait conduit à appliquer le béton à la construction des bâtiments.
- Mais, ce produit résistant mal à la traction, les charges et vibrations des parties fléchies constituaient un véritable danger,, tout en exigeant des dimensions incompatibles avec un faible prix de revient.
- Dansces derniers temps, certains Ingénieurs eurent l’idée de renforcer les parties tendues des poutres en ciment par des brins enfer noyés dans la masse. Cette façon de procéder a reçu, depuis
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- deux ou trois ans, un excellent accueil, et le nombre des applications du ciment armé croît très rapidement.
- On calcule les poutres en les supposant composées de deux parties distinctes : l’une en ciment, entièrement comprimée ; l’autre en métal, exclusivement tendue.
- Ce procédé empirique laisse évidemment à désirer, puisque la poutre considérée forme un tout, hétérogène, dont on ne peut distraire aucune des parties constituantes. Mais, il faut considérer que cette fabrication se trouve actuellement dans la période des tâtonnements, inévitables au début d’une industrie nouvelle. Le fer et l’acier ont passé par là.
- La Société a reçu deux communications importantes, relativement au ciment armé :
- L’une de M. Gottencin, en 1889 ; l’autre de MM. E. Coignet et N. de Tédesco, en 1894.
- De plus, M. E. Coignet a présenté, en 1896, une note relatant les résultats d’essais comparatifs exécutés en Autriche.
- On voit par là que, dans ces cinquante dernières années, les matériaux de construction ont subi d’heureuses transformations, soit dans leur nature, soit dans leur mode d’emploi.
- La science du calcul s’enrichissant parallèlement, on a pu créer des œuvres aussi étonnantes que les ponts du Douro, de Garabit, du Forth ; et les travaux de l’Exposition de 1889 : Tour Eiffel et Galerie des Machines.
- IL — CONSTRUCTIONS CIVILES
- En dehors des Ponts, travaux de Ports, etc., qui font l’objet de mémoires spéciaux, la Société a reçu un certain nombre de communications très intéressantes sur les différents sujets suivants, qui peuvent être compris dans le chapitre « Constructions civiles ».
- Gazomètres. — En 1883, M. xArson a publié un mémoire sur la Construction des gazomètres. L’auteur y compare la méthode anglaise (ossature composée d’un grand nombre de pièces) à la méthode française (colonnes en plusieurs tronçons, entre lesquels sont intercalées des poutres formant étages).
- Réservoirs d’eau des gares. — Dans le mémoire publié en 1858 par Richoux et intitulé : Réservoirs à fond sphérique du Chemin de fer
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- du Midi, notre Collègue y démontre la supériorité du fond sphérique sur le fond plat supporté par un plancher. Il présente le calcul des dimensions auxquelles conduit cette disposition.
- Murs de soutènement. — Déterminer les dimensions d’un mur de ce genre est une opération très délicate, à cause de l’incertitude dans laquelle on se trouve au sujet de la poussée des terres. Dans une note d’un Bulletin de 1871, de Dion a développé une solution, analytique et graphique, de cet intéressant problème et en 1886, Leygue a présenté le nouveau type des murs de soutènement de la ligne de Mazamet à Bédarieux.
- Réservoirs et Barrages. — Dans un mémoire publié en 1897, M. Badois a exposé l’intérêt qu’aurait l’Égypte à établir des réservoirs artificiels sur le cours du Nil; et il a analysé le projet de Baudot (Barrage de Djebel-Selsileh).
- Dans une série de communications exposées verbalement, en 1897 et 1898, j’ai recherché «les conséquences à tirer de l’étude technique de l’accident de Bouzey». Expert dans le Procès des responsabilités, j’ai pu me rendre compte des lacunes de la science actuelle, en ce qui concerne les grandes maçonneries et mon travail a eu pour objet de rechercher les règles à suivre, dans l’avenir, en ces sortes de travaux.
- Tour de 300 m a l’Exposition de 1889. — En janvier 1885, dans un mémoire très documenté, M. Bourdais, Architecte duTrocadéro, présentait un projet de phare de 300 m, destiné à éclairer Paris, et constituant un pylône tout entier en maçonnerie. Dans la discussion, il fut beaucoup question des oscillations d’un pareil ouvrage, sous l’action d’une forte poussée de vent.
- Deux mois après, M. Eiffel décrivait la tour métallique, à base élargie, qui fut définitivement adoptée. L’idée première de ce monument appartenait à MM. Nouguier et Kœchlin, Ingénieurs de la Maison Eiffel, et la décoration en était due à M. Sauvestre, Architecte. M. Eiffel compléta cette communication en 1887, en fournissant des renseignements intéressants sur la fondation en caissons de cet ouvrage et sur les prévisions du montage de la superstructure. Le succès de la Tour Eiffel, en 1889, est encore dans toutes les mémoires.
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- III. — BATIMENTS
- Ce qui touche aux planchers et à la toiture des bâtiments sera traité au paragraphe suivant; je me contenterai donc de parler des fondations, du chauffage, de l’éclairage, de la ventilation, des ascenseurs et des mesures contre l’incendie.
- Fondations sur mauvais terrains. — Quand on doit construire un bâtiment sur un terrain peu résistant, on fonce généralement un certain nombre de puits jusqu’au bon sol, on les remplit de béton Coignet, et on assoit la construction sur ces supports
- En 1897, M. Brüll a présenté un intéressant mémoire sur le procédé Dulac, pour la consolidation artificielle du sol de fondation. Ce procédé crée des appuis solides, comme dans la méthode des puits, mais il consolide en outre le sol du voisinage, en y chassant des matériaux durs.
- Chauffage, Eclairage et Ventilation. — Le double problème du chauffage et de la ventilation a été étudié à maintes reprises à la Société.
- Nous trouvons, entre autres, les mémoires et notes ci-dessous :
- 1851. — Chauffage par le calorifère de Véglise Saint-Roch, par Grouvelle ;
- 1858. — Explosion d'un calorifère à eau chaude, à Saint-Sulpice, par Gaudry ;
- 1862. — Eclairage et ventilation des théâtres de la place du Châtelet, par Tresca ;
- 1867-1868. — Ventilation mécanique par l’air comprimé, par MM. Piarron de Mondésir etLehaître. (Application à l’Exposition* de 1867 ; applications aux Mines ;)
- 1878. — Chauffage et ventilation des édifices, par T.rélat ;
- 1878. — Ventilation du Trocadêro, par Bourdais ;
- 1880. —• Chauffage et ventilation de l'école Monge, par S. Périssé ;
- 1880. — Procédés récents de chauffage et de ventilation, par Demi-muid et Herscher.
- Ascenseurs. — Ces appareils, qui rendent actuellement tant de services, sont de création relativement récente. La Société a reçu à leur sujet des communications particulièrement intéressantes : '
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- 1885. — Le nouvel Hôtel des Postes de Paris, par M. Guadet, Architecte, et Bourret. Les auteurs parlent du grand nombre de salles de manipulations que, faute de terrain, on dut ordonnancer en hauteur. On est arrivé à ce résultat à l’aide d’ascenseurs pour monter les charges, et d’appareils de descente, par chute à modérateurs hélicoïdaux.
- 1889., — Ascenseurs de la Tour Eiffel, de 800 mètres de hauteur, par Ansaloni. Dpux ascenseurs du système Roux, Combaluzier et Lepage sont installés dans les piliers Est et Ouest ; deux appareils Ottis fonctionnent dans les piliers Nord et Sud. Ces quatre appareils conduisent le public à la première plate-forme. Enfin, un ascenseur Edoux assure le service entre cette première plateforme et le sommet de la tour. Cette installation géante a constitué le triomphe de l’ascenseur.
- 1895. — M. Hubou a présenté à la Société une communication sur les ascenseurs et MM. G. Dumont et Baignères ont traité cette question dans une brochure qui fait partie de la bibliothèque de la Société.
- Mesures contre l’incendie. — Les mesures contre l’incendie ont été l’objet de nombreuses études à la Société des Ingénieurs-Civils. . ,
- 1874. — Dans un mémoire intitulé Secours contre l'incendie dans la Ville de Paris, M. Quéruel rappelle d’abord les incendies célèbres. Il fait l’historique des moyens de combattre le fléau. Il énumère enfin les ressources dont disposait alors la Ville de.Paris.
- 1875. — M. Genissieu, administrateur de la Compagnie des-Petites Voitures, décrit dans une note les précautions prises par lui, dans un entrepôt de la Compagnie.
- 1882. — Dans la note Mesures contre l'incendie dans les théâtres, par Giraud, l’auteur rappelle qu’une commission fut nommée, à Vienne, après l’incendie du Ring-Théâtre; il donne un essai de réglementation des mesures à prendre, et préconise un rideau métallique spécial.
- 1883. —Dans un mémoire La question du feu dans les théâtres, M. Picoli établit d’abord la supériorité des théâtres anciens. Il relate ensuite que,de 1871 à 1881, le feu au théâtre à fait 220' victimes par an. Il ajoute que 37 théâtres ont été détruits en 1882.,
- Il conclut en demandant qu’on facilite la prompte sortie du
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- spectacle par de nombreux dégagements.; Il recommande, en outre, l’emploi du rideau métallique.
- 1887. — Trélat communique à la Société sa note au Ministre sur Le feu au théâtre.
- 1887. — M. Edoux présente un mémoire important traitant du Rideau de fer, dans lequel il décrit une disposition hydraulique analogue à celle des ascenseurs.
- 1887. — Dans une note sur les Secours contre l’incendie dans les théâtres, M. Gaget étudie à son tour cette importante question.
- 1888. — Enfin, dans un mémoire intitulé Incendie dans les théâtres, M. Bauer critique le tirage produit dans la salle par le lustre. Il voudrait un appel d’air sur la scène.
- IV. — CHARPENTES EN FER
- Au paragraphe 1er, j’ai résumé l’historique général de la construction. Il y a lieu de compléter cet aperçu en ce qui touche les charpentes et planchers des bâtiments.
- Les charpentes et planchers des bâtiments étaient autrefois construits exclusivement en bois, ainsi que les piliers appelés à les supporter. On a créé ensuite des. combinaisons mixtes, en associant la fonte, le fer et le bois. Le type le plus caractéristique de Le genre de constructions à été la ferme Polonceau à arbalétriers en bois, tirants en fer et contre-fiches en fonte.
- On trouve' un exemple de l’introduction du métal dans les constructions en bois, dans le mémoire de Yuigner, publié dans un Bulletin de 1852, et intitulé Entrepôt de céréales du bassin de la Villette. On y lit en substance :
- « En France, on emploie les poteaux en chêne et les planchers en sapin. L’inégalité de résistance des assemblages produit des tassements inégaux qui se multiplient avec les étages.
- » En Angleterre, on remplace les poteaux en chêne par des colonnes en fonte, mode de construction actuellement trop cher. »
- Yuignier adopte une combinaison mixte : il coiffe les poteaux en chêne de patins en fonte recevant les poutres principales des . planchers. Voilà comment un Architecte intelligent est conduit à raisonner en 1852.
- Dans sa note de 1867, Coup,t d’œil sur l’Exposition universelle, E. Flachat fait ressortir les progrès réalisés par les forgés à cette
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- époque. Ces progrès s’accusèrent davantage en 1878, a\ec les fermes sans tirants du système de Dion, mais le triomphe du métal se dessina surtout à l’Exposition de 1889.
- Le ciment armé, qui entre si vigoureusement en concurrence avec le fer et l’acier, recevra, paraît-il, un certain nombre d’applications intéressantes à l’Exposition de 1900.
- On peut voir ce produit composite, en même temps que le fer, dans le nouvel hôtel que la Société a fait construire l’année dernière à Paris.
- Nons signalerons également comme une particularité intéressante le plancher métallique mobile de la grande salle des séances, étudié et exécuté par la maison Piat, sous le contrôle de MM. L. Rey et A. Lavezzari.
- Terminons cette notice complémentaire en disant quelques mots de certains produits secondaires.
- Asphalte. — Dans les bâtiments, l’asphalte s’emploie surtout pour recouvrir les planchers.
- Dans les poudrières, il empêche l’infiltration des eaux dans les chambres ou s’emmagasinent les explosifs.
- Nous trouvons dans les Bulletins de la Société :
- 1868.— Un mémoire intitulé: Planchers en asphalte coulé, pour magasins et greniers. Expériences par MM. E. Flachat et Noisette.
- 1883. — Le mémoire : Maçonnerie asphaltique, par L. Malo.
- Tôle ondulée. — Notre éminent fondateur,. R. Flachat, dont le rôle a été si important dans l’application du métal aux constructions, se retrouve encore au premier rang quand il s’agit de la tôle ondulée. Il a, en effet, appliqué le premier ce genre de couverture aux Ateliers de Saint-Germain (chemin de fer de Paris à Saint-Germain). Cette disposition, très légère et très économique, rend encore de bons services dans les ateliers, hangars, magasins, etc.
- Zinc. — Nous trouvons un aperçu de l’état du zinc, comme métal applicable au bâtiment, dans un mémoire de Yvert, publié en 1849 : Emploi du zinc dans les constructions. On y lit que le zinc s’employait déjà à cette époque aux couvertures, soit en feuilles, soit en tuiles ; qu’il servait aussi aux tuyaux de cheminées, aux moulures pour chambranles, corniches, etc. Les choses en sont restées là, avec des perfectionnements de fabrication trop peu importants pour être relatés ici.
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- •Calcul des charpentes métalliques. — Nous allons maintenant passer en revue les principaux travaux relatifs au calcul des charpentes métalliques, en faisant observer que certains mémoires importants sont déjà cités à d’autres titres.
- 1861. — Résistance des piliers en fer et en acier, par Love.
- 1874. — Note intéressante sur la Détermination graphique des charges d'un fer à I de moment d'inertie donné, 'pour un coefficient de travail également donné, par de Blonay.
- 1874. — Calcul des fermes de VExposition de 4818, par de Dion.
- 1890. — Poutres chargées debout, par F. Chaudy.
- 1890. —Arcs élastiques, par B. de Fontviolant.
- 1892. — Déplacement élastique dans les arcs, par F. Chaudy.
- 1893. — Calcul rigoureux des charpentes sur colonnes à base encastrée, par M.-L. Langlois.
- 1895. — Poutres,continues, droites ou en arcs, solidaires avec leurs
- piliers, par F. Chaudy. . '
- 1896. — Flambage des pièces élastiques comprimées, par G. Duclout,
- Mémoires sur diverses constructions importantes. — Nous signalerons les notes et mémoires suivants qui fournissent un grand nombre de renseignements pratiques, intéressant la construction.
- 1877. — Construction de l’hôpital de Berck, par E. Lavezzari.
- 1877. — Constructions japonaises au point de vue des tremblements de terre, par Lescasse.
- 1879. — Docks et Entrepôts de Marseille, par Duteil.
- 1884. — Magasins Généraux de Bercy-Conflans, par Deharme.
- 1884. :— Note sur le nouvel Opéra, par A. Moreau.
- C’est surtout par l’examen des constructions constituant les Expositions, universelles ou régionales, qu’on peut se. rendre compte des progrès successivement réalisés. L’importance des descriptions de ce genre est donc considérable, et les bulletins de la.Société le montrent surabondamment par le grand nombre de mémoires y relatifs. Nous y trouvons, entre autres :
- Expositions universelles de Paris:
- 1867. — Coup d'œil sur l’Exposition de 4867, par E. Flachat (déjà cité). ï ’ :
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- 1878. -— Montage des constructions métalliques à VExposition de 4818, par Rudler.
- 1879 et 1880. — Fondations des ouvrages d'art à l'Exposition de 4878, par H ers eux.
- 1887. — État des travaux de l'Exposition de 4889, par Contamin.
- 1888. — Compte rendu des constructions métalliques à l'Exposition de 4889, par Contamin.
- 1888. — Montage de la première ferme de la galerie de 445 m, par Contamin.
- Expositions étrangères:
- 1873. — Exposition de Vienne, par Dallot.
- 1883. —Exposition de Sydney, par Bourclil et Exposition de Zurich, par Parisse. (Les bâtiments de ces Expositions étaient en bois).
- 1893. — Voyage aux États-Unis et visite à VExposition de Chicago, par L. Rey.
- 1894. — Exposition d'Anvers, par Barbier.
- Y. — RÉSUMÉ : '
- De grands progrès ont été réalisés dans la construction depuis un demi-siècle, et la Société des Ingénieurs Civils de France s’est trouvée mêlée activement à tous les travaux importants de cette période extraordinaire.
- Nous venons d’indiquer comment' les progrès du calcul ont permis d’employer le fer et l’acier dans des conditions de hardiesse apparente très remarquables. On ne peut souhaiter, pour l’avenir, qu’une heureuse continuation de cet état de choses, avec les améliorations de détail que le temps apporte avec lui.
- D’un autre côté nous assistons, en ce moment, à l’éclosion d’une nouvelle industrie qui a séduit déjà beaucoup de bons esprits : je veux parler de la fabrication du ciment armé. A cette occasion, je me permettrai de formuler un vœu : c’est qu’une théorie rationnelle soit établie, qui tienne compte de la constitution réelle de ce produit, et que de nombreuses expériences viennent contrôler les résultats obtenus.
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- PONTS
- PONTS MÉTALLIQUES - PONTS EN MAÇONNERIE PONTS SUSPENDUS
- PAR
- A. BBCARD
- I. — PONTS MÉTALLIQUES
- Les premiers ponts métalliques ont été construits clés le milieu du siècle dernier ; mais leur étude industrielle et leur développement ne datent que de la construction des voies ferrées. Dès le commencement de leurs travaux, les Ingénieurs des chemins de fer se sont, en effet, trouvés en présence d’une difficulté qui ne s’était pas présentée lors de l’exécution des routes : la traversée des thalwegs au moyen de travées à grande portée.
- La maçonnerie ne se prêtait pas à ces ouvertures considérables, ni à une exécution rapide ; le passage de locomotives sur des ponts suspendus effrayait les Ingénieurs. Il fallait donc recourir aux ponts métalliques.
- Lors de la fondation de la Société des Ingénieurs Civils, en 1848, cette difficulté n’était pas encore résolue.
- Premiers ponts Métalliques. — A ce moment, les Ingénieurs recommandaient l’emploi de la fonte, en poutres droites, pour les petites portées, en arcs pour les ouvertures plus grandes. Même en Angleterre, où la métallurgie avait fait de si brillants progrès, l’emploi du fer laminé donnait lieu à de grandes appréhensions. Il fallait l’audace de Stephenson et de Brunei, l’autorité de la Commission officielle d’enquête de 1847rl849, pour oser conseiller ou approuver l’adoption de ce métal dans les ponts à grande portée, comme les « tubular bridges » de Britannia et Cronway, les premiers ponts à grande portée construits en Angleterre. , -
- Il faut, toutefois, remarquer que le prix du kilogramme de fer
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- était assez élevé : 0,75 f, environ, tandis que la fonte ne revenait qu’à 0,30 f ou 0,40 f le kilogramme. Il faut dire, également, que la qualité du fer dont on disposait pouvait faire naître quelques hésitations. Il résulte d’expériences faites par Clarke et Hodg-kinson, ainsi que par la Commission officielle anglaise que, lors de la construction du pont de Britannia (1847), on exigeait bien une résistance à la rupture de 30 à 37 kg par millimètre carré de section dans le sens du laminage, et de 27 à 30 kg dans le sens perpendiculaire. Mais, l’on se contentait d’un allongement de 3,09 0/0 à 5,06 0/0 dans le sens du laminage, et de 0,76 0/0 à 1,30 0/0 dans le sens perpendiculaire ; quant à la limite d’élasticité, on ne s’en préoccupait pas.
- Pour les fontes, dont les plus réputées étaient celles de Blae-nava et de Low-Moor, leur résistance à la traction atteignait environ 9 kg par millimètre carré de section.
- Malgré l’emploi de métaux de qualité relativement inférieure, des travaux importants avaient déjà été exécutés.
- En Angleterre, on citait, comme des exemples classiques, l’arc en fonte de Coalbrookdale (1779), sur laSevern, de 31 m d’ouverture, formé d’un tympan à treillis, dont toutes les barres, tendues ou comprimées, étaient en fonte; le pont de Wearmouth de 72 m d’ouverture (1796), dont l’arc était plus judicieusement composé de châssis en fonte ; les ponts de Southworth (1818) et de Leeds, sur l’Aire (1-829),-dont les arcs en fonte étaient formés de vous-soirs à section en forme de I.
- Dès l’exécution des premières voies ferrées, on tend, au moins pour les portées moyennes, à abandonner l’arc pour la poutre droite mixte, en fonte et fer. Les quelques ponts de ce système, exécutés, pour la plupart, dans les ateliers de Fairbain, avec le concours de Stephenson, dérivent presque tous des ponts de Gamben (1846), d’Althorpe Street, ou du pont à poutres « cellulaires » (cellular bridge), de Blackburn (1848).
- La poutre à treillis est, alors, peu estimée en Angleterre ; on ne sait pas, il est vrai, donner aux membrures,, la hauteur nécessaire pour obtenir des attaches suffisantes, ni aux barres la rigidité, indispensable. •
- . Aussi, les ponts à treillis du chemin de fer de Dublin à Dro-gheda (1843), exécutés par John Neil, et la travée de 42,70 m sur le canal Royal, à Dublin (1845), donnent-ils lieu à des mécomptes. - . (
- C’est dans le courant de l’année 1847, crue les InÊrénip.nvs
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- anglais commencent à aborder l’étude des grandes travéesi > D’une part, Stephenson, avec le concours de Clarke, W.Fair-bain, E. Hodgkinson, exécute les « tubular bridges »,.les fameux ponts tubulaires, en tôle pleine, de Britannia (144 m de portée) et Conway (120 m).
- D’autre part, Brunei préconise le bowstring, dont il fait eu 1847-1848, au pont de Windsor (58 m de portée), une brillante application.
- En France, l’influence des idées anglaises se fait d’abord sentir. Nous appliquons à Paris, à la passerelle du pont des Arts (1803), le type du pont de Coalbrookdale ; au pont d’Austerlitz (1806), remplacé en 1850 par le pont en pierres actuel, le type du pont de Wearmouth.
- Mais, en 1833, Polonceau imagine une disposition nouvelle qu’il applique au pont des Saints-Pères, à Paris, où les diverses, pièces composant l’ossature métallique sont formées de tubes-en fonte, à section transversale elliptique. .
- Cependant, dès le commencement du siècle, quelques timides essais de ponts en fer avaient été tentés. En. 1808, notamment, Bruyère fait exécuter, en fer forgé, un petit pont de 12 m sur le ruisseau, de Cro.ud, près de Saint-Denis, dont le diagramme, composé d’un arc en treillis double, distinct des tympans, se rapproche beaucoup plus de nos types modernes que de ceux en faveur à cette époque.
- Enfin, en 1847, les frères Seguin construisent, à,chaque extrémité du pont Napoléon, sur la Saône, deux petites arches de rive, en fer, de 20 m d’ouverture, surbaissées au 1/20, dont l’arc et les tympans sont constitués par un treillis en V.
- . L'Allemagne n’hésite pas à employer le fer sous forme de pou-' très droites, howstrings, fuseaux à membrures paraboliques,-etc.
- En 1838, on exécute, en fer, la passerelle de Demberg, à fuseau parabolique du système Louis Laves; en 1841, la passerelle de Laveste, de 14,60 m de portée ; en 1842, celle du Stadt-kanal de Potsdam, en fer et fonte.
- En 1846, on jette sur la Neiss (ligne de Berlin à Breslau), près de Güben, un pont h treillis, de 10 m de portée, Cet exemple est immédiatement suivi : on peut citer, en 1847, le pont à treillis de Altstaden, sur la Ruhr (ligne de Cologne à Minden), composé-, de cinq travées de 31,40 m, et le pont de G-zihena, sur la Saale (1848), composé de 29 travées de 15 m.
- Les treillis sont à mailles serrées (0,60 m de longueur libre,,
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- d!axe en axe des croisements des barres), et sont formes de plats. Malheureusement, comme en Angleterre, les attaches sont insuffisantes.
- Aux Etats-Unis, c’est seulement en 1838 que sont exécutés, dans les systèmes Pratt ou Howe, les premiers ponts mixtes, en bois et fer forgé : le bois étant réservé aux pièces comprimées, le fer aux pièces tendues. Ces ponts sont, bien entendu, articulés, afin, disait-on, de réduire le travail au montage.
- -Neuf ans plus tard, en 1847, Squire Whipple commence à construire des ponts entièrement métalliques, dans les mêmes systèmes, en se contentant de substituer au bois la fonte ; et il propose, dès cette époque, une méthode de calcul rationnelle des diverses barres composant les ponts américains (1). Jusqu’en 1850, d’ailleurs, les ponts métalliques font peu de progrès ; à ce moment, la plupart des travées ne dépassent guère une portée de 15 m.
- En résumé, jusqu’en 1848, en France et en Angleterre, on donne, généralement, la préférence aux poutres droites en fonte, ou en fer et fonte, jusqu’à 18 m de portée, et aux arcs en fonte, pour les ouvertures supérieures. En Allemagne, même pour les portées moyennes, on préfère la poutre à treillis multiples, à petites mailles, formés de plats. Aux États-Unis, la poutre à treillis simple ou double, à articulation, est nettement employée dans des conditions rationnelles.
- Cette hésitation dans le choix des formes à adopter ou des métaux à employer, provenait, en partie, de l’incertitude dans laquelle -se trouvaient beaucoup d’ingénieurs, au sujet des conditions de stabilité et de résistance de leurs ouvrages.
- Malgré les beaux travaux de Navier, en France, et de Stokes, eh Angleterre, on ne s’était pas encore pénétré des conditions, dans lesquelles, on devait appliquer les grandes lois de la mécanique à la résistance des matériaux.
- On déterminait, le plus souvent, les dimensions des ponts, soit par des épreuves directes sur des pièces isolées, soit par des considérations de similitude. C’est ainsi qu’avant de construire le pont de Britannia (144 m de portée), Stephenson fit exécuter de nombreux essais sur un modèle, de 29 m de longueur, 1,37 m de hauteur et 0,81 m de largeur.
- (1) A.peu près la même année, en Russie, le général Jouransky .présente une méthode
- analogue, pour le calcul de ponts en bois à treillis.
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- Cependant, dès ce moment, on sent la nécessité de préciser les efforts que supportent les diverses pièces d’un pont.
- En Angleterre, on s’effraie de l’influence dynamique des surcharges en mouvement, passant sur les ponts de chemin de fer,! on se préoccupe de l’influence répétée des charges, du voilement (Eaton Hodgkinson), des coefficients de sécurité, etc.
- La commission anglaise d’enquête, dont nous avons déjà parlé, tout en insistant sur la nécessité des essais mécaniques des fontes ou fers entrant dans la composition d’un pont, estime, après des nombreuses expériences,que le coefficient de sécurité doit être pris; égal à 6; que le passage des trains augmente, au moins de moitié, la force élastique due à la charge statique; et que, d’après les) recherches d’un de ses rapporteurs, le célèbre Eaton Hodgkinson, il faut tenir compte de coefficients de voilement. Enfin, la commission recommande d’appliquer, dans les calculs, les charges réelles des plus lourds véhicules.
- Ces charges sont encore bien faibles : notre Collègue, M. Yvert, signale dans l’un des premiers bulletins de la Société, que le poids des plus lourdes machines est alors de 20 t, à répartir sur une longueur de 6 m; et que la vitesse ne dépasse guère 40 km àl’heure. ,
- Construction des ponts de 1848 à 1865, — Telle est la situation industrielle et technique de la construction métallique, au moment où parvient en France la nouvelle de la mise en place des travées tubulaires de 144 m du pont de Britannia, et de 120 m du pont de Conway. Cet événement cause une profonde impression : il révèle tout le parti qu’on peut tirer de l’emploi du fer laminé.
- La Société des Ingénieurs Civils vient de se fonder. Notre Collègue, M. Yvert, dans une note très intéressante, fait part des difficultés rencontrées et de la hardiesse avec laquelle ces ponts ont été complètement montés sur la rive, puis,, transportés par eau jusqu’à leur emplacement, enfin levés d’une seule pièce, au moyen de chaînes actionnées par des presses hydrauliques, à plus de 50 m de hauteur pour les faire reposer sur leurs appuis Or, chacun des deux tubes indépendants du pont de Britannia pèse 1 300 t.
- Deux ans après, on exécute en France les ponts de Clichy et d’Asnières, les premiers ponts en fer laminé. C’est à l’un des fondateurs d e la Société des Ingénieurs Civils, à E. Fia chat, et à
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- son collaborateur, M. Molinos, que revient l’honneur d’avoir fait la première application rationnelle de ce métal dans notre pays. ; C’est-, en effet, E. Flachat qui a construit le pont biais de Cli-chy (1851) de 21 m de longueur, et le pont d’Asnières (1862) formé de cinq travées de 31,40 m de portée. Ces ponts sortaient des ateliers de la maison. Gouin (Société de contruction des Bâti-gnolles). L’exécution de ces travaux donna lieu à de curieux essais, notamment en ce qui concerne la rivure à simple et à double section, sur lesquels MM. Mathieu et Lavalley ont donné, . dans les bulletins de la Société, d’intéressants détails.
- Quelques années plus tard, en 1855, lors des premiers travaux du chemin de fer du Midi, on aborde nettement les ponts en tôle à. âme pleine, à voie inférieure ou médiane. Une première application en est- faite, au pont à trois travées de Langon (1855), par notre Collègue de Dion, sous la direction de Flachat et de Glapeyron, administrateurs de la Compagnie du Midi. Les travées dé rive.ont une portée de 64 m; la longueur de la travée centrale est de 74 m. La force élastique maxima ne dépasse pas 6 kg par millimètre carré de section. La surcharge par mètre de voie simple est-de 4 t. Le montage est fait au moyen d’un pont de service.
- En Angleterre, Brunei, poursuivant ses études sur les bow-strings, exécute le pont de Chepstow, ; puis le grand pont de Saltash (1855), à deux travées indépendantes de 139 m de portée chacune. Notre Collègue, M. Roy, dans une intéressante discussion de cet ouvrage, fait remarquer que le poids d’une des travées à larges mailles n’est que de 913 t,-et que la dépense totale ne dépasse guère 4 millions, alors que le pont de Britannia, en < tôle pleine, a coûté 15 millions. ...
- Ce résultat est, aux yeux des Ingénieurs, la condamnation pour les grandes portées de la. poutre à âme pleine, en tôle. Aussi, à partir de ce moment, la poutre à treillis, sous forme de poutre droite, bowstring, fuseau parabolique, prend-elle un déye- . loppement'considérable.
- C’est ainsi qu’en Belgique/notre Collègue, M. Dallot, adopte pour le pont d’Audenarde, sur.l’Escaut, composé de 4 travées de 28 m chacune, un bowstring, à larges mailles, dont la membrure supérieure, courbe est formée de deux parties, réunies par un clavetage >au moyen de coins, et est calculée, comme un arc articulé au sommet. . v- ;
- Au viaduc de Crumlin (1856), composé dé 10 travées de 46 m
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- -chacune,'on adopte la poutre articulée du système Warren : les barres comprimées sont constituées par un tube en fonte, les barres tendues par un plat en fer. Nos Collègues MM. Gajewski et Gottschalk, ont établi, dans les bulletins de la Société, le calcul complet de cet ouvrage, qui a obtenu un grand succès au moment de sa construction.
- L’Allemagne reste fidèle à ses idées sur l’emploi des treillis : on construit, vers la même époque, le grand pont de Cologne, dont l’ossature à mailles serrées présente les mêmes défauts que les ponts construits antérieurement. On exécutera, quelques années plus tard (1860), le pont de Kehl, qui a bien des analogies avec le pont de Cologne.
- Ce qui avait surtout retardé, en France, l’introduction de la poutre droite à treillis — il suffit de parcourir les discussions de la Société pour s’en convaincre — c’était la crainte qu’éprouvaient les Ingénieurs que les deux membrures ne fussent pas rendues solidaires par les treillis. C’est à Flachat que l’on doit d’avoir dissipé ces appréhensions, grâce à son idée de substituer des barres rigides, largement espacées, aux plats à mailles serrées des ponts allemands. C’est sous cette inspiration que furent construits, en 1867, le pont d’Orbien, puis, en 1869, le pont de Bordeaux, composé de sept travées solidaires, à réseau quadruple, de 77 m de portée pour les travées intermédiaires, et de 68 m pour les travées de rive.
- Ces deux ouvrages peuvent être considérés comme les types, dont dérivent les divers systèmes de poutres continues que l’on adopte actuellement.
- • L’emploi du fer dans les ponts à poutres continues ou indépendantes avait conduit les Ingénieurs à utiliser, également, ce métal dans les ponts en arc : on peut citer, dans cet ordre d’idées, le pont sur la Sambre, près de Maubeuge (32,30 m), le pont A 'deux rotules, construit par M. Mantion, sur le canal Saint-Denis, dans le système Polonceau (1868), qui a donné lieu à bien des -discussions. Mais c’est seulement à la suite des théories de Bresse (1868) et d’Albaret (1862) que les ponts en arc à grande portée prirent une réelle extension, tant en France qu’à d’étranger.
- Influence du perfectionnement des méthodes de calcul et des procédés de construction. — A partir Me 1866 la contraction métallique fait des progrès sensibles
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- sous l’infliience de nouvelles méthodes de calcul, et de l’amélioration continue des procédés de construction,
- 1° Les bases fondamentales de la résistance des matériaux sont bien dues aux Ingénieurs français Navier, Glapeyron, Bresse, Saint-Venant, etc. Mais c’est depuis une trentaine d’années que les théories générales de ces savants ont été appliquées d’une façon plus spéciale aux calculs des diverses pièces dont l’ensemble forme le pont métallique.
- Est-il nécessaire de rappeler les noms deWinckler, Mohr, Müller-Breslau, Weyrauch, Eddy, etc., auxquels on doit la conception si heureuse des lignes d’influence, leurs études sur les moments et efforts secondaires, sur l’effet de la rigidité des .attaches sur les arcs et les voûtes ?
- Mavw-ell, Cremona, Gulman, grâce à leurs applications de la statique graphique, M. Maurice Lévy, membre de l’Institut, professeur à l’École Centrale, par les remarquables perfectionnements et simplifications qu’il a apportés à ces méthodes, ont transformé les théories anciennes, et permis aux Ingénieurs de s’assurer, d’une façon bien plus précise qu’on ne le faisait autrefois, de l’influence de toutes les charges qui agissent sur une construction.
- Notre Société a contribué, également, pour une large part, à cette transformation. Faut-il citer les remarquables études de MM. Tresca, de Comberousse, Contamin, Molinos, de Dion, Ballot,, et rappeler les travaux bien connus de MM. Bertot, Cannovetti, Ghaudy, Clerc, Langlois, Rey, et de tant d’autres de nos Collègues ? Plusieurs d’entre eux ont, du reste, obtenu des prix de la Société. Deux notes récentes de M. Duplaix, professeur à l’École Centrale,, permettent aux Ingénieurs, en ce qui concerne les poutres posées sur deux appuis, de gagner du temps dans les longs calculs de révision des tabliers métalliques qui ont été prescrits par l’Administration supérieure.
- Enfin, une mention spéciale n’est-elle pas due à l’œuvre, si remarquée, que M. Bertrand de Fontviolant, professeur à l’École Centrale, lauréat de l’Institut, a apportée à notre Société ?
- Dès 1885, notre Collègue nous a présenté l’une des premières applications des méthodes de statique graphique du calcul des poutres continues.
- .Sa théorie nouvelle relative aux déformations élastiques des pièces et systèmes de pièces, les conséquences qu’il en a déduites-
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- au point de vue de la détermination de l’influence des charges mobiles sur les arcs et les poutres continues, ont eu, même à l’étranger, tout le succès qu’elles méritaient.
- Enfin, les Ingénieurs lui doivent des constructions géométriques simples, au moyen desquelles il est maintenant possible de déterminer, d’une façon complète, d’une part les efforts dus au passage d’une surcharge roulante sur une poutre continue, d’autre part, les positions du train-type de la circulaire ministérielle du 29 août 1891, correspondant aux moments fléchissants et aux efforts tranchants maxima, sur les appuis et entre les appuis. M. Bertrand de Fontviolant a obtenu de la Société pour ces remarquables travaux, le prix annuel en 1885, et le prix Nozo en 1894.
- 2° En même temps que se transformaient les méthodes de calculs, des travaux exécutés dans les laboratoires d’essais des métaux, permettaient de préciser certaines questions relatives au voile» ment, ou à la répétition des efforts que Hodgkinson et Love, notamment, avaient cherché à traiter sans les résoudre complètement.
- Les expériences et calculs de Laissle et Schüebler, Gordon, Rankine, Bauschinger, de Tetmajer,Martens, Considère, etc., ont élucidé, d’une façon à peu près complète, les conditions dans lesquelles se produit le voilement des pièces.
- Les travaux de Wôhler et Spangenberg, sur l’influence de la répétition des efforts, dont notre Collègue, M. Seyrig, nous a présenté une brillante description, ont éveillé, à un moment donné, bien des craintes : ne peut-on, maintenant, affirmer que tant que l’effort est inférieur à la limite d’élasticité, sa répétition ne peut .être une cause de rupture par la pièce ?
- Enfin, le terrible accident du pont sur la Tay (1879) est venu rappeler aux Ingénieurs l’importance que présentait l’étude des efforts dus au vent, et, en général, des efforts horizontaux au point de vue de la stabilité et de la résistance des constructions.
- 3° Les progrès réalisés par la métallurgie dans la fabrication de l’acier, ont également permis de donner aux constructions métalliques un développement nouveau.
- C’est en 1863, en Hollande (ponts de Linsburg), en 1864., en Angleterre (pont sur le canal de Sankey), en 1867, en France épont de l’Exposition universelle sur le quai d’Orsay), en 1870,
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- ; en Amérique (pont de Saint-Louis, sur le Mississipi), que furent construits les premiers ponts en acier.
- / Dans ces ouvrages, ainsi que dans ceux exécutés en 1876, en
- " Hollande (ponts de Nimègue et d’Arnheim), et en Autriche, les
- ' Ingénieurs, partant d’un principe inexact, avaient employé une qualité d’acier présentant une résistance élevée à la rupture (55 à 70 kg par millimètre carré de section), sans se préoccuper
- - du défaut d’allongement, et de la dureté qui en étaient la consé-quence. Des accidents survenus en Autriche, les expériences défavorables d’Harkort furent la cause d’un arrêt dans l’adoption
- * de ce métal. On ne disposait pas, d’ailleurs, à cette époque, d’une grande variété dans les qualités.
- Mais à la suite des améliorations apportées à la métallurgie de l’acier, et des résultats obtenus dans la marine française, par la substitution d’un acier doux au fer de qualité supérieure, on comprit bientôt que c’était à un métal présentant un grand allongement qu’il fallait recourir dans les constructions métalliques :
- , les intéressantes communications de nos Collègues, MM. Périssé,
- - Seyrig, Dallot, Gauthier, Gannovetti n’ont pas peu contribué à répandre cette idée. C’est ainsi que l’acier employé actuellement dans les ponts présente, généralement, une résistance de 42 kg •par millimètre carré de section, et un allongement de 22 0/0.
- ; C’est grâce à l’augmentation de la résistance et à la diminution de poids, qui résultent de l’emploi de ce métal, que l’on a pu aborder, tant en Europe qu’en Amérique, l’exécution des grands
- * ouvrages modernes. On a même trouvé intérêt à adopter l’acier doux pour des portées moyennes. A ce-point de vue, les Ingénieurs et Constructeurs français ont devancé-leurs Collègues de l’Europe continentale. Ainsi, on a vu s’élever de 1887 à 1890, le pont de Rouen (MM. Lavoinne et Mengin, Ingénieurs en chef — Compagnie de Fives-Lille, constructeur), le pontBarlin, à Nantes (M.Résal— MM. Baudet, Donon et Cie), le pont de la Saf-Saf de 68 m d’ouverture, la première arche à trois articulations construite sur le territoire français (Compagnie des Chemins de fer de l’Ouest-Algérien — Compagnie de Fives-Lille), le viaduc de Rochechfen, de 70mde portée (Compagnie P.-L.-M. — MM. Daydé et Pillé)* le viaduc de. Malleco, (Schneider et Cie), les ponts de la ligne de Blidah à Berrouaghia (Ouest-Algérien — Société des Ponts et Travaux en fer), et de la ligne de Tours à Sargé, etc.
- 4° Les procédés de construction se sont également perfectionnés.
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- Il ne nous appartient pas de parler ici des améliorations apportées à l’outillage des ateliers de construction, notamment au point dé vue du rivetage, et du travail des pièces d’acier, à l’organisation des chantiers de construction (emploi de riveuses portatives, etc.).
- Les perfectionnements introduits dans les fondations à l’air comprimé, ont-exercé, aussi, une sérieuse influence sur le développement des ponts, en général, et, notamment des ponts à poutres continues.
- C’est en 1839 que Trieger imagina le système des fondations tubulaires à air comprimé. 'Mais les premières applications aux fondations des ponts ne datent que de l’exécution des ponts de ïtochester (1851) et du pont de Valtasli- (1855), oùT’on fonda une pile à 25 m de profondeur au-dessous du niveau des hautes eaux. Or, on ne dépasse guère, aujourd’hui ; une profondeur de 40 m. Les tubes, qui étaient en tôle, ne donnèrent pas toute satisfaction, et furent remplacés, à partir de 1857 (polit de Szegedin, sur la Theiss) par des tubes en fonte. C’est, dans ce système, que furent construits le pont de Bordeaux, dont nous avons déjà parlé, et le pont d’Argenteuil (1861).
- La substitution aux tubes de caissons en tôle, par conséquent de grandes chambres de travail, date du pont de Kehl (1860). Des perfectionnements furent apportés à ce mode de fondation, lors de la construction des ponts de la Voulte (1861), de Nantes (1863). Les Américains ont donné l’exemple de l’emploi des caissons de grande surface, lors de la construction du pont de Saint-Louis, et du pont de Brooklyn (1 632 m2) ; mais nous avons dépassé ces dimensions en 1878, lors de l’exécution de la forme de radoub de la darse- de MissieSsy (5 904 m2). A ces chambres fixes, on substitua, parfois, des caissons amovibles, ainsi que l’ont fait, à différentes reprises, nos Collègues, MM. Zschokke et Terrier, dans les remarquables travaux qu’ils ont exécutés dans ces dernières années. ' -
- On sait, d’ailleurs, la grande part prise par le Génie civil dans les progrès réalisés-: : faut-il rappeler les nomsdeMM. Cou-vreux et Hersent, Coiseau, Eiffel, Zschokke et Terrier, Lavalley, Molinos, Fleury, Daydé et Pillé, de la Compagnie de Fives-Lille, etc.? (1). : ; - A -
- (1) Voir pour plus de détails sur cette question, le rapport de M. Coiseau sur l’Organisation et le matériel des chantiers de travaux publics.
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- Ouvrages modernes. — Sous l’impulsion due aux progrès de la métallurgie, à l’amélioration des procédés de construction, et des méthodes de calculs, les ponts métalliques ont pris, depuis quelques années, un développement et une ampleur considérables. L’espace nous manque pour citer tous les ouvrages intéressants construits depuis vingt ans, et signaler les noms de nos Collègues qui ont collaboré à leur exécution.
- Rappelons seulement que les 'ponts en arc atteignent une ouverture de plus en plus grande, et sont construits suivant des formes plus rationnelles ; on tend à séparer, nettement, l’arc de ses tympans. Tous les Ingénieurs connaissent le viaduc deTErdre de 95 m d’ouverture (M, Dupuis — Compagnie de Fives-Lille),, le pont Morand (Schneider et Cie) et Lafayette (Compagnie de Fives-Lille), sur la Saône à Lyon (63 m à 67 m), le pont-aqueduc en acier d’Argenteuil (70 m d’ouverture), construit par la Société des Ponts et Travaux en fer, pour le compte de la Ville de Paris.
- Mais ces ouvertures sont largement dépassées aux ponts du Douro (MM. Eiffel et Seyrig), LuizIei' (M. Seyrig) dont la corde est de 172 m, et, enfin à la grande arche de Garabit (M. Eiffel) de 165m d’ouverture, qui tous trois dérivent du même type. L’arche centrale du viaduc du Viaur (Société cle Construction des Bati-gnolles) de 250 m de corde, est l’un des plus grands ouvrages de notre époque. Les dispositions nouvelles qui ont été adoptées pour ce viaduc, et qui sont dues à notre Collègue, M. Bodin,, professeur à l’École Centrale, présentent un grand intérêt.
- L’arche classique, encastrée aux naissances, tend à faire place à l’arc à deux rotules, ou même à trois rotules. Nous avons déjà parlé de l’arc à trois articulations sur la Saf-Saf. MM. Rable et Résal, Ingénieurs en chef des Ponts et Chaussées, ont adopté, en 1896, au pont Mirabeau (MM. Daydé et Pillé, constructeurs) un type d’arc à trois articulations, et à culasses compensatrices ancrées dans les culées.
- Dans les ponts à trames indépendantes, on a substitué la poutre la poutre droite en N, ou la poutre à réseau multiple, à mailles largement espacées, à treillis rigides et à attaches robustes aux ponts à petites mailles d’autrefois. On emploie encore le système Linville, comme au pont de Lavassac (1895), de 80 m de portée,, construit par la Société des Ponts et Travaux en fer.
- Pour quelques-uns de ces ouvrages, on a adopté des procédés-
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- de montage intéressants. Citons, notamment, le viaduc d’Evires (Compagnie P.-L.-M. — MM. Daydé et Pillé) composé de deux travées indépendantes de 53 m, où l’on a lancé le tablier en réunissant, par un joint spécial, les deux travées.
- Au pont deNavilly, sur le Doubs (Compagnie P.-L.-M. — MM. Daydé et Pillé), en raison du peu de consistance du sous-sol, on a lancé la travée unique, au moyen d’un échaffaudage flottant, qui se déplaçait au fur et à mesure de P avancement de l’ouvrage.
- Les ponts à travées solidaires ont pris un grand développement. Faut-il rappeler lé pont de Cubzac, construit en 1885, sur la Dordogne (Chemins de fer de l’État — MM. Daydé et Pillé), de 563 m de longueur, en huit travées, supportées par sept piles métalliques de 17 m de hauteur, où, en raison de rimportance de l’ouvrage, les constructeurs ont dû manœuvrer les leviers de lançage, au moyen d’un moteur à vapeur installé sur le tablier, et river des butoirs sur la tête des arbalétriers des piles, afin d’éviter la chute du tablier pendant le lançage. Enfin, pour répartir la pression, MM. Daydé et Pillé ont eu l’idée d’adopter des supports de galets de lançage à double oscillation.
- Le viaduc du Claps sur la Drôme (Schneider et Cie), le viaduc du Yar (Chemins de fer du Sud de la France — Société des Ponts et Travaux en fer), le pont sur la Chiffa (Ouest-Algérien— Compagnie de Fives-Lille), le pont de Rio-Salado, en Espagne (Compagnie de Fives-Lille), avec ses trois travées en acier de 105 m de portée, les ponts d’Embabeh et de Mansourah, sur le Nil (MM. Daydé et Pillé), de 501 m et 245 m de longueur, dont les piles, fondées à l’air comprimé, ont été descendues à des profondeurs variant de 29 à 36 m au-dessous des hautes eaux, le pont de la Liane (Chemin de fer ~du Nord — MM. Baudet, Donon et Cie), caractérisent les idées actuelles au point de vue de l’établissement des ponts à poutres continues.
- Au pont du canal de Briare (MM. Daydé et Pillé), de 600 m de longueur, en quinze travées, le pont-canal métallique le plus important qui ait été encore construit, on a procédé au lançage, an partant des deux rives. Au viaduc de G-ien (363 m de longueur en sept travées en acier) sur la Loire, construit en 1890 par la Société des Ponts et Travaux en fer, la poutre continue en N a du être montée sur échafaudages, en raison de la présence de viaducs d’accès : les compresseurs des rive uses hydrauliques étaient mus par l’électricité.
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- Les ponts à béquille, imaginés par la Compagnie de l’Est, sont une transformation heureuse des •« poutres encastrées du système Clapeyron ». Les ponts Saint-Jean et Stanislas, à Nancy (MM. ûaydé et Pillé); le pont du boulevard de la Chapelle, à -Paris (MM. Baudet et Donon) ont été construits suivant ce type.
- , Enfin, dans ces dernières années, l’adoption du système Cantilever, -et l’emploi de l’acier ont permis de franchir des portées considérables; le pont du Forth dont notre Collègue, M. Coiseau, nous~a .tracé une brillante description, le pont de Cernavoda (Compagnie de Fives-Lille) resteront les types classiques de ce système que l’on tend, du reste, à appliquer à des ouvertures plus faibles, ainsi qu’on l’a fait au viaduc de la Borcéa (Schneider et Cie), et au pont d’Hanoï, sur le fleuve Rouge, de 1682 m de longueur, comportant des travées de 75 m à 106 m (MM. Daydé et Pillé).
- Le pont de Tolbiac, à Paris (MM. Daydé et Pillé), est, également, une sorte de Cantilever, qui offre cette particularité que les poutrelles sont reliées aux poutres au moyen d’une articulation placée dans lé plan vertical de symétrie de la poutre.
- Malgré le peu de développement de ces indications, forcément incomplètes, on peut, se rendre compte de l’influence considérable que le Génie civil a exercée, depuis cinquante ans, sur la construction métallique. Il y a tout lieu de penser qu’en raison des perfectionnements incessants apportés à l'outillage et aux procédés de montage, et de l’étude de ,plus en plus approfondie que -l’on fait de chacune des pièces composant un pont, il sera possible d’aborder des travaux plus importants encore. Il faut, d’ailleurs, espérer que l’industrie métallurgique viendra, de son côté, faciliter la tâche des constructeurs, en parvenant à leur fournir, à bas prix, un métal à grand allongement’*et à limite d’élasticité élevée.
- N II. — PONTS EN MAÇONNERIE
- Anciens procédés de construction. — La participation du Génie civil à T exécution des ponts en maçonnerie est également très importante. Il ne faut pas, en effet, perdre de vue que c’est grâce aux améliorations introduites dans la fabrication des matériaux d’agrégation, et au développement des fondations à Pair comprimé, que les Ingénieurs du xixe siècle'ont pu perfectionner les méthodes que leur avaient léguées des siècles passés.
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- Ces méthodes étaient, d’ailleurs, elles-mêmes, assez développées, puisqu’elles ont permis l’exécution de travaux, dont nous -commençons, seulement aujourd’hui, à dépasser la hardiesse.
- Faut-il rappeler, en France, les anciens ponts d’Avignon (1187) et de la Guillottière (1307) avec leurs arches de 33 m, de Céret sur le Tech (1336), avec ses voûtes de 45 m, le pont de la Vieille-Brioude (1454) de 54,20 m d’ou\erture, l’ancien pont de Glaix sur le Drac, dont le plein cintre a 45,65 m de diamètre (1608-1611), l’ancien pont de Lavaur, en anse de panier, de 48,73 m -d’ouverture (1773-1791) : en Italie, le vieux pont de Vérone sur l’Àdige (1354) de 49 m de corde, le fameux pont de Trezzo sur l’Adda (1370) de 72 m d'ouverture; en Espagne, le pont en ogive de Saint-Martin à:Tolède (1203) de 40,25 m?
- C’est aux Ingénieurs français du xvne siècle que revient l’honneur d’avoir précisé les conditions d’établissement des ponts en maçonnerie : les noms de la Hire, Hupeau, Boistard et surtout de Perronet, le constructeur des remarquables ponts de Mantes (1765) et de Neuilly (1768), ont eu au siècle dernier une réputation justement méritée.
- L’emploi des matériaux de grandes dimensions était, alors, la règle absolue : au pont de Neuilly (39 w d’ouverture), les vo.us-soirs ont 1,80 m de longueur, 1,62 m de hauteur, 0,46 m d’épaisseur : ils cubent 1,46 m3.
- Par suite d’une tendance analogue, on adoptait pour la clé une épaisseur assez forte, de 1/12 à 1/17 de "l’ouverture ; les dimensions des piles étaient souvent déterminées de manière à pouvoir former culées, le cas échéant. Les flèches atteignaient 1/8 à 1/10 de l’ouverture, exceptionnellement 1/15 (pont de Nemours).
- . Les. remarquables découvertes de Vicat sur les chaux et'mortiers hydrauliques eurent une influence considérable sur l’importance et la durée des travaux de, maçonnerie.
- On réduisit le cube des voussoirs, et on aborda, avec moins d’appréhension, des ouvrages de grande importance..
- C’est ainsi que l’on voit s’élever, en France, le viaduc de Nîmes (1844), de 1 589 m de longueur; le pont-canal d’Agen (1840-1848), de 539 m de longueur; à Venise, le grand viaduc du chemin de fer, de plus de 3 600 m de longueur (1841-1846) ; en Angleterre, le pont de Londres (1824-1831), avec ses voûtes de 39 m à 46 m d’ouverture ; le pont de Maidenhead (1838) sur le Great Western.
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- En même temps, pour maintenir les intervalles des joints et répartir uniformément les pressions au moment du décintre-ment, de curieux essais de joints au plomb sont exécutés dans des ouvrages de grande portée. Au pont de Chester sur la Dee (1827-4834), de 60,96 m d’ouverture et de 12,81 m de flèche ; au pont de Turin sur la Dora, de 45 m d’ouverture (1834), on introduit des bandes de plomb dans les joints sur les deux tiers de la doueiie à partir des naissances. Au pont de Berne sur l’Aar (46,06 m d’ouverture), des feuilles de plomb sont intercalées dans les joints de rupture.
- Tous ces travaux ont, d’ailleurs, été exécutés d’après les expériences du xviiie siècle.
- La Hire est le premier qui ait cherché à déterminer (1712) l’inclinaison des joints de rupture, qu’il fixait à 45°, au lieu de 30°, chiffre généralement admis aujourd’hui.
- En 1796, les nombreux essais de Boistard, au sujet de la construction du pont de Nemours, mirent en évidence les mouvements qui se produisaient à la clé et aux joints de rupture, au moment où l’équilibre-limite était dépassé.
- En 1823, Lamé etClapeyron déduisaient de ces expériences une théorie des voûtes ; et en 1840, Méry imaginait une méthode, sinon absolument exacte, du moins fort simple, que les études de Durand-Claye (1867) et de notre Collègue M. G-obert (1878) ont perfectionnée.
- La destruction d’un grand nombre de ponts, pendant la terrible guerre de 1870, a, d’ailleurs, montré que les hypothèses sur lesquelles étaient fondées ces méthodes, étaient plutôt défavorables, et, en tous cas, ne s’éloignaient pas beaucoup de la réalité.
- Tels étaient les procédés de construction, en usage au moment de la fondation de notre Société.
- Ouvrages modernes. — Dans les cinquante années qui viennent de s’écouler, les idées se sont modifiées. L’on constate, très nettement, durant cette période, une tendance des Ingénieurs à aborder les grandes ouvertures, à substituer systématiquement les petits matériaux aux lourds voussoirs en pierre de taille, enfin à chercher à diminuer les fissures des voûtes au décintre-ment, en se rapprochant des conditions dans lesquelles les ouvrages ont été calculés.
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- 1° Si l’on jette, en effet, un eonp d’œil sur les travaux exécutés pendant les dernières années, on voit que, malgré les facilités et la rapidité d’exécution, que présente remploi des tabliers métalliques, on n’a pas hésité à adopter de grandes ouvertures en maçonnerie.
- En France, dès 1856, on construit le viaduc de Nogent-sur-Marne, avec des arches de §0 m; en 1860, on franchit, à. Saint-Sauveur, le gave de Pau, par un plein cintre de 42 m, dont le sommet est à 65 m du fond du torrent ; puis, on voit successivement s’élever les ponts de Saint-Gervais et du Scia, de 52 m d’ouverture ; en 1874, le nouveau pont de Claix sur leDrae (53 m).
- Les beaux ponts de Gastelet de 41,20 m, sur l’Arièg'e (1882), de Lavaur de 50 m sur l’Agoût (1883), le pont Antoinette, sur l’Agoût, près de Vielmur, des 61,50 m d’ouverture, étudiés avec beaucoup de soin par MM. Robaglia et Séjourné, sont trop connus pour qu’il soit nécessaire de les décrire.
- En 1888, on élève dans la vallée de la ’Yingeanne, le viaduc d’Oisilly, composé de sept arches de 37 m, dont notre Collègue, AL Allard, nous a donné une intéressante description.
- En 1891, on exécute sur la nouvelle ligne de Limoges à Brive, l’arche de 65 m d’ouverture sur le Gournoir, dont plus d’un détail rappelle le pont Antoinette.
- En Italie, Focca et Sasso construisent, en 1870, le pont du Diable, et, en 1872, le pont Annibal sur le Yolturne, tous deux de 55 m d’ouverture.
- Enfin, en Amérique, dès 1862, on élève l’arche de Caben-John de 67 m de portée, qui fait partie de l’aqueduc de Washington.
- L’adoption des grandes ouvertures avait, d’ailleurs, été encouragée par les expériences bien connues, faites en 1868, à Sbuppe, sur un arc d’essai de 38m de corde, de 2,125 m de flèche, correspondant à un rayon de 85,50 m.
- La pression à la clé atteignait 45,71 kg par centimètre carré. L’arc ne s’est rompu que sous une surcharge correspondant à une pression à la clé de 455 kg, c’est-à-dire correspondant sensiblement à l’écrasement des mortiers. On y constatait, notamment, que des sûr charges de près de 1 700 kg, par mètre carré, ne produisaient pas des effets supérieurs à ceux dus aux variations de température.
- . C’est, qu’en effet, l’influence de la température est beaucoup plus considérable qu’on ne le pense généralement. Le coefficient de dilatation des maçonneries est, en moyenne, la moitié- de
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- celui du fer. C’est ainsi qu’au viaduc de Gournoir, on constate,, d’hiver à été, des dénivellations de 12 mm à la clé.
- 2° Dans tous les ouvrages modernes, on substitue systématiquement de petits matériaux (moellons smillés ou même tétués), aux lourds voussoirs en pierre de taille qui, jusqu’ici, composaient les arcs de tête. L’emploi de ces petits matériaux procure-une économie sensible, en. facilitant le montage et'la mise en place, en simplifiant les échafaudages et les engins de levage ; il assure, en même temps, à la maçonnerie, une uniformité de compression et une homogénéité, qui permettent d’éviter les différences de tassement, et contribuent à la stabilité. On arrive, par suite, à construire les voûtes les plus hardies, et à diminuer sensiblement, au décintrement, les mouvements de l’ouvrage.
- C’est ainsi que sont exécutés les . ponts de Cabin-John, les . ponts d’Annibal et du Diable (voûtes en partie en briques), des . bains de Lucques, de Lavaur, de Castelet, Antoinette, du Gournoir, le viaduc d’Oisilly, etc., dont les voûtes ont été construites . par rouleaux successifs, soit indépendants, soit mieux, reliés.; entre eux. ..
- Cette tendance à réduire l’importance des matériaux, dans les-ponts, a même conduit plusieurs constructeurs à préconiser l’emploi du béton comprimé, dans des ouvrages d’une certaine importance. Notre Collègue, M. Coignet, nous a montré, notamment, l’application de ces monolithes aux ponts du Loing et du l’Yonne. . '
- 3° Enfin, pour diminuer les fissures qui se produisent au moment du décintrement, on essaie de se rapprocher le plus possible des conditions théoriques, d’après lesquelles les dimensions-de la voûte ont été déterminées.
- Un cintre, même très rigide, fléchit dans de plus grandes proportions qu’une maçonnerie; il se produit toujours, par suite, une fissure au point où les voussoirs cessent de porter sur les reins, pour s’appuyer sur lui, c’est-à-dire aux joints de rupture. Des fissures peuvent également s’observer dans d’autres points plus ou moins fixes du cintre. Il faut donc prendre desprécautions spéciales en ces points.
- C’est ainsi, qu’aux ponts de Lavaur,- Antoinette et de Gournoir, la voûte,/a été articulée, en quelque sorte, au droit de chaque point fixe du cintre et au joint de rupture, en la divisant par
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- des joints secs (qui n’ont été remplis qu’au décintrement), èn autant de tronçons que l’on supposait de. points fixes au cintre.
- Cette préoccupation de diminuer les fissures a même donné lieu notamment, en Allemagne, depuis 1887, à la construction de véritables voûtes articulées. M. l’Ingénieur en Chef Leibbrand a, en effet, interposé, à la clé'et aux joints de rupture, des feuilles en plomb comprimé, sur une certaine largeur des joints, le reste du joiijt restant ouvert. On était certain de pouvoir ainsi limiter, sur une certaine zone, les points de passage dé la courbe des pressions.
- On a calculé la largeur des feuilles de plomb, qui constituent les articulations, de manière que ce métal supporte, sous la plus forte surcharge, un effort inférieur à celui sous lequel il s’écrase, c’est-à-dire inférieur à 120% par centimètre carré pour le plomb laminé doux, et à 300 kg pour le plomb dur. Comme, par suite de la diminution de la largeur des joints, les voussoirs voisins supportent des pressions très élevées, on a eu le soin de les exécuter en matériaux de choix, et de faire en sorte que les feuilles de plomb restent toujours en contact avec les voussoirs.
- Ces dispositions ont été, notamment, appliquées aux ponts sur la Murr, près Marbach (43,50 m de corde), sur l’Enz, près de Wildbad, de Hofen (45 m), sur le Glatt, près Neuneck (20,80 m). Enfin, dans des ponts récents (1891-1896), la maçonnerie de la voûte a été remplacée par du béton. C’est ainsi qu’ont été construits les ponts de Menderkingen de 50 m d’ouverture, de la Coulevrenière, à Genève, de 40 m, d’Inzigkofen (48 m), enfin le pont sur le Neckar, composé de quatre voûtes de 38 m d’ouverture, et de 5,50 m de flèche (1).
- Cintres. — La tendance actuelle est donc de donner aux ouvrages maçonnés une grande ouverture. Mais, peut-on espérer atteindre des portées plus grandes encore, et arriver à 80 m et même 100m, comme Perdonnet lé désirait, au siècle dernier?
- En ce qui concerne la voûte elle-même, il n’existe aucune impossibilité à exécuter ces ouvertures exceptionnelles, pourvu que l’on dispose de mortiers d’excellente qualité et de bons matériaux. ' v ..
- La véritable difficulté contre laquelle on se bute, est le cube considérable de bois, et, par suite, la dépense énorme d’instal-
- (1) Aux ponts de Menderkingen, de la Coulevrenière, et d’Inzigkofen, M. Leibbrand a substitué, au dernier moment, aux plaques de plomb, une véritable articulation métallique., 4 . ’ ,
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- lation que nécessitent les cintres, actuellement adoptés pour les-ponts à grandes arches.
- Ge n’est pas que l’on n’ait fait de progrès sensibles dans ces dernières années.
- Depuis longtemps on a abandonné, pour les grandes voûtes, les cintres retroussés du xvme siècle, c’est-à-dire les cintres ne reposant que sur deux points d’appui aux naissances, qui étaient trop flexibles et donnaient lieu à des mécomptes. On emploie,, aujourd’hui, les cintres à appuis fixes, qui permettent de réduire les fissures au moment du décintrement.
- Ce décintrement, lui-même, s’opère dans des conditions bien préférables. Au décintrement grossier à la hache, en ruinant les points d’appui, ou au moyen de coins dressés.et savonnés, on a substitué le décintrement par des sacs, puis des boîtes en sable.. M. Beaudemoulin a donné, sur ces procédés, d’intéressants détails dans les bulletins de la Société.
- Mais, malgré ces perfectionnements, de grands progrès restent à faire pour les cintres, et c’est de ces progrès que dépend, en grande partie, l’avenir des grandes Ouvertures en maçonnerie..
- Faudrait-il abandonner le cintre en bois et lui substituer le cintre en fer ? Quelques Ingénieurs le pensent ; l’on cite, à ce sujet, l’emploi de cintres en fer dans le percement des tunnels,, et l’adoption de ce système, notamment par nos Collègues de la Société des ponts et travaux en fer, lors de la construction des-viaducs de la ligne de Ménerville à Tizi-Ouzou.
- III. — PONTS SUSPENDUS
- Les ponts suspendus, au moyen de cordes en chanvre, ont existé de tout temps. Mais les premiers ouvrages, pourvus de suspensions métalliques (chaînes, barres de fer articulées ou câbles métalliques), ne datent que de la fin du siècle dernier, Ou quelques ponts de ce genre furent construits aux États-Unis;
- En Angleterre, les ponts suspendus remontent à 1810 ; en France, à 1823. Les premiers ponts français sont dus aux frères Seguin, dont l’un d’eux figure parmi les fondateurs de la Société des Ingénieurs Civils.
- Les succès obtenus par ces ouvrages furent tels que, vingt-cinq'ans plus, tard, au moment de l’établissement de notre Société, plus de trois cents ponts suspendus existaient en
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- France ; la plupart avaient été construits par l’industrie privée, comme ponts à péage.
- La catastrophe de la travée de la Basse-Chaîne, à Angers, en 1850, arrêta l’élan des constructeurs. Bientôt, les ponts suspendus tombèrent, en Europe, dans un discrédit complet, dont ils commencent, seulement, à se relever depuis quelques années, grâce aux beaux travaux de notre Collègue, M. Arnodin.
- Anciens procédés de construction. — Bien que les Ingénieurs français Navier (1823) et Jullien (1825) aient établi, à peu près complètemçnt, les conditions de stabilité des ponts suspendus, les premiers constructeurs recherchèrent surtout l’économie et la légèreté, sans se préoccuper assez des questions de résistance et de durée.
- C’est ainsi que, dans les ouvrages, primitifs, le tablier était complètement en bois, par suite très flexible, à suspension mal équilibrée ; les maçonneries étaient fondées dans des conditions défectueuses.
- Rappelons, en France, le pont de la Roche-Bernard (1836), sur la Yilaine, de 198 m de .portée, à câbles métalliques, tombé deux fois, d’abord en 1852, puis en 1866, mais, restauré à cette dernière date dans des conditions plus rationnelles ; le pont de Suresnes (1840), construit par E. Flachat et J. Petit, dont les câbles étaient formés par des rubans enfer laminé; le pont de Langeais (1848), où. les câbles étaient constitués par des barres en fer plat de 54 mm sur 10 mm.
- En Suisse, on peut citer le pont de Fribourg (1832), de 271 m de portée ; en Amérique, où les ponts suspendus sont toujours restés en faveur, signalons le pont du Whoeling, sur l’Ohio, de 308 m de portée, exécuté en 1849 et restauré en 1851 et 1860.; le pont de Cincinnati (1867), de 322 m de portée.
- Pour permettre aux tabliers de ces ouvrages de supporter des voies ferrées, les Américains leur donnèrent une rigidité plus grande, en les maintenant par des poutres métalliques et en les suspendant par des haubans obliques, amarrés aux pylônes en maçonnerie. > .
- Le pont d’aval du Niagara (1851-1855), de 250 m de. portée, dans lequel on a remplacé, en 1877, toutes les pièceA1 en Abois par de l’acier, et le pont bien connu de Brooklyn, de 470'm d’ouverture entre les axes des piles (1870-1883), sont'les deux types
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- qui: caractérisent les premiers tabliers rigides, donnant passage à des voies ferrées.
- Ouvrages modernes. — Depuis vingt ans, de grandes améliorations ont été introduites dans ces constructions, sous l’heureuse inspiration de notre Collègue, M. Arnodin, auquel on doit le système de pont suspendu métallique rigide, à pièces amovibles interchangeables, dont l’Administration supérieure a recommandé l’emploi par sa Circulaire du 27 décembre 1886. C’est ce système qui est, maintenant, universellement adopté.
- 1° On a renoncé à tous les modes de suspension autresque les câbles métalliques, et l’on a substitué aux câbles à fils parallèles, des câblés à fils tordus, de manière à éviter l’oxydation. Le métal employé est l’acier doux, se rompant à 79 kg par millimètre carré de section, et l’on admet un coefficient de sécurité égal à 4. La peinture à la céruse est remplacée par un enduit au coaltar purifié.
- 2° Près des appuis, on soutient le tablier par un certain nombre de haubans rigides, dont l’inclinaison ne dépasse pas 3/2.
- 3° On a substitué aux garde-corps d’autrefois, simple moyen de protection pour les passants, une poutre raidissante à traction équilibrée, ayant assez de souplesse pour subir, sans se déformer, les efforts dus à la dilatation, mais présentant, cependant, assez de rigidité' pour pouvoir être comparée aune poutre métallique articulée à réseau double- (diagonales tendues et montants comprimés). M. Maurice Lévy, membre de l’Institut, professeur à l’École Centrale, dont nous avons déjà cité le nom, a fait, en 1886, une très intéressante étude de ces tabliers à poutres rigides.
- 4° Dans le même ordre d’idées, on a remplacé les poutrelles en bois, supportant la chaussée, par des poutres métalliques de diverses formes qui, tout en donnant plus de rigidité à l’ensemble, permettent d’augmenter la durée de l’ouvrage.
- 3° Les câbles, de section moindre, mais plus nombreux (cinq environ), peuvent être remplacés, sans interrompre la circulation : ils sont amovibles et interchangeables, de sorte, qu’en combinant le principe d’amovibilité avec une méthode d’entretien par roulement, les frais annuels se réduisent, deviennent à peu près
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- constants, et le tablier présente une durée presque indéfinie, avec toute garantie de sécurité.
- On amarre les cables aux culées et à chacune des piles, en les rattachant à des chariots mobiles de dilatation.
- C’est, d’après ces idées, qu’ont été construits ou modifiés un grand nombre d’ouvrages.
- Citons le pont d’Ilpize, sur l’Ailier (1877), de 68 m de portée; le pont de Lamothe (1883), de 113 m de portée; le pont de Tonnay-Charente (1884), en trois travées de 90 m et 58 m ; les ponts de la Caille et de l’Abîme (Haute-Savoie), d’Avignon et d_ Bompas (Vaucluse), de Midi-Saône à Lyon, d’Assat (Basses-Pyrénées), de Libourne (Gironde), de Lézardieu (Côtes-du-Nord), etc.
- Dans tous ces ouvrages, construits ou restaurés par notre Collègue, M. Arnodin, la stabilité est telle qu’on ne constate aucune déformation, soit dans les chaussées, même lorsqu’elles sont pavées en bois sur plate-forme en béton (pont d’Avignon), soit dans les trottoirs asphaltés (pont de Midi-Saône à Lyon).
- Ponts transbordeurs. — Lorsqu’on veut, sans gêner la navigation maritime, faire franchir une passe ou un fleuve à un chemin situé, sensiblement, au niveau du fleuve ou de la mer, on emploie, généralement, soit le pont tournant, soit le pont levant.
- On a cherché une solution plus économique de ce problème, dans l’établissement de ponts suspendus rigides, à une altitude assez grande pour ne pas interrompre la navigation maritime. Ces ponts servent, uniquement, de chemins de roulement à des transbordeurs, qui sont situés au niveau des quais ou des routes à desservir et suspendus par des câbles métalliques à un moteur électrique, circulant sur le chemin de roulement. On les appelle des ponts-transbordeurs.
- C’est ainsi que MM. de Palaccio et Arnodin, avec la collaboration de notre ancien Président, M. Brüll, ont construit en 1893, le pont-transbordëur du Nervion (Espagne), de 160 m de portée, dont le tablier est à 45 m au-dessus des plus hautes mers.
- Notre Collègue, M. Arnodin, termine des ouvrages du même genre à Bizerte, en Tunisie, et, plus près de nous, à Rouen, sur la Seine, et, en aval de Rochefort, sur la Charente.
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- Telle est, dans ses grandes lignes, l’œuvre du Génie Civil français clans le développement des ponts depuis cinquante ans. Notre Société peut en être fière, car, aussi bien dans les ponts métalliques que dans les ponts en maçonnerie et les ponts suspendus, ses membres ont pris une grande part aux progrès accomplis.
- Ces progrès, la réputation qui en est résultée pour nous, à l’étranger, tiennent aussi au fécond et savant concours que les constructeurs français, dont la plupart sont nos Collègues, prêtent aux Ingénieurs dans les travaux qui leur sont confiés, et du soin minutieux avec lequel ils les exécutent.
- Aussi, il nous revient à la pensée les paroles que notre éminent fondateur, E. Flachat, prononçait, dans son discours du 7 janvier 1859 — il y. aura bientôt quarante ans: « La construction des ponts continue à se répandre. Quelques-uns de » nos ateliers, qui sont en possession de cette industrie, exé-». cutent ces travaux avec un soin, qui laisse, loin derrière eux » les constructeurs étrangers. Gardons bien cette conscience de » travail; elle nous a déjà valu une très notable part des cons-» tructions de ce genre, pour les chemins de fer étrangers, et » elle est une garantie du développement de l’une des branches » les plus précieuses de notre industrie générale. »
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- CHEMINS DE FEE
- I
- SUPERSTRUCTURE ET MATÉRIEL FIXE
- PAR
- MM. A, MOREAU et P. BERTHOT
- Introduction. — Lorsqu’en 1848 une pléiade d’hommes d’élite, à la'tête desquels se trouvait Flachat, fonda la Société des Ingénieurs Ciyils, l’industrie des chemins de fer venait de naître et avait pris un rapide et important essor. Née en Angleterre, où les mines l’employaient dès la fin du vin6 siècle, la voie ferrée avait en effet réalisé de grands progrès en peu d’années et conquis le domaine public. Et cela grâce au développement parallèle de la voiture à vapeur, dont le premier modèle, dû au français Cugnot, en 1769, s’était transformé en locomotive avec Stephenson (The Rocket, 1829), qui fit, pour la première fois, application de la chaudière tubulaire de notre compatriote Marc Seguin (Brevet de chaudière tubulaire du 22 février 1828).
- Dès 1830 fut ouvert au service des voyageurs, le premier véritable chemin de fer remorqué par des locomotives méritant ce nom, entre Liverpool et Manchester. A la même époque, Seguin en faisait l’application sur le chemin de fer de Lyon à, Saint-Etienne, jusque-là remorqué par des chevaux ; la vitesse ne dépassait pas 20 km à l’heure.
- En 1831, Pe.rdonnet. ouvrait à l’École Centrale le premier cours de chemins de fer qui ait été professé. Le 27 août 1837,, on inaugurait le chemin de fer de Paris à Saint-Germain, ou plutôt au Pecq.. Les Ingénieurs de cette ligne, dont les noms méritent d’être retenus et qui sont en même temps, pour la plupart, les premiers fondateurs de notre Société., étaient MM;., Eugène Flachat,, Stéphane Mony, Lamé et Glapeyron. La montée du Pecq à Saint-Germain était faite par un chemin de fer pneumatique très; origb n al que nous nous contentons de rappeler en passant.
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- On était encore loin des types employés de nos jours; les premières classes n’étaient que des tapissières de l’époque posées-sur rails ; les troisièmes classes, simples plates-formes découvertes, comme on en voit encore quelques-unes au service des voyageurs en Allemagne. Les locomotives, encore dans l’enfance,, ne pouvaient remorquer plus de dix de ces légers véhicules,, représentante-maximum 50 t en charge.
- Vint ensuite le chemin de fer de Montpellier à Cette, de 27 km de longueur, commencé en 1836 et ouvert à la circulation en 1839.
- En 1838, on inaugura, les deux lignes de Paris à Versailles-(rive droite et rive gauche). Les locomotives, construites par le Creusot, réalisaient déjà un progrès important sur ce qu’on avait fait jusque-là. Le type « la Gironde », à six roues, fut plus ou moins imité par les différentes Compagnies qui se constituaient à cette époque.-
- A partir de ce moment, le courant était établi et l’opinion publique conquise, malgré l’opposition de certains cerveaux d’élite au début. Le Gouvernement lui-même prêtait son appui au développement de cette nouvelle industrie et, en 1841, la France comptait 833 km de chemins de fer concédés, sur lesquels 573 étaient en exploitation.
- En 1842, les Chambres fixèrent par une loi le mode de concession des nouvelles voies ferrées, ainsi que la participation financière de l’État à la construction des nouvelles lignes d’intérêt énéral. - 1
- Le 3 mai. 1845, on ouvrit la ligne de Paris à Orléans ; puis successivement les autres lignes établies d’après cette loi de 1842, qui réglementa définitivement l’établissement des chemins de fer en France.
- Une autre loi du 15 juillet 1845, complétée par une ordonnance royale du 15 novembre. 1846, vint préciser les mesures concernant la conservation et l’exploitation des chemins de fer. Ces documents furent rédigés d’une façon assez parfaite à l’origine pour pouvoir encore aujourd’hui servir de base à la législation en cette matière.
- - C’est à ce moment (1848) que se fonda notre Société; on comprend immédiatement la part brillante que les Ingénieurs Civilsmnt prise > au développement de cette industrie, et cela d’autant, plus, que les Travaux Publics proprement dits, dans lesquels ils auraient pu également déployer leur activité, leur
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- étaient complètement fermés, par suite du monopole du corps des Ponts et Chaussées.
- C’est cette série ininterrompue de travaux que nous allons maintenant résumer par ordre chronologique, du moins ceux qui ont -été soumis à la Société et exposés dans nos séances. On comprend que malgré leur , nombre et leur importance, ils sont loin de représenter la part totale prise par les Ingénieurs Civils dans la construction des chemins de fer.
- Travaux présentés à la Société.
- 1848.----Dès le cinquième mémoire, on rencontre un exposé,
- par M. Gayrard, de la méthode dite des sécantes pour le tracé et le piquetage des courbes sur la ligne du chemin de fer de Paris au Havre et à Dieppe.
- 1850.,— En 1850, on remarque une longue note de M. Yvert sur la'détérioration que subit la voie d’un chemin de fer et les moyens d’y remédier, note extraite d’un rapport fait en 1849, en Angleterre, au Comité de direction du London and North Western Railway, par une commission formée des Ingénieurs de cette Compagnie à réseau très chargé, puisqu’il dessert des villes très manufacturières, comme Londres, Birmingham, Manchester, etc.
- Cette commission avait à résoudre les questions suivantes :
- 1° Quelles détériorations avait subies la voie à cette époque, et combien de temps pourrait-elle encore durer?
- 2° Quelle serait, pendant les trois premières années, la valeur des remplacements à opérer ?
- 3° Quels seraient les moyens à prendre pour diminuer l’importance de ces remplacements ?
- 4° La valeur de la détérioration à ce moment et la manière d’y parer en mettant la voie en rapport, soit avec les conditions actuelles du trafic et de la vitesse, soit avec celles que l’on peut prévoir.
- 5° Quelles améliorations l’on pourrait apporter dans les systèmes suivis pour l’entretien des voies?
- 6° Enfin, quel changement l’on pourrait faire subir au gabarit et au poids des rails, aux coussinets et au système des voies de cette époque, pour en prolonger la durée et diminuer la dépense à faire pour les renouvellements.
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- Noua ne pouvons naturellement pas suivre l’auteur dans tous les développements qu’il a donnés à son mémoire, nous lui emprunterons seulement quelques chiffres qui font bien ressortir les progrès accomplis depuis cette époque.
- On voit, par exemple, que les rails de la Compagnie de Liver-pool à Manchester, qui pesaient, en 1831, 17,25 kg le mètre courant, avaient rapidement augmenté, puisque ceux du chemin de la Grande Jonction et de Londres à Birmingham étaient, en 1837, de 32,25 et 37,19 kg. Le poids des coussinets avait également été porté de 6,57 kg à 11 et 12 kg., les vitesses des trains de 39 km à 80 km, et le poids moyen de ces derniers de 53 t à 162 t.
- La commission proposait de prolonger la durée des parties les plus faibles de la voie, en diminuant, pour les rails faibles, la distance entre les supports, et en fortifiant les joints au moyen de coussinets plus larges et de traverses plus fortes, tout en réduisant la vitesse des trains et le poids des machines. On estimait à cette époque que les rails ne pouvaient durer plus de 25 à 30 ans. L’entretien annuel des voies coûtait alors de 1 400 à 1 900 f,environ le kilomètre.
- Gomme moyen d’amélioration, on proposait de créosoter les traverses et d’imposer une garantie de deux ans aux fournisseurs de rails ; on discutait, sans la résoudre, la question des rails a double champignon et des rails américains à patin, montés sur longrines.
- 1852. — Nous voyons en 1852, dans un rapport de M. Sautter, que les études préliminaires de 1 200 km de chemins de fer suisses ont pu être terminées en huit mois, au prix de 50 f le kilomètre, grâce aux excellentes cartes topographiques de ce pays.
- La Société se préoccupa également des procédés de conservation des traverses ; nous trouvons, en effet, deux mémoires, l’un de M. Goschler, extrait des annales de la Société des Ingénieurs autrichiens, et l’autre de M. Schweitzer, Ingénieur de la. Voie des chemins de fer hanovriens, mémoires analysés par M. Mathias. En Autriche, on croyait, à cette époque, qu’il était indispensable de former dans le bois des sels insolubles pour en combler les^ vides. L’injection se faisait sous pression (4 atm environ), et on employait successivemenP deux sels donnant un précipité, un sel métallique et un sulfure (sulfure de calcium et sulfure de baryum).
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- En Hanovre, an contraire, on opérait d’abord l’extraction de la sève en plaçant les traverses dans un cylindre hermétiquement clos, y introduisant de la vapeur pendant 4 heures et on pratiquait des purges toutes les demi-heures ; puis on opérait un vide de 50 cm environ au moyen d’une pompe à air et on injectait du chlorure de zinc.
- Cette même année, en séance, M. Lorentz rendit compte de la discussion qui avait eu lieu, la même année, à la Société des Ingénieurs Civils de Londres sur un mémoire de M. Adams relatif à la construction et à l’entretien des voies de chemins de fer en Europe et sur les systèmes les plus convenables à employer en Égypte et dans l’Inde. On s’y occupa, entre autres choses, des rails Barlow, des supports en fonte ou cloches de M. Greaves, et on vit apparaître les éclisses. Nous n’insisterons pas sur cette discussion, les différentes questions qu’elle suscitait étant aujourd’hui résolues. Enfin, dans sa séance de mai, M. Yictor Bois présenta le système de M. Th. Guihal, professeur à l’École des Mines de Mons, consistant en un''système de rail-longrine. en fonte, substituant ainsi le métal au bois,, système modifié néanmoins un peu plus tard par l’adjonction du bois pour donner de l’élasticité à la voie.
- 1853. — En 1853, M. Lemoinne a présenté une note sur l’emploi des plateaux-coussinets en fonte, substitués aux traverses et aux coussinets ordinairement employés à cette époque. L’auteur établit tout d’abord que les reproches faits à ce nouveau système consistaient, en premier lieu, dans leur légèreté relative, ce qui donnait moins d’assiette à la voie, puis dans les soins à donner au bourrage pendant l’entretien. Il proposa comme remède de leur donner plus de poids, une forme bombée, mais n’atteignant pas celle de la demi-sphère, et de mettre le point d’attache des tringles sur le plateau et non sur la joue du coussinet.
- Cette même année, M. Molinos publie une note, sur la conservation des bois appliquée spécialement aux traverses. Après avoir donné l’historique des procédés employés, il fait: remarquer qu’une température variant de 45° à 60° dans une étuve, prolongée pendant 7 à 15 jours, suffit pour opérer une dessiccation que l’on n’obtiendrait pas naturellement en deux ou trois ans. Il préconise donc cette opération comme étant un moyen ' énergique de faciliter la pénétration par un agent Antiseptique. Après avoir alors passé en revue les agents employés à ce jour, il donne la préférence aux procédés Béthell, consistant en une injection de sùl-
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- fate cle cuivre dans les appareils cylindriques ordinaires alors en usage ; on fait suivre cette opération d’une dessiccation et, au sortir de la chambre où cette dernière s’opère, on plonge le bois dans une chaudière contenant du goudron brut.
- M. Debange, Ingénieur en chef des chemins de fer du Midi, a donné des détails sur la construction des voies ferrées posées sur les quais de la ville de Nantes..
- Les rails employés en voie courante avaient seulement 7 cm de hauteur et étaient du type Brunei, de 22,50 kg le mètre linéaire, reposant sur des longrines, reliés tous les 2 m ou tous les 2,50 m suivant que les rails avaient 4 ou 5 m de longueur, par des entretoises en fer. Ce rail était accolé à un contre-rail enfer laminé de 13%, fixé latéralement à la longrine par des vis à bois.
- Le prix courant du mètre de voie simple ainsi établi a été, ballast compris, de 22,808 /, et celui de la voie des passages à niveau de 32,823 /. Les rails en fer valaient alors 270 f la tonne et les contre-rails 290 /.
- A différentes reprises, la Société s’est occupée, de la discussion des procédés de conservation des bois. M. Le Chate-lier, invité à la séance du 18 février, y lut une note dont M. Môlinos fit en quelque sorte le résumé, note discutée dans les séances du 18 mars et du 1er avril. Une partie de celle du 20 mai fut consacrée à la description d’un système de consolidation des coussinets de joint, consistant à couler ceux-ci sur place, au moyen d’un petit cubilot porté par un chariot roulant sur la voie à mesure qu’elle avance. Ce système, expérimenté en Angleterre, exigeait une plus-value de 0,76 / sur la dépense ordinaire de 1,16 / par mètre courant, mais était rachetée, affirmait-on, par l’économie de l’entretien. On brisait le coussinet quand il fallait remplacer un rail.
- Enfin, dans sa séance du 21 octobre, M. Lopez-Bustamente a donné lecture d’une note sur le système Barberot, qui consistait à remplacer les coussinets en fonte par deux coins en bois, reliés de chaque côté du rail, dans la traverse, soit à l’aide de chevilles, soit à l’aide de boulons. On redoutait, dès cette époque, le peu de durée de cette voie avec l’âge des matériaux employés, ce que l’usage a d’ailleurs confirmé.
- 1854. — Aucun mémoire n’a été publié pendant le cours de cette année, mais diverses questions très intéressantes ont été traitées en séance.
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- C’est ainsi que M. E. Chabrier a entretenu la Société des perfectionnements qu’il avait introduits dans les disques en les organisant d’une façon telle que ceux-ci fussent fermés quand le fil de transmission venait à se rompre ; . il présenta également un autre perfectionnement pour parer à la dilatation de. ce même fil.
- Dans cette même séance eut lieu une longue discussion sur la forme et la résistance des rails,
- Enfin, dans la séance du 3 novembre, M. Grenier donna lecture d’un mémoire relatif à l’étude, entreprise dans son voyage, sur les chemins de fer aux États-Unis; le mémoire fut imprimé en 1836, et nous le retrouverons à cette date. M. Lecler présenta également, dans la séance du 1er décembre quelques observations sur la voie d’Auteuil, alors construite en rails Brunei.
- 1855. — En 1855, M. Ivan Flachat publia un travail très substantiel sur l’amélioration des rails. Après avoir constaté que l’ac-jcroissement des • transports et des rampes sur les nouvelles lignes, et surtout, comme conséquence immédiate, l’augmentation du poids des véhicules, donnaient une grande importance à cette question, il établit que, jusqu’à cette époque, on avait agi sous l’influence de cette pensée que tout fer était assez bon pour fabriquer des rails. Or, il n’en est rien ; le fer doit être à la fois dur pour résister à l’écrasement, pur et homogène pour ne pas se fendre •ou s’exfolier, tenace pour ne pas rompre. Après une discussion des faits résultant de l’expérience, l’auteur rangeait les conditions de qualité que doit remplir le fer dans l’ordre suivant :
- 1° Soudabilité pour s’opposer à la déformation ; •
- 2° Dureté pour s’opposer à l’usure ; •
- 3° Ténacité pour s’opposer à la rupture ;
- et il conclut ce qui suit :
- 1°- L’augmentation du poids des véhicules donne une importance de plus en plus grande à la question de l’amélioration des rails ;
- 2° L’amélioration du fer s’obtiendra presque toujours par un bon corroyage, soit en réchauffant une fois ou deux de plus, soit en employant le marteau-pilon; elle s’obtiendra avec,les fers tendres par une . épuration faite avec soin ;
- 3° Pour une ligne en construction, où l’économie de premier établissement est une condition de la plus haute': importance, les
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- améliorations pratiques doivent être apportées sans augmenter sensiblement le prix de revient ;
- 4° La soudure des rails s’assure en portant les paquets à une haute température dans les fours, par les moyens déjà connus, et en économisant le temps perdu pendant le laminage ;
- 5° L’épuration du fer s’obtient économiquement en augmentant la section transversale du paquet et la longueur des barres ;
- 6° L’homogénéité s’acquiert en grande partie par une étude judicieuse des cannelures des laminoirs, lesquelles doivent satisfaire, autant que le permet la nature du fer employé, aux trois règles suivantes :
- 4° La diminution de hauteur dans la dernière cannelure doit être, en chaque point, à très peu près proportionnelle à la hauteur de la barre,, afin d'éviter tout cisaillement;
- 2° Les différences de hauteur doivent être plus que rachetées dans les-premières cannelures, où le fer passe le plus chaud, les cannelures intermédiaires produisant des effets intermédiaires ;
- 3° La pression qui occasionne l'allongement doit toujours se rapprocher de la verticale.
- 7° L’utilité de ces principes est encore plus manifeste lorsqu’il s’agit, du laminage des fers spéciaüx.
- Dans la séance du 9 novembre de la même année, un membre de la Société dont le nom ne figure pas au procès-verbal, rappela la communication de M. E. Chabrier sur une nouvelle disposition de disques-signaux employée depuis peu sur le chemin de fer de Saint-Germain pour éviter les rencontres de trains.
- 1856. — Nous trouvons dans les comptes rendus de cette année, un mémoire de M. Cornet, Ingénieur aux chemins de fer de l’Est, relatif aux chemins de fer belges et à la voie prussienne comprise entre Yerviers et Cologne. Relativement à la superstructure, il y est constaté que la Prusse et la Belgique avaient admis, à l’unanimité, la consolidation du joint par une éclisse qui devait être bombée et non plate. On employait eh Prusse, à cette époque, le rail Yignole et en Belgique le rail à champignons inégaux, bien qu’on rencontrât dans ce dernier pays tous les systèmes de rails et de juxtapositions usités jusqu’alors. En Prusse on fabriquait les rails avec des trousses composées à la partie Supérieure, de corroyé grenu ' et d'ébauché grenu, à la partie inférieure, (Yébauché nerveux et de corroyé nerveux, et dans :la partie centrale, de fer n° 4 ébauché.
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- En Belgique, les croisements étaient en fonte et les aiguilles étaient égales, système également employé en Prusse.
- Dans son mémoire sur les chemins cle fer des États-Unis, M. Gre-uier, après avoir fait leur historique et donné des renseignements statistiques, s’exprime ainsi relativement aux terrassements :
- « Les terrassements sont ordinairement faits pour deux voies dans les terrains faciles et pour une seule dans ceux plus durs ou en roc » ; il ajoute à propos des remblais : « les matériaux les plus solides sont placés au centre et les terres meubles, réservées pour l’extérieur. »
- On avait essayé, en Amérique, tous les systèmes connus, excepté les rails Barlow. On n’y employait pas encore les éclisses, et les rails étaient tous du type Yignole, de fabrication anglaise. Ces rails étaient posés sur des traverses distantes de 60 à 80 cm. Les plaques tournantes à pivot avaient 13,7.0 m de diamètre.
- Depuis trois années, on se servait dans les rues de New-York des chemins à ornière, dont les voitures étaient remorquées par des chevaux (origine des tramways). On rencontrait aussi des jplank-rods ou chemins composés de madriers en bois posés sur lon-grines, qui rendaient les plus grands services.
- Nous trouvons enfin dans les comptes rendus de cette même année, un'travail de M. Goschler sur les chemins de fer suisses. Les prescriptions générales relatives ,à l’établissement de la voie étaient: écartement intérieur des rails 1,435 m, porté à 1,459m, maximum dans les courbes d’un rayon plus petit que 600 m. Le rayon minimum de celles-ci était fixé à 180 m dans les gares et voies de raccordement, et 240 m en pleine voie.
- Lavoie étaitformée de rails Vignole, supportés par des traverses en chêne. Les rails atteignaient 6,40m, 5,50m et 4,60m, et pesaient 33,50 kg le mètre courant, le joint était maintenu par une platine de joint et quatre crampons.
- Les contre-rails des passages à niveau avaient le même profil que les rails courants et la voie charretière était formée de madriers de bois de 0,09 m à 0,10 m d’épaisseur. Les frais d’entretien et de police montaient à 2000 f le kilomètre. On ne rencontrait sur ces lignes que des plaques tournantes pour locomotives et tenders, de 10,80 m de diamètre, montées sur pivot. Les traverses de éhangement de voie étaient soutenues par des longrines et les ferrures des croisements exécutées au moyen de rails Yignole, ajustés, dont quelques-uns étaient revêtus, à leur pointe, de plaques d’acier.
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- 1857. — Aucun mémoire' ne figure aux comptes rendus de cette année, mais en séance (20 mars), M. de Pury a donné.quelques renseignements sur le chemin de fer du Semmering ; on y remarque entre autres choses que la voie était établie sur deux files de longrines en mélèze sur lesquelles reposaient des traverses du même bois; les rails étaient du type Vignole.
- Dans la même séance, M. Nancy analysait une note de M. Cornet sur les voies prussiennes et sur les chemins de fer belges. Il y décrit les clôtures de la voie et des gares, les changements et les croisements de voie, dont étaient ordinairement exclus les embranchements triples, puis les plaques tournantes en fonte le plus souvent à une seule voie, excepté dans le cas où elles étaient placées sur les voies principales. Dans ce dernier cas elles étaient fabriquées complètement en tôle ainsi qi_e cela se pratiquait en France.
- Les chariots, étaient aussi d’une grande simplicité et les grues hydrauliques débitaient l’eau avec une abondance alors inusitée, c’est-à-dire par des tubes de 0,20m de diamètre.
- Dans sa séance du 17 avril, M. Gottschalk rendit compte d’un mémoire de M. Curtil sur la fabrication des rails, mémoire qui lui avait été adressé par l’auteur. Celui-ci attribuait la qualité inférieure des produits alors en usage, aux lacunes qui existaient dans la plupart des cahiers des charges, en ce qui regardait plus spécialement la fabrication et la composition des paquets. Il était facile, en disposant convenablement le fer ballé, d’emprisonner un fer de qualité tout à fait mauvaise. M. Curtil avançait qu’un bon rail , doit satisfaire aux trois conditions principales suivantes :
- 1° Être bien soudé dans ses différentes parties ;
- 2° Présenter de la ténacité pour résister au choc;
- 3° Présenter de la dureté sur les surfaces de roulement pour résister à l’usure due au frottement.
- Et il remarquait qu’il est .très difficile d’obtenir une bonne' soudure avec des fers de qualités différentes; comme moyen pratique, il.proposait d’employer, une couverte mince réduite à .2 ou 3 mm. après le laminage et de. composer le restant du rail en fer brut. La question fut discutée, mais depuis l’application de l’acier Bessemer, elle n’a plus qu’une importance, en quelcpie sorte historique. La Société discuta de nouveau cette note dans sa séance du 7 juillet.
- Dans sa séance du 1er mai, M. Nancy donna, d’après YEismbahn
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- Zeitung différents renseignements sur les chemins de fer en pays de montagnes, en Amérique ; ce mémoire fournit des renseignements intéressants sur les trains, les pentes et les rayons des courbes.
- Le 16 octobre, M. Nozo rendit compte d’une brochure de M. Benoist-Duportail sur les proportions des pièces de détail le plus généralement employées dans le matériel des chemins de fer, telles que les boulons, les écrous, les harpons, les équerres, et après avoir présenté des types très étudiés, il concluait à l’adoption d’un certain nombre de ces types uniformes et déterminés.
- Enfin le 4 décembre, M. Nozo fit une communication sur les signaux du chemin de fer du Nord; mais celle-ci ayant spécialement trait à la mise en communication des trains en marche avec le mécanicien, échappe à notre analyse.
- 1858. — L’année 1858 fut fertile en mémoires et en discussions sur les chemins de fer. Nous trouvons d’abord dans la séance du 5 février, qu’on s’est occupé d’un mémoire de M. Martin relatif à l’application de la télégraphie à l’exploitation des chemins de fer; puis on examina la traduction, par M. Molinos, d’un rapport aux Lords du Comité anglais du Conseil privé du commerce, sur les chemins de fer des États-Unis, par M. Douglas-Galton, capitaine au corps des Ingénieurs royaux, attaché au Board of Trade.
- Relativement à leur construction, il y est remarqué que, eu égard aux conditions économiques du pays, la première mise de fonds était d’une plus grande importance que les dépenses postérieures à l’ouverture de la ligne. Il s’ensuivit qu’on adopta des courbes de petit rayon et de fortes rampes (rampes de 1 sur 18, courbes de 360 pieds); le ballastage était généralement très insuffisant au début ; le sol était nivelé au milieu des lignes, de manière à couvrir le centre des traverses et il s’abaissait sur les côtés, pour laisser écouler les eaux, ce qui rendait la voie dangereuse après les pluies et les gelées. "La largeur de la voie n’était pas constante pour tous les chemins ; les traverses étaient ordinairement en chêne, en cèdre ou en pin; les rails très légers (50 à 65 livres), étaient placés sur des longrines reposant sur des traverses. Les rails étaient chevillés sur ces longrines, et leur joint renforcé par des plaques de tôle à bords retournés sur la nervure inférieure du rail servant ainsi d’éclisses. Quelquefois, la pose a eu lieu au moyen de selles, sansTintermédiaire de coins. On a essayé les éclisses sans succès, leurs dimensions étant insuffisantes.
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- Une modification assez heureuse a pourtant été faite à ce système : elle consistait en une pièce de fer de 12 pouces de longueur, placée à l’intérieur du rail avec une pièce de chêne de 5 tpieds, placée à l’extérieur.
- Pour les changements de voie, les rails mobiles étaient seuls employés à l’exclusion des aiguilles, et les signaux très imparfaits. Les passages à niveau, sans barrière, étaient simplement munis d’un écriteau avec ces mots : passage à niveau; prenez garde lorsque la cloche de la machine sonne. Dans les rues des villes, un homme à cheval, sonnant de la trompe, précédait le train.
- Le 9 avril, M. Mirecki faisait connaître les résultats de ses longues expériences relativement à la durée et à la forme des rails, et M. Richoux présentait un mémoire sur les différents systèmes de changement de voie des chemins de fer; mémoire très complet et résumant tous les renseignements alors connus sur ce sujet.
- Dans sa séance du 23 avril, la Société s’occupa d’un système de changement de voie à contre-rails mobiles proposé par M. Poiret et présenté par M. Faliès. De nombreuses objections-furent soulevées et, dans sa séance du 15 octobre de la même année, la Société, revenant sur la question, constata, tout en faisant des réserves pour les grandes vitesses, que l’expérience-avait donné raison à l’inventeur.
- La séance du 16 juillet fut presque entièrement consacrée aux. chemins de fer. M. Richoux décrivit le procédé de MM. Legé et Fleury-Pironet pour la préparation des bains au sulfate de cuivre par le vide et la pression. Il établit d’abord que les deux seules substances industrielles qui ont une efficacité bien reconnue., sont la créosote brute et le sulfate de cuivre ; que la première présentait quelques inconvénients à cause de son prix élevé, des dangers d’incendie, de son odeur, etc., et que le procédé Boucherie était insuffisant. Il exposa ensuite que les inventeurs plaçaient les traverses sur de petits chariots introduits dans un cylindre muni de rails, fermé ensuite hermétiquement, Une locomobile de 15 ch permettait d’introduire de la vapeur pendant un quart d’heure environ, puis l’on faisait le vide avec une pompe à air et enfin on introduisait un liquide contenant 2 O/Dde sulfate de cuivre sous une pression de 10%; on ylaissait séjourner les bois pendant une demi-heure et l’opération était terminée. Le prix de revient était de 7,-77. f le mètre cube injecté,, soit 0,71 / par traverse.
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- La Société s’occupa ensuite de la question de la largeur ,des voies pour les chemins de fer algériens, puis examina une note de M. Geoffroy sur l’application d’une locomobile à la manœuvre d’un pont tournant de chemin de fer..
- Dans la séance suivante, le 20 août, M. Schivre lut une note sur une application semblable d’une locomobile pour les plaques tournantes de 10 à 12 m de diamètre, application étudiée et faite dans les ateliers du chemin de fer de l’Est, à Épernay. La dépense était de 10 f par jour et remplaçait avec une grande économie celle qui nécessitait deux équipes de six hommes chacune. Cette locomobile était, en outre, appliquée au lavage des chaudières des locomotives.
- Le 17 septembre, M. Desbrière lut un rapport sur la fabrication des -rails dans la Prusse Rhénane et dit que l’on devait chercher la solution des difficultés de soudage dans le principe posé par Brunei sur l’homogénéité de la nature des fers mis en présence. Ce travail, intéressant au point de vue métallurgique, n’a plus autant d’importance aujourd’hui, la fabrication des rails étant complètement transformée par l’emploi de l’acier Bessemer.
- Enfin, dans les séances des 15 octobre et 9 novembre, M. Bar-roux présenta un modèle grandeur d’exécution d’un nouveau système de voie établie sur longrines creuses en fer. Une longue discussion s’ensuivit, et plus tard nous retrouverons une modification proposée par M. Barroux (1859).
- 1859. — Le 18 février, M. Ri choux annonça que toutes les espérances conçues, relativement au procédé de MM. Legé et Fleury, s’étaient réalisées et donna ensuite lecture-d’un second mémoire de M. Curtil sur la fabrication des rails.
- Quatre mois après (3 juin), M. Barroux, revenant sur sa nom-munication de l’année précédente, indiqua les perfectionnements qu’il avait apportés à son système de voie. Son but était de supprimer le bois, tant pour la construction que pour l’entretien des chemins de fer ; il proposa donc de se servir de rails Vignole, reposant sur une semelle en fer plat suffisamment épaisse. Les joints devaient se faire au milieu des plaques et les rails être maintenus par des agrafes et. des clavettes rivées auxdites plaques, lesquelles étaient supportées de 3 m en 3 m par des traverses qui maintenaient l’écartement de la voie. Une longue discussion suivit nette communication.
- Dans la séance suivante du 15 juillet, M. Richoux présenta
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- encore une note sur un nouveau procédé d’éclissage inventé par M. Garnier. Pour éviter le porte à faux des abouts des rails, il les réunissait dans un coussinet par un fer en auge introduit entre le rail et le coin, fer portant deux tenons engagés chacun dans un about des rails à réunir.
- M. Richoux présenta encore (16 septembre), un nouveau système de clôtures très économique employé sur la ligne de Mont-de-Marsan à Tarbes. Cette clôture était composée de piquets en châtaignier créosoté espacés de 5 m et réunis par des fils munis de tendeurs tous les 200 m.
- Sur l’invitation du Président, M. Goschler (le 4 novembre), rendit compte de l’essai d’un appareil de croisement de voie appliqué en Belgique. Cet appareil se composait d’une table en fonte à ergots sur laquelle reposaient les trois pièces de croisement en fer fort, de section carrée, profilé en queue d’aronde à sa partie inférieure et s’emmanchant dans les ergots de la plaque de fonte. Ce dispositif avait amené une grande économie d’entretien dans les croisements très fréquentés.
- 1860. — L’année 1860 n’a pas été aussi fertile en communications. Nous trouvons d’abord une note de M. Richoux, relative à la fonte des coussinets au moyen d’une machine ingénieuse due à M. Jobson, mais ayant aujourd’hui subi le sort des coussinets auquels elle s’appliquait;
- Dans sa séance du 27 avril, M. Faure présenta le modèle d’un nouveau disque-signal pour chemin de fer, inventé par M. Massé. Cet appareil se composait d’un mât central tournant sur un chemin hélicoïdal en pente fixé à son pied, de telle sorte que les fils étaient seulement nécessaires pour les manœuvres, ce qui rendait celles du disque indépendante dé'leur dilatation. Le 18 mai, M. Richoux présenta un disque répétiteur de signaux dû à MM. Desgoffre et Juteau. Ce dernier, manœuvré par le disque principal, était disposé de telle façon que ses dérangements ne pussent présenter de danger pour la sécurité des trains.
- Dans sa séance du 7 décembre, M. Ermel donna lecture d’une note" de M. Carvallo, Ingénieur des Ponts et Chaussées, relative aux tassements des remblais sur le chemin de fer de Carcassonne à Narbonne et à Perpignan. Les conclusions en étaient les suivantes :
- 1° Les remblais exécutés en une seule couche tassent beaucoup plus que ceux qui sont montés par couches horizontales de 0,40 w à 0,20 m ; ’
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- 2° Les coefficients de tassement sont indépendants de la hauteur -des remblais et varient seulement avec leur nature ;
- 3° Le coefficient augmente avec la diminution de densité des, matériaux ;
- 4° Les remblais foisonnent deux fois par an au moment des pluies, au printemps et en automne. '
- 1861. — Les caractéristiques de cette année sont l’apparition du procédé Bessemer et des notes sur les chemins de fer économiques. Dans les séances du 18 janvier et du 1er février, on s’occupa d’abord du soudage des rails et, dans la dernière, M. Chobr-zinski lut la traduction de la note de M. Bessemer, adressée à la Société des Ingénieurs Civils anglais, sur son nouveau procédé de fabrication de l’acier qui pourrait ultérieurement être employé à la fabrication des rails. Il y a là un événement mémorable dans l’histoire des chemins de fer.
- Le 3 mai, M. Sieber donna lecture d’un mémoire sur les causes des ruptures des plateaux mobiles pour plaques tournantes en fonte. Il fit remarquer que les premières construites furent posées sur béton, ce qui constituait une sorte d’enclume pour lesdites plaques. On remplaça le béton par le ballast sans qu’il en résultât" une grande amélioration. On imagina ensuite de continuer sans interruption le rail des grandes voies sans grand profit et le résultat en fut obtenu par une bonne disposition des membrures, c’est-à-dire en maintenant les bras du croisillon central dans la direction d’un rayon et en le prolongeant de manière à le faire aboutir jusqu’à la couronne de roulement.
- Dans la séance du 5 juillet, M. Molinos présentait, en son nom et au nom de M. Pronnier, un mémoire sur la construction des chemins de fer économiques, empruntant les accotements des routes ordinaires.
- Dans la séance suivante, M. Yuigner adressa à la Société une note de M. de Blonay sur le même sujet, note intitulée le système des chemins de fer vicinaux du Bas-Rhin, et la discussion de cette question des chemins de fer économiques prit la plus grande partie des séances du 3 août, 6 septembre, 4 et 18 octobre. De nombreux membres prirent la parole et la question fut envisagée' à différents points de vue.
- 1862. — Dans le cours de cette année eut lieu une discussion fort intéressante d’un travail de M. Ghavès, sur les machines à élever, l’eau dans l’exploitation des chemins de fer. Les machines ^expé-,
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- rîmentées comprenaient des pompes à bras et des pompes à Tapeur. Les premières se subdivisaient en pompes à balancier d'il genre à incendie et en pompes à volant et à manivelles. Celles à vapeur, en machines fixes et machines locomobiles. Cette étude très complète, imprimée en entier, a été l’objet de savantes discussions dans les séances des 4, 25 avril et 20 juin.
- Le 8 août, M. Mazilier fit une communication sur son système de voies éclisses-tables entièrement en fer, se composant d’un rail ou pièce à surface de roulement, et de deux éclisses serrées contre le rail et munies d’une table à leur partie supérieure. C’est par l’intermédiaire de ces tables que le système porte directement sur le ballast, la table intérieure étant abaissée pour laisser passer librement le boudin des roues. L’écartement des fils des rails est maintenu par des entretoises en fer à T. Le mémoire fut imprimé en 1863.
- Dans cette même séance, M. Arson présenta à la Société un échantillon de fonte rapporté d’Angleterre, provenant d’un changement de voie tout en fonte moulée, dont la paroi fatiguée est obtenue par un moulage en coquille et le reste de l’appareil par un moulage en sable.
- Nous voyons apparaître pour la première fois, cette année, l’essai pratique du procédé Bessemer à la fabrication des rails, dans la lecture de l’analyse d’un mémoire de M. John Brown de Sheffield, sur la fabrication des rails en acier et des plaques de blindage, et la discussion qui s’ensuivit à la Société des Ingénieurs mécaniciens de Londres.
- Après avoir rappelé qu’on avait essayé primitivement de durcir la surface de roulement au moyen de mises en acier et que les résultats avaient été peu satisfaisants, l’auteur de la note dit que des échantillons de rails en acier Bessemer avaient été soumis à la Société des Ingénieurs mécaniciens. On avait obtenu par un martelage et un laminage consécutif des rails 5,500 m de longueur, pesant 41,5 kg le mètre courant. Ils valaient alors 470 f la, tonne en Angleterre et environ 600 f sur le Continent.
- Le 3 octobre, M. Richoux parla de quelques modifications apportées au système de la voie Barberot et d’un nouveau plateau en fonte du même Ingénieur ; mais il est à remarquer que l’application du rail Yignole tendait déjà à se répandre à cette époque, ce qui nuisit à l’extension du système Barberot, malgré certains résultats favorables ; aussi, passerons-nous sur la discussion qui eut lieu sur ce système dans la séance suivante.
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- Le 5 décembre, M. Schwaeblé présenta à la Société la brochure 4e M. de Lapparent relative à la conservation Ru bois au moyen «du flambage avec un jet de gaz enflammé et à l’application de ce procédé à la conservation des traverses. Une discussion à laquelle MM. Riclioux et Burel prennent part, discussion fort intéressante, fut la suite de cette communication. On y démontra que la superficie de la traverse seule est ainsi préservée, mais que lës -causes de corruption sont emprisonnées à l’intérieur.
- 1863. — La caractéristique de cette année est l’application de l’acier Bessemer à l’industrie des chemins de fer. C’est ainsi que, dès la séance du 23 janvier, M. Nozo parla des rails, contre-aiguilles, pattes de lièvre, pointes de croisements en acier coulé et en acier Bessemer, adoptés par la Compagnie du Nord. Ce travail fut suivi de longues discussions dans les séances du 20 février, -6 et 20 mars, discussions auxquelles prirent part MM. Steger, Petiet, Limet, Tresca, Faure, Forquenot, Gal Morin, Ch. Bélanger, Brüll, Duroy de Bruignac, etc.
- On chercha même à envelopper de toutes parts un rail en fer avec de l’acier fondu (procédé Yerdier, séance du 40 avril) ou bien encore à21 en opérer le durcissement par la compression (procédé Sieber, séance du 8 mai), note analysée par M. Goschler (b juin) et objet d’une note complémentaire de M. Sieber (séance du 20 novembre).
- Le 24 avril, M. Faliès présenta deux spécimens de traverses en tôle du système Faliès et Chollet, substituant simplement le fer .au bois, en conservant le même mode d’attache et se composant d’un fer laminé en forme d’auge renversée. Une discussion eut lieu entre l’auteur et MM. Petiet, Nozo, Faure.
- Dans sa séance du 22 mai, M. Molinos décrivit le chemin de fer de Lyon à la Croix-Rousse et, au point de vue de la superstructure, indiqua les artifices auxquels on avait dû avoir recours pour donner à la voie la stabibilité exceptionnelle rendue nécessaire par suite de l’action des freins sur des pentes atteignant 0,1605 m par mètre. La voie fut établie en rails Vignole sur lon-grines, et comme le système de freins interdisait Remploi des • é.clisses, on maintint les rails avec précision dans le prolongement les uns des autres, au moyen de plaques rivées à l’extrémité inférieure du patin. Les longrines étaient boulonnées avec les traverses qui supportaient un appareil funiculaire.
- Le 5 juin, M. Desbrière lut un mémoire sur la bague en fonte
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- de son invention destinée à répartir et assurer la pression (ies crampons sur lè patin des rails Vignole.
- M. Ghavès a fourni également dans le courant de cette année un second mémoire très documenté sur les machines à vapeur destinées à élever l’eau clans les chemins de fer.
- . 1864. —Dans le courant de cette année on s’est surtout occupé de la fabrication des rails au point de vue de leur usure, cpii devenait considérable par suite de l’accroissement du trafic, de l’augmentation de la vitesse des trains et du poids des véhicules.
- C’est ainsi que dans sa séance du 23 janvier, M. Alquié adonné lecture d’un très important mémoire deM. E. Flachat, imprimé in extenso dans le Bulletin, mémoire dans lequel cet illustre Ingénieur établit que l’usure des rails se compose surtout d’exfoliations résultant du manque d’homogénéité de la matière. Il conclut que les rails n’étaient ni assez larges ni assez hauts et que la qualité du fer employé était trop médiocre. Il expliqua les raisons qui avaient fait renoncer au système Barlow : à cause de l’étirage, la qualité du fer me se prêtait pas à l’homogénéité de toute sa section ; de plus, la voie était instable par suite de la difficulté qu’éprouvaient les eaux à s’écouler. Il conclut que le rail Vignole était plus avantageux que le rail à double champignon, et que le métal Bessemer ouvrait une ère nouvelle pour la fabrication des rails de chemins de fer.
- Une longue discussion s’engagea à cet égard le 17 juin et on insista beaucoup sur les essais faits' aux rampes d’Étampes et de Commercy; MM. Alquié, Sévène, Vuigner, Forquenot, Flachat, Ledru, etc., y prirent part. Elle se prolongea dans les séances du 1er juillet, 5 août, puis enfin M. Sieber publia un mémoire sur des recherches pour prolonger dans les conditions d’alors, la durée de la voie, en modifiant la fabrication des rails. On admettait qu’une vitesse de 70 km, à l’heure était fatigante pour le matériel et pour les voyageurs, et sa conclusion était que la fabrication devait être dirigée de façon à n’avoir que du fer à grains, le Bessemer de qualité convenable étant alors d’un prix trop élevé.
- Le 15 avril, M. Goschler présenta l’analyse d’un mémoire de M. Rubin sur la fabrication et la réception des rails. M. Rubin préconisait le rail Vignole et indiquait le mode dont devaient être composés les paquets.
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- Dans la même séance, M. Richoux déposait des modèles et des fragments de croisements en fonte Gruson, cités précédemment et dont le prix était de 0,45 f à 0,50/le kilogr. au lieu de 1,30 f quand il s’agissait de l’acier fondu.
- Enfin, la même année apparut le système Fell pour chemins de fer de montagnes, qui, comme superstructure, exigeait l’addi-, tion d’un troisième rail, et un rapport très substantiel deM.Brüll sur le chemin de fer du Nord de l’Espagne.
- 1865. — Cette année fut beaucoup plus pauvre en communications relatives au sujet qui nous occupe; le percement du mont Cenis préoccupait surtout à cette époque. M. Love donna l’analyse du remarquable traité de M. Goschler sur l’entretien et l’exploitation des chemins de fer et M. Desgranges sur celle du Semmering.
- M. Chavès, dans la séance du 18 août, indiqua une méthode pour raccorder les voies droites aux voies courbes, en tenant compte du dévers que l’on doit donner aux dernières pour contrebalancer les effets de la force centrifuge. Enfin, dans la séance du 1er décembre, M. Alquié présenta une étude sur les ruptures des manivelles des grues de manœuvres et le moyen de les prévenir.
- 1866. — Dans la séance du 19 janvier, il a été présenté un projet de double rebroussement triangulaire de tronçons curvilignes, permettant au mécanicien de faire faire, à la locomotive deux rotations de 90°, de manière à la retourner bout pour bout sans plaque tournante. La discussion prouva que cette disposition n’était pas nouvelle et qu’elle serait onéreuse pour les Compagnies, sauf dans les pays neufs où le terrain a peu de valeur.
- Le 20 avril, la Société prit connaissance d’un mémoire des plus intéressants de M. Morandiere sur l’exploitation et le materiel des chemins de fer en Angleterre. Au point de vue qui nous regarde spécialement, on y trouve des dispositions générales des gares à voyageurs et des gares à marchandises; et parmi les premières celles de Ahctoria Station, de Charing Cross et de Waterloo Station à Londres; puis parmi les secondes celles du Great Western et du Great Northern, également de Londres. On voit l’apparition des accumulateurs de force d’Armstrong, des dispositions de quais des plus intéressantes et, enfin, l’installation de sémaphores et de guérites élevées pour leur manœuvre et celle des aiguilles.
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- M. Gosehler donna ensuite lecture de l’analyse d’un ouvrage de M. de Weber, directeur du Chemin de fer de l’État Saxon, sur l’application du télégraphe et des signaux de chemins de fer. Cette analyse démontre quelle confusion existait à cette époque entre les signaux des différentes nations et la partie historique en est des plus intéressantes. On voit, par exemple, que les disques furent inventés en 1836, puis l’usage de la télégraphie électrique en 1841 ; ensuite règne une sorte de confusion générale. L’auteur concluait en prescrivant :
- 1° L’annonce des trains par cloches électriques ;
- 2° Les signaux des gardes ;
- 3° Les signaux des stations;
- 4° Les signaux des changements de voie dans les stations aux embranchements et traversées ;
- 5° Les signaux du personnel des trains;
- 6° Les signaux de trains ;
- 7° Les signaux de machines ;
- 8° Les signaux de stations pour le public.
- 1867. — L’étude des signaux a contribué à alimenter les séances de cette année. C’est ainsi que la Société a renvoyé à l’un de ses membres une étude de M. Brame sur tous les signaux existant en France ; dans sa séance du 1er mars,M. E. Flachat donna la description des signaux installés sur le Chemin de fer de l’Ouest par M. Régnault, et notamment celle du double signal lumineux obtenu au moyen d’une seule flamme et de deux miroirs paraboliques.
- Dans la séance du 5 avril, M. Nordling présenta une note sur le raccordement parabolique des courbes de chemins de fer, et il fit remarquer que ce problème est analogue à celui du raccord des déclivités. Il rappela le remarquable travail antérieur de M. Chavès et donna des équations qui permettent de tracer des courbes osculatrices en tenant compte du dévers ; il y joignit le tableau des instructions données pour la pose de la voie sur les lignes de Commentry à Gannat et de Fournoux à Aubusson,
- Dans la séance du 20 septembre, M. Debauge établit, au sujet du chemin de fer de Vitré à Fougères, les conditions économiques dans lesquelles devaient être tracés les chemins de fer du deuxième et du troisième réseau.
- Le 12 novembre, M. Henri Mathieu lit une note sur Facier Martin appliqué par M. Verdié à la fabrication de grosses pièces
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- • d’acier, et entre autres à la fabrication des rails qui donnaient d’excellents résultats aux essais et allaient entrer en concurrence avec les rails Bessemer.
- Enfin, M. Sambon présenta un mémoire sur les voies métalliques à l’Exposition de 1867.
- Il les divise en trois classes : .
- 1° Les voies à traverses métalliques.
- Celles qui étaient exposées étaient du système Vautherin de la fabrication Menans et Cie, fers Zorès élargis et bien bourrés de ballast. L’attache du rail Vignole s’y faisait au moyen de crampons ou taquets introduits dans des mortaises pratiquées
- dans les traverses de chaque côté du patin du rail et dont l’un est serré par une clavette. On les essayait alors en France, en Suisse, en Belgique, en Hollande, en Espagne et en Égypte. Il signale, en outre, dans cette même catégorie, les traverses du système Legrand et Salkin et celles des ateliers de Marcinelle et Couillet;
- 2° Système mixte représenté par le type GrifEm composé de segments de cylindres en fonte fermés aux deux extrémités et se raccordant à leur base avec un rebord coudé destiné à augmenter la surface d’appui sur le ballast. Le rail à double champignon est serré et comme suspendu par son champignon supérieur par l’intermédiaire de coins en fer ou en bois ;
- 3° Les longrines métalliques du système Hartwich composées
- • d’un rail Vignole à large patin reposant sur de gros graviers tassés
- • dans des rigoles et réunis par des entretoises.
- 1868. — L’année 1868 a été particulièrement fertile en travaux
- • concernant le sujet qui nous occupe.
- Dans une très remarquable note publiée le premier trimestre (séance du 21 mars), M. Richard pose les conditions qui, à son avis, doivent régir dans l’avenir les chemins de fer d’intérêt local, chemins répondant à des besoins sérieux, mais qui ne pourront jamais être construits par les grandes Compagnies. M. Richard voulait conserver la voie normale et ses chemins coûtaient encore de 100 000 à 110000 f le kilomètre. C’est, en somme,
- ce qu’on a appelé, pendant quelques années la voie large •économique établie à voie de 1,50 m avec rails de 25 kg le mètre
- courant.
- Ces conclusions ont, d’alleurs, été critiquées par MM. Flachat, Nordling, Courras, Molinos, qui trouvaient que la ligne citée de 150 km avec 10 000 /'de recette kilométrique, n’est pas un exem-
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- pie topique cle chemin de fer vicinal et que le transbordement n’a pas les inconvénients pratiques qu’on lui attribue en général. ;
- Dans ce même Bulletin, nous trouvons une note fort intéres- : santé de MM. Molinos et Pronnier sur le chemin de fer industriel installé sur les accotements de route pour desservir la sucrerie de Tavaux-Ponsérécourt. La largeur de: la voie était de 1 m entre rails : ceux-ci étaient du poids de 13 kg le mètre courant; les courbes descendaient jusqu’à 30 m de rayon ; certaines déclivités atteignaient 92 mm par mètre. Néanmoins les auteurs conseillent,, quand c’est possible, de ne pas tomber au-dessous de 36 mm pour les rampes et de 100 m de rayon pour les courbes. Ils tirent ensuite quelques conclusions générales concernant l’installation de chemins analogues à voie d’un mètre ; ils démontrent, en particulier, l’impossibilité de rémunérer le capital de premier établissement : 60000 f à 65 000 f en moyenne, 50 000 f au minimum, au moyen des ressources fournies par le trafic seul. Il y a donc lieu de demander des participations aux intéressés : communes, départements, État. Comme précédemment, ces messieurs considèrent comme très exagérée l’objection du transbordement.
- Une troisième note sur ( la même question des chemins de fer, d’intérêt local fut publiée dans le même Bulletin par M. H. Mathieu, qui démontre l’impossibilité de construire des chemins à voie large économique pouvant vivre de leurs propres ressources et préconise franchement les voies de 1 m et même de 0,80 m si c’est nécessaire.
- M. Mathieu concluait que les chemins de fer d’intérêt local ne peuvent être entrepris par les Compagnies qu’à la condition d’obtenir des départements : *
- 1° Concession gratuite, des terrains ;
- 2° Une subvention proportionnelle à l’excédent probable des dépenses d’exploitation sur les recettes ;
- 3° La liberté, pour la Compagnie, de modifier les tarifs au-dessous d’un maximum. , \ .
- Et à l’obligation pour la Compagnie :
- 1° De fournir tout le matériel fixe et roulant ;
- 2° D’exploiter suivant les besoins du trafic ;
- 3° De partager avec le département les bénéfices au-dessus de 8 à 9 0/0 du capital engagé par elle. *
- Une quatrième note sur le même sujet qui passionnait à cette époque, fut donnée.par M. Nordling qui préconisa résolument la
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- voie de 1 m et le matériel américain à couloir. Ces chemins ne devant coûter que de SG 000 à 70000 f par kilomètre tout compris. Comme les précédents, il envisageait comme à peu près nulle l’objection du transbordement.
- Enfin, M. L. Regnard publiait une note sur les chemins de fer à petite voie dans laquelle il fournit quelques renseignements fort précieux sur le chemin de fer à voie, de 1,15 m d’Anvers à Gand, et s’appesantit particulièrement à démontrer, chiffres en mains, sur cet exemple, l’inanité de l’objection du transbordement.
- La discussion sur cette importante question des chemins de fer d’intérêt local, fut reprise dans la séance du 15 mai suivant. MM. Goschler etMeyer s’occupèrentplus spécialement de la traction.
- Puis M. Ivan Flachat donna quelques renseignements sur le chemin de fer à voie étroite établi entre Commentry et le canal du Berry, à voie de 1 m, au point de vue de la comparaison entre la voie large et la voie étroite. Mais ses conclusions ne sont pas très fermes : il paraît ne justifier la voie étroite, que pour une ligne industrielle ; il pense que la voie large est mieux indiquée quand la petite ligne se raccorde à une1 grande, accordant une importance, à notre avis, exagérée à l’inconvénient du transbordement.
- M. Richard revint à la charge en prenant la défense de la voie large économique ; il s’appuyait sur un mémoire de M. Nancy, Ingénieur en chef'des Ponts et Chaussées, qui soutenait la même thèse, à savoir qu’avec certaines précautions, on peut conserver la voie large et arriver sensiblement aux mêmes économies qu’avec la voie étroite. Ces conclusions furent, d’ailleurs, magistralement réfutées par MM. Molinos et Eugène Flachat.
- Ce dernier conclut en demandant que la discussion fût portée sur les faits encore trop ignorés qui concernent immédiatement 1’établissement et l’exploitation de la voie réduite.
- MM. Thomas et Ribail crurent pouvoir encore présenter, au sujet du transbordement, des réserves immédiatement relevées, avec chiffres à l’appui, par M. Eug. Flachat.
- M. Lejeune signala encore quelques inconvénients qui, à son avis, accompagnent l’exploitation de la voie étroite, notamment au point de vue des manutentions des marchandises.
- La discussion ne fut pas close, mais renvoyée à une séance ultérieure.
- Le 5 juin, M. Gottschalk donnait quelques renseignements sur
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- les chemins de fer norwégiens à voie étroite de 1,067 m, qui ont coûté de 48 000 à 72 600 f le kilomètre.
- M. Regnard donna lecture de la note publiée dans le Bulletin, de mai sur les chemins de fer belges à petite voie et le chemin; de fer d’Anvers à Grand.
- Une discussion de détails s’ensuivit à laquelle prirent part MM. Richard, de Longraire, Pronnier, Maldant. M. Leloup lit ensuite une note dans laquelle il cherchait à établir les prix de revient des voies ordinaires et des voies étroites. Il conclut que,, dans les cas ordinaires, la voie étroite ne présente pas d’avantages et qu’elle n’en pourrait présenter que dans des cas particuliers assez rares, notamment dans les terrains très accidentés !
- M. Love, Président, réfuta en quelques mots ces conclusions nt démontra qu’elles n’étaient pas fondées.
- Dans' la séance du 19 juin, il est donné lecture d’une note :de M,. Delongehamps sur la construction et l’exploitation des chemins de fer d’intérêt local. Il préconise les chemins de fer, dits-américains, à niveau du sol, auxquels il attribue les avantages-suivants :
- 1° Économie de frais d’établissement ;
- 2° Durée considérable avec entretien presque nul ;
- 3° Maintien de l’usage ordinaire de la route excepté au moment-du passage d’un train ;
- 4° Possibilité de la traction mécanique comme sur les chemins, de fer ordinaires.
- Dans le Bulletin du deuxième trimestre, nous trouvons un mémoire de M. Rames sur le matériel fixe à l’Exposition Universelle de 1867. L’auteur constate que ce matériel n’offre rien de marquant pour l’Ingénieur qui s’occupe spécialement de chemins de fer, ce qui ne prouve pas que ce matériel ne soit pas très en progrès. Mais l’Exposition n’a mis en lumière aucun progrès saillant qui ne fût déjà connu ou appliqué par les grandes Compagnies françaises ou étrangères. M. Ramès prend donc plutôt ce prétexte pour faire une étude très substantielle du matériel desvoies, montrant les progrès réalisés, l’état de la question à l’époque considérée, et les améliorations qu’il était permis d’espérer. Il conclut que le matériel fixe de cette époque était arrivé à un degré certes bien éloigné encore de la perfection, mais qui limitait singulièrement le champ des recherches. Les changements de voie, les-plaques tournantes, les signaux, les appareils, en général, dans les-
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- quels les constructions mécaniques jouent un rôle aussi important, au moins que, la qualité des matières n’étaient plus guère l’objet que de modifications de détails. Il n’en est pas de même, ajoute-t-il, de la voie courante qui, tout en ayant progressé, pèche encore par le défaut de consolidation et l’insuffisance de la qualité des matériaux. Le principal élément entrant dans sa composition, le rail, se détériore très promptement sur les lignes à grand trafic : Mais toute une révolution se prépare à ce point de vue par la substitution au fer du métal Bessemer (n’oublions pas que nous sommes en 1868). Et plus loin l’auteur ajoute :
- « Après l’emploi des rails en acier dans les voies courantes, la plus importante des questions à l’étude, est sans contredit celle des traverses métalliques. Ici les incertitudes sont plus grandes, le résultat est plus douteux, et une expérience prolongée pourra seule permettre de se prononcer. L’utilisation des traverses en fer sur une grande échelle est donc probablement renvoyée à une échéance éloignée, et si elle a lieu un jour, ce n’est pas, on le sait, l’activité du trafic qui devra décider de la préférence à donner au fer sur le bois, mais surtout la nature du ballast. En résumé, on peut dire que la substitution de l’acier au fer dans la. fabrication des rails est aujourd’hui une chose presque certaine; tandis que Vemploi des traverses métalliques est loin d’être une question résolue. »
- Le 3 juillet 1868, on rouvrait la discussion sur la question si brûlante d’actualité des chemins de fer d’intérêt local. M. Love, Président, lit une lettre de M. Saint-James, qui faisait le procès en règle des chemins à petite voie. M. Love ne manqua pas de réfuter les arguments et les conclusions de cette lettre.
- Dans la même séance, lecture est donnée d’un mémoire présenté à la Société des Ingénieurs Civils de Londres par M. Sand-berg, relatif à l’emploi comparé des rails ordinaires, des rails mixtes et des rails en acier Bessemer. M. Sandberg assiste lui-même à la séance et promet de donner à la Société, par lettre, tous renseignements complémentaires qui lui seraient demandés après-. lecture de son mémoire. Une discussion, plutôt métallurgique, s’engage entre ce dernier et M. Flaehat; nous ne nous y arrêterons donc pas.
- Le 17 juillet, M. Morandiere adresse une note .sur les trois chemins de fer industriels de Champs-Clauzon, Portes et Petits-Rosselle, destinés à relier des mines de charbon à de grands chemins de fer.
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- Dans la même séance, M. Nordling donne un compte, rendu statistique de.la construction de la ligne d’Arvant à Murat et de Murat à Aurillac, dans le Cantal, qui complète l’une des lignes de Bordeaux à Lyon. Le rail d’acier a été adopté partout. Le même auteur dépose également sur le bureau un compte rendu de la ligne de Montluçon à Limoges, ouverte en 1864.
- • Puis M. Burel donne lecture d’une communication sur la traction par moteurs autres que les animaux sur les routes ordinaires, en .particulier par locomotive routière. Il termine en décrivant une de ces machines due à M. Michel de Bergue.
- Une discussion sur ce sujet s’ouvre, à laquelle prennent part MM. Brüll, Gaudry, Morandiere; on-décide de la continuer pour conclure, dans une prochaine séance. '
- Dans la séance du 2 octobre, M. Tardieu présente une communication sur les systèmes de signaux employés en Angleterre pour les bifurcations et les grandes gares de chemins de fer. Le mémoire in extenso avait été publié dans le bulletin du troisième trimestre (page 467). C’est surtout un exposé complet des enclenchements Saxby et Farmer, dont l’auteur montre des photographies. Une courte discussion suit, à laquelle prennent part MM. Bail, Callon. et Dallot.
- M. Bobin, le 4 décembre, présente une note sur un nouveau système d’éclissage des voies ferrées, dû à M. Tudor, de Boston.
- M. Love, Président, y ajoute quelques considérations sur le boulon d?éclisse, système Lucas et annonce qu’il va faire les essais comparatifs des deux systèmes.
- Le même jour, M. Richard expose la méthode, devenue depuis classique, de M. Michel pour l’évaluation du trafic probable des chemins de fer d’intérêt local, méthode basée, comme on sait, sur la densité de la population desservie par la ligne.
- M. Love ajoute qu’un principe ne doit pas être oublié: c’est que l’on peut établir des voies ferrées partout où se trouve une population assez dense et assez commerçante, pourvu qu’on le fasse économiquement.
- 1869. — M. Cuvinot (séance du 1er janvier) fit une communication sur le changement de voie Vander Elst et Cie, lequel se compose de trois rails mobiles, dont deux sont réunis par une entre-toise à articulation, comme dans les changements de voie primitifs à rails mobiles du chemin de fer de Saint-Germain; le déplacement de ces deux rails étant rendu solidaire du troisième qui
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- appartient à la voie oblique. La discussion ne fut pas favorable à ce système.
- Dans la séance du 22 janvier, M. Robert décrivit un système de signaux à distance pouvant remplacer sur une ligne en courbe, les signaux actuellement en usage qui présentent dans ce cas, des inconvénients graves. Ce type était formé de quatre portions de surfaces hélicoïdales de même pas, de sorte qu’il y avait, suivant deux diamètres en croix, quatre ouvertures rectangulaires donnant passage aux ailes d’un autre disque mobile sur un axe, et formé de la même façon. Le premier disque fixe était peint en blanc, le second en rouge.
- Le 2 octobre, M. Tardieu donna des renseignements sur les systèmes de signaux employés en Angleterre (système Saxby et Farmer). Les points principaux de ce système consistent en ce que, dans les bifurcations, les signaux sont ordinairement à l’arrêt et ne peuvent être manœuvrés par l’aiguilleur que si la voie correspondant à chacun d’eux est libre, et cela grâce à des enclenchements particuliers. Tous les leviers de manœuvre sont réunis dans un seul bâtiment situé généralement au-dessus de la bifurcation, et lesdits leviers peuvent manœuvrer des changements de voie situés à 200 m.
- Dans la séance suivante, M. E. Flachat réclama pour la France la priorité de ce système. C’est ainsi qu’il rappelle que, primitivement, la voie était gardée par des cantonniers placés à de faibles distances et munis de drapeaux et de lanternes. Dès 1840, on plaça des disques signaux en dehors des voies; puis en 1844, les cantonniers chargés de les manœuvrer furent placés dans des cabines spéciales, et ce ne fut que trois ans plus tard que ce système fut appliqué en Angleterre. Enfin, le système de rendre la manœuvre des aiguilles dépendante de celle des signaux' fut appliqué au chemin de fer de Saint-Germain ; son inventeur fut M. Vignier, et il existait déjà depuis plusieurs années lors de l’exposition anglaise de 1862, où il figura. Les membres du jury anglais s’opposèrent à ce que la médaille d’or fut décernée à son auteur, et en 1876, on vit plusieurs brevets anglais basés sur ce principe. Dans tous les cas, le système Saxby et Farmer est inférieur au système Yignier, principalement parce que la manœuvre, des aiguilles à distance exclut la surveillance de ces aiguilles, que cette manœuvre peut être oubliée et que le peu de temps nécessaire pour les manœuvres successives du disque et de l’aiguille permet de créer un état de choses susceptible de compro-
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- mettre, à coup sûr, les agents du service de la traction pour couvrir leur propre responsabilité en cas d’accident tenant à leur négligence ou à leur oubli; objections auxquelles répondit M. Tardieu dans la séance suivante.
- Le 6 août, M. Nordling revint sur la discussion de l’année précédente, relative aux chemins de fer économiques et exposa son projet d’une voie ferrée de 1 m destinée à relier la ville de Saint-Pourçain à la station de la Varenne-sur-Allier ; le 17 septembre, M. Chauveau des Roches ajouta quelques nouveaux renseignements à la communication de M. Nordling, et M. Moran-diere présenta au nom de M. Bontemps une note sur les chemins de fer départementaux ou d’intérêt local ; dans un mémoire spécial, il s’étendit sur un système à rail central du à MM. Saint-Pierre et Goudal et sur un autre système dû à M. Larmanjat.
- Enfin M. Robin décrivit, le 4 décembre, le mode d’éclissage de M. Tudor, Ingénieur à Boston, qui se compose de deux éclisses ne différant du type ordinaire que par l’addition d’une rainure longitudinale, venue au laminoir et placée suivant l’axe, sur le côté convexe de l’éclisse. Le boulon qui réunit les éclisses reçoit deux écrous conjugués à tête carrée qui, au serrage, s’engagent exactement dans les rainures des éclisses, ce qui les empêche de tourner. Une clé permet de les serrer aussi énergiquement qu’on le désire. Le coût est le même que celui de l’éclissage ordinaire.
- 1870. — Pendant l’année néfaste, et seulement au commencement, la Société s’occupa des chemins de fer d’intérêt local. Pendant sept séances, du 21 janvier au 1er juillet. Cette question fut longuement discutée. Tour à tour, MM. J.-J. Meyer, Moran-diere et Dagail prirent la parole. On discuta le système Larmanjat (18 février), M. L. Richard fit l’analyse du livre de M. Level (1er avril), M. Morandiere présenta un projet de loi modifiant celle du 12 juillet 1865 concernant les chemins de fer d’intérêt local, projet qui fut discuté dans les séances des 20 mai et 3 juin.
- 1871. —Nous ne trouvons cette année que des discussions et des projets sur les chemins de fer à voie étroite et d’intérêt local, et un travail sur le chemin à crémaillère du Rigi. La voie de ce dernier se compose de deux éléments : la voie proprement dite et la crémaillère. La voie a l’écartement ordinaire, les rails sont dutype Yignole du poids de 16,5 kg le mètre linéaire, fixés par des crampons sur des traverses espacées de 0,75 m. Deux Ion-
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- grines latérales reliées par des tire-fond forment un grillage bien enraciné dans le sol. On a, en plus, établi des massifs en pierre de taille enterrés de 1,50 m, pour empêcher le glissement des traverses. La crémaillère se compose de deux fers laminés et les dents sont ajustées entre les deux. Les courbes de la voie sont d’un rayon uniforme de 180 m. Les changements de voie sont composés de portions de voie mobiles sur des galets très analogues au plaques tournantes ordinaires. Ces voies mobiles ont 12 à 15 m de longueur, c’est-à-dire sont suffisantes pour recevoir un train.
- Le 1er septembre, M. Nordling écrivit une lettre relative à un chemin de fer à voie de 1,11 m, qui suscita une discussion entre M. Dallot et M. Yuillemin, le premier de ces Ingénieurs préconisant les chemins à voie étroite.
- 1872. — Cette année a été relativement pauvre en communications originales sur les chemins de fer. On y voit le compte rendu d’ouvrages anglais relatifs aux grands bacs servant à transporter des wagons, des notes sur le chauffage des gares (M. d’Hamelincourt) sur les chemins de fer nécessaires (M. Goschler) et enfin une note de M. Morandiere sur le système Larmenjat et les expériences faites > sur quelques centaines de mètres de cette voie placée dans les allées peu fréquentées et peu inclinées du Trocadéro. On y faisait circuler trois voitures et une machine; pour éviter la saillie çlu rail, M. Larmenjat avait composé une sorte d’ornière formée de deux rails Vignole montés sur une petite traverse et dont les patins se touchaient. La dépense, déjà plus grande que celle d’un petit chemin de fer pour un rail unique, est par cela même devenue encore plus considérable. Ces expériences ont toutefois fait entrevoir la possibilité de remorquer des véhicules sur une chaussée de route avec une machine à vapeur. Une discussion eut lieu sur les inconvénients de ce système, discussion à laquelle prirent part MM. Dupuy, de Brui-gnac, et Péligot.
- 1873. — La dominante de cette année est la discussion d’un chemin de fer dans Paris (Métropolitain) ; la Société consacra près de six séances à la discussion de la possibilité de son établissement. Dans sa séance du 7 mars, M. Letellier donna connaissance d’un projet de réseau de chemin de fer, commencé en 1863 et remis au préfet de la Seine en 1872. Ce projet comportait la construction de 58 km ainsi distribués :
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- 1° Du pont de Neuilly à la Bastille, par les Ghamps-Élysées et les boulevards extérieurs ;
- 2° Des Ghamps-Élysées à la Bastille, par la rue de Rivoli ;
- 3° De la station de l’Ouest-ceinture à celle de la Chapelle-Saint-Denis par les Halles, le boulevard de Sébastopol et la gare de l’Est ;
- 4° De l’École militaire à la gare de l’Est, par l’Arc de l’Étoile, les boulevards extérieurs et la gare du Nord ;
- 4° bis De l’École militaire à la Bastille, par les gares de Montparnasse, d’Orléans, de Lyon et de Vincennes ;
- - 5° Du nouvel Opéra au chemin de fer de l’Ouest (R. D.).
- Subsidiairement quelques petites lignes de raccordement.
- Ce projet fut discuté dans les séances des 21 mars et 4 avril, et MM. Dupuv, Molinos, Vauthier, Richard, Bergeron, Durov de Bruignac prirent part à cette discussion.
- Le 18 avril, M. Maldant présenta un projette chemin de grande ceinture passant par Pontoise, Stains, Boissy-Saint-Léger, 'Villeneuve-Saint-Georges, Palaiseau, Versailles et rejoignant Pontoise par Poissy. Ce projet fut suivi d’une discussion dans la séance suivante et MM. Desprès, Courras et Morandiere y prirent part.
- Le 22. août, M. Caillé lut une note très intéressante sur l’élasticité des voies de fer et sur les relations qui devaient exister entre l’espacement des traverses et le poids des rails. Voici les conclusions de l’auteur; conclusions basées sur une longue étude r
- 1° Aucun type de voie ne peut être doué pratiquement d’une régularité absolue ;
- 2° La stabilité des voies ne peut être réalisée par leur immobilité sans compromettre leur durée ;
- 3° Les voies ne seront économiques que lorsqu’elles seront formées de matériaux durables et pourront fonctionner normalement dans des conditions élastiques ;
- 4° A ce dernier point de vue, la mobilité du ballast quelles que soient sa pureté et son homogénéité, ne fournit dans les voies actuelles qu’un moyen irrégulier et insuffisant pour développer leur élasticité ; '
- 3° D’ailleurs l’élasticité de ces voies n’existe pas aux joints et ne peut être conservée partout ailleurs qu’à la condition irréalisable du maintien de la solidité de leurs assemblages;
- 6° Enfin, suivant l’auteur, le problème ne peut être résolu qu’à-l’aide d’un appareil entièrement métallique, à la fois flexible et résistant, dont la flexibilité soit uniforme aux joints
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- comme au milieu des rails; dont la stabilité en quelque sorte absolue, se concilie avec la mobilité et dont l’élasticité propre, indépendante du ballast, assure la conservation.
- 1874. — La fabrication des rails en acier et la discussion des chemins de fer économiques, ainsi que celle du métropolitain, constituèrent une grande partie des travaux de la. Société pendant le cours de l’année 1874.
- Nous remarquons entre autres dans une note de M. Gornuault (6 février) que si l’on transformait en rails toute la quantité d’acier dont la production était alors possible en Allemagne, elle fournirait 400 000 t de rails environ correspondant à 5 000 km de chemins de fer à une seule voie. Les trains de laminoirs à rails pouvaient fournir de 250 à 400 rails par poste.
- M. Euverte fît ensuite une très importante communication sur la présence du phosphore dans les aciers et sur le parti qu’on pouvait tirer pour la refonte, des vieux rails en fer phosphoreux. Il suffit d’éliminer la plus grande proportion possible du carbone de façon qu’il n’en reste qu’un millième et demi pour obtenir un bon acier avec une proportion de trois millièmes de phosphore. Cette discussion toute métallurgique fut reprise dans les séances des 6 mars, 7 août et 4 septembre.
- Dans la séance du 6 février, M. Letellier donna de nombreux détails sur le métropolitain souterrain dont il avait dressé les projets et sur ses avantages au point de vue des achats du terrain qui se bornaient à celui du tréfonds, que l’on pouvait acquérir à raison de 1 fie mètre carré; il s’efforça de combattre toutes les objections qui étaient faites à ce système au point de vue de l’aérage, de la ventilation, de l’obligation pour les voyageurs de monter ou de descendre pour gagner les stations ou les quitter. On trouve dans les comptes rendus de cette année le mémoire complet de M. Letellier et un autre contenant des observations rédigées par M. Alphonse Desprès, lequel fut suivi en 1875 d’une lettre de réfutation de M. Letellier.
- Le très remarquable rapport de M., Malézieux sur les travaux publics en Amérique fut l’objet de longues analyses qui remplirent presque complètement de nombreuses séances. On s’occupa spécialement des chemins de fer dans celles des 24 avril et 17 juillet. Relativement à la voie et à la superstructure, on constate que les courbes, même sur les lignes principales, descendent fréquemment aux abords des stations à 125 et même 150 m de rayon. Les
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- pentes ne dépassent pas généralement 11 mm par mètre bien, qu’on en trouve par exception de 24 et de 27 mm.
- Les grands remblais sont souvent remplacés par des estacades-en charpente; la largeur des voies varie de 1,436 ma 1,830m. Le ballast, à peu près inconnu, est remplacé par un grand rapprochement des traverses, 0,60 m est un maximum. Le rail Yignole est presque universellement employé et les changements de voie sont du système Worton dans lequel le train qui passe sur la voie déviée passe au-dessus de l’autre voie.
- Le 2 octobre, M. A. Mallet présenta sa communication sur les chemins de fer en pays de montagnes en rappelant tout d’abord sa communication sur le chemin du Rigi (1871) et fit connaître les résultats obtenus. Ce chemin a donné une satisfaction complète à tous les points de vue ; il entretint ensuite la Société d’un système inventé par M. Wetli dans lequel la crémaillère ordinaire est remplacée par une crémaillère à dents obliques, formée par des rails en Y de telle sorte que le tambour installé sur la locomotive devient une roue hélicoïdale. Une discussion à laquelle prirent part M. Morandiere et M. de Mastaing suivit cette communication.
- Le 6 novembre, M. Morandiere fit une communication sur les chemins économiques et présenta un ensemble de renseignements sur plusieurs chemins de fer secondaires existants. Il les divise en deux groupes, chemins à voie normale, chemins à voie réduite. Les premiers sont destinés à n’admettre que des-charges de 7 à 9 t par essieu de machine ou de wagon. Les seconds ont une largeur de voie qui varie de 0,45 m (arsenal de Chatam) à 1,067 m (Norwège et Russie), des poids de rails de 12 à 31 kg le mètre et des espacements de traverses de 0,98 m à 0,76 m. Les rayons des courbes descendent jusqu’à 25 m et la vitesse des trains varie de 10 à 40 km.
- 1875. — M. Banderali, en rendant compte dans la séance du 6 août de son voyage en Angleterre, a entretenu la Société, entre autres sujets, du métropolitain de Londres et de quelques gares très importantes telles que celles du Midland, de Yictoria, de Gannon Street et deBroad Street, qui sont à deux étages et dont les wagons sont descendus par des appareils hydrauliques.. Il entretint aussi la Société du chemin de fer à voie étroite de Festiniog, dont la voie est de 0,60 m et les courbes de 44 m de rayon minimum; les. rampes atteignent 12 à 15 mm.
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- Les trains composés quelquefois de 120 wagonnets, sont de 100 t et marchent avec une vitesse de 45 km à l’heure ; il a 24 km de longueur. En résumé il transporte par an, 140000 voyageurs et 160000 t de marchandises avec un parcours moyen de 20 km.
- Dans la séance suivante, M. Chabrier compléta ces renseignements par d’autres spéciaux à l’exploitation tels que : les quais hauts dans les gares, facilitant les transbordements, l’absence des plaques tournantes à l’entrée de ces mêmes gares ; il insista sur les facilités données aux voyageurs et sur la manœuvre des appareils Saxby-Farmer par un homme placé dans une passerelle à l’abri des trains, l’usage des appareils Armstrong, etc.
- Le 5 novembre, M. de Cœne fit une longue communication sur la construction et l’exploitation des gares à marchandises en Angleterre, appelait l’attention des Ingénieurs sur des questions à la fois législatives, commerciales, industrielles et techniques. Ce mémoire très substantiel a été l’objet d’une discussion des plus intéressantes et à laquelle ont pris part MM. Marché , Brüll., Vidart, Regnard, Dallot, Morandiere et Fichet. s
- Le 19 novembre, la Société reçut de M. Morandiere deux dessins relatifs à la manœuvre des aiguilles de chemin de fer. L’un donnait les appareils d’enclenchement du système Yignier, l’autre les appareils de manœuvre à distance avec une disposition d’enclenchement due à M. Bouissou.
- 1870. — Les études sur les chemins de fer secondaires, leBesse-mer et le Block-system, se partagent les séances de l’année 1876... C’est ainsi que MM. Dumont et Joyant donnèrent des détails sur les chemins à voie étroite de Lausanne à Echallens et de Turin à Rivoli ; leur but était d’apporter un document de plus à l’étude des chemins à voie étroite, en démontrant qu’un certain nombre de ceux-ci ont complètement réussi. Leur mémoire fut publié in extenso dans le Bulletin.
- M. Goschler, dans la séance du 4 février, donna connaissance de l’exposé des motifs d’un texte de projet de loi par lequel le Gouvernement autrichien proposait aux Chambres législatives la construction, aux frais de l’État, de 530 km de chemins de fer, dont 194 avec une largeur de 1 m. Les derniers avec pente maxima de 25 mm et rayons minima de courbe de 80 m, ne devaient coûter que 112000 à 150000 / le kilomètre, tandis que ceux à voie normale revenaient à 200 000 et 225 000 f.
- Dans la séance du 18 février, M. Morandiere écrivit une lettre
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- dans laquelle il indiqua que le chemin cle fer Decauville établi a Petit-Bourg était construit entièrement en fer avec rails de 4,5 kg le mètre linéaire, coûtant 4,75 f le mètre, pouvant supporter des wagons chargés de 4 à 500 kg, chaque véhicule coûtant 30 f.
- La Société s’occupa ensuite, dans les séances des 16 juin, 21 juillet, 4 août et 17 novembre, de différentes questions de métallurgie sur la fabrication des aciers et nous n’avons à y noter relativement aux rails que ceci : c’est que les efforts de la machine pour opérer le poinçonnage des éclisses pouvaient donner en quelque sorte la résistance du rail (procédé Smith) au moyen de tables établies expérimentalement ; suivant les auteurs, ce procédé employé spécialement à l’usine Barlow, donne la résistance de chaque rail isolément. lia été signalé par M. Marché etM. Périssé.
- Nous trouvons enfin, à la date du 20 octobre, deux communications très importantes de M. H. Mathieu, l’une sur les voies à triage en Angleterre, et l’autre sur le block-system. Dans sa première note, après avoir établi la nécessité des gares de triage, M. Mathieu fait la critique des gares en éventail et donne des détails sur les grils qui les ont remplacées en Angleterre. Ceux-ci sont divisés en quatre groupes formés de voies parallèles disposées en parallélogrammes ; le 1er, le 2e et le 4e groupes ont les voies disposées suivant la grande diagonale et se raccordent par des courbes avec les côtés, le 3e suivant un des côtés. Le 1er reçoit tous les trains qui doivent être décomposés ; le 2e a une voie correspondant à toutes les voies du réseau (groupe de direction) ; sur le 3e on les place par ordre de succession de stations et enfin, dans le 4e, on les fait passer par ordre de succession de stations. Ainsi qu’on le voit, un wagon ne revient jamais en arrière. La manoeuvre se fait soit par gravitation, c’est-à-dire avec des pentes qui facilitent l’arrivée des wagons dans les groupes et leur départ, soit par des chevaux.
- " Dans sa note sur le block-system, M. Mathieu pose en principe qu’il consiste à substituer la distance aux temps dans la succession des trains qui marchent dans le même sens. C’était ainsi que sur le chemin du Midi : -
- 1° Aucun train.ne doit partir d’une gare, ou la dépasser avant qu’il se soit écoulé depuis le départ ou le passage du train précédent un intervalle de .dix minutes ;
- 2° Cet intervalle peut être réduit à 5 minutes :
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- a) Lorsque le premier train a une marche plus rapide que le deuxième ;
- b) Lorsque la distance à parcourir sur la même voie par les trains qui se suivent n’excède pas 2 km ;
- 3° On peut encore réuire cet intervalle à 3 minutes, quand deux trains qui se succèdent, à une gare d’embranchement, doivent, à moins d’un kilomètre de cette gare, suivre chacun une direction différente.
- Par suite de la difficulté de faire observer ces présentions par les cantonniers, sur les voies très fréquentées, on a divisé les lignes en portions de 5 à 10 km et on s’astreint à n’admettre dans chacune de ces sections qu’un seul train à la fois.
- L’auteur du mémoire ajoute que les Compagnies ont résisté tant qu’elles ont pu à l’obligation qu’on voulait leur imposer ; il a fallu la menace d’une loi pour les y obliger. Leur grande raison était l’augmentation de dépenses. En effet, sur le London and North Western C°, sur 1280 km dont se composait le réseau, la main-d’œuvre avait été portée, par l’adoption du block-system, de900/‘ à 1 362,50 f par kilomètre et le nombre d’agents de 840 à 1 250 en totalité. En plus, la vitesse des trains était diminuée de 80 à 64 km à l’heure. On craignait en outre que les indications fournies par l’électricité ne fussent entachées d’irrégularités.
- En Angleterre, les stations sont protégées par un signal de distance et d’avertissement placé à 600 ou 800 m et par un signal d’arrêt obligatoire à 200 m. M. Lartigue présenta des dispositions sur l’emploi du block-system en France (système Régnault sur l’Ouest, système Lartigue et Tesse au Nord) qui remédient à. une partie des inconvénients signalés en Angleterre et n’exigent guère qu’une augmentation de 100 f par kilomètre tout en permettant d’augmenter le nombre de trains.
- 1877. — On peut remarquer les progrès de la fabrication de l’acier Bessemer. Le 16 mars, M. Regnard indiquait qu’il s’était passé en Europe des marchés à raison de 170 /'la tonne.
- , Dans cette même séance, M. Molinos donnait l’analyse d’un ouvrage sur le chemin de fer de Galata à Péra, construit par M. Ga-vaud. Ce chemin de’fer de 606,60m présentait une pente moyenne de 0,10 m par mètre. Il a été adopté pour la voie un profil ên long parabolique afin de pouvoir pénétrer avec la plus grande épaisseur de terre possible sous des maisons à 4 étages en pisé,
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- ce qui parait avoir quelques inconvénients relativement aux freins à la descente.
- Dans un remarquable rapport de M. Gottschalk, couronné par la Société, sur l’exploitation du Semmering, on trouve des chiffres intéressants sur la durée des rails et d’autres sujets qui sortent de notre cadre.
- Le 3 août, M. Gaudry a présenté un mémoire très substantiel sur les railways de la Grande-Bretagne et la manière dont ils sont exploités ; nous n’insisterons par pour les mêmes motifs que ci-dessus.
- Enfin, le 2 février, M. Lartigue donna une très intéressante communication sur les électro-sémaphores auxquels il a appliqué un commutateur à mercure. Le programme qu’il s’était proposé de remplir conjointement avec M. Tesse était le suivant :
- 1° Signaux à vue, s’adressant au mécanicien, solidaire des indications électriques, mais néanmoins mis et maintenus à l’état d’arrêt sans l’intervention de l’électricité, de telle sorte que celle-ci peut faire défaut sans compromettre la sécurité ; les signaux employés sont des ailes de sémaphores ;
- 2° Impossibilité pour l’agent qui a couvert un train par un signal d’arrêt à vue, d’effacer ce signal ;
- 3° Train annoncé en avant, en même temps qu’il est couvert par le signal d’origine de la section ;
- 4° Signal d’arrêt couvrant l’origine d’une section effacé directement par l’agent du poste placé à l’autre extrémité, lorsque la section est redevenue libre.
- .M. Lartigue, au moyen d’un modèle en petit, expliqua comment ces différentes conditions étaient remplies. Une longue discussion s’ensuivit à laquelle prirent part MM. Mathias, Mathieu, Mékarski.
- 1878. — Dans une communication du 5 avril sur la métallurgie aux États-Unis, M. Jordan parla delà fabrication des rails d’acier qui avait acquis dans ce pays une importance toute particulière, tant à cause du tonnage que, des perfectionnements auxquels elle était arrivée. On y fabriquait alors des rails de 9m de long pesant 250 à 300 kg. Les lingots fournissaient chacun de 2 à 4 rails et on ne faisait d’opération de Bessemer que pour cinq à huit lingots encore chauds conduits à des trains de serrage ou trains-blooming. Dans les usines de cette époque, ce train était desservi
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- par trois fours Siemens. Mais ceci rentre dans la métallurgie pure ; nous ne nous y arrêterons donc pas davantage. Nous noterons seulement que l’outillage a été décrit dans un mémoire de M. Regnard dans les séances des 18 janvier et 1er février.
- Le 21 juin, M. David, Ingénieur au chemin du Midi, donna communication de son mémoire relatif à une nouvelle disposition de voies de service pour simplifier les opérations de classement des wagons de marchandises et de diminuer les frais de manœuvres des gares.
- M. David a recherché la solution du problème en emmanchant des bouts de voie de part et d’autre, sur une longue voie servant à la formation ou à la transformation. Ces bouts de voie sont ou très courts et destinés à recevoir des wagons isolés et réunis en éventail par groupes de dix autour d’une plaque tournante, ou plus longs soudés symétriquement par des aiguilles doubles à la voie centrale et appelés à recevoir des lots de wagons ayant la même destination.
- Un atelier de classement ainsi organisé peut servir d’atelier de triage. Cet exposé donna naissance à une discussion à laquelle prirent part MM. Brüll, Mathieu et Goschler.
- Enfin, dans la séance du 22 novembre, M. Bergeron exposa un nouveau système de pose de voie, dans laquelle il se proposait de réformer l’ancien système au moyen du creusement dans la plate-forme du chemin, d’un fossé de 2,20 m de largeur et 0,60 m de profondeur, au fond et au travers duquel on poserait, de 2 m en 2 m des tuyaux de drainage. Le fossé serait rempli de deux couches de ballast de 0,30 m d’épaisseur. On y enfoncerait à la hie des traverses placées sur champ, à 2 m de distance, puis des blocs de bois de 0,60 m de longueur à 0,40 m les uns des autres, et on fixerait les rails sur le tout au moyen de tire-fond de 18 à 20 cm de longueur.
- Cette communication suscita une longue discussion, à laquelle prirent part MM. Chobrzynski, Coquerel, Gouart, Joyant, Hamon, Badois, Vauthier et Jordan.
- 1879. — Le 7 février, M. Dornès donna communication de son mémoire sur la construction d’mne ligne secondaire d’intérêt général de Vitré à Fougères (37 k) et de Fougères à Moidrey (44 k). Relativement à la superstructure, nous en extrairons les renseignements suivants.
- La voie, le ballastage, les accessoires de la voie, les bâtiments,
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- gares et stations, alimentation des machines, remises et ateliers, matériel fixe des gares, ont coûté :
- Sur Vitré-Fcugères (lre section), 35 937,51 /' le kilomètre ;
- Sur Fougères-Moidrey (2e section), 44 583,21 /'le kilomètre.
- . La voie a été construite en rails Yignole de 30 kg sur la première section, et de 35 kg sur la seconde.
- L’espacement moyen des gares est de 9 250 m sur la première section et 6 285,70 m sur la seconde.
- La proportion des voies d’évitement et de déchargement, 11,5 pour 100 pour Vitré à Fougères, et de 11 pour 100 de Fougères à Moidrey.
- Les prises d’eau sont au nombre de 5 et il y a des remises de voitures à Moidrey et à Fougères. L’atelier de réparation et le magasin général sont à Fougères, avec dépôt général des machines dans cette dernière localité, avec un petit dépôt pour deux machines à Vitré et à Moidrey.
- Le 5 décembre, M. de Goëne indiqua les causes pour lesquelles les appareils hydrauliques de chargement et de déchargement, qui sont très répandus en Angleterre, n’ont eu que peu de succès en France jusqu’à ce jour, et il donna comme motif :
- 1° Que les wagons anglais sont, pour la plupart, couverts seulement d’une bâche et que les wagons ont une trappe sur leur toit, ce qui permet au crochet de la grue d’y pénétrer ;
- 2° Qu’en Angleterre, les voies des gares sont disposées de manière à permettre le mouvement et l’évacuation de chaque wagon au fur et à mesure de son déchargement ;
- 3° Que l’usage très répandu est de recevoir les marchandises à domicile ou de les recevoir dans des magasins qui laissent les quais toujours libres.
- Toutes ces conditions ne sont pas remplies en France.
- Dans le mois de juillet, M. Lecoq publia un rapport très remarquable sur le matériel de la voie, d’après les documents recueillis par H. Mathieu, Président de la section de la Société chargée de cette étude à l’Exposition de 1878.
- Ce travail comprend les divisions suivantes :
- 1° Voie normale et accessoires (rails, traverses en bois, coussinets, boulons, tire-fond, poteaux télégraphiques, etc.) ;
- 2° Voie entièrement métallique ;
- 3° Tramway (voie) ;
- 4° Appareils de la voie ;
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- 5° Appareils de levage et de pesage ;
- 6° Petit matériel des gares ;
- 7° Usines et forges (procédés de fabrication).
- 1° Voie normale et accessoires. — Les caractéristiques sont:
- 1° La généralisation de l’emploi de l’acier ;
- 2° L’augmentation de la longueur normale des rails, portée en France à 8 m, sauf pour la Compagnie d’Orléans et celle du Midi, qui s’en sont tenues- à 3,50 m.
- Le type Yignole et à double champignon était encore discuté, mais, seul en Angleterre, le premier paraissait-être le plus en faveur.
- Relativement aux traverses, on a remarqué les essais avec les traverses Lévèque, formées d’un rondin et les traverses formées pour les voies de garage, de deux vieilles demi-traverses, celles-ci n’étant généralement endommagées qu’aux- attaches du rail.
- Les traverses en hêtre créosoté du tunnel de Saint-Pierre (ligne de Rouen à Dieppe), étaient en bon état de conservation après 17 ans de service.
- Certaines traverses en pin des Landes créosoté ont fait 26 ans et 8 mois de service, celles au sulfate de cuivre paraissent avoir donné un moins bon service : 15 ans et 10 mois.
- Les préparations au chlorure de zinc employées en Allemagne paraissent avoir donné des résultats inférieurs, surtout pour le chêne.
- On a vu figurer le Conservateur 'plombique Descalonne et Cie (sous-acétate et oxyde de plomb), F enduit universel, à base calcaire et hydrofuge, le procédé Blythe ou thermo-carbonisation, c’est-à-dire pénétration de l’acide phénique au moyen de vapeur à 5 ou 6 atm.
- On a pu constater que l’éclissage était employé d’une façon générale. On y remarquait en France Véclisse arrêt, ou buttant sur la selle de la traverse contre-joint, et Véclisse coudée dans le sens vertical, pour permettre de raccorder les rails usés avec-les rails neufs. A l’étranger, la tendance prononcée était de renforcer l’éclissage âu moyen de nervures, soit horizontales, soit verticales.
- On n’a rien constaté d’importantdans les petits accessoires (chevillettes, tire-fond, boulons, etc.).
- Quatre appareils destinés à relever les voies et à remplacer
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- les levier alors en usage, ont été exposés, ce sont le cric Manier, l’appareil Clément Acier, le vérin Beugge et le cric G. Schwarz.
- On remarquait aussi un appareil à cintrer les rails.
- Il n’y eut rien de particulier à propos des poteaux télégraphiques, si ce n’est qu’on commençait à se préoccuper des poteaux métalliques. Tous les spécimens de gabarits étaient métalliques.
- 2° Voies entièrement métalliques. — La hausse du prix des bois, peu en rapport avec leur durée, la crainte d’en manquer, leur mauvaise conservation dans certains pays, et enfin l’essor de la métallurgie, ont fait étudier la construction de voies entièrement métalliques, et l’Exposition montrait que le nombre de ces essais n’a fait qu’augmenter.
- On peut les diviser en trois types :
- 1° Les voies sur traverses ;
- 2° Les voies sur longrines ;
- 3° Les voies sur supports isolés.
- On comptait en France 11 types de voies sur traverses ;
- 2 types de voies sur longrines.
- A l’étranger :
- 6 types sur traverses ;
- 7 types sur longrines ;
- 2 types sur supports isolés.
- Les limites de cette note ne nous permettent pas la description de chacun d’eux.
- 3° Tramways. — Leur origine remonte à deux siècles. Construits primitivement en bois, on les consolida avec des bandes de fer, puis on employa des cornières, ensuite de véritables rails, et enfin on arriva à la forme alors la plus en usage, c’est-à-dire au profil à ornière, dont l’un des côtés, le plus large, sert au roulement, et l’autre est un contre-rail. Ils étaient supportés par des longrines. Ces longrines entretoisées ou non par des traverses ou des bandes de fer plat.
- Les aiguilles de changement de voie étaient généralement fixes, et c’est le mouvement des chevaux qui faisait passer sur une voie ou sur l’autre; enfin, dans les têtes de ligne, les tramways disposés pour l’attelage dans les deux sens étaient tournés au moyen de quatre files de rails disposés en courbe,
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- de telle façon que leur développement fût égal au chemin parcouru dans le mouvement par chaque roue.
- M. Saint-Yves a imaginé une voie réversible formée d’un double trapèze ayant un coté commun et opposés l’un à l’autre, ce qui donne un profil à peu près semblable à celui que nous avons décrit plus haut.
- On peut classer les voies exposées en :
- 1° Rails à ornière sans longrines ;
- 2° Rails sans ornières pouvant servir à tous les véhicules.
- Ces derniers se rapprochent du type primitif à plates-bandes.
- 4° Appareils de la voie. — La Compagnie de l’Ouest avait exposé une traversée à aiguilles comprenant :
- 4 changements de voie conjugués pour la manœuvre; '
- 2 croisements de traversée ;
- 2 croisements ordinaires,
- dans le but de faire communiquer entre elles dans toutes les directions deux voies qui se coupent sous un angle de 5,30° à 7,30°, et cela avec le minimum d’espace. Ce système était usité depuis quelques années en Angleterre et en Allemagne.
- On peut signaler encore dans ce chapitre les essais faits à l’étranger pour parer automatiquement par des dispositions mécaniques au fonctionnement incomplet des aiguilles de changement de voie (appareils Saxby-Farmer et Paravicini). Le contrôle se fait, en France, à distance par l’action automatique d’une sonnerie trembleuse qui fonctionne au poste de l’aiguilleur tant que le contact n’est pas parfait. Les dispositions avec pédale ont de plus pour but de remédier mécaniquement aux irrégularités de fonctionnement et de rendre impossible la manœuvre de l’aiguille une fois qu’un train y est engagé. On vit aussi les perfectionnements apportés par la Compagnie de l’Ouest aux appareils Saxby etFarmer, puis les dispositions électriques appliquées par la Compagnie du Nord pour assurer la sécurité de la circulation sur les lignes à simple et à double voie (block-system), ou pour annoncer à un point de la ligne l’arrivée d’un train.
- On remarqua ensuite : 1° la tendance à employer à l’étranger l’électricité pour la manœuvre des signaux à distance (dromo-scopes, dromo-pétard L. Boulangé); 2° Les appareils pour mesurer la vitesse des trains en des points déterminés; 3° La suppression des fondations pour le montage des plaques tournantes de grand diamètre ainsi que celui des grues fixes installées directement
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- sur une couche de ballast bien damé, et des ponts à bascule avec cuves en fonte remplaçant la maçonnerie ; 4° Le remplacement des charpentes en bois par des cloches en fonte pour les fondations des signaux, barrières de clôtures, gabarits de chargement.
- 5° Appareils de levage et de pesage. — Parmi les appareils spéciaux aux chemins de fer, on a remarqué les grues à pivot fixe-sur un plateau en fonte reposant sur une aire de ballast bien damé et une charge de remblai variable avec la force de l’appareil et des perfectionnements dans les freins, entre autre le frein Bour-gougnon; puis l’extension en France des chariots à vapeur, utilisés depuis quelques années en Allemagne pour les grandes gares à marchandises; les ponts à bascules de 20 t, les balances et les. appareils à cadran indicateur et automatiques, ainsi que les heurtoirs, les barrières mobiles et les appareils d’alimentation.
- 6° Petit matériel des gares. — Le perfectionnement le plus considérable paraît être celui des tricycles en fer tarés à 400 kg, destinés au transport des bagages jusqu’au fourgon des trains.
- 7° Procédés de fabrication. — Ainsi que nous l’avons vu, des progrès très importants ont été réalisés comme quantité de production et régularité dans les degrés de dureté et de résistance exigés par les Compagnies, obtenus par la substi tution des rails en acier aux rails en fer. Puis le laminage courant des rails longs en double et en triple longueur, la fabrication des tire-fond par un moulage à chaud qui présente de nombreux avantages au point de vue du prix de revient et de la qualité ; la fabrication courante et relativement économique des voies en acier fondu et en fonte durcie, enfin, des progrès très réels dans les machines à essayer les métaux.
- Dans la séance du 7 novembre, M. Ivan Flachat est venu compléter ce qu’avait dit M. Lecocq, relativement aux tramways et présenter quelques réflexions sur les conditions générales de leur établissement, ainsi que sur les applications qu’on en a faites et qu’on en pourrait encore faire. '
- Après être revenu sur la question historique, il fait ressortir les prix suivants : au. 31 décembre 1878, les réseaux parisiens Nord-Sud ont coûté entre 300000 et 400 000 f le kilomètre, dans lesquels la voie entre pour 141 000 f et le reste pour 223 000 f. Celle du réseau dô la Compagnie générale des Omnibus n’a occasionné qu’une dépense de 105 000 f. Il démontre ensuite qu’en utilisant l’accotement et mêmes les chaussées des routes et des
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- moindres chemins, on peut établir, avec un matériel ne sortant pas des conditions ordinaires, des transports commodes pour les voyageurs, économiques pour les marchandises, tout en étant rémunérateurs pour les fonds engagés.
- M. Ivan Flachat montre l’élasticité prodigieuse que l’on obtient en réduisant les proportions de la voie, en citant le matériel minuscule en usage à Petit-Bourg où on se sert de voies de 40 à 50 cm, peu saillantes et faciles à déplacer ; toutefois une si petite largeur présente des inconvénients et l’auteur du mémoire pense qu’il faudrait s’arrêter à des types de 0,75 m à 1 m. Mais alors il faudrait renoncer aux rails saillants pour les employer sur route et recourir aux rails à ornières, c’est-à-dire aux tramways; et dans ce cas, comme à Newport, il faudrait que les bandages des roues permissent le roulement tantôt sur la jante, tantôt sur le boudin. Ceci devra arriver quand les difficultés financières ne permettront pas de dépenser 3 ou 400000 f ie kilomètre pour un trafic qui ne paierait pas les frais d’exploitation.
- 1880. — Dans son premier semestre, la Société s’est surtout occupée de la question économique des chemins de fer eu égard à l’action gouvernementale et à celle de l’industrie privée (voir les séances des 23 janvier, 5 mars, 16 avril, 7 et 21 mai) qui suscitèrent de nombreuses discussions auxquelles prirent part les personnes les plus autorisées. Comme elles sortent des limites qui nous sont tracées, nous ne les citons que pour mémoire. lien est de même des renseignements sur les chemins de fer de Tehuantepec, donnés par M. Cotard (5 mars). ,
- Nous trouvons toutefois des données très intéressantes fournies par M. le capitaine Dervil à propos du chemin de fer sur la glace du fleuve Saint-Laurent, entre Hocbelaga, et Longueil (Canada); il sert à relier la ligne de Québec, Montréal, Ottawa et Occidental à la ligne Sud-Est. On était obligé, pour relier ces deux lignes de construction récente, défaire usage en été de bateaux et en hiver de traîneaux. La grande difficulté consistait dans les atterrissements, car eu égard aux changements de niveaux constants du Saint-Laurent, il fallait aborder les quais carrément; on y est arrivé par des courbes. Lâ glace atteignait'partout deux pieds (0,61 m), ce qui lui permet de supporter une charge considérable, car une épaisseur de 0,457 m supporte 7 320 kg par mètre carré, d’après des expériences faites par les Ingénieurs qui ont exécuté le pont Victoria.
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- Pour exécuter les travaux, on a commencé par déblayer les glaçons sur une largeur de 18,30 m et on a fait un nivellement grossier ; puis on a placé des poutres espacées de 2,13 m d’axe en axe tout le long de la voie; leur longueur variait de 3,66 m à 7,32 m et leur épaisseur de 0,076 m a 0,305 m; sur ces poutres on a placé des longrines de 0,305 m d’équarrissage de 8,53 m à 12,80 m de longueur, puis des traverses de 0,076 m/ 2,13 m/Q.,22 m, reposant sur ces longrines et espacées de 0,91 m de centre à centre. Les rails employés sont du type Yignole de 27,75 le mètre linéaire, fixés par des crampons traversant les traverses et pénétrant dans les longrines. La longueur de ce chemin de fer est de 2 781,30 m et deux aiguilles le relient aux deux lignes qu’il dessert. Tous les interstices entre les poutres et les traverses ont été bourrés de glace et de neige et aussi d’eau qui a ensuite gelé. L’entretien, fait par trois hommes, se borne à faire des sondages de temps en temps, à pomper de l’eau sur la glace là où elle manque d’épaisseur et à jeter de la paille sur le chemin quand le soleil est trop ardent. On se sert tantôt de chevaux, tantôt d’une locomotive pesant 241 lorsque le trafic est très actif.
- Ce chemin a été construit en treize jours et a coûté environ 30 000 /1.
- Dans sa séance du 21 mai, la Société à entendu le rapport de M. Pontzen sur le chemin de fer de l’Arlberg. Ce rapport, très remarquable, traite surtout des conditions économiques de rétablissement de ce chemin de fer et par suite sort du sujet que nous avons à traiter; il en est de même de la discussion à. laquelle il adonné lieu.
- Il en est de même des questions traitées dans le deuxième semestre, où nous trouvons une note de M. Ivan Flachat sur les conditions d’établissement et d’exploitation des chemins de fer d’intérêt local, et sur la loi alors récemment promulguée, du 11 juin 1880, relative aux chemins de fer d’intérêt local et aux tramways. Nous aurons; du reste à revenir sur toutes ces questions.
- 1881. — Dans le deuxième semestre de cette année, nous voyons; que dans ses séances-visites à l’Exposition d’électricité, la Société a entendu un rapport très instructif de M. Lartigue relatif à l’emploi de l’électricité dans les chemins de fer ; puis une note de M. Boistel sur les tramwavs électriques du système
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- Siemens et sur les expériences' auxquelles il a donné lieu. On y conduisait, l’électricité au moyen des rails; un rail central portait le courant et- les rails latéraux le ramenaient à la machine. La conductibilité, qui s’établissait au moyen des traverses amena à établir un conducteur aérien, origine du trolley.
- 1882. —La question économique des Métropolitains deVienne, de Londres et de Paris, de leur tracé, de leur exploitation,, du choix à faire, dans Paris, entre les voies aériennes et les voies souterraines, occupa les séances des 17 février,, 17 et 31 mars, 14, 28 avril et h mai pendant le premier, semestre. Très peu de questions techniques relatives à la superstructure y furent traitées; c’est ainsi que nous voyons, d’a-près une note de M. Lava-lard (17 février), qu’on a réuni économiquement les grandes artères et les communes, dans le nord de l’Italie, au moyen de tramways.
- Dans la séance du 17 mars, M. Scholler compara le métropolitain souterrain de Londres au métropolitain aérien de New-York (Elevated Kailroad) et en conclut que, pour la ville de Vienne, il fallait adopter le système aérien. Dans cette même séance, M. Auguste Moreau fit remarquer que, dans son rapport, M. Lava-lard avait émis l’assertion que c’était en Italie, et en 1880, qu’avait été faite la première application du chemin de fer sur route, tandis que, dès 1861, M. Molinos avait fait une communication à la Société dans laquelle il décrivait un chemin de fer de ce genre qu’il avait installé, installation qui est restée classique et qui, à partir de cette époque, avait repu de nombreuses applications en France. M. Aug. Moreau établit ensuite que, d’après le cahier des charges français et avec une voie de 0,75 m (ce qui, d’après l’avis général, est le minimum que l’on puisse employer), il faudrait des routes ayant au minimum 5,875 m de
- largeur' ainsi répartis :
- Chaussée libre................................. . 2,600 m
- Matériel, toutes saillies comprises............. 2,175
- Espace réservé . . 1,100
- Total; ... . . 5,875m
- Avec la voie de 1 m, on ne pourrait plus s’installer que sur les routes départementales ou sur les chemins de grande communication, Il critique ensuite les autres conditions résultant du
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- cahier des charges, telles que celles de bordures et de caniveaux, qui augmentent la dépense, surtout lorsqu’il s’agit de se placer sur les accotements, de telle sorte qu’en France, il est impossible, sans travaux et sans élargissement, de se poser sur route, car la dépense résultant de ce fait coûterait de 20 à 25 000 f, c’est-à-dire plus que ne coûterait généralement l’infrastructure complète exécutée en rase campagne. Les chiffres donnés pour l’exploitation furent également l’objet d’une critique aussi fondée. Séance tenante, à la demande de M. Level, la Société pria M. Aug. Moreau de préparer une étude sur le cahier des charges annexé à la loi du 11 août 1880. La première partie de cette étude sur les chemins de fer d’intérêt local fut présentée dans la séance du 14 avril.
- Dans la séance du 31 mars, M. Chrétien, au sujet de la communication de M. Scholler, ouvrit la discussion sur le métropolitain de Paris et critiqua le chemin de fer souterrain. Il s’ensuivit une discussion qui se prolongea dans de nombreuses séances, et auxquelles prirent part de nombreux sociétaires (séances du 14 avril et 5 mai). Enfin, dans la séance du 14 avril, M. Soulié, Ingénieur des Ponts et Chaussées, présenta une étude sur. le chemin de fer métropolitain .de Paris dont les premières études, ainsi que nous avons eu l’occasion de le dire, remontent à 1869. M. Soulié préconisait le système souterrain qui fut combattu par la discussion.
- : Pendant le deuxième semestre, la discussion sur le métropolitain devint plus vive que jamais dans les séances des 7 juillet, 6-20 octobre et 3 novembre, entre MM. Scholler, Soulié, Chrétien, Fraix, Mékarski et Guerbigny. On agita, entre autres questions, celle de;la traction par l’eau chaude, Pair comprimé, etc., qui sortent de notre cadre.
- Dans la séance du 7 juillet, M. de Nordling signala l’établissement, avec voie de 0,76 m, d’un chemin de fer militaire construit avec une grande économie, lors de L’invasion de la Bosnie par l’armée autrichienne, en 1878.
- La, Société publia également un mémoire dê M. À. Fousset sur le Programme rationnel du rés'eau algérien, préconisant pour ce pays. la voie étroite de 1,10 m pour la voie'stratégique et 0,75 m pour' le réseau agricole. C’est un travail très étudié et très complet au point de vue économique et de l’exploitation. M. Moran-'diere analysa ce mémoire dans la séance du 3 novembre.
- Dans sa séance du 6 octobre, la Société entendit la lecture d’un -travail: de M.. Aug. Moreau sur. le cahier- des • charges, dos
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- chemins de fer d’intérêt local, travail qui ne fut publié que dans le premier semestre de l’année suivante. Il fait remarquer que le cahier des charges primitif date, comme pièce officielle, des conventions de 1857, 1859 et 1863 entre l’État et les Compagnies, qui garantissaient un intérêt .de 4,65 f aux obligations du second réseau ; puis il passe à l’examen successif des articles du cahier des charges des chemins de fer d’intérêt local déclarés d’utilité publique. La durée de la concession devrait, selon lui, partir.de l’ouverture de la ligne entière à l’exploitation. Un article spécial permet à l’État d’exiger la pose d’une seconde voie à partir d’une recette kilométrique de 35 000 /. M. Aug. Moreau fait remarquer que cette. recette devrait résulter d’une suite d’un certain nombre d’années d’exploitation, cinq, par exemple.
- On prévoit la possibilité de l’adoption d’une voie étroite, suivant lui, maximum de 1 m et minimum de 0,75 m; ce qui donne, pour la largeur maxima du matériel roulant, 3,10 m pour la voie normale, 2,80 m pour la voie de 1 m et 2,175 m pour celle de 0,75 m. La hauteur du capuchon de la cheminée fixée à 4,20 m pour la voie large, pourrait l’être à 3,50 m pour celle de 1 m et à 3 m pour la voie de 0,75 m.
- L’épaisseur du ballast, exigée à 0,35 m, serait souvent suffisante à 0,25 m et 0,30 m. Il en est de même de la distance entre la crête de la plate-forme et le rail, qui pourrait être réduite par l’obligation de creuser des fossés dans des circonstances où ils pourraient n’être pas nécessaires, ce qui conduirait à de grandes économies.
- • M. Aug. Moreau est d’avis d’approuver les dimensions des rayons des courbes et l’article relatif aux pentes et aux rampes. Il voudrait que les gares à construire ultérieurement à la demande du département, le fussent aux frais de ce dernier, afin de soustraire les Compagnies concessionnaires à certaines influences locales.. Il critique encore les dimensions des largeurs entre parapets qu’il trouve exagérées, ainsi que. la hauteur des garde-corps, ce qui permettrait de faire de nouvelles économies dans la construction. Il en est de même de l’angle de l’axe de la voie avec celui des routes traversées, qui devrait pouvoir dépasser 45°. Il aurait aussi beaucoup à dire sur la largêur des tunnels. Le poids des rails étant laissé ad libitum, M. Moreau conseille le rail en acier à patin du minimum de 15 kg le mètre linéaire, et passe à l’examen des chapitres relatifs à l’entretien et à l’exploitation, la durée du rachat, la déchéance, les conditions de transport,
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- les taxes perçues, le télégraphe et les clauses diverses qui échappent complètement à notre analyse, de même qu’un travail de M. d’Eiehtal sur les données statistiques des chemins de fer austro-hongrois.
- Dans sa séance du 21 juillet, M. Seyrig a donné communication de sa note sur le système de voie métallique de M. Li-vesey, qui consiste en une cloche de forme ovale en fonte ou en fer, dont la partie supérieure porte une face plate sur laquelle repose le rail. Du côté extérieur, cette face porte sur toute sa longueur un rebord sur lequel s’appuie le rail. Aux extrémités de la portée se trouvent des crochets venus de fonte, recouvrant le bord du patin et empêchant son soulèvement. A l’intérieur on voit, au milieu de la portée, une saillie de fonte dans laquelle est noyée une plaque en acier curvée du côté libre et striée du côté du rail. Un coin en fonte, également strié, est enfoncé à coups de masse et ne peut ainsi se desserrer. Un coup de marteau en sens contraire le dégage et permet de changer le rail. Ce coin appuie surtout sur le patin.
- Deux cloches semblables, reliées par un fer plat, composent une traverse ; la fixation a lieu au moyen de clavettes et de contre-clavettes.
- Les cloches peuvent se faire en tôle, de fer ou d’acier ; les pattes sont alors rivées, le coin devient alors petit et plus simple. Leur poids et leurs dimensions varient avec le trafic et le poids du matériel roulant de la ligne. Le sable et le gravier forment un excellent ballast pour ces cloches.
- Ce système est généralement employé à Buenos-Ayres.
- 1883. — La question du métropolitain occupe encore un grand nombre des séances du premier semestre, et principalement la description et la discussion du système Haag (Y. séances des 16' mars, 18 mai et 15 juin). Les premières ont été consacrées à l’examen de son tracé.
- Dans la séance du 2 mars, M. Revin a donné la description d’un chemin de fer aérien destiné à Paris. Les voyageurs seraient transportés isolément sur de petits chariots portant sur une roue placée à la partie supérieure, avec une petite roulette destinée à assurer la direction. Ce wagon est mû par des injecteurs comme dans le système à patin dû à Girard.
- La Société reprit, dans sa séance du 19 janvier, la discussion du travail de M. Fousset. M. Pontzen insista sur les conditions-
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- économiques et les considérations qui doivent déterminer l’adoption de telle ou telle largeur de voie avec des documents et des prix dè revient à l’appui.
- Dans cette même séance, M. Hauet reprit la question en s’occupant spécialement de l’Algérie, et faisant remarquer que, dans cette contrée, il y a les terrains qui tiennent et ceux qui ne tiennent pas, et que, par suite, il est beaucoup plus économique de construire des chemins à voie étroite que des chemins à voie normale. Mais toutes ces questions, quoique très intéressantes, sont purement économiques.
- Dans la séance du 4 mai, M. Rey présenta une voie de tramway établie de Cambrai à Catillon. Cette voie a très bien résisté au trafic et au passage des lourds chariots de betteraves de la région. Elle est formée de quatre files de rails boulonnés deux à deux sur des coussinets en fonte fixés sur des traverses. Le rail et le contre-rail, chacun de 18 kg le mètre linéaire, sont de section identique. Les barres sont solidement éclissées les unes avec les autres. Les locomotives qui faisaient le service pesaient 13 t avec 3 essieux couplés.
- La voie est établie sur la chaussée de la route nationale n° 39.
- Une-discussion à laquelle prirent part MM. Quéruel, Roy, Mallet, Billéma, suivit cette intéressante communication.
- Dans le deuxième semestre, nous voyons se continuer la discussion du métropolitain (6-20 juillet, 3 août, 16 novembre), avec MM. Francq, Lencauchez, Brüll, Bourdil, Haagy Watson, Hauet, Périssé, Mékarski, Regnard, Badois, Richard.
- M. Brüll décri vit.ensuite le chemin à chaîne flottante de Dieido. La voie a 0,460 m de largeur entre rails. La distance entre: axes des deux voies est de 1,200 m. Les rails, de 8 kg le mètre linéaire, reposent sur des traverses espacées de 0,80 ni, de 2,20 m de longueur, ce qui fait qu’elles supportent les quatre Aies de rails. Dans les grandes pentes, on les a maintenues par des murs hourdés de ciment perpendiculaires à l’axe de la voie.
- Dans les stations, les deux voies n’étant pas au même niveau ont des traverses distinctes. En dehors de la voie ce sont les stations qui sont les seuls points fixes de l’installation à chaîne flottante. Il faut donc qu’elles soient construites avec une solidité à toute épreuve. On a soin d’y mettre des semelles en bois et de ménager les vides destinés à recevoir les boulons.
- Nous avons encore à signaler une note de M. Desbriôre sur les
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- chemins de fer alpins, renfermant des comparaisons économiques qui sortent de notre cadre.
- Enfin nous avons un travail de M. Bergeron sur une réforme qu’il propose pour la voie permanente des chemins. C’est une note détaillée sur la substitution des traverses métalliques aux traverses en bois et le remplacement du bourrage du ballast par un enfoncement dans du sable préalablement comprimé dans des rigoles.
- La traverse est composée comme celle de M. Livesey de deux caissons coussinets en fonte, servant de support aux rails dans le sens longitudinal et reliés entre eux par des barres de fer qui servent d’entretoises, les rails s’attachent au moyen de joues verticales de forme convenable, qu’il s’agisse de rails à double champignon ou de rails à patins. Les éclisses sont semblables à celles du métropolitain de Londres.
- 1884. — Dans le premier semestre nous ne trouvons que quelques détails, donnés par M. Bresson, sur la fabrication des rails en Autriche-Hongrie. On y emploie le procédé Bessemer. Dix usines y fonctionnaient et la production totale s’élevait en 1882 à 135 000 t, nombre dans lequel il faut faire figurer 25 0001 pour la seule usine de Resicza.
- Le deuxième semestre nous a apporté une description très complète d’un projet de tracé de chemin de fer métropolitain exposé par son auteur, M. Haag. On y peut remarquer l’étude économique de ces importantes voies et des prévisions qu’on en peut tirer.
- M. Lartigue, le 4 juillet, décrivit son chemin de fer monorail ou à rail unique surélevé. Ce système consiste en un rail de 0,007 m d’épaisseur sur 0,080 m de hauteur et de 3 m de longueur. Le support sur lequel on place le rail a la forme d’un A ; il se compose de deux fers cornières pinçant le rail entre leurs extrémités supérieures. Un boulon les fixe solidement ; les efforts sont soulagés par une nervure longitudinale contre laquelle portent la tête des supports et les éclisses qui réunissent les rails.
- La voie est démontable par parties, ce qui permet de la transporter facilement, et sa flexibilité latérale donne la facilité d’avoir des courbes de petit rayon et des aiguillages sans aucun appareil spécial. Ces derniers sont obtenus en reportant le rail sur des amorces portant des éclisses placées sur un faisceau à trois pieds.
- Les véhicules, de la forme des cacolëts, sont reliés par deux tringles verticales à un galet à gorge qui roule sur le rail. (
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- Enfin, dans la séance dn 5 décembre, M. Aug. Moreau présenta un mémoire sur les avantages de la voie étroite qui valut le prix Nozo à son auteur, tant à cause du mémoire en lui-même, que comme juste récompense de ses travaux antérieurs sur le même sujet, dont nous avons déjà eu occasion de parler.
- Après avoir fait l’historique de la question, M. Aug. Moreau montre que le désaccord qui existait entre les partisans de tel ou tel système provenait surtout de ce qu’on voulut considérer les voies étroites comme une panacée universelle et qu’il fallait se tenir dans une juste limite. Après avoir cité de nombreux exemples de chemins à voie étroite, il montre comment, par un choix judicieux, on peut satisfaire aux augmentations du trafic. Comme avantage, les voies étroites permettent aussi, à cause de la flexibilité relative de la voie, de diminuer le rayon des courbes et d’augmenter les déclivités, ce qui contribue beaucoup à l’économie de leur établissement et de leur exploitation ; suivant l’importance des trafics, on devra adopter la voie de 1 m ou celle de 0,75 m.
- En résumé, on trouvé dans l’emploi des voies étroites des avantages qu’on peut énumérer ainsi :
- 1° Pour Vinfrastructure,, qui comprend l’achat des terrains, les terrassements, les ouvrages d’art, ce qui peut donner d’économie de 30 à 60 0/0 d’économie.
- 2° Pour la superstructure qui comprend la voie, le matériel fixe elles accessoires, les stations et bâtiments divers, une nouvelle économie que l’on peut estimer de 35 à 40 0/0.
- 3° Pour le matériel roulant beaucoup plus maniable, il résulte une économie de près de 50 à 55 0/0 dans son acquisition. En outre, le poids mort dans les tr.ains à voie étroite, présente aussi une grande diminution relative, ainsi que le démontre l’auteur du mémoire. Rien que pour les voyageurs on trouve un rapport 112 8
- de entre la voie étroite de 1 met la voie normale pour
- celui du poids mort représentant celui d’un voyageur transporté en troisième classe.
- En résumé, l’adoption de la voie étroite amène une réduction de 35 0/0 pour la voie de 1 m, c’est-à-dire est proportionnelle à la largeur de la voie et cela dans les terrains les plus faciles. Dans les terrains accidentés l’économie est beaucoup plus grande.
- Les économies réalisées sur les frais d’exploitation sont également considérables et se traduisent sur tous les chapitres.
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- Les locomotives sont pins légères, les frais d’entretien et de remplacement moins importants, etc., etc.
- L’inconvénient qui paraît le plus grave et auquel on s’est le plus attaché est celui du transbordement. Mais il y a aujourd’hui de nombreux dispositifs et engins mécaniques qui permettent de le réduire à 0,05 f par tonne, ainsi qu’on en a déjà de.nombreux exemples. Au surplus, les transbordements seraient toujours presque obligatoires sur les voies secondaires, celles-ci eussent-elles la voie normale.
- Quant aux voies larges économiques, c’est plutôt un leurre qu’une réalité, si ori tient bien compte de tout. Aussi, après un coup d’œil sur l’ensemble de nos chemins, l’auteur conclut-il qu'il n'y a plus actuellement en France aucun chemin de fer à grande voie à construire, sauf ceux que les raisons stratégiques et militaires pourraient commander.
- Ces conclusions furent approuvées par notre Société ainsi qu’il appert des paroles suivantes de M. de Comberousse, Président, lorsqu’il remit à l’auteur le prix Nozo : « Ce mémoire, dit-il, écrit exclusivement pour la Société., peut servir de modèle à tous ceux qui auraient à établir des chemins à voie étroite. »
- « Il a paru, en outre, qu’en donnant le prix Nozo à M. A. Moreau, la Société émettrait, en quelque sorte, un vœu en faveur de leur développement si désirable dans notre pays, et fixerait ainsi, dans une question grave, avec l’autorité qui lui appartient, toutes les irrésolutions. »
- 1885. — Nous trouvons dans le Bulletin de cette année un rapport sur l’excursion de la Société, en Belgique et en Hollande, en 1883, sous la direction de M. Marché, rapport duquel nous extrairons des détails intéressants sur les appareils de sécurité employés sur le chemin de fer de Nimègue à Vanloo ; il s’agit du block-syste?n.
- La manipulation des aiguillages et des verrous à double action sur deux aiguillages principaux et d’un signal se font dans le bureau du chef de gare au moyen de fils en acier dur de 5 et de 4 mm. L’enclenchement se fait de telle sorte que tant que le signal indique voie libre, l’aiguillage reste enclenché. Ne pouvant donner des explications complètes sans figures, nous ne pouvons, à notre grand regret, entrer dans des détails plus circonstanciés.
- Dans la séance de 6 février, M. Georges Salomon exposa la par-
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- jtie technique d’un projet de métropolitain à voies superposées dû à M. J. Garnier.
- Ce système, tout entier aérien, a pour caractéristiques :
- 1° La voie d’aller et celle de retour sont superposées sur un viaduc formé de deux plates-formes dont la supérieure reçoit une voie et l’inférieure la seconde voie ; -
- 2° Le système de construction de ce viaduc permet pendant les arrêts de la circulation urbaine de faire passer le matériel des grandes lignes ;
- 3° Les deux voies se raccordent aux extrémités du parcours par une courbe déclive d’un rayon et d’une pente tels qu’elle permet la circulation ininterrompue des trains ;
- 4° Lorsque deux lignes de directions différentes se coupent, les voyageurs peuvent passer de l’une à l’autre par une gare de tangence sans que les trains d’une ligne traversent les voies de l’autre ;
- 5° Le matériel est organisé pour permettre l’entrée et la sortie des voyageurs avec une grande promptitude.
- Les voies auront la largeur normale et seront soit complètement métalliques, soit partie en métal, partie en maçonnerie, suivant les endroits traversés. Le réseau complet aurait 27 500 m.
- Le 10 avril, M. Haag lit une communication sur le système d’exploitation et l’économie financière de son chemin de fer métropolitain dont l’examen sort de notre domaine.
- Dans la séance du 17 juillet, M. de Couiberousse, Président, rappela qu’il y avait cinquante ans (9 juillet 1835) que M. Emile Pereire fut autorisé à construire,, à ses frais, risques et périls, la ligne de Paris à Saint-Germain, après avoir, pendant trois ans, sollicité vainement cette autorisation.
- A l’Exposition d’Anvers qui eut lieu cette même année, on ne remarqua comme matériel fixe, que des spécimens de fabrication, tels que les signaux Saxby, celui de M. Flamache, puis, la collection complète du Grand Central Belge et les appareils électriques de la Compagnie du Nord construits par M. Mors.
- Le 7 avril, M. Haag présenta une note sur le prix des expropriations pouvant s’appliquer à son projet et le 6 novembre, M. Garnier exposa les études de détail, auxquelles il se livrait pour son système à étages.
- Enfin le 2 octobre, M. Léger, dans une lettre écrite de Lyon, rappelle que quatre ans avant la loi de 1835 autorisant le che-
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- min de fer cle Saint-Germain, fonctionnait avec locomotives le chemin de fer de Saint-Étienne à Lyon, lequel était affecté aussi bien aux marchandises qu’aux voyageurs.
- 1886. — Dans le premier semestre de cette année, la Société s’occupa, à la suite de la mort de M. Barrème, de la sécurité des voyageurs dans les chemins de fer. Mais ce sujet rentre dans l’exploitation et nécessite des modifications au matériel roulant dont nous n’avons pas à nous occuper.
- A la suite du dépôt d’un projet ministériel de loi sur le métropolitain, la Société, sur la demande de M. Boudenoot, résolut de reprendre la discussion, ce qui eut lieu pendant le semestre suivant.
- Nous trouvons, en effet, à la date du 17 juillet, une note de M. Haag comprenant quelques dispositions nouvelles applicables à l’aménagement de certaines lignes, ainsi que les plans, profils et devis d’un certain nombre de variantes dans le détail desquels il ne nous est pas possible d’entrer, car ils relèvent de questions écônomiques plutôt que de questions techniques. Il en est de même d’un très intéressant mémoire de M. Boudenoot sur le projet ministériel, nous ne nous y attarderons donc pas davantage.
- Dans sa séance du 2 juillet, M. Cantagrel, après avoir montré par la statistique que le nombre kilométrique de voies sur lon-grines allait en diminuant, et après avoir rappelé tous les systèmes de voie complètement métallique, en a fait une étude comparative très complète et conclut que la substitution des traverses en métal aux1 traverses en bois est favorable à l’économie, au bon entretien des voies, ainsi qu’au relèvement des usines métallurgiques.
- M. Regnard fit remarquer qu’en dehors des pays tropicaux où les traverses métalliques s'imposent, de l’Allemagne, de la Hollande et de la Belgique, il y a encore bien peu de traverses métalliques en service. Il donne la description de la traverse de MM. Boyenval et Ponsard. Elle se compose d’un double fer Zorès en acier, dont les tables ont une épaisseur plus grande que les ailes, de façon à obtenir une plus grande résistance à la flexion, une grande assiette horizontale et à peu près les mêmes dimensions extérieures que les traverses en bois. Pour les rails à patin on rive sur la traverse une selle et on fixe le rail par un tire-fond qui pénètre dans un coin en chêne se logeant dans la traverse et servant, pour ainsi dire, d’écrous. Pour les rails à double
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- champignon, on emploie des coussinets en acier laminé ou cannelé ou des crampons rivés sur la traverse.
- Une discussion très intéressante à laquelle prirent part MM. Roy et Contamin, Périssé, Eiffel, Séverac et Gantagrel, suivit cette communication et éclaira certains points relatifs au ballastage et à son influence sur l’élasticité, la fixité de là voie et son soulèvement lors dm passage des essieux lourdement chargés des locomotives.
- Dans la séance du 15 octobre, M. Baillehache fit une communication sur un système de rail isolé et de contre-rail juxtaposé permettant de signaler les trains d’une façon absolue aux passages à niveau, bifurcations et gares. Ce contre-rail est isolé et placé en dehors de la voie ferrée à 4 mm du rail auquel il demeure parallèle; il est formé d’une longrine solidement tire-fondée sur deux traverses à droite et à gauche des coussinets et qui épouse le profil du rail contre lequel elle butte. Cette longrine porte sur sa longueur un petit rail d’acier dont elle est séparée par deux épaisseurs de cuir et de caoutchouc de quelques.millimètres. A. ce contre-rail est fixée une borne de serrage qui est reliée par un câble isolé noyé en terre au fil de ligne dont l’épanouissement aboutit à la sonnerie du poste où l’appel doit se faire et où se . trouve une pile. Il suit de cette disposition que l’usure est la même que pour la voie courante ; la pose ne demande que quelques minutes, le ballastage n’est pas modifié, et, enfin, le contact électrique est absolument certain. Ce système est préférable aux: types à pédale essayés notamment sur-le crocodile du Nord. On peut même ajouter un fil de contrôle. On a constaté le bon fonctionnement de cet appareil avec 16 000 trains.
- Dans cette même séance, M. Caillé a donné une note très documentée sur les rails en acier et sur les causes de leur destruction. La question très controversée des rails en acier doux et des rails en acier dur n’a pu être bien définie par l’analyse chimique. Des expériences ont été faites à la Compagnie d’Orléans et des profils' relevés.à différents moments de l’usure sur des rails après vingt ans de service.
- M.,Caillé conclut que :
- 1° Conformément aux prévisions de M. Gruiier, les aciers les plus durs jouissent, comme les aciers doux, d’une inoxydabilité relative;;
- 2° Entre tous les aciers durs, la supériorité appartient aux aciers les plus.caractérisés, les plus durs; -
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- 3° L’acier destiné aux rails, s’il est dur, doit être d’une qualité notablement supérieure à celle qui est définie par la résistance de 70 kg ;
- 4° Enfin, l’acier doux est inutilisable pour toutes les formes de rails à champignons évidés analogues à celles du rail de la Compagnie d’Orléans.
- L’auteur termine en disant qu’à défaut de l’acier doux, dont la valeur en France n’a pu être appréciée jusqu’ici et dont l’application ne peut être faite qu’aux rails de forme Yignole, on peut se contenter de l’acier dur, pourvu que cet acier résiste à plus de 75 kg à la traction et donne un allongement minimum de 6 à 8 0/0 .
- 1887.- — On s’occupa beaucoup pendant le 1er semestre de cette année de discuter le prix de revient des transports par chemins de fer et sur voies navigables. (Voir les séances des 18 mars et 1er avril et les réponses auxquelles donna lieu un mémoire de M. Nordling). Nous n’en parlons que pour mémoire, ce sujet sortant du programme qui nous est imposé.
- La Société entendit l’analyse du rapport fait au nom de la Commission chargée d’examiner le projet de loi ayant pour objet rétablissement du réseau métropolitain de Paris, par M. Pradon, député. Ce rapport fut discuté pendant plusieurs séances par MM. Boudenoot, Hauet, Nordling, Haag, Garnier,. A. Moreau et Chardon.
- Le 18 mars, M. Bernard vint présenter une- théorie sur les voies- métalliques, basée sur l’étude qu’il en. avait faite et des essais tentés en Belgique.
- Enfin, dans la séance du 1er mars, M. Cossmann lut en séance une note sur les trains-tramways ou mieux, sur le matériel des trains-tramways ou trains légers organisés par le chemin de fer du Nord. Ce travail fut suivi d’un autre de M. Cerbelaud comportant une étude comparative de ces sortes de trains en Autriche, en Allemagne, en Belgique et en Italie. Le matériel roulant de ces trains empruntant le matériel fixe ordinaire de la voie, nous n’entrerons pas dans des détails plus circonstanciés à leur égard. A la suite de cette communication MM. Carimantrand et Mallet remirent une note faisant remarquer que la ligne de Bayonne^ Anglet-Biarritz avait été antérieurement construite spécialement pour des trains légers avec la voie normale. Les rails Yignole en acier pèsent 22,5 kg; ils sont posés sur traverses en sapin
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- écartées de 0,600 m à 0,775 m et reposent sur des selles avec joints éclissés.
- Dans le second semestre, sauf quelques observations faites sur le sujet précédent et sur l’exploitation des chemins de fer par l’État en Autriche, nous ne trouvons qu’un mémoire de M. Caillé sur une éclisse passe-joint. L’auteur, après avoir insisté sur le rôle d’articulation que joue l’éclissage actuel à chaque joint, et sur la discontinuité qui en résulte dans la courbe qu’affecte en élévation une ligne de rails infléchie par le passage d’un convoi, remarque que c’est ce défaut de continuité résultant de la non solidarité des rails entre eux, qui est la cause des chocs qui se produisent au passage des roues des véhicules sur les joints des rails. Pour y obvier, M. Caillé a proposé l’emploi d’une éclisse d’une-grande longueur, placée du côté extérieur de la voie, et dont le plan supérieur viendrait araser la face supérieure du champignon du rail, de telle sorte que les bandages s’appuieraient un certain temps sur Dédisse, avant et après le joint, ce qui rétablirait la continuité. Une discussion intéressante à laquelle prirent part MM. Forest, Boudenoot et Roy, suivit cette communication.
- 1888. — Dans une lettre lue dans la séance du 17 février, M. Boudenoot a cherché à faire ressortir l’intérêt, au point de vue militaire, d’un chemin de fer métropolitain aérien.
- Dans le cours de la même séance, M. Blondel fit la lecture d’une communication de MM. Lavalley et Molinos sur le port et le chemin de fer de la Réunion. Relativement à ce dernier, il est à remarquer qu’il a été construit avec voie de 1 m et des rails Tignole de 14 kg. Les traverses employées d’abord venaient de France et étaient en sapin injecté; les résultats furent très mauvais, ainsi du reste que ceux obtenus avec les bois du pays, et on adopta les cloches en fonte du système Livesey dont nous avons parlé, et qui furent d’un excellent emploi.
- Le 6 avril, M. Level rendit compte d’une visite qu’il fit, comme délégué de la Société, à un chemin de fer monorail, système Lartigue, qui fonctionnait en Irlande, de Lystowel à Ballybunion sur une longueur de 15 km.
- La voie se compose d’un rail unique à double champignon pesant 12 kg, posé sur des chevalets métalliques. Les deux rails de guidage pèsent 5 kg. Le poids moyen de la voie complète, avec chevalets de 1 m de hauteur, n’atteint pas 50 kg-le mèi^re courant. Le sol, légèrement dressé au droit des traverses, fran-
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- chit les petits cours cl’eau sans travaux d’art et permet l’emploi de courbes de 20 m de rayon. Le matériel roulant a la forme de cacolets. Les machines, étudiées par M. Mallet, pèsent 5 750 kg à vide et 6 750 en charge. M. Bocandé a imaginé une disposition ingénieuse pour les changements de voie. Il a placé une portion de voie de 5 à 6 m, de même courbure que les voies convergentes sur un pivot excentrique, ce qui permet de faire sur les diverses voies rayonnant autour de la plaque des manoeuvres de trains complets, ces voies se trouvant toujours reliées deux à deux par la partie courbe posée sur la plaque, ce qui fait qu’elle n’a jamais à être manœuvrée étant chargée. Sur une rampe de 20 mm la charge utile remorquée est de 21 t, avec une vitesse de 16 km à l’heure.
- M. Boudenoot fit hommage à la Société d’une brochure conte-, nant un projet de chemin de fer dans Paris, datant de 1845.
- Dans le deuxième semestre, M. Ed. Roy donna des détails sur le chemin de fer de La Mure, à voie de 1 m. Les courbes ont 100 m de rayon minimum. La voie est posée sur traverses en chêne, de 2 m de longueur; les rails sont en acier à double champignon de 29,5 kg le mètre, et de 11 m de longueur.
- Le 2 novembre, M. Aug. Moreau fit l’analyse d’une communication de M. de Koning sur les tramways en Hollande. Il fit d’abord remarquer que la législation de ce pays, considérant les tramways comme une entreprise de roulage ordinaire, intervient fort peu dans la question. En ce qui concerne la superstructure, la voie est généralement posée sur l’accotement des routes; on abandonne d’ailleurs rarement les chaussées ; on rencontre à peu près toutes les largeurs, depuis celle de la voie normale jusqu’à 0,75 m. Les rails sont ordinairement du type Vigno-le avec traverses en bois ou en acier, le rail à gorge n’est employé que dans les traversées de passage à niveau. Les auberges servent de station ; aussi le prix est-il seulement de 30 à 40 000 f le kilomètre.
- 1889. — En dehors du compte rendu par M., Polonceau, d’un ouvrage de MM. P. Lefèvre et Gerbelaud sur les chemins de fer et delà description d’un rail très robuste de M. Sandberg, appelé par son inventeur rail Goliaih, nous ne trouvons rien d’intéressant sur la superstructure dans le premier semestre de cette année. , ' '
- Le 19 juillet, M. Montcharmorit, après avoir passé en revue les modes de fixation les plus usuels des rails sur les traversesen
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- bois, exposa son système de voie métallique universelle. Cette nouvelle voie comporte différents types de. coussinets en fonte, fer ou acier, rivés sur la traverse proprement dite, qui peut être une cornière, un fer à T, un fer Zorès, etc., mais toujours avec le mode de fixation du rail dans le coussinet au moyen d’une clavette indesserrable encochée sur son bord et portant un goujon d’arrêt. L’outillage spécial comprenait deux appareils spéciaux servant à mettre la clavette en place.
- Le 22 novembre, M. Grille donna quelques renseignements sur le chemin de fer de VExposition qui avait une longueur de 3 km. Son gabarit en était fort restreint. La voie, du système Decau ville, n’avait que 0,60 m de bord en bord des rails; ceux-ci pesaient 9,5 kg le mètre courant et chaque longueur de 5 m était rivée sur huit traverses du type Péchot. Après un passage de 1 200 000 t brutes, aucun rivet n’avait cédé.
- M. Sandberg donna comme suite à son rail Goliath, le projet d’une semelle capable de le supporter; enfin, le 6 décembre, M. Lesourd fit une communication sur un nouveau système de crampon à pointes multiples divergentes, de M. Buenaventura Junquira. Ce crampon se compose essentiellement d’une cheville fendue sur une partie de sa longueur, à partir de son extrémité inférieure; un trou est pratiqué dans la traverse jusqu’à une certaine profondeur. On descend dans ce trou une sorte de bille en fonte qui écarte les parties fendues de la clavette quand celle-ci l’atteint, et en ce point les deux portions s’enfoncent en parcourant les deùx côtés d’un angle divergent.
- 1890. — Le 17 janvier, M. Barre donna une description des plus intéressantes du chemin dë fer glissant qu’il avait établi à l’Exposition, et dont l’invention est due à Girard. Toùtest minutieusement décrit dans ce mémoire : construction de la voie, propulseurs, véhicules, machines motrices, etc. Ce système certainement extrêmement séduisant, a été l’occasion d’une très intéressante discussion dans la séance du 7 février, et paraissait devoir recevoir de prochaines applications à l’étranger, mais sa description sortirait des limites qui nous sont imposées.
- Dans un mémoire sur la largeur de. la voie a adopter pour la ligne de Biskra-Tougourt-Ouargla, M. Fock conclut, d’après des considérations économiques, qu’il faut adopter 0,75 m, bien que, dans l’avenir, cette voie doive avoir 1,45 m. v
- Le deuxième semestre de cette année ne contient qu’un mé-
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- Bull.
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- moire de M. Coquerel sur les traverses métalliques à l’Exposition Universelle de 1889. Après avoir remarqué que M. Canta-grel avait donné la description de 17 systèmes de traverses dont 7 seulement étaient représentés à l’Exposition, l’auteur du mémoire donne tous les détails : longueur, épaisseur, moment d’inertie, etc., de ces traverses.
- 1891. — Le premier semestre de cette année a été très pauvre relativement aux mémoires relatifs aux chemins de fer, nous n’avons à signaler que des communications sur la machiné Heil-mann et la remise du rapport de la section chargée par la Société d’étudier le matériel fixe des chemins de fer à l’Exposition de 1889 par M. Ch. Taconnet.
- ! L’auteur a divisé son travail en huit chapitres.
- Dans le premier, voies et accessoires, il décrit les voies et les traverses métalliques exposées par les diverses Compagnies tant en France qu’à l’étranger et fait suivre ce travail d’un tableau de comparaison entre les éléments de la voie aux Expositions de 1867, 1878 et 1889 et le termine par un résumé indiquant les tendances actuelles dans les différents pays.
- Dans le chapitre II intitulé : Appareils de sécurité, signaux et enclenchements, block-system, M. Taconnet passe en revue les innombrables systèmes de signaux, de contrôleurs d’enclenchement, de déclenchement, d’indicateur, d’électro-sémaphore, de block-system, etc., exposés.
- Le troisième chapitre est consacré aux déviations de voies, changements et croisements et appareils spéciaux avec tous les appareils de manœuvre, contrôleurs d’aiguilles, etc.
- Le quatrième est relatif aux voies étroites et aux tramways..
- Le cinquième aux chariots, plaques tournantes, barrières et clôtures, gabarits de chargement et alimentation.
- On trouve dans le sixième tous les appareils de levage et de pesage et dans le septième, le petit matériel des gares tel que les ponts de chargement roulant, les brouettes à bagage métalliques, les casiers pour distributions de billets, étiquettes à bagages, composteurs, etc.
- , Enfin, dans le huitième, sont les appareils divers comprenant, les différents contrôleurs de vitesse des trains, les transmetteurs, les postes télégraphiques, les chronomètres, les cloches, etc., etc.
- Chacun de ces chapitres est terminé par un résumé indiquant la tendance-générale qui résulte de la comparaison avec les ex-
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- positions précédentes et les objets exposés par les sections étrangères.
- Dans sa séance dn 7 août, la Société entendit, un rapport de M. Goste sur les chemins de fer à voie étroite ou mieux, sur les conditions d’établissement de l’exploitation et de l’effet utile que l’on peüt tirer des chemins à voie étroite de 1 m et 0,60 m. Il conclut en disant que pour l’infrastructure, la différence de prix, même pour un terrain accidenté, n’est pas sensiblement supérieure pour une voie de 1 m à celle d’une voie de 0,60 m. Le prix de la superstructure est le même.
- Seulement, la charge remorquée par une voie de 0,60 m n’atteint pas moitié de celle d’une voie de 1 m pour des rampes de 30 mm et la vitesse du train est également réduite pour la première. En outre, les chemins de 0,60 m ne peuvent être employés comme voie stratégique et les frais d’entretien de la voie et du matériel roulant sont plus considérables pour la voie de 0,60 m que pour la voie de 1 m.
- Cette communication fut suivie d’une discussion à laquelle prirent part MM. Grille, Regnard, Jousselin et A. Moreau.
- 1892. — Dans sa séance du 18 mars, la Société reprend la discussion de la communication de M. Goste (7 août 1891), sur les chemins de fer à voie étroite dont nous avons déjà parlé. Cette discussion, au point de vue du matériel fixe, a surtout eu pour but d’établir une comparaison entre les prix de revient des voies de 1 m et de celles de 0,60 m. M. Aug. Moreau fait remarquer à cet égard que la controverse ne peut être basée que sur un malentendu venant de l’origine même du débat et que l’antagonisme des partisans des différentes largeurs de voie provient, le plus souvent, comme il l’a toujours dit, de ce que chacun veut faire d’un type unique, la panacée universelle, tandis que l’adoption d’une largeur déterminée doit résulter des besoins et non d’une idée préconçue ; il y aurait lieu d’adopter une voie de 1 m pour les lignes chargées et de 0,75 m pour celles qui ne le sont pas, les voies de 0,60 m ne pouvant rendre aucun service en dehors de la ferme, de l’usine ou du chantier de terrassement. Il cite comme exemple les modifications successives apportées par M. Decauville lui-même.
- Dans le cours de cette même séance, M. Ed. Roy indique un mode de raccordement fait au moyen d’une parabole du troisième degré qui modifie à peine l’axe de la voie, c’est-à-dire s’applique aux terrassements déjà exécutés pour les courbes normales en
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- arc' de cercle et permet de réduire considérablement le rayon de courbure. Ce mode a été l’objet de contestations par MM. Laf-fut et Yallot dans la séance du 22 avril.
- Dans la séance du 1er avril, la Société continua la discussion des chemins à voie étroite. MM. Grille, Level, Yauthier, Drouin y prirent part et M. Pontzen saisit cette occasion pour donner connaissance d’une brochure de M. Pew, Ingénieur à Talbotton (Géorgie U. S.) portant le titre : Le chemin cle fer le meilleur marché du monde, celui-ci en rails de 22 kg le mètre, à voie normale, n’a
- coûté que :
- Pour études, infrastructure et traverses . 4965 f le kilomètre.
- Pour fourniture et pose de rails......... 5720 —
- Total-.......... 10685 f le kilomètre.
- Dans sa séance du 7 octobre, la Société a entendu la lecture d’un très remarquable rapport de M. Loppé sur les enclenchements électriques, mais ce travail rentrant plus spécialement dans les applications de l’électricité, sort des limites qui nous sont imposées et nous ne le citons que pour mémoire et à cause de son importance.
- 1893. — Il en est de même des questions traitées dans les séances des 3 et 17 mars ,1893 où l’on s’occupa de l’application du téléphone à la sécurité des chemins de fer.
- 1894. — Dans le premier semestre de cette année, la Société s’occupa seulement de la question des relations des courbes avec le matériel roulant. M. Ed. Roy relata les expériences faites avec des boîtes radiales de son invention. Ce sujet n’a donc trait à celui qui nous occupe qu’au point du tracé et nous ne devons pas y insister davantage.
- Dans le deuxième semestre, M. Duroy de Bruignac (séance du 20 juillet), proposa un système d’aiguilles fixes pour les tramways système qui suscita quelques observations de MM. Forest, Rey et Delaunay.
- En septembre, M. Dareste indiqua une méthode géométrique rapide et assez précise, pour mener une normale à une courbe de raccordement. Ce mémoire est accompagné de tables pour en faciliter l’usage.
- Enfin, nous trouvons en novembre un rapport de M. Mallet sur les chemins.de fer à voie étroite du canton de Genève,
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- dont le but est surtout de démontrer que les populations s’habituent rapidement et sans qu’il en résulte d’accidents, à des voies établies dans des rues même étroites. Il en est de même des pentes. C’est ainsi que sur 74 km, 18,33 0/0 sont en palier et 81,67 en déclivité, dont 16 0/0 du parcours présentent des pentes supérieures à 30 mm et atteignent jusqu’à 60 mm avec des courbes de moins de 200 m de rayon sur 12,3 0/0 du parcours. La voie de 1 m est en rails Yignole de 20,2 kg sur lesquels on compte 19,120 km en voie complètement métallique, système Demerbe; le reste est éclissé et fixé avec des tire-fond.
- 1895. — La Société s’est surtout occupée pendant cette année de la traction des tramways et des chemins de fer.
- 1896. — Il en a été de même pendant le premier semestre de cette année, et pendant le second (2 octobre), il a été entendu une très intéressante communication de M. Belelubsky, sur le chemin de fer sibérien et transcaspien. Ce chemin d’une longueur de plus de 7 000 km comporte pour sa construction des conditions toutes particulières dues aux exigences du climat. C’est ainsi que l’on a été obligé de construire des baraquements en bois sur les piles de pont pour permettre de travailler dans l’atmosphère chauffée de l’intérieur. En certains points on a posé la voie sur la glace même pour ne pas interrompre le trafic en attendant la construction des ponts en fer dont les pièces reposent sur des rotules. Il a été également nécessaire de se préoccuper de l’alimentation d’eau dans certains déserts, de parer aux débâcles en transportant les wagons sur bateaux, de se prémunir contre les tremblements de terre, fréquents dans le Caucase, enfin de fixer les sables avec des plantes spéciales.
- 1897. — L’année 1897 ne nous apporte que des applications de l’électricité aux manoeuvres ou à la traction des chemins de fer. Ces communications sortent donc de notre cadre.
- 1898. — Jusqu’à présent aucun travail relatif à la superstructure n’a été apporté à la Société.
- Conclusion.
- Notre conclusion sera brève, car le mémoire précédent est déjà bien volumineux pour la place qui nous avait été accordée. Mais, ces proportions mêmes, alors que l’analyse de tous ces travaux
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- est si succincte, prouve la part considérable et vraiment prépondérante prise par notre Société depuis un demi-siècle dans cette grande industrie des chemins de fer.
- En outre des travaux connus ou ajoutés au jour le jour au bagage commun, on voit que nos Collègues, avec une prescience admirable, ont non seulement enrichi le présent, mais prédit constamment l’avenir et que les événements leur ont constamment donné raison.
- Il nous reste à notre tour à jouer un peu ce rôle délicat de prophète : mais pour nous, la tâche sera particulièrement facile, car les progrès qui seront réalisés plus tard dans les chemins de fer, le seront surtout dans le domaine de la traction dont l’étude ne nous incombe pas. Quant au matériel des voies, la question la plus importante non encore résolue, est celle des traverses métalliques. Or, sauf des cas particuliers, ces dernières ne supplanteront les traverses en bois que lorsque l’abaissement progressif du prix de l’acier aura permis à la traverse métallique de lutter plus avantageusement qu’aujourd’hui avec sa rivale. Enfin, l’électricité est appelée à jouer un rôle de plus en plus important, dans toutes les industries, au siècle prochain, et l’on prévoit qu’elle envahira complètement tout ce qui est signaux ou leurs accessoires. En dehors de cela, les autres parties de la voie ne pourront présenter que des progrès de détail, et des renforcements de plus en plus importants, jusqu’au jour ou l’importance du trafic sur certaines grandes artères très fréquentées rendra fatalement indispensable le dédoublement des voies.
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- II
- MATÉRIEL ROULANT DES CHEMINS DE FER
- PAR
- FL1MAN
- Historique. — Quand fut créée, en 1848, la Société des Ingénieurs Civils, il y avait une vingtaine d’années qu’on avait commencé à construire, en France, du matériel roulant pour les chemins de fer.
- C’est à 1828, en effet, époque de l’ouverture à l’exploitation du premier chemin de . fer construit pour le transport des marchandises, celui de Saint-Étienne à Andrézieux, et à l’année 1832, où le chemin de fer de Saint-Étienne à Lyon, qui venait •d’inaugurer la traction par locomotives, commença à transporter des voyageurs, que remonte la construction, en France, des premiers wagons à marchandises et des premières voitures à voyageurs pour chemins de fer.
- Créé sur les hases restreintes du matériel affecté au service des messageries, que la nouvelle industrie des transports par voies ferrées venait supplanter, le matériel roulant des chemins de fer présenta d’abord des dispositions tout à fait primitives et fut loin de briller par le confort.
- Les premières voitures n’étaient, en effet, suspendues sur leurs roues que d’une façon tout à fait rudimentaire, leur tamponnement était rigide et leur attelage fait au moyen de simples maillons, ce qui exposait à des secousses et à des chocs quelquefois fort rudes. .
- Les voitures de troisième classe étaient découvertes, laissant les voyageurs exposés aux intempéries, souvent même sans banquettes pour s’asseoir ; celles de seconde classe étaient basses et étroites, avec les banquettes simplement rembourrées de foin, sans rideaux aux baies. Un peu mieux garnies, les voitures de première classes n’avaient ni largeur ni hauteur. Enfin, ces voitures n’avaient pas ou peu d’éclairage pour la nuit et pas de chauffage pour l’hiver.
- Cependant on accepta ce matériel sans se plaindre, satisfait
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- que l’on fut de pouvoir voyager sans retenir sa place; d’être soustrait au bon plaisir et aux exigences des entrepreneurs de transports et des conducteurs des diligences ; enfin, de voyager plus vite, et, par conséquent, avec moins de fatigue.
- Bientôt, par suite de la création de locomotives plus puissantes, la vitesse et le poids des trains s’accrurent et la nécessité s’imposa d’améliorer le matériel, tant pour assurer la sécurité que pour rendre moins pénibles des voyages, dont l’ouverture successive des lignes et le raccordement des réseaux augmentaient de plus en plus la longueur.
- C’est de l’expérience acquise dans ces premières années de l’exploitation des chemins de fer, que se dégagèrent les conditions fondamentales à remplir dans la construction du matériel roulant. Les prescriptions édictées à son sujet par Y Ordonnance royale du 45 novembre 4846, fixent d’une manière indiscutable sur l’état de la question à cette époque, et pour le faire connaître, nous ne pouvons mieux faire que de nous y reporter.
- Nous y trouvons que les essieux devaient être en fer martelé de premier choix et qu’il devait être tenu des registres spéciaux notant les épreuves, les réparations et les parcours de chacun d’eux ; que les roues en fonte étaient exclues des trains de voyageurs ; que les voitures devaient être d’une construction solide, pourvues de ce qui est nécessaire à la sécurité et liées entre elles par des moyens d’attache tels, que leurs tampons à ressort fussent toujours en contact, que les conducteurs gardes-freins devaient être mis en communication avec le mécanicien pour donner le signal d’alarme en cas d’accident; que le nombre maximum de véhicules à deux essieux composant un train était fixé à vingt-quatre.
- Telles étaient les prescriptions ayant trait à la sécurité.
- En ce qui concerne celles relatives au confort, nous trouvons que les voitures devaient être commodes et que les dimensions de la place affectée à chaque voyageur devaient être d’au moins 0,45 m en largeur, 0,65 m en profondeur et 1,45 m en hauteur ; que cette dernière disposition devait être appliquée aux chemins de fer existants dans un délai à fixer, par le ministre, pour chaque chemin; enfin, que les voitures devaient être éclairées la nuit ét au passage des souterrains d’une certaine longueur.
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- État de la question en 1848.
- C’est sous le régime des prescriptions fondamentales ci-dessus énumérées que fut transformé le matériel rudimentaire de l’origine, pour répondre aux conditions de sécurité et de confort reconnues indispensables et que fut étudié celui qui était en construction en 1848, en prévision de l’ouverture prochaine des grandes lignes. En effet, sur les 4 055 km concédés à cette époque, 1 826 km seulement, formés de tronçons isolés, étaient livrés à l’exploitation à la fin de 1847 et l’ouverture des lignes principales allait se succéder rapidement.
- Nous décrirons d’une façon succincte le matériel que faisait construire à cette époque, par les ateliers des Messageries générales, le chemin de fer de Paris à Strasbourg, dont les premiers tronçons furent ouverts vers le milieu de 1849. Ce matériel peut, en effet, être considéré comme ayant été établi conformément aux derniers perfectionnements auxquels on avait été conduit par l’expérience. Ses dispositions fondamentales étaient en grande partie, mais avec des dimensions restreintes, celles que l’on retrouve dans le matériel actuel, ainsi qu’on va pouvoir s’en rendre compte par la description que nous allons en donner.
- Ces voitures avaient leur caisse indépendante du châssis : elle était divisée en trois compartiments pour la première et pour la deuxième classe et en quatre pour la troisième.
- Châssis. — Le châssis, qui ne différait que par la longueur : 5,300 m pouf la première classe, 4,950 m pour la seconde, 5,520 m pour la troisième, et par l’écartement des essieux: 2,650 m pour la première et la troisième classe, 2,490 pour la deuxième, était construit complètement en bois de chêne assemblé à tenons et mortaises avec consolidation au moyen de ferrures. Les plaques de garde étaient en tôle découpée, celles d’un même côté étaient entretoisées à leur partie inférieure par un tirant allant s’attacher aux extrémités du brancard pour former arcs-boutants.
- Le choc et la traction se faisaient par l’intermédiaire de d'eux ressorts à lames de 1,760 m de longueur, placés au milieu du châssis, supportés et guidés par quatre glissières en fer. Les tampons de choc agissant sur les extrémités des ressorts avaient leurs .tiges guidées clans des boisseaux en fonte, leurs plateaux étaient garnis de bois armé de fer, leur surface de contact était
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- plate pour le tampon droit, bombée pour le tampon gauche. Le crochet de traction, dont la tige était clavetée sur la chape embrassant le ressort en son milieu, était muni d’un tendeur à vis; la traverse extrême portait, en outre, deux chaînes de sûreté.
- Les essieux étaient en fer, de 0,090m de diamètre au milieu du corps, 0,110 m au calage des roues, à fusées de 0,065 m de diamètre sur 0,127 m de longueur. Les roues, de 1,000 m de diamètre au contact, étaient en fer avec moyeu en fonte et bandage en fer de 0,126 m de largeur sur 0,040 m d’épaisseur ; l’écartement entre les faces intérieurs des bandages était de 1,362 m.
- Les ressorts de suspension, de 1,400 m de longueur, en acier de 75 X 10 mm, étaient à lames et reposaient sur les fusées des essieux par l’intermédiaire de boites à graisse avec coulisses de dimensions telles que la plaque de garde avait, dans les deux sens, un jeu transversal de 0,005 m et un jeu longitudinal de 0,003 m. La liaison du châssis aux ressorts de suspension était faite au moyen de courroies en cuir et de tiges de tension à vis qui permettaient de régler la position des essieux dans les plaques de garde et de donner, au besoin, une tension initiale aux ressorts.
- Le châssis portait deux étages de marchepieds, donnant accès aux compartiments, régnant, ceux du bas, sur toute sa longueur, ceux du haut, seulement en face de l’ouverture de la portière de chaqu e compartiment.
- Caisses. — Le-type de construction des caisses des voitures était identique pour les trois classes ; elles ne différaient que par les dispositions de détail et par leurs dimensions.
- Les caisses des voitures de deuxième et de troisième classe étaient de forme parallélipipédique ; on avait, au contraire, donné aux trois compartiments de la voiture de première classe la forme cintrée des caisses des diligences, d’où les noms de berlines et de gondoles sous lesquels ces voitures furent désignées.
- Les trois compartiments dans lesquels la caisse des premières et des deuxièmes classes était divisée, étaient complètement séparés par des cloisons montant jusqu’au pavillon. Les quatre compartiments des troisièmes classes étaient seulement séparés par les dossiers des banquettes qui ne s’élevaient que jusqu’à 1 m au-dessus du plancher. Les dimensions intérieures de ces compartiments sont indiquées au tableau comparatif qui se trouve à la fin de cette ridte.
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- Placées transversalement, les banquettes étaient à quatre places pour la première et à cinq places pour la seconde et la troisième classe.
- La carcasse cle la caisse était en bois de chêne assemblé à tenons et mortaises. Les frises de remplissage, du plancher et du pavillon étaient en sapin.
- Les parois extérieures de la caisse étaient formées par des panneaux en tôle de fer de 1 mm d’épaisseur, cloués sur la membrure de la caisse par leurs bords et dont les joints étaient mas* qués par des baguettes en bois.
- La couverture était en zinc et les chéneaux en cuivre rouge.
- La fermeture des portières était faite au moyen d’un simple abattant.
- Une petite poignée montoire, fixée à l’extérieur vers le milieu de la hauteur du pied d’entrée, facilitait l’accès du compartiment.
- Chaque compartiment de première et de seconde classe était éclairé sur chacune de ses faces latérales par trois baies munies de châssis vitrés ouvrants. Les compartiments de troisième n’étaient éclairés que par une seule ouverture ménagée dans la portière et qu’on ne pouvait clore qu’au moyen de rideaux. Une lampe à huile, placée dans l’axe du pavillon pour chaque compartiment de première classe, à cheval sur la cloison de séparation des deux compartiments voisins, pour la seconde classe, enfin, deux lanternes pour les quatre compartiments de la troisième classe servaient à l’éclairage pendant la nuit.
- L’intérieur des compartiments de première classe était complètement tendu de drap ; les dossiers et les banquettes étaient rembourrés en crin; une stalle placée au milieu du dossier divisait la banquette en deux parties formant appui-tête pour les deux voyageurs placés au milieu ; des accotoirs fixes existaient contre cette stalle et contre les parois extérieures. On ne trouvait, dans ces compartiments, ni filets, ni supports pour les bagages qui ne pouvaient être placés que sous les banquettes; des courroies fixées au pavillon, , comme dans les diligences, permettaient d’y suspendre les chapeaux.
- Le garnissage des voitures de seconde classe était, cela va sans dire, beaucoup plus sommaire : elles étaient garnies en coutil, les banquettes et dossiers simplement rembourrés en étoupe.
- Enfin, dans les troisièmes classes, les banquettes et les dossiers, limités à la hauteur des épaules, étaient en bois sans aucun garnissage et sans aucune courbure.
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- Bien qu’elles fussent encore loin de réaliser le confort de celles actuelles, ces voitures présentaient bien cependant, ainsi qu’on en peut juger par la description qui précède, des améliorations importantes, par rapport aux voitures de l’origine, qui continuèrent d’ailleurs encore à rouler pendant un certain temps. En effet, le chemin de fer de Strasbourg à Bâle possédait encore quatorze voitures de troisième classe découvertes, améliorées il est vrai par l’addition de bancs, en l’année 1855, où cette Compagnie se fondit avec celle de Paris à Strasbourg et dont le Comité de cette Compagnie ordonna, à cette époque, la démolition.
- Les véhicules accessoires de la grande vitesse, c’est-à-dire les fourgons à bagages, les wagons-écuries et les trucks à équipages étaient du même type de construction que les voitures, dont ils ne différaient que par la moindre douceur de leur suspension, faite au moyen de ressorts de 0,900 m de longueur et par le faible écartement de leurs essieux qui n’était que de 1,950 m pour les écuries.
- Les caisses étaient complètement Peu bois, sans panneaux en tôle à l’extérieur et couvertes en zinc; le fourgon était muni de deux portes roulantes de 1,100 m d’ouverture et d’un frein à longerons à quatre sabots en bois, manoeuvré parvis et manivelle de l’intérieur d’une vigie placée à l’extrémité delà caisse et en saillie sur sa toiture pour permettre la surveillance du train.
- Des niches à chiens étaient ménagées aux deux extrémités de la caisse, des'tablettes destinées à faciliter le travail de l’agent de train étaient disposées contre les deux parois des bouts.
- La caisse du wagon-écurie qui remplaçait les boxes mobiles employées auparavant et que l’on posait sur un wagon plate-forme, était divisée en trois stalles placées en long, avec portes aux deux extrémités, sans compartiment pour le palefrenier, ni ponts de chargement attenant à la caisse; l’aérage était obtenu au moyen de persiennes ménagées dans les parois latérales, mais sans grillage protecteur contre l’incendie. Les parois de chaque stalle étaient garnies et rembourrées jusqu’à une certaine hauteur, ainsi que le pavillon à l’aplomb de la tête des chevaux.
- Les wagons à marchandises se distinguaient en grands et petits wagons qui ne différaient d’ailleurs que par la longueur du châssis qui était de 3,500 m pour les petits et de 4,800 m pour les grands, et par l’écartement des essieux : 1,750 m pour les premiers, 2,490 m pour les seconds.
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- La caisse était indépendante du châssis, la traction était élastique et continue, se faisant au moyen de deux petits ressorts de 0,800 m de longueur, conjugués au moyen de bielles articulées à leurs extrémités; l’attelage se faisait au moyen d’un tendeur à vis comme pour les voitures. Le tamponnement était sec, les tampons étant formés par le prolongement des brancards du châssis renforcés en ce point par des fourrures et des frettes en fer.
- Les organes du roulement étaient les mêmes que ceux des voitures ; le châssis reposait sur les boites à graisse des essieux par l’intermédiaire de ressorts de 0,900 m de longueur articulés aux supports par des anneaux de suspension sans moyen de réglage.
- Un frein à levier à main agissant sur une seule roue facilitait les manoeuvres. -
- Le matériel à marchandises comprenait : des fourgons analogues à ceux du matériel à voyageurs et des wagons couverts munis d’ouvertures latérales fermées simplement au moyen de rideaux et de portes latérales à charnières formées de deux battants; la couverture de ces véhicules était en toile sablée; des wagons-tombereaux à caisse de i m environ de hauteur, à portes latérales à deux vantaux, de 1,500 m d’ouverture totale et munis d’anneaux pour le bêchage ; des wagons plates-formes, avec ou sans traverses sur le plancher, à côtés et à bouts de peu de hauteur fixes ou tombants.
- Tels étaient les wagons des types principaux pouvant suffire pour la majeure partie des transports. Nous considérons comme inutile de citer les types multiples de wagons établis pour des transports spéciaux qui ne différaient d’ailleurs de ceux ci-dessus décrits que par leurs dispositions de détail appropriées aux transports auxquels ils étaient destinés.
- Le chargement maximum de tous ces wagons était de 5 tonnes.
- Travaux présentés a la Société.
- Tel était; sommairement décrit, le matériel roulant le plus perfectionné des chemins de fer en 1848, année de la fondation de la Société des Ingénieurs Civils; ses dimensions principales figurent au tableau qui se trouve à la fm de cette note, en comparaison avec celles des /véhicules des derniers types auj ourcl’hui en service.
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- Établie dans le but (art. premier de ses statuts) « d’éclairer » par la discussion et le travail en commun les questions d’art » relatives au génie civil » et comptant parmi ses fondateurs un grand nombre d’ingénieurs de chemins de fer, il était naturel que la Société portât dès l’abord son attention sur la construction du matériel qui devait être employé par la grande industrie des transports par chemins de fer, encore dans la période de création.
- Aussi trouvons-nous, dès le commencement de 1849, dans le compte rendu de ses travaux, une communication, véritable traité Sur la matière, de Nozo sur la construction et l’entretien des roues dans les ateliers du Chemin de fer du Nord dont il était Ingénieur. Vinrent ensuite des communications faites à la Société sur : l’application du calcul aux ressorts par Blacher et Lassalle'; l’emploi des moises dans la construction des voitures et des wagons, par de Bonnefoy; les premières expériences de Poirée sur la résistance au roulement des wagons et sur l’influence des dimensions des organes du roulement sur les frais de traction ; la fabrication des roues, d’après les spécimens figurant à l’Exposition de Londres en 1851 ; la détérioration et les nombreuses ruptures des essieux des véhicules des chemins de fer, par Polonceau; les mauvais résultats donnés par l’emploi des alliages blancs dans les boîtes à graisse, par Nozo, qui les qualifiait de métal antitraction * Tels furent les sujets et les auteurs de quelques-unes des communications faites au cours des années 1850 à 1852.
- Le 21 janvier 1853, Petiet, alors Président de la Société, annonça qu’en raison de commandes considérables de matériel à faire à cette époque, il y avait lieu d’étudier les différentes questions relatives à sa construction et soumit à la Société un programme complet de cette étude.
- Les nombreuses communications et discussions qui en furent la suite sont d’accord sur la nécessité d’accroître la solidité et la résistance du matériel, sur les avantages qu’il y aurait à uniformiser les dimensions fondamentales des appareils de choc et d’attelage, ainsi que celles des bandages.
- On y apprend que c’est en 1853 que MM. Petin et Cie commencèrent à fabriquer des bandages sans soudure, que les bandages en acier fondu et en fer cémenté étaient en cours d’essai, que l’on commençait à prendre en considération l’emploi de l’huile pour le graissage des fusées.
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- La construction des ressorts fut alors de nouveau examinée d’une façon complète et leur théorie par Philipps portée à la connaissance de la Société. Les résultats des essais des différents corps gras, faits de 1850 à 1852, et la composition des graisses, différente suivant la saison, adoptée par la Compagnie de Paris à Orléans, firent également, en 1853, l’objet d’un compte rendu détaillé.
- La communication faite en 1855, par Forquenot, sur les essais en cours au chemin de fer d’Orléans du frein automatique Guérin, prouve qu’en raison de la vitesse et du poids croissants des trains, on se préoccupait déjà, à cette époque, d’améliorer les moyens d’arrêt et d’en mettre la manœuvre dans la main du mécanicien.
- Continuer à passer en revue les comptes rendus des séances de la Société, serait faire l’historique complet d$s améliorations successives du matériel roulant des chemins de fer et nous nous bornerons à dire que : la comparaison des avantages et des inconvénients du matériel américain; l’étude du matériel spécial à adopter pour les services des trains légers sur les embranchements des lignes à voie normale et pour celui des lignes à voie étroite, et, à un point de vue plus spécial : les attelages, les freins continus et automatiques, le chauffage et l’éclairage, l’in-tercommunication des voyageurs avec les agents des trains et les mesures de précaution à prendre pour prévenir les attentats... toutes les questions en un mot ayant trait à la sécurité
- aussi bien qu’au confort du matériel des chemins de fer, furent l’objet de nombreuses communications suivies de discussions approfondies auxquelles prirent part et que dirigèrent souvent les hommes les plus compétents sur la question: les Ingénieurs en Chef du Matériel et de la Traction des grandes Compagnies, auxquels la Société fit souvent l’honneur de les appeler à la présider.
- On peut donc dire que la Société des Ingénieurs Civils a suivi au jour le jour, depuis sa création, les progrès qui, successivement apportés à la construction du matériel roulant des chemins de fer, l’ont amené à l’état où nous le voyons aujourd’hui et que nous allons faire connaître.
- État de la question en 1898.
- Le-matériel de 1898, tout en ne comportant que trois classes comme celui de 1848, offre cependant, dans ses types, une grande
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- complexité par suite des différences que présentent les divers services auxquels il est destiné et auxquels il doit, autant que possible, être approprié.
- Il y a lieu de le diviser à ce point de vue en :
- 1° matériel pour trains ordinaires de voyageurs;
- 2° matériel pour trains de vitesse à grands parcours sans arrêts;
- 3° matériel pour trains de banlieue ;
- 4° matériel pour trains d’embranchements ou trains légers ;
- .5° matériel accessoire de la grande vitesse et matériel à marchandises.
- 1° Matériel pour trains ordinaires de voyageurs. — Le matériel des trois classes pour trains ordinaires est exactement conforme, dans ses dispositions fondamentales, à celui de 1848 ; il n’en diffère que par des dimensions plus grandes que l’on trouvera au tableau comparatif dont nous avons déjà parlé plus haut et notamment par le nombre des compartiments portés jusqu’à 7 pour les troisièmes classes et que l’on accroîtra sans doute encore dans les constructions futures ; par l’écartement des essieux, porté jusqu’à 7,500 m, en raison de la grande longueur des voitures et pour obtenir plus de stabilité aux grandes vitesses ; par une construction plus robuste et plus soignée dans ses détails; par la nature des matériaux employés ; enfin, par les dispositions relatives à la sécurité qui lui ont été appliquées et par son confort plus grand.
- C’est ce matériel ordinaire des trois classes, auquel s’ajoutait un certain nombre de voitures de luxe : à coupés ou à compartiments salons avec lits ou fauteuils-lits, avec cabinet de toilette et water-closet, qui fut uniquement employé pendant longtemps pour tous les services.
- 2° Matériel pour trains de longs parcours. — Cependant la longueur des parcours sans arrêts s’accroissant de plus en plus, en même temps que la durée des arrêts aux stations était diminuée, dans le but de réaliser une vitesse commerciale de plus en. plus grande, Qn reconnut la nécessité de donner aux voyageurs un confort réservé jusqu’alors aux voitures de luxe.
- C’est ainsi que l’on commença par ménager, dans quelques véhicules un compartiment communiquant avec un cabinet de de toilette à water-closet, dans lequel les voyageurs, auxquels leur état de santé ne permettait pas d’affronter, sans être malades,
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- les longs parcours sans arrêt, pouvaient prendre place entre deux stations consécutives.
- On établit ensuite des voitures avec un cabinet à water-closet par compartiment ou par groupe de deux compartiments. Cette disposition a l’inconvént de multiplier les cabinets, de rendre, par suite, l’entretien de propreté difficile et aussi de déranger les voyageurs du compartiment qu’il faut traverser.
- Le type de voiture à couloir intérieur à compartiments séparés s’ouvrant sur un couloir, limité à l’intérieur de la voiture, c’est-à-dire qui ne permet pas de passer d’une voiture à l’autre, mais qui donne accès à un cabinet, couloir sur lequel chaque compartiment est fermé par une porte ménagée dans une cloison vitrée, ne donne pas lieu aux mêmes critiques. Il a, en outre, l’avantage de donner aux voyageurs un isolement relatif qui le fait préférer pour les voyages de nuit. Aussi ce type de voitures s’est-il beaucoup répandu depuis son apparition en 1888, et a-t-il été étendu-récemment à la seconde et à la troisième classe pour les voitures de ces catégories qui entrent dans la composition de certains trains de longs parcours sans arrêt.
- Pour les trains de jour, au contraire, dans la composition desquels figure un wagon-restaurant, il est commode de pouvoir aller prendre place dans ce wagon et de le quitter sans attendre l’arrêt à une gare. C’est ce qui a amené à construire, dans ces dernières années, des voitures à intercirculation communiquant entre elles par des passerelles qui sont renfermées dans des soufflets garantissant contre les intempéries, au passage d’une voiture à l’autre.
- Des voitures de ce genre existaient déjà en France depuis plusieurs années, dans certains trains internationaux, dont la Compagnie des Wagons-Lits fournit le matériel, et notamment dans le train express d’Orient ; ce n’est, toutefois, qu’à partir de l’année 1889 que les Compagnies firent entrer, d’une façon régulière, dans leurs trains de longs parcours, des voitures à intercirculation en remplacement des voitures ordinaires.
- Les premières voitures employées étaient du type américain, montées sur deux bogies; leur aménagement intérieur présentait plusieurs variantes, dans le détail desquelles nous n’entrerons pas, ce type de voitures de très grandes dimensions ne s’étant pas généralisé surtout en raison de leur poids mort élevé. r
- C’est un reproche que Nozo faisait déjà à ce type de voitures Bull. >. „ 11
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- en rendant compte de l’Exposition de 1855 où en figurait un premier exemplaire destiné à la Suisse. Il s’exprimait, en effet, comme suit à son sujet : « Son poids est élevé et nous ne concevons pas Futilité de ces immenses voitures ».. On leur reprochait aussi leur peu de stabilité et leur mauvaise allure aux grandes vitesses. Ce dernier reproche a disparu avec l’augmentation de l’écartement des essieux des bogies et aussi par l’emploi d’une suspension perfectionnée qui leur a donné une grande douceur, mais le reproche du poids mort élevé subsiste ; aussi on a construit de préférence, dans ces dernières années, des voitures à intercirculation de moindres dimensions, portées simplement sur deux ou sur trois essieux. Enfin, on construit à nouveau aujourd’hui des voitures à bogies de moins grande longueur que celles auxquelles nous avons fait allusion ci-dessus.
- Qu’elles soient portées sur deux essieux, sur trois essieux ou sur deux bogies, toutes ces voitures sont à couloir latéral et à compartiments séparés ouvrant sur le couloir, qui donne accès à un cabinet et qui aboutit à des passerelles avec soufflets ménagées à chacune des extrémités de la caisse pour établir la communication entre les voitures consécutives.
- L’accès de ces voitures est obtenu, soit au moyen de quatre escaliers aboutissant à deux plates-formes fermées placées à leurs extrémités, soit au moyen de portières latérales en nombre égal à celui des compartiments.
- Ce type de construction a été appliqué, non seulement à des voitures de première classe, mais aussi à des voitures de deuxième classe.
- En outre, quelques-unes de ces voitures comprennent des compartiments à lits qui, étant des places de luxe, disposent d’un cabinet particulier. Les lits sont de différents types, soit rabattants (du type créé en 1867 parla Compagnie de l’Est), masqués pour le jour dans une armoire formée par la cloison de séparation et qui viennent, lorsqu’on les rabat, reposer sur le siège qui s’est abaissé automatiquement sur le plancher ; la largeur du compartiment permet d’y placer trois lits de ce type ; soit formés par la banquette tournant autour de son axe longitudinal pour amener en dessus sa partie inférieure garnie d’un matelas et de couvertures. Dans le second cas, un deuxième lit, superposé au premier, s’obtient en relevant le dossier ou en abaissant la partie supérieure de la cloison sur laquelle ou place la literie qui était emmagasinée le jour sous la banquette. Cette
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- disposition est celle des voitures de la Compagnie Internationale des Wagons-Lits ; elle donne quatre lits par compartiment, mais, les lits supérieurs sont d’un accès relativement difficile. -r
- Les voitures à intercirculation sont, en général, composées comme les voitures ordinaires, d’une caisse et d’un châssis indépendant auquel elle est souvent reliée par une double suspension ou par un appui élastique, ayant pour but d’en accroître la-douceur ou tout au moins d’en diminuer la sonorité en atténuant’ la transmission des vibrations qui résultent des chocs que reçoivent les roues aux joints des rails, et au passage des appareils de-traversée ou de changement de voie.
- On les construit aussi, dans, le but de réduire le poids mort à son minimum, sans châssis indépendant ; la caisse forme alors) châssis par sa partie inférieure qui porte les différents organes: ordinairement propres au châssis, c’est-à-dire. les appareils de choc et de traction, les plaques de garde et les attaches des rese sorts de suspension. Dans ce but, elle est constituée d’une façon très robuste, étant formée d’une plate-forme métallique et de deux fortes tôles formant poutrelles qui constituent la partie des: parois extérieures placée au-dessous de l’ouverture des baies.
- Enfin, les voitures à bogies sont, on le sait, formées d’une caisse d’une construction très résistante reposant vers ses extrémités par une double suspension, sur deux trucks à deux ët<: même à trois essieux suivant les dimensions et, par suite, le poids du véhicule.
- Quel que soit son type de construction, le matériel spécial pour1 trains de longs parcours sans arrêt, se distingue par les grandes-dimensions de la place offerte à chaque voyageur et les dispose ; tions de détail qui en augmentent le confort, de façon à réduire, la fatigue du voyage.
- 3° Matériel pour trains de banlieue. — Transporter un grand nombre de voyageurs avec un nombre limité de voitures d’un faible : poids mort, de longueur aussi réduite que possible en raison idée la longueur restreinte, des quais, telle est la partie essentielle du 1 programme à remplir par le matériel affecté au service des trains de banlieue des grandes villes où il s’agit de satisfaire, non seulement à certains jours, mais à certaines heures, :au transport:. d’une affluence considérable de voyageurs. , : . \
- La faible durée des parcours permet, d’ailleurs, de réduire: lest dimensions de la place attribuée à ; chaque voyageur,. ce .quiéa=
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- conduit à créer, dès l’origine des chemins de fer pour le service de la banlieue, des voitures à deux caisses superposées, forcément de faible hauteur, en raison des dimensions limitées du gabarit. La caisse supérieure de ces voitures, appelée plus tard « impériale », était ouverte sur ses deux faces latérales; son accès, d’abord difficile, au moyen de palettes montoires fixées sur les parois de la caisse inférieure, fut bientôt amélioré par l’emploi d’escaliers placés en bout, et ces voitures, particulièrement goûtées du public pendant la belle saison, existent encore aujourd’hui en certain nombre.
- Cependant, les accidents auxquels donna lieu la caisse supérieure ouverte, fréquentée par un public qui n’a pas toujours une conscience suffisante du danger auquel il s’expose en voulant se déplacer pendant la marche, enfin sa mauvaise utilisation pendant la saison d’hiver, amenèrent la création de voitures à caisse supérieure fermée, desservie par un couloir central que permit d’établir l’emploi d’un châssis surbaissé.
- C’est à Yidard, qui fut membre de la Société, de 1867 à 1881, que l’on doit d’avoir rendu pratique la construction de ce type de voitures que l’on appelle voitures à deux étages.
- L’usage de ces voitures, qui existent en nombre important et dont on construit encore aujourd’hui, ne s’est d’ailleurs pas généralisé : on leur reproche en effet de demander plus de temps pour la montée et la descente, de ne pas laisser voir facilement s’il se trouve dans la caisse supérieure des places inoccupées. Enfin, les quais, dits hauts, de 0,850 m de hauteur qui exigent que le développement des portières se fasse à une hauteur supérieure à celle qui résulte de l’emploi du châssis surbaissé, condamne forcément l’emploi de ce type de voitures pour les lignes qui adoptent ces quais.
- Telles sont les raisons qui conduisent à préférer des voitures ordinaires de grande capacité pouvant recevoir jusqu’à six voyageurs par banquette et à compartiments présentant, entre les banquettes un écartement suffisant pour donner place, en cas d’affluence exceptionnelle, à un certain nombre de voyageurs debout.
- On peut, d’autre part, reprocher au matériel du type ordinaire de nécessiter un temps fort long pour la fermeture des portières, aussi a-t-on mis à l’essai dernièrement, pour le service de la petite banlieue, où le public se renouvelle fréquemment, et à l’imitation de celles du chemin de fer métropolitain de New-York et des tramways urbains, des voitures à couloir intérieur avec
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- plates-formes aux extrémités, où les voyageurs peuvent se tenir debout.
- 4° Matériel pour trains légers. —Destiné à des voyages de peu de durée, avec de fréquents arrêts, sur des lignes à faible trafic.* sous la conduite d’un seul agent de train appelé à faire, en cours de route, la perception du prix des places des voyageurs montés à de simples haltes, le matériel pour trains-légers n’a pas besoin d’offrir un confortable aussi grand que celui destiné aux longs voyages, et il doit présenter des dispositions spéciales pour le service de route.
- Aussi ce matériel se distingue-t-il par sa disposition à couloir central avec plates-formes aux extrémités et passerelles pour passer d’une voiture à l’autre ; ces plates-formes et passerelles ne sont d’ailleurs pas complètement fermées, n’étant nécessitées que par le service. Elles sont simplement entourées de balustrades de sécurité percées de portes d’accès. Ce matériel comporte, en général, des voitures mixtes de première et seconde classe, des voitures de troisième classe et des voitures mixtes, fourgons avec compartiments de seconde classe pouvant être affectés au service de la poste. Les voitures de première et de deuxième classe sont divisées en compartiments séparés par des cloisons dans lesquelles s’ouvrent les portes du couloir central, portes qui peuvent, au besoin, être fermées au moyen d’une serrure de sûreté pour empêcher le déclassement.
- Les dimensions des compartiments sont, sinon en hauteur et en largeur, car on a utilisé tout le gabarit, du moins en longueur, moins considérables que dans les autres voitures, enfin, leur garnissage intérieur, tout en étant confortable, est également réduit.
- Le nombre des places par compartiment est de 6 pour les premières classes, de 8 pour les secondes et de 10 pour les troisièmes classes.
- Établi pour satisfaire aux mêmes conditions de service que le précédent, le matériel des chemins de fer pour voies de largeur réduite est généralement à intercirculation et présente des dispositions analogues avec des dimensions un peu plus restreintes; aussi, croyons-nous inutile de nous étendre sur sa construction.
- Quel que soit le service auquel il est spécialement destiné, le matériel actuel comporte dans tous ses détails les progrès aux? quels on a été conduit par l’expérience. Les progrès ne se sont
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- ‘rimailleurs pas produits tout d’un coup, et ils n’ont été réalisés pour ainsi dire que par étapes ayant coïncidé avec les nécessités de grandes augmentations de l’effectif du matériel.
- Ge n’est pas que les Compagnies de .cliemins.de fer soient réfractaires au progrès, mais l’industrie des transports a, comme toute autre, des capitaux à rémunérer, en même temps que des charges plus ou moins onéreuses auxquelles elle doit faire face. Il ne leur est donc pas possible de démolir leur matériel pour le remplacer tout d’un coup par d’autre des derniers types les plus perfectionnés.
- Il n’est que juste, d’ailleurs, de reconnaître que ces perfectionnements ont fait l’objet constant de leurs études et qu’elles iles ont toujours adoptés pour la construction du matériel en augmentation, nécessité par l’ouverture des lignes ou l’ac.êroisse-ratent du trafic et pour le remplacement du matériel qui pouvait •être considéré comme ne répondant plus aux besoins, ne fût-il -pas même arrivé complètement à sa limite d’usure.
- Perdonnet, qui avait participé à la création des chemins de fer et dont l’autorité sur la question est indiscutable, disait il y a déjà trente ans : « Sur les grandes lignes dont la construction a exigé » des capitaux énormes, on n’a épargné ni dépenses pour la c»j commodité, ni même dépenses de luxe pour satisfaire le » public ». Il ne tiendrait pas un autre langage s’il voyait le matériel actuel, et rendrait encore justice dans les mêmes termes aux efforts faits par les Compagnies pour approprier leur matériel aux nouvelles conditions du transport des voyageurs.
- 5° Matériel accessoire à la grande vitesse et à marchandises,—Avant de passer à l’examen des transformations successives que le matériel à voyageurs a subies dans ses diverses parties et dont quelques-unes sont également communes au reste du matériel, •nous allons indiquer d’une façon succincte les modifications apportées au matériel accessoire de la grande vitesse et au matériel à mar-(çhandises.
- Les fourgons ont reçu des dimensions de plus en plus grandes, •les facilités de chargement et de déchargement ont été accrues en les munissant de quatre portes qui ont reçu des loquets .d’arrêt et des garde-corps pour la sécurité des agents ; la vigie est souvent placée au milieu de la longueur pour faciliter à l’agent de train le classement des colis. Enfin, les fourgons destinés aux trains composés de voitures à intercirculation sont eux-mêmes
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- pourvus de passerelles et de soufflets pour faciliter le contrôle et assurer la sécurité des voyageurs.
- Les wagons-écuries sont souvent à six stalles disposées pour le chargement en bout et par côté, avec compartiment pour le palefrenier et grillages aux persiennes d’aérage pour éviter les incendies; on leur a ajouté, en outre, des auges et des râteliers.
- Les autres véhicules accessoires de la grande vitesse, tels que trucks à équipages, w.agons à lait et à messageries, ne diffèrent de ceux qui les ont précédés que par leurs dimensions et notamment par l’écartement de leurs essieux augmentés en raison de la vitesse plus grande des trains dans la composition desquels ils sont appelés à entrer.
- Disons aussi que le transport des petits colis qui prend une importance de plus en plus considérable a nécessité l’établissement de véhicules spéciaux de grande capacité, communiquant souvent au moyen de passerelles pour faciliter le travail en cours de route du fourgonnier-messagiste.
- Le matériel à marchandises est encore pour la majeure partie composé des wagons des trois types fondamentaux qui existaient déjà en 1848 wagons couverts, wagons tombereaux et wagons plates-formes qui se prêtent aux divers transports et sont par conséquent exposés au minimum,de chômages.
- Il existe cependant, mais en nombre réduit, des wagons établis spécialement pour certains transports., tels que : wagons citernes, wagons à chevalets, wagons à traverses pivotantes pouvant s’accoupler deux à deux d’une façon rigide, au moyen de flèches pour le transport .des longues pièces, wagons à longue caisse supportés par deux bogies pour le transport des rails que l’on fabrique aujourd’hui à la longueur de 12 m, des tôles et fers flexibles et des matières encombrantes, mais de peu de poids, telle que les cotons.
- Le chargement des véhicules à marchandises qui, en 1848, était au maximum de 5 t, a été augmenté pour satisfaire à l’accroissement du trafic ; il a été porté successivement à 10,12,15 et même dans les dernières constructions à 20 t, pour les véhicules portés sur deux essieux. Il s’élève jusqu’à 30 t pour les wagons portés sur bogies.
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- Transformations successives du matériel depuis 1848.
- Nous dirons maintenant quelles sont les transformations que le matériel a subies successivement depuis cinquante ans dans la construction de ses diverses parties.
- Châssis. — Les châssis, d’abord complètement en bois, furent ensuite construits dans un système mixte, c’est-à-dire avec brancards et traverses extrêmes en bois doublé de tôle de fer, puis avec brancards complètement en fer en forme de E ou de l, le reste de la charpente restant en bois. Ils sont aujourd’hui complètement en fer ou en acier ; les différentes pièces profilées qui entrent dans leur construction sont assemblées au moyen de cornières et de goussets, rivés souvent à la riveuse hydraulique.
- Bien que l’apparition de châssis complètement métalliques remonte à 1855, on en voyait en effet plusieurs spécimens à l’Exposition internationale qui eut lieu à Paris en cette année ; il n’y a pas plus de vingt ans qu’ils ont été adoptés d’une façon définitive. Nous pouvons dire à leur avantage que l’état de conservation dans lequel on les trouve en général, lors des visites, permet de penser qu’ils auront une durée sinon indéfinie, du moins bien supérieure à ceux de construction tout en bois ou mixtes.
- Moues. — Les roues, qui étaient en fer à moyeux en fonte, sont aujourd’hui complètement en fer, à rayons, matricées d’une seule pièce au pilon ou à la presse hydraulique, ou à âme pleine faisant corps avec la jante et le moyeu. On a renoncé aux roues à âme en bois qui ont eu un certain temps de vogue en raison de leur peu de sonorité, mais qui se détérioraient facilement. Les roues sont emmanchées sur les essieux sans clavetage, celui-ci étant rendu inutile par la valeur élevée (25.000 kg au minimum) à laquelle se fait l’emmanchement.
- Essieux. — Les essieux mis en service depuis dix ou quinze ans sont exclusivement en acier. Leurs dimensions ont été successivement renforcées; celles de la fusée notamment, qui était, en 1848, de 65 X 127 rara, s’élèvent aujourd’hui à 90 X 180 ram pour le matériel à 10 t, et à 120 X 220 mm et même à 130 X 252 mm pour les voitures de grandes dimensions des derniers types et pour le matériel dont le tonnage a été porté à 15 et à 20 t.
- Les essieux sont comme toutes les matières employées à la
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- construction du matériel roulant, soumis aujourd’hui à des conditions de réception qui en assurent la qualité et en garantissent la résistance ; aussi, des progrès considérables ont-ils été obtenus à ce point de vue depuis 1848. Les ruptures d’essieux sont de moins en moins fréquentes ; enfin, leur durée qui, d’après la communication de Nozo, en 1849, ne correspondait qu’à un parcours de 120 000 km, s’élève aujourd’hui à plus de 700 000 km.
- Bandages. — Après différents perfectionnements ayant eu d’abord pour but de les fabriquer sans soudure, puis avec du métal de plus en plus résistant à l’usure et même en fer cémenté et trempé, les bandages sont aujourd’hui fabriqués en acier qui, pour une épaisseur de 60 mm au moment de la pose, donne un parcours total de plus de 500 000 km avant son retrait du service pour une usure de 32mm; or, d’après Nozo, en 1849, un bandage en fer ne donnait qu’un parcours de 50 000 km pour une usure de 20 mm, malgré une charge et une vitesse bien inférieures. On peut juger par ces chiffres des progrès réalisés.
- La crainte d’accidents par rupture qui avait fait exclure pendant longtemps l’acier pour les bandages des véhicules à grande vitesse et limiter son emploi au matériel à marchandises, a disparu à la suite des améliorations apportées à sa fabrication et de la régularité avec laquelle on est arrivé à obtenir la qualité de ce métal la mieux appropriée à cet emploi.
- Il y a lieu de. dire aussi que, pour éviter les ruptures et en atténuer les inconvénients en empêchant la chute du bandage et en retenant les morceaux rompus, on tend à solidariser aujourd’hui les bandages aux jantes par des agraffes de divers types qui ont l’avantage de ne pas diminuer leur résistance comme le font les trous de boulons et de rivets.
- L’embatage au moyen, du chalumeau à gaz, qui donne un chauffage plus régulier, peut aussi être considéré comme ayant eu une influence favorable à l’emploi de l’acier.
- Boîtes. — Les boîtes sont à l’huile avec dessous à tampon graisseur fonctionnant par capillarité et pressé par des ressorts contre le dessous de la fusée.
- L’huile employée est soit un mélange en proportions variables d’huile de colza, d’oléonaphte ou autres huiles du même genre, dans ce cas, le coussinet est en bronze; soit de l’huile' minérale pure ou additionnée d’une certaine quantité d’huile de schiste,
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- le coussinet est alors en métal blanc qui, avec l’huile minérale, et en raison de la composition adoptée pour l’alliage, n’est plus le métal antitraction, comme l’appelait Nozo, il y a cinquante ans.
- Nous dirons que l’emploi de l’huile minérale conduit à une économie que l’on appréciera, en sachant que la dépense de graissage qui était, pour les chemins de fer de l’Est, en 1883, par 1000 kilomètres-véhicule, de 0,936 f avec l’emploi de l’huile de colza, est tombée, en 1896, à 0,069 f avec l’emploi exclusif de l’huile minérale. Le nombre de chauffages annuels décroissait en même temps et tombait de 5 053 pour un parcours kilométrique total de 633 570 337 km en 1883, à 712 pour un parcours porté à 764 711 987 km en 1896.
- Les coulisses des boîtes, quelquefois réduites à une seule joue, laissent aux branches des plaques de garde un jeu dans les deux sens proportionné à l’écartement des essieux pour faciliter le passage dans les courbes, en ménageant à l’essieu une liberté qui n’est limitée que par les réactions des organes de la suspension, déterminées par les déplacements relatifs du châssis et des essieux.
- Ressorts. — Les ressorts de suspension sont, en général à lames, reliés à la boîte au moyen de brides et au châssis par l’intermédiaire de menottes et de tiges de tension à vis qui en permettent le réglage dans lé sens horizontal et quelquefois aussi dans le sens vertical.
- Pour les très grands écartements des essieux, les menottes sont quelquefois remplacées par des anneaux qui laissent à l’essieu une plus grande facilité de déplacement.
- Les perfectionnements apportés dans la fabrication de l’acier, dont la limite d’élasticité a été portée jusqu’à 8 et 9 mm d’allongement par mètre, a permis d’obtenir des ressorts d’une très grande flexibilité et de donner aux voitures une grande douceur, augmentée quelquefois par une double suspension entre la caisse et le châssis.
- Les ressorts à bouts plats, qui avaient été adoptés à un certain moment par économie, pour le matériel à marchandises, donnant lieu à des accidents par suite de déplacements ou de ruptures, sont aujourd’hui complètement abandonnés pour les nouvelles constructions.
- Attelages. — Les attelages ont été aussi considérablement modifiés, sinon dans leurs dispositions d’ensemble, du moins dans
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- leurs dimensions‘ qui ont été notablement accrues. En général, ils doivent aujourd’hui supporter, sans déformation, un effort de 12 000 kg et sans rupture d’aucune de leurs parties un effort de 40 000 kg. > .
- Les ressorts de choc et de traction sont, en général, indépendants ; ils sont fortement bandés, lors de la pose (de 2 500 kg environ) de façon à réduire l’amplitude des réactions lors des arrêts brusques.
- Dans quelques cas, les appareils de choc et de traction sont conjugués au moyen de balanciers, soit pour faciliter la circulation dans les courbes de faible rayon soit simplement pour maintenir les tampons constamment en contact, sans variation de la pression mutuelle déterminée au moment de l’attelage au moyen du tendeur à vis.
- Freins. — Tous les châssis sont munis du frein continu automatique à air comprimé, combiné quelquefois avec la commande directe. La timonerie est, en général, à quatre sabots pour chaque paire de roues.
- Nous citerons encore comme portés quelquefois par le châssis les appareils divers servant à l’éclairage au moyen, soit d’accumulateurs électriques, soit de réservoirs contenant du gaz comprimé, ou au chauffage soit par thermo-siphon, soit par la vapeur.
- Les accouplements entre les véhicules consécutifs des conduites d’air pour le frein et de vapeur pour le chauffage sont obtenus au moyen de bosaux en caoutchouc ou de tuyaux métalliques articulés.
- Caisses. — La solidité des caisses est accrue dans la même proportion que celle des châssis ; leurs dimensions agrandies en longueur, largeur et hauteur, nécessitaient d’ailleurs l’augmentation corrélative de l’équarissage des pièces qui composent leur charpente.
- Le bois de chêne ou de teack et quelquefois aussi le pitchpin, en raison de la difficulté que l’on rencontre à se procurer des pièces, sans défaut, de grande longueur, des deux premières essences, sont généralement employés pour la construction de la membrure de la caisse.
- Les parois extérieures des caisses sont formées par des panneaux en tôle de fer ou d’acier de 1,5 mm d’épaisseur environ,
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- de grandes dimensions, dans lesquelles sont découpées les ouvertures. Ces panneaux sont cloués sur les montants et traverses par leurs bords que recouvrent des encadrements et des baguettes métalliques.
- Ces panneaux donnent aux caisses une résistance à laquelle elles doivent souvent de résister sans être rompues dans les collisions et de sauvegarder ainsi la vie des voyageurs.
- La construction des caisses dont nous venons de parler est en particulier appropriée aux voitures à portières latérales, elle est cependant suivie aussi pour les voitures à plates-formes reposant sur le châssis sans double suspension ou au moins par un grand nombre d’appuis intermédiaires.
- Au contraire, pour les voitures à double suspension comme pour celles à bogies, la caisse doit former une sorte de poutre creuse susceptible de résister aux déformations résultant de son poids et des efforts qui lui sont appliqués dans deux seulement de ses sections transversales. Ses parois sont alors constituées par deux véritables poutres armées consolidées par des tirants et des contre-tirants.
- Quelquefois aussi on adopte une construction mixte pour les voitures sans’châssis indépendant, comme celles dont nous avons parlé plus haut. Dans ce cas, la partie inférieure de la caisse qui n’est pas percée d’ouvertures latérales est constituée par une tôle de 3 à 4 mm d’épaisseur qui occupe toute la hauteur comprise jusqu’au-dessous des baies. Cette tôle, renforcée par des armatures, sert d’attache aux montants qui contribuent à former et à supporter la partie supérieure de la caisse. Les plaques de garde, les appareils de suspension, ceux de choc et de traction sont alors supportés directement par la partie inférieure de la caisse.
- ' C’est le mode de construction à caisse solidaire avec le châssis qui est en général suivi pour le matériel accessoire de la grande vitesse et pour le matériel à marchandises.
- Telles sont les dispositions généralement suivies pour l’établissement du gros œuvre des caisses des voitures et des wagons.
- Quel que soit l'aménagement intérieur approprié à la destination des voitures, les améliorations qui intéressent le confort ont été considérables; d’une façon géiiérale, les dimensions de la place offerte à chaque voyageur ont été augmentées, les portières ont reçu une plus grande largeur, elles ont été munies de poignées montoires intérieures, l’ouverture de la portière a été garnie du
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- côté des charnières, d’un garde-mains pour éviter l’introduction des doigts dans son entre-bâillement et leur écrasement par suite de sa fermeture intempestive.
- Les haies sont de grandes dimensions pour donner plus d’air et de lumière ; elles sont munies de stores ou de rideaux, même pour les troisièmes classes.
- Les cloisons de séparation sont garnies de filets ou de planchettes à bagages et quelquefois de doubles filets pour les menus objets.
- Des oreillettes ménagées dans les dossiers forment des appuis-tête pour les voyageurs qui occupent le milieu de la banquette.
- Les banquettes des troisièmes classes sont garnies, de coussins ou ont reçu, ainsi que le dossier, une forme qui épouse celle du corps du voyageur assis; souvent elles présentent un dossier rembourré, limité il est vrai, à la hauteur des épaules.
- Les secondes classes sont garnies en drap aussi confortablement, sinon plus, que ne l’étaient autrefois les premières classes.
- Enfin, les premières classes présentent des garnitures moelleuses, leur plancher est garni de tapis reposant sur d’épaisses thibaudes en feutre, leur pavillon est en ébénisterie ou tendu en drap. Les. parois des couloirs sont en ébénisterie ou sont recouvertes d’étoffe ou de cuir gaufré formant des panneaux encadrés de moulures. Les baies de côté sont quelquefois garnies de doubles châssis vitrés ou capitonnés, les banquettes sont souvent disposées pour être tirées de façon à prendre une position horizontale et à donner une largeur plus grande au voyageur qui peut s’étendre pour la nuit en relevant l’accotoir du milieu qui est mobile.
- Les serrures, quelquefois combinées avec le loqueteau de sûreté, sont parfois munies de poignées intérieures qui permettent de les manœuvrer sans ouvrir le châssis de portière.
- Éclairage. — L’éclairage est obtenu, soit au moyen de lampes à huile, de types perfectionnés, soit par le gaz d’huile comprimé et accumulé dans des réservoirs portés par la voiture, soit enfin par l’électricité fournie, en général, par des accumulateurs placés sous le châssis de chaque voiture.
- Chauffage. —Le chauffage tend aussi à faire de grands progrès ; appliqué d’abord aux voitures de première classe, puis auxvoitures de toutes classes faisant des trains de longs parcours, il est aujour-
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- cl’hui étendu à toutes les classes et à tous les trains. Il est encore obtenu, dans la majeure partie des cas, au moyen de chaufferettes mobiles remplies le plus souvent d’eau qui est réchauffée par injection de vapeur. L’emploi de chaufferettes remplies d’acétate de soude ne s’est pas répandu par suite de la difficulté de leur réchauffage.
- Pour un certain nombre de voitures et notamment pour celles employées pour les trains de long parcours, le chauffage est réalisé au moyen d’un thermo-siphon particulier à chacune1 d’elles et dont l’eau circule, soit dans des tuyaux courant le long des parois, soit dans des chaufferettes encastrées dans l’épaisseur: du plancher, Dans cette catégorie peut être classé le chauffage par la vapeur à très faible pression produite par une chaudière! spéciale pour chaque voiture. ~
- Depuis une dizaine d’années, il a été fait des applications étendues du chauffage par la vapeur venant de la locomotive, circulant dans des chaufferettes encastrées dans la plancher, ou réchauffant un liquide incongelable contenu dans ces chaufferettes.
- Ce mode de chauffage a reçu divers perfectionnements, notamment par l’emploi de l’air comprimé mêlé à la vapeur pour activer la mise en train, à l’origine du chauffage et pour éviter la congélation après sa cessation, lorsque la température exté-: rieure est très basse, ce qui est, sous notre climat, le grand écueil du Chauffage par la vapeur , en produisant , au moment de l’arrêt, des chasses de l’eau condensée qui se trouve alors dans les conduites.
- Nous citerons pour finir, à titre de curiosité, le chauffage par l’électricité des voitures automobiles électriques du chemin de fer à crémaillère de Salève, Haute-Savoie (voir chronique du Bulletin de juillet 1894) ; est-ce le. chauffage de l’avenir? dans tous les cas, c’est encore, à notre époque, un chauffage de luxe
- Intercommumcatiow, — A la suite d’attentats, qui eurent un certain retentissement, on s’est préoccupé des moyens de garantir la sécurité des voyageurs; les mesures prises d'ans ce but ont consisté à établir', dans chaque compartiment, un appel d’alarme destiné à attirer l’attention des agents du train ;; en, outre, une glace dormante a été placée dans la cloison de séparation des compartiments consécutifs, de façon que l’on puisse, ses rendre compte de ce qui peut s’y passer d’anormal et intervenir au besoin.
- Le signât d?aïaFme qui* dans Foriginè^consistait dans une corde s
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- régnant sur toute la longueur du train et actionnant un sifflet sur la locomotive ou un timbre placé clans le fourgon, fut ensuite remplacé par un appareil électrique-manœuvrable par un commutateur placé clans chaque compartiment et faisant fonctionner une sonnerie dans les fourgons de tête et de queue.
- Cette solution semble au premier abord la plus simple, ne nécessitant que quelques fils, une pile et une sonnerie, mais le fonctionnement en est exposé à de nombreux ratés, soit par suite de ' la polarisation des piles, soit pour cause d’accouplements imparfaits entre les véhicules consécutifs. Enfin, la manutention et l’entretien des appareils donnent lieu à une dépense qui est loin d’être négligeable ; aussi la tendance est-elle de renoncer à ce mode d’intercommunication, pour le remplacer par Tintercôm-munication pneumatique dont l’emploi est tout indiqué avec l’application, aujourd’hui générale, du frein à air comprimé. .
- Avec ce système, la manœuvre du signal d’alarme placé dans chaque compartiment appelle l’attention des agents par le fonctionnement d’un sifflet à travers lequel elle produit l’écoulement graduel de l’air comprimé contenu dans la conduite générale du frein-; en outre, cet écoulement détermine le serrage progressif du frein et finalement l’arrêt du train dans un temps plus ou moins long, suivant la section donnée à l’orifice d’échappement de l’air.
- C’est vers 1881 que ce mode d’intercommunication commença à être appliqué en France.
- Freins. — Au nombre des appareils ayant trait à la sécurité, qui ont été le plus améliorés depuis cinquante ans, il faut citer les freins.
- L’importance des freins avait été reconnue dès rorigine et avait dès l’abord exercé la sagacité des inventeurs ; on en trouve la preuve dans la présence aux expositions nationales de 1844 du frein Nozéda, et à cellede 1849, du frein à patin de Laignel. Ceux qui existaient sur le matériel de 1848 se manœuvraient par vis et manivelle ; vinrent ensuite les freins à contrepoids de Bricogne, Membre de la Société de 1848 à 1898 et que l’on petit citer parmi les Membres de la Société des Ingénieurs Civils ayant le plus contribué, pendant sa longue carrière d’ingénieur du Chemin de fer du Nord, aux améliorations du matériel roulant ; les freins à chaîne, les freins manœuvrables simultanément sur plusieurs véhicules consécutifs au moyen d’arbres de connexion établis entre eux.
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- . Pour un moment, le frein automoteur Guérin, qui s’appliquait à tous les véhicules d’un train sans l’intervention d’aucun appareil spécial, parut résoudre la question et reçut une certaine extension ; mais ses inconvénients ne tardèrent pas à se révéler et le firent abandonner, malgré les perfectionnements qui lui furent apportés.
- Les freins à entraînement, à commande par chaîne, dont on arriva même à rendre le fonctionnement automatique, eurent aussi un certain nombre d’applications.
- Le frein électrique d’Achard, Membre de la Société de 1859 à 1893, fut soumis à des essais prolongés. Peut-être le frein électrique, convenablement perfectionné, sera-t-il le frein de l’avenir,- mais la véritable solution du problème, celle qui prévaut aujourd’hui, ne fut obtenue qu’avec les freins pneumatiques.
- Proposé dès 1860 par deux Français, Martin et Yerdat du Tremblay, ce système de frein fut abandonné après des essais jugés infructueux. A cette époque, la nécessité des freins continus ne s’imposait pas encore et l’on hésitait devant la complication devant résulter de l’application, sur chaque véhicule, des appareils destinés à actionner la timonerie et aussi des accouplements à établir entre les véhicules consécutifs.
- C’est 15 ans après ou environ, de 1876 à 1878, que nous revinrent de l’étranger les freins pneumatiques perfectionnés : à air comprimé, de Westinghouse (membre de la Société depuis 1880) et à vide, de Smith, qui furent, en peu de temps, appliqués à tout le matériel à voyageurs.
- C’est le frein à air comprimé qui, ainsi que nous l’avons dit, prévaut aujourd’hui en France. Il a d’ailleurs reçu un certain nombre de modifications, notamment par la combinaison du fonctionnement continu avec le fonctionnement automatique (frein Henry), par l’établissement de dispositions diverses ayant pour but d’en rendre l’action plus rapide, de façon à rapprocher de la simultanéité le serrage sur tous les véhicules des longs trains, et à éviter des ruptures d’attelages qui sont la conséquence des condensations dues aux serrages successifs sur les véhicules qui les composent.
- Situation comparée en 1848 et 1898 et conclusions.
- Les deux tableaux ci-après donnent la comparaison des conditions principales d’établissement des véhicules de 1848 que nous avons pris comme types du matériel de cette époque et d’un
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- certain nombre de véhicules qui peuvent être considérés comme représentant les derniers types auxquels on est arrivé en France à ce jour.
- A l’examen des tableaux qui suivent, on voit d’abord que, d’une manière générale, le matériel a eu ses dimensions et sa capacité de transport considérablement accrues: le nombre maximum de voyageurs transportés dans une voiture, qui était de 40 en 1848, est aujourd’hui de 80 et sera encore porté au delà dans les constructions en cours; la place affectée à chaque voyageur qui, réglementairement, doit être au minimum de 1,45 X 0,65 X 0,45 = 0,424 m3 était déjà supérieure à ce chiffre en 1848 et depuis il a été plus que doublé, même pour la troisième classe.
- Par contre, le poids mort par voyageur qui, des plus réduits à l’origine, s’était augmenté déjà dans le matériel de 1848, s’est forcément accru depuis par suite des améliorations relatives à la sécurité et au confort et aussi en raison de la solidité qu’il a été nécessaire de donner à des véhicules appelés à prendre des vitesses de plus en plus grandes.
- Cette augmentation préoccupait déjà les Ingénieurs de 1848 et nous croyons intéressant de citer à ce propos quelques extraits de la communication faite en 1850, à la Société, par Yvert, un de ses Membres de 1848 à 1890, d’un rapport présenté au Comité de Direction du London and North Western Railway par ses Ingénieurs,.au sujet de la détérioration que subit la voie e't des moyens d’y remédier. Nous y trouvons le tableau, que nous reproduisons ci-après, relatif à l’accroissement du poids du matériel, de la vitesse et du poids des trains de 1831 à 1837 et 1848 :
- LIVEItPOOL A MANCHESTER GRANDE JONCTION
- 1831 1848 183T 1848
- _ ., ( lre classe 3,55t 4,57t 4,06t 4,481
- Po,ds moyen 2, classe 3,30 3,55 3,55 4,57
- des voitures. ) „ . , . ( oe classe Poids moyen des trains de voya- 3,05 3,15 3,15 3,91
- geurs avec machine et tender . . Vitesse maxima des trains de voya- 12,28 71,10 60,94 71,10
- geurs en kilomètres à l’heure. . . Poids moyen d’un train de marchan- 38,62 km 64,37 km 44,97 km 80,47 km
- dises avec machine et tender. . . Vitesse moyenne des trains de mar- 52,81t 127,98t 134,08 t 178,75t
- chandises en kilomètres à l’heure. 16,09 km 31,58 km 27,36 km 32,38 km
- Bull.
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- Comparaison du matériel
- DIMENSIONS EXTÉ
- ÉCARTEMENT d’axe en axe
- NOMBRE
- DATE
- DÉSIGNATION DES TYPES DE VÉHICULES
- LONGUEUR
- et des
- entre
- les extrémités des
- tampons
- création
- essieux
- COMPAGNIES PROPRIÉTAIRES
- extrêmes
- châssis
- voiture
- compartiment
- ceinture
- 2,650
- lre classe . .
- Matériel
- pour
- trains
- ordinaires.
- 2,490
- 2e classe. . .
- 5,300
- 2,650
- 3e classe. . .
- ( 2 de 6
- à couloir! lre classe.! Est. . .
- intérieur | ]
- sur < 2e classe.< Est. . .
- deux j J
- essieux J 3e classe./ Est. . .
- 9,790
- 9,700
- 2 de 7
- 2 de 9
- 2 de 9
- 4 de 8
- Paris-Lyon.
- 7,200
- 1 place isolée
- lre classe.(Par.-Orléans
- 1 à lits
- Matériel
- pour trains de longs parcours sans arrêt.
- ( Est. . .
- 12.370
- 11,700
- Est. . .
- !e classe.
- Paris-Lyon.
- 1 place isolée
- 4 de 6 )
- État . .
- 11,000
- 2 de 3
- Nord. .
- État . .
- I 2e classe.
- 7 Nord. .
- 12,630
- / 1 à 6
- 3? classe. État . .
- Est. . .
- Fourgons .
- . ( Est....
- à voyageurs eu 1848 et en 1898.
- RIEURES DIMENSIONS INTÉRIEURES POIDS
- largeur d’un compartiment mort par voyageur
- de la à la -partie la plus saillante Largeur llauleur CUBE TOTAL à rapporté à celui OBSERVATIONS
- à la ceinture LONGUEUR à la ceinture au milieu total par voyageur vide total de même classe de 1818
- 1 m m m m m TO3 m3 kg kg
- 2,580 2,900 1,800 2,390 1,740 7,485 0,935 5500 229 1,00
- 2,800 3,100 2,300 2,600 2,100 12,260 1,532 11450 386 1,68
- 2,420 2,900 1,570 2,300 1,700 5,865 0,586 5 050 168 1,00
- 2,800 3,100 1,800 2,800 3,475 9,941 0,994 10 700 214 1,27 Nous avons donné les dimensions
- 2,460 2,800 2,900 3,100 1,320 1,600 2,300 2,630 1,700 2,225 5,161 8,837 0,516 0,883 5090 12070 127 172 1,00 1,35 des voitures de la Compagnie de l’Est, ne pouvant donner celles de toutes les Compagnies, qui ne présentent, d’ailleurs, pas de différences essentielles.
- 2,820 3,100 2,150 2,650 2,325 12,819 1,831 13450 517 2,26 '
- 2,820 3,100 1,800 2,650 2,225 10,613 1,180 12300 293 1,74
- 2,820 3,100 1,600 2,650 2,220 9,433 1,048 11900 238 1,87,
- 2,880 3,082 2,200 2,020 2,283 10,146 1,690 15 620 625 2,72 • A portières latérales et chauffage par chaufferettes.
- 3,108 3,108 2,150 2,188 2,250 10,584 1,764 14500 537 2,34! A chauffage par vapeur à basse pression.
- 2,950 3,100 2,150 2,065 2,220 9,856 1,6*2 16800 700 3,00 A plate-formes, double suspension, et chauffage par thermo-siphon.
- 2,950 3,100 1,790 2,080 2,220 8,265 1,033 14 000 350 2,08 A plates-formes et chauffage par thermo-siphon.
- 2,880 3,082 1,838 2,060 2,290 8,671 1,084 16100 393 2,33 A portières latérales et chauffage par chaufferettes.
- 3,100 3,120 2,170 2,260 2,200 10,780 1,796 26500 883 3,85 A chauffage par thermo-siphon.
- 2,900 3,000 2,150. 1,950 2,400 10,062 1,677 33000 785 3,43 A chauffage par thermo-siphon.
- 3,100 3,120 1,8885 2,260 2,200 9,387 1,173 28000 500 2,98 A chauffage par thermo-siphon.
- 2,900 3,000 1,8775 j 2,040 1,740 2,465 9,444 1,257 33000 532 3,17 A chauffage par thermo-siphon.
- 3,100 3,120 1,650 2,26 2,200 8,204 0,820 27 500 344 2,71 A chauffage par thermo-siphon.
- 2,400 2,900 4,800 2,270 2,270 19,347 * » 4740 j> »
- 2,580 3,100- 1 2 de 3,940 j \ de 1,300 1 1 2,270 2,440 40,376 » 10400 i » - \ Les fourgons pour trains à intercireulation ne diffèrent de ceux-ci que par l’addition de pas- ; serclles et de soufflets. p
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- Comparaison du matériel à marchandises
- DÉSIGNATION DES TYPES de WAGONS SÉRIES DATE de la CRÉATION du type TONNAGE NOMBRE d’essioui ÉCART d’a EN des essieux EMENT XE AXE des bogies LONG du châssis UEUR entre les extrémités des tampons LARGEUR à la partie la plus saillante
- t m 9 - m m m - m
- N 1848 5 2 2,490 » 4,800 5,720 2,900
- Wagons couverts ....
- . N 1884 10 2 3,750 » 6,000 7,100 2,900
- L 1848 5 2 2,490 » 4,800 5,720 ’ 2,700
- L 1888 10 2 2,750 » 5,500 6,600 2,839
- Wagons tombereaux . .<
- L‘ 1895 15 2 3,750 » 7,000 8,100 2,839
- H 1896 20 2 2,750 » 5,500 6,600 2,798
- S 1848 5 2 2,490 » 5,600 6,520 2,720
- | sur deux
- Wagons 1 essieux. S 1885 10 . 2 3,750 » 7,000 8,100 2,880
- plates-formes. ] S* 1886 15 , 2 3,750 » 7,000 8,100 2,880
- f \ à bogies. P 1884 30 4 1,800 8,000 13,000 14,100 2,700
- Fourgons . . , V' 1848 • \ ... 5 2 2,490 » 1 4,800 6,060 2,900
- Vf 1883 10 2 3,750 D 6,000 7,100 t 3,000 •• t
- de la Compagnie de l’Est en 1848 et en 1898.
- DIMENSIONS INTÉRIEURES DE LA CAISSE POIDS
- HAUTEUR AU-DESSUS MORT
- DO PLANCHER par tonne
- —-—- Surface Total de
- Sous courbes chargement OBSERVATIONS
- aux
- de pavillon côtés Longueur Largeur du Capacité a
- des wagons fermés des rapporté
- wagons plancher vide Total celui
- Côté Milieu ouverts de
- 1848
- m m m m m ma m3 kg kg
- 1,800 2,255 » 4,660 2,460 11,46 25,650 4 250 850 1,00 A rideaux.
- 2,050 2,100 » 5,940 2,500 GO 30,442 6 430 643 0,75 A volets.
- y) » 0,850 4,760 2,490 11,85 9,255 4 400 880 1,00
- » y> 0,900 5,440 2,540 13,817 12,436 6 200 620 0,70
- » » 1,100 6,940 2,540 17,628 19,400 7 450 497 0,57
- » » 1,600 5,440 2,540 13,817 22,100 7 490 375 0,43 A hauts bords pour transport des
- matitres encombrantes.
- » » 0,285 5,420 2,440 13,220 » 3 520 704 1,00
- » » 0,250 6,800 2,680 18,220 » 6 360 636 0,90 Sur cos nagons, il en est qui sout munis de traverses pivotantes ot
- de flèches rigides pour lo trans-
- y> » 0,250 6,800 2,680 18,220 » 6 620 441 0,62 | | port des longs bois ayant jusqu’à 21 m de longueur.
- y> » 0,160 13,000 2,580 33,540 » 14 410 480 0,68 Bouts tombauls. Ranebors de
- dm ISO do hauteur.
- 1,740 1,805 » 4,766 2,476 11,80 21,250 4 900 980 1,00 A guérite extérieure.
- 2,050 2,100 » 5,940 2,440 14,50 29,712 8 095 809 0,82 A guérite intérieure.
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- Se basant sur les chiffres de ce tableau, les Ingénieurs anglais, après avoir dit que la voie se déformait malgré le poids des rails qui s’élevait à 27 kg et même plus, après avoir critiqué les poids exagérés d’une locomotive Craînpton et de son tender qui étaient respectivement de 26,4 t et de 18,79 t, concluaient comme suit :
- « On ne peut plus contester maintenant que l’effet produit sur » les rails et sur les autres parties de la voie par l’augmentation » de poids et de vitesse des machines et des trains ne soit très y> sensible... Le public ne consentira jamais à une diminution » de vitesse et cependant ce serait le véritable moyen d’apporter » de l’économie dans l’exploitation, car on île peut douter un » instant que l’excédent de dépense causé par la grande vitesse » des express n’est nullement compensé par l’excédent de prix » dont les places de ces trains sont grevées...
- » Le seul moyen pratique de diminuer la détérioration causée » à la voie par la vitesse est de diminuer le poids excessif qu’on » lui fait supporter... de composer les trains avec des voitures » plus petites ; d’avoir moins de voitures dans les trains en les » remplissant le mieux possible. »
- Les tableaux qui précèdent montrent que, malgré les inconvénients inhérents au poids et à la vitesse, ils ont été en croissant l’un et l’autre d’une façon continue. Le tableau ci-après donne, d’après les statistiques, les valeurs successives par lesquelles est passée la vitesse commerciale maxima de nos trains les plus rapides :
- Année 1855. —' 1867.
- — 1878.
- — 1889.
- — 1896.
- 52,8 km à l’heure. 53,5 km —
- 63,0 km —
- 69,0 km —
- 79,7 km —
- Les trains dits de luxe ont même des vitesses supérieures et qui s’élèvent, en 1898, pour le train appelé Méditerranée-Calais, à 92,4 km pour la partie de son parcours comprise entre Paris et Amiens. ^
- Contrairement à ce qui s’est produit pour le matériel à voyageurs, le poids mort par tonne de chargement du matériel à marchandises est aujourd’hui plus faible qu’en 1848.
- Ce n’est pas que ce matériel n’ait eu ses dimensions et sa solidité accrues, que ses dispositions n’aient été améliorées pour faciliter le chargement, le déchargement et garantir la conser-
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- vation des marchandises, mais le tonnage a crû dans- le rapport de 1 à 2, à 3 et même à 4, tandis que le poids des véhicules à vide n’a même pas été doublé.
- L’utilité d’un outil se mesure à sa production ; or, le matériel roulant est l’outil des chemins de fer, il eût donc été intéressant de pouvoir donner la comparaison du nombre de véhicules, du nombre de voyageurs et de tonnes transportées, enfin des recettes aux deux époques considérées ; or, en 1848, les statistiques n’étaient pas encore tenues d’une façon régulière, et nous ne pouvons donner pour l’année 1847 que le chiffre de la recette totale qui s’est élevée à 65 205 686 f pour un nombre de kilomètres exploités de 1 826.
- L’ensemble des résultats de l’année 1897 n’étant pas encore connus, nous citerons ceux relatifs à l’année 1896, pour les sept grands réseaux français que nous nous bornerons à envisager:
- Nombre de kilomètres exploités. ..... 35 590 km
- Nombre de voitures......................... . 25 283
- — de véhicules accessoires de la
- grande vitesse......................... 12 244
- — de wagons à marchandises............ 254 182
- Nombre total de véhicules. . " 291 709
- Le travail effectué au moyen de ce matériel a été le suivant :
- Nombre total de voyageurs transportés. . . 330 766 734
- Tonnage des transports messageries........... 1 602 002 t
- — — de petite vitesse. . . 96 498 548
- et la recette s’est élevée à :
- Pour les voyageurs.......................... 417 024 147 f
- — messageries ........................ 122 543 410
- — marchandises....................... 721 821 734
- et au total à............................ 1 261 389 291 /
- Le chiffre de la recette totale qui s’est élevée en 1896 à 20 fois environ ce qu’il était en 1847, montre surabondamment l’importance atteinte, pendant les cinquante années qui se sont écoulées depuis la fondation de la Société des Ingénieurs Civils, par le matériel roulant des chemins de fer, qui a permis de faire face
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- aux transports considérables de voyageurs et de marchandises consignés ci-dessus.
- Cette importance ne fera évidemment que s’accroître et l’œuvre d’amélioration du matériel roulant poursuivie, nous bavons dit, d’une façon incessante, se continuera pour satisfaire dans les meilleures conditions possibles de sécurité et de confort à un trafic de plus en plus considérable, à des voyages de plus en plus longs et à des vitesses encore croissantes.
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- III
- EXPLOITATION DES CHEMINS DE FER
- PAR
- A. JACQMIN
- Préliminaires.
- Premières concessions. — La première concession de chemins de fer en France remonte à l’année 1823 ; elle avait pour objet une ligne de 18 km, destinée à relier Saint-Étienne à la Loire. En 1826, apparaît la ligne de Saint-Étienne à Lyon ; en 1828, celle d’Andrézieux à Roanne. Ces lignes étaient destinées exclusivement au transport des houilles ; la traction se faisait au moyen de chevaux.
- Dès 1831, suivant les uns; à partir de 1832 seulement, d’après d’autres, Marc Seguin mettait en service, sur la . ligne de Saint-Étienne à Lyon, sa machine locomotive à chaudière tubulaire, et, depuis lors, la ligne transportait aussi bien les voyageurs que les marchandises.
- En 1833, pour la première fois, les chemins de fer firent l’objet d’un enseignement public ; deux cours furent ouverts simultanément, à l’École des Ponts et Chaussées, par M. Minard, et à l’École Centrale, par Perdonnet.
- Chemin de fer de Paris à Saint-Germain. — Nous arrivons à l’année 1835. La loi du 9 juillet 1835 autorisait l’établissement du chemin de fer de Paris à Saint-Germain; la concession en était donnée quelques mois plus tard à une Société présidée par M. Émile Pereire ; les travaux furent exécutés par MM. Eug. Fla-chat, Stéphane Mony et Clapeyron. L’ouverture de la ligne eut lieu le 24 août 1837.
- Les concessionnaires de la ligne de Paris à Saint-Germain peuvent être considérés comme les véritables créateurs des chemins de fer en France ; le succès obtenu par eux fut décisif.
- Pendant plusieurs années, ils restèrent non seulement les promoteurs et les organisateurs des nouvelles voies ; mais, en
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- outre, ils entraînèrent à leur suite l’industrie française. Pour la ligne de Saint-Germain, il avait fallu demander à l’Angleterre les rails et les machines ; mais, pour l’établissement de la ligne du Nord, en 1843, c’est-à-dire moins de dix ans plus tard, tout le matériel fixe et roulant fut fourni par les usines françaises, et cela, sur l’initiative prise par lesPereire, Flachat,Mony, Clapeyron, par les fondateurs du chemin de Saint-Germain, en un mot, associés dans la circonstance à MM. de Rothschild, Le Ghâtelier et Maniel (1).
- En 1837, le Gouvernement saisit le Parlement d’une série de projets rédigés, d’après un plan d’ensemble, pour la construction de chemins de fer sur le territoire français ;>les questions d’établissement et d’exploitation, par l’État ou par des Compagnies, donnèrent lieu à de vives controverses, mais sans recevoir de solution.
- . En 1838, les lignes de Bâle à Strasbourg, Paris à Rouen, Rouen à Dieppe, Paris à Orléans et Lille à Dunkerque, furent concédées à des Sociétés privées.
- Loi du 44 juin 484%. — Enfin, la loi qui est considérée, à juste titre, comme la base fondamentale du réseau des chemins de fer français, fut promulguée le 11 juin 1842.
- Aux termes de cette loi, l’État entreprenait la construction des lignes:
- De Paris sur la frontière de Belgique, par Lille et Valenciennes;
- De Paris sur l’Angleterre, par un ou plusieurs points du littoral ;
- De Paris sur la frontière d’Allemagne, par Nancy et Strasbourg;
- De Paris sur la Méditerranée, par Lyon, Marseille et Cette ;
- De Paris sur la frontière d’Espagne, par Tours, Poitiers, Angou-lême, Bordeaux, Bayonne ;
- De Paris sur l’Océan, par Tours et Nantes ;
- De Paris sur le centre de la France, par Bourges;
- De la Méditerranée sur le Rhin, par Lyon, Dijon et Mulhouse;
- De l’Océan sur la Méditerranée, par Bordeaux, Toulouse et Marseille.
- vl) Voir notice sur M. Isaac Pereire, par M. Jules Gaudry, Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 2, 1881.
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- — m
- L’État devait, avec le concours des départements et des communes, se charger de l’acquisition des terrains puis exécuter, à ses frais, les terrassements, les ouvrages d’art et les bâtiments des stations. L’exploitation était réservée à des Compagnies fermières qui auraient, en outre, à fournir la voie de fer, y compris le ballast et le matériel d’exploitation, et qui seraient chargées de l’entretien et de la réparation du chemin (1).
- La loi de 1842 reçut une prompte application ; la construction des grandes artères du réseau fut immédiatement entreprise, et, en 1848, c’est-à-diré au moment de la fondation delà Société des Ingénieurs Civils, l’ensemble des lignes concédées atteignait une longueur de 4 034 km.
- Disons immédiatement que, dans cette note destinée à faire ressortir les progrès réalisés dans l’exploitation dés Chemins de fer depuis cinquante ans, nous serons obligés de remonter, autant que possible, jusqu’à l’année 1846, les derniers résultats officiellement connus de l’exploitation des Chemins de fer étant ceux de l’exercice 1896. Les différences n’en seront, d’ailleurs, que plus frappantes. .
- Avant d’aborder notre sujet, il nous a paru bon de jeter ce rapide coup d’œil en arrière èt de rappeler la part prise à la création des premiers.Chemins de fer paroles hommes qui sont devenus plus tard l’honneur de la Société des Ingénieurs Civils.
- 1. — Longueur exploitée.
- Les documents statistiques publiés, en 1856, par les soins de la Commission présidée par M. le comte Dubois, Conseiller d’État, donnent pour la longueur moyenne exploitée en 1846, le chiffre de. . . ............................................ 1 137 km
- Le Manuel de Statistique de M. Germain Delebecque, Inspecteur général honoraire du chemin de fer du Nord (2), indique au 31 décembre 1896 ; ' ,
- (1) Des moyens employés pour constituer le réseau des Chemins de fei' français, par Léon Aucoc extrait de la Revue critique de législation et de jurisprudence. Paris 1S75.
- (2) Le manuel de M. Delebecque n’est, en réalité, qu’une récapitulation, fort bien faite d’ailleürs, des indications fournies par les Compagnies dans leurs rapports aux assemblées d’actionnaires, ainsi que des renseignements donnés par le compte d’administration des chemins de fer de l’Etat. Les chiffres extraits de ce manuel ont ainsi un véritable caractère officiel.
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- Chemins de fer de l’État et grandes Compagnies, non compris la ligne du Rhône au Mont-Cenis, ni la portion de la ligne de
- Lyon à Genève, située sur le territoire suisse ... 35 590 km
- Compagnies diverses.......................... 446
- Chemins de fer d’intérêt local à voie normale. -. 1 683
- Ensemble . . . 37 719 km
- Mais, pour que la comparaison soit exacte, il convient d’ajouter au chiffre ci-dessus la longueur des lignes situées en Alsace-Lorraine, soit ...... 1 570
- Ce qui donne ... 39 289 km
- Par contre, il faut retrancher la longueur des lignes situées en Savoie et dans l’ancien Comté de Nice, sauf la ligne du Rlïône au Mont-Cenis, déjà déduite. , 371
- L’ensemhle des lignes situées, au 31 décembre 1896, sur l’ancien territoire français, tel qu’il était constitué en 1846, s’élevait donc, au 31 décembre
- 1896, au chiffre de....................... 38 918 km
- c’est-à-dire à trente-cinq fois la longueur du réseau, il y a cinquante ans.
- La presque totalité du réseau français, tout au moins en ce qui concerne les lignes principales Paris-Marseille, Paris-Bordeaux, etc., a été construite, comme on le sait, par les Ingénieurs de l’État, et nul ne saurait oublier, dans l’industrie des Chemins de fer, les Talabot,Didion, Jullien,Sévène,Manieletcombien d’autres. Nous saluons respectueusement ces grands noms. Le Génie civil, cependant, n’a pas été tenu absolument en dehors de toute participation à l’établissement de nos chemins de fer; M. Vuigner, qui fut Président de la Société des ingénieurs Civils en 1854 et en 1860, était Ingénieur en Chef de la Voie à la Compagnie de l’Est depuis 1848. En cette qualité, il a eu à s’occuper notamment de l’établissement du chemin de fer de Paris à Mulhouse, et c’est à lui que l’on doit le beau viaduc de Nogent-sur-Marne.
- Les Ingénieurs Civils ont, en outre, apporté à la construction des chemins de fer une collaboration des plus sérieuses; nous nous bornerons à rappeler trois noms : Guillaume, Ingénieur du matériel fixe à la Compagnie de l’Est, dont la réputation avait franchi nos frontières; Contamin, Ingénieur au Nord, qui, nommé Ingénieur en Chef du Contrôle des* constructions métalliques à
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- — 167 —
- l’Exposition de 1889, sur la proposition de M. Alphand, se reposait de son service ordinaire en élevant la Galerie des Machines; on peut même dire que cet excès de travail a malheureusement abrégé ses jours. Nous ne saurions, enfin, oublier Louis Martin, ancien Président de la Société, qui, dans le courant de l’année 1857 « fit en soixante-cinq jours l’étude et les travaux de la » ligne de Châlons à Mourmelon, d’une longueur de 27 km, com-» portant deux grands ouvrages d’art pour la traversée de la » Marne et celle du canal de la Marne au Rhin (1). »
- Il est ainsi permis de dire que le Génie civil a pris une part fort honorable à l’exécution des chemins de fer français.
- 2. — Mouvement.
- Importance de la circulation. — Il serait fort difficile de retrouver des documents certains donnant l’importance de la circulation en 1846; M. Edmond Chaix a bien voulu extraire de ses collections personnelles, à l’intention de la Société des Ingénieurs Civils, et nous communiquer une pièce assurément fort rare, le numéro 1 de Y Indicateur publié par sa Maison. Ce numéro porte la date du 5 août 1849.
- Le nombre des trains de voyageurs mentionnés sur ce document
- n’est que de...................... 231 trains
- par jour, savoir, en groupant les différentes lignes comme elles l’ont été par la suite :
- Réseau de l’Ouest ............ 101 trains
- — du Nord........................ 56
- — de Paris-Orléans. ......... 74
- Total égal . . . 231 trains
- mais cette première publication devait, forcément, être incomplète ; elle ne comprend pas la ligne de Paris à Versailles R. G., non plus que les lignes n’aboutissant pas à Paris, Avignon à Marseille, Montpellier à Cette, etc. Toutefois, en se basant sur les chiffres fournis par l’Indicateur, on peut évaluer l’importance de la circulation sur les chemins non mentionnés, à environ. ., 122
- ce qui donnerait un mouvement journalier de . ... 353 trains
- et, pour l’année entière, 128 845 trains; admettons 150 000.
- (1) Extrait du discours prononcé par M. Barabant, Directeur de la Compagnie de l’Est, aux obsèques de Louis Martin. _ ' ;?
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- — 168
- En 1896,1a Compagnie de l’Est a mis en marche 666 000 trains d e voyageurs. Les rapports des autres Compagnies ne font pas connaître l’importance de la circulation sur leurs réseaux; mais, d’après les statistiques publiées par M. Delebecque, la Compagnie de l’Est aurait eu à transporter approximativement le sixième du nombre total des voyageurs expédiés en 1896.
- En prenant cette proportion pour base et en admettant que la composition moyenne des trains soit sensiblement la même sur les différentes lignes des réseaux français, on trouve que le nombre total de trains de voyageurs mis en marche dans une année serait d’environ 3996000, soit 4 millions, au lieu de 150000 en 1849.
- Indépendamment de l'extension toujours croissante des réseaux et des habitudes de déplacement qui se sont développées dans la population, nous croyons devoir signaler une cause particulière de cette augmentation dans le nombre des trains. Nous voulons parler des trains-tramways et des trains légers dont le nombre s’est notablement accru dans ces dernières années.
- Bien que cette étude concerne spécialement les chemins de fer français, nous rappellerons que c’est en 1876 que M. l’Ingénieur en chef Belpaire fît les premiers essais de la voiture à vapeur qui porte son nom. Ladite voiture fut mise en service régulier sur la ligne de Saint-Ghislain au canal de Warquignies, en Belgique, à partir du 23 décembre 1878. Le réseau de l’État en France mit à l’étude l’emploi de ces voitures, en vertu d’un décret portant la date du 20 mai 1880, date à laquelle il convient de fixer l’introduction en France des trains-tramway s et des trains légers (l).'En 1895, la Compagnie du Nord organisait un service complet de trains-tramways entre Lille et Tourcoing ; elle mettait ainsi en marche sept trains par jour, en plus des vingt précédemment existants; l’augmentation était de 33 0/0.
- La Compagnie du Nord a développé successivement l’emploi des trains-tramways dans la banlieue de Paris notamment; les autres Compagnies ont suivi l’exemple, le P.-L.-M., entre autres, dans la banlieue de Lyon ; il est réellement permis de dire que les trains-tramways et légers représentent aujourd’hui une fraction appréciable de la circulation totale.
- (1) En 1869, MM. Robert et Severac avaient demandé l’autorisation de faire circuler une voiture à vapeur sur la ligne de Vitré à Fougères, mais l’Administration refusa d’y consentir.
- Voir comptes rendus de la Société des Ingénieurs Civils, séance du 18 mars 1887, M. Brüll, président, ' ^
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- Le matériel des trains-tramways en usage sur le réseau du Nord est l’œuvre du regretté M. Bricogne.
- Vitesse des trains. — UAnnuaire-Chaix pour les années 1849-1850 s’exprime ainsi :
- « Les trains express sur les chemins de fer du Nord et de » Rouen font 56 à 57 km à l’heure, arrêts compris, et en moyenne » plus de 60 km-en marche.
- » Sur le Nord, les machines Crampton font 72 km à l’heure » en marche....
- » Ces vitesses sont analogues à celtes des trains anglais. »
- Depuis cette époque, les Anglais avaient, il faut bien le dire,, pris sur la France une avance considérable ; mais, dans ces dernières années, de notables progrès ont été réalisés de ce côté-ci de la Manche.
- D’après le n° I Actuellement
- de 1 ’Indicateur-Choix il ne faut plus
- on allait : que :
- de Paris au Havre, en 5 h. 10 3 h. 15
- Paris à Tours, 6 h. 10 3 h. 16
- Paris à Boulogne, 7 h. 00 3 h. 20
- Le trajet de Paris à Lyon s’effectuait, en 1849, de la manière suivante :
- Paris. . . Tonnerre. Dijon . . Glialom . Lyon . .
- 10 h. 35 matin 3 h. 30 soir > 5 h. 00 matin j 7 h. 30 matin 3 h. 30 soir j
- chemin de fer diligence chemin de fer bateau
- soit une durée totale de vingt-neuf heures. Aujourd’hui, sept heures et demie suffisent.
- Voici, d’après Delebecque, les vitesses maxima réalisées Sut les différents réseaux dans le service d’hiver 1897-1898. ;
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- RÉSEAUX PARCOURS DES TRAINS DISTANCE DURÉE DU TRAJET (arrêts compris) VITESSE commerciale DURÉE DU TRAJET (arrêts déduits) VITESSE MOYENNE de marche
- km heures km heures km
- Nord Paris-Calais 295 3 42 79,7 3 35 82,3
- Est Belfort-Paris .... 443 6 « 73,8 5 32 80
- Orléans. . . . Paris-Bordeaux . . . 578 7 54 73,1 7 20 78,8
- P.-L.-M. . . . Nice-Paris 1 088 15 17 71,2 14 » 77,7
- Midi Bordeaux-Cette . . . 476 7 10 66,4 6 17 75,7
- Ouest Paris-Le Havre . . . 228 3 15 70,1 3 08 72,7
- État Paris-Royan. 563 9 06 61,8 8 39 65
- Les services du Matériel et de la Traction sont certainement ceux dans lesquels le Génie civil a joué le rôle le plus important; mais nous n’avons pas à traiter ici les questions techniques, d’autres auront l’honneur de faire l’éloge des Polonceau, For-quenot, Giffard....
- Sécurité. — Une voie bien établie, un matériel roulant en bon état d’entretien, un personnel capable et dévoué sont les éléments essentiels de la sécurité en matière de chemins de fer; ces conditions étant remplies, la question des signaux se présente en première ligne.
- Aux débuts de l’exploitation des chemins de fer, les systèmes de signaux étaient rudimentaires ; des disques protégeaient les stations à des distances plus ou moins suffisantes ; les agents des trains étaient porteurs de drapeaux, de lanternes et de pétards comme aujourd’hui; l’emploi du télégraphe était assez rare pour que, dans la séance de la Société des Ingénieurs Civils en date .du 18 novembre 1853, un Membre ait cru devoir le recommander.
- L’espacement des trains se réglait uniquement d’après les intervalles de temps, dix à trente minutes suivant les cas.
- Le rapport du jury mixte international de l’Exposition de 1855 énumère avec satisfaction divers perfectionnements apportés à l’installation des signaux de chemins de fer, tels que ceux-ci : appareil compensateur de la dilatation des fils de disque, appareil forçant le disque à se mettre à l’arrêt en cas de rupture du fil, fixation de la lanterne au màt du disque et interposition d’un verre rouge dans la palette du disque de manière à éviter les
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- extinctions occasionnées précédemment par les mouvements de rotation de l’appareil; on croirait volontiers que ces dispositions ont dû toujours exister.
- Depuis l’année 1855,. on. a fait des progrès plus considérables, de nouveaux signaux ont été imaginés : poteaux de protection, signaux de bifurcation, etc. Les diverses Compagnies rivalisaient d’émulation, si bien qu’à une certaine époque, le Gouvernement intervint pour leur demander de « compléter l’uniformisation du » langage de leurs signaux, en attribuant à ceux-ci une seule et » même signification pour une apparence ou un son déterminé. »
- On pourrait, dans ces conditions, faire assurer, en cas de besoin, le service d’une ligne par les agents d’un réseau voisin.
- Telle a été l’origine du Gode des signaux approuvé par l’arrêté ministériel du 15 novembre 1885.
- On peut dire aujourd’hui que, sur les lignes à circulation très chargée, la sécurité repose sur deux principes : le cantonnement des trains; l’emploi des appareils d’enclenchement. Nous ne parlons pas de l’électricité, ce sujet devant être traité d’une manière toute spéciale. Noyons donc l’origine des appareils d’enclenchement et de cantonnement.
- Cantonnement. — Dans la séance du 17 mars 1854, tenue sous la présidence de M. Vuigner, il a été donné lecture d’une note sur les appareils imaginés, dès Tannée 1847 (l),parM. Régnault, Membre de la Société, d’après un principe qui avait déjà reçu quelques applications en Angleterre. Cet appareil consiste essentiellement en un tableau indiquant, d’une manière permanente, l’absence ou la présence d’un ou de plusieurs trains en mouvement entre un poste déterminé et les postes voisins. La ligne peut donc être divisée en sections sur chacune desquelles on ne laisse pénétrer qu’un seul train.
- Enclenchements. — Pour ce qui concerne les enclenchements, le rapport du jury de l’Exposition de 1855 s’étend assez longuement sur un appareil, imaginé par M. Vignier contrôleur aux chemins de fer de l’Ouest, grâce auquel la position des signaux qui protègent les points de bifurcation correspond toujours exactement à la disposition des aiguilles. Cet appareil dit d’enclenchement fonctionnait régulièrement à Batignolles, Asnières, Viroflay et Colombes, mais il n’avait pas été exposé officiellement.
- (1) VoirpÉlectricité et les chemins de fer, par M. de Castro, t. II, p. 174 et Applications de VÉlectricité, par M. Dumoncel, t. XVIII, p. 481.
- Bull.
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- Le jury exprime le regret de ne pouvoir lui décerner une récompense.
- Cette lacune devait être comblée plus tard; on peut lire, en effet, dans l’étude sur les signaux de MM. Brame et Àguillon, les lignes suivantes :
- « C’est en 1855 que M. Vignier introduisit, le premier, dans la » pratique des chemins de fer, le principe si fécond des enclen-» chements par le système qui a justement gardé son nom.
- » Ouvrier menuisier et sans instruction préparatoire, M. Vignier » était entré à la Compagnie de Saint-Germain en 1837, comme » simple surveillant de ligne; il s’y éleva rapidement, en fran-» chissant les divers degrés de la hiérarchie, jusqu’au grade » d’ingénieur de la Voie. A l’Exposition de 1867; son système » d’enclenchement lui valut la décoration et l’un des grands » prix. M. Vignier n’a jamais pris de brevet et n’a jamais tiré » aucun profit pécuniaire de sa belle invention. »
- Les appareils Régnault et Vignier ont reçu de nombreux perfectionnements. Sur la plupart des grandes lignes, le cantonnement est assuré à l’aide de sémaphores, comme ceux de MM. Lar-tigne, Tesse et Prudhomme, dont l’emploi a été recommandé aux Compagnies par une circulaire ministérielle en date du 12 janvier 1882 ; toutefois, les appareils Régnault sont encore en service sur le chemin de Ceinture, à Paris, ce qui montre bien qu’ils peuvent convenir à une circulation active.
- Les appareils Vignier sont appliqués plus spécialement pour les enclenchements à petite distance; à grande distance, comme le dit fort justement M. Heurteau, dans une note publiée par lui sur ces questions (voir Revue générale des chemins de fer, février 1881), les appareils Saxby et Farmer sont préférables.
- Quoi qu’il en soit, le principe des appareils d’enclenchement a été posé par M. Vignier, et le premier appareil de cantonnement a été introduit en France par M. Régnault.
- Intercommunication. — Pour terminer ce qui concerne la sécurité, nous dirons quelques mots seulement des appareils d’intercommunication. c
- La première idée poursuivie a été celle d’établir, conformément d’ailleurs, aux dispositions de l’Ordonnance de 1846, une communication entre les gardes-freins et le mécanicien. En 1849, la Compagnie du Nord disposait les marchepieds de ses voitures de manière à permettre aux agents de circuler de bout en bout;
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- en 1833, elle prolongeait cette communication jusqu’à la machine; en 1855, la même Compagnie plaçait sur ses voitures une corde dont les voyageurs pouvaient se servir comme moyen d’appel; enfin, une lettre ministérielle du 18 août 1857 invitait les Copa-pagnies à suivre l’exemple de la Compagnie d’Orléans, c’est-à-dire à établir, sur le tender, une cloche reliée par une corde au premier fourgon.
- La cloche existe encore, mais l’emploi des freins continus permet •d’attirer beaucoup plus promptement l’attention du mécanicien.
- On a cherché ensuite à faire communiquer les voyageurs avec l’agent du train; diverses combinaisons permettent, aujourd’hui, de réaliser le problème : intercommunication électrique, pneumatique, etc.
- Faut-il citer les glaces dormantes, dont l’emploi a été prescrit après l’assassinat de M. Barrême, préfet de l’Eure, qui permettent de regarder d’un compartiment dans le compartiment voisin ?
- La véritable intercommunication est celle qui est obtenue au moyen des voitures à couloir et à soufflets; elle permet de circuler d’une extrémité du train à l’autre.
- La possibilité d’établir une communication entre un train en marche et la station voisine fait également, depuis longtemps déjà, l’objet de recherches sérieuses; mais on peut dire que cette partie du problème est encore à résoudre.
- Confort. — La notice publiée par la Compagnie de l’Est au sujet du matériel présenté par elle à l’Exposition de 1889, donne les indications ci-après relatives aux dimensions des voitures à voyageurs en 1847 et en 1888. i
- TYPES DE VOITURES NOMBRE de compartiments NOMBRE DE PLACES par compartiment LONGUEUR entre CLOISONS LARGEUR HAUTEUR CUBE D’AIR par VOYAGEUR
- m m m m3
- lre classe, 1847 . . . 3 8 1,800 2,390 1,740 0,935
- — 1888 . . . • 2 6 2,150 1,945 2,220 ' 1,540
- 1 ! 2 7 2,150 2,650 2,250 1,831
- 2e classe, 1847 . . . 3 10 1,570 2,300 1,7' 0 0,586
- 1888 . . . 5 10 1,800 2,630 2,100 0,994
- 3° classe, 1847 . . . 4 10 1,320 2,300 . 1,700 0,516
- — 1888 . . . 6 10 1,500 2,630 2,i60 0,828
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- Le voyageur de troisième classe, depuis 1888, a donc presque le même volume d’air que celui de première en 1847. Il est vrai qu’en 1846, il en avait plus encore ; il en avait même trop, vu que les voitures de 3e classe n’étaient pas couvertes. Ce n’est, d’ailleurs, qu’en 1848 que l’obligation de couvrir ces voitures a été imposée ; mais, à cette occasion, le prix du tarif a été porté de 0,05 f à 0,055 f par kilomètre.
- L’augmentation d’espace constituerait à elle seule un progrès considérable,, mais il en a été fait d’autres que nous devons nous borner à rappeler succinctement.
- Pour l’éclairage, les lampes à double courant d’air ont remplacé les lumignons d’autrefois; sur beaucoup de lignes, on emploie le gaz ; l’électricité commence à faire son apparition, en attendant l’acétylène. Le chauffage des voitures de toutes classes a été un réel bienfait.
- La vitesse est également un grand élément de confort;' il n’existe plus de lignes, aujourd’hui, sur lesquelles on ne trouve un ou deux trains express contenant des voitures de 2e et 3e classes.
- Quant aux trains de luxe qui n’intéressent qu’un petit nombre de voyageurs, nous n’en parlerons pas; nous nous bornerons à rappeler que, par le train express d’Orient, on peut se rendre de Paris à Vienne en vingt-cinq heures, et cela, sans fatigue appréciable ; jadis, il fallait trente-quatre heures et, à l’arrivée, on éprouvait un véritable besoin de repos.
- Il convient cependant de dire un mot des wagons-restaurants mis en service depuis quelques années: on a parfois critiqué le prix des repas, mais il ne faut pas perdre de vue le temps ainsi gagné, l’agrément d’approcher de sa destination sans s’en rendre compte pour ainsi dire ; enfin, sur bien des lignes, les voyageurs-de 2e classe et parfois même ceux de 3e classe sont admis dans le wagon-restaurant et voyagent ainsi dans une véritable voiture-salon sans avoir aucun supplément de prix à payer pour leur transport.
- Il y aurait bien aussi à parler des perfectionnements introduits dans la construction des gares, des facilités accordées aux voyageurs dans certaines d’entre elles,, mais ceci nous conduirait trop loin et il est temps d’aborder les questions relatives à l’exploitation commerciale.
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- 3. — Exploitation commerciale.
- Tarifs. — Les premiers tarifs étaient extrêmement simples; à l’origine, il n’y avait même pas de taxe pour les voyageurs, puis on établit des prix kilométriques pour les voyageurs et pour les marchandises divisées en un petit nombre de classes.
- Les tarifs généraux n’ont reçu que peu de modifications. En 1848, ainsi qu’il a été dit plus haut, le tarif applicable au transport des voyageurs de 3e classe avait été porté de 0,05 f à 0,055 f, en compensation de'l’obligation imposée aux Compagnies d’avoir à modifier leur matériel. Les autres variations survenues dans les prix de transport de voyageurs ont eu pour cause principale des modifications d’impôt.
- Jusqu’en 1837, l’impôt était de 10 0/0 ; de 1838 à 1855, le taux fut maintenu à 10 0/0 ; mais l’impôt ne frappait plus' que la part de lk taxe afférente au prix de transport, soit environ le tiers de la taxe totale ; en 1855, c’est-à-dire au moment de la guerre de Crimée, le taux de 10 0/0 fut de nouveau appliqué au prix total, et subit, en outre, un accroissement de deux dixièmes.
- Après la guerre de 1870, nouvelle taxe d’un dixième frappant la totalité des prix précédemment perçus, y compris l’impôt dont ils étaient déjà grevés (loi du 16 septembre 1871).
- Par les Conventions de 1883, les Compagnies prirent rengagement, pour le cas où ce nouvel impôt du dixième viendrait à être supprimé, de réduire de leur côté la taxe applicable aux voyageurs à plein tarif de 100/0 pour la 2e classe, de 20 0/0 pour la 3e classe ou suivant toute autre formule équivalente (1). Cette disposition reçut son effet à partir du 1er avril 1892.
- Les taxes fixées à 0,10 f, 0,075/et 0,055 /‘, par le Cahier des charges de 1859, sont ainsi, aujourd’hui, de 0,10 f, 0,067.5/ et 0,044 f, impôts non compris.
- La première modification essentielle appliquée au tarif général pour les transports par petite vitesse a été celle résultant des Conventions de 1863 ; elle consistait dans l’établissement d’une quatrième classe soumise à l’application de prix différentiels. Nous n’exposerons pas ici les discussions auxquelles ont donné lieu les premiers tarifs différentiels ; leur principe a été enfin consacré par le législateur en 1863.
- La dernière modification importante subie par les tarifs géné-
- (1) Convention avec la Compagnie de l’Est, art. 14. '
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- raux pour le transport des marchandises de petite vitesse remonte à l’année 1884 pour la Compagnie de l’Est, 1885 pour le P.-L.-M., etc. Depuis longtemps, les tarifs donnaient lieu à des réclamations multiples, de nombreuses enquêtes avaient été faites à leur, sujet par le Corps législatif sous l’Empire, puis par l’Assemblée nationale, enfin par le Sénat.
- Les Compagnies durent céder à la pression exercée sur elles et présentèrent un nouveau type de tarif général divisé en séries taxées chacune d’après des bases décroissantes, l’ensemble des prix de chaque série pouvant être représenté par une courbe d’aspect régulier.
- Cette nouvelle combinaison donnait satisfaction à un vœu exprimé par M. Marché, dans la séance de la Société des Ingénieurs Civils tenue le 1er décembre 1876.
- Pour en terminer avec ce qui concerne les tarifs généraux P. Y., rappelons que, depuis longtemps, les Compagnies avaient substitué, avec l’assentiment du Gouvernement, aux trois puis aux quatre classes du Cahier des charges, un nombre plus considérable de séries, en établissant des prix intermédiaires mieux .en rapport avec la valeur devla marchandise.
- Tarifs réduits. Voyageurs. — Le n° 1 de Y Indicateur-Chaix (août 1849) annonce des trains de plaisir de Paris et Rouen au Havre et à Dieppe, ainsi que la délivrance, par toutes les stations, de billets spéciaux Æ pour Paris, à l’occasion de l’Exposition des produits de l’industrie. Ces deux indications sont les plus anciennes que nous ayons pu retrouver au sujet de réductions applicables au transport des voyageurs.
- La première forme de réduction journalière et permanente,, nous voulons dire par là sans circonstance spéciale, comme une exposition, par exemple, a été certainement celle des billets d’aller et retour. On donnait bien, à l’origine, des billets d’aller et retour, mais au prix double de celui du billet simple pour le même parcours ; on évitait simplement au voyageur l’obligation de reprendre un second billet pour revenir à son point de départ, la réduction de prix vint ensuite, assez lentement d’ailleurs.
- Le Recueil des Tarifs publié par la Maison Chaix ne donne, au 1er janvier 1859, comme jouissant de billets d’aller et retour, que les relations suivantes: Paris à Meaux et à Nogent-sur-Seine ; Paris à Sens; Paris à Marolles, et, le dimanche, jusqu’à Étampes. Sur ces divers parcours, les gares intermédiaires profitaient éga-
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- lement de billets d’aller et retour de ou pour Paris ; Paris aux gares de Conflans, Maisons, Meulan, Poissy et Triel et vice versa.
- On connaît le développement donné, depuis lors, à l’emploi de cette catégorie de billets. Toute localité, d’une importance même secondaire, est devenue un centre de distribution pour un rayon déterminé. Sur l’Est, on délivre des billets d’aller et retour d’une gare quelconque pour une autre.
- Nous énumérerons seulement les diverses combinaisons à l’aide desquelles les voyageurs peuvent, indépendamment des billets aller et retour, obtenir aujourd’hui des réductions sur le prix du tarif général :
- 1° Billets circulaires à itinéraires fixes.
- 2° — tracés au gré du voyageur.
- 3° Cartes d’abonnement pour les voyageurs ordinaires.
- 4° — les élèves se rendant aux écoles.
- 5° ' — à la semaine pour les ouvriers.
- 6° Cartes de circulation à demi-tarif.
- 7° Billets d’émigrants.
- 8° Billets d’aller et retour de famille.
- 9° — de bains de mer, de villes d’eaux.
- 10° Billets de pèlerinage.
- 11° Concours de sapeurs-pompiers, de musique, de gymnastique. 12° Promenades d’élèves.
- Si l’on ajoute à ces diverses combinaisons les réductions imposées par le Cahier des charges pour le transport des militaires et marins, des prisonniers, etc., et celles qui sont consenties directement par les Compagnies au profit des instituteurs, des douaniers, des indigents, etc., on ne sera pas étonné d’apprendre que, en 1896, sur 100 voyageurs, il y en a eu 73 transportés à prix réduits et 27 seulement payant place entière, ainsi qu’il résulte de la statistique de M. Delebecque, reproduite ci-après (p. 178).
- Le prix moyen perçu par voyageur et par kilomètre s’est, naturellement, ressenti de ces réductions de prix.
- D’après la statistique officielle publiée en 1836 par les soins de la Commission présidée par M. le comte Dubois, la taxe moyenne par voyageur et par kilomètre s’élevait:
- En 1841, à. ..................... 0,0700/-
- Et, en 1853, à.................„ 0,0660
- D’après Delebecque, elle n’est plus que de 0,0384 La diminution est considérable.
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- CATÉGORIES DE BILLETS NOMBRE RECETTE
- Voyageurs à prix complet 87 974 243 f 190 352 665
- Voyageurs à prix réduits :
- Aller et retour 155 117 041 148 752 802
- Demi-place, enfants, indigents, etc 10 627 397 17 926 387
- Quart de place, militaires, marins 14912192 20 340 145
- Abonnements ordinaires 38 547 957 8 282 970
- Billets et abonnements d’ouvriers Trains de plaisir, de bains de mer, d’excursions, 18 854 765 1 630 455
- de pèlerinages 4 733 139 29 738 743
- Totaux pour les voyageurs à prix réduits . . . 242 792 491 226 671 502
- Totaux généraux 330 766 734 417 024 167
- Proportion des prix réduits . . . 73 0/0 54 0/0
- Tarifs réduits. Marchandises transportées par petite vitesse. — La première forme cle réduction appliquée au transport des marchandises par petite vitesse a été celle des traités de tonnage : un expéditeur s’engageait-il à remettre 30 000 t en une année, par exemple, unè diminution de taxe lui était accordée; une autre combinaison, dite par abonnement, consistait pour le négociai]l à prendre l’engagement de remettre à la Compagnie tous ses transports.
- L’Administration déclara que de telles stipulations constituaient des traités particuliers- contraires aux dispositions de l’article 48 du Cahier des charges. Dès 1858, les traités de tonnage furent interdits ; la même mesure vint frapper les traités d’abonnement en 1860.
- Les tarifs différentiels, c’est-à-dire à base décroissante, furent également fort critiqués, de même que les tarifs de transit et d’exportation autorisés pour la première fois par le décret du 26 avril 1862. Il serait trop long de rapporter toutes les objections faites contre ces formes de tarifs et d’analyser les nombreuses enquêtes parlementaires auxquelles ces diverses questions ont donné lieu.
- Nous nous bornerons à indiquer d’une façon générale la situation actuelle.
- Les renseignements ci-après sont extraits de deux articles
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- parus, en 1885, dans la Revue générale des chemins de fer, sous la signature de M. Auburtin, Maître des requêtes au Conseil d’État.
- Il ressortait des enquêtes poursuivies par l’Assemblée nationale, en 1875, M. Dietz-Monnin, rapporteur, et au Sénat, en 1878, M. George, rapporteur, que les réclamants demandaient naturellement l’abaissement des tarifs, mais, plus encore peut-être, leur simplification.
- Les Compagnies furent invitées à présenter des propositions dans le sens indiqué par les rapporteurs et, dès le 15 avril 1879, elles obtenaient l’homologation pour une sérifîcation uniforme.
- Les Compagnies proposèrent ensuite un tarif général commun basé sur cette sérifîcation ; mais leur demande d’homologa/tion fut rejetée et chacune d’elles dut se remettre à l’œuvre isolément.
- Les Compagnies de l’Est et de P.-L.-M. présentèrent, les premières, leurs propositions qui furent approuvées, en 1884 et 1885, parle Comité consultatif, sur les rapports de M. Gottschalk, pour la grande vitesse, et de M. Chabrol, pour la petite vitesse.
- Comme les nouveaux tarifs généraux dont nous avons parlé plus haut, les tarifs spéciaux se présentaient sous la forme de barèmes à base décroissante, et ne renfermaient plus que quelques prix fermes, maintenus le plus souvent sur la demande de l’Administration, elle-même pour éviter des relèvements de taxe.
- Le nombre des tarifs généraux était réduit :
- Pour l’Est, de .... . 72 à °28,
- — le P.-L.-M.. de . . 96 à 41.
- Un grand pas était fait dans la voie indiquée par les pouvoirs publics.
- Mais de nouveaux besoins ne tardèrent pas à se manifester : le développement pris par les voies navigables, des abaissements de tarifs constatés à l’étranger obligèrent la Compagnie de l’Est, dès 1887, sous peine de voir disparaître une partie importante de son trafic, à établir des tarifs de substitution par rame de dix wagons et même par trains complets de trois cents tonnes.
- En réalité la question, très complexe par elle-même, sera toujours discutée, et les expéditeurs trouveront de nouveaux prétextes pour solliciter des réductions nouvelles qu’il ne sera pas toujours possible de leur accorder.
- Quoi qu’il en soit, voici, d’après les tableaux statistiques de la Commission de 1856 et ceux de M. Delebecque, les variations de la taxe moyenne perçue :
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- 1841 0,1200/par tonne et kilomètre
- 1853 ...... 0,0820 — —
- 1896 ........ 0,0505 — —
- les taxes de petite vitesse ont ainsi diminué de plus de moitié.
- Pour en terminer avec les transports par P. V., nous mentionnerons les nombreux tarifs communs et internatioilaux qui procurent tant de facilités au commerce pour effectuer des envois directs.
- Colis postaux. — Nous n’avons parlé, jusqu’ici, que des tarifs applicables au transport des voyageurs et à celui des marchandises par petite vitesse.
- Pour ce qui concerne les transports par grande vitesse, les tarifs ont également subi diverses modifications depuis l’origine; la plus importante a été, sans contredit, l’organisation du service des colis postaux ; on peut dire qu’il en est résulté une véritable révolution dans les transports de messagerie.
- Depuis le 1er mai 1881, on peut expédier, d’une extrémité de la France à l’autre, un colis quelconque pesant au maximum 3 kg moyennant 0,60 f seulement, si la livraison doit être faite en gare, 0,85 f à domicile, et cela, quel que soit le nombre de réseaux à emprunter.
- Le 1er juillet 1892, la limite ci-dessus a été élevée à 5 kg ; dans l’intervalle, les Compagnies assuraient, il est vrai, le transport des colis de 0 à 5 kg au moyen dun tarif commun comprenant un petit nombre de coupures suivant la distance et le poids, mais le tarif postal est plus simple et le tarif commun, qui d’ailleurs n’était plus réclamé, a été supprimé le 15 avril 1893.
- Le transport d’un colis postal de 5 kg coûte 0,80 f ou 1,05/1, suivant que la livraison doit avoir lieu en gare ou à domicile.
- Enfin, depuis le 15 septembre 1897, on reçoit des colis postaux de 5 à 10 % moyennant les prix de 1,25/' et 1,50/'.
- Deux chiffres montreront l’accueil fait par le public à la combinaison nouvelle :
- Nombre de colis postaux expédiés en 1882: 9 457 000
- — — — — en 1893: 39310000
- Il ne s’agit ici que du trafic intérieur, et, si nous ajoutons aux chiffres ci-dessus, ceux du trafic international, nous trouvons :
- 1882............... 10 535000 colis
- 1896 ..... . . 44 710000 colis
- Ces chiffres ne cesseront de s’accroître.
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- Importance actuelle des transports. — Nous avons fait connaître-plus haut les variations de tarifs survenues de 1841 à 1896. Il est intéressant de constater les résultats obtenus.
- Pour rentrer exactement dans une période de cinquante ans,, voici les chiffres que nous trouvons pour 1846 et 1896 :
- ÉLÉMENTS DU TRAFIC •1846 1890 AUGMENTATION NOMBRE de fois le chiffre primitii;
- Longueur moyenne ex-
- ploitée. ..... km 1137 35590 34 453 30
- Nombre de voyageurs . . 10425 000 330 767 000 320 342000 30
- Tonnage P. V 2521000 96500000 93979000 37
- Recette :
- Voyageurs f » 417000 000 » . »
- Marchandises G. V.. . . » 123 000 000 y> »
- Marchandises P. V.. . . » 722000 000 j> »
- Recette totale. . f 42 017 000 1262 000 000 1262 000000 26
- Comptabilité. — Des mouvements aussi considérables que ceux rappelés ci-dessus donnent lieu nécessairement à une comptabilité très sérieuse et l’extension toujours croissante des transports semblait devoir entraîner des complications importantes. Il n’en est rien cependant : les pièces comptables sont assurément plus nombreuses, mais, d’une manière générale, les systèmes de comptabilité ont été simplifiés. Nous mentionnerons simplement les dispositions dont le public a été appelé à profiter :
- Création de billets directs grâce auxquels on peut se rendre d’un réseau sur l’autre et même à l’étranger sans avoir à reprendre un nouveau billet dans la gare commune ;
- Enregistrement des bagages pour la destination définitive ;
- Organisation, du trafic pour les transports de marchandises en grande et en petite vitesse, ce qui permet de gagner du temps ;
- Délivrance de billets dans certains hôtels pour les points les plus importants du réseau, parfois même pour au delà.
- En ce qui concerne les transports P. Y., nous citerons les facilités données au commerce pour le règlement des frais de transport, lorsque ceux-ci ont une certaine importance périodique — règlement au moyen de chèques, etc...
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- Enfin, quand le service du contrôle des recettes constate, lors de la vérification d’une taxe, qu’une erreur de plus d’un franc a été commise au préjudice d’un expéditeur ou d’un destinataire, il envoie d’office à la gare un ordre de remboursement au profit de l’intéressé.
- Réclamations. — L’exécution de tous ces transports ne peut se faire évidemment avec une régularité parfaite ; quelle est la proportion des erreurs commises? l’examen des comptes d’un service de réclamations va nous l’apprendre.
- La Compagnie de l’Est a transporté, en 1896 :
- Voyageurs................. ...... 57000000
- Bagages et messageries, nombre d’enregistrements................................. 7 900 000
- Colis postaux............................ 8100 000
- Expéditions P. V., nombre d’enregistrements 5 500 000
- Soit en tout. . , . 78 500 000 envois.
- Chaque voyageur peut avoir à se plaindre d’un retard, les colis sont exposés aux retards, dé plus aux avaries et même au vol.
- Le nombre des réclamations formulées s’est élevé à 115 000, soit un peu moins de quinze pour dix mille envois ; encore, convient-il de faire observer que sur les 115 000 réclamations, 48 000 seulement, c’est-à-dire moins de la moitié', ont donné lieu au payement d’indemnités. Par contre, la Compagnie a reçu, en plus du chiffre de 115 000 ci-dessus indiqué, 28 253 demandes de détaxe portant sur une somme totale de 653 000 /; il a été remboursé 300 000 f.
- D’après les renseignements obtenus dans les différentes Compagnies françaises ainsi qu’à l’administration des chemins de fer de l’Etat, le montant des indemnités payées en 1896, représenterait 10000 /'par million de recettes. On voit que le service s’effectue, en réalité, dans des conditions satisfaisantes. Les Compagnies sont les premières intéressées à ce qu’il en soit ainsi.
- Rôle du Génie civil en matière d’exploitation commerciale. — L’étude des questions commerciales est généralement faite par les chefs d’exploitation et par les directeurs des Compagnies.
- Ici encore, comme pour rétablissement des lignes, on se retrouve en présence des Ingénieurs de l’État.
- La Société des Ingénieurs Civils peut cependant rappeler avec
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- une satisfaction légitime deux de ses anciens Membres qui ont joué un rôle des plus considérables dans la préparation et dans les transformations successives des tarifs ; nous avons nommé Petiet et Félix Mathias.
- Il serait injuste de ne pas mentionner aussi le rôle des Conseils d’administration dans les questions d’exploitation commerciale ; les Services préparent les projets de tarifs, mais ils doivent être discutés par le Conseil avant d’être soumis au Ministre, et le Génie civil n’a jamais cessé d’être représenté dans les Conseils. Rappelons les Pereire, d’Eichthal, Perdonnet, Ghevandier de Valdrôme, pour ne citer que des disparus. Parmi ceux-ci figure, bêlas, un autre de nos anciens Présidents, Gottschalk qui, représentant officiel du Génie civil dans le Comité consultatif des chemins de fer, a joué un très grand rôle dans la préparation des tarifs actuellement en vigueur.
- Enfin, la Société des Ingénieurs Civils ne s’est jamais désintéressée de ces graves questions commerciales ; elle les a discutées dans de nombreuses séances et sera toujours prête a. les examiner de nouveau, dès que les circonstances pourront l’engager à le faire (1).
- 4. — Exploitation militaire.
- Bien des personnes s’imaginent qu’avant la guerre de 1870-71, nul n’avait songé, en France, au rôle utilitaire des chemins de fer ; cette opinion est assurément exagérée. La formation du réseau français date, en réalité, de la loi du 11 juin 1842 ; or, il a été frappé, à l’époque, en commémoration du vote de cette loi, une médaille qui porte cette inscription : « dant ignotas Marti nouas que .Mercurio alas (2) ». Ignotas Marti, on y avait donc songé dès le début.
- La première préoccupation fut naturellement celle de construire les lignes, puis survint la crise des chemins de fer. en ,1847 et 1848 ; néanmoins, dès le mois de septembre 1851, le ministre de
- (1) Par un sentiment de réserve à notre avis excessif, M. Albert Jacqmin s’est abstenu de citer les noms des Ingénieurs qui ont dirigé les services de l’exploitation. Nous qui ne sommes pas tenus à la même discrétion, nous rappellerons ici l’opinion exprimée par M. Gottschalk, l’un de nos anciens Présidents :
- « L’exploitation des chemins de fer peut s’apprendre aujourd’hui ; il y a trente ans, il n’y avait rien à apprendre, il fallait créer de toutes pièces. Les créateurs ont été Audi-bert, Jacqmin et Solacroup. » (Note du Rapporteur général).
- (2) Cette inscription peut s’interpréter ainsi : «Us donnent des moyens d’action inconnus à la guerre et des moyens d’action nouveaux au commerce. »
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- la-Guerre faisait paraître cinq règlements sur les transports militaires. Ces règlements, qui semblent bien imparfaits aujourd’hui, ont cependant servi pour le transport de l’armée envoyée en Grimée.
- En 1855, cinq nouveaux règlements furent publiés au sujet de l’embarquement et du débarquement des troupes des diverses armes; ils reçurent leur application au moment de la guerre d’Italie.
- Lorsque plus tard, après la guerre entre la Prusse et l’Autriche, le maréchal Niel entreprit la reconstitution de l’Armée française, la question des transports ne lui échappa nullement et, le 15 mars 1869, il constituait une commission composée, pour la première fois, de membres militaires et de membres civils, et la chargeait d’étudier toutes les questions concernant le transport des troupes.
- La Commission tint vingt-neuf séances. Malheureusement, elle ne fut plus convoquée,après la mort du maréchal Niel. Le peu qu’elle avait fait fut néanmoins largement utilisé pour le tranport de l’armée du Rhin.
- Après .la guerre, la question fut reprise ; une commission militaire supérieure des chemins de fer, instituée par décret du 14 novembre 1872, s’empressa tout d’abord de rédiger un règlement général sur la matière; ce règlement, qui porte la date du 1er juillet 1874, a été modifié par un nouveau décret, le 29 novembre 1884. La Commission a constamment siégé de façon régulière depuis son organisation. Nous n’avons pas à faire connaître le détail des travaux accomplis par elle ; nous nous bornerons à dire, ici, que de très sérieux progrès ont été faits depuis vingt-cinq ans. Le pays, d’ailleurs, en a eu la preuve dans plusieurs circonstances mémorables ; il suffira de rappeler la mobilisation du 17e corps et les transports occasionnés par la revue de Châlons, lors du voyage de l’Empereur de Russie.
- L’ordre de mobilisation du 17e corps fut affiché à Toulouse dans la matinée du 30 août 1887 (1) ; dès le 1er septembre commençait le transport des réservistes et la gare de Toulouse reçut, à elle seule, cent cinquante trains en vingt-quatre heures; les premiers trains de concentration furent mis en marche le 2 septembre ; le 4 septembre, à 10 heures du matin, la concentration était terminée ; il avait fallu cent neuf trains, sans parler de ceux utilisés pour le transport des réservistes, et, ce qui rend l’opération
- (1) Renseignements extraits d’une publication intitulée : Le Rôle des chemins de fer, mise en vente en 1887, dans les bureaux du journal VArmée Territoriale.
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- tout à fait remarquable, c’est le maintien complet du service des transports civils pendant cette période.
- Pour la revue de Châlons (1), la Compagnie de l’Est a dù mettre en marche, du 4 au 12 octobre, plus de six cents trains supplémentaires, dont deux cents dans la seule journée du 9. L’effectif des troupes transportées s’est élevé à soixante mille hommes et mille quatre cents chevaux, sans parler des voitures ; le nombre des voyageurs a été aussi de soixante mille. À part l’interruption de quelques heures occasionnée par le passage du train Impérial et du train Présidentiel, les services publics ont été maintenus sur toute l’étendue du réseau. Il n’y a eu aucun accident.
- 5. — Personnel.
- Avoir un personnel capable et dévoué constitue, ainsi qu’il a été dit plus haut, une des garanties essentielles de-la sécurité ; ces conditions se trouvent-elles réunies actuellement dans les administrations de chemins de fer ? Quels ont été les progrès réalisés depuis cinquante ans dans cet ordre d’idées ? Telles sont les questions qui feront l’objet du présent paragraphe. Disons immédiatement, pour n’y plus revenir, que l’effectif du personnel qui s’élevait, en 1854, au chiffre de trente et un mille six cent quatre-vingt-treize agents, en comprend, aujourd’hui, près de deux cent cinquante mille, dont vingt-quatre mille neuf cent vingt-neuf femmes.
- Recrutement. — Le recrutement du personnel a présenté naturellement, au début, d’assez grosses difficultés ; il fallait non seulement trouver des ouvriers, mais encore des chefs, et ces derniers, appelés à commander, ne connaissaient guère les besoins de l’industrie nouvelle. Heureusement, les lignes ne furent livrées à l’exploitation que petit à petit; on put ainsi constituer un premier noyau autour duquel vinrent se grouper les nouvelles recrues, et ainsi de suite ; peu à peu, il devint possible d’établir certaines règles de sélection limite d’âge, production du casier judiciaire, examen à subir avant l’admission, etc-....
- Aujourd’hui, on n’a plus, si l’on nous permet d’employer une expression commune, que l’embarras du choix, et l’on se trouve souvent dans l’obligation de refuser des candidats fort méritants et cela faute de places disponibles.
- (1) Voir le rapport du Conseil d’administration de la Compagnie de l’Est, à l’Assemblée du 30 avril 1897. ,
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- Traitements. — Les traitements du personnel ont reçu clés accroissements assez notables ; nous en donnons ci-dessous quelques exemples.
- FONCTIONS TRAITEMENTS
- IL Y A 50 ANS aujourd’hui
- Chefs de gare et de station Aiguilleurs Hommes d’équipe Agents des trains (1) t 840 à 4 000 800 à 1200 800 à 1 080 1 200 à 1650 f 1350 à 8 000 1200 à 1900 1100 à 1500 1300 à 2100
- (1) L’augmentation paraît relativement moins importante pour les agents des train s : mais ceux-ci restent bien moins longtemps qu’autrefois dans les classes inférieures et le taux des frais de déplacement qui leur sont alloués a été porté de 1 f et 1,50 f à 2 f, 2,50 f et 3 f.
- Certains agents, les chefs de gare et de station par exemple, sont logés gratuitement; ils ont droit, en outre, au chauffage et à l’éclairage. Des dortoirs ont été construits dans les principales gares des différents réseaux pour éviter les frais d’auherge aux mécaniciens et agents des trains. Dans un assez grand nombre de localités, on a élevé, à grands frais, de véritables cités ouvrières et les logements sont loués au personnel au prix de revient et souvent même à des prix inférieurs.
- Les Compagnies se sont également préoccupées de faciliter à leurs agents l’acquisition des objets d’habillement ; les unes ont passé des marchés pour l’ensemble des fournitures et font profiter leur personnel de l’économie ainsi obtenue ; d’autres vont jusqu’à prendre à leur charge une partie de la dépense.
- On trouve encore à signaler, comme'accessoires clu traitement, diverses catégories d’indemnités, frais de déplacement, de déménagement, allocations spéciales en cas de cherté exceptionnelle des vivres, etc.
- Enfin, non seulement la situation pécuniaire des agents a été améliorée, mais on s’est efforcé de réduire dans la mesure du possible la durée du service pour le plus grand nombre d’entre eux, et on étudie très sérieusement, à leur intention, la question du repos du dimanche.
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- ; Travail des femmes. — Les Compagnies ont encore cherché à donner un surcroît de hien-être aux familles dé leurs agents en; procurant du travail aux femmes; c’est ainsi que sur bien des points, la femme ou la fille du chef de gare sont chargées de la distribution des billets; la femme d’un ouvrier de là voie garde une barrière et le ménage est logé. Certaines Administrations confient aux femmes des travaux de couture qu’elles peuvent faire chez elles. Depuis ces dernières années, les bureaux d’administration centrale occupent un grand nombre de femmes ; ce sont, il faut le dire, le plus souvent des veuves'ou des orphelines et, malheureusement, on ne trouve même pas la possibilité d’accepter toutes les candidates qui rentrent dans l’une ou l’autre de ces catégories.
- D’autres emplois sont réservés aux veuves : gérance d’une bu7 vette, surveillance des cabinets de toilette et autres, tenue des bibliothèques. — Ce n’est pas là un supplément de traitement pour un agent ; mais celui-ci sait tout au moins qu’en cas de décès prématuré, la Compagnie n’abandonnera pas les siens.
- Institutions patronales. -— C’est principalement par le développement donné aux institutions patronales que les Compagnies se sont de plus en plus attaché leur personnel. v
- Dans sa réunion du 29 mars 1845, l’Assemblée des actionnaires de la Compagnie de Paris à Orléans décidait d’admettre le personnel à participer aux bénéfices.
- En 1847, la Compagnie du Nord installait un magasin de denrées dans lequel les agents pouvaient trouver, au prix de revient, des marchandises de boniie qualité et vendues à poids exact.
- L’exemple de la Compagnie du Nord n’a pas tardé à trouver des imitateurs; la Compagnie de l’Est a préféré laisser se constituer des Sociétés cooperatives locales auxquelles elle prête, d’ailleurs, un concours empressé..
- Le 31 mars 1852, la Compagnie des chemins de fer de Rouen,-du Havre et de Dieppe, publiait un premier règlement de caisse de retraites, de secours ét de prévoyance ; et ainsi de . suite. '
- On ne peut songer à donnèr ici l’ënuméràtion complète, encore moins à décrire le mode de fonctionnement des nombreuses institutions créées par les Compagnies de chemins de fer en faveur de leur personnel; nous nous bornerons à indiquer les caractères généraux des principales d’entre elles et à faire connaître les sommes dépensées de ce chef sur quelques réseaux en 1896.
- Bull. U
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- Alimentation. —Économats; Sociétés coopératives; réfectoires; cartes cle circulation, bons de transport pour provisions de ménage; fournitures de combustibles à prix réduits.
- Habillement. — Yoir ce qui a été dit plus haut.
- Logement. — Yoir ce qui a été dit plus haut, ajouter bains et lavoirs.
- Maladie. — Organisation du service médical, médecins et médicaments gratuits, caisses de prévoyance et de secours assurant le maintien de tout ou partie du salaire pendant la maladie ; secours en cas de décès; secours exceptionnels; avances d’argent.
- Retraites. — Caisses de retraites; concession de bourses à des orphelins.
- Instruction. — Cours aux ouvriers adultes, aux apprentis ; bourses accordées aux fils d’agents; cartes de circulation pour fréquenter les écoles.
- Divers. — Distributions de boissons chaudes et hygiéniques;, crèches; asiles. ,
- Les dépenses-supportées, en 1896, par les Compagnies de l’Est, du Midi et du P.-L.-M., pour entretenir les différentes institutions organisées sur ces réseaux, ont été les suivantes :
- Est' Midi P.-L.-M.
- Retraites......... 5378000/ » 10 420000/
- Maladies. .... 1679000 » 1 700000
- Divers............ 1 775 000 » 1435 000
- Dépense totale. 8 832 000/ 6 000000/ 13 555 000/
- Grâce aux sacrifices que les Compagnies se sont imposées, elles sont arrivées à constituer un personnel sérieux, capable et dévoué. Il y a sans doute quelques exceptions, mais en petit nombre; l’ensemble est très bon. La meilleure preuve de rattachement que portent les agents à leurs Administrations respectives, réside dans ce fait que presque tous demandent à y faire entrer leurs enfants.
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- 6. — Résultats généraux.
- Le tableau ci-dessous renferme les éléments de la comparaison à établir entre les résultats obtenus sur les Chemins de fer français, Etat et grandes Compagnies, en 1846 et en 1896. Pour la première année, nous prenons les chiffres donnés par la Commission de 1856; pour 1896, les indications ont été recueillies dans la statistique des Chemins de fer français au 31 décembre 1896,
- publiée par le Ministère des Travaux publics.....
- Nous n’avons pas cherché à faire les corrections correspondantes à la perte des lignes d’Alsace et de Lorraine et à la prise de possession des lignes de la Savoie et du Comté de Nice ; la rectification qui était relativement facile à calculer tant qu’il ne s’agissait que des longueurs exploitées, serait beaucoup plus longue à établir pour ce qui concerne les dépenses.de.premier établissement et les résultats de l’exploitation.
- 1846 1896 AUGMENTATION -
- Longueur moyenne exploitée km 1137 35 239 34 102
- millions millions millions
- Frais de construction par l’Etat -14 4 837 4 823 f
- — par les Compagnies, . 382 10 267 9 885 ^
- Ensemble \ . . 396 15104 .14 708" |
- Recettes 42 1 269 1227 .
- Dépenses 20 665 645 ‘
- Produit net 22 604 582
- Rapport des dépensés aux recettes 48 0/0 52 0/0 4 0/0
- Ainsi, à l’expiration de cette période de cinquante ans, la longueur s’élève à trente fois celle du réseau primitif; les frais de constructions atteignent presque quarante fois la dépense initiale’; les recettes et les dépenses se sont accrues dans des-proportions à peu près analogues; toutefois, les dépenses ont monté relativement plus que les recettes, d’où l’augmentation du coefficient d’exploitation.
- Nous donnons ci-dessous, d’après la statistique du Ministère des Travaux publics, les résultats, par réseaux, pour rexercice'“1896.
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- Longueur moyenne exploitée en 1898 et frais de construction.
- (Comptes arrêtés au 31 décembre 1895).
- RÉSEAUX LONGUEUR EXPLOITÉE DÉPENSES par l’état SOLDÉES par les COMPAGNIES DÉPENSE TOTALE
- km millions millions millions
- Est . . 4 727 720 1 367 2 087
- Midi 3 168 470 969 1 439
- Nord 3 725 101 1 485 1 586
- Ouest 5 462 810 1 468 2 278
- Paris-Lyon-Méditerranée . . 8 636 977 3 531 4 508
- Paris-Orléans 6 743 1 178 1 447 2 625
- État 2 778 581 » 581
- Totaux 35 239 4 837 10 267 15 104
- Résultats de l’exploitation.
- RÉSEAUX RECETTE DÉPENSE RECETTE NETTE
- millions millions millions
- Est 162 97 65
- Midi . 100 52 48
- Nord 210 105 105
- Ouest. 168 104 64
- P.-L.-M 387 179 208
- Paris-Orléans 198 96 102
- État 44 32 12
- 1269 665 604
- En 1896, les Compagnies ont distribué ‘à leurs actionnaires 156 millions de dividende; encore, pour obtenir ce résultat, ont-elles dû emprunter à l’État 27 millions à titre de garantie d’intérêt.
- En 1895, l’État avait retiré des chemins de fer, tant en impôts directement perçus qu’en économies réalisées, d’après sa propre estimation, une somme de 216 millions.
- Nous chercherons maintenant à évaluer le profit retiré, par le pays, de l’exploitation des chemins de fer.
- Dans un discours prononcé, le 27 juin 1865, au Corps législatif, M. de Franqueville évaluait à un milliard le bénéfice annuel
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- déjà réalisé par suite de la réduction des taxes, et il annonçait que le chiffre de quinze cents millions serait dépassé.
- Dans la troisième édition de son Traité élémentaire des chemins de fer, publiée en 1865, Perdonnet évalue respectivement à 0,12 f et 0,105 f le prix de transport kilométrique d’un voyageur par diligence et celui d’une tonne de marchandises en tenant compte, pour cette dernière catégorie de transport,. de leur répartition entre les services de roulage et la navigation. (Voir tome I, introduction, pages xvii et xxii). !
- En acceptant, comme point de départ, cette évaluation présentée par un homme de la compétence de Perdonnet, il est facile de. calculer l’économie réalisée sur les transports par chemin de fer en 1896.
- On a vu que les taxes kilométriques moyennes s’élevaient :
- Pour les voyageurs à............. 0,0384 / par voyageur
- Pour les marchandises transportées en
- P. Y. à . ................... 0,0505 f par tonne
- Le nombre total de voyageurs a été de ... ; 331 000 000
- Celui des tonnes de marchandises transportées , x
- en P. V. .................... 96000000
- Les tableaux statistiques de M. Delebecque font également connaître le parcours moyen d’un voyageur, 33 km, et celui d’unè tonne, 135 km.
- Les économies réalisées sont donc les suivantes :
- Voyageurs (0,1200 — 0,0384) X 331 000 000 X 33 = 891 316 800 f Marchandises. . (0,1050 — 0,0505) X 96 000 000 X136 = 711 552 000 f
- Économie totale . . . 1602868 800/
- On pourra dire que, si les anciens prix avaient été maintenus, on n’aurait pas eu les mêmes nombres d’unités de trafic ; mais, d’une part, nous avons laissé de côté, intentionnellement, les transports de marchandises en grande vitesse ; d’autre part, nous n’avons tenu aucun compte de la valeur du. temps que gagne le voyageur à circuler rapidement, non plus que des frais "de routé dont il est dégrevé. Autrefois, on mettait trois jours et on faisait au moins six repas entre Paris et Strasbourg; aujourd’hui/sept heures de trajet et un seul repas peuvent suffire.^Nous pensons donc, pour notre part, que cette fois encore, l’estimation de M. dè Franquevillese trouve confirmée parles faits. Les Chemins de fer rapportent à la France plus de quinze cents millions par an.
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- Conclusions.
- L’exploitation des chemins de fer a fait, depuis cinquante ans, des progrès considérables et le pays en a retiré des bénéfices allant toujours en croissant.
- Il est vrai qu’à l’époque à laquelle nous nous reportons, l’industrie des chemins de fer était encore à ses débuts ; la graine semée par Marc Seguin et ses collaborateurs avait germé, une petite tige commençait à sortir de terre; depuis, l’arbre n’a cessé de croître et il est arrivé à son plein épanouissement.
- Faut-il entendre par là qu’il n’y ait plus aucun progrès à rechercher, assurément non. Il est probable que l’on ne construira plus beaucoup de lignes nouvelles; l’emploi de tracés à voie étroite et surtout celui de voitures automobiles semblent devoir suffire pour desservir les quelques localités non encore reliées aux chemins de fer, ou pour établir des services transversaux dont l’importance ne justifierait pas l’etablissement d’une ligne à voie normale.
- Par contre, il y a, il y aura toujours .des progrès k réaliser en matière d’exploitation; à part les questions de signaux, on peut dire que’ l’électricité vient à peine de faire son apparition, et, en voyant la machine Heillman, nous ne pouvons nous empêcher de songer à la Fusée, de Stephenson. Il y a loin de la. Fusée aux machines locomotives, actuelles; que sera la machine électrique de l’avenir?. j. '
- Lorsque dans cinquante ans, la Société des Ingénieurs Civils célébrera son centenaire, il est bien à supposer que nos moyens d’action actuels, dont nous sommes si fiers, paraîtront fort insuffisants à nos successeurs.
- Il appartient au Génie civil de prendre une large part dans les progrès à réaliser. Dégagé des liens administratifs, il lui est plus facile de se lancer dans des essais, prématurés en apparence, tout en acceptant, bien entendu, le concours éclairé des fonctionnaires de l’État. De cette manière, les efforts de tous convergeront vers ce but unique : augmenter sans cesse la valeur de l’outillage industriel de la France.
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- PORTS DE MER
- I
- CONSTRUCTION
- -PAR
- O. I>E COBDBMOY
- État de la question en 1848. — Les anciens, après avoir utilisé les ports naturels, tels que ceux d’Athènes, de Syracuse, avaient dû, sur les côtes déshéritées, comme à Ostie, construire des abris artificiels pour leurs navires. Ils choisissaient les baies où ne- débouchait pas de rivière à apports, et les fermaient par des môles construits soit en béton tassé dans des batardeaux de bois, soit en pierres perdues, soit en blocs artificiels.
- Jusqu’à la fin du dernier siècle, on se contentait d’améliorer les criques et surtout les estuaires découpés dans -les rivages, Les Italiens, pour établir leurs môles, recouvraient d’une superstructure de maçonnerie, construite sur place dans des caissons, un substratum d’enrochements arasés à quelques mètres au-dessous du niveau de la mer.
- La digue de Cherbourg, commencée en 1790, est le premier exemple d’un grand ouvrage de protection destiné à créer une rade intérieure. Les Ingénieurs essayèrent de la construire d’abord en coulant des navires lestés de pierres, puis d’immenses troncs de cône remplis de moellons. Après de longs insuccès, on revint au système des pierres perdues, mais la mer les balayait sans cesse, et l’on eut recours, pour protéger la portion soumise à l’action des vagues, d’abord à une maçonnerie, puis à des blocs artificiels que Poirel avait réinventés,, en 1834, à Alger, et qui n’étaient qu’une'réminiscence des procédés des Romains.
- En Angleterre, depuis 1807 jusqu’à 1860, on* n’utilisa que les enrochements aux môles de Howth,r de Kingstown, d’Holyhead, d’Alderney, à la digue de Portland et à celle de Plymouth, rivale de Cherbourg.
- En 1848, la-France occupait donc le premier rang dans l’art
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- clés travaux maritimes, car c’était elle qui avait inauguré le système qui, clans toute mer, peut résister à la violence des lames, à la condition d’en rectifier les détails en raison des efforts à supporter.
- Le type d’Alger, modifié à Marseille par le mélange judicieux des enrochements de grosseurs diverses, protégés sur le talus du large par des blocs artificiels jétés pêle-mêle, était presque seul employé dans la réfection ou rétablissement de nos ports et l’étranger l’adoptait aussi, surtout l’Italie.
- Progrès accomplis depuis 1848, — Les travaux maritimes sont réservés, en France, aux Ingénieurs de l’État. Pourtant, les Ingénieurs civils ont maintes fois collaboré aux travaux accomplis durant ces dernières années.
- En dehors même de cette collaboration anonyme, nombre de nos Collègues ont exécuté, comme entrepreneurs, des- œuvres qui leur ont assuré une légitime notoriété, et où ils ont fait briller l’esprit d’initiative et d’invention qui est leur apanage.
- Dans les colonies,françaises et à l’étranger, nos Ingénieurs civils ont eu. même parfois à dresser clés projets de ports et à en diriger l’exécution. Plusieurs d’entre eux ont fait part à notre Société de leurs succès. Et, à ce propos, permettez au rapporteur d’exprimer la pensée — il en a gagné le droit — que si nos Ingénieurs civils recevaient clans les Écoles une instruction technique spéciale sur ces 'questions, ils trouveraient aisément l’occasion de l’appliquer auprès des Gouvernements étrangers, pendant ce vingtième siècle qui verra la transformation complète des Ports.
- 'Dans rétablissement du projet d’un travail maritime, il entre une foule de considérations, en dehors des intérêts commerciaux qu’il est appelé à desservir. Il'n’y a pas de formules,, cle règles générales A appliquer, et le succès dépend Uniquement clés études préliminaires qui renseignent sur les conditions physiques du point choisi. Le rôle cle l’Ingénieur est donc capital. Par malheur, si les résultats à obtenir sont bien connus, il n’en est pas ainsi des moyens à employer, et l’accord n’est pas fait même sur les causes des phénomènes qu’il s’agit de prévoir. C’est surtout pendant les dernières années que l’attention s’est dirigée vers ces problèmes avec d’autant plus d’acuité qu’on devait multiplier les points cle refuge, abandonner les anciens dont le développement ne pouvait plus répondre aux besoins de/la marine moderne, agrandir ceux dont il était possible de tirer parti.
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- Ces études, qui dominent toute la question des Travaux maritimes, ont été abordées en partie à notre Société. Mais ce sont encore les méthodes de construction qui y ont surtout subi la discussion.
- Depuis 1848, on a continué en France l’application du type de Marseille, combinaison d’enrochements et de blocs artificiels, avec de très légères modifications, dans le mode de protection, augmenté parfois d’une superstructure de maçonnerie. A Port-Saïd, construit par des Français, et où les pierres manquaient, on employa les blocs seuls; c’est aussi le système de Biarritz, de Socoa.
- Les Anglais, après l’expérience isolée du môle en pierres de taille de Douvres, du jour tardif où ils ont commencé à se servir des blocs de béton, ont perfectionné le système. Les blocs, arrimés par assises régulières, sont posés au moyen de Titans, avec une inclinaison en arrière, qui rend très aisée la descente sous l’eau. Ce procédé, inauguré à Manora (1869-1873), a été appliqué par eux ensuite à Madras et à Mormugao.
- A Aberdeen, New-Plymouth, New-Haven, les môles sont constitués par d’énormes saucissons de béton, coulés encore frais dans des sacs de jute. Enfin, on a obtenu des môles plus ou moins monolithiques en versant en place le béton dans des caissons en bois (Rosslare, Buckie), ou directement dans l’eau (Aberdeen, Wicklow, etc.).
- Un Ingénieur anglais a encore construit des môles et des quais en insufflant un coulis de ciment dans des rocailles posées à sec.
- En Italie, on continue à appliquer le type de Marseille, mais les blocs de protection sont posés en assises régulières.
- La première grande question maritime dont s’est occupée la Société a été ce Canal de Suez, point de départ des progrès modernes. < , 1 y
- L’Angleterre s’opposait avec obstination à l’exécution de cette nouvelle voie, dont aujourd’hui elle a presque le monopole. La résistance britannique avait trouvé son porte-parole en Robert Stephenson. Dès 1856, Faure présentait à la Société l’exposé du projet, et l’année suivante, Barrault lisait une réfutation très documentée des assertions de l’Ingénieur anglais. Flachat et M. Molinos traçaient pour ainsi dire aux entrepreneurs futurs leur programme et ils émettaient ce vœu prophétique que « la construction du capal fût une occasion de progrès pour les machines à draguer ». On sait combien ce vœu a été réalisé. Enfin, en 1866 et 1868, Lavalley-,
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- Lame cle l’entreprise qui termina la voie désignée jusqu’ici sous le nom de « la nouvelle route de l’Inde », mais que le siècle prochain considérera plutôt comme le chemin de la Chine et du Japon, Lavalley nous a fait connaître l’exécution de ces travaux sans précédents.
- Je note la remarquable étude de M. S. Périssé sur les constructions des « écluses à la mer ».
- De 1881, date l’exposé de M. Hersent sur les ports de Toulon et d’Anvers. A Toulon, il s’agissait des deux bassins de radoub de Missiessy, construits pour les cuirassés dans les énormes caissons métalliques qui plus tard ont été également employés à Saïgon. A Anvers, c’était cette construction des quais de l’Escaut, but de pèlerinage pour tous les Ingénieurs intéressés dans ces grandes questions.
- En 1886, M. Bômchesa fait connaître à la Société les méthodes employées à la construction du port de Trieste, commencé par M. Pontzen et terminé par l’auteur de la notice. Le succès est d’autant plus notable, que le fond de la mer se compose là de vase jusqu’à une grande profondeur. Le maintien de la digue a prouvé la valeur du projet.
- De 1884 date le mémoire de MM. Fleury et Joubert, de 1888, celui de MM. Lavalley et Molinos sur le Port de la Réunion, présenté par M. Blondel. Créer un abri sur une côte où sévissent les plus violents cyclones sur une plage sans dentelures, à pente accore, au milieu de difficultés sans cesse renaissantes, n’était pas •une entreprise vulgaire. Nos savants Collègues, à qui l’on doit tout, projet, exécution, conception du matériel, l’ont menée à bien. Capitale cette œuvre, où de notables progrès ont été réalisés, où pour employer l’expression de M. Fleury, on posait des blocs de 100 t, à 15 m de profondeur, dans une mer tourmentée, à 1 cm près.
- La Société a eu connaissance, en 1888, des travaux si réussis du port de Bilbao, et elle est allée les visiter. Les premiers succès ont enhardi les promoteurs ; la construction de deux môles protecteurs est en ce moment exécutée par nos Collègues MM. Cou-vreux, Coiseau et Allard, avec leur compétence connue. Un outillage nouveau, une superstructure capable de braver la terrible 'mer qui s’engouffre dans le golfe, constituent des modifications d’une haute importance aux procédés anciens. C’est encore M*. Coiseau qui installe en ce moment les chantiers qui construiront le port de vitesse de Heyst et le canal de Bruges à la mer.
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- Les travaux de la Pallice, conçus et exécutés par nos Collègues MM. Terrier et Zschokke, ont aussi exigé un système tout à fait nouveau de construction. Les môles construits a l’air comprimé, en pleine mer, ont servi de batardeaux pour le dragage à sec de l’enceinte intérieure. Cette oeuvre a valu à leurs auteurs la confiance du gouvernement italien pour l’allongement du bassin de radoub de Livourne et l’exécution de ceux de Gênes.
- La Société a encore entendu la remarquable notice de M; De-launay sur le port de Pasages (Espagne) et M. J. de Koning nous a envoyé une description du port de Tandjok Priok.
- Il me reste à signaler deux discussions fort importantes;
- La première concerne le colossal et intéressant projet de M. Bouquet de la Grye, Paris port de mer. Un exposé avait été présenté à la Société en 1882 et fait l’objet d’une note de M. Edmond Roy. La question est revenue avec plus d’ampleur en 1891, et a été débattue longuement par MM. Badois, Fleury, Yauthier et Le Brun.
- La deuxième a été motivée par le projet d’agrandissement du port du Havre et d’amélioration de la Seine maritime. La question a été agitée d’abord en 1883 par M» Hersent, puis en 1886 par MM. de Coëne et Le Brun.
- Nos deux savants et vaillants Collègues sont revenus devant la Société en 1888. S’inspirant d’une conception de M. l’Inspecteur général Partiot, ils ont proposé la création, à l’embouchure de la Seine, d’un môle de fermeture rejetant l’eau du jusant de l’estuaire devant le Havre, dont les passes auraient ainsi été entretenues à de grandes profondeurs. Les discussions qui ont eu lieu à ce sujet ont eu un long retentissement. MM. Quinette de Ro-chemont et Mengin, Ingénieurs du gouvernement, sont venus y prendre part. Yous avez aussi entendu nos Collègues MM. de Coëne, Le Brun, Fleury, Hersent, Yauthier, Périssé, Bert, Cotard. Il est à espérer que dans l’exécution on tiendra compte des indications qui sont résultées de ces études consciencieuses.
- Les sommes dépensées depuis vingt ans pour les ports de commerce en France sont considérables; et certes, plusieurs d’entre eux ont reçu une impulsion notable, Il n’en reste pas moins vrai, que le commerce des ports anglais, belges, hollandais, allemands et italiens, a progressé dans une proportion infiniment plus considérable que celui des ports français. Hambourg a passé d’un rang infime au premier rang, battant depuis l’année dernière Liverpool et Londres même. Rotterdam émet la prétention de
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- dépasser bientôt Hambourg. Anvers est appelé à se développer encore. Le Havre reste bien secondaire à côté de ces colosses et Dunkerque reçoit encore difficilement les grands navires. Dans la Méditerranée, Gênes gagne beaucoup plus que Marseille.
- Notre pays, qui semble si heureusement situé, est-il donc voué à une infériorité marquée? Ou tient-elle à des causes spéciales ? '
- Espérons que l’exemple de nos voisins portera ses fruits et que l’on comprendra la nécessité de rendre à nos ports le rang que la nature leur a assigné dans le commerce général, en vue du développement et de la richesse de la France.
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- II
- EXPLOITATION
- PAR
- M. 33. DBLACHANAL
- Mode d’exploitation des ports français. — Avant de décrire la situation des ports de mer, au moment de la création de la Société, il nous a paru utile de dire que, d’une façon générale, les ports de mer français sont dirigés par les Ingénieurs des ports maritimes et exploités sous leur contrôle immédiat.
- Chargés d’abord de construire, puis d’entretenir les ouvrages destinés à donner accès au port et à abriter les navires, ils veillent ensuite à leur bonne utilisation.
- Les jetées, digues, bassins, canaux, murs de quai, ponts, portes d’écluses dans les ports à marée et aussi les appareils de radoub sont, construits, entretenus et exploités par l’Etat, sauf pour les derniers appareils, qui sont presque toujours affermés à des particuliers.
- Les voies ferrées, appareils de levage'ou de transport des marchandises, engins de sauvetage sont installés et exploités par des Sociétés, des institutions locales ou des particuliers, sous le contrôle direct et effectif de l’Etat.
- Un commandant pour chaque port, ayant sous sa direction des Officiers et des Maîtres de port, assure l’ordre et l’exécution des règlements qui régissent l’utilisation des ouvrages de l’Etat. Il règle les mouvements des navires à leur entrée, pendant leur séjour, et à leur sortie du port; leur désigne la place qu’ils doivent occuper. . -
- Le personnel placé sous les ordres du commandant de port est aussi chargé de manœuvrer les portes d’écluse et les ponts, et de donner assistance aux navires, pendant leur passage dans les écluses, en les halant à la main ou à l’aide de cabestans mécaniques et en manœuvrant leurs amarres.
- C’est aussi l’Etat qui concède les places à quai fixes aux lignes régulières de navigation. Mais, tout ce qui est relatif à l’exploitation' des terre-pleins, à‘ la manutention des marchandises, au
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- déplacement et à l’entretien des navires est laissé à l’industrie privée, qui, aidée du Génie Civil, doit s’organiser et s’outiller pour tirer le ipeilleur parti des bassins et des quais mis à sa disposition.
- Il faut pour cela tout un matériel de remorquage des navires, de manutention, de transport et de magasinage des marchandises, et de secours, tant aux personnes, qu’aux navires, en cas d’accident.
- I. — Situation de l’outillage en 1848.
- Noyons donc dans quelle situation était l’outillage des ports de mer au moment de la création de la Société des Ingénieurs civils, »en 1848.
- Les statistiques officielles montrent que la quantité de marchandises qui passait alors par les ports était dix fois moindre qpi’actuellement.
- Nos industries, encore au début de leur évolution, ne consommaient que peu de matières premières, que nos moyens de transport, très incomplets, eussent été impuissants à leur apporter en quantité considérable. Pas de voies ferrées sur les quais et rien pour la manutention des colis ordinaires que l’on soulève péniblement avec le concours du mât de charge et du treuil à bras .des navires à voiles.
- Déjà, les navires à vapeur profitent de la source de travail qu’ils ont à bord pour actionner des treuils mécaniques qui activent singulièrement les opérations en remplaçant la force musculaire par la force mécanique.
- Pour les gros colis lourds et encombrants, on disposait dans presque tous les ports, de mâtures, sortes de chèvres gigantesques, dont l’intervention était aussi indispensable pour les opérations de mâtage des navires que pour le chargement des gros colis.
- Là encore, c’étaient des hommes poussant sur les barres d’ans-pects de grands cabestans ou grimpant sur les échelons d’une noue ajourée, à la façon des écureuils, nomme dans l’antique machine à mâter, de Marseille. Ges hommes produisaient lentement et péniblement un faible travail. La force motrice était ^coûteuse et son utilisation mauvaise, par suite du très faible rendement des mécanismes imparfaits auxquels on était obligé :de recourir. Aussi le résultat final était-il des plus mauvais.
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- On ne voyait que le but à atteindre, sans tènir compte du temps ni des dépenses.
- La navigation à vapeur, qui datait à peine de trente ans, n’était encore représentée que par des navires de faibles dimensions, ne contribuant que très peu au trafic de nos ports encore assuré par les voiliers.
- À peine existait-il quelques lignes régulières de navires à vapeur, plus spécialement affectés aux courtes traversées en vue de donner plus de régularité au service postal comme à celui des voyageurs, entre les ports du continent les plus fréquentés. Dans cet ordre d’idées, le premier navire à vapeur attaché au port du Havre, en 1816, assurait les communications entre cette ville et Idonfleur.
- Mais c’est surtout pour le remorquage des voiliers, à leur entrée comme à leur sortie des ports, que la vapeur rendait de grands services. Dès 1830, on constate l’installation d’un service officiel de remorquage à Bordeaux et d’un autre subventionné à Bayonne en 1838.
- Il y a cinquante ans, presque aucun de nos ports n’avait été agrandi ni amélioré. Des terre-pleins étroits longeaient des quais d’un développement insuffisant, au fond de ports d’un accès souvent difficile. Parmi les ports à marée, quelques-uns, notamment Bordeaux, ne possédaient même pas de bassin à flot.
- Quand un navire à voiles était rentré et que ses formalités étaient remplies, il attendait en première, deuxième et même troisième ligne qu’une place à quai fût disponible pour commencer son déchargement, à moins qu’il ne le commençât en établissant des chemins ou passages par-dessus ceux qui le séparaient du quai.
- Dans d’autres ports, il n’approchait du quai que par son arrière ou, n’en pouvant approcher faute d’un tirant d’eau suffisant, il était, soit mouillé au large, soit amarré à des bouées ou pieux spéciaux. Dans ce dernier cas, le déchargement ne pouvait se faire qu’à l’aide cL’allèges de faible tirant d’eau, nécessitant à leur tour une nouvelle opération de déchargement.
- Dans tous les cas, les navires à voiles hissaient péniblemnnt et lentement leurs marchandises sur le pont ou à hauteur du bordé a l’aide de leurs treuils- à bras, des mâts de charge maintenus par les bas-mâts ou de poulies fixées dans les étais du navire.
- Très souvent, il ne pouvait opérer le déchargement que par
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- un seul panneau, que, par habitude, on appelait : « le grand panneau», bien qu’il ne le fût guère.
- Les marchandises descendues du pont sur le quai ou amenées directement sur lui étaient empilées à l’étroit, en attendant qu’elles subissent les diverses opérations de reconnaissance et de pesage que nécessitait la livraison.
- L’encombrement, le mauvais temps et d’autres motifs obligeaient à interrompre fréquemment le déchargement des navires.
- De telles opérations exécutées dans de telles conditions ne pouvaient qu’être longues et onéreuses et donner lieu à bien des mécomptes. Elles se répétaient en sens inverse pour le chargement qui, se faisant en cueillette, devait être fréquemment arrêté, quand la marchandise arrivait en retard le long du bord.
- . Dès que la cale était vide, on procédait aux réparations du navire qui consistaient surtout en carénage et doublage métallique. Les voiles étaient descendues et examinées, ainsi que tout le reste du gréement.
- Le seul matériel nécessaire pour le carénage des voiliers était composé de pontons d’abatage et de ras d’eau. Ce matériel a disparu de bien des ports, depuis que les appareils de mise à sec des navires se sont généralisés et qu’on s’est rendu compte de leurs avantages. Cependant, pour le calfatage, l’opération d’abatage en carène, tendant à ouvrir les joints pendant qu’on y passe les étoupes, pouvait être favorable à l’étanchéité ultérieure des joints, qui se resserrent quand le navire se redresse. - En 1848, les ports français, exception faite de ceux de guerre, ne disposaient d’aucun bassin de radoub. Cependant, à Marseille, le Havre et Bordeaux, il y avait, dans chacun de ces ports, un dock flottant en bois de 60 m de longueur, avec une cloison à une extrémité et une porte à l’autre.
- Ces appareils, construits par des Américains, rendaient de bons services et avaient la réputation de peu fatiguer les navires. Ils se déformaient facilement, de façon à s’adapter à la forme de la quille, au lieu d’obliger celle-ci à s’aligner sur la ligne rigide des tins, comme cela a lieu pour les bassins de radoub. En réalité, cette souplesse était telle qu’il fallait bien répartir la charge uniformément, sans quoi le dock prenait des formes invraisemblables et fléchissait d’une façon inquiétante.
- Celui du Havre était encore exploité dernièrement par un Américain. Il a été condamné et démoli en 1895, parce que son bordé, fortement endommagé sur les côtés, ne présentait plus
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- les garanties voulues d’étanchéité et que l’on craignait de le voir couler au moment où il supportait un navire en cours de réparation et hors d’état de flotter.
- Sa démolition fournit une quantité phénoménale de bois en bon état de conservation.
- Cette description, bien que fort sommaire, établit bien qu’en 1848, l’outillage des ports était à l’état rudimentaire en France.
- Il n’y avait ni voies ferrées le long des quais, ni engins de manutention, et ceux destinés à l’entretien des navires étaient bien insuffisants.'
- II. — Progrès accomplis depuis 1848.
- Nous allons passer successivement en revue les progrès accomplis depuis 1848 dans l’outillage des ports de mer en citant les travaux présentés à la Société sur cette question.
- Développement de la navigation a vapeur. — Son influence. — Au moment de la création de la Société des Ingénieurs Civils, la navigation à vapeur commençait à se développer en France, ainsi que le montre le tableau ci-dessous :
- NAVIRES JAUGE OFFICIELLE EN TONNEAUX PENDANT L’ANNÉE
- •1837 1846 1856 •1866 1876 1886 1896
- A vapeur. . . A voiles . . . 7 400 690 000 7 400 620 000 60 000 930 000 130 000 910 000 220 000 790 000 500 484 492 807 503 677 390 394
- L’application de la vapeur aux navires devait transformer l’industrie des transports maritimes, comme elle avait transformé toutes les autres, notamment celle des transports terrestres. Elle devait aussi amener la substitution du fer au bois dans la construction des coques et conduire à l’augmentation des dimensions des navires.
- Nous n’avôns pas à comparer^ les progrès qui en résultèrent pour la marine française avec 'ceux des marines étrangères. Nous ferons seulement remarquer que le tonnage de nos navires à vapeur, qui doublait sensiblement tous les dix ans, n’a pas augmenté d’une façon appréciable pendant les dix dernières années et que cela ne peut être attribué, que pour une bien Bull. 15
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- faible part, à la modification adoptée pour l’évaluation, de la jauge officielle des navires. Il y a. là des causes importantes et multiples qu’il ne nous appartient pas d’étudier ici.
- Il convient aussi de faire remarquer que, si le nombre total des tonneaux de jauge officielle des navires français n’a pas augmenté, le tonnage des, marchandises, transportées n’a cessé de s’accroître.
- Jusqu’en 1886,. les navires à voiles transportaient plus de marchandises que ceux à vapeur ; mais, à partir de cette date, la proportion a changé et, aujourd’hui, ces derniers en transportent dix fois plus.
- Gomme l’outillage d’un port est fonction directe du tonnage des marchandises à manutentionner, nous avons réuni dans le “tableau ci-après la quantité de marchandises reçues et expédiées, exprimée en tonnes de 1000% pour les principaux ports de France.
- Ces chiffres empruntés aux statistiques officielles de la Douane sont d’une exactitude bien suffisante pour montrer combien l’ou--tillage des ports a dû se développer depuis 1848, époque à laquelle elle n’était que le tiers environ du chiffre moyen constaté .pendant la période décennale de 1857 à 1866.
- Sur le même tableau, mais seulement à titre d’indication, nous avons fait figurer le tonnage de jauge officielle des navires ayant coopéré au transport des marchandises.
- On peut voir combien, suivant la nature des marchandises ordinairement transportées par chacun des différents ports, le rapport entre le tonnage des marchandises en tonnes de 1 000 % et le tonnage officiel des navires est variable d’un port à l’autre.
- C*e tableau montre aussi que le trafic de certains ports aug-. mente rapidement, tandis que pour d’autres il est presque -stationaire.
- ~ Dans l’ensemble, il y a un progrès réel.
- L’augmentation du trafic a eu comme conséquence directe i’augmentation de la puissance du matériel de transport qu’il a fallu faire plus grand et plus rapide.
- L’emploi .du métal pour la construction des coques a bien permis d’en augmenter les dimensions;, mais il apporte de nouvelles sujétions donnant naissance à de nouveaux besoins et oblige à créer tout un matériel auxiliaire spécial.
- La vapeur a apporté la vitesse et la régularité.
- Les navires à vapeur, surtout ceux à coque métallique, représentent une valeur plus grande que'ceux à voiles et en bois;
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- Résume du mouvement maritime commercial des principaux ports de France
- (Commerce extérieur et cabotage réunis.)
- i
- t A. / . • PORTS PAR TONNE DE 1 000 kg TONNAGE LÉGAL DES NAVIRES Y COMPRIS CEÜX SUR LEST OBSERVATIONS
- EN MOYENNE en 1896 EN MOYENNE en -i 896 (Navires sur lest non compris).
- de 1857 à 1866 de 1867 à 1876 de 1877 à 1886 de 1866 à 1866 de 1867 à 1876 de 1877 à 1886
- ( »-% - ^ Dunkerque r 556 260 932 852 1 448 849 ^ 2 463 263 630 540 1 070 464 • 1 830 348 1 981 881 Les différences
- Calais • • • \ • . . . 136 458 233 295 321 507 ; 426 499 481 093 694 042 4 051 308 : 1 132 411 que l’on peut cons-
- Boulogne. . .. . . . 163 984 318123 519 596 499 951 509 864 732 7.89 1 023 765 1 462 047 tater dans le rap-
- Dieppe. . . . .-. . 4 299 690 . 476 477 619 261 484 396 481108 681123 966 535 , 682 634 port
- Le Havre. ...... 1 370 818 1 733 537 2 450 484 2 913 656 2 031 508 2 902 943 4 462 071 ! 4 589 326 tonne de 1 000 kg
- / ; Rouen ........ 487 619 î 604 386 1 168873 2 021 282 530 143 618 659 1 334 632 : 1 513 625 tonnage légal
- Honfleuri ...... 175 594 ; 207,652 246 952 , 224 197 ' 117 248 } . 115 454 • 219 730 ' 165 326 pour les divers
- Caen. *„ » . *. . «~ « 192 548 \ 241 812 . 307 241 ; 455 017 242 195 ; 262141 . 382 768 ; 330 699 ports ' proviennent
- Cherbourg ., ; . . . . 98 599 | 118100’ 162 850 ; 254 036 164 564 413 561 652 998 1 000 099 de la différence de •
- Saint-Malo . . . . 109 342 i 203 869; 222 681 : 337 322 198 960 346 373 ; 408 308 367 715 nature du charge- :
- .Brest. . v - ; . . . 140 896 133 554 162 632 • 286 315 • 298 857 257 235 7 250 594 ; 292 318 ment êt de l’impor- ;
- Saint-Nazaire. 108 332 368 751 786 979 • 1 355 606 231 522 558 389 ’ 1 056 922 1 051 634 tance relative de la -
- Nantes-, ....... 561 382 i 436 749 365 571 , .808137 520 666 : 346 857 ! 307 783 726 172 navigation locale.
- La RochellezLa Pallice. 108 325 • 178 660 354 661 419 520 189 259 308 278 494154 458 828
- Rochefort. . 137 061 ? 169 291 255 996 228 286 181 886 1,97 471 , ’ 328 683 ' 184 306
- Bordeaux. 1 187 508 ; 1437 810 2 037 754 : 2 377 425 1 412 551 1922 903 ,3136 971 2 904 190 1
- ; Bayonne ....... 105 726 . 112 282 228 978 750 757 117 248 } 115 454 < 219 730 ; ' 400 487 *
- . -Cette. . ; ; - , . . .' 338 473 ‘ 576 090 893 026 ^ 953 567' 523 580 • 756 563 , 1 387 860 ; 2 099 288' ** A * «
- Saint-Louis-.du^Rhône . » y> » •v 315138' » ; » » ‘ 241 265 K
- Marseille. . ’ 1 965 701 2978104 4 068 885 : 5 598 997 3 299 507 ; 4 714 226 7 576 059 ; 8.774 356
- Toulon;. .... < . 129 Î50 ,53 794 50 510 : ' 84 879 ; 195 235 81 942 110 532 -171 494 • ,i -
- ;;‘Nice. ,*• ... . . > . J : 108 597 92-513 121193 ; 196 622 283 205 ^ 266 725 : 310 865 404 464. :::
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- leur entretien est plus fréquent et plus coûteux. Il faut les utiliser cl’une façon plus intense.
- Le navire nouveau genre ne peut plus servir de magasin, ni attendre du fret. La manutention des marchandises qu’il transporte, de même que ses réparations, doivent se faire vite.
- Radoubage des Navires. — En ce qui concerne l’entretien de la coque, le navire devient trop grand pour se prêter à l’abatage en carène.
- Cette opération est d’ailleurs trop lente, ne pouvant se faire que d’un côté à la fois.
- Les grils de carénage, réservés aux ports à marée, ne présentent pas le tirant d’eau voulu pour y asseoir les grands navires. D’ailleurs, la durée trop faible des assèchements et leur intermittence ne permettraient aucun travail de longue haleine.
- Les cales de halage, en long d’abord, puis celles en travers, du système de M. Labat, deviennent elles-mêmes insuffisantes et sont remplacées par les appareils de mise à sec des navires dans des cales de radoub flottantes ou bassins de radoub pratiqués dans les terre-pleins des quais.
- L’entretien des coques nécessite donc', dans chaque port, l’installation d’un matériel spécial indispensable et sans lequel les navires doivent aller ailleurs faire leurs réparations ; ce qui, toujours coûteux et long, devient difficile et même impossible pour tout navire qui, rentré avarié, ne peut reprendre le large sans réparation.
- Dans une première étude, parue dans le Bulletin de notre Société, en septembre 1867, M. Mallet passe en revue les principaux appareils de radoub en usage à cette époque dans tous les pays. Il en fait la classification raisonnée, en quelque sorte chronologique. Il les décrit en assignant à chacun ses avantages et ses inconvénients. L’auteur montre les moyens primitifs se perfectionnant, pour en arriver à ceux exposés à Paris en 1867. Il signale la tendance des Américains à construire les appareils de radoub en bois, et les dispositions prises en Angleterre, comme en Amérique, pour éviter que la partie coûteuse et délicate de ces appareils, celle produisant le,soulèvement vertical, soit immobilisée par un seul, navire; ils lui adjoignent, dans ce but, des.cales horizontales de halage ou des pontons sur lesquels le navire est déposé après l’opération du soulèvement.
- En juin 1871, M. Brüll reprend la question, au sujet d’un nou-
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- vel appareil imaginé par M. Janicki. Adoptant la même classification que M. Mallet, il décrit, dans un mémoire très documenté, avec plus de détails encore, les principales installations pour le radoubage des navires.
- Le 20 octobre suivant, la discussion de ce mémoire donna lieu à une critique, malheureusement justifiée, sur l’insuffisance de notre outillage maritime aux premiers temps de la navigation à vapeur, insuffisance dont les conséquences ont été des plus graves, en obligeant, dès le début, notre marine à s’adresser à l’étranger, d’abord pour les constructions neuves, ensuite pour leur entretien, favorisant ainsi le développement de ses industries de constructions maritimes aux dépens des nôtres qui, distancées dès l’origine, et s’attardant ensuite de plus en. plus, auront bien du mal à regagner le terrain perdu.
- Ne voyons-nous pas, en effet, nos transports nationaux échapper à notre marine, malgré les primes à la navigation? et, encore, ces transports se font-ils souvent avec des navires achetés à l’étranger, malgré les avantages accordés à la construction française et les primes à la construction.
- Laissant de côté les ports de guerre, qui ont d’autres besoins que ceux du commerce et dont la position géographique ne permettrait pas, le plus souvent, de faire des ports commerciaux, nous constatons avec quelle lenteur se sont développés les appareils de radoubage.
- De 1844 à 1846, des Américains vinrent construire des docks flottants en bois, de 60 m de longueur, dans les ports de Marseille, de Bordeaux et du Havre; c’étaient à cette époque, avec quelques cales de halage en long et des grils, les seuls instruments dont disposait le commerce.
- Ce n’est qu’en 1860 que, par décret du 4 avril, la construction d’un bassin ou forme de radoub est autorisée à Paimbœuf. Quatre ans plus tard, le 28 janvier 1864, la grande forme du Havre, destinée aux grands transatlantiques à roue, était mise en service.
- Ce n’est qu’en 1871 que sept nouvelles formes sèches sont mises en service : quatre à Marseille en juillet, dont une de 170 m de longueur, et trois au Havre, le 5 décembre suivant.
- A Bordeaux, une cale de halage en travers, de 12o m de long, était établie en 1867 et ce n’est qu’en 1884 qu’une grande forme sèche de 140 m a été mise en exploitation.
- Deux nouvelles formes de radoub de 125 m de longueur ont été mises en service à Marseille en 1888.
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- . Depuis, le port de Dunkerque dispose de quatre formes ou bassins de radoub ; Saint-Nazaire, de trois; la Pallice, Alger, de deux; Calais, Dieppe, Rochefort, d’une, etc...
- Enfin, deux grandes cales de radoub de 171 et 130 m ont été mises en exploitation au Havre en 1890.
- Aujourd’hui, tout projet d’amélioration ou d’agrandissement de port prévoit la construction de bassins de radoub.
- Transport, Manutention et Magasinage des Marchandises. — Pour les autres parties de l’outillage maritime des ports, voies d’accès, engins de manutention, abris et magasins, le mal était moins immédiat, moins tangible, tant qu’il ne s’agissait que de nos approvisionnements et que les voies économiques de pénétration ne permettaient pas aux ports étrangers de concurrencer les nôtres.
- Quelques années avant 1860, sous l’influence des nouveaux traités de commerce, les transactions maritimes augmentèrent considérablement et il devint indispensable non seulement d’agrandir les ports, en y construisant des bassins, mais de les doter d’installations 'spéciales pour recevoir, entreposer et warranter les marchandises d’importation dans des magasins remplissant les conditions requises par la loi.
- L’Etat ne pouvant intervenir directement clans les questions, d’exploitation des ports, par suite de son organisation même, concéda par 'des décrets, aux grandes villes maritimes, la construction et l’exploitation de l’ensemble de cet outillage; ainsique le prévoyait, d’ailleurs, la loi du 27 février 1832.
- Mais les villes elles-mêmes, soit par prudence, soit par suite de l’importance des capitaux à engager, rétrocédèrent leurs droits à des Compagnies fermières, moyennant certains avantages, certaines redevances.
- A Marseille, il se forma une Compagnie des Docks et Entrepôts qui, par un traité spécial en date du 14 octobre 1856, approuvé par un arrêté ministériel en date du 5 novembre 1856, obtenait, de la ville la rétrocession de Rétablissement et de l’exploitation des Docks-Entrepôts de la Joliette qui ne devaient être concédés à cette dernière, par décret, que le 23 octobre delà même année.
- " Deux autres décrets des 22 août 1860 et 6 juillet 1875 complétèrent la concession en la doublant de superficie.
- Des bassins, des magasins et tout un outillage de grues, de voies ferrées et de hangars furent créés de toutes pièces, d’après
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- les idées les plus modernes d’alors et, en tous cas, assez heureuses pour qu’aujourd’hui, plus de quarante ans après leur conception, ils puissent encore être utilisés.
- Les aménagements des docks de Marseille furent les premiers en France constituant un outillage complet de port, tant pour les marchandises d’entrepôt réel, fictif ou commercial que pour celles de transit.
- M. Duteil, dans le Bulletin d’octobre 1879, a décrit ces installations, toutes actionnées par l’eau sous pression. Il signale déjà l’emploi d’élévateurs à grains; à noria, et d’un autre fonctionnant par aspiration.
- En dehors des docks, les autres bassins de Marseille sont à peu près dépourvus d’outillage.
- Au Havre aussi, la ville rétrocède ses entrepôts à une Compagnie particulière.
- Celle-ci ne dispose d’aucun outillage pour la manutention des marchandises sur les quais ou dans les magasins. Ce n’est qu’en 1872 qu’elle installe ses quatre premières grues hydrauliques fixes. Mais il faut ajouter que, depuis, elle a largement regagné le temps perdu en perfectionnant surtout ses moyens de magasinage, ainsi qu’on le verra plus loin dans l’énumération du matériel dont elle dispose actuellement.
- Ce sont les deux seules installations en France que Ton puisse réellement qualifier du nom de docks. A Bordeaux, la Chambre de Commerce est bien concessionnaire de docks-entrepôts et de magasins qu’elle exploite depuis 1822, mais ce ne sont que des magasins. Il en est de même à Rouen, à Dunkerque, etc.
- L’exploitation des ports par de grandes Compagnies ne s’est donc pas développée en France en dehors des deux tentatives de Marseille et du Havre.
- L’expérience ne paraissait pas concluante, bien que, sous l’impulsion des traités de commerce, tous,les ports aient vu leur mouvement maritime se développer.
- Les ports devenus insuffisants sont agrandis et améliorés par l’État; mais, sur les quais neufs, l’outillage proprement dit ne fait que des progrès insignifiants. Au Havre, en 1874, leur outil--lage ne comprend encore que. quelques tentes-abris, pour voyageurs, 31 grues, mues à bras, le plus souvent et 3 mâtures. Le réseau de voies ferrées commence cependant à se développer.
- A Dunkerque, à la même époque, on trouve seulement 4 grues à vapeur, dont 3 mobiles et 1 fixe, 2 grues fixes à bras d’hom-
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- mes. Pas de machine à mater, mais tous les quais ont des voies ferrées et les bassins sont reliés aux trois voies de navigation intérieure, les canaux de Bourbourg, de Bergues et de Fûmes, qui mettent le port en relation avec la France et la Belgique. A cette même époque, tous les autres ports de France sont encore moins bien outillés.
- Dix ans plus tard, en 1884, le port de Bordeaux n’avait de voies ferrées sur ses quais que par exception et ne disposait
- que des engins de levage suivants :
- Sur les quais verticaux :
- 16 grues roulantes à vapeur de..........1 500 kg
- 2 —: à bras, dont une de. ..... 6 000 kg
- Sur le quai des Ghartrons :
- 4 grues roulantes à vapeur de . 1 500 à 3000 kg
- A Rouen, il y avait peu d’engins sur les quais, mais, sur la Seine, il y a eu jusqu’à 36 grues flottantes à vapeur.
- Toujours à la même époque, il' y avait 13 grues à vapeur de 1 500 à 5 000 kg de force sur les quais de Dieppe et 12 sur ceux de La Rochelle.
- Il y en avait aussi dans beaucoup d’autres ports dont l’outillage se faisait ainsi, au fur et à mesure des besoins particuliers, mais sans aucune idée d’ensemble. Beaucoup de ports étrangers étaient, d’ailleurs, dans des conditions analogues. Ceux seulement où l’intensité , et la spécialisation du trafic avaient facilité un aménagement convenable étaient mieux partagés.
- "Vers 1879, le développement du port d’Anvers, dont les travaux s’achevaient et, plus tard, ceux de Hambourg, de Brême et de Rotterdam appelèrent l’attention de la Société des Ingénieurs Civils sur l’infériorité dans laquelle se trouvait notre outillage maritime. Déjà, en 1867, elle avait jeté un premier cri d’alarme; il lui fallait maintenant reprendre la question et tracer un programme, de ce qu’il convenait de faire dans les ports agrandis par l’État.
- Elle ne faillit pas à cette tâche.
- L’industrie privée, qui avait agi sans idée d’ensemble, en portant d’abord ses efforts là où elle savait rémunérer ses capitaux, avait fait face au plus pressé, comme à Marseille pour les grains ou ailleurs pour le charbonnage des lignes régulières de navigation.
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- Presque tout restait à faire sur les quais libres où se débarquaient les marchandises diverses, comme le constate à nouveau M. Hersent, à propos de sa communication sur le port d’Anvers. A sa voix autorisée venaient se joindre celles de MM. Love et Flachat.
- Deux ans plus tard, quand la Société des Ingénieurs Civils vint au Havre se rendre compte des améliorations dont le port 'était susceptible, M. Hersent, empêché de prendre part à ce voyage, signalait dans une note les principales défectuosités qu’il attribuait au port et traçait un programme des améliorations qu’il jugeait urgent d’y apporter.
- En 1887, la Société des Ingénieurs Civils se décida à faire un deuxième voyage dans la Basse-Seine ; elle partait de Rouen en bateau pour descendre le fleuve et gagner le Havre par mer, afin de mieux se rendre compte de la situation dans l’estuaire.
- Ce voyage avait surtout pour but de préparer la discussion relative à l’amélioration des établissements maritimes de la Seine, discussion qui devait avoir lieu ultérieurement et au sujet de laquelle ont été produites plusieurs études du plus haut intérêt.
- M. de Dax, en résumant le voyage, note les premières tentatives. faites pour améliorer l’outillage public.
- En 1889," M. Hersent décrit les procédés employés par lui pour fonder les grands bassins de radoub de Saigon qu’il vient d’achever pour le compte de l’Etat, avec un plein succès, malgré de nombreuses difficultés. Cette question est plutôt relative à la construction des ports, mais la Société ne s’en désintéresse pas.
- Elle rentre dans le vif de la question d’outillage avec M. De-launay, qui, en 1890, entretient la Société d’un port qu’il vient de créer de toutes pièces, en Espagne, à Pasajes, pour le compte d’une Compagnie privée. Là, un outillage complet est étudié et exécuté depuis les accès, du port, en passant par l’outillage, jusqu’au transport et à la protection des marchandises à manutentionner. .
- Tous les rouages sont dans une même main. Tous doivent donc concourir à assurer le meilleur résultat, puisqu’il n’y a plus en présence d’intérêts différents et, souvent opposés à satisfaire.
- M. Delaunay nous montre qu’il en a été ainsi. Voilà donc un exemple, à suivre, quand il s’agit de créer un port dans une contrée où les habitudes, comme les droits acquis, sont quantité négligeable en'présence du résultat cherché.
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- En 1891, dans une - vaste étude de principes, M. J. de Coëne étudie-l’ensemble de ce qui constitue l’outillage des voies de communication.
- Ports, rivières, canaux et chemins-de fer.
- Il trace un programme remarquable que l’outillage d’un port doit remplir.
- M. de Coëne montre, par le calcul, ce qu’un bout de quai bien outillé peut produire de trafic annuel et en déduit ce que devrait produire un grand port si tous ses quais étaient bien outillés.
- Cette comparaison n’est pas à l’avantage du grand port insuffisamment outillé, malgré quelques petites erreurs matérielles, qui, après tout, ne suffiraient pas pour s’inscrire en faux contre la démonstration. Cette étude nous montre que dans tous les grands ports français, même dans ceux sur lesquels l’auteur retient le moins l’attention du lecteur, on s’occupe d’outillage. Voilà une constatation d’autant plus consolante qu’elle est vraie.
- Il faut savoir gré à la Société des Ingénieurs Civils et'particulièrement à M. de Coëne d’en avoir pris acte. En effet, le port de Marseille travaillait ferme à compléter son outillage et ceux de Bordeaux, de Dunkerque, du Plavre, de Rouen, etc., à le créer.
- Nous verrons plus loin que le pas qu’on y faisait était un pas de géant.
- Dans les conclusions de sa remarquable étude, M. J. de Coëne, constatant les résultats obtenus à Marseille par la puissante Compagnie des Docks, conseillait d’imiter cet exemple au moment même où s’exécutait dans ce port un outillage libre sur des quais libres, ainsi que le revendiquaient hautement ceux qui dirigeaient les intérêts du port.
- Il y a là une question qui mérite une étude plus complète, car, ici encore, on peut dire que les extrêmes se touchent.
- L’avenir montrera peut-être bientôt qui avait raison, de M. J. de Coëne ou des Marseillais, avec qui marchaient d’ailleurs les Bordelais, les Dunkerquois, les Havrais, les Rouennais mêmes, et d’autres.
- En juin 1892, M. Marcel Delmas entretient la Société de l’outillage spécial des ports pour la manutention des céréales, en France et à l’étranger. Cette étude donne un exposé fidèle de la question, telle qu’elle a été résolue récemment dans divers ports. Elle est des plus complètes en ce qui touche aux questions de tarifs, lois et règlements administratifs. Les annexes qui. lui font suite sont très intéressantes et pleines d’actualité.
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- La seule observation qui ait été faite à l’étude de M. Marcel Delmas, dans la séance du 4 novembre 1892, par M. L. Rey, au nom de M. Cornaille, est qu’elle semble attribuer aux étrangers ce qui avait été fait en France depuis fort longtemps, mais qui nous revenait, comme toujours, agrandi et appliqué à un fonctionnement des plus intensifs.
- Pour compléter l’énumération des études sur l’outillage des ports, nous rappellerons notre propre travail, publié en avril 1895, sur les grues électriques du port du Havre ; puis le mémoire, publié en septembre 1897 par M. Evers, sur une grue électrique de son système, qui figura à l’Exposition de Rouen.
- Perfectionnements des x\.ppareils d’outillage des Ports. — Les appareils de radoub n’ont guère été modifiés, sauf dans leurs détails, depuis que MM. Mallet et . Brüll en ont entretenu la Société. Cependant, pour les bassins de radoub, on pratique maintenant dans leur radier une fosse de plusieurs mètres de profondeur , à l’extrémité voisine du bateau-porte. Cette fosse est destinée à permettre de sortir le gouvernail avec sa mèche ou de le remettre en place pendant le passage du navire en forme. '
- Les tins sont construits de façon à pouvoir se retirer ou se replacer à volonté.
- Pour les appareils de levage, la grue fixe a été remplacée par la grue mobile montée sur un chariot bas, qui, à son tour, afin de diminuer la largeur du terre-plein nécessaire à sa circulation, a été remplacé par un portique, sous lequel on a ménagé de gabarit d’une voie ferrée.
- Plus tard, le portique a été élargi, pour ménager, sous l’engin, le passage de deux voies ferrées nécessaires, l’une, au chargement, l’autre, à la circulation des wagons, afin qu’en aucun cas les palées de la grue ne viennent engager les aiguilles qui relient ces deux voies et s’opposer au remplacement des wagons chargés par d’autres vides, en cours de déchargement.
- Ce type de portique est lui-même simplifié et remplacé par un autre en forme d’équerre, quand il règne des constructions, hangars ou magasins, le long des quais. Dans ce cas, un des rails est fixé à la construction à hauteur du plancher du premier étage, et la palée arrière du portique se trouve supprimée. En France, ce type ne s’est encore que fort peu répandu, bien qu’il puisse s’appliquer quel que soit le mode de transmission de puissance adopté (hydraulique, vapeur ou électricité).
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- La seule modification de détail apportée à la grue proprement dite consiste dans le remplacement du pivot haut, généralement adopté, par un pivot bas, qui ne sert plus que de guide au mouvement de rotation. La grue, aussi bien équilibrée que possible à demi-charge, est placée sur une sorte de plaque tournante.
- Cette disposition, qui écarte l’axe de la grue de l’arête du quai, rend le passage de la.flèche et des charges plus difficile dans l’embarras des passerelles et des haubans du navire, en obliquant, par rapport au quai, le chemin décrit par la tête de flèche, pour venir à 1; aplomb du centre du panneau; mais, quand il est nécessaire de donner une grande portée sur le terre-plein, on peut être conduit à cette disposition, qui a d’ailleurs ses partisans et ses adversaires.
- Pour les appareils hydrauliques, en vue. de les soustraire le plus possible à l’action de la gelée, on a rassemblé dans une guérite totalement close tous les cylindres, tuyaux et distributeurs, en raccourcissant le chemin à parcourir par l’eau J dans les tuyaux et en disposant le tout pour que la vidange se fasse rapidement par une manœuvre simple.
- C’est surtout en vue de réaliser ces avantages que le type des grues d’Anvers, du à une maison française, a été modifié. Dernièrement, nous avons constaté qu’il en était de même à Brême pour les dernières grues hydrauliques construites.Il y a également tendance à disposer les leviers de manœuvre sur l’avant de la grue, de façon à placer le conducteur de l’engin en face des colis à manutentionner et à le faire tourner avec la flèche, pour qu’il suive plus facilement les mouvements et puisse s’apercevoir le plus vite possible des dangers qui peuvent se présenter et y parer.
- Ce type a été appliqué au Havre en 1887.
- Pour les appareils à vapeur, si les ports ont dû, au début, s’adresser à l’étranger, la maison Milsan frères a depuis longtemps fourni un grand nombre d’appareils de levage très satisfaisants, auxquels on préfère maintenant le système appliqué par MM. Caillard frères que, d’ailleurs, beaucoup de constructeurs ont adopté aujourd’hui. Dans ce système, le mouvement de levage est obtenu par une friction à gorges et celui d’orientation par'des frictions coniques doubles. Ces frictions sont montées sur un arbre premier moteur, actionné par deux moteurs à vapeur à double effet, dont les* plateaux-manivelles sont calés, à $0o, .à chaque extrémité4e cet arbre.
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- L’appareil à vapeur le plus utile aujourd’hui est le ponton-grue que l’on rend automobile, à peu de frais. Il permet d’opérer les transbordements sans accoster et d’outiller les anciens quais, quand il en est besoin. Ces quais rarement utilisés sont trop étroits pour permettre de distraire une partie de leur largeur en vue d’y installer une voie de grues mobiles. En disposant une grue flottante entre bord et quai, on conserve à ceux-ci toute leur surface utile.
- Les appareils électriques ont fait leur apparition dans les ports de mer allemands en 1892, mais sans grand succès. Le problème était compliqué de la récupération de l’énergie perdue pendant la descente de la charge. Un moteur spécial actionnait le mouvement de levage et un autre celui d’orientation.
- Le problème a été repris et résolu d’une façon très satisfaisante à Rotterdam et en Angleterre à l’aide de deux moteurs en dérivation à courant continu.
- Depuis longtemps, en France, l’électricité était appliquée aux grues d’atelier ainsi qu’aux engins de manutention des magasins. Son application fut essayée pour les grues de quai à Bordeaux en 1893 ou 1894. Le résultat ne fut pas favorable. Un nouvel essai fut tenté au Havre en 1894. Cette fois, un seul moteur devait fournir la force aux mouvements de levage et d’orientation.
- Après plusieurs expériences, un moteur lent en série et à courant continu fut adopté. Quatre grues semblables furent exécutées. Aujourd’hui, il y en a onze sur le même quai. C’est peut-être celui qui en a le plus.
- De nouveaux essais viennent d’être faits à Rouen par la Compagnie de Fives-Lille sur une grue à pivot bas et plaqué tournante de la Chambre de Commerce ; elle est à deux moteurs à courant continu. La réussite de ces essais ne parait pas douteuse et, dans quelques années, on pourra comparer les résultats de l’un et de l’autre système.,
- Il existe aussi des treuils mus par l’électricité, actionnés par des moteurs en’série à courant continu, mis en marche et arrêtés à chaque opération. D'autres sont actionnés par des moteurs à courants alternatifs. Les deux systèmes donnent de bons résultats.
- Appareils divers. — Le jigger hydraulique anglais est destiné à remplacer le treuil hydraulique, qu’on n’a pas encore pu rendre
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- pratique, parce qu’il n’existe aucun bon moteur hydraulique à mouvement circulaire .travaillant sous une forte charge d’eau.
- Le jigger, ou mieux le hisseur, n’a pas eu beaucoup d’applications en France. Les docks du Havre, qui en possèdent dix, sont cependant très satisfaits de ces appareils, dans lesquels la chaîne est remplacée par un câble en acier qui s’enroule sur une grande poulie-tambour, actionnée elle-même par une chaîne Galle, mise en mouvement par un cylindre hydraulique. . '
- Destinés à lever des charges de 500 à 1 000 kg, pour les sortir des cales des navires ou pour les monter aux divers étages des magasins, ces appareils arrivent à donner aux colis une vitesse ;de 3m à la seconde, sans à-coups. Ces jiggers perfectionnés sont dus à une maison parisienne, MM. Bon et Lustremant.
- Nous n’entrérons pas davantage dans l’étude des nombreux appareils, ou détails d’appareils, qui ont cependant reçu des applications pratiques, mais il convient de citer parmi les plus récents et les plus originaux : les transporteurs Temperley et les grues à flèche normale au quai de MM. Daydé et,Pillé.
- Ces deux appareils soulèvent les charges et les déplacent transversalement au quai.
- Le transporteur Temperley, très employé aujourd’hui, est un chef-d’œuvre de combinaison de pièces mécaniques de précision qui permet d’utiliser les treuils des navires, non plus en les faisant agir sur des chaînes passant sur les poulies des mâts de charge des navires, mais sur des câbles en acier, dont une extrémité s’enroule ou se déroule sur le tambour du treuil, tandis que l’autre soulève la charge, l’accroche à un chariot qu’elle peut alors déplacer, soit en tirant dessus, soit en laissant agir la pesanteur.
- Le Temperley, qui peut aussi se manœuvrer de terre, nécessite l’emploi d’un long chemin de roulement que l’on incline.
- Dans le premier cas, le chemin de roulement est suspendu aux mâts de charge et à la mâture du navire. Dans le second cas, il est supporté par un grand beffroi, placé à terre, qui peut être lui-même mobile sur rails. Il faut que l’extrémité du chemin de roulement du Temperley, lorsqu’il dépasse le quai, puisse se relever ou se retirer en arrière.
- La distance de transport, perpendiculairement au quai, est limitée par la longueur et la pente à donner au chemin de roulement.
- Ce transporteur a eu un grand succès en Angleterre et en
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- Amérique, parce qu’il permet certaines opérations que l’on ferait difficilement avec une grue. Il permet notamment le transbordement du charbon en pleine mer, pourvu que le temps soit assez calme pour mettre et tenir les deux navires bord à bord. Mais, contrairement à çe qui a été affirmé, il n’active pas les opérations. S’il va parfois plus vite qu’une grue, il va souvent plus lentement qu’elle. Gela dépend du choix de l’engin pris pour terme de comparaison et du genre de travail imposé à chacun. Il dépense un peu plus de force motrice que les autres appareils, mais cela est sans grande importance.
- Pour le soulèvement des fortes charges 50 000 kg, 100 000 kg et plus, les appareils les- plus commodes sont ceux, du genre grue pivotante, placés à quai ou mieux sur ponton. Mais, comme ces. des-niers appareils sont très lourds, très coûteux à installer et surtout à exploiter, on en est revenu aux appareils genre chèvre.
- Les anciennes mâtures avec bigues fixes inclinées et haubans, d’un usage difficile et souvent dangereux, ont été remplacées par des trépieds pouvant s’incliner à volonté en arrière pour prendre les colis sur le- quai ou en,avant pour, les mettre à bord.
- La grande mâture de 120 £ du port de Marseille, dans laquelle le colis se trouve suspendu, directement au cylindre de levage, est une des plus perfectionnées. Ces engins comportent tout un matériel de chariots, d’élingues, de bascules, etc., qui prennent -une réelle importance.
- L’outillage spécial pour le déchargement des grains n’a pas fait grand progrès en France, sauf à Marseille où l’industrie privée, se trouvant en présence d’un courant d’affaires considérable, a pu réaliser des appareils perfectionnés.
- A Bordeaux, à Rouen, à Dunkerque, les appareils proposés ne remplissaient pas le but, ou le dépassaient, et, comme ils étaient très coûteux, de toutes façons, ils n’ont pas encore réussi, En tous cas, ce sont les appareils avec chaîne à godets, pour monter le grain et avec courroies sans fin en toile, pour le transporter, qui ont donné les meilleurs résultats.
- L’emploi de bennes se- remplissant et se vidant automatique^ ment par le jeu des chaînes remplace souvent avec ayantag’e les autres appareils.
- A Marseille, MM. Savon frères, malgré les appareils que possédaient déjà les docks, disposent, comme on le verra plus loin, d’un matériel des plus complets pour ce genre d’opérations.
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- L'outillage des navires est aujourd’hui assez amélioré en lui-même. Les anciens treuils qui consommaient beaucoup de vapeur ont été perfectionnés, et, avec l’aide des mâts de charge débordant les navires, ils peuvent facilement extraire les marchandises de la cale et les descendre le long du bord, ou réciproquement. Les opérations sont facilitées par l’installation de plans inclinés placés entre le navire et le quai. Mais ces installations réservées d’abord aux seuls navires à vapeur sont maintenant faites sur les grands voiliers que l’on munit alors de chaudières et de treuils.
- Les derniers progrès de l’outillage des navires consistent à les doter d’une véritable installation hydraulique, avec appareils de levage en tous points semblables aux grues de . quai. D’autres vapeurs, surtout ceux qui ont une grande largeur, ont de véritables grues à vapeur sur leur pont.
- L’électricité n’apparaît encore sur les navires de commerce que pour l’éclairage.
- L'éclairage des quais et des terre-pleins s’obtient au moyen de lampes à arc, placées à la partie supérieure de pylônes de 15 à 20 m de hauteur ; cet éclairage, qui permet d’assurer le travail de nuit ou, mieux encore, de continuer le travail journalier, en hiver, jusqu’à la même heure qu’en été, sans danger pour le personnel, suffisamment éclairé, et sans crainte d’incendie, constitue un des grands progrès de l’outillage des ports, dont plusieurs ont fait l’application sur une grande échelle.
- Les abris ou hangars sont d’une utilité incontestable aujourd’hui pour la presque totalité des marchandises qu’il faut non seulement garantir contre les intempéries, mais protéger contre les déprédations. Ces abris permettent aux ouvriers de travailler en tous temps. •
- Leur largeur dépend essentiellement des opérations que l’on doit y pratiquer. Parfois même, quand cette largeur manque, on leur donne deux étages. Tous les ports de mer français en ont compris l’utilité et, aujourd’hui, leur emploi se généralise.
- Ces abris sont plus particulièrement réservés à la réception et à la reconnaissance de la marchandise ; elle peut y être pesée et même échantillonnée, si elle est destinée à être expédiée directement, sans magasinage. Ces abris sont, en général, éclairés en vue du travail de nuit.
- Quant aux grands magasins destinés aux marchandises d’en-
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- trepôt, lés derniers perfectionnements apportes, tant dans leur aménagement que dans leur outillage, consistent à les rendre aussi réfractaires que possible à la propagation des incendies, en isolant d’abord, et d’une façon absolue, les tranches consécutives de ces magasins et en isolant les divers étages d’une même tranche, sauf pour les magasins à grains pour lesquels on préfère la disposition en silos.
- Pour mieux isoler les divers étages d’un même magasin, les monte-charges sont placés extérieurement et, si l’on veut faire communiquer les diverses tranches d’un même étage, on le fait par des passages en encorbellement.
- Des prises d’eau d’incendie sont disposées, munies de manches et de lances, toujours prêtes à fonctionner.
- Les monte-charges peuvent être spéciaux à chaque i magasin ou, quand les mouvements de marchandises ne sont pas très fréquents, être mobiles et se transporter d’un magasin à l’autre, suivant les besoins.
- Autant que possible, les voies ferrées et fluviales doivent desservir directement les magasins-entrepôts pour éviter tout camionnage ; mais ces magasins ne sont pas obligatoirement, à proximité des quais maritimes. .
- Pour les marchandises permettant l’empilage sur une grande hauteur, on ne dispose pas de planchers.
- Les voies ferrées établies le long de tous les terre-pleins, en avant et en arrière des abris, doivent être reliées directement avec les gares maritimes, sans qu’il soit nécessaire de faire usage de plaques tournantes. A ce point de vue, la disposition adoptée à Dunkerque est préférable de beaucoup à celle du port de Marseille, surtout dans la partie appartenant aux Docks.
- Ces voies ferrées ne doivent pas appartenir à l’une des Compagnies de chemins de fer desservant la région, afin que toutes les autres Compagnies puissent faire circuler leur matériel sur les quais, et aussi pour pouvoir modifier facilement le parcours et la disposition des voies ferrées sur les quais, sans avoir à subir les longs retards qu’imposeraient les Compagnies de chemins de de fer si ces voies leur appartenaient.
- Enfin, les gares maritimes et de triage doivent être aussi rapprochées que possible des bassins pour simplifier-la circulation des wagons vides et pleins et aussi ~en vue de réduire le parcours du camionnage.
- Bull.
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- Pour, des ports à transit, ; la perfection actuelle consiste à disposer le quai ! de débarquement contre la gare maritime et de reardre le bassin facilement accessible aux ibateanx de rivière.
- {Appmtement»;de:PmiUac.-—Nous ne saurions clore l’étude des
- • .derniers: progrès 'réalisés en France dans l’outillage des sports sans signaler cette œuvre, de création récente, due uniquement à l’initiative privée et qui forme le complément, indispensable aujourd’hui, du port de Bordeaux, dont le tirant d’eau est depuis .. longtemps .insuffisant pour que les grands vapeurs transatlantiques puissent y venir en tous temps.
- Ges navires, obligés d’alléger et de transborder leurs passagers avant d’atteindre le port, • éprouvaient de réelles difficultés à le
- faire en pleine rivière et en toute saison. Le retard et les ennuis causés par le transbordement sont légendaires et, pour y remédier, une Compagnie privée, dirigée par M. E. Péreire, a créé à côté de Pauillac, à 50 km en aval de Bordeaux, dans la
- rade de Trompeloup, dont la profondeur d’eau, à toutes marées, , est au moins de 7,50 m, un appontemeiit métallique, contre lequel viennent s’amarrer les. navires pour s’alléger et transborder leurs passagers, sans danger et sans grande perte de temps.
- C’est, en somme, un quai toujours aceostable, placé à 200 m en avant de la rive et relié avec elle par un pont qui donne accès aux voies de chemin de fer.
- L’appontement est, d’ailleurs, muni de huit grues hydrauliques, de cabestans, de plaques tournantes et complété à terre par des abris et une gare maritime qui en font un vrai port.
- Autorisés par la loi'du .25 juillet 1894, MM. Daydé et Pillé, Ingénieurs-constructeurs chargés de la réalisation de ce vaste projet, ont déjà pn le livrer à F exploitation, malgré toutes les
- • difficultés d’exécution qu’ils ont rencontrées pour créer un tel ouvrage métallique qui, avec son viaduc, présente une longueur de 600 m environ.
- •Gette tentative est très intéressante. En peu d’années, et sans le concours financier de l’Etat, sans même recourir à sa garantie, l’industrie privée a doté le port de Bordeaux d’un complément d’outillage indispensable à son existence, puisqu’il ne pouvait recevoir, lesmavires d’un usage courant aujourd’hui, sans*qu’ils se • soient ;aillég.és au préalable. Il fallait leur permettre de faire cette. opération aussi facilement et économiquement que possible.
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- III. — Situation comparative en 1848 et en 1898.
- Gomme on l’a vu, l’outillage des ports de commerce était presque nul en W18.
- Les opérations de chargement et de déchargement devaient se faire entièrement à bras d’hommes, sans le secours d’autres engins que ceux du bord : le treuil à mains et le mât de charge, les mâtures ne pouvant s’utiliser que pour les gros colis. Pas d’abris sur les quais, peu de magasins et pas d’entrepôts publics. Pas de voies ferrées sur les quais. Et pour le navire, pas de moyens suffisants pour son entretien, à part les docks flottants de Marseille, du Havre et de Bordeaux et quelques cales de halage en long.
- Les besoins de l’industrie, les lois de 1860 et l’extension des ‘Colonies décuplent le trafic des ports qui se développent et s’outillent surtout pendant ces quinze dernières années.
- Aujourd’hui, on trouve dans les ports les engins les plus perfectionnés, en nombre répondant largement aux besoins, des abris et des magasins pour les marchandises que les voies ferrées, installées sur presque tous les quais, permettent de transporter à peu de frais ; et ces voies sont concurrencées elles-mêmes, dans presque tous les grands ports, par les canaüx de navigation intérieure.
- Nous ne pouvons mieux faire, pour montrer l’importance de cet outillage, que de donner l’énumération de ce que contiennent nos principaux ports.
- Cette énumération sera longue, plus longue assurément qu’elle ne le serait pour aucun pays étranger du continent, où tous les efforts d’une nation se sont portés sur un ou deux ports, clans lesquels ils concentrent toutes leurs forces actives.
- En France, c’est l’éparpillement. Il n’est pas de port de second ordre qui n’ait obtenu sa. part de travaux, de telle sorte que c’est l’ensemble de nos installations qu’il faut considérer, et, en somme, on peut encore se demander s’il faut beaucoup regretter cette manière de faire, puisqu’il y a eu amélioration presque partout, ainsi que le montre le ' tableau que nous avons donné (page 205). Ce n’est pas dans cette profusion qu’il faut chercher, en tous cas, la cause qui a empêché le développement de notre marine nationale. C’est plutôt au perfectionnement de notre
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- outillage et à la concentration des grands courants commerciaux que notre manière de faire a pu nuire.
- Ce n’est donc pas, en somme, à l’insuffisance de nos ports, ni à l’imperfection de leur outillage qu’il faut attribuer le peu de développement pris par notre marine, comparativement à celle des pays voisins, et pas davantage la diminution de nos transactions commerciales.
- Nous ne disons cependant pas qu’il ne reste plus rien à faire, mais bien qu’à quelques exceptions près, tous les ports de France, autrefois ."distancés par leurs concurrents de l’étranger, sont aujourd’hui en mesure de bien recevoir les navires et la marchandise et de faire les opérations que nécessitent le transit et la mise en entrepôt, aussi bien et aussi économiquement que la plupart des ports étrangers.
- Nous ne parlons ici que des opérations qui relèvent de l’art de l’Ingénieur et de son intervention.
- Considérons maintenant, successivement, les principaux ports :
- Port de Marseille.
- A l'État.
- 6 bassins de radoub de :
- 170 m, — 125 m et 125 m, — 103 m, — 83 m et 83 m;
- 2 parcs à bestiaux.
- A la Compagnie des Docks.
- 17 800 m de voies ferrées ;
- 27 600 m2 de hangars ;
- 185 340 m2 de magasins (étages compris).
- Sur les quais :
- 39 grues hydrauliques fixes de 1 à 3 t ;
- 16 — — mobiles de 1 250 kg;
- 1 grue roulante à vapeur de 1 f;
- 2 — — à bras —
- 1 — — — de 51;
- 1 grue flottante à vapeur de 20 t ;
- 1 élévateur flottant à vapeur pour céréales.
- Dans les entrepôts :
- 8 grues de cave de 1 t;
- 24 élévateurs de 1 250 et 1 500 kg;
- 86 descenderies de 1000 et 1 250 kg ;
- 2 presses à balles ;
- 1 grue applique de 1 h
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- A la Chambre de Commerce.
- 24500 m de voies ferrées;
- 60400 m2 de hangars.
- Sur les quais :
- 27 grues hydrauliques mobiles de 1 à 3 t ;
- 3 treuils — — de 1000 kg ;
- 38 cabestans hydrauliques de 400 à 800 kg ;
- 1 bigue oscillante hydraulique de 120 t ;
- 3 grues fixes à bras de 4, 8 et 10 t.
- A l’Industrie privée.
- A la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée.
- 30 000 m environ de voies ferrées.
- A MM. Savon frères.
- 8 élévateurs mobiles pour céréales;
- 5 chalands avec chaudières, pour les précédents ;
- 1 grue flottante pour mettre en place les élévateurs ;
- 14 bennes automatiques pour céréale^ ;
- 3 norias à bras pour l’ensachage des céréales ;
- 2 grues flottantes de 1500 à 2 000 kg.
- A la Société des Forges et Chantiers.
- 1 ponton-mâture à vapeur de 30 t.
- A divers entrepreneurs du port.
- 1 ponton-mâture à vapeur de 60 t ;
- 1 — — — de 40 t;
- 2 _ — — de 25 t.
- A des particuliers.
- 2 pontons-mâtures à bras de 20 t ;
- 1 — — — de 18 t;
- 1 — — — de 8«;
- 1 — — — de 5 à 6 t ; ;
- 3 — — — de 3 à4 f;
- 6 grues pontons à hélice de 2 t;
- 1 grue fixe à bras de 1 t;
- 450 embarcations de servitude pour transport des marchandises.
- Soit plus de 250 engins pour venir en aide à l’insuffisance de ceux que possèdent les navires. *
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- Sauvetage:
- Il est représenté par 2 pompes à vapeur, Tune sur chariot et l’autre sur bateau, qui peuvent donner chacune 3'200 l à- la minute.
- De nombreuses prises d’eau sur les canalisations d’eau .d’alimentation des navires, d’eau sous pression, etc.
- Po*t dit Itee»
- A l’État.
- 6 formes de radoub : 171, ISS*, 130, 83, 68, 63 m.
- A la Compagnie de l’ Ouest.
- Environ 38 000 m de voies ferrées dans tout le port;
- 20000 m de voies ferrées‘ en. gares.
- A la Compagnie des Doeks-Entu'epAis.
- 30000 m2 de hangars ;
- 35 000 m2 de cours couvertes;
- 243 000 m2 de magasins (étages compris) ;
- 4 treuils fixes hydrauliques, de 400 kg-,.
- 10 treuils mobiles hydrauliques de 400 à 900 kg;
- 1 treuil mobile. électrique de-.150 kg ;
- 8 treuils mobiles électriques de 500 kg ;
- 1 grue fixe à bras de 10000 kg ;
- 2 élévateurs électriques à grains ';
- 8 cabestans électriques;
- 1 usine de décortication.
- A la Chambre de Commerce.
- 68 840 m2 de hangars publics;
- 1 parc à bestiaux de 2000 m2 ;
- 30 grues hydrauliques mobiles de 1 250 kg h 3 000 kg ;
- 2 treuils hydrauliques mobiles>de 200 kg;
- 2 treuils hydrauliques mobiles de 750 et 1 000 kg ;
- 5 grues à vapeur mobiles de 1 500 % ;
- 11 grues électriques mobiles de 1.500 kg ;
- 6 grues flottantes à vapeur de 1 250 kg ; l grue.i flottante à vapeur de 44 ;
- 11.grue flottante à vapeur des 10 1 bigue trépied de 1204 en exécution. ..
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- Sauvetage, :
- Il est assuré par :
- De nombreuses prises d’eau dans tout le port,:
- 2 pompes à vapeur débitant 1 500 et 2 000 l à la minute ,
- 1 bateau-pompe débitant 6 000 l à la minute ;
- 1 bateau-pompe dont les. , trois pompes assurent un débit de 20 000 l à la minute.
- A l’Industrie privée.
- Compagnie Générale Transatlantique :
- 1 mâture flottante à vapeur de 30 t;
- 6 grues flottantes à vapeur de 1 500 kg;
- 8 treuils électriques' de 400 kg. '
- Forges et Chantiers de la Méditerranée :
- 1 mâture fixe à vapeur de 70 L Divers particuliers :
- 1 mâture fixe à bras de 30 t ;
- 5 grues fixes à bras de 5, 10, 12, 15 et 25 t ;
- 7 grues mobiles à vapeur de 1 à 2 t ;
- 2 grues fixes à vapeur de 1 1/2 t;
- 4 grues fixes à bras de 1 t.
- Ce qui représente dans tout le port 130’ engins divers. Compagnie Havraise de Magasins publies et de Magasins généraux 95 000 m2 de magasins et cours couvertes.
- Société des Docks du Pont-Rouge :
- 38 000 m2 de magasins et cours couvertes.
- Magasins Raverat et Cie :
- 15 000 m2 de magasins et cours couvertes.
- Magasins Noël et Cie :
- 10 000 m2 de magasins et cours couvertes.
- Magasins Briquet:
- 7 000 m2 de magasins et cours couvertes;-
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- Port de Bordeaux.
- A VÉtat :
- 1 forme de radoub de 146 m de longueur.
- A divers :
- 1 cale de halage pour navires de 125 m;
- 1 bassin de 58 m de longueur ;
- I coulisse de 60 m de longueur ;
- II 000 in de voies ferrées à la Compagnie du Midi sur les quais et 2 gares maritimes.
- A la Cha7nbre de Commerce.
- 9 600 m2 de pavillons-abris ;
- Environ 40 000 m2 d’Entrepôts et Magasins généraux ;
- 22 grues à vapeur mobiles de 1 500 à 3 000 kg ;
- 2 grues à bras de 6 t ;
- 11 grues hydrauliques mobiles de 1.500 à 3.000 kg ;
- 1 mâture à bras de 50 t ;
- 2 grues hydrauliques fixes de 10 et 80 t.
- Port de Dunkerque.
- A VÉtat.
- 4 formes de radoub de 184, 109, 109 et 97 m ;
- 1 slip-way de 75 m de longueur ;
- 1 gril de carénage de 47,50 m de longueur.
- A la Compagnie da Nord.
- 39 000 m de voies ferrées, y compris la gare maritime.
- A la Chambre de Commerce.
- Remorquage : 5 remorqueurs de 92 à 1 250 ch. de puissance : 24 700 m2 de hangars publics (un hangar est aménagé comme parc à bestiaux) ;
- 1 entrepôt réel des Douanes et 1 entrepôt réel des sucres de 4 400 m2; '
- 1 établissement central des services du Port ;
- 24 grues hydrauliques mobiles de 1 500 et 3 000 kg ;
- 2 cabestans hydrauliques de 400 et 600 kg ;
- 1 grue pivotante flottante de 40 t.
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- A rIndustrie privée.
- 30 grues fixes ou mobiles à bras ou à vapeur ;
- 2 grues de 10 et 30 t ;
- 10 grues flottantes à .vapeur de 750 à 2 000 kg ;
- 2 Sociétés de Magasins généraux agréés par l’État ;
- De nombreux magasins particuliers où l’on peut emmagasiner plus de 200 000 t de marchandises.
- Sauvetage.
- Ce service est fait par deux remorqueurs porteurs de pompes pouvant débiter 3 000 et 3 500 l d’eau à la minute ;
- 1 pompe mobile à vapeur.
- Port de Rouen.
- Aux Compagnies de chemins de fer.
- Les quais sont reliés aux lignes des chemins de fer du Nord, de l’Ouest et d’Orléans.
- A la Chambre de Commerce.
- 1 slip pour des navires de 90 m de longueur ;
- 12 000 m2 de hangars publics ;
- 24 grues hydrauliques mobiles de 1 250 et 2 500 kg ;
- 1 grue électrique mobile de 1 250 kg.
- A l’Industrie privée.
- 1 grue fixe à bras de 25 t ;
- 1 grue fixe à bras de 10 t ;
- 1 grue fixe à vapeur de 10 £ ;
- 10 grues mobiles à vapeur de 1 000 à 1 500 kg ;
- 2 grues mobiles à bras de 600 kg ;
- 36 grues flottantes à vapeur de 1 à 2 t.
- Bassin fluvial.
- 3 grues fixes à vapeur de 1 t ;
- 13 grues fixes à bras de 500 à 2 000 kg;
- 1 grue spéciale pour pierres de taille de 10 t ;
- Un entrepôt réel des Douanes.
- La Compagnie des Docks et Entrepôts de Rouen et la Compagnie des Entrepôts et Magasins Généraux de Paris possèdent des magasins à étages situés en face des >quais de la rive gauche.
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- Fort de Dieppe.
- A VÉtat.
- 1 forme de radoub de liftra. de. : longueur utilisable.
- A la Compagnie de P Ouest,.
- Tous les quais sont reliés à la gare de la Compagnie.
- A la Charnbre.de Commerce.
- i. grue à bras fixe de 30 t ;
- 19 grues à vapeur.mobiles de. 1 500 à 5 000 kg y .
- 7 ponts-bascules;
- 1 hangar de 2 800 m2 ;
- 1 magasin public de 2 550 m2.
- Fort de Calais;
- A VÉtat.
- 1 forme de radoub de 154 m de longueur exploitée par la Chambre de Commerce.
- A la Compagnie du Nord.
- Les quais du port sont desservis par les voies de. la. Compagnie du Nord.
- A la Chambre de Commerce.
- 1 gril de carénage de 50 m de longueur ;
- 4 remorqueurs de 35 à 650 chevaux ;
- 22 400 m2 de hangars et magasins généraux ;
- 5 350 m2 d’entrepôt réel des sucres ;
- 1 entrepôt réel des Douanes ;
- 12 grues roulantes hydrauliques de 1 500, 2 500 et 5 000 kg ; 1 grue roulante hydraulique de 20 et >40 t ;
- 6 treuils hydrauliques de 750 kg ;
- 1 transporteur Temperley de 1 t ;
- 3 grues à bras de 1 1/2, 3 et 10 t ;
- 3 ponts-bascules de 30 t ;
- 1 parc à bestiaux.
- A VIndustrie privée.
- 1 vaste, magasin à vins de Champagne ;
- 2 grues roulantes à vapeur de 3 et 5 t.
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- Port de Honfleur..
- Am Pwt*.
- l‘gril de carénage cle 71 m de longueur.
- A h: Compagnie de. VOuest..
- Les quais du port sont reliés à la gare de l’Ouest.
- A la Chambre de^Commerce.
- 1 200 m2 de hangars t publics •;
- 4 grues mobiles à vapeur de 1 500 kg ,
- 2 grues flottantes à Tapeur de 1 oOO kg ;
- 1 grue fixe à vapeur de 6 t ;
- 1 grue fixe à bras de 21 ;
- Eclairage: électrique des nouveaux, quais.-
- Sauvetage.
- 2 pompes à vapeur de 1 800 l à la minute.
- Remorquages
- 1 remorqueur de 250 chevaux.
- A l’Industrie privée,
- 3 grues fixes de 1 à 21 ;
- 2 docks et magasins généraux agréés par l’État ;
- Nous arrêterons là cette liste déjà longue, à laquelle il. conviendra bientôt d’ajouter Cette et Alger et d’autres, dont les Chambres: de Commerce autorisées outilleront incessamment, les ports.
- IVL — Énumération des progrès à ' espérer.
- Le programme de cette étude comporte-une quatrième et der-e nière question : celle relative aux progrès à espérer: Il est: difficile d’y répondre, sans savoir d’un .autre côté, quel sera le but à atteindre.
- Il faut savoir, ce que l’on. veut, faire pour, dire, comment il convient de s’y prendre et proportionner les moyens à employer; au résultat à, atteindre. Pour déterminer, par exemple, les dimensions des ouvrages, il est, indispensable de• savoir,, où. s’arrê--teront les dimensions des navires.
- Em profondeur, il n’y a pas grand danger ; nous sommes pour
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- longtemps garantis, parce que beaucoup cle grands ports étrangers sont aussi gênés que nous à ce sujet, mais en largeur et longueur, ne sommes-nous pas menacés de voir, dans très peu d’années, nos grands ports, même militaires, devenir insuffisants pour donner abri aux futurs transatlantiques et croiseurs auxiliaires, dont la longueur doit dépasser 200 m? Des bassins, qu’on traitait, il y a peu d’années encore, de mers intérieures, assez vastes pour qu’il s’y déchaîne de petites tempêtes par les gros temps, deviendront trop étroits.
- Marseille même ne pourrait les recevoir dans ses bassins de radoub actuels. Le Havre ne pourrait permettre aux navires de 200 m de rentrer dans ses bassins de radoub rallongés qu’en reculant certains murs de quais.
- Tout l’outillage actuel deviendrait petit et insuffisant. Il ne faut cependant pas trop s’effrayer de cette éventualité; elle rentre assez dans l’ordre des conséquences naturelles du progrès, qui a tant bouleversé l’industrie, pendant la seconde moitié de notre siècle, mais qui Ta fait vivre et prospérer.
- Il faut, néanmoins, tenir compte de cette probabilité d’augmentation des dimensions des navires qui se manifeste déjà par l’apparition de cargos immenses qui, seuls à notre époque, peuvent transporter économiquement la marchandise.
- Ces monstres ne fréquenteront que les ports qui pourront les abriter et qui seront outillés pour recevoir et manutentionner rapidement leur cargaison, et, au besoin, les réparer. Généralement même, ne trouvant toute une cargaison pour un même port, ils feront des escales. C’èst une éventualité qu’il faudra prévoir. Certains quais devront être pourvus et outillés spécialement en vue de cette navigation d’escale.
- Nous n’avons pas à considérer l’éventualité de la création d’un port entièrement nouveau, mais seulement l’agrandissement d’installations existantes en y apportant les derniers perfectionnements.
- On se trouve aussi en présence d’usages locaux et de droits acquis qui pourront intervenir clans l’étude.
- Il ne peut être question que de progrès et non d’une création, comme cela se présente dans les pays neufs, dont les richesses naturelles suffisent à établir un mouvement de transports assez considérable pour alimenter un port entier. Il en résulte alors des installations gigantesques, dont la conception s’impose, et sans la réalisation desquelles le courant n’aurait pu se produire.
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- Les puissants outillages américains pour les charbons et pour les grains en sont un exemple.
- Mais si, en France, nous n’avons pas à appliquer des conceptions aussi grandioses, faute d’un trafic spécial et régulier assez important, nous n’en devons pas moins chercher à localiser certains trafics en leur réservant un bassin ou au moins un quai sur lequel on appliquera l’outillage qui leur convient le mieux.
- Les charbons, par exemple, qui nuisent par les poussières qui se produisent pendant leur manutention, doivent être éloignés des marchandises délicates; et les pétroles, à cause des dangers d’incendie, doivent être isolés complètement.
- Les lignes régulières devront jouir de postes fixes avec engins et abris proportionnés à leur trafic spécial, afin d’assurer la régularité de leurs départs. Il faut que les marchandises, qui leur sont destinées, puissent être conservées et abritées avant l’arrivée du navire, et que celui-ci, en arrivant à sa place, puisse, sans perte de temps, déposer tout ou partie de sa cargaison.
- Les autres quais devront être outillés en vue d’un mouvement maritime irrégulier, pour recevoir toutes sortes de marchandises qui . arrivent d’une façon intermittente ou en certaines saisons.
- Les unes craignent les intempéries et les déprédations; elles ont une certaine valeur et nécessitent un pesage ou une reconnaissance au débarquement. Les quais qui leur seront affectés devront être munis d’abris et d’engins.
- D’autres ne craignent ni le mauvais temps, ni les déprédations, elles s’accommoderont mieux de terre-pleins simplement munis d’engins. Tous les quais ne devront donc pas être couverts.
- Enfin, il y aura lieu d’examiner la question administrative qui a une grande importance dans notre pays, où malheureusement toutes les opérations de transports maritimes sont soumises à l’ingérence de plusieurs administrations qui, tout en simplifiant, chacune dans la limite de ses moyens, les opérations la concernant, n’en créent pas moins une gène considérable.
- La création de ports francs répondrait seule à la simplification de ces rouages.. Mais notre passé est là, et pour utiliser les installations actuelles, il faudrait dédommager les droits acquis, soit par de fortes indemnités, soit par l’octroi de nouvelles concessions. La question s’étudie en haut lieu, mais, malgré les avantages qu’elle procurerait au pays, elle ne paraît pas faire beaucoup de chemin. Comme sa réussite augmenterait certainement nos transactions et notre industrie en favorisant son essor, nous devons
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- raccompagner de nos vœux. C’est le progrès le plus important à réaliser. Mais quelle que soit la solution à intervenir, l’outillage des quais ne sera pas sensiblement modifié et 4’exploitation du port devra toujours être soumise à certaines règles qu’une administration sera chargée de faire observer. Or, en France, c’est l’Etat, représenté par les Ingénieurs des ports maritimes, à qui incombe cette tâche, ainsi que nous l’avons dit en commençant. Et comme il ne peut faire acte commercial, il concède à divers, sous des formes différentes, le soin d’administrer sous son contrôle, telle partie des aménagements des ports.
- Malgré la bonne entente qui règne généralement entre l’administration du port et celles qui en exploitent les aménagements, il n’en serait pas moins préférable que tout soit dans une même main, bien que soumis à des règles .fixes, sous le contrôle de l’État. L’exemple des progrès réalisés par des ports voisins vient à l’appui de cette thèse. Mais l’État accepterait-il cette solution que notre organisation sociale s’y refuserait.
- N’avons-no.us pas vu les municipalités passer à d’autres mains la gestion des entrepôts réels et d’autres installations que leur confèrent les lois? Elles comprennent que leur mode de recrutement aussi bien que leur renouvellement périodique et complet leur interdisent une pareille ingérence. Au lieu de chercher à s’occuper des questions maritimes, toutes les municipalités des villes du littoral s’en écartent aujourd’hui de plus en plus, laissant cette tâche aux Chambres de Commerce, dont le rôle est devenu prépondérant dans les ports, surtout pendant le cours de ces dernières années, lorsqu’il s’est agi de subventionner les nouveaux travaux d’agrandissement des ports et d’outiller les quais construits par l’État.
- L’initiative privée refusait de courir les aléas d’une pareille tâche et cependant on ne pouvait utiliser les quais tels qu’ils étaient. D’un autre côté, la concession totale de l’exploitation des quais, à des Compagnies fermières privilégiées, analogues aux docks de. Marseille et du Havre, présente l’inconvénient d’empêcher ,1a libre concurrence de produire ses effets sur les manutentions. ...
- Cette concession eeraib aussi une entrave aux améliorations ou modifications que l’on jugerait utile d’apporter ultérieurement à F outillage et-aux taxes.
- L’avis général de , tous les' gêné compétents est que les quais doivent rester ..libres: et pourvus d’un outillage libre et facultatif.
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- C’est-à-dire que les quais doivent être ouverts à tous les industriels s’occupant de manutentions et que ces industriels doivent aussi être libres, non seulement de ne pas se servir de l’outillage officiel, mais même d’installer, ou d’utiliser, tous autres engins.
- Dans les divers ports, les Chambres de Commerce furent conduites à assumer la gestion de l’outillage.
- Les décrets qui régissent ces concessions sont uniformes. La composition de routillage et les taxes seules varient, suivant les besoins et les usages locaux.
- Ce sont des concessions sans aucun privilège ni garantie. Mes sont placées sous le contrôle immédiat des Ingénieurs des ports maritimes, tant pour les travaux neufs que pour l’exploitation .
- Leur direction est confiée, tantôt à des agents détachés du service de l’État, tantôt à des Ingénieurs Civils.
- Les capitaux nécessaires pour les importants travaux, sont empruntés, le plus souvent, au Crédit Foncier de France.
- Les emprunts sont gagés sur les-recettes de l’exploitation et sur une taxe locale perçue sur la navigation.
- Au Havre, les recettes seules suffisent.
- Les avantages de l’intervention des Chambres de Commerce sont, de permettre de doter les ports de certains engins non rémunérateurs, bien qu’ils soient d’une utilité incontestable, que T industrie privée se serait toujours refusée à construire, sans compensation. Cette, intervention a surtout pour avantage de permettre de modifier telle partie de l’outillage, du règlement qui le régit, et même les tarifs, suivant les nécessités de. l’instant, sans porter atteinte à des intérêts privés, et sans être obligé de compter avec eux.
- Nous le répétons, il nous faut vivre avec notre passé, avec nos lois et nos coutumes en les modifiant, toutes les fois que l’occasion s’en présentera, et même en faisant naître cette occasion, de façon à nous rapprocher du desideratum qui, à notre avis, serait ::
- Le port franc avec un outillage libre sur des quais libres, sous le contrôle de l’État.
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- HYDRAULIQUE GÉNÉRALE
- IRRIGATIONS, ASSAINISSEMENT.
- PAR
- m. Ed. BADOIS.
- Les questions relatives à l’hydrographie, à l’aménagement des eaux, aux irrigations et à l’assainissement ont toujours été très en honneur à la Société des Ingénieurs Civils de France.
- Dès les premiers jours de sa fondation, en 1848, notre Société proposait la création d’un service public des irrigations et cours d’eau non navigables. —Et voici ce qu’en dit le compte rendu des travaux de juillet, août et septembre 1849 —(Bulletin de 1849, p. 134). « Les idées que nous avions émises sur la créa-» tion d’un service des irrigations et cours d’eau non navigables » ont été acceptées en partie par l’opinion publique, mais l’Ad-» ministration les a retournées contre nous en chargeant de ce » service les Ingénieurs des Ponts et Chaussées. »
- Malgré cela, ces grandes questions d’hydraulique générale sont toujours restées dans les préoccupations des Ingénieurs Civils; elles ne concernent pas en effet la France seulement, mais tous les pays du monde, et elles sont de celles qui intéressent au premier chef la prospérité des nations par l’utilisation de leurs richesses naturelles, par l’amélioration des voies navigables intérieures et par l’essor qu’elles donnent à l’agriculture.
- Aussi ne doit-on pas s’étonner de voir figurer dans nos annales plusieurs mémoires originaux, de la plus haute importance, sur ces questions et la discussion de tous les grands projets qui s’y rattachent.
- Nous passerons successivement en revue les travaux relatifs aux sujets suivants :
- 1° Hydrographie, aménagement des eaux et création des grands canaux de navigation ;
- 2° Irrigations, drainage, polders, dessèchements ;
- 3° Alimentation et distribution d’eau des villes ;
- 4° Assainissement des villes. — Égouts, utilisation des eaux des égouts et des vidanges.
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- I. — Hydrographie.
- Nul Ingénieur n’ignore les beaux travaux de M. Thomé de Gamond, l’auteur du projet de tunnel sous la Manche, sur le Régime général des eaux courantes. Il fut un des fondateurs de notre Société et l’un des Membres qui lui ont fait le plus honneur par la hauteur et la grandeur de ses conceptions.
- Il ne visait à rien moins qu’à régler ce qu’il a dénommé l’appareil hydraulique de la France. « Il s’agirait, disait-il, de substi-» tuer au régime variable et instable de nos cours d’eau un » régime fixe et régulier. Le désordre provient uniquement de » l’irrégularité naturelle dans le profil du plan incliné sur lequel » s’effectue l’écoulement de notre appareil hydraulique vers-» l’océan. »
- Les moyens qu’il proposait pour remédier à cet état de choses devaient, dans sa pensée, conduire aune meilleure utilisation des eaux en ce qui concerne l’arrosage des terres, la force motrice des chutes d’eau, la navigation, et produire l’atténuation du fléau des inondations qui, ajoutait-il, « ne saurait être attribué qu’à l’imprévoyance de l’homme ». (Bulletin de 1877, page 188.)
- Notre Collègue, M. Cotard, reprend la même pensée et en développe l’importance dans une première communication en août 1878 :
- « Il n’est guère de pays dans le monde que cette question de » l’aménagement-des eaux n’intéresse au plus haut degré, tels » la Hongrie-, la Russie méridionale, l’Espagne, l’Égypte. L’anti-» quité fournit des exemples nombreux des résultats obtenus par » les travaux de canalisation ; on peut citer la splendeur et la » puissance des empires d’Assyrie et de Perse,. contemporaines » d’immenses travaux de ce genre, et rappeler l’inscription de » Sémiramis trouvée par Alexandre aux frontières de la Scythie : » —J’ai contraint les fleuves de couler où je voulais, et jen’ài » voulu que là où il était utile ; j’ai rendu féconde la terre stérile » en l’arrosant de mes fleuves. »
- Revenant aux mêmes idées en novembre 1879 et en février 1882, M. Cotard indique leur application à des travaux à faire en France, entre autres aux canaux dérivés du Rhône et il fait naître une importante discussion, à laquelle viennent prendre part plusieurs Ingénieurs des Ponts et Chaussées des plus compétents.
- Le même Ingénieur, avec le même talent/apporte de nouvelles
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- contributions à la même étude, en 1884, à propos de l'amélioration du régime du Nil et, en 1897, au sujet des réservoirs et des barrages projetés sur ce fleuve dans le même but.
- La "Seine, le fleuve parisien, ne devait pas rester en dehors de nos discussions. Non seulement elle «y fut introduite (en 1882) parM. de Coëne dans un travail intitulé « La Seine fluviale et maritime » et dans un second mémoire, en 1890: « Monographie du régime hydraulique de la Seine », mais elle y revient encore au sujet du projet de Paris port de mer, présenté à notre Société par ‘M. Bouquet de la Grye, Membre de l’Institut, Ingénieur hydrographe de la Marine, en 1882, puis en 1891. On n’a pas perdu le souvenir du brillant tournoi auquel donna lieu l’examen de ce projet, où nous voyons figurer les noms de nos Collègues Yau-thier, Fleury, Badois, de Coëne, Le Brun, Roy, et dont l’effet fut décisif sur l’opinion publique.
- Sans parler ici des travaux du canal de Suez et du canal de Panama, auxquels prirent une part prépondérante plusieurs de nos anciens Présidents, dont les noms sont dans toutes les mémoires, et.bon nombre de Sociétaires,, la Société a examiné en 1883 le projet de mer intérieure en Tunisie du commandant. Roudaire ; elle a donné son attention aux mémoires sur la « Correction des: torrents et des rivières, d’après les lois de la nature », par A. Schindler ; sur les « Canaux d’irrigation au Caucase », par ,M. Ghersévanof; sur le « Canal d’irrigation et de navigation de la mer Caspienne à la mer Noire », par M. Poliakoff », sur P «Hydrologie du bassin du Nil »,'par Ventre-Bey. Nous en oublions certaine nient.
- Ce,que ne peut montrer le court résumé qui précède c’est l’influence que les études de notre Société ont eue sur les déterminations, prises au sujet de ces.grands problèmes ; le retentissement de nos discussions a témoigné de l’attention toujours accordée à l’opinion libre et indépendante qui se dégage de nos travaux.
- II.— Irrigations et drainage.
- Les‘questions. de l’irrigation et du drainage, des.polders et des dessèchements intéressent,surtout l’agriculture, mais les,travaux auxquels elfes donnent lieu sont du domaine de l’Ingénieur; la . science .pratique donne ici la main, à la science agricole. . Cette
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- branche de notre art. n’a pas été,no.n.plus omise dans les études de la Société des Ingénieurs Civils.
- Calla, en 4861,. appelle, l’attention ; sur le drainage des sols, arables. En 1864, Faure, plus,tard Président.de la Société, l'ait unie communication sur le .drainage agricole; Huet et .Geyler apportent la traduction d’une note sur le même sujet, par - Parker, Ingénieur ; anglais.
- On remarquera que tous.ces auteurs se sont, acquis une juste notoriété comme Ingénieurs mécaniciens, ce qui ne les a pas empêchés d’envisager d’autres problèmes d’utilité publique ; c’est là vraiment le propre de l’Ingénieur Civil, pour qui le champ d’application des principes de la science n’a .pas de limites.
- Un mémoire des plus importants, aussi bien au point de;vue de la conception que de l’exécution et des résultats remarquables obtenus, est celui de M. Achille Le Cler sur les,Polders de la baie de Bourgneuf (Vendée). H fut l’objet d’une des récompenses de la Société, la médaille d’or en 1867, et mérite qu’on s’y arrête. Le Président, Eugène Flachat, en manière de:préface, indiquait à la Société l’intérêt du sujet traité ; il résulterait d’une étude de Hervé-Mangon que l’étendue des lais * ou relais de mer, marais ou étangs salés appartenant à l’Etat et .que d’on pourrait endiguer ou dessécher en France, avec avantage, serait d’environ 100 000 ha, dont 26 000 ha au moins forment la- part des lais de mer. La valeur d’un hectare de polder étant de 4 000 à 4260 f, ce serait une valeur de 100 millions à conquérir sur la mer. Et Flachat ajoutait que de toutes les - propriétés, celle-ci est la plus précieuse: elle utilise la vase fertile abandonnée par nos fleuves ou créée par l’érosion du littoralvet .que la marée ramène incessamment au moyen de courantsiféconds. On calcule, disait-il, qu’il faut annuellement Jk-hl de blé pour nourrir un individu; dans-ce cas, les polders, seuls, nourriraient 166 000 hommes. '
- De Dion, qui. fut l’un de nos- Présidents, rend .hommage.aux travaux de M. Achille Le Cler et donne quelques .détails, sur. des travaux semblables qu’il fit exécuter à Santander. Enfin,.M.IUioné dit que.les travaux, deda baie deBourgneuf ont eu aussi pour:résultat précieux d’assainir le pays-marécageux de cette partie de la Vendée.
- Sous ces auspices, M. Le Gler donne .la description,de ses.tra-
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- vaux qui comprenaient 1 200 ha de polders à créer et un développement de plus de 24 km de digues, et il en résume les résultats. Les polders sont cultivés suivant l’usage du pays, à moitié fruits par les habitants qui deviennent les colons des terres conquises sur la mer. Elles sont fort recherchées par les cultivateurs. La qualité exceptionnelle de ces polders, dont le colmatage est profond et fertile, leur donne une plus-value sur les autres terres et, en outre delà moitié des fruits, le colon consent une redevance annuelle en argent de 10 f par hectare.
- En 1873, c’était sur une autre région et sur un problème aussi intéressant que M. A. Léger sollicitait l’attention de la Société. La Camargue et le Plan-du-Bourg forment, aux embouchures du Rhône, un territoire de 90 000 ha frappé de stérilité par les conditions du sol, quoique se trouvant dans le voisinage immédiat d’un-fleuve de constitution alluviale et sous l’irradiation du soleil du Midi. Il s’agirait par une combinaison des méthodes de l’assèchement et de l’arrosage de rendre à ce sol sa fertilité ancienne, car, au dire de Lucain, de Plutarque et de Strabon, la Camargue, aux temps de César et de Marius, était couverte de belles cultures et d’épaisses forêts, et méritait, par la richesse de ses récoltes, d’être surnommée le grenier de la Provence. De nombreux projets ont été dressés: ils sont exposés dans le mémoire de M. Léger ; mais cette importante question reste encore sans solution. Cependant, à la même époque, une opération du même genre s’effectuait avec succès en Italie, à Ferrare, où 50 000/ia étaient rendus à la culture par le dessèchement, d’après la communication faite en juillet 1873 par M. Monnot. Dans cette installation, cinq machines de 200 ch actionnent des pompes centrifuges qui expulsent 30 m3 d’eau par seconde, et assurent le maintien du niveau de la nappe au-dessous du plan des vallées.
- Nous ne quitterons pas le delta du Rhône sans rappeler les travaux effectués pour la mise en culture de la Crau et le dessèchement des marais de Fos, qui ont donné lieu’à deux importantes communications : l’une, de M. Dornès, en 1889, sur la position du problème et son exécution; l’autre, de M. Louisse, en. 1894, sur l’installation des machines hydrauliques spéciales, de notre ancien Président J. Farcot, appliquées au dessèchement des marais de Fos.
- La mise en valeur de la plaine de la Crau comportait, suivant les projets de M. Nadault de Buffon, un colmatage préalable effectué
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- au moyen des eaux empruntées à la Durance. La Compagnie concessionnaire eut des doutes sur l’efficacité etFéconomie de cette opération et, après réflexion, suivant les conseils du savant agronome M. Grandeau, elle se décida à chercher une autre solution, pour la mise en culture sans colmatage. Elle arriva à la conclusion qu’il suffirait d’avoir recours à l’arrosage, en complétant les cultures irriguées, qu’il n’était pas possible d’étendre sur la totalité de cette immense plaine, par la création de vignobles, mis à l’abri du phylloxéra par l’emploi de cépages américains. Cela réussit pleinement.
- Quant aux marais de Fos, d’une superficie de 4 500 ha, le projet initial fut également abandonné par la Compagnie concessionnaire qui le fit modifier, en supprimant le colmatage prévu pour ne conserver que le dessèchement de ces marais. Les dépenses de premier' établissement du colmatage étaient, en effet, disproportionnées au résultat à en obtenir au point de vue cultural. Là aussi, le succès fut complet.
- Ces faits prouvent l’efficacité de l’intervention de l’industrie privée qui ne sépare jamais la réalité pratique des conceptions théoriques, et c’est fout à l’avantage du Génie Civil.
- Si l’on ajoute aux travaux précédents les communications faites sur la Construction économique de réservoirs artificiels' pour les irrigations au Chili, par M. Amart (1877) ; sur l’Hydraulique agricole et le Génie rural et sur le dessèchement du lac Copaïs, par M. Trélat (1889) ; sur l’Entreprise de travaux d’irrigation, par M. Cotard (1884) ; sur les Polders et dessèchements en Hollande, par M. Fleury (1887) ; sur l’ouvrage de M. Ronna: « Les Irrigations », par A. Tresca (1891), on restera convaincu que notre Société est toujours demeurée fidèle au programme de ses fondateurs, qui considéraient l’étude des questions de l’hydraulique générale et agricole comme une des plus utiles pour le pays et des plus dignes d’attention de la part des Ingénieurs Civils.
- III. — Alimentation et distribution d’eau.
- Les questions relatives à l’alimentation et à la distribution d’eau des villes, ne sont pas moins importantes ; c’est la hase fondamentale de l’hygiène des cités populeuses. Les progrès de la métallurgie et de la mécanique ont, au milieu du xix° siècle,
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- apporté".de' nouveaux éléments en faveur de l’établissement des: conduites en métal et de l’élévation des eaux; la construction des grands aqueducs pour la dérivation des sources, suivant la tradition romaine, trouvait au même moment de plus grandes' facilités d’exécution dans les progrès de la fabrication des ciments naturels et dans la découverte, relativement récente, des ciments artificiels. Notre Société a vu se dérouler toutes les phases d’une grandelutte entre ces deux solutions; et ses membres y ont pris une part des plus honorables..
- Dès “1850, Flachat et Lorentz exposent un projet rationnel de distribution d’eau pour la ville de Madrid ; en 1853, Vuigner et Edwards font connaître leurs études pour la distribution d’eau de Lyon et l’assainissement des divers quartiers de cette ville.
- Puis .viennent les discussions si vives et si captivantes auxquelles donnent lieu de 1857 à 1860 les projets de la Ville de Paris, mis en lumière par un mémoire du Préfet de la Seine, analysé par notre regretté Collègue Guillaume. Il s’agissait de l’adduction de nouvelles sources. Ce fut' une véritable bataille où les uns, M‘. Trélat en tête, tenaient pour les dérivations, et les autres, conduits par A. Faure, défendaient l’élévation des eaux de la Seine par de puissantes machines à vapeur.
- Depuis cette époque,' le temps a fait son œuvre : les sources de la.Dh.uis et de la Vanne ont été dérivées, mais leur insuffisance n’a pas tardé à être démontrée en présence d’une consommation. toujours grandissante ; et il a fallu recourir aux machines élévatoires quelques années plus tard. Dans l’intervalle, les eaux de la Seine, si réputées autrefois pour leur pureté, s’étaient contaminées, et il n’était plus possible de les affecter logiquement aux besoins des ménages ; il fallait les joindre aux. eaux de l’Ourcq pour les services généraux de la salubrité des. rues, et pour les usages industriels.
- D’autre part, le problème s’aggravait sans cesse ; en 1872, au moment même où nos Collègues, MM. Dornès et Vauthier, nous renseignaient.sur les travaux d’amenée à Paris des sources de la vallée de la.. Vanne, un autre Collègue, M. Dupuy, suggérait, d’après Belgrand, qu’il y aurait d’autres sources dans le bassin de la.Seine capables d’alimenter la capitale qui devenait dé plus en plus exige ante. Mais, en même temps, plusieurs Membres de la Société cherchaient d’autres côtés le remède a cette situation: En 1880, Ml de. Goëne proposait d’aller puiser dans la Loire 10
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- d’eau par seconde ; en 1888, M. Ritter nous apportait son projet de dérivation, vers Paris, des eaux du lac suisse de Neuchâtel, à raison de 17 m3 par seconde; enfin, M. P. Duvillard, en 1890, nous donnait la primeur de sa belle étude, commencée en 1882, pour l’adduction des eaux françaises du lac de Genève, afin d’alimenter Paris, la banlieue et les villes sur le parcours, au moyen d’un apport de 24 m3 par seconde d’eau pure et fraîche, puisée dans l’immense réservoir du Léman, en territoire français, à 400 m de la rive savoisienne et à 40 m de profondeur.
- De son côté, l’Administration de la Ville de Paris suivait au jour le jour, et toujours en retard, les progrès de la consommation. Notre Société fut tenue au courant, en 1893, des travaux..' d’adduction de l’Avre, destinés à amener 100 000 m3 d’eau de source de plus par j our, ce qui était considéré alors comme devant clore à jamais, suivant l’affirmation du Préfet de la Seine dans son discours d’inauguration, la période des emprunts à la Seine. Hélas! dix-huit mois plus tard, en 1895, il fallait y recourir encore, construire d’urgence de nouvelles machines élévatoires et compléter le projet à peine éclos par un second; celui de la dérivation de 50000 m3 d’eau prise dans les vallées du Loing et du Lunain. Cette adduction s’exécute en ce moment, mais on sait déjà qu’elle sera loin de combler l’insuffisance de l’approvi-sionnement. On peut dire, en présence de ces faits, que l’histoire' de l’alimentation d’eau de Paris, pendant ces cinquante dernières-années, a été une série ininterrompue de déconvenues. Et nous avons le ferme espoir que l’Ingénieur Civil de mérite, M. P. Duvillard, qui a vu le plus grand, est celui qui aura vu le plus juste dans cette question.
- Ce grand problème, à la solution duquel notre Société a pris une part toujours active, ne doit pas faire perdre de vue ceux de moindre importance qui ont donné lieu à des mémoires fort intéressants produits par de nombreux Sociétaires. Nous devons citer entre autres: ceux du regretté Ch. Laurent sur les Eaux de Naples (1859), sur les Fontaines vénitiennes et sur le puits artésien de Passy (1861) ; deux monographies de M. G. Dumont sur la Distribution des eaux filtrées du Rhône à Nîmes (1874) et sur la Distribution des eaux dans la banlieue de Paris (1877) ; le compte rendu fait par M. Fédermari des Travaux hydrauliques de l’Ingénieur italien Enrico Carli pour l’adduction de l’eau potable à Man loue et à Vérone, à Bassano et à 'Vicence (1894) ;
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- enfin, les notes de notre éminent Collègue, M. Fleury, sur l’Eau à New-York (1896) et (1897).
- ./Nous ne pouvons pas non plus passer sous silence les études de plusieurs Membres de la Société sur des sujets relatifs aux eaux publiques; tout d’abord, le très remarquable mémoire de M. H. Yallot, sur le Mouvement de l’eau dans les tuyaux circulaires d’après la théorie de M. Maurice Lévy, dans lequel notre estimé Collègue établit une formule nouvelle et des tableaux pratiques pour le calcul du frottement de l’eau dans les conduites, permettant d’obtenir des résultats plus précis que ceux donnés par les anciennes formules, surtout en ce qui concerne les canalisations de grand diamètre. Nous citerons ensuite une étude de M. Derenne sur les Propriétés des eaux distillées (1877) et les comptes rendus des Analyses bactériologiques et chimiques des eaux d’alimentation faites à Paris au laboratoire de Montsouris, note de M. Marboutin, et de celles faites à Genève par M. L. Massol, note de M. Badois (1895).
- Le siècle qui finit laisse en état de développement, mais, pour la plupart des villes, sans solution définitive, ces graves questions de l’hygiène des cités et des moyens de leur procurer l’eau pure et saine qui leur manque et qui, autant que l’air salubre, est nécessaire aux grandes agglomérations d’hommes. Il faudra résoudre ces problèmes sans nuire aux campagnes pour lesquelles l’eau est un élément de fertilité et de prospérité et sans atténuer la pérennité des sources naturelles. On en revient toujours à cette évidence que l’eau est une richesse précieuse dont il faut savoir user, mais qu’on doit aussi ménager et qu’il ne faut pas gaspiller, sous peine de ruine pour des contrées entières.
- A tout prix, cette redoutable éventualité doit être évitée, car, en remontant le cours de l’histoire, on apprend que des pays, autrefois pourvus d’une agriculture riche et prospère, sont devenus déserts par la disparition des eaux vives et l’on ne pourrait songer sans crainte au sort d’une partie de la France, si l’imprévoyance de l’homme dissipait peu à peu ses magnifiques ressources hydrauliques.
- IV. — Assainissement.
- Il ne suffit pas pour assurer l’état sanitaire des villes de leur procurer l’eau pure, il faut songer aussi, suivant les règles de
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- l’hygiène publique, à l’évacuation des eaux usées et des excreta de la vie en commun. Ces notions étaient, au moment de la fondation de la Société des Ingénieurs Civils, très peu connues et, en tout cas, fort négligées. L’accroissement considérable des cités, conséquence naturelle de la création des chemins de fer, mit bientôt en première ligne, dans les préoccupations publiques, la nécessité immédiate de pourvoir à la salubrité urbaine.
- Jusqu’alors quelques égouts et plus généralement des ruisseaux fangeux déversaient dans les cours d’eau les eaux pluviales, qui lavaient les rues et celles provenant des habitations. Les déjections et les résidus des ménages étaient enlevés journellement ou périodiquement par la voirie ou la vidange des fosses d’aisances. Il semble inutile aujourd’hui d’insister sur les inconvénients de ces procédés qui ne sont plus à faire reconnaître.
- A. cette époque déjà se faisaient jour en Angleterre les grands principes de l’assainissement des villes : l’expulsion immédiate des déjections urbaines, la circulation rapide des eaux souillées et l’utilisation au profit de l’agriculture des éléments fertilisants contenus dans ces produits. La science vint peu après démontrer en France et dans le monde entier l’urgence de leur application logique et raisonnée.
- La Société des Ingénieurs Civils ne pouvait pas rester étrangère à ce grand mouvement. Les divers moyens de résoudre ce vaste problème, dont les proportions dépassaient, dès l’abord, toute prévision, ont été l’objet, dans son sein, de vives et intéressantes discussions.
- Plusieurs phases sont à distinguer dans l’ensemble des dissertations ainsi provoquées, suivant l’évolution des idées et des opinions émises sur cet important sujet. Elles concordent naturellement avec les décisions successivement prises par les municipalités et la Tille de.Paris, en raison des contestations ou des protestations que suscitaient ces déterminations.
- Dans la première phase, période de 1830 à 1863, se posent les principes théoriques de l’assainissement. Paris comptait en 1830, dans son ancienne enceinte, 31 500 maisons, 423 km de rues, dont 163 seulement étaient pourvues d’égouts débouchant dans la Seine; l’état sanitaire y était déplorable.
- C’est notre Collègue, depuis l’un de nos Présidents, M. Trélat, qui inaugura, en 1852, l’étude de ces questions par la traduction d’un mémoire lu à la Société des Ingénieurs Civils de Londres.
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- L’auteur qui fait autorité, M. Robert Rawlinson y traitait « le Drainage des villes ». On discutait alors en Angleterre sur la préférence à donner aux petits ou aux grands égouts, aux conduits souterrains en poterie ou en maçonnerie, sur la forme à leur donner, enfin sur le rôle à attribuer aux égouts ou aux drains. L’éminent Ingénieur anglais fait remarquer que le système le meilleur est celui qui permet/au plus bas prix, l’établissement de la plus grande étendue d’égouts. R pense qu’ils doivent être uniquement installés pour conduire au dehors les matières et les liquides provenant' des habitations, et il considère comme un danger pour une ville d’avoir des égouts dont les dimensions soient telles que les matières solides puissent s’y amonceler en dépôt. Le courant, dit-il, doit y être constant et l’on a admis l’opinion que ce résultat ne pouvait être atteint qu’en employant de petites conduites. Il conclut que le véritable but de l’égouttage des villes est d’enlever le plus rapidement possible des habitations ou des différents quartiers des villes tous les résidus sujets à décomposition et qui peuvent être emportés par les eaux.
- Ges opinions paraissaient alors être des mieux fondées et l’on ne s’en est pas sensiblement écarté en Angleterre. En France, elles étaient acceptées par bon nombre d’ingénieurs, à l’encontre du projet municipal de Paris, déjà appliqué rue de Rivoli, comportant de grands égouts dans lesquels les eaux de pluie, des ménages et des fosses d’aisances s’écoulaient par des galeries qui tiennent aux maisons. M. Trélat, à cette époque, condamnait ce système, « coûteux pour la ville et les particuliers et infectant, en certains » cas, les maisons riveraines de l’égout ». (Bulletin de 1857, page 310.) Il donnait ses préférences au projet dé M. Baude-Moulin, constituant les égouts au moyen de drains de 0,30 m de -diamètre, logés sous les trottoirs. Il avait lui-même rédigé un projet analogue dans lequel.: « laissant aux ruisseaux l’eau de la » chaussée et la boue, il se bornait à établir au pied des maisons » un véritable drainage en poteries pour recevoir les eaux mé-» nagères aussi' bien que le liquide des fosses, pompé par le. »«concierge de temps en temps (Id.) ».
- Un autre Membre de la Société, dont le nom n’est pas cité; allait plus avant dans une note lue' en * séance le 20 mai 1859 :
- « Au lieu donc de mélanger les résidus avec une grande quan-» tité d’eau, au lieu de créer sous la ville, par de vastes égouts, » de véritables fleuves de putridité, il fàudrait, autant que possible,
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- » les isoler, les enfermer clans des conduites métalliques, les » transporter rapidement, les faire disparaître sans qu’ils laissent » dans l’air trace de leur passage, et les rendre à la terre avec » les sources de fécondité qu’ils contiennent; enfin, envoyer au » fleuve les seules eaux pluviales et d’arrosage. »
- Un autre Sociétaire, M. Boudard, disait encore :
- « Il faut multiplier les égouts... mais en les destinant unique-» ment à l’écoulement des eaux de pluie et d’arrosage », et il ajoutait : « Les inconvénients des égouts à faible pente seraient » considérablement amoindris si l’Administration municipale inter-» disait le dépôt sur la voie publique des immondices à l’état solide » et compact qu’elle autorise aujourd’hui ». Il voulait que ces débris solides fussent enlevés sans avoir pu se mêler aux eaux d’arrosage et de pluie et interdisait l’accès dans les égouts aux eaux ménagères qui seraient évacuées séparément avec les produits des fosses d’aisances. Les égouts étant ainsi exonérés de la plupart des matières liquides ou solides qui peuvent donner lieu aux émanations putrides, leur faible pente 11e présenterait plus les mêmes inconvénients. (Séance cln 17 juin 1859.)
- Enfin, l’infection de la Seine par l’égout collecteur était dénoncée dans une lettre de M. J. Rey, sollicitant de la Société l’étude des moyens d’y remédier. M. A. Gavé opposait, en outre, au projet municipal un contre-projet en vue de la suppression du jet, dans les égouts, de la majeure partie des immondices et de leur conservation pour les besoins de l’agriculture. Le Président Salvetat clôturait la discussion, dans la séance du 17 novembre 1865, par les paroles suivantes :
- .« L’utilisation des eaux par les moyens les plus . économiques » est à l’ordre du jour, et perdre les produits des déjections ou » ne les utiliser qu’en partie n’est qu’un moyen incomplet et » peu satisfaisant.; les transporter à distance pour éviter l’infec-» tion est très coûteux. Supprimer le jet dans les égouts de la » majeure partie des immondices, s’opposer à leur fermentation et * les conserver à l’état pur pour les besoins de l’agriculture, telle » est une solution du problème qui semble d’une réalisation » plus pratique et qui n’exigerait pas des millions. »
- Tel était alors l’état1 de la question devant la Société des Ingénieurs Civils.
- La Yille de Paris cependant maintenait ses tendances et construisait ses grandes galeries d’égout. Elle espérait profiter de la
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- chute créée par un barrage à construire sur la Seine, en aval de Paris pour obtenir une force hydraulique de 1 000 ch afin de relever les eaux de l’égout collecteur d’Asnières, et d’en effectuer l’utilisation agricole. A Londres, on nourrissait des espérances analogues pour l’utilisation des seiuages. Notre Collègue, M. Tron-quoy, nous rapportait, qu’au lieu d’être jetées dans la Tamise, les eaux d’égout de cette ville seront élevées au moyen de machines puissantes pour servir à l’arrosement et à la transformation en prairies de vastes terrains sablonneux et incultes situés à 40 km delà. Le capital nécessaire, 100 ou 120 millions de francs, était souscrit.
- Le temps a fait en partie justice de ces illusions.
- Mais le problème entrait dans une nouvelle phase. Paris s’était agrandi parle reculement de ses limites j usqu’aux fortifications ; Mille et Durand-Glaye venaient de constituer les champs d’essai de la plaine de Gennevilliers pour l’épuration des eaux d’égout,, et les Ingénieurs de la Ville de Paris faisaient les plus grands efforts pour l’adoption du Tout-à-l’égout. En avril 1869, la Société recevait les premières communications de notre Collègue, M. Ronna, sur les irrigations à l’eau d’égout, et quelques mois plus tard, Durand-Claye venait lui-même exposer aux Ingénieurs Civils ses opinions et ses projets.
- De 1871 à 1875, la même question revient fréquemment à l’ordre du jour de nos séances; MM Trélat, Brüll et Maldant donnent leur approbation au système municipal, mais nos Collègues L. Thomas, Leblond, Lencauchez, le critiquent vivement, et ce dernier expose un projet de voirie complet en mars 1872.
- Dans quatre mémoires successifs, qui ont obtenu la médaille d’or de la Société en 1874, M. Ronna fait l’étude générale de l’assainissement des villes et des cours d’eau, des égouts et des irrigations à l’eau d’égout, et il donne la monographie complète des applications déjà faites en Angleterre. Se basant sur les exemples de cette contrée, il critique la dose uniforme d’arrosage de 50 000 m3 par hectare et par an et pour toutes cultures que veulent adopter les Ingénieurs de la Ville de Paris, ainsi que le mode de délivrance des eaux aux cultivateurs. Il s’élève contre la prétention que le seul devoir de la Ville soit d’assurer Dépuration des eaux avant leur retour en Seine, et il proclame le devoir municipal et social de leur utilisation au profit de l’agriculture.
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- On peut considérer que la période des discussions théoriques sur les principes de l’assainissement des villes était parvenue à son apogée vers 1875 et qu’une nouvelle phase, celle des applications pratiques, s’ouvrait alors.
- Londres avait renoncé à l’utilisation agricole par épandage ; la grande Société formée dans ce but ayant sombré, la Métropole anglaise s’était décidée à traiter chimiquement les sewages amenés à Barking, à 25 km en aval de la Cité, afin de les épurer suffisamment pour pouvoir les écouler vers la mer, par la Tamise, en profitant de la marée descendante.
- Berlin adoptait à la même époque le projet d’assainissement de M. Hobrecht, qui divise la ville en douze secteurs, munis chacun ' de leur collecteur de faible longueur, mais de pente relativement forte, et d’une usine de refoulement; les conduites sont de petite section; elles sont pour les quatre-cinquièmes formées de tuyaux, en poteries ; l’introduction des débris ou détritus solides dans la canalisation est proscrite ; les liquides, dont on recherche la concentration en séparant autant que possible les eaux pluviales par l’interposition de déversoirs les rejetant dans la Sprée ou les canaux, sont utilisés par voie d’épandage ; les arrosages ont lieu à faible dose, à intervalles relativement longs, sur des champs très étendus, acquis par la ville à cet effet ; l’exploitation de ce domaine est confiée à une administration indépendante de la ville, dont elle ne subit que le contrôle.
- Paris, de son côté, poursuivait la réalisation du Tout-à-l’égout et de l’épuration par épandage à haute dose sur les terrains très perméables de Gennevilliers. Mais il restait alors à résoudre toute une série de questions accessoires et de détail : amener une quantité d’eau suffisante ; préparer les voies et moyens d’exécution ; déterminer comment se réaliseraient pratiquement les conditions de l’évacuation rapide, les méthodes d’irrigation, le choix des cultures; les doses d’arrosage, l’étendue et la nature des terrains à irriguer; enfin créer le système financier de l’opération. D’autre part, il fallait compter sur un long délai pour l’accomplissement de l’œuvre; or la salubrité ne saurait chômer. L’eau manquait pour engager rationnellement le Tout-à-l’égout; les terrains faisaient également défaut pour l’épuration. Les égouts étaient à modifier pour s’adapter convenablement à leur nouvelle destination ; les maisons anciennes devaient subir une transformation dans le mode d’évacuation des eaux usées, pour l’écoulement direct des vidanges.
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- -Toutes ces questions si complexes se. sont débattues devant la •Société des .Ingénieurs Civils, durant les vingt dernières, années, et chaque fois d’intéressantes discussions y étaient consacrées.. Il suffit pour en donner une idée d’énumérer les mémoires pro-.duits et examinés :
- 1880. — Les Vidanges et les engrais, par M. Faure-Beaulieu.
- 1881. — Les Égouts de Paris,,par M. Dallât.
- 1884. — L’Exposition d’hygiène de Londres,
- 1885. — L’Utilisation des Eaux d’Égout et l’assainissement de
- la Seine, par TI. L. Thomas.
- 1886. — Le Traitement des eaux d’égout, par M. Lancauchez., 1892. — L’Assainissement de Paris et le Tout-à-l’égout; l’adduction des eaux du lac de Genève, par M. P. Du-villard.
- 1893. — L’Alimentation d’eau de Paris et l’assainissement de la Seine, par M. E. Badois.
- 18.93i — Le Congrès d’hygiène et de démographie de Budapest..
- 1895, — LiExpo.sition internationale d’hygiène et le Congrès d’assainissement et de salubrité tenus-à Paris. 189.7,— Le Tout-à-l’égout fermé projeté à Lyon, par MM. P. Aristide-Bergès et Bravet. «
- 1897. — Les Ordures des villes et leur'traitement, par. M. Des-
- brochers des Loges.
- 1898. — L’Assainissement comparé de Paris et des grandes
- villes de l’Europe ; compte rendu de l’ouvrage de MM. Badois et Bieber, par M. E. Chardon.
- On voit quelle attention la Société a toujours donnée à l’étude de ces graves problèmes d’irrigation et d’assainissement que l’enchaînement'des idées lie d’une manière si intime pour assurer d’une-part la salubrité des villes et d’autre part la restitution à l’agricülture des résidus de la vie.
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- V. — Conclusions.
- En résumé, nul champ plus vaste ni plus attrayant n’est offert à l’Ingénieur que celui de l’hydraulique générale;, on voit en quel honneur la Société des Ingénieurs Civils a toujours tenu les études qui s’y rattachent.
- Qu’il s’agisse de l’aménagement des eaux d’un grand pays pour utiliser cette source de richesse, des arrosages ou des dessèchements pour favoriser l’agriculture, de l’alimentation et de la distribution d’eau dans les villes, de la salubrité des cités populeuses et de l’emploi de leurs eaux usées, on se rend compte qu’on est en présence d’une œuvre primordiale de civilisation.
- Ces problèmes sont de tous les temps; les bienfaits qu’apporte leur solution sont universels; les progrès qu’ils permettent de réaliser sont une cause de grandeur et de prospérité pour les. nations, et ils sont sans limite.
- Notre'Société peut se féliciter, en fêtant son cinquantenaire, d’avoir efficacement contribué à ces progrès, et elle contribuera sans aucun doute à les développer encore..
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- CANAUX
- CONSTRUCTION et exploitation
- PAR
- M. Ernest PONTZEN
- La regrettable erreur de croire que les chemins de fer puissent remplacer les canaux a causé un grand préjudice au développement de notre industrie, en enrayant dès le commencement de l’ère des chemins de fer l’achèvement du réseau des voies navigables.
- Aussi est-il permis, pour montrer la gande importance qu’on attachait à l’amélioration des voies navigables, importance qui n’a pas été amoindrie par la création des chemins de fer, de se reporter à une étude très intéressante, publiée en 1837 par le comte Pillet-Will, sous le titre : De la dépense et du produit des canaux et des chemins de fer.
- « Dans l’état actuel des canaux et des rivières, est-il dit dans cette publication, il n’y a pas un seul de nos ports où la houille étrangère ne puisse être livrée à plus bas prix que celle de nos exploitations; il y a même une foule de marchés intérieurs où elle pourrait lui faire une désastreuse concurrence. »
- Plus qu’un demi-siècle s’est écoulé depuis cette constatation et s’il subsiste encore bon nombre de ports et de marchés intérieurs pour lesquels la situation est restée la même, cela ne tient qu’à l’insuffisance des voies de communication permettant des transports à très bas prix, c’est-à-dire à l’insuffisance des voies navigables, tant au point de vue de leur étendue qu’à celui des conditions dans lesquelles les transports peuvent y être effectués.
- La France, plus favorisée par la nature que beaucoup d’autres pays, par les fleuves qui lui assurent des voies navigables naturelles, avait pourtant depuis des siècles fait des efforts pour améliorer ces voies existantes et pour en créer d’autres, artificielles.
- La première application des écluses à sas, substituées aux pertuis, remonte au milieu du xvie siècle; elle fut faite sur la
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- Vilaine et bientôt on profita des écluses à sas pour pouvoir franchir des faîtes au moyen de canaux.
- Le canal de Briare, commencé en 1605 et terminé trente-sept ans après, fut le premier canal à écluses construit en France. En 1680 c’est le canal du Midi, en 1692 le canal d’Orléans, en 1723 le canal du Lôing, qui furent livrés à la circulation. En dehors de ces canaux, le pays était doté, en 1789, d’un certain nombre de canaux moins importants, tels que'les canaux de Givors, de Crozat, d’Aire à Saint-Omer, et un -grand nombre d’autres canaux était commencé ou pour le moins projeté, lorsque survint la Révolution. Parmi les canaux projetés, il faut citer le: canal du Rhône au Rhin, le canal de Saint-Quentin, le canal du Nivernais et le canal de l’Ourcq.
- Malgré l’arrêt qui eut lieu pendant les premières années du. xviiie siècle, la France possédait à la fin du siècle dernier près de 1 000 km de canaux de navigation, formant avec les rivières, plus ou moins bien aménagées pour la navigation, un réseau de voies navigables dont l’utilité poür le développement du bien-être du pays était doutant plus grande que la différence entre le prix des transports sur routes et celui sur les voies navigables est beaucoup plus considérable que celle entre les prix de revient des transports, sur chemins de fer et sur voies navigables.
- Dès le début du xixe~ siècle, l’achèvement des canaux commencés et la construction de ceux dont les projets avaient été préparés, redevinrent la préoccupation des pouvoirs. Les travaux du canal de l’Ourcq et de celui de Saint-Quentin furent repris et des impôts, tels que celui sur le sel, des centimes additionnels et la loi autorisant la vente des canaux existants, devaient fournir les fonds pour pousser les travaux du canal du Rhône aü Rhin, du canal de Bourgogne et du canal du Nord, joignant l’Escaut au Rhin.
- De fait la vente des canaux, qui devait activer, par l’attri-, bution intégrale des produits à la construction des nouveaux.: canaux, l’extension du réseau navigable* n’a pas été réalisée, dans une large proportion et la période de 1800 à 1813 n’a ajouté qu’environ 200 km de canaux à ceux dont le pays avait été doté antérieurement.. . ...
- Dans, la.période de 1813 à 1830, les efforts pour l’extension du * réseau des canaux se combinent avec ceux tendant à l’améliof atioïi des .canaux antérieurement construits. Lés: 200 km de canaux livrés dans l’espace de ces dix-sept années .à .la circulation, se Bull. 18
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- répartissent sur les canaux du Rhône au Rhin, des Ardennes, de la Somme, de Bourgogne, de Bretagne, du Nivernais, du Berry, d’Arles à Bouc et le canal latéral à la Loire.
- Au début de la période 1830-1848, la continuité des voies navigables laissait encore beaucoup à désirer; il n’y avait pas une seule des grandes lignes navigables qui n’ait été interrompue sur plusieurs points; et malgré cet état de choses, les crédits ouverts pour l’amélioration de la navigation n’étaient que d’un million par an ! — Si l’on avait continué avec la même lenteur, les capitaux engagés dans les canaux seraient restés infructueux, ne pouvant rendre aucun service.
- L’agitation qui s’était produite en faveur de la construction de nouveaux canaux et de l’achèvement des canaux commencés, fut grande.. Qn invoqua les résultats financiers et économiques obtenus par le canal du Midi et le canal du Centre, ayant ensemble 350 km de longueur. Les contrées traversées par ces canaux, avaient, en effet, vu augmenter leur revenu de 25 à 26 millions et les recettes du trésor avaient monté de plus de 4 millions de francs. On avait réussi à constituer des sociétés pour assurer avec le concours de l’État, l’exécution des canaux les plus désirés ; d’autres ont été créés sans faire appel au concours de sociétés.
- Grâce à ce mouvement en faveur de la création de voies de communication, et malgré l’apparition des chemins de fer qui se produisit dans cette période, et qui détourna l’attention des voies navigables, le pays a été doté dans cet espace de dix-huit ans de près de 2 000 km de canaux. La période de 1848 à 1852 vit encore près de 400 km s’achever, bien que la construction des chemins de fer vînt de prendre une grande importance et reléguât les travaux pour les voies navigables au second plan.
- Il est permis de dire qu’au moment de la fondation de notre Société, l’attention de nos Collègues était beaucoup plus tournée vers les chemins de fer que vers les voies navigables. Aussi, le réseau de canaux, dont le développement était, en 1848, d’environ 4000 Æra, n’a-4-il vu se resserrer ses mailles qu’avec une lenteur faisant contraste avec l’élan qui s?était manifesté avant l’introduction des chemins de fer.
- En 1870, la longueur des voies navigables effectivement fréquentées par la batellerie était en tout de 11088 km, dont 4:754 km de canaux et 3323 km de rivières canalisées.
- En 1896, donc après l’achèvement du canal de l’Est, remplaçant en partie les réductions d’étendue, résultant de la perte de l’Alsace
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- et de la Lorraine, la longueur de toutes les voies navigables était de 11903 km, comprenant 4928 km de canaux et 6 975 km de fleuves et rivières navigables. L’étendue des cours d’eau flottables était de 1 012 km.
- Pour se faire une idée du développement du service rendu par les canaux, depuis l’année de la fondation de notre Société, il suffit de comparer en de ramenant au tonnage au parcours d’un kilomètre le trafic en 1848 à celui en 1896 :
- En 1848, le tonnage sur les canaux, ramené au.parcours d’un kilomètre, était de......... 550 millions de tonnes
- En 1896 il était de. ........ 2.466 — —
- l’augmentation a donc été de. . . . 1.916 — —
- soit environ dans le rapport de 100 à 430.
- En envisageant la navigation intérieure au total, comprenant celle sur les canaux et sur les rivières, et en ramenant comme ci-dessus le trafic à la tonne au parcours d’un kilomètre, on trouve qu’il y eut :
- En 1848 ....................... . 1.222 millions de tonnes
- En 1896 .......,................. 4.191 — —
- ce qui correspond à une augmentation de 2.969 millions de tonnes, soit une majoration dans le rapport de 100 à 340.
- Le trafic sur les canaux avait donc augmenté dans une plus forte proportion que celui sur les rivières.
- Bien que la construction des voies navigables ait, sauf quelques rares exceptions, toujours été confiée à l’administration, et non à l’industrie privée, qui recourt aux Ingénieurs Civils, notre Société n’est pas restée étrangère aux questions qui se rattachent à la construction et à l’exploitation des canaux.
- Sans avoir la prétention de pouvoir énumérer tous les travaux exécutés et toutes les études faites par des Membres de la Société des Ingénieurs Civils, dans le courant des cinquante dernières années sur le domaine de la construction et de l’exploitation des canaux, nous pouvons néanmoins retrouver dans les comptes rendus de la Société, des indications nombreuses sur le rôle joué dans cette spécialité, par les Membres de la Société ....t
- Dès 1850, donc deux ans après la fondation de là Société, et lorsque le nombre de ses Membres était encore^ très restreint, M. Vuigner l’entretint des- perfectionnements apportés par lui dans la construction des portes d’écluses du canal de Saint-Denis}
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- perfectionnements que le Conseil général des Ponts et Chaussées adopta pour la construction des portes des écluses du canal de la Marne au Rhin.
- Dès 1842, la nécessité de renouveler vingt portes d’éclüses du canal de Saint-Denis avait été reconnue et on avait d’abord songé à; substituer, d’après les idées de M. Poirée, le fer à la majeure partie du bois constituant les portes, maisda dépense de 30.000/ par porte qu’eût nécessitée cette substitution presque complète du fer au bois, fut jugée trop élevée et on adopta les dispositions préconisées par M. Yuigner, c’est-à-dire une solution mixte : le châssis, formé du poteau busqué, du poteau' tourillon et de cinq entretoises, est construit en bois; mais des équerres en fer forgé assurent les joints des ëntretoises et des poteaux. Pour parer à la nécessité des fréquents calfatages, le bordage d’amont, formé de madriers, est remplacé par des feuilles de tôle de 0,0045 m qu’un châssis en fer forgé serre contre le cadre en bois. Ces substitutions partielles du fer au bois ont parfaitement réussi en réduisant les frais d’entretien et en prolongeant la durée. La dépense n’a atteint que le cinquième de celle prévue dans^ le cas du projet abandonné.
- Il faut croire que M. Yuigner continua à s’occuper de la construction des canaux, mais il n’en entretint pas souvent la Société. Dans ses bulletins le nom de M. Yuigner ne reparaît que treize ans plus tard, en 1863, à l’occasion d’une communication sur les moyens qu’on pourrait employer pour diminuer la consommation d’eau aux biefs supérieurs des canaux à point de partage. Il préconisa des flotteurs pour tirer meilleur parti des sas accolés, mais ces propositions, faites en vue du canal de l’Ourcq, n’ont pas été suivies d’exécution.
- Tandis que les études de M. Yuigner visaient l’amélioration de la voie proprement dite, M. Faure appela en 1862, l’attention sur les progrès qui restaient à faire dans les moyens de propulsion. Il signale les essais faits en Belgique avec le système Bouquié sur chaîne noyée. M. Bouquié avait eu l’idée de transformer les péniches, sans rien changer à leur construction, en bateaux-to(leurs, en y établissant des machines faisant to.urner des tambours sur lesquels on peut faire passer la chaîne noyée^ Cet agencement mécanique pouvait être déplacé, d’un bateau,à un autre, ce qui réduisait pendant les jours de planche le montant du capital non utilisé. M; Faure estimait qu’avec le système Bouquié, les. péniches apportant du Nord, le charbon à Paris, pourraient
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- faire au moins huit à dix voyages par an, au lieu des deux a trois qu’elles font avec le halage par chevaux. -
- La question de la traction des bateaux revint-souvent devant la Société. Bien que l’emploi de grappins prenant appui sur le fond de la voie navigable ne puisse pas être admis sur les canaux, M. Faure a signalé en 1863. les essais commencés en 1844 sur le Rhône, avec ce mode de propulsion connu sous le nom de système Verpillieux.
- Pendant de longues années, les communications sur les canaux avaient disparu des ordres du jour de la Société des Ingénieurs Civils, mais le mémoire publié dans le Bulletin de 1873, par M. Richard, sur le canal maritime de Paris à la mer, montre que les Ingénieurs-Civils n’avaient pas cesse de s’occuper de la question des canaux. . /
- •Vauban aurait5 eu, le premier, l’idée de creuser un canal de Paris à la mer, et c’est Dieppe qui avait été choisi par Lui comme point de départ. Le marquis de Crécy et Brûlée, en 1786, et Lemoyne en 1790 ont repris l’idée du canal de Paris à la mer; un projet fut dressé en 1820 par Yiallet, et en 1825, il s’était même fondé une Société pour l’exécution'd’un canal du Havre à Rouen et à Paris, estimé à 215 millions de francs. La Révolution et le développement pris par les chemins de fer arrêtèrent ces projets, et ce n’est qu’en 1863 que M. Richard, en coïlaboratioh avec- M. Aristide Dumont, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, reprirent la question, avec Dieppe comme point de départ. La branche de Dieppe à l’Oise devait avoir 134 km, celle' de l’Oise à Paris (Saint-Denis), 56 km de longueur; On étudia également une variante n’ayant que 155 km de longueur. Le tirant d’eau avait été fixé à 7 m, les écluses devaient avoir 120 m de long, 20 m de large et environ.4m de chute. La variante là plus économique nécessitait encore, d’après les évaluations, plus de 150 millions.;
- La question de Paris Port de mer,, si' chaudement plaidée jusqu’à ces jours derniers par un groupe qui a M. Bouquet de la Grye pour porte-drapeau, n’a pas cessé d’être souvent discutée devant la Société des Ingénieurs Civils de France.' -"b ' ' 1
- De même .que*:le projet dont M. Richard avait, entretenu, en 1873, la Société, et qui visait la substitution d’un canal à la Seine,. dont l’estuaire présentait de grandes difficultés à la navigation ;; de même le canal Saint-Louis,' dont M. ‘Dornès entretint en 1874,1' la Société, est destiné à éviter le passage de la navigation par lés embouchures du Rhône. : 1' A ; ; . J . A t ;• i
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- . A l’occasion de toutes les communications concernant la navigation intérieure, M. Léon Molinos témoigna l’intérét qu’il prenait à ces questions. Un ouvrage très intéressant, publié par notre ancien Président M. Molinos, sous le titre : La navigation intérieure de la France, a été présenté et analysé en, 1875, par M. Richard devant la Société. M. Molinos insistait, dans son ouvrage, sur les inconvénients de la grande variété des dimensions des écluses. Il n’y a que les canaux à très faible profil qui soient hors d’état de subsister à côté des chemins de fer, tandis que ceux qui sont aptes à transporter des bateaux de grand tonnage peuvent effectuer les transports bien moins cher que les chemins de fer. M. Molinos plaide en faveur des bateaux de plus de 260 tx en s’appuyant sur le rapport magistral adressé par M. J.-B. Krantz, en 1873, à l’Assemblée générale.
- Lors d’une discussion survenue en 1875, entre M. Dornès et M. Germain, celui-ci signale l’avance vers l’est de la barre située devant l’embouchure du Rhône, et les inconvénients qui en résultent pour le canal Saint-Louis, dont il fait une critique sévère. M. Molinos intervenant dans cette discussion insiste sur la nécessité d’améliorer la navigation entre Lyon et Saint-Louis, pour que le canal de Saint-Louis, qui a 3,2 km de longueur entre le golfe de Foz et le bassin de 12 ha, qui communique avec le Rhône puisse donner ce qu’on en espérait. Le canal Saint-Louis a 63 m de largeur au niveau des eaux basses et 6 m de profondeur; son écluse a 185 m de longueur et 22 m de largeur, mais tant que le Rhône ne sera pas amélioré, on ne tirera certes pas avantage de ce canal commencé en 1863 et achevé en 1871.
- Après ces discussions touchant directement les intérêts du pays, la question de la construction des canaux ne reparaît dans les travaux de la Société qu’à de rares occasions. En 1879, c’est l?ex-plorateur Soleillet qui fait une intéressante communication sur le canal du Sénégal au Niger. En 1880, le baron d’Engerth décrit la porte flottante construite par lui sur le canal du Danube, à l’amont de Vienne, en vue de régulariser le niveau de ce bras du fleuve et d’empêcher les inondations qui résultent en général de l’amoncellement des glaces charriées par le fleuve. En 1881, M. Blickoff entretient la Société du projet de canal entre la mer Noire et la mer Caspienne, en reliant le Don et le Volga et destiné à servir à la fois à la navigation et à l’irrigation de grandes étendues.
- , En 1882, M. T. Seyrig met la Société au courant des grands tra-
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- vaux qui se poursuivent en Allemagne pour développer l’industrie par la construction de canaux.
- Dans le courant des années 1885 et 1886, la question de la traction ou propulsion des bateaux dans les canaux et sur les fleuves ou rivières revient à plusieurs reprises devant la Société.
- Le tou âge et le remorquage sont discutés et les études de MM. Edmond Roy; Duroy de Bruignac et Gouilly donnent lieu à une série de communications et propositions relatives aux modi-.fications à apporter à la navigation sur canaux.
- La question de la concurrence entre la navigation et les chemins de fer, au point de vue économique, est ramenée devant la Société par une communication, fort intéressante, faite par M. de Nordling.
- L’étude très approfondie de la question des prix de revient des transports par voie d’eau et par voie ferrée, est présentée par cet Ingénieur, dont le nom marque dans l’histoire de nos chemins de fer.
- Tirant parti du trafic considérable dont jouissent les lignes de chemins de fer qui relient des points que des canaux projetés doivent également desservir, M. de Nordling pose en principe que pour toute augmentation de trafic du chemin de fer le prix de revient ne sera que la majoration des dépenses d’exploitation et non pas la part proportionnelle de l’ensemble des charges. Avec cette théorie, dite « de la tonne en sus », il cherche à démontrer que les canaux ne pourraient pas transporter à un prix moindre que les chemins de fer."
- Cette communication amène une discussion dans laquelle MM. Fleury et Pontzen ont successivement insisté sur le rôle respectif des chemins de fer et des voies de navigation, qu’ils ne considèrent pas comme concurrents, mais comme des moyens de transport s’adressant à des clients différents et appelés à s’en-tr’aider et non pas à se combattre. Le mode d’établissement du prix de revient du transport par chemin de fer, d’après la théorie de la « tonne en sus » étant combattu comme inadmissible pour les majorations considérables, et la limite de capacité du transport étant examinée, ces Messieurs cherchent à rendre justice aux canaux qui certes pourraient rendre de grands services à l’industrie en général, sans nuire à celle des chemins de fer.
- Pour pouvoir transporter à bas prix sur les canaux, il ne faut pas seulement que ces voies de communication permettent, par l’uniformité de leur profil transversal et des dimensions de leurs
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- • écluses, le passage des bateaux d’un canal à' l’autre, il faut aussi que les frais de traction soient réduits. Unn capacité considérable ' des bateaux est: l’une des conditions pour pouvoir arriver à ce résultat pune autre; est l’amélioration du mode de traction. Lés .avantages que présentent les remorqueurs et les toueurs ont fait l’objet de fréquentés discussions. On a vu que le système Bou-quié qui devait réndre à volonté tout bateau automobile avait trouvé des défenseurs devant la Société. ‘ Le système de halage par câble marcheur de l’Inspecteur général.des Ponts et Chaussées, -M. Maurice Lévy, appliqué sur une section du canal de Saint-Maur, permet à chaque bateau de se faire haler en s’attachant au moyen d’appareils ingénieux, après'le: câble qui se meut toujours le long du canal. En 1886, M. de Schryver a entretenu, la Société d’un système analogue dù à M. Rigoni et il profite de l’occasion pour faire „ connaître les prix de revient de la traction sur un grand nombré de canaux. Un essai fort intéressant avec un système de traction par câble marcheur, fut fait par Un Membre de la Société, M. Oriolle, en 1889, sur le canal de Saint-
- • Quentin et un grand nombre de Membres a pu assister, fin'juillet 1889, près de Tergnier, à ces essais, de halage funiculaire.
- De même que les divers systèmes de halage moyennant câble marcheur peuvent être considérés comme inspirés par lé succès „qu’ont eu, dès 1873, les tramways à traction funiculaire aux États-Unis, de même les avantages présentés par la traction électrique sur les tramways, appelaient l’attention sur l’emploi de ce mode de traction pour les bateaux. , r
- ; C’est à M. de Bovet que revient l’honneur d’avoir fait? une application très Bien étudiée de la traction électrique au halage sur canaux et sur rivières. Là encore, on retrouve le nom de M. Mo-linos parmi ceux qui cohcourent à ces études.
- -. Une autre application ‘ de la traction électrique, étudiée par M. Denèfle, a été essayée avec succès sur le,canal de Bourgogne.
- • ' En voulant se. borner à ne parler que des questions dont on
- s’est; occupé à la Société des- Ingénieurs , Civils, de France, on laisse de grandes lacunes dans l’énürnération' des progrès réalisés en Francè dans la construction et l’exploitation des canaux. Cela s’explique, du reste, par le fait que là..construction et l’en-iretien de nos voies navigables'sent confiés à l’administration de l’État et se trouvent dès lors du ressort du service: des Ponté et -Chaussées,, dont les fonctionnaires ne font pas partie de la Société des Ingénieurs. Civils de France. : ' 1k ;u, e ;
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- Sans cette circonstance particulière, des faits tels que l’exécution d’écluses à 10 m de chute, l’alimentation de biefs de partage à l’aide de machines élévatoires, la substitution de plans inclinés aux échelles d’écluses, l’étude sur l’influence de la forme des bateaux, sur la résistance à la traction (par M. de Mas), et bien d’autres progrès et études auraient figuré dans la présente notice.
- Les Congrès internationaux de navigation intérieure ont heureusement été l’occasion pour ceux des Membres de notre Société qui s’intéressent aux questions de navigation, pour être non seulement renseignés sur ce qui se passe à l’étranger, mais aussi par les rapports que les.Ingénieurs des Ponts et Chaussées présentent à l’occasion de chaque Congrès, sur ce qui se fait en France.
- La Société des Ingénieurs Civils de France était largement représentée dans chacun de ces Congrès. Depuis le premier, tenu en 1885, à Bruxelles, des Congrès ont successivement eu lieu, en 1886, à Tienne ; en 1888, à Francfort; en 1889, à Manchester; en 1892, à Paris ; en 1894, à la Haye, et M. Jules Fleury a le grand mérite d’avoir fait au profit de tous les Membres de notre Société, après chacun de ces Congrès, un exposé complet de ce qui avait été dit et fait dans ces Congrès, toujours suivis d’excursions.
- Ces Congrès s’occupaient des canaux sous le rapport de leur construction et de leur exploitation, et en général de toutes les questions ayant trait à la navigation intérieure et dès lors aussi des embouchures des fleuves, question souvent portée devantla Société.
- Le YIIe Congrès international de Navigation se tiendra du 25 au 30 juillet 1898, à Bruxelles. De même que le YIe Congrès, il ne se limite plus à la navigation intérieure seulement, mais embrasse aussi les canaux maritimes et les ports maritimes. Dans ses travaux divisés en sections, la 2e section consacrée aux canaux de navigation intérieure fournira sans doute beaucoup de renseignements fort intéressants et la Société des Ingénieurs Civils de France se trouvera représentée dans cette section parmi les rapporteurs français, par M. de Bovet.
- M. Jules Fleury, l’un des délégués de la Société au YIIe Congrès de Navigation, fidèle à ses habitudes, viendra sans doute dans le cours de l’année, rendre compte à la Société des Ingénieurs Civils de France, des travaux de ce Congrès et il ne manquera pas de signaler les communications qui auront été faites dans la 2e section. Ce sera un exposé de la situation actuelle de la construction et de l’exploitation des canaux de navigation intérieure.
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- DEUXIÈME SECTION
- BiffllOl ET SIS APPLICATIONS
- MINES A VAPEUR
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- MÉCANIQUE HYDRAULIQUE
- I
- RÉGEPTEURS H^RAULIQUES
- PAR
- M. BA.DOIS
- Historique. — L’une des applications les plus importantes de l’art de l’Ingénieur dans la mécanique, a toujours été l’utilisation dé la puissance des chutes d’èau.
- é De tous temps, et chez tous les peuples civilisés, des roues plus ou moins rustiques faisaient tourner des moulins ou procuraient la force motrice pour les usines. Les Égyptiens employaient les Saquiehs, les .Chaloufs ou les Norias pour élever les eaux dti Nil sur leurs terres.
- Progrès.— Turbines. — Les progrès de la construction et de la métallurgie, depuis le commencement du xixe siècle, aidèrent, en Europe, à l’amélioration de ces engins qui étaient jusqu’alors presque exclusivement œuvres de charpenterie sou-, vent grossières.
- ~ En Angleterre se construisirent, au début de ce siècle, les premières. roues hydrauliques en fer. Puis vinrent les turbines, créées exclusivement par les Ingénieurs français, dans leurs applications réellement pratiques, Fourneyron (1827), Fontaine-Baron (1839), Jonval Kœchlin (1841), quoique le principe en ait été trouvé par Euler.
- Le fonctionnement de ces appareils süopérait par réaction', L.-D. Girard (1851) adopta le principe de fonctionnement par action ou libre déviation de l’eau motrice, qui le conduisit à l’application d’un autre principe non moins fécond, celui de Y admission partielle du liquide sur les aubes, en proportion du volume d’eau disponible.
- Situation en 1848. —Au moment ou sô fondait la Société des Ingénieurs Civils, commençait ainsi ' une ère nouvelle pour
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- cette branche de la mécanique* et les perfectionnements qui se sont succédé ont abouti à des installations des plus importantes pour l’utilisation de la puissance motrice de l’eau aux forges, à l’élévation des eaux, aux ateliers et manufactures de tout genre et à la production de l’électricité dynamique.
- Qu’il suffise de rappeler les usines de Bellegarde, de Schaf-fouse, de Zurich, de Genève, les turbines de l’Isère, fonctionnant sous des chutes de 500 m et plus, et enfin l’utilisation des chutes du Niagara.
- A chacune de ces installations grandioses se trouvent liés les noms de membres de la Société des Ingénieurs Civils. Nous devons citer, en première ligne, Girard et son associé Gallon. Celui-ci fut l’un de nos fondateurs ; pendant vingt années, il ne cessa de siéger au Comité et au bureau ; il fut élu Président, en. 1857, et Président honoraire en 1878. Il faut nommer ensuite ses élèves, devenus des maîtres eux-mêmes, Bergès, Féray, L. Vigreux et Ch. Bourdon.
- Perfectionnements réalisés. — La construction des turbines est aujourd’hui si courante et d’une telle perfection que les rendements de 80 à 90 0/0 de ces appareils sont normalement obtenus; mais, en 1850, on en était encore aux chiffres de 45 à 600/0, et cela n’avait lieu que pour un débit à peu près constant et pour une chute peu variable. Ce fut à l’Exposition de Londres, en 1851, que se révéla la turbine Girard, pour laquelle Callon annonçait la possibilité d’obtenir un rendement effectif de 70 à 75 0/0, même à marche noyée, et pour des volumes d’eau variables dans le rapport de un à sept (1).
- Puis apparurent les turbines des mêmes ingénieurs à injection partielle, à axe horizontal ou vertical, les turbines centrifuges, celles à siphon pour utiliser de basses chutes, etc. Ces inventions successives furent la source d’une grande quantité d’applications nouvelles.
- 'Les modèles des appareils français ont été presque universellement suivis pendant de longues années, aussi bien ceux de Girard et Callon que ceux perfectionnés de Fourneyron, Fontaine et Jonval. - :
- Plus récemment, un modèle différent surgit en Amérique, celui des turbines centripètes, dans lesquelles l’eau s’introduit par la .circonférence et sort par le centre. Cette- disposition présente,
- (1) Séance du 17 octobre 1851, Bulletins de 1852, page 305.
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- dans bien des cas, des avantages spéciaux, comme facilité d’établissement, et comme constance de rendement pour des. chutes d’eau variables, elle fait l’objet aujourd’hui d’une fabrication industrielle en France, à laquelle sont attachés les noms des Ingénieurs Singrjin et Béthouart, Brault et Teisset.
- Chemin de fer glissant. — Avant de clore le chapitre des turbines, on ne peut passer sous silence l’invention de Girard, d’un chemin de fer hydraulique où le roulement serait remplacé par un glissement sur une couche liquide et où l’eau agirait comme propulseur sur une turbine de diamètre infini. Les ingénieuses combinaisons de cette conception ont été rapportées à la Société par l’auteur en 1852, et plus tard, en 1890, par l’un doses élèves, également sociétaire, M. Barre,, qui faisait revenir la question après l’Exposition de 1889, pour décrire le spécimen de, chemin de fer glissant qu’il y avait installé et qui fonctionna avec un succès dont tous les Ingénieurs se souviennent.
- Roues hydrauliques.— Les roues hydrauliques paraissaient en 1848 avoir atteint le maximum d’effet utile dont elles étaient susceptibles. Les leçons de Poncelet, membre honoraire de notre Société, de Bellanger, l’éminent professeur de mécanique à l’École Centrale, du général Morin que la Société compte au nombre de ses anciens Présidents et Présidents honoraires, avaient fait obtenir le chiffre de 66 à 70 0/0, et l’on croyait ne pouvoir aller plus loin en pratique. Il était réservé à un Ingénieur Civil, M. Sagebien, de mieux appliquer encore les leçons de ces maîtres et de construire en 1856, une roue hydraulique d’un type nouveau, éminemment rationnel, rendant, en effet utile, de 85 à 92 0/0 de la puissance brute de la chute d’eau. Une importante application en fut faite à l’usine de Marly, et ce modèle est devenu classique.
- Appareils élévateurs d’eau. — Comme se rattachant à la technique des récepteurs hydrauliques, il faut considérer certains mécanismes où l’eau n’agit plus comme puissance, en raison de sa chiite, mais comme résistance, en vertu de l’élévation qu’on lui fait subir pour l’employer, par exemple, à des irrigations, ou pour opérer des épuisements. L’effort moteur est produit alors par la vapeur ou toute autre force mécanique qui fait mouvoir l’appareil hydraulique en sens inverse de celui de l’action de l’eau. Ce genre de machines où le récepteur hydraulique est
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- retourné "et transformé en appareil élévateur a donné lieu depuis une dizaine-d’années à des installations très remarquables ; il ne faut pas oublier d’ailleurs l’emploi qu’avait fait du même principe, Léonce Thomas, l’un des Ingénieurs les plus, éminents de' la Société, pour des cas moins importants. Nous voulons signaler les usines créées à Adfeh et à Khatatbeh, dans la Basse-Égypte, pour le service des irrigations, ët construites par nos collègues J. Farcot, ancien Président, et L. "Vigreux. À Adfeh, le relèvement de l’eau atteint un volume de 48 m3 par seconde (plus de 4 millions de mètres cubes par jour) et s’opère au moyen de roues Sagebien renversées, mues par des machines à vapeur.
- A Khatatbeh, on fait usage de pompes horizontales centrifuges, d’un type nouveau, créé pour la circonstance par la maison Farcot, mues par des machines à vapeur dont la bielle tourne dans un plan horizontal, afin de pouvoir attaquer directement la manivelle de l’arbre vertical de la pompe. Le volume d’eau élevé est de 40 m3 par seconde. La description de cette dernière usine et la constatation des résultats produits, ont donné lieu à un remarquable mémoire de M. Brüll, ancien Président de la Société (.Bulletin de 1886), présentant pour le jaugeage des rivières, une méthode sure et élégante dont il a fait usage.
- . Une autre installation du même genre, quoique moins importante, a été faite par la même maison aux marais de Fos, en France et décrite par M. Louisse (Bulletin de 1894).
- Il n’y a qu’un pas à faire de ces machines servant à l’irrigation agricole, à celles employées à Paris pour élever les eaux d’égout à déverser sur les champs d’épandage de Gennevilliers et d’Achèves, et un autre pour arriver aux machines élévatoires destinées aux alimentations d’eau publiques, où nous retrouverions encore les noms de Girard, Farcot, Callon et de bon nombre de nos Collègues, Ingénieurs ou Constructeurs. Mais insensiblement, nous sortirions du domaine des récepteurs et machines hydrauliques que nous avons voulu parcourir.
- Conclusion. — Qu’il nous suffise de conclure que ce domaine, qui S’est notablement développé et embelli pendant les cinquante années écoulées depuis la fondation de notre Société est resté l’un des fiefs incontestés du Génie Civil, et l’un de ceux où les Ingénieurs Civils ont fourni avec maîtrise la plus belle carrière, en procurant à Findustrie française et aux Travaux Publics les plus riches moissons de succès. r v ’ ' v.
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- EMPLOI DE L’EAU SOUS PRESSION
- PAR
- M. LUSTREMANT
- Depuis que Pascal a montré la puissance que pouvait mettre aux mains de l’homme la pression de l’eau, un grand nombre de savants, d’ingénieurs et de mécaniciens en France, en Angleterre et en Allemagne, ont cherché à l’utiliser pour actionner des machines diverses.
- On peut citer, dans l’ordre chronologique, Bélidor, Bramah, Hoell et Winterschmidt, Junker, Nicholson, mais les applications ont été relativement restreintes.
- État de la question en 1848. — Ce n’est qu’en 1846, c’est-à-dire deux ans avant la fondation de la Société, que les machines hydrauliques sont réellement entrées dans la pratique et l’honneur en revient à Sir W. Armstrong qui, le premier, a démontré sur une vaste échelle le parti à tirer de la pression hydraulique agissant directement comme moteur, ou à distance comme agent destiné à transmettre la force.
- W. Armstrong utilisa d’abord la pression des réservoirs de distribution d’eau ou des réservoirs installés spécialement.
- Les résultats obtenus lui paraissant insuffisants, il imagina, en 1851, de créer une chute artificielle au moyen de l’accumulateur qui consiste essentiellement en un piston qu’on charge pour obtenir la pression dont on a besoin.
- Travaux accomplis de 1848 à 1898. — A partir de l’année* 1851, les installations hydrauliques prirent une extension considérable en Angleterre.
- En France., le mouvement ne fut pas suivi immédiatement. Toutefois, des Membres éminents de la Société, comme notre ancien Président honoraire M. Flachat, et M. Guillaume, Ingénieur aux chemins de fer de l’Est, Secrétaire et Vice-Président de la Société, se sont rendu compte des services que .pouvait rendre l’hydraulique en faisant installer, en 1853, à la gare Saint-Lazare
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- et aux Entrepôts de la Villette, des monte-charges et treuils basés sur l’emploi de l’eau.
- En 1857, M. Benoît Duportail étudia l’appiicatioh de l’eau sous pression au forgeage : si l’appareil qu’il imagina ne peut être comparé aux presses colossales actuellement en usage, il faut cependant lui rapporter l’honneur de l’idée première.
- C’est sous l’impulsion d’un Membre de la Société, M. Louis Barret, Ingénieur de la Compagnie des Docks et Entrepôts de Marseille, que les machines hydrauliques prirent un sérieux développement en France. -
- Les appareils, importés d’Angleterre, qu’il'fut chargé d’installer, en 1863, aux Docks de Marseille, constituèrent la première grande application qui fonctionna industriellement et les belles études, qu’il publia à ce sujet, servirent de point de départ à ce qui s’est fait depuis.
- M. Barret fut suivi dans cette voie par M. Neustadt qui, après bien des efforts, parvint à convaincre les ingénieurs de la marine militaire : M. Neustadt fit, en 1864, à Lorient, et en 1868, à Cherbourg, des installations, manœuvres de vannes et grues, qui donnèrent d’excellents résultats et fonctionnent encore aujourd’hui, à la satisfaction des services qui les emploient.
- Les installations hydrauliques se généralisèrent en France, lorsque, après bien des hésitations, bn reconnut la nécessité d’améliorer les ports et de les doter d’un outillage en mesure de répondre aux exigences de la navigation.
- Le Génie Civil français, qui s’était laissé devancer par l’Angleterre, regagna le temps perdu, et les perfectionnements qu’il apporta aux applications multiples qui lui furent demandées, lui permirent d’égaler au moins ses concurrents, sinon de les dis- ' tancer.
- Applications générales de l’eau sous pression. —
- Toute application de l’eau en pression comporte avant tout les machines destinées à créer la pression qui est ordinairement de 50 kg par centimètre carré et peut aller jusqu’à 4007cg.
- - On établit, au point le plus rapproché des appareils a desservit^ une machiné centrale qui comporte un ou plusieurs moteurs à 'vapeur actionnant directement des pompes.
- Celles-ci * refoulent l’eau dans des canalisations en communication avec un ou plusieurs accumulateurs dont le rôle est de maintenir la pression à peu prés constante et d’emmagasiner une
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- certaine quantité de travail. La marche des moteurs et leur production de force sont automatiquement réglées par la consommation d’eau : les machines s’arrêtent lorsque le travail est nul et se remettent d’elles-mêmes en marche dès qu’il reprend.
- Les machineries les plus importantes sont celles du Havre, installées par les Forges et Chantiers de la Méditerranée, et celles de Marseille et de. Dunkerque, construites par la Compagnie de Fives-Lille.
- L’eau comprimée peut, sans inconvénient, être utilisée dans un rayon de 2 km h partir de la machinerie!
- Les machines auxquelles elle sert d’agent moteur sont de deux genres :
- Celles qui sont basées sur le principe de la [presse hydraulique, c’est-à-dire où l’eau est introduite sous un plongeur où piston dont le mouvement rectiligne est utilisé soit directement, soit avec amplification de course par mouflages plus ou moins nombreux (appareils funiculaires).
- Celles à mouvement continu, ou machines rotatives, qui sont généralement à trois cylindres et fonctionnent comme les machines ordinaires. Le type de Brotherhood, propagé en France par nos~Collègues, MM. Chapman et Yaslin, est bien connu.
- Les appareils funiculaires sont les plus employés, mais les machines rotatives ont reçu néanmoins de nombreuses applications, et il convient de signaler les perfectionnements aux distributions et aux changements de marche que leur ont apportés les constructeurs français, parmi lesquels il faut citer MM. Yollot et Badois, et la Société Lyonnaise. •
- Depuis vingt ans, les applications des machines hydrauliques se sont multipliées dans les grands travaux et l’industrie :
- Service des forts militaires et de commerce; exploitation des ports; marine militaire; navigation fluviale; et canaux; manutention dans les gares de chemins de fer; industries métallurgiques; industries diverses et installations domestiques. - '
- Service des ports.—Le service des ports comporte, pour permettre l’entrée des navires et leur répartition dans les bassins, une série d’ouvrages qui iùippreùrient des portes d’éclusesy des vannes et des ponts mobifes^d.AWla manoeuvré se faisait-autrefois dans des conditions pépiÈles*; l’eau'sous pression a. permis de la rendre facile. ‘Y. u
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- Les vannes sont actionnées par des presses à action directe qui les soulèvent, les abaissent et les maintiennent à volonté dans tontes les positions, comme à Saint-Nazaire, Lorient, Le Havre, Dieppe, Calais, Dunkerque, etc.
- Les portes d’écluses s’ouvrent et se ferment soit par des appareils à action directe, avec poulies de renvoi et chaînes, soit par des treuils commandés par des machines rotatives : Dunkerque, Calais, Dieppe, Le Havre, canal de Tancarville, Honfleur, Cherbourg, Saint-Malo, Saint-Nazaire, canal de la Basse-Loire, etc.
- Toutes ces installations, importantes plutôt par le nombre des appareils que par leurs dimensions, ont été faites par la Société des Forges et Chantiers de la Méditerranée, la Compagnie de Fives-Lille, les Chantiers de la Loire, MM. Bon et Lustremant, etc. Elles comportent, en plus des appareils ci-des-sus, des cabestans de halage dont la force varie de 500 à 15 000 kg, commandés par des machines rotatives.
- Les ponts mobiles, qui sont destinés à permettre aux navires l’entrée des passes d’écluses, se divisent en ponts tournants et en ponts roulants.
- Les ponts tournants sont les plus usités : ori les fait aujourd’hui à pivot central hydraulique. Le pivot, au iqoyen d’un che-'vêtre spécial, soulève le pont d’une quantité un peu supérieure à la flèche que prend la volée, et la rotation s’obtient au moyen d’appareils funiculaires tirant sur la culasse.
- Les ponts les plus importants manœuvrés dans ces conditions sont ceux de la passe de la Joliette, à Marseille (Forêt et Cie) ; de Calais; du Pollet, à Dieppe; et de l’écluse Nord, à Dunkerque (Compagnie de Fives-Lille) ; du bassin de l’Eure, au Havre (Forges et Chantiers de la Méditerranée); Bellot, bassin à pétrole, au Havre (Bon et Lustremant).
- Les ponts roulants offrent moins d’application que les ponts tournants, mais le problème à résoudre est plus difficile et, par suite, plus intéressant.
- Le système employé par Sir W. Armstrong en Angleterre et à Anvers, où le mouvement de translation est combiné avec un basculement, offre, des inconvénients et conduit à des poids considérables. *
- Les solutions adoptées en France sont plus élégantes et d’un fonctionnement plus-assuré" ’•
- On a employé deux systèmes":
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- 1° Le pont est soulevé par une presse centrale agissant sur un ehevêtre qui porte des galets ; le pont roule sur ces galets et est envoyé sur d’autres galets placés sur le terre-plein, de distance en distance.
- Le premier pont de ce genre a été fait à Saint-Nazaire. Commencé par les Établissements Cail, il a été achevé et mis en service, en 1885, par MM. Bon et Lustremant.
- La Compagnie de Fives-Lille en a établi peu après, du même genre, à Saint-Malo et à Saint-Servan.
- 2° Le pont porte ses galets de roulements avec dispositif articulé pour assurer la répartition de la charge. Il est toujours soulevé en son milieu par une presse unique et le ehevêtre porte une voie qui vient se placer au niveau de celle établie sur le sol.
- C’est M. Baddis, Vice-Président de la Société, qui, le premier, de concert avec M. Yollot, a étudié et construit à Brest un pont de ce système : la traction du pont se fait au moyen d’un treuil commandé par une machine rotative à renversement de marche.
- Les résultats ont été très satisfaisants.
- Un pont roulant du même genre a été installé à Cherbourg par MM. Bon et Lustremant. La traction s’opère par un appareil funiculaire avec dispositif spécial pour empêcher le mou de la chaîne.
- Exploitation des ports. — Si l’emploi de l’eau a été précieux pour l’installation des ports, les services rendus ont été plus grands encore pour leur exploitation.
- Il est capital, pour la prospérité d’un port, d’abréger autant que possible le séjour qu’y font les navires et, pour cela, il faut le doter d’un outillage capable de manutentionner, avec la plus grande rapidité, les marchandises importées et exportées; les grues hydrauliques ont réalisé toutes les conditions de vitesse, de sécurité et de régularité.
- Les moteurs employés sont des appareils funiculaires (donnant jusqu’à 20 m de course) pour les petites forces, et des pistons à action directe pour les grandes puissances. Les variations de force s’obtiennent, soit par des plongeurs concentriques qui agissent isolément à volonté, soit par des combinaisons de surfaces dans lés pistons, soit enfin par des tranformations de pression.
- À l’origine, toutes les grues hydrauliques étaient fixes, d’où inconvénients sérieux pour les manutentions courantes, et augmentation du nombre des appareils dans des proportions exagérées.
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- . Les grues roulantes devaient donner la solution complète, mais il fut difficile d’arriver à en faire accepter l’emploi, Sir W. Armstrong en ayant longtemps combattu le principe. ,
- Après bien des efforts, MM. Bon et Lustremant parvinrent à le faire adopter. ...
- D’une manière géné.rale, les grues'sont établies, sur des portiques roulants sous lesquels peuvent passer les wagons, de ma* nière à ne pas perdre de place.
- La première grande installation balte sur le continent est celle du port d’Anvers, en 1883, obtenue par MM. Bon et Lustremant, après un concours avec les maisons anglaises et allemandes.
- La Compagnie de Fives-Lille outilla ensuite, dans des conditions analogues, en 1887 et 1888, les ports de Marseille et de Rouen.
- Les ports du Havre (1887 à 1890), de Dunkerque (189o).et: de Bordeaux (1896), furent installés par MM. Bon et Lustremant.
- Les grues roulantes ne sont utilisées que pour les petites forces, au maximum jusqu’à 10000 kg, Les appareils de grande puissance sont fixes et à action directe1. ; les plus importants sont :
- Trois grues tournantes de 160 000 kg de force, portée 20 m, hauteur 36 m, établies par MM., Bon et ;L,ustreman.t -aux, ports militaires de Brest,. Toulon, et Lorient en 1883, 1881 et 1883.
- Une bigue oscillante de 120 000 kg avec course verticale,du fardeau de 14 m et déplacement horizontal de 14 m-' èdhstruitë-par la Compagnie de Fives-Lille pour le port de Marseille.''’ 1
- Une bigue semblable de 100 000Wcfc hauteur 35 m, déplacement horizontal 18,50 m, installée à Cherbourg par MM. Bon et Lustremant.
- Marine militaire.—Les machines hydrauliques ont été employées sur une grande échelle dans la marine militaire et pour l’artillerie. \
- Il suffit de citer les beaux travaux de notre ancien Président, M. J. Farcot, qui transforma la manoeuvre des tourelles de cuirassés et des canons. Sans entrer dans le détail de l’installation d’un navire de guerre, rappelons, qu’au moyen de l’hydraulique, il arriva à faire fonctionner avec une douceur et une précision incomparables, les engins les plus formidables.
- La Société^ des Forges et Chantiers de la Méditerranée le suivit dans cette voie, et notre éminent Collègue, M. Canet, créa, pour son artillerie, les dispositifs les plus ingénieux.
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- Navigation fluviale. — Pour la navigation fluviale et les canaux, l’emploi de l’eau comprimée a été fréquent. •
- , Citons les installations du canal Saint-Denis faites sous la direction de M. Le Châtelier : ponts tournants des rues Dieu, de la Grange-aux-Belles et d’Aubervilliers, munis d’engins hydrauliques par MM. Bon et Lustremant de 1884.à 1886;
- Ecluses d’Aubervilliers outillées par la maison Toulet, d’Albert;
- Pont levant de la rue de Crimée, étudié et construit par la Compagnie de Fives-Lille en 1884 ; -
- Ecluses de Bougival par la même Compagnie ;
- L’installation la plus importante et la plus remarquable pour la navigation intérieure est certainement celle de l’ascenseur des Font mette s (1885), .due à la Société des. Anciens Établissements • Cail. .
- Ce travail colossal a présenté de grandes difficultés qui ont été surmontées de la façon la plus complète et la plus heureuse, et fait le plus grand honneur aux ingénieurs qui l’ont dirigé, entre autres à notre collègue M. Barbet.
- Chemins de' fer: — Les chemins de fer ont aussi eu recours ; aux machines hydrauliques :
- Le Nord et l’Est, pour la manœuvre des wagons dans leurs gares de Paris, au moyen de cabestans construits par MM. Yollot et Badois. ' v''-v
- L’Ouest, pour le service complet de la gare Saint-Lzaare,>où l’on remarque, outre les appareils courants, des monte-wagons •de; dimensions peu - ordinaires et des plaques tournantes servant en même .temps de transbordeurs.
- si p Les Ingénieurs de la Compagnie de Fives-Lille ont résolu dans cette installation nmffies problèmes les plus difficiles. •
- Métallurgie. —- La métallurgie et les industries qui s’y rapportent ont trouvé dans les machines hydrauliques et particulièrement dans les presses des outils puissants qui leur ont permis de transformer le travail du fer et de l’acier et de produire, dans des conditions exceptionnelles, les pièces énormes, canons, blindages, etc., nécessaires aux nouveaux armements. 1
- On essaya-d’abord les marteaux hydrauliques, parmi lesquels il faut citer ceux de MM. Gnillemin et Minary (1851) et Me M. Bourdon (1852), '' A-vp:.
- Puis vinrent les presses»!.forger. En 1847, Ch. Fox imagina
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- un appareil où la pression est produite par des contrepoids soulevés par l’eau. En 1857, M. Benoît Duportail fit une véritable •presse à forger avec laquelle on put faire pour la première fois des essais pratiques.
- Cette presse servit de point de départ à celles qui furent ensuite construites par Haswell, Tweddel, Davy frères pour Cammel à Shefïield, Tannet et Walker.
- La puissance des presses varie de 2000 à 6 000 t, et l’on peut citer celles de Chàtillon-Commentry à l’Usine Saint-Jacques, des Aciéries de la Marine à Saint-Chamond et du Creusot.
- ' Les Ingénieurs français apportèrent à ces appareils des modifications et des améliorations qui leur font honneur.
- Une presse de 8 000 t fut installée par MM. Bon et Lustremant aux Forges de Châtillon et Commentry pour des essais de compression d’aciers et une autre de 300 t avec 5 m de course, à la Fonderie de Bourges, pour le mandrinage des canons.
- Pour le travail des métaux, il faut rappeler, entre autres machines remarquables, la presse de M. Brunon pour la fabrication des bandages; et la machine à river de M. Delaloé qui est construite par M. Piat et a donné lieu à de nombreuses applications qui rivalisent, non sans succès, avec les meilleurs appareils Tweddel.
- Industries diverses. — Il serait trop long de rappeler les applications des machines hydrauliques dans les industries diverses, sucreries, stéarineries, etc., etc.
- Citons les noms de MM. Morane, Desmarais, Champigneulles, etc., qui en ont fait les applications les plus diverses.
- ; Nous ne pouvons terminer sans parler des ascenseurs qui constituent une industrie véritablement française. L’initiateur fut M. Édoux, dont les appareils sont si universellement répandus. A sa suite vinrent MM- Bon et Lustremant, Heurtebise, A- Pifre, Roux et Combaluzier.
- Conclusion.—: En résumé, les machines hydrauliques constituent une industrie importante aux progrès de laquelle la Société des Ingénieurs Civils a apporté un concours efficace et important, et dont le développement prendrait des proportions plus considérables encore, si l’on trouvait le moyen de rendre la consommation d’eau proportionnelle au travail à effectuer.
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- III
- APPAREILS AC CE S S PIRE S
- . PAR
- M. Paul ROGER
- A côté des grands travaux exécutés par le Génie Civil depuis un demi-siècle, des améliorations et des perfectionnements apportés aux constructions mécaniques, des découvertes toutes récentes en électricité, les appareils accessoires, dans une sphère plus modeste, se sont, eux aussi, développés, considérablement modifiés ou perfectionnés, en suivant pas à pas les progrès réalisés par les machines, dont ils sont le complément obligatoire.
- C’est ainsi qu’une invention ne reste jamais isolée, qu’un progrès en appelle un autre, que le moindre effort ne saurait demeurer stérile, et que les plus modestes idées sont quelquefois l’origine des plus importantes découvertes.
- En ce qui concerne les appareils que nous désignons sous le nom d’accessoires de la mécanique générale, si nous nous reportons à cinquante années en arrière, nous constatons que la robinetterie, les pompes, les appareils d’alimentation et de contrôle se trouvaient être, pour la plupart, des plus rudimentaires et qu’un grand nombre d’entre eux, aujourd’hui. d’un usage fréquent, étaient complètement inconnus.
- Les progrès et le développement des chaudières et des machines à vapeur ont, comme on va le voir, modifié sensiblement cet état de choses.
- Robinetterie. —Notre regretté collègue Camille Polonceau, qui fut en 1856 Président de la Société des Ingénieurs Civils, dans une. communication faite en 1850 à la Société, donne connaissance des modifications qu’il a apportées à la robinetterie des locomotives des chemins de fer d’Orléans. On n’avait employé jusque-là que le robinet bienconnu, dit robinet à boisseau, appareil classique dont il paraît difficile de découvrir l’origine, et 7qui était déjà en usage au xve siècle, car il figure dans un grand romben d’ouvrages de cette - époque. : : .
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- Camille Polonceau, clans cette: séance de la Société, annonce qu’il a remplacé ce robinet ordinaire par des vannes à fermeture conique qui constituent les robinets, aujourd’hui d’un emploi fréquent, appelés robinets à pointeau, et qui ont dû être à cette époque le point de départ des robinets actuellement si répandus et dits robinets à soupape.
- Il semble que les inconvénients du robinet à boisseau aient de tout temps engagé les inventeurs à chercher, pour les tuyauteries, un autre système de fermeture.
- On a la preuve de cette préoccupation dans le mémoire de notre regretté collègue Benoit Duportail qui, dans la séance de la Société du 21 août 1857, donne communication d’un système de vannes à diaphragme en bronze, à sièges rapportés , et fermeture caoutchouc, dû à M. Siéber, également membre de la Société, ingénieur à la. Compagnie des Forges d’Audincourt. C’est dans cet ordre d’idées que les ingénieurs et les constructeurs continuent leurs recherches. En 1865, MM. Broquin et Lainé, membres de la Société, introduisent en France le robinet américain ditPeet-Yalve, du, nom de son inventeur.. Ce robinet, qui consiste.en deux disques qu’un coin force à s’appliquer sur leurs sièges, est à cage méplate. Il est aussitôt adopté par la marine de l’Etat et se construit jusqu’à 600 mm d’orifice; mais à cette époque les chaudières marines ne marchaient au maximum qu’à 5 kg. Notre collègue, M. Pile, crée vers 1883 un robinet à une seule valve conique qui présente déjà des avantages au point de vue de la résistance et de l’étanchéité. Quelques années avant, M.-Dupuch avait également imaginé^ un robinet vanne, à tige brisée, qui était employé avec succès. Citons encore le robinet à vis différentielle de M. Ciron, constructeur à Nantes.
- Dans ces dernières années, l’emploi des hautes pressions se généralisant de plus en plus, aussi bien pour les générateurs de l’industrie privée que pour les chaudières marines, les constructeurs ont été obligés d’établir leur robinetterie, avec4 des formes appropriées et beaucoup plus robustes.
- Les enveloppes méplates ne peuvent plus être conservées ;.. les pressions d’épreuve atteignant 30 à 36 kg et les expériences de M. Le Chatelier ayant démontré que la résistance du bronze diminuait sensiblement avec l’élévation de la température, on a été conduit à créer des robinets avec porps .en acier et de forme cylindro-sphérique offrant toute résistance. MM. Muller et Roger, tous deux membres de la Société, ont alors créé le robinet dit
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- bivalve, qui est adopté par la Marine del’Etat et qui a servi de type aux différents modèles qui sont aujourd’hui en usage.
- Appareils de sûreté. — Indicateurs de niveau. —
- En même temps que l’emploi des hautes pressions rendait indispensable la transformation de la robinetterie ordinaire, il contraignait aussi les constructeurs à modifier les appareils de sûreté et de contrôle. Il fallait, non seulement donner des épaisseurs suffisantes aux modèles pour en augmenter la résistance, mais encore chercher, comme dans les soupapes de sûreté, des appareils dont le débit puisse être en rapport avec les conditions nouvelles.
- En 1848, Eugène Bourdon, membre de la Société, avait déjà imaginé un indicateur de niveau pour chaudières à vapeur, dont la particularité consistait dans la suppression du presse-étoupes des anciens appareils à flotteur et son remplacement par un axe conique rodé, portant une aiguille indiquant sur un cadran, le niveau de l’eau de la chaudière. Depuis cette époque, son fils, notre collègue Edouard Bourdon, a perfectionné cet appareil, qui, avec le flotteur magnétique de Lethuillier-Pinel et l’indicateur mécanique Chaudré, constitue les trois sortes d’appareils les plus fréquemment employés, concurremment avec le classique niveau d’eau à tube de verre qui est obligatoire, .
- Le niveau à tube de verre est souvent remplacé par un niveau à glace, qui était déjà connu en 1869, comme le prouve la communication faite à la Société des Ingénieurs civils par notre collègue Arson, qui présentait a cette époque un niveau de ce système, imaginé par M, Richer. Les indications du niveau ordinaire sont souvent faussées par le fait de la garniture de tresse ou d’amiante qui, pénétrant sous le tube de verre, emprisonne un certain volume d’eau et induit le chauffeur en erreur.
- M. Walkenaer, qui a signalé un des premiers cet inconvénient, a fait modifier heureusement ces indicateurs en prolongeant le tube de verre bien au-dessous de la garniture.
- Soupapes de sûreté. — On sait que la soupape de sûreté de Denis Papin, n’ayant qu’une levée insignifiante, est loin de débiter la surproduction de vapeur d’un générateur. Ce danger que présentent les soupapes ordinaires est déjà signalé en .4854 par la Société des Ingénieurs Civils où Camille Polonceau donne connaissance d’une note de MM. Lemonier et Yallée, Ingénieurs à la Compagnie d’Orléans, qui constatent que les soupapes em-
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- ployées sur les locomotives sont insuffisantes pour évacuer toute la vapeur fournie en excès par la chaudière.
- Les auteurs de la note ont cherché à remédier à cet inconvénient en faisant déclencher brusquement, quand la pression augmente, un déclic attenant aux balances de sûreté et permettant ainsi de décharger la soupape.
- Cette insuffisance constatée des soupapes ordinaires a conduit ies inventeurs à chercher les moyens d’augmenter la levée et le débit de ces appareils de sûreté en mettant à profit la force vive de la vapeur d’échappement pour aider au soulèvement du clapet.
- Cette préoccupation se manifeste encore à la Société des Ingénieurs Civils en 1880 où notre collègue G. Delaporte, dans la séance du 3 décembre, donne communication d’un mémoire de M. le baron de Burg, membre honoraire de la Société, Directeur de l’École Polytechnique de Tienne.
- Le mémoire critique l’efficacité des formules employées jusqu’à ce jour, constate que les soupapes ordinaires n’ont qu’une levée de 1 mm à 11/2 mm et qu’elles ne sauraient être réellement des appareils de sécurité.
- C’est à cette époque qu’apparaissent les soupapes à grand débit : la soupape Adams, la soupape Lethuillier et Pinel et enfin celle de notre regretté Collègue S. L. Dulac. La levée de ces différents appareils atteint 7 à 8 mm; les uns se soulèvent brusquement, les autres ont un échappement progressif, mais tous débitent largement la vapeur produite en excès par le générateur. Ces résultats ont été constatés par les expériences de M. Roland, Ingénieur de l’Association Normande des propriétaires d’appareils à vapeur, pour les soupapes Lethuillier-Pinel, et par celles de M. Walkenaer, Ingénieur des Mines, pour la soupape S. L. Dulac.
- Clapets de retenue de vapeur. — A la suite des accidents d’Eurville et de Marnaval, où la rupture des conduites de vapeur avait fait un grand nombre de victimes, M. Hirsch, Ingénieur en chef des ponts et chaussées, avait, en 1885, donné la description théorique d’un appareil destiné à prévenir le retour de semblables catastrophes. Au commencement de l’année 1886,., M. Pasquier, Ingénieur aux Forges d’Eurville, inventait le clapet de retenue de vapeur dont la description est donnée dans le Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils au compte rendu de la même année, tome deuxième. . -
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- Le 29 juin 1886 paraissait le décret rendant obligatoire l’emploi d’un clapet de retenue de vapeur pour les groupes de chaudières dans lesquels le produit du volume total par la différence entre la température correspondant au timbre et 100° était supérieur à 1 800.
- De nombreux appareils furent alors créés, reposant tous sur le principe donné par M. Hirsch d’un clapet maintenu en équilibre dans la vapeur et qui, en cas de rupture de la conduite, vient s’appliquer sur son siège et interrompre immédiatement toute communication entre la chaudière et l’extérieur. Tout récemment, ces appareils ont fonctionné à la suite de la rupture d’une grosse conduite de vapeur de 350 mm de diamètre intérieur et ont certainement sauvé la vie aux soixante ouvriers qui travaillaient dans l’atelier.
- Détendeurs. — Si l’on ne tient pas compte des appareils à papillon qui n’ont rien de précis, il semble que le premier détendeur de vapeur, régulateur de pression, ait été imaginé par notre regretté collègue D. Légat, qui, en 1863, a créé un premier type à colonne, consistant en une boîte à vapeur renfermant une soupape équilibrée en connexion au moyen d’une tige avec une membrane en cuir ou en caoutchouc sur laquelle vient agir la vapeur détendue.
- Dans la séance de la Société des Ingénieurs Civils du 1er août 1879, notre collègue Grelley a donné communication d’une étude détaillée sur les détendeurs de vapeur qui étaient encore à cette époque des appareils peu répandus. M. Grelley décrit un certain nombre de types, entre autres ceux de nos collègues Geneste et Herscher et de notre collègue Giroud.
- En 1877, Légat modifiait heureusement sa première invention et créait le robinet détendeur aujourd’hui encore d’un usage courant et qu’il fit figurera l’Exposition de 1878. Il remplaçait la membrane en cuir ou caoutchouc de son premier détendeur à colonne par une membrane métallique extensible, formée d’un certain nombre de couples agrafés et soudés ensemble, et il donnait à l’appareil une forme moins volumineuse.
- Depuis 1878 de. nombreux modèles ont été créés : il serait difficile de les citer tous. Mentionnons seulement ceux de nos collègues, Delaunay-Belleville, Colombier, Muller et Roger, Grou-velle et Arquembourg, enfin celui de Deniau, construit aujourd’hui par Mme Ve Giguet. ~
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- Pompes. — Les pompes, en 1848, étaient déjà des appareils perfectionnés, comportant un grand nombre de types donnant lieu à des applications nombreuses. Tous les anciens ouvrages de mécanique donnent de ces appareils des descriptions complètes et nous offrent une variété considérable de modèles.
- Dans la séance de la Société des Ingénieurs Givils du 3 août 1849, MM. Gallon et Faure, qui furent tous deux Présidents de la Société des Ingénieurs Givils, faisant le compte rendu de l’exposition du Palais de l’Industrie, décrivent une pompe à fourreau du système Girard.
- Dans cette pompe, Girard, membre de la Société, applique pour la première fois des ressorts aux clapets, en vue d’obtenir une ouverture brusque et une fermeture lente, afin d’éviter l’arrêt dans la masse d’eau en mouvement. L’auteur cite l’emploi qu’il a fait dans cette pompe d’un piston à cannelures, inventé par Gavé, membre du comité de la Société. •
- En 1857, M. Faure présente une note de MM. Perroux et Jobard, qui ont imaginé des soupapes en caoutchouc applicables aux pistons de pompes et qui présentent une grande analogie avec le piston Letestu, lequel avait été breveté en 1850.
- Notre regretté Collègue Letestu avait, en effet, créé sa maison en 1844; elle est aujourd’hui dirigée par notre collègue Maurice Letestu, qui a imaginé, entre autres, un système de pompe équilibrée' à deux pistons, appliquée avec succès dans les forages.
- En 1858, dans la séance du 21 août, notre collègue Pronnier présente une note des mêmes auteurs, Perroux et Jobard, qui ont songé à remplacer les lourds clapets métalliques des pompes à air par des clapets, tout en caoutchouc. Il faut remarquer ici que ces clapets en caoutchouc, qui pendant de longues années ont été d’un usage courant dans les pompes à:air, tendent aujourd’hui à être remplacés par des clapets multiples.
- V
- Injecteurs. — Jusqu’en 1858, l’alimentation des générateurs^ se faisait exclusivement au moyen de pompes alimentaires ou de bouteilles appelées ballons d’alimentation ; c’est vers cette époque que parut l’appareil qui a immortalisé le nom de Giffard.
- En 1859, à la suite d’une communication de M. Achard sur un indicateur électrique appliqué à l’alimentation des générateurs, M. Faure, Président de la. réunion, parlant de la découverte de l’injecteur Giffard, rend compte qu’en 1848 Eugène Bourdon avait déjà étudié la question des ajutages coniques et fait passer une
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- veine liquide à l’air libre entre les deux cônes divergents. Eugène' Bourdon reconnaissait loyalement qu’il n’avait pas songé à appliquer ce principe à l’alimentation des générateurs.
- Dans une séance suivante de cettê même année 1859, Goschler signale l’emploi possible de l’injecteur Giffard comme élévateur -de liquide.
- En 1860, notre collègue Ermel donne communication à la Société de son étude théorique de l’injecteur.
- M. Carvalho, ingénieur des ponts et chaussées, ayant présenté à la Société une autre étude, MM. Brüll et Ermel sont chargés par le comité d’en faire l’analyse.
- Il ne saurait être question ici de décrire l’appareil si connu ou de commenter l’œuvre de Giffard, Son injecteur, construit par nos collègues II. Flaud et G. Flaud, a été l’objet de nombreux perfectionnements. On a cherché surtout, tout en simplifiant la manœuvre, à lui permettre d’aspirer l’eau portée à une plus haute température.
- Le timbre des chaudières augmentant sans cesse, il a fallu chercher également un injecteur qui pût alimenter à haute pression. Parmi les nombreux types qui ont été créés, il faut citer ceux de nos collègues Turck, Guyenet, Friedmann, l’injec-teur allemand de Kœrting et les injecteurs américains Pemberthy et International.
- Revenant aux pompes, nous citerons encore la description faite à la Société, le 2 mars JL866, par notre collègue Maldant, d’une pompe à membrane système Lacour, fonctionnant à l’aide d’un balancier et analogue aux pompes bien connues de Simon Mothe. Rappelons ici que notre ancien Président, M. Brüll, est aussi l’inventeur d’une pompe à membrane.
- Enfin, dans la séance du mois de juillet 1888, notre Collègue Henry a présenté une pompe uni-valve à piston plongeur dont il est l’inventeur. Cette pompe à un seul clapet utilise la force vive de l’eau.
- En 1870, notre‘regretté Collègue Monbro a fait une communication à la Société des Ingénieurs Civils sur l’organisation du service d’incendie pendant le siège de Paris. Il rappelle, que la première pompe à incendie à vapeur construite en France est due à notre regretté Collègue Yuillemin, ingénieur en chef de la Traction aux Chemins de fer de l’Est.
- Depuis, notre Collègue Thirion, qui0avait déjà en 1869 fait adopter un premier type par la ville de Bordeaux, a apporté à
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- ces engins de nombreux perfectionnements et c’est lui qui les fournit aujourd’hui dans presque toute la France.
- Rappelons encore que notre Collègue Thirion a créé pour la marine un type de pompe à vapeur qui remplace à bord des navires les anciennes pompes à bras, autrefois exclusivement en usage.
- Conclusions. —r En résumé, par les quelques notes qui précèdent, on peut aisément conclure que la Société des Ingénieurs Civils, soit par les communications dont elle a été l’instigatrice, soit par les travaux personnels de ses Membres, a pris une part active aux améliorations qui ont été apportées depuis un demi-siècle dans la construction des appareils accessoires de la mécanique générale.
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- CHAUDIÈRES A VAPEUR
- I
- CHAUDIÈRES FONCTIONNANT A TERRE
- PAR
- jM. COMPÈRE.
- I. — Chaudières.
- État des chaudières en 484-8. — En 1848, il .y avait encore parmi les chaudières à vapeur de l’industrie, la chaudière Watt dite « à tombeau ». Cette chaudière était concave par le fond, cylindrique à la partie supérieure et verticale , sur les r.ôtés. ' Watt avait adopté la forme concave pour la partie inférieure, parce qu’il pouvait ainsi augmenter l’étendue de la surface soumise à l’action du feu ; mais ces chaudières n’étaient employées que lorsque la tension de la vapeur ne devait pas dépasser 2 atm.
- Les besoins d’une tension plus élevée et d’une production de vapeur plus considérable se faisant sentir peu à peu, on a été amené à adopter la chaudière cylindrique à fonds hémisphériques à laquelle, soit au-dessous, soit latéralement, on ajouta plus tard, et toujours pour augmenter la production de vapeur, des tubes bouilleurs réunis au corps principal par des communications.
- Ces générateurs furent alors appelés « chaudières françaises », par opposition aux chaudières du type à foyer constitué par un cylindre intérieur, dérivées des premières chaudières de locomotives.
- A la même époque, on retrouve, appliquées dans l’industrie comme appareils fixes, les chaudières de locomotives qui, depuis l’addition d’un faisceau tubulaire que Marc Séguin y avait faite en 1828, avaient été très perfectionnées.
- Enfin, alors que le faisceau de Séguin était composé de tubes parcourus par le gaz, les inventeurs cherchaient, dans une toute autre voie, à utiliser les tubes comme petits houilleurs, pour Bull. 20
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- augmenter encore la production de vapeur et la pression de marche. C’est ainsi que les premiers brevets de la maison Belle-ville datent de 1850.
- Transformations successives des chaudières de 4848 à 4898. — Depuis 1848, ces diverses formes de la surface de chauffe : chaudières non tubulaires, soit à bouilleurs, soit à foyer intérieur, — faisceaux de tubes parcourus par les gaz, ou ignitubulaires,
- — faisceaux de tubes parcourus par l’eau, ou aquitubulaires, ont suivi leur carrière, répondant aux besoins de plus en plus variés et de plus en plus importants de l’industrie.
- Toutefois, les chaudières non tubulaires longtemps employées dans l’industrie française presque exclusivement/sont loin d’être aujourd’hui les plus nombreuses; elles ne sont plus guère construites-actuellement que dans les cas impérieux où il faut une grande masse d’eau en pression, emmagasinant l’énergie, quand,, par exemple, les prises de vapeur sont faites brusquement et irrégulièrement. Elles exigent de plus un espace qu’il n’est pas toujours facile de trouver dans les usines.
- Les faisceaux ignitubulaires ont été ajoutés à ces nouvelles chaudières, soit dans les corps cylindriques des chaudières à bouilleurs, pour constituer les chaudières semi-tubulaires fort en usage actuellement, soit dans les chaudières à foyers intérieurs, en travers des foyers, pour constituer les chaudières Galloway,
- — autour du foyer, pour constituer la chaudière à foyer amovible Thomas et Laurens, — ou dans le prolongement du foyer comme dans les chaudières Fives-Lille, Farcot, etc.
- Enfin, les faisceaux aquitubulaires ont subi de très grands perfectionnements; de nombreux spécimens de chaudières ont été créés; ces types répondent en effet, aux faibles emplacements dont disposent les usines qui s’augmentent sur place, aux industries nouvelles créées dans les villes et plus particulièrement aux industries d’éclairage électrique.
- Études de la Société. — Ces étapes successives sont jalonnées par les travaux présentés à la Société lors des :
- Expositions universelles de 1855 par M. Le Pedlerin ;
- — . de 1867 par M. Maldant et M. Pérignon;
- — de 1878 par M.‘ Allard.;
- — de 1889 par M. Périsse et* M. Compère.
- 'i'
- L’Exposition. de 1855 . comportait trois, chaudières .Farcot cylin-
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- driques avec deux réchauffeurs latéraux, une chaudière locomotive de la Compagnie de Lyon, une chaudière Molinos et Pron-nier dérivée du type locomotive, une chaudière Clavières composée de tubes aqui tubulaires.
- En 1867, M. Maldant fait ressortir les besoins de mise en pression rapide pour les grues, les pompes à incendie, les bateaux de plaisance, et relève l’importance prise dans ce but par les petites chaudières verticales en citant plus particulièrementJLa chaudière Fielcl.
- En 1878, M. Allard constate que « l’Exposition n’a fait connaître aucun type nouveau de chaudière, à proprement parler » ; on retrouve en effet, les générateurs à bouilleurs ordinaires, construits par MM, Yillette, Fontaine, Le Brun, Escher Wys, des semi-tubulaires de Durenne et de Meunier, les chaudières à foyers intérieurs Chevalier et Grenier, Galloway , la chaudière type locomotive de Fives-Lille ; mais il constate « une étude plus approfondie des modèles connus » et il signale en outre l’extension prise par les chaudières à production rapide : Belleville, De Naeyer, Mac Nicol, Barbe et Pétry.
- En 1889, M. Périssé insiste tout particulièrement sur l’importance considérable prise par les chaudières multitubulaires de divers systèmes; la force motrice nécessaire à l’Exposition est fournie presque exclusivement par ces chaudières^
- Les générateurs multitubulaires exposés étaient des systèmes suivants :
- Belleville, De Naeyer, Babcock et Wilcox, Roser, Terme et Deharbe, Lagosse et Bouché, Montupet, Pressard, Pognon, Mani-guet, Hanrez, Pétry, Chaudoir, Oriolle, Lagrafel et d’Allest, Bordone, etc.
- . A l’Exposition de 1889, on retrouve aussi une chaudière Galloway et des chaudières à foyer intérieur amovible, système Thomas et Laurens de la maison Weyher et Richemond, ou avec faisceau tubulaire en prolongement du foyer de la Compagnie de Fives-Lille, puis des chaudières de locomotives exposées par MM. Davey, Paxmann et Cie, deux générateurs semi-tubulaires de la maison Meunier et Cie et un autre de la maison * Fontaine, enfin les chaudières Dulac, Hérisson, etc.,,
- L’Exposition comportait aussi la chaudière Durenne adoptée par le service,des sapeurs-pompiers de Paris, pour les nouvelles pompes à incendie; enfin, paraissaient les ; nouveaux générateurs Serpollet, à vaporisatioiv instantanée. ;;.
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- M. Compère fait ressortir en 1889 les résultats obtenus au point de vue de la sécurité.
- Nous citerons ensuite les mémoires présentés à la Société au cours de ces étapes successives : •
- En 1854, note de M. Nozo sur les résultats d’essais de rendement, faits comparativement sur deux chaudières à bouilleurs et sur une chaudière tubulaire ordinaire de locomotive, actionnant successivement la même machine. L’économie constatée avec la chaudière locomotive a été de 40 0/0.
- Note de M. Castel sur la chaudière tubulaire Zambeauxen vue de son application dans les bateaux et sur les chemins de fer.
- En 1855, note de M. Rouyer sur la chaudière Field comparée aux chaudières à bouilleurs d’égale production.
- En 1858, M. Faure, revient sur la communication de M. Nozo en y ajoutant qu’en présence de l’économie fournie par les chaudières de locomotives, la Compagnie du Nord a remplacé toutes les chaudières à bouilleurs de ses ateliers par des chaudières tubulaires. Il enregistre également l’addition du faisceau tubulaire faite par M. Durenne, M. Calla, la Compagnie d’Orléans, etc., etc.
- En 1858, M. Flachat, Président de la Société, appelle l’attention sur l’importance que prend de plus en plus la machine à vapeur locomobile dans les travaux publics et l’agriculture.
- En 1859, note de M. Love sur la résistance des conduits intérieurs de fumée, dans les chaudières à vapeur, faisant suite aux travaux de M. Fairbairn.
- En 1862, M. Tresca, Président de la Société, rend compte de divers systèmes de pompes à incendie qu’il a eu l’occasion de visiter en Angleterre ; les constructeurs se sont appliqués à faire des machines permettant d’atteindre 5 atm en 3 ou 4 minutes.
- En 1868, M. Belleville présentait sa chaudière à la Société en faisant ressortir qu’elle répondait également aux mêmesbesoins et, de plus, qu’elle s’appliquait à des forces beaucoup plus considérables.
- En'1868, note de M. Bail sur la chaudière Field.
- En 1883, note de M. Brüll sur la chaudière Dulac. Cette chaudière esta foyer extérieur et comporte un faisceau vaporisateur avec des tubes Field.
- En 1888, note de M. Lesourd sur le générateur Serpollet à vaporisation instantanée qui devait trouver de nombreuses applications dans la traction mécanique.
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- L’idée de M. Serpollet fut d’empêcher la caléfaction et, à cet effet, d’écraser entre deux parois chauffées les gouttelettes globulaires au fur et à mesure de leur formation, de façon à en amener la vaporisation immédiate.
- Il emploie pour cela un tube de fer cylindrique, de' diamètre convenable et de forte épaisseur, laminé à chaud à une température inférieure au point de soudure du métal de façon à en rapprocher le plus possible les faces internes.. L’espace qui reste libre à l’intérieur du tube aplati apparaît alors comme une ligne noire de la grosseur d’un fil.
- On porte le tube à environ 250°; on injecte de l’eau à une extrémité à l’aide d’une pompe de compression de très faibles dimensions et on recueille à l’autre extrémité de la vapeur dont la pression et la sécheresse varient avec la température.
- II. — Foyers.
- Nous allons ensuite passer en revue les études qui ont été faites sur la question des foyers appliqués sous Ces diverses chaudières. La fumivorité y a tenu une grande place ; elle répondait en effet à des prescriptions administratives formulées dans le décret de 1865 sur les appareils à vapeur où il était, dit : « Tout foyer doit brûler sa fumée ». Cette prescription a été supprimée dans le décret de 1880 qui régit actuellement les chaudières, car elle visait une question d’hygiène et non de sécurité, seule préoccupation d’un règlement sur les chaudières.
- Études de la. Société. — En 1855, note de M. Chobrzynski sur une grille à gradins en forme d’escaliers.
- Note de M. Duméry sur un appareil de combustion de son système. *
- Note de M. Boivin sur des essais de foyer à combustion mixte Corbin et Desboissière.
- En 1865, note de M. Malo sur le.foyer fumivore Palazot.
- En 1866, note de M. Turck sur les divers appareils fumivores..
- En 1867, note de M. Boistel sur le chauffage Siemens avec gazogène et récupérateur de chaleur.
- En 1874, note de M. Fichet sur le foyer .gazogène de MM. Muller et Fichet et sur les chaudières à bouilleurs installées .chez M. Muller à Ivry. \ ,
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- En 1883, note de M. Chancerel sur l’appareil employé par la Compagnie du Chauffage Industriel.
- En 1894, note de M. Hinstin sur un foyer fumivore applicable aux fours industriels, aux chaudières et aux foyers domestiques.
- Dans la plupart de ces appareils, l’application du foyer continu avait conduit à une fumivorité presque complète.
- Citons aussi la note de M. Regnard en 1890 sur les foyers des diverses chaudières présentées à l’Exposition de 1889.
- III. —Épuration des eaux. — Désincrustation, etc.
- La précipitation des sels calcaires contenus dans l’eau d’alimentation des chaudières sous forme de dépôts le long des parois métalliques, a toujours été une grave préoccupation dans l’emploi de ces appareils.
- Avec les anciennes chaudières, accessibles à l’intérieur, l’enlèvement de ces dépôts était possible ; mais avec les appareils tubulaires et surtout avec ceux aquitubulaires, cet enlèvement est beaucoup moins facile, en raison du très faible diamètre des tubes employés.
- Pour lutter contre .l’adhérence de ces dépôts, beaucoup de produits, dénommés désincrustants, tartrifruges, etc..., ont été offerts au public avec des compositions plus ou moins mystérieuses, alors que des sels connus tels que : le carbonate de soude, puis, en ces derniers temps, l’aluminate de baryte auraient été suffisants. Il a été ensuite présenté des appareils extracteurs de dépôts et enfin, dans ces quinze dernières années, la non-incrustation des chaudières a' été obtenue avec l’épuration préalable des eaux d’alimentation faite chimiquement par l’addition d’un lait de chaux et de carbonate de soude, soit à froid soit à chaud.
- Etudes de la Société. — Les communications faites sur cette question sont les suivantes :
- En 1851, M. Polonceau expose que, pour désincruster les chaudières, il a essayé successivement différents produits, mais qu’il est préférable d’épurer les eaux avant leur introduction dans les chaudières.
- En 1867, note de M. Linet préconisant l’emploi du, carbonate dessoude.
- En 1868, note de M. Bail sur l’antimcrustateur magnétique^
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- En 1870, note de M. Tronquoy sur un travail de MM. Brüll et Langlois intitulé « Incrustations des chaudières à vapeur et divers moyens de les combattre. »
- En 1873, note de M. Mastaing sur l’emploi de la baryte ou d’un mélange de soude et de chaux.
- Note de M. Asselin sur l’emploi de la glycérine.
- En 1874, note de M. Forquenot sur l’épuration préalable des eaux, employée à la Compagnie d’Orléans à la station. d’Aigre-feuille, à l’aide d’un lait de chaux:
- En 1879, note de M. Asselin sur l’emploi des oxalates alcalins,
- En 1883, note de M. Prosper Closson sur l’épuration préalable avec la soude, la chaux et la magnésie.
- En 1884, note de M. Chancerel sur l’emploi' de la magnésie pour l’épuration préalable des eaux.
- En 1885, note de M. Arson sur des collecteurs intérieurs dé dépôts.
- En 1890, M. Compère a relevé les nombreux appareils dépuration d’eau préalable exposés en 1889 : systèmes Gaillet et Huet, Howatson, Dervaux, Desrumeaux.
- Accessoirement nous signalerons : . / .
- En 1857, note de. M. Perreaux sur une soupape de sûreté en caoutchouc.
- En 1866, note de M. Simonin sur l’épuisement des houilles.
- En 1871, note de M. Thbmas sur l’utilisation des combustibles pauvres.
- En 1879, note de M. Grelley sur des détendeurs de vapeur.
- Note de M. de Bonnard sur l’application d’un registre à fermer ture automatique.
- En 1880, étude de M. Delaporte sur le travail de M. Bürg relatif aux soupapes de sûreté.
- En ce qui concerne l’alimentation des appareils à vapeur, nous} citerons : -
- En 1859, note de M. Goscbler sur l’idée d’utiliser l’injecteur Giffard comme machine élévatoire.
- En 1865, note de M. Jousselin sur un appareil alimenteur automatique de MM. Y.olant et:.Gle.
- En 1883, note de M. Normand sur le fonctionnement des pompes alimentaires.
- En 1894, note de M. Carcenat sur l’alimentation des générateurs par refoulement d’eau dans la: vapeur.
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- IV. — Construction.
- La construction des chaudières a fait de grands progrès, surtout par la substitution de l’acier au fer et cela malgré les tâtonnements — et on peut ajouter — les erreurs du début.
- En effet, pendant quelques années, les constructeurs n’ont cherché tour d’abord dans l’acier, et cela à tort, qu’un métal plus résistant que le fer dont l’emploi permettait alors de diminuer les épaisseurs des tôles; mais, en suivant les progrès de la métallurgie qui présentait des aciers de moins en moins durs, les chaudronniers finirent par adopter l’acier extra-doux dont la résistance ne dépasse pas celle du fer, mais dont l’allongement est beaucoup plus grand, soit 30 0/0. Cet acier est d’ailleurs presque insensible à la trempe, car, trempé, son allongement reste encore bien supérieur à celui du meilleur fer; il est au moins de 18 0/0.
- Études de la Société. — Ces diverses phases dans l’emploi de l’acier ont été suivies, à la Société, par les communications suivantes :
- En 1855, M. Tresca, à propos de l’Exposition écrivait :
- «: La chaudière en tôle d’acier, essayée à 18 atm, de MM. Jack-» son frères, Pétin-Gaudet et Cie, ouvre une voie nouvelle. Bien » que l’acier soit encore plus cher que la tôle à poids égal,, la » plus grande résistance de ce métal permet de réduire consi-» dérablement les épaisseurs et de réaliser ainsi une réduction » de poids considérable. »
- En 1883, M, Périssé, dans son mémoire sur l’emploi de l’acier dans les constructions navales, civiles et mécaniques, a rappelé, en ce qui concerne les chaudières à vapeur, les erreurs commises par l’emploi de l’acier dur et a préconisé l’emploi de la qualité d’acier doux, adopté alors par la Marine, donnant 42 kg de résistance et 24 à 26 0/0 d’allongement, en admettant une réduction sur les épaisseurs des tôles, ne devant pas dépasser un cinquième. , .
- Actuellement, avec le métal à 30 0/0 d’allongement, cette réduction ne* se fait plus et l’acier extra-doux est employé à épaisseur égale au fer. <
- ~ dVI. Périssé ajoutait dans son mémoire qu’avec l’acier on est à l’abri des pailles et des défauts de soudure inhérents aux. tôles
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- de fer, et que la plus grande malléabilité de l’acier.doux le désigne pour l’emploi à des pièces soumises à des dilatations et contractions exceptionnelles. Ce sont là les principales raisons qui ont entraîné l’emploi de l’acier dans les chaudières.
- L’application en a été faite d’abord aux tôles de coup de feu, car, plus chauffées elles se dédoublaient plus facilement; puis cette application a été étendue aux houilleurs et enfin à toutes les parties de la chaudière.
- En 1890, M. Compère, dans sa note sur les chaudières à l’Exposition de 1889, cite, parmi les progrès réalisés en ce qui concerne la sécurité, la subtitution de l’acier extra-doux au fer.
- En 1892, M. Périssé, dans sa note sur la production de vapeur à la raffinerie Say, s’étend sur l’emploi de cet acier extra-doux (40 kg de résistance au maximum et 30 0/0 d’allongement au minimum) à l’installation de 22 chaudières semi-tubulaires de 237 m3, en 1887, et de 19 autres chaudières de 254 m3, en 1889.
- Dans cette note, M. Périssé s’étend également sur l’ensemble de cette importante installation en décrivant les appareils de sûreté des chaudières, les machines alimentaires, les grilles des foyers, la construction des fourneaux, le régime de vaporisation, le service d’entretien et de nettoyage et les résultats économiques obtenus dans l’installation et l’exploitation des nouvelles batteries de générateurs. -
- En ce qui concerne les tubes entrant dans la construction .des chaudières, M. Compère a présenté, en 1891, une note sur les conditions de recette de ces tubes, en visant plus particulièrement les chaudières à petits éléments aquitubulaires. Ces conditions de recette avaient surtout pour but la vérification de la soudure des tubes ; il est revenu sur cette question dans sa communication de 1893 sur la recherche des causes des accidents des chaudières multitubulaires.
- Nous citerons aussi la communication faite, en 1893, par M. Kéromnès, sur des essais faits à la Compagnie du Chemin de fer du Nord avec des chaudières munies de tubes Serve.
- V. — Explosions. •
- Les chaudières à vapeur ont été la cause d’explosions parfois terribles; mais sans rappeler les théories plus ou moins diverses qui ont été émises quand la cause de ces explosions n’était pas évidente, on comprend qu’en général, si l’alimentation est
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- arrêtée accidentellement et si les tôles exposées au feu vien1 nent alors à rougir, leur résistance diminue et, sous la pression intérieure de la vapeur, peuvent se déchirer brusquement.
- D’autre part, quand une fraction de la paroi en tôle présente un point faible soit par des fissures, des corrosions ou autres défauts, on comprend aussi que la chaudière puisse s’ouvrir brusquement en ce point, si la résistance en est plus faible que la pression intérieure de la vapeur.
- Dans ce dernier cas, si la tôle est de qualité inférieure, la déchirure se propagera rapidement et si le volume d’eau enfermé, c’est-à-dire l’énergie accumulée à l’intérieur, est très grand, l’explosion prendra les proportions d’une véritable catastrophe, car elle peut entraîner le déplacement de la chaudière et des bâtiments qui la contiennent.
- C’est à ces deux grandes classes qu’on peut ramener les explosions de chaudières.
- Etudes de la Société. — La Société a été entretenue, dans ses comptes rendus, de quelques-unes de ces explosions^
- En 1857 et 1858, M. Mathias rend compte d’explosions survenues à Lille.
- En 1888, note de M. Périssé sur des explosions de chaudières à bouilleurs de grandes dimensions survenues à la raffinerie Say et à la raffinerie Lebaudy. Ces accidents ont consisté en une ouverture brusque des tôles de coup de feu, sans déplacement des chaudières.
- En 1896, note de M. Compère sur une explosion à Joinville-le-Pont. La chaudière était du système à foyer intérieur amovible, avec corps supérieur ; elle présentait, à la partie inférieure de la calandre, dans l’angle du fond embouti, une corrosion intérieure et extérieure qui avait réduit le* métal à néant.?
- VI. — Avaries. v
- Sans même arriver à l’explosion, les chaudières sont soumises à une série de détériorations-telles que : oxydations extérieures et intérieures des tôles, cassures des tôles et rivures, soufflures, etc.
- Ces défauts étaient peu1 connus, et cependant il était nécessaire qu’ils fussent recherchés avec soin et réparés dès qu?ils-devenaient importants.
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- Associations des propriétaires d'appareils à vapeur. — C’est en présence de cette nécessité qu’en 1867. à Mulhouse, et vers-1874 à Lille, Amiens, Paris, Rouen, etc., se sont formées des Associations de propriétaires d’appareils à vapeur, pour se procurer une surveillance efficace au point de vue de la sécurité et de l’économie. ' '
- Les agents de ces Associations procèdent à des visites intérieures dans les chaudières, leurs fourneaux, au moment des arrêts après nettoyage et à des visites en marche.
- M. Jourdain, en 1876 et en 1881, a porté à la connaissance de la Société le fonctionnement de ces Associations.
- Depuis, l’action de ces Associations s’étend chaque année-à un plus grand nombre de chaudières. De plus, leur œuvre de sécurité a été complétée par la surveillance de la construction même des chaudières. •
- M. Compère est revenu, en 1890, sur le rôle des Associations, à propos de l’Exposition de 1889.
- V
- Sécurité dans l'emploi des appareils à vapeur — Enfin, les progrès réalisés au point de vue de la sécurité dans l’emploi des chaudières ont été mis en évidence à la Société par M. Compère à propos de l’Exposition de 1889. Il a signalé la part qu’ont prise dans ce but les chaudières multitubulaires.
- Ces chaudières ont permis d’obtenir la sécurité publique, car ne contenant pas de grandes capacités chauffées, comme les anciennes chaudières, elles ne peuvent donner lieu à explosions violentes. Toutefois, ces chaudières sont soumises à toute une classe d’accidents qui consistent en l’ouverture brusque des tubes exposés au feu, et les préposés à la conduite de ces appareils ont été trop souvent victimes de ces accidents.
- M. Compère a présenté, en 1893, une note sur la recherche des causes d’accidents aux chaudières multitubulaires en faisant ressortir qu’ils sont dus surtout à des défauts d’entretien et de conduite.
- Pour.' éviter d’ailleurs que la vapeur sortant brusquement des tubes rompus vienne frapper les chauffeurs, l’Administration a recommandé, et les constructeurs ont appliqué des dispositifs de sécurité ayant pour principe d’éloigner le danger: telles sont les parois faibles à la partie supérieure ou arrière des fourneaux constituées par des trappes légères qui se soulèvent pour céder
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- passage au flux .de vapeur, les devantures loquetées, les portes de foyer et de cendrier se fermant vers l’extérieur.
- Depuis l’application de ces mesures, le nombre des victimes a considérablement diminué.
- VII. — Progrès à accomplir.
- Dans cette revue rapide, on a pu se rendre compte que la préoccupation de l’industrie a toujours été d’augmenter sa production dans les plus faibles emplacements possible.
- Il était nécessaire alors d’avoir des chaudières produisant beaucoup de vapeur par mètre carré de surface de chauffe. Cette production intensive devait rester néanmoins économique. C’est alors que les études sur la circulation de l’eau dans les chaudières, et plus particulièrement dans les multitubulaires, ont été entreprises, et il semble que c’est dans cette voie qu’il faille rechercher les progrès à accomplir.
- Nous rappelons, dans cet ordre d’idées, le mémoire présenté par M. de Chasseloup-Laubat sur les chaudières marines.
- Enfin, l’emploi de matériaux de qualité supérieure, tels que l’acier extra-doux et une construction soignée constitueront aussi de grands progrès dans l’usage des appareils à vapeur.
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- Il
- CHAUDIERES FONCTIONNANT A BORD DES RATEAUX
- * PAR
- M. E. DUCHESNE
- Historique. — A la fin du siècle dernier, le marquis Jouffroy d’Abans en France et Fulton en Amérique ont mis à bord- dé leurs bateaux les premières chaudières qui aient été appliquées à la navigation.
- "Vers 1815, la navigation à vapeur, qui était restée simplement fluviale, avait reçu des perfectionnements nombreux, et en 1818 quelques navires à vapeur avaient pu se risquer en mer. Depuis cette époque le progrès a été si rapide que la transformation des chaudières est devenue pour. ainsi dire incessante. Cependant les premiers appareils n’étaient que de grandes caisses parallé-lipipédiques avec des galeries intérieures où le .feu circulait autour de lames, d’eau horizontales ou verticales. En 1830 ces chaudières sont mises à bord d’un navire de l’État, le S'phinx. En 1834 on construit une chaudière tubulaire à flammes directes d’après le type imaginé par Seguin pour les locomotives ; mais les tubes sont plutôt de petits carneaux puisqu’ils ont des diamètres de 0,15 m, 0,20 m et 0,25 m. Cette chaudière est néanmoins le point de départ des types tubulaires; plie est mise à bord du Vautour et fait un service utile. Mais c’est Seulement vers 1843 que ces appareils sont construits, d’une façon pratique, avec des tubes des diamètres que nous employons maintenant. Pendant ces premières années, les Ingénieurs de la marine avaient noté les observations qu’ils avaient faites sur la construction et le fonctionnement des générateurs de navigation, et en 1845 M. Sochet, Ingénieur du port de Cherbourg, publiait un rapport très documenté sur les chaudières tubulaires.
- Situation en 48â8. — En 1848, à l’époque de la fondation de notre Société, nous trouvons les navires munis des types suivants fabriqués dans les ports, à Indret, au Creuzot, à la Ciotat, chez Mazeline, chez Nillus, Gavé, Normand, Dubied, Bourdon, etc.
- 4° Chaudières à galeries ou à carneaux compris entre des
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- lames d’eau horizontales verticales ou en forme de spirale, la cheminée se trouvant au centre ;
- 2° Chaudières du même type avec deux ou trois rangées superposées de foyers et de carneaux ;
- 3° Chaudières tubulaires à flammes directes à tubes horizontaux ou verticaux V
- 4° Chaudières tubulaires à retour de flammes à une ou à deux façades. Tous ces appareils fonctionnent à basse ou à moyenne pression en raison de la forme de leurs parois et de l’emploi forcé de l’eau de mer.
- Progrès réalisés depuis 484-8. — A partir de ce moment, les chaudières à carneaux sont remplacées lentement mais d’une façon continue par les chaudières à retour de flammes, qui se perfectionnent également et deviennent franchement cylindriques; les pressions s’élèvent à 5 et 6 kg. Les chaudières Field apparaissent. Bans son mémoire d’août 1867, M. Maldant indique la chaudière Field comme représentant au plus haut degré les tendances nouvelles. M. J. Belleville a travaillé de son côté, et, en janvier 1868, il fait connaître à notre Société son générateur marin; il donne le dessin de son type d’embarcations, il en décrit tous les avantages, l’économie et l’absence de danger, en comparaison des chaudières des autres modèles. '
- Dansda séance suivante, il donne d’autres détails et fait connaître que sa chaudière supporte facilement les variations de pression puisqu’elle est timbrée à 10 kg. A cette époque les chaudières marines cylindriques ne dépassaient pas 6 kg avec l’eau douce. Les productions de vapeur, dans les chaudières marines à retour de flammes, étaient de 8 kg par kilog. de charbon quand on ne faisait pas extraction, mais avec extraction on ne dépassait pas 7,6 kg, et cela seulement pendant les. essais et non en pratique, le timbre pour l’eau de mer ne dépassant pas 3 kg.
- Cependant, le besoin d’alléger les appareils de navigation faisait désirer d’augmeriter les pressions et par conséquent les vitesses des machines ; mais il fallait pour cela remplacer la condensation par! injection par un autre mode qui permit de conserver l’eau douce et de la faire servir à l’alimentation des chaudières. C’est alors que le condenseur par surface fut construit d’une façon pratique.vEn 1869, MM. B. Normand et A. Mallet donnent à notre Société mn mémoire dans lequel ils constatent que Watt, Tlorn-
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- blower et Woolf ont établi, dès ses débuts, la chaudière marine dans des conditions telles, qu’elle a pu suffire d’une façon pratique à près d’un demi-siècle d’application. Les progrès réalisés depuis n’ont pas eu d’autres bases que le développement des principes établis par eux. Dans leur mémoire ces messieurs attirent l’attention sur. la nécessité de brûler complètement le combustible avec seulement la quantité d’air nécessaire pour ne pas accroître la perte de chaleur par la cheminée. Il faut donc avoir un tirage énergique, , pour réduire la surface de grille au minimum, pour avoir des' grilles assez serrées afin d’empêcher les houilles fines de tamiser à travers les barreaux. Ces messieurs repoussent la combustion lente.; ils disent que pour les petits bâtiments dont la cheminée ne peut être assez haute, il faut activer le tirage par un jet de vapeur dans cette cheminée. - '
- Ces principes sont restés vrais et servent toujours de base à nos constructions actuelles.
- Pendant que la chaudière cylindrique se perfectionnait et voyait monter son timbre, la chaudière Belleville se montrait, en 1878, avec sa forme définitive; la chaudière Collet était construite sur la base du double tube Field. Et la chaudière du Temple, qui avait été essayée à Cherbourg en 1876, était également à l’Exposition de 1878, sous la forme d’un petit modèle à, tubes en cuivre.
- Cependant les fabricants de chaudières demandent bientôt aux forges des matériaux de meilleure qualité ; eux-mêmes perfectionnent leurs procédés de fabrication; ils étudient les rivetages, les entretoisements et les assemblages ; des forges anglaises créent des foyers de formes cylindriques à nervures, à ondulation, etc. ; et on arrive, en .1884, à construire, tout en acier, les chaudières marines cylindriques à retour de flammes,'telles, que nous les connaissonsfaujourd’hüi.
- Dans le même temps, on a adopté le graissage des machines aux huiles minérales, on a perfectionné les condenseurs à surface, on a construit des distillateurs d’eau de mer et des filtres qui produisent des eaux d’alimentation à peu près douces.:
- Tous ces progrès ont permis les hautes pressionsqui atteignent, dans ces chaudières, 12 kg. Ces hautes pressions•ont conduit à-.la création des machines à triple et à quadruplé expansion, et, par conséquent, à la limite de l’économie dans la consommation; de vapeur. ^
- Les chaudières.Belleville ont; suivi une marche parallèle <et sont
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- bientôt parvenues au point où nous les voyons en 1890, toujours du même système, construites en excellents matériaux, avec seulement quelques modifications dans les appareils auxiliaires et les sécheurs de vapeur ; et enfin elles sont munies d’un économiseur.
- Les chaudières du Temple sont devenues pratiques et on les voit modifiées par un grand nombre de constructeurs, tant français qu’étrangers, qui donnent à'leurs tubes des formes variées, tout en conservant le. réservoir supérieur, les réservoirs inférieurs, les tubes de retour d’eau et les tubes vaporisateurs en acier. ..
- Les essais sur chaudières du Temple et similaires ont conduit à i’augmentation de la pression d’air en vase clos, et par suite à une grande augmentation de la quantité de combustible brûlée par unité de surface de grille. On a obtenu ainsi une grande puissance de vaporisation sous un petit volume.
- En même temps que les chaudières précédentes arrivaient à leur état actuel, la chaudière Nielausse remplaçait la chaudière Collet. Les tubes composant cette' chaudière étaient rendus très facilement démontables ; les grilles des foyers étaient étudiées suivant les principes contenus dans la note de MM. Benjamin Normand et Mallet en 1869 ; des souffleurs à vapeur sous grille y étaient adaptés qui donnaient un tirage excellent, justement des 0,02 m indiqués par nos Collègues précités; l’alimentation avait lieu dans la vapeur et les dépôts étaient recueillis, en majeure partie, dans des réservoirs placés hors de l’action du feu.
- Pendant ce temps, les types Oriolle, d’Allest et beaucoup d’autres s’étaient fait jour et donnaient de bons résultats suivant le travail qu’on leur demandait.
- En janvier 1897, M. Ernest Duchesne, pour la première fois, lit à notre Société un mémoire où il passe en revue lès conditions générales que doivent remplir les chaudières marines militaires ; et il attire surtout l’attention sur l’importance de la facilité des réparations à bord, de la bonne circulation de l’eau dans les tubes et de la sic-cité de la vapeur.
- En avril 1897, M. Louis de Chasselowp-Laubat donne une longue étude sur les principaux types de" chaudières à tubes d’eau ; il rend compte d’expériences effectuées en Angleterre sur la circulation dans les tubes des chaudières dites tubuleuses.
- Il insiste également sur l’importance de la circulation, i II compare, entre eux, les différents types de "chaudières en
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- signalant les avantages qui, d’après lui, appartiennent aux unes et aux autres. .
- En 1898, M. Ernest Duchesne donne les résultats des essais de quelques navires munis des générateurs construits par nos Collègues, MM. Niclausse, et munis des derniers perfectionnements actuellement connus.
- Enfin, les études se poursuivent partout, mais principalement sur les conditions du bon fonctionnement des générateurs à tubes d’eau.
- Situation comparée en 4848 et 4898. — En 1848, nous trouvons donc à la mer des chaudières en fer (très rarement en cuivre), à galeries, tubulaires, à flammes directes ou à retour de flammes. Il était à peine question des chaudières à tubes d’eau; celles qui existaient n’étaient que des appareils auxiliaires.
- Toutes ces chaudières ne supportaient que de très basses pressions, par suite de leurs formes, de la qualité de leurs matériaux ou de leur construction et de l’emploi de l’eau salée.
- On se préoccupait peu ou point de la circulation, quoique certains Ingénieurs de la marine eussent attiré l’attention sur ce sujet. L’alimentation des chaudières se faisait dans l’eau.
- Les sels contenus dans l’eau de mer détruisaient rapidemen ces appareils et l’extraction continue était, pour ainsi dire, obligatoire.
- En. 1898, toutes les chaudières à galeries ont disparu.
- Les chaudières tubulaires marines à flammes directes ou è retour .de flammes sont cylindriques et fonctionnent à de hautes pressions. On les a munies d’appareils spéciaux destinés à exciter la circulation de l’eau dont on a reconnu la nécessité à la suite d?accidents graves dus aux dilatations inégales par les différences de température entre le haut et le bas de ces chaudières.
- s Elles sont; alimentées à l’eau douce provenant des. différents appareils distillatoires et du. condenseur à surface du navire.
- Elles sont construites en acier doux, bien soignées,, etelles durent beaucoup plus longtemps qu’autrefois.
- Les générateurs de vapeur à tubes d’eau ont fait de tels progrès qu’ils sont en voie de remplacer toutes les autres chaudières à bord; la très haute pression est la règle.
- Une bonne circulation naturelle existe dans les meilleurs types en service, et l’alimentation automatique dans la vapeur se rencontre de plus en plus.
- Bull,
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- üEnûn, on auéaliséda construction de,générateurs à dilatations libres et à éléments indépendants. On s’est préoccupé de la facilité ;des ^réparations, ce à quoi on ne pensait nullement -autrefois.
- Conclusions. — On voit, par tout ce qui précède,* que la question des chaudières marines est des plus intéressantes. Les progrès -réalisés à ce jour sont très grands et ont servi à tracer* nettement la voie à suivre pour arriver à mieux encore ; les points principaux des recherches des ingénieurs et des constructeurs semblent .devoir porter sur :
- L’épuration préalable des eaux d’alimentation, qui permet au .générateur de fonctionner longtemps sans nettoyage ;
- La siccité de la vapeur, absolument.indispensable au bon fonctionnement des machines et à l’économie du combustible ;
- ’La bonne circulation de l’eau qui améliore des conditions de transmission des calories véhiculées et qui (assure un meilleur .état d? entretien du métal ;
- Le dégagement relativement lent de la vapeur pour éviter l’entraînement d’eau ;
- ' -Une bonne qualité des matériaux pour permettre d’en dimi-'nuer les épaisseurs sans compromettre la résistance ;
- Les dilatations libres pour diminuer les chances d’accidents et augmenter la durée des matériaux ; »
- Et enfin, la simplicité des montages et démontages des- pièces principales pour la facilité dès nettoyages et, à l’occasion, des réparations à bord.
- il y a grand intérêt à '.ce s que des1 expériences nombreuses soient faites dans des conditions bien déterminées, leurs résultats .groupés et comparés pour en tirer: des déductions telles qu’on puisse établir des règies ùîsuivreipour ia .construction des ^chaudières marines.
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- MACHINES A VAPEUR
- I
- M ACHINES FIXE S ET L 0 C OM0BILÆS
- s PAR
- Ml. CrUYOT-SIOMEST, LIÉBAUT et A. 'MALLET
- C’est avec raison qn’on a appelé le :xixe siècle le siècle deila machine à vapeur, car cette machine, qui avait déjà fait .ses débuts industriels avant le commencement “de cette période, est -encore, à l’achèvement de celle-ci, le moteur par excellence, et nous croyons bien qu’en dépit de certaines prédictions pessimistes, elle n’est pas encore près de céder la place à d’autres.
- Pour nous conformer au,programme qui a été -dressé pour le trav ail à faire àl’occasiondu Cinquantenaire rie notre Société, nous diviserons l’étude du développement et lies perfectionnements de la machine-à vapeur en deux périodes : la première qui va de 1-origine à 1848 et la seconde qui s’étend de cette date.à l’époque actuelle.
- Première période.
- S’il y avait déjà auparavant quelques machines de Newcommen dans des mines du nord de la France, il n’en est pas moins vrai que la machine à vapeur a été introduite dans notre pays un peu avant 1780, par les frères Perier, qui fondèrent alors, pour la construction de ce genre de moteurs, leurs ateliers de Ghaillot, devenus très importants par la suite.
- En dehors de cet etablissement -et peut-être de celui élu Greusot, la construction des machines à vapeur ne se développa d’abord que très lentement et, on peut dire, timidement. Dès -sa fondation, en 1804, la Société d’Encouragement pour l'Industrie nationale ouvrait un concours pour les moteurs à vapeur avec ; un prix de 6 000 f; - mais elle n avait en vue que j des machin es rhune puissance de }un million iéè.rküqgrammes ^élevés . :à A. m de
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- hauteur en douze heures, ce qui représente environ un tiers de cheval. La dépense ne devait pas dépasser, tout compris, 7,50 f par journée de douze heures à Paris. Le prix fut décerné, en 1809, à MM. Albert et Martin.
- Dès la paix de 1815, les choses prirent une autre, tournure. Des ingénieurs anglais, croyant avec raison à un développement rapide et prochain de l’industrie en France, s’y rendirent, soit comme Edwards, pour apporter leur concours à des établissements existants, soit comme Aitken et Steel, Manby et Wilson, pour créer des ateliers importants, tandis que des nationaux tels que Gasalis et Gordier, à Saint-Quentin, Hallette à Arras, etc., pour ne parler que des premiers en date, créaient des usines ou développaient celles qui existaient déjà dans le but de se livrer à la construction des machines à vapeur pour lesquelles une demande sérieuse commençait déjà à se produire, tant pour les mines et la métallurgie que pour les manufactures et la marine. Ce mouvement, une fois commencé, ne tarda pas à prendre une importance considérable dont on peut juger par les chiffres suivants : -
- En 1820, il n’y avait guère en France qu’une centaine de machines fixes; en 1830, il y en avait déjà 572. Nous en trouvons 1132 en 1835 et 2 807 en 1841, d’une puissance totale de 37 296 ch. En 1847, l’année qui termine la première période dont nous nous occupons ici, le nombre atteignait 4 853 et la puissance collective 61 600 ch ; cette puissance correspondait à celle . de 185 000 ch animés ou 1 300 000 hommes.
- Les premiers constructeurs avaient importé d’Angleterre les modèles de Watt, Edwards, Trevithick et Maudslay, et se bornaient à les reproduire ; mais, avec l’accroissement du nombre des constructeurs et la concurrence ardente qui s’ensuivit, cha- ' cun voulut bientôt créer des types nouveaux qui ne tardèrent pas à se multiplier à l’infini. Si, d’un côté, cette situation fit naître des progrès réels et sérieux, d’autre part, elle amena une confusion dans les idées, et il en résulta entre les constructeurs une ’ véritable anarchie relativement aux proportions et aux dispositions des machinés. Après avoir suivi servilement les formulés des Anglais,’om s’était affranchi de toute règle, et trop sôuvent les principes mêmes étaient entièrement méconnus; les fabricants ne cherchaient plus que l’originalité, souvent même’la bizarrerie dans lés types ; beaucoup paraissaient croire que toute la science des machines à vapeur reposait sur des
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- combinaisons cinématiques ou sur des innovations de détail pins ou moins justifiées, souvent même dans une . ornementation exagérée ou dans l’emploi pour les bâtis de formes empruntées, à l’architecture grecque ou gothique, voire même égyptienne. On peut s’en rendre compte, en parcourant les planches du Traité des Machines à vapeur, de notre ancien Collègue Jullien.
- Il serait extrêmement difficile de démêler, dans cette période, pour ainsi dire, de gestation, les progrès réels et de les dégager des trompe-l’œil, si on ne prenait pour fil conducteur à travers ce dédale, les véritables facteu,rs qui, seuls, forment la base des progrès réalisables dans les machines à vapeur, savoir : la pression, la détente et la vitesse.
- Nous examinerons donc, successivement, ce qui a été fait, dans ces trois ordres d’idées, dans la période,, qui nous occupe.
- Pression. — En ce qui concerne la pression, il est à remarquer que, contrairement à ce qui. s’est passé en Angleterre, où les principes posés par Watt ont longtemps régné exclusivement, les moyenne et haute pressions ont été en faveur dès l’origine, Ainsi, en 1835, sur 1 132 machines, il y en avait 404 à basse pression et 728 à haute pression, rapport. 100 à 176, et, en 1841, sur 2 807, 584 à basse pression et 2 223 à haute ; rapport 100 A. à 381. . -
- Les premières machines à deux cylindres d’Edwards marchaient de 2 à % 1/2 atm ; les machines à un seul cylindre à condensation à peu près aux mêmes pressions. Celles-ci s’élevèrent peu à peu, mais sans dépasser beaucoup 5 atm. Les locomotives, les machines à haute pression, par excellence, commencèrent avec des pressions de 4 atm et ne dépassaient pas, en 1846, 6 atm.
- On peut citer, par exception, quelques machines de bateaux de rivière de Cavé, où l’emploi de chaudières à bouilleurs formées exclusivement de capacités cylindriques pressées intérieurement permettait de pousser la tension de la vapeur jusqu’à 8 atm et plus haut.
- Détente. — L’emploi de la vapeur avec détente a été reconnu de bonne heure être la source la plus féconde de l’accroissement de l’effet utile du fluide moteur, et c’est de ce côté que se sont surtout portées les recherches. En. même temps que Trevithick introduisait l’emploi de la détente dans les machines sans con-, densation à cylindre unique, Woolf appliquait, dans le même but
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- économique; des; pressions plus élevées à la machine à deux cylindres? d’Hornblower. Edwards père importait, en 1815, la machine de Woolf, en France, et elle s’y répandait si vite que, quelques'années après, un grand nombre de constructeurs la fabriquaient presque exclusivement, sans changement sensible au modèle primitif. On ne peut guère que signaler la forme a trois cylindres, d’une disposition spéciale, que des constructeurs anglais établis à Paris; Àitken et Steel, créèrent en 1820, et qui,, basée'sur des-principes inexacts, n’eut qu’une vogue momentanée. En 1830, des Ingénieurs de la maison Hall, de Hartford, établirent à Rouen des ateliers pour construire presque uniquement, pendant les quarante années suivantes, des machines à deux cylindres qui jouirent longtemps d’une faveur très méritée dans la région normande. Il en fut de même en Alsace, où les André Koechlin, les Stehelin et Huber, etc., en répandirent, l’emploi, et aussi dans le nord de la France.,
- Mais, à côté des machines Woolf, l’emploi de la détente dans; urn seul cylindre fut considéré par beaucoup comme plus simple et.aussi avantageux, et fit l’objet de nombreuses recherches qui aboutirent souvent à des solutions excellentes, surtout au point, de vue de,la commande de la variation de la détente par le régulateur, ce qu’on a appelé depuis la détente automatiquei Les raisons de l’utilité de la détente en cylindres successifs; m’apparaissaient pas bien à cette époque.
- - Le premier appareil de ce genre date de 1832;: il était dû à Edwards fils qui, alors; associé de la grande maison Perier, Edwards et Ghaper; de Ghaillot, fut depuis Ingénieur en; chef du, matériel du Chemin de fer de Paris à Strasbourg et membre de notre Sociétés La première application; en fut faite, paraît-il,, à.une machine à deux cylindres de la manufacture d’Oberkampf, à*Jiouy.
- - La détente si connue.de Farcot suivit.de près, 1834c’était un perfectionnement ,de la précédente, mais:un perfectionnement' si' important qu’il peut passer à bon droit pour unev véritable; invention»
- Gette5 détente fut5 appliquée pour la première fois à un type de machine dont le cylindre oscillait sur un axe placé en dessous,’ type- trèsi médiocre que, le constructeur nevtardaxpas à; abandonner! pour, des modèles) plus heureux,, mais l’appareil de5; détente subsista etc eut de succès qu’on connaît.. On; peut encore; citer lesvsystèmes; dei détente variable de bourdon, de Trésel- de-
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- Saulnier et de J. J. Meyer. Ce dernier, la détente à tiroirs superposés, dont, le supérieur est formé de deux tuiles rapprochées ou éloignées par. une vis, à deux pas opposés, , est: probablement celle des inventions de notre ancien Collègue qui a le plus: contribué à répandre son nom. Meyer a également imaginé une autre disposition très heureuse : la soupape actionnée par une came, à profil, variable glissant sur l’axe du, régulateur et élevée ou abaissée par. le déplacement des boules.. Cette détente variable par le régulateur était inspirée par une ancienne disposition due à Maudslay, mais elle était beaucoup plus parfaite; elle.a été heureusement complétée par un dispositif de soupape; circulaire imaginé plus tard par notre Collègue Charbonnier. Cavé obtenait également une détente variable, très; simple avec les distributeurs, à rotation continue de ses machines oscillantes*.
- Des distributeurs à soupapes à introduction, variable, , réglée ' par le modérateur centrifuge, et très analogues à des dispositifs modernes se rencontraient sur des machines du Creusot et sur les beaux appareils; établis par Hallette, sur les plans; dressés par Eugène. Flachat, avec la collaboration de nos collègues E. Mayer et de Regel, pour actionner les pompes aspirantes du chemin de fer atmosphérique de Saint-Germain, appareils qui, après la suppression du système: atmosphérique, ont: fourni une. longue carrière aux forges de Montataire.
- Il n’èst guère possible de. séparer les distributeurs des appas reils de détente ; aussi croyons-nous; devoir em dire quelques mots. On conseille avec raison, aujourd’hui, la. séparation des orifices; d’admission et d’échappement du cylindre et., la disposition des seconds en dessous pour faciliter l’évacuation de l’eau condensée. Ce but était atteint par les distributeurs, à soupapes dont nous venons' de parler, et, dès avant 1830; les; machines oscillantes de Cavé présentaient un double système de distribue teurs distincts. Nous nous rappelons avoir vu une machine inclinée de 150 ch, de Pauwels, qui avait dû être, faite avant 1840; et qui portait des tiroirs spéciaux de purge, à mouvement,continu, placés; sous les cylindres. On se préoccupait déjà à cette époque de réduire l’espace nuisible dans les cylindres et certains systèmes de distributeurs, étaient établis dans ce but. •
- Nous ne pouvons* nous, dispenser de dire quelque chose des régulateurs. A> la. période dontmousinous occupons actuellement se rattachent les régulateurs Farcoi, Bourdon, um ingénieux sysr tème à»déclic'de:Cavé.,pour faire agir le modérateur sur un organe
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- porté par un cylindre oscillant et participant à son mouvement, système dont le principe se retrouve sur des régulateurs tout récents appliqués à des moteurs hydrauliques, des régulateurs à embrayage et enfin le régulateur à air de Molinié qui eut une assez grande vogue et dont le modérateur à piston de Larivière a été un perfectionnement.
- Certaines dispositions, d’un ordre en apparence tout différent, se rattachent cependant à la question de la détente, en ce qu’elles contribuent, dans une très large mesure, à faire retrouver en pratique les avantages théoriques de celle-ci. Nous voulons parler de l’enveloppe de vapeur et de la surchauffe.
- L’enveloppe de vapeur est due, comme on sait, à "Watt ; mais on ne se rendait pas compte de son mode d’action et on était porté à la supprimer pour réduire les frais de construction. Les constructeurs de machines à deux cylindres la conservèrent toujours, pour ainsi dire d’instinct, et d’autres firent de même pour les machines ordinaires. Déjà, en 1820, Aitken et Steel, dont il a été question plus haut, disposaient, à Limitation de ce qui avait été fait précédemment en Angleterre par Trevithick, les cylindres de certaines machines sur la chaudière et plongeant dans la vapeur de celle-ci. On trouve cette disposition et d’autres analogues représentées dans les planches du’« Traité de Mécanique industrielle», de Christian, publié en 1825. Les enveloppes venues de fonte avec les cylindres pour éviter les difficultés d’assemblages et les fuites paraissent avoir été faites pour la première fois par Farcot. Nous verrons tout à l’heure qu’à cette première période appartient l’explication du vrai rôle de l’enveloppe qui constitue un des faits les plus importants de l’histoire de la machine à vapeur.
- Là surchauffe paraît avoir été appliquée déjà avant 1830, en Alsace, par un constructeur du nom de Becker ; plus tard, elle a été l’objet de nombreuses propositions et même d’essais de la part de Farcot, Gouin, Moncheuil, Quillacq, Sorel, etc.
- La question de la condensation se rattache à celle de la détente, en ce qu’elle permet de réaliser une expansion considérable avec des pressions initiales peu élevées. Un obstacle à son emploi a été longtemps dans les idées erronées de ceux qui ne considéraient comme base théorique de l’effet utile de la vapeur que la différence des pressions initiale et finale, tandis.que c’ést du rapport de ces pressions qu’il faut tenir compte. Un autre obstacle était aussi souvent la rareté de l’eau. Cependant des appareils pour
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- refroidir l’eau de condensation et permettre d’employer toujours la même étaient déjà en usage.en 1827 dans une usine de.Paris et dans un établissement métallurgique, en Bretagne. On rencontrait des exemples de condenseurs indépendants avec pompe à air mue par une machine spéciale, disposition assez en honneur aujourd’hui dans certains cas, dans quelques machines et notamment dans celles du chemin de fer atmosphérique de Saint-Germain, déj à citées. Il n’est point jusqu’à ce que nous appelons aujourd’hui la machine compound, c’est-à-dire la machine à expansion multiple, à réservoir intermédiaire et à points morts non concordants, qu’on ne retrouve déjà dans la période .dont nous nous occupons. Ainsi, la première machine méritant réellement le nom de machine compound fut établie en. 1835 par la maison André Koechlin et Gie de Mulhouse, dans une filature de Yieux-Thann, d’après les plans de Rœntgen, l’inventeur de ce genre de machines. Dès 1842, un mécanicien distingué de Paris, Carillion,.beau-père de notre regretté Collègue Pihet, réalisait des installations dans lesquelles une machine à basse pression fonctionnait par la décharge d’une ou plusieurs machines à haute pression. Farcot et Bourdon en. exécutèrent d’analogues. Enfin, la modification apportée vers 1845 à la machine classique à deux cylindres par Le Gavrian.et Farinaux, laquelle consistait à supprimer le balancier et à faire agir les .pistons avec points morts non concordants sur des manivelles distinctes ou même sur des arbres ne tournant pas à la même vitesse, rentre dans la catégorie des machines à réservoir. G’est un moteur de ce genre qui partagea avec une machine à deux cylindres de Farcot le prix institué par la Société d’Encou-ragement pour l’Industrie nationale. Nous reviendrons bientôt sur. ce point. ;
- Vitesse. — Au début, la vitesse des machines à vapeur était minutieusement déterminée par des règles empiriques, sans aucune base rationnelle, importées d’Angleterre. 0,88 \Jc représentait la vitesse du piston par seconde, la course en mètres étant c. Ainsi, une machine à course de 0,50 m devait avoir une vitesse de 0,62 m par'seconde, correspondant à 37,7 tours par. minute, une machine à course de 1 m, une vitesse de 0,88 et 26*4 tours et enfin, une machine à course de 1,50 m, une vitesse de 1,07 m et 21,5 tours.
- Ces règles, inspirées par l’emploi des machines à balancier, obligeaient à'donner aux machines des dimensions, excessives ;
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- aussi les constructeurs intelligents ne tardèrent-ils pas à s’en affranchir en recourant à l’usage' des transmissions directes; Ou: rencontrer ainsi, déjà peu après 1830, de petites machines-verticales,'8-cÆ-par-exemple, avec 0,68 m de course, faisant plus de 40 tours, alors^que la règle précédente ne.leur en assignait que 30t Ces vitesses augmentèrent de plus en plus avec les progrès: delà-construction, surtout lorsqu’il s’agissait de certaines applications comme la commande des laminoirs ; Thomas et Laurens furent à la tête du progrès dans cet ordre d’idées. On peut citer, encore les machines de Saint-Germain .que nous avons déjà, mentionnées plusieurs fois, et qui faisaient 30 tours avec 2 m de course-, soit une vitesse de 2)m par seconde ; d’après T ancienne-règle, le nombre de tours: aurait dû être de 18 à. 19. L’exemple des locomotives* où la vitesse des pistons atteignait déjà à. cette époque et sans aucun inconvénient des valeurs de 2,30 à 3 m par seconde, ne fut pas sans exercer une heureuse influence à cet égard.
- On peut faire observer ici que c’est moins rencombrement et le poids considérables des machines à balancier que la: nécessité de modérer leur vitesse qui fit renoncer dans beaucoup de cas à leur emploi, car on a abandonné de même les machines oscillantes auxquelles on ne pouvait pas reprocher de tenir trop de place1. La présence de lourdes masses animées de mouvements alternat-tifs était un obstacle à. la réalisation de vitesses un peu élevées; seul moyen d’obtenir des appareils relativement, légers et peu encombrants. Il ne faut pas perdre de vue que, comme aimait, à le dire B. Normand, la vitesse est un facteur gratuit. Or l’importance des massesdiminue quand la, vitesse augmente, ainsi le poids d’un volant étant réduit en raison inverse du carré: dfeSivi-tesse, le frottement de l’arbre qui forme à lui seul une forte proportion, des résistancespro près desmachines à vapeur est.notablement moindre pour les appareils à marche accélérée que pour les machines à allure lenta. :i
- . Dispositions générales des machines. — Bien que no us n e considéf rions pas( que les dispositions.d’ensemble des machines et le mode de transmissionv de l’effort du piston à la manivelle s aient, l’importance qu’on leur attribuait autrefois, nous nous croyons obligé de passer en revue rapidement les principales de ces: dispositions pour achever de donner une idée de l’état de la construction/ des,machines à. vapeur dans, la périodes qui: nous/ occupe:.
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- Ges dispositions peuvent rentrer dans'quatre classes distinctes
- 1° La machine à-balancier, qui peut être à un, deux ou même trois cylindres, lesquels sont toujours verticaux. En Europe, la liaison de la tige du piston au balancier et le guidage de celle-ci en ligne droite se sont toujours opérés à l’àide de parallélogrammes articulés, tandis qu’auxËtats-Unis, on a touj ours employé des guides à glissières. Cette machine a l’avantage d’être parfaitement équilibrée et, à la condition de lui conserver des allures modérées, on èn a. obtenu d’excellents résultats. On voyait autrefois ce système employé pour: de très petites forces, 6 et 8 ch, ce qui était d’aib-leurs peu rationnel, et son emploi s’est conservé dans certaines industries telles que la fdature jusque dans ces dernières années. Son grand défaut est, comme nous l’avons déjà indiqué, de ne pas se prêter aux vitesses élevées qu’on recherche aujourd’hui.
- 2° Machines à bielle directe. — La disposition dans laquelle la. bielle se trouve directement articulée, d’une part, sur la tige du piston et, de l’autre, sur le bouton de manivelle, est déjà fort ancienne et a.été, dès le début, employée pour les petites forces:. Elle comporte, ' pour le cylindre, toutes les positions, verticale1 soit au bas de la.machine,, soit, au contraire, à sa partie: supérieure, horizontale ou inclinée.
- Les machines verticales à. bielle directe, avec le cylindre au niveau du sol ou même au-dessous, avec guidage de la tête de tige du piston par parallélogramme, par glissières ou par galets, a été longtemps la disposition favorite pour les petites forces. On. n’a pas craint, plus tard., de l’étendre à de beaucoup plus grandes.. JL. J. Meyer a fait, pour des filatures, des machines jumelles de 200 ch dans ce système. Sa disposition de détente variable par lu régulateur s’y adaptait très élégamment, en ce sens que le régulateur à boules,, avec son arbre placé verticalement entre les deux cylindres, actionnait les deux soupapes de détente par: une. came unique. Farcot: a construit:, d’après s un type établi d’abord par Fairbairn, du jolies.- machines à bâti formé d’une colonne.; on peut voir un spécimen de chacun de ces modèles'au Conservatoire des Arts et Métiers.
- ' La disposition, horizontale eut une certaine peine à s’imposer en présence: des craintes qu’on avait,pour l’ovalisation des cylindres ï Aussi a-t-elle é.te relativement peu employée dans i la période dont nous nous occupons. Cependant, on rencontre vers la fin. de cette période quelques! machines horizontales de Farcot,
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- Bourdon, Thomas et Laurens,.Hallette, etc. C’est encore ici l’occasion de rappeler une fois de plus les machines du chemin de fer atmosphérique de Saint-Germain. On peut dire, dès à présent, que la transmission à bielle directe est aujourd’hui la seule en usage pour les machines à vapeur de toute espèce. On peut à peine citer actuellement de rares exemples d’autres modes de transmission.
- 3° Machines à bielles pendantes. — La machine à bielles pendantes dans laquelle une traverse fixée à la tige du piston reçoit l’attache de deux bielles latérales qui viennent attaquer les manivelles d’un arbre placé en contre-bas du cylindre, est due à Maudslay et une machine de ce système fut achetée en Angleterre peu après 1815 par le Gouvernement et placée au Conservatoire des Arts et Métiers. Ce type fut longtemps employé presque exclusivement pour les petites forces avec des variétés infinies de détails dont on peut se rendre compte en consultant l’ouvrage de Jullien que nous avons déjà mentionné. On lui a reproché de diviser la transmission en deux courants d’où pouvaient résulter des efforts obliques nuisibles à la conservation du-mécanisme et à la bonne utilisation du travail produit sur le piston. Quoi qu’il en soit, il avait déjà à peu près entièrement disparu à la fin de la première période. . .
- 4° Machine à cylindre oscillant. — Cette machine, d’abord construite par Cavé, l’a été ensuite par beaucoup d’autres mécaniciens. Mais c’est le premier qui. en a fait le plus d’applications et y a introduit une foule.de dispositions ingénieuses dont la seule énumération nous conduirait trop loin..
- Cette machine fut, à une certaine époque, très en faveur dans les industries minières et métallurgiques, surtout sous, la forme horizontale. Un modèle des Forges de Saint-Jacques à Montluçon, qui se trouve au Conservatoire des Arts et Métiers, laisse voir un certain nombre de machines horizontales oscillantes actionnant les trains de laminoirs. La Compagnie des Mines d’Anzin avait encore, il n’y a pas bien longtemps, des machines oscillantes horizontales dont les cylindres avaient 0,50 m de. diamètre et 2 m de course. Ces machines partageaient avec les moteurs à balancier l’inconvénient de ne pas se prêter à des rotations accélérées ; aussi, pour avoir une vitesse de piston qui ne fût pas trop faible, leur donnait-on de très grandes courses. Nous avons indiqué que
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- les orifices d’admission et d’échappement étaient toujours séparés dans ces machines, mais, malgré cette précaution, la purge des cylindres ne s’y faisait pas complètement parce que, si les distributeurs servant à l’échappement étaient bien au-dessous des cylindres, le tourillon par lequel passait la vapeur pour sortir était en contre-haut, des orifices. On pouvait bien éviter cet inconvénient avec les machines verticales en faisant osciller le cylindre sur un tourillon placé à la partie inférieure, disposition, d’ailleurs fort médiocre, que nous avons eu l’occasion de mentionner précédemment; mais c’était impossible avec la disposition horizontale. Les machines dont nous nous occupons avaient, en outre, l’inconvénient d’avoir des conduits de vapeur très tourmentés et souvent de section insuffisante et des mouvements de distribution assez compliqués, de sorte que leur simplicité apparente n’était guère qu’un trompe-l’œil.
- Nous trouvons ici l’occasion de placer une observation qui n’est pas sans intérêt. Les auteurs qui ont écrit dans cette période, tels que Jullien, déclaraient que le seul système de machine qui se prêtât à l’emploi désirable, en général, de la condensation, était le système à balancier ; la preuve en était, disait notre ancien Collègue, que si l’on veut adapter la condensation à une machine à bielle directe ou oscillante, on est obligé d’introduire un balancier spécial pour la commande de la pompe à air ; c’est exact, mais ce que Jullien perdait de vue, c’est que ce balancier spécial était très petit et qu’il était, dès lors, peu rationnel d’encombrer tout l’appareil avec un balancier de transmission générale lourd et volumineux pour éviter l’introduction d’un organe léger servant à la commande de la pompe à air. Cette dernière solution est aujourd’hui employée presque partout.
- Il nous semble que le bilan de la période qui se termine en 1847 et qui embrasse un peu plus de trente années peut s’établir comme suit :
- Au début, ce qui n’a rien que de très naturel pour une industrie naissante, l’imitation plus ou moins servile des modèles anglais et l’observation rigoureuse des règles établies par les constructeurs de ce pays. Une réaction ne tarde pas à se produire; le désir’de s’affranchir de1 cette : tutelle et la concurrence suscitée par les besoins résultant d’un développement rapide de l’industrie, font surgir de tous côtés les.idées et les efforts; mais l’absence de règles et de principes rationnels, conséquence même de l’excès de la réaction, aboutit à une confusion au milieu de laquelle
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- il est bien difficile de discerner les progrès réels. Peu à peu cette agitation, sorte d’ébullition, se calme, il s’opère une décantation qui laisse surnager les bonnes choses, les types se simplifient, se condensent pour ainsi dire ; les recherches se dirigent dans des voies déterminées et non plus au hasard: nette période est en : réalité une ère . de préparation où apparaissent déjà plus ou moins nettement tous les progrès à venir. Les Ingénieurs sont tout prêts à développer ces progrès dans ce qui constitue la seconde période, laquelle s’étend depuis la fondation de notre Société jusqu’à l’époque actuelle.
- Trois grands faits dans des ordres différents nous paraissent dominer cette première période.
- Le premier est la découverte faite par Thomas de l’action de l’enveloppe et de celle des parois des cylindres, lesquelles donnent l’explication des faits, réputés jusque-là mystérieux, caractérisés par la différence très notable qui existe entre le poids de vapeur qui passe au cylindre d’après le calcul, et le poids réel représenté par l’eau d’alimentation, différence que l’école de Pambour attribuait à la présence de l’eau entraînée avec la vapeur. L’explication, basée sur le fait de la condensation initiale au cylindre, donnée par Thomas dans son cours à l’École Centrale en 1837-38 fut confirmée par des expériences faites par Combes et lui-même sur une machine Farcot, établie dans la manufacture de couvertures de M. Albinet, rue de la Vieille-Estrapade, à Paris. Ou trouve l’exposé de cette théorie dans une note de Thomas et Laurens insérée dans le Journal des Usines de 1841, et elle a été ensuite l’objet de la communication bien connue'de Combes devant l’Académie des.Sciences, le 3 avril 1843. C’est là la base de la théorie moderne et véritable de la machine à vapeur et on ne saurait lui reconnaître trop d’importance. Une place d’honneur doit être attribuée ! Thomas dans l’histoire de cemoteur.
- Un second fait est le concours ouvert en 1845 par la Société d’Encouragement pour une machine à vapeur dépensant moins de l,5.0J?ÿ -de combustible par heure et par cheval, mesuré au frein. Le prix, de la valeur de 10 000 f, fut partagé entre Farcot, qui .-avait présenté une machine à deux cylindres et à balancier, et Le Gavrian et Farinanx pour une machiné à i double expansion ! deux nylindres actionnant * des manivelles différentes : du type .dontnous avons,parlé,.précédemment. Ces deux appareils; accusèrent des consommations à pe u : près identiques, de 1,30 kg en nombres, ronds, par cheval effectif-sur d'arbre: et: par heure.
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- Un troisième lait, cl’un ordre différent, est la commande, faite un d.843 par la Marine à l’industrie privée, de dl machines de Â&Oxh de force nominale pour.les paquehots IransatlanLiques.cons-triiits par les arsenaux. Cette commande avait été,précédée d’une enquête très sérieuse :S.ur les ressources ide l’industrie française, enquête ; dont on trouve tous îles-éléments dans un rapport magistral de Calla, inséré dans les Bulletins de 1842 de la Société d’Encouragement. On peut dire, sans aucune exagération, que ce .fait eut une importance capitale sur le développement de la construction des machines à vapeur en France, par les améliorations qu’elle fit naître dans d’outillage et les ; méthodes de travail, et par la confiance qu’elle inspira aux : fabricants. Qn ,peut : ajouter que ces .machines, les premières de grandes dimensions .faites dans notre pays, étaient d’une exécution remarquable, et, si l’entreprise des transatlantiques eut les déplorables résultats qu’on connaît, les constructeurs n’y eurent pas la plus légère part.de responsabilité. On sait que tous ces navires ont fait depuis et pendant de très longues années un excellent service comme frégates à vapeur.
- Comme critérium des progrès.réalisés dans ta première période, on peut donner en premier lieu la.réduction de la consommation de combustible par.unité de puissance. Les premières machines dépensaient énormément, surtout pour les petites.forces, à;c.ause de l’infériorité simultanée de l’utilisation de la vapeur et de sa production. Un prospectus de la maison P.erier, de Chaillot, que nous avons sous les yeux et qui date probablement de 1820 ou 1822, indique le chiffre de 10 kg de charbon par cheval-bteure pour la consommation des machines de 2 ch, et celui de 4*5 kg pour celle des machines de. 20 ch (1).
- L’amélioration de la production et de l’emploi de là vapeur et les progrès réalisés dans la construction réduisirent peu à peu ces .consommations. Les machines à deux cylindres de fa région rouennaise ne dépensaient pas plus de 2,25 à, 2,50 kg déjà avant 1840, et: l’Ingénieur en chef des Mines Saint-Léger trouvait -ten 1845, dans une expérience au frein .faite sur : une machine -.h deux cylindres de. Sims établie ; à Elbeuf, une. consommation de 1 ;6.5 kg.
- Nous venons de voir qu’à la fin de la première période, on pou-
- (1) Nous ne nous dissimulons pas qii’il est tout à fait antiscientifique :de compter la ‘ consommation d’uneunachine en charbon, parce qu'on. confondde;.coût de la -production de la-vapeur avec, celui de:son utilisation qui .seule, concerne la machine. Mais nous ne pouvons pas faire autrement, parce que dans la période dont nous nous occupons, on .ne ^trouve que très'exceptionnellement indiquée là -dépense devapeurdes machines.
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- vait réaliser, exceptionnellement il est vrai, mais enfin on pouvait réaliser une consommation d’environ 1,30 kg par cheval au frein et par heure. Combes, dans l’exposé relatif au concours de la Société d’Encouragement, dont nous venons de parler, disait en 1843 que, s’il y a encore de mauvais appareils brûlant 5 kg par cheval et par heure, les bons brûlent beaucoup plus près de .2 que de 3, et il eût pu ajouter : et les* très bons plus près de 1 que de 2.
- Des réductions analogues s’étaient opérées dans.les prix .des machines à vapeur. Les ateliers de Chaillot'demandaient, vers 1820, une somme de 10000 / pour une machine de 2 ch et une de 40 000/pour un moteur de 20 ch. Ces prix comprenaient la. chaudière et ses accessoires. En 1840, une machine de 6 ch coûtait 5500/et une de 16 ch, 15 000/; il s’agit toujours de machines avec chaudières et foyers en maçonnerie. Les prix ont encore été bien abaissés de 1840 à 1847, surtout par l’emploi de machines plus légères et de modèles moins coûteux. .
- Pour terminer ce qui est relatif à la seconde période, nous devons faire observer que, sur les 2827 machines existant en 1841, il n’y en avait que 253 d’origine étrangère, soit 1 sur 11 seulement. En 1847, la proportion était nécessairement encore plus faible ; nous regrettons de n’avoir pu trouver de renseignements à cet égard.
- Deuxième période.
- Il nous semble que, pour cette seconde période, les étapes successives franchies par les progrès de la machine à vapeur sont naturellement marquées par les grandes Expositions universelles de 1855,1867,1878'et 1889. Si nous n’avons pas pris des points de repère analogues pour la première partie ; de ce travail, cela tient^d’abord à ce . que les expositions nationales, étant quinquennales, se trouvaient trop rapprochées pour enregistrer des améliorations sensibles et, en même temps,‘parce que lenombre des machines qu’on y rencontrait était trop limité pour donner une idée réelle de la situation de la construction courante.
- Exposition universelle de 4855. — La première de nos Expositions universelles, en 1855, ne montrait pas de progrès bien sensibles par rapport à ce,que nous avons constaté à la fin de la première période. On pourrait en donner diverses raisons dont la princi-
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- pale est probablement la situation troublée d’une partie de l’intervalle qui sépare ces deux dates.
- La même observation s’appliquerait à l’Exposition universelle de 1851 à Londres que nous croyons devoir passer sous silence, d’autant plus que presque tout ce que nous pourrions y signaler d’intéressant se retrouverait en 1855.
- L’Exposition présentait 90 machines fixes dont 57 de provenance française; disons, dès à présent, que, sur ce total, il y avait 30 machines horizontales, soit 33 0/0, dont 24 venant de constructeurs français, proportion 42 0/0.
- Les tendances n’étaient pas encore bien nettes. On voyait beaucoup de machines à deux cylindres dont la plupart à balancier, généralement de construction rouennaise ou parisienne, et aussi des machines de même type sans balancier, à bielle directe, verticales, ou horizontales, même une à cylindres oscillants, montrant la-préoccupation des constructeurs de conserver l’avantage de la double expansion en se débarrassant de la forme lourde, encombrante et à vitesse assez faible du moteur à balancier. On remarquait dans ces machines un moteur vertical à deux cylindres de Farinaux, un à trois cylindres de Le Gavrian et une machine oscillante de Boyer.
- On voyait des machines horizontales avec ou sans condensation de Bourdon, Gail, Farcot, Frey, Maldant (cette dernière avec tiroirs sans pression de la part de la vapeur), des trois Écoles d’Arts et Métiers, de Revoilier, avec distribution par soupapes équilibrées, une machine actionnant directement une soufflerie et marchant à 80 tours de Thomas et Laurens, etc.
- Cette machine et quelques autres de notable puissance marquaient une tendance sérieuse à accroître la vitesse, mais cette tendance était surtout rendue manifeste par la présence de quelques petits appareils à vitesse très considérable telles que les machines exposées par la maison Flaud et construites sur des idées émises par Giffard; une de ces machines figurait déjà à l’Exposition de Londres en 1854, et y avait été très remarquée.
- On a cru pouvoir attribuer aux travaux de Giffard une influence considérable sur les progrès des machines à vapeur. Ce n’est point au sein de la Société des Ingénieurs Civils de France qu’on pourrait avoir l’idée de chercher à amoindrir la gloire du grand inventeur. L’œuvre de Giffard est trop belle pour qu’il soit utile de lui attribuer ce qu’il n’aurait certainement pas revendiqué lui-même. Les machines à très grande vitesse de Flaud ont Bull. 22
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- plutôt, à notre avis, amené une -vive réaction momentanée contre lus vitesses élevées par l’exagération même de celles auxquelles elles fonctionnaient. De plus quand on représentait ces machines comme économiques, on avait peut-être raison au point de vue du coût d’acquisition, mais ce qualificatif ne pouvait s’appliquer à leur fonctionnement, car elles dépensaient beaucoup de vapeur.
- Les moteurs de Flaud et Gifîard n’étaient pas les seuls à représenter à l’Exposition de 1855 les vitesses excessives. On voyait aussi des machines américaines de Tousley et Reed à cylindres horizontaux avec la distribution opérée par l’oscillation même du cylindre et tournant à des vitesses qui atteignaient 1 000 tours par minute. Ces petites machines attiraient vivement l’attention du public, mais on n’en a jamais entendu parler depuis, et nous croyons que ces exagérations ont plutôt fait du tort au principe si fécond de la vitesse employée dans des limites raisonnables, mais non excessives. Il faut bien dire qu’à cette époque il n’exis-iait point d’applications réclamant ces nombres détours, on ne connaissait ni les pompes centrifuges, ni les dynamos et si, comme le disait fort bien Thomas dans son cours de l’École Centrale, il est rationnel de chercher à donner aux moteurs des vitesses égales à celles des outils qu’ils doivent commander, il se faut pas leur donner des vitesses de beaucoup supérieures pour être obligé d’employer des transmissions retardatrices qui' font perdre la plus grande partie du bénéfice obtenu.
- On peut citer comme appareils curieux, bien qu’ils n’appar-tmssent pas à la section française, la machine à vapeur régénérée de Siemens, qui d’ailleurs ne réussit pas en pratique, la machine, à vapeur surchauffée de Wethered, utilisant un principe (celui du: mélange de vapeur surchauffée et de vapeur saturée), posé üx ans avant par Sorel et la machine à air chaud et à vapeur! ie Pascal. ' . .
- On doit enfin signaler la présence des locomobil.es qui n’avaient été construites que tout à fait exceptionnellement dans la période précédente., car les quelques appareils de ce genre établis, antérieurement à.titre d’essai seulement par Bourdon, Rouffet, €avé, Renaud et Lotz, etc., étaient plutôt des machines portatives.
- A l’Exposition de 1851 à Londres, il y ...avait déjà 17 locomo-Mles. Calla avait dès 1852 établi un modèle dont le succès a été très grand et a eu une influence considérable sur le développement rapide de ce genre de machine.A côté des locomobiles de; €alla,, on voyait des machines analogues de; Lo.tz, de Nèpveu, cette.
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- dernière montée sur deux roues et à signaler par l’emploi de tiroirs à pistons, de Rouffet, Flaud, Durenne, Renaud et Lotz, et des locomobiles anglaises de Clayton, Idornsby, etc.
- Si on ne peut, comme nous l’avons dit en commençant, signaler au profit de l’Exposition c]e .1855, de progrès remarquables ou de tendances bien accusées dans la construction des machines à vapeur, on peut lui accorder le crédit d’améliorations de détail et de progrès sensibles dans la construction générale qui ne sont pas sans valeur. Les quelques nouveautés qu’on y signalait n’ont par contre, pour la plupart, laissé aucune trace.
- Exposition universelle de 4861. — Ce n’est pas dans les rapports du jury international de cette exposition que nous trouverons des renseignements bien détaillés sur la question qui nous occupe. Ces rapports, qui ne contiennent pas moins de 13 volumes, consacrent tout juste 8 pages aux machines à vapeur ; ces pages renferment, en dehors d’une assez sèche nomenclature, quelques brèves observations parmi lesquelles nous recueillerons la suivante : on peut signaler l’emploi de plus en plus considérable des machines de Woolf et des enveloppes qui ont pour but d’empêcher que le refroidissement dû à la détente n’amène la conden-sation partielle de la vapeur. On voit qu’en 1867 la saine théorie de l’action de la vapeur dans les cylindres n’avait pas encore pénétré dans les régions officielles.
- On rencontrait en effet beaucoup de machines à deux cylindres à l’Exposition de 1867, mais, s’il y avait encore quelques beaux appareils à balancier exposés par Boyer, Lecouteux, Carels, Sigl, etc., la tendance à supprimer l’intermédiaire coûteux et gênant du balancier était encore plus manifeste qu’à l’exposition précédente. Nous citerons, à l’appui, les machines à deux cylindres, la plupart horizontales et dont quelques-unes avaient des manivelles à 180°, de Boudier frères, Bérendorf, Corbran et Lemarchand, Schmidt, de Vienne, Scribe, Van den Kerekove, tous deux de Gand, Bergsund, etc.
- C’est à cette exposition qu’on voit pour la première fois apparaître la machine compound véritable, que le rapport du jury passe à peu près complètement sous silence. C’était une machine de 30 ch, de B. Normand, verticale à pilon à deux cylindres accolés actionnant des manivelles à 90° avec réchauR fage de la vapeur au réservoir intermédiaire. Si cette machine, qui d’ailleurs n’était pas en mouvement, a passé complètement
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- inaperçue, elle a tout au moins eu la chance d’être mentionnée par le jury, tandis qu’un appareil analogue, une machine de bateau à deux cylindres inclinés avec manivelles à 90°, construite et exposée par la maison Escher, Wyss et G0, de Zurich, représentant le modèle qui est encore à l’heure qu’il est le plus employé, sinon le seul, pour les bateaux à roues, n’a pas fait l’objet de la plus simple mention.
- Les machines horizontales à un seul cylindre, simples ou jumelées, étaient très nombreuses. On peut citer en premier lieu la machine double de 160 ch de Farcot, les machines de Gail, du Creusot, de Bourdon, de Fives-Lille, de Thomas etLaurens, etc. Un moteur qui attirait beaucoup l’attention était celui du système Allen construit par Whitworth ; il tournait à 200 tours, ce qui, pour une course de 0,610 m, donne une vitesse de 4,07 m par seconde. L’exécution, de cette machine était excessivement remarquable.
- De plus, en dehors de sa distribution sur laquelle nous reviendrons, cet appareil présentait des dispositions très intéressantes qui se sont largement répandues : la forme en baïonnette du bâti, la position du cylindre en porte à faux à l’extrémité de ce bâti, la commande de la pompe à air par un prolongement de la tige du piston, etc.
- G’est à l’Exposition de 1867 que parut, pour la première fois, le système Gorliss, dont l’invention, aux Etats-Unis, remonte à 1849. On y voyait deux machines de ce système : une du type Gorliss pur construite par Hick, Hargreaves et G0, de Bolton (Lancashire) ; l’autre, avec les modifications d’Inglis, introduites en 1865. Un moteur, également remarquable, était la machine horizontale à distribution par soupapes, commandées par déclic avec variation de l’admission par le régulateur des frères Sulzer, de "Winterthur, système si répandu par la suite.
- Les machines verticales étaient moins nombreuses; les plus importantes étaient : une belle machine d’extraction jumelle avec distribution par soupapes, de Quillacq, à Anzin, et une autre du même constructeur, tournant à 80 tours et destinée à actionner un ventilateur. Nous citerons, simplement à titre de curiosité, une machine à double expansion verticale du type qu’on a appelé, depuis, tandem, exposée par un constructeur de Barcelone; elle présentait une disposition de cylindres à peu près identique à celle, que la maison Krauss, de Munich, a appliquée récemment à des locomotives, dont une figurait à l’Exposition de Nuremberg en 1896. ^
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- Nous ne croyons pas bien utile de parler, ici, des machines à rotation directe qui n’ont jamais passé sérieusement dans la pratique; la plus intéressante des machines de ce genre, était, à l’Exposition de 1855, la machine à disque de Bishop, déjà exposée à Londres, en 1851 ; cette place était occupée, en 1867, par la rotative Behrens qui reçut quelques applications, notamment dans la marine et plutôt comme appareil d’épuisement que comme moteur indépendant.
- Au sujet des machines à grande vitesse, nous ne trouvons guère à mentionner que le moteur à quatre cylindres à simple effet, avec distribution par les pistons mêmes, de Hick, de New-York, qui attira vivement l’attention à l’Exposition et, comme tant d’autres, disparut après sans laisser de traces.
- Au point de vue des appareils de distribution, nous constatons la continuation de l’emploi des détentes à tiroirs superposés des systèmes déjà connus de Farcot, Meyer, etc., ou de systèmes dérivés de ceux-ci, et en même temps, l’apparition d’une série de nouveaux systèmes par l’emploi desquels on cherche à corriger les inconvénients des précédents, en visant la réduction des espaces neutres, l’accroissement de la section des passages de la vapeur, la rapidité de la fermeture, la séparation des lumières d’admission et d’échappement, etc.' Ce sont les tiroirs à double passage d’Allen, avec course variable réglée par le modérateur pour ceux d’admission, les distributeurs Corliss formés des organes cylindriques bien connus démasquant des-orifices longs et étroits ; ce n’est pas tant la forme et la disposition de ces obturateurs qui constitue l’intérêt de cette distribution que la nature du mouvement qui lui est imprimé et qui permet d’obtenir des ouvertures et des fermetures rapides avec un temps d’arrêt plus ou moins long entre deux. Nous ajouterons les distributions par soupapes commandées par des touches ou par des dispositifs à déclic contrôlés par le régulateur, comme dans- la machine Sulzer. <
- Quant aux régulateurs, on trouvait un certain nombre d’appareils nouveaux, ayant pour objet de remédier aux imperfections du pendule conique classique de Watt. Nous citerons parmi eux : le régulateur isochrone de Foucault, le régulateur à bras et bielles croisées de Farcot, le régulateur Porter, celui de Pickering constitué par de petites boules fixées à des lames flexibles et tournant très vite, le régulateur à action différentielle de Siemens, le régulateur pneumatique de Larivière, etc.
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- On voyait à cette exposition quelques machines demi-fixes, dont celle de Farcot était la plus remarquable; elle comportait un moteur du type ordinaire de ce constructeur, porté sur une chaudière à foyer démontable ; cette machine était à condensation et à fonctionnement économique.
- Les locomobiles, qui faisaient, pour ainsi dire, leur apparition en 1855, étaient très nombreuses à l’Exposition de 1867; on en comptait une centaine au moins, tant au Chanrp-de-Mars qu’à l’annexe de l’Agriculture, à Billancourt.
- Les plus intéressantes étaient celles de la maison Calla, qui avait déjà livré près de 1200 de ces appareils et qui exposait, entre autres, deux locomobiles à deux cylindres, de la force de 30 ch, celles de la maison Gail, de Farcot, la locomobile voiture de Weyher et Loreau, deux locomobiles à fonctionnement • de Woolf, l’une de Gâche, l’autre de Malo, de Dunkerque, une petite locomobile de Belleville, avec la chaudière avec eau dans les tubes du système bien connu de ce constructeur, etc.
- Gomme conclusion à tirer de la revue rapide que nous venons de passer des machines à vapeur figurant à l’Exposition de 1867, nous indiquerons, d’abord, une progression continue dans le sens déjà constaté en 1855, puis une tendance de plus en plus nette à l’emploi de la forme horizontale et des transmissions directes, l’introduction de distributions perfectionnées, dans le but de réaliser, surtout dans un sens pour ainsi dire cinématique, des progrès dans l’utilisation de la vapeur. C’est dans cette voie que vont surtout se diriger les recherches dans la période qui va s’écouler entre 1867 et 1878.
- D’autre part, on ne cesse de chercher dans une autre voie, celle qui considère surtout les pertes calorifiques, l’amélioration du fonctionnement des machines ; on le voit par le développement croissant de l’emploi de l’enveloppe de vapeur, des systèmes à double expansion et, notamment, de la disposition, sinon nouvelle, du moins peu connue, de la forme à "réservoir intermédiaire ou machine compound proprement dite.
- Nous pouvons dire, comme critérium des progrès déjà réalisés, qu’en 1867, la consommation des machines à deux cylindres ou des bonnes machines à un seul cylindre à condensation et enveloppe de vapeur s’était abaissée à 1,05 ou 1,10% par cheval au frein et par heure.
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- Exposition universelle de 1878. — L’Exposition de 1878 se faisait remarquer à première vue, dans l’ordre d’idées qui nous occupe, par une installation grandiose de force motrice. On ne comptait pas, en effet, moins de 30 moteurs à vapeur pour actionner les transmissions, dont 20 dans la galerie des machines. Leur puissance collective atteignait le chiffre de 2 500 ch, contre 850 seulement à l’Exposition de 1867.
- Nous retrouvons, tout d’abord, une tendance de plus en plus marquante à l’emploi de la double expansion, mais presque toujours sans l’emploi du balancier.
- On ne voit plus figurer cet organe que sur quelques machines, exposées par Boyer, Boudier, Carels, Powell et Windsor; encore, comme nous le verrons plus loin, a-t-on cherché à rajeunir ces moteurs classiques par l’addition de détails plus modernes, tels que des détentes automatiques. En revanche, les machines de ce genre à action directe sont assez nombreuses.
- Parmi les machines à deux cylindres à points morts concordants, on en trouve plusieurs , avec manivelles a 180° horizontales ou verticales, de Boudier, Galloway, Queruel, etc., d’autres n’ont qu’une manivelle pour recevoir l’action des deux pistons allant dans le même sens, les deux cylindres étant l’un à côté de l’autre comme dans la machine Hermann-Lachapelle, dispositif très rarement appliqué sur les machines fixes, mais qui l’est aujourd’hui largement sur les locomotives aux Etats-Unis, dans le type deVauclain, ou étant placés l’un devant l’autre dans le même axe, ce qu’on appelle en tandem, comme dans les machines Alexander, Escher-Wyss, Sulzer. C’est la première fois qu’on voit apparaître ce système à une expositions,, tout au moins sous la forme horizontale.
- La machine à deux cylindres avec réservoir intermédiaire et manivelles à angle droit, qui faisait ses débuts à l’Exposition de 1867, est largement représentée sous forme verticale ou horizontale par les machines de la Société des Batignolles, de. Claparède, du Creusot, de la Société de construction navale du Havre, de Dubuc, Hurenne, Révollier et Bietrix, Weyher et Richemond, etc»
- Les machines à un seul cylindre, simples ou jumelées, horizontales ou verticales, mais surtout sous la première forme étaient aussi très nombreuses. Nous citerons, pour ainsi dire an hasard, celles de Artige, Beer, Berger André, Buffaud frères, iCail, Cockerill, Gollmann, Corbran et Lemarchand, Duvergier, Earcot, Fives-Lille, Lecointe et Yillette, Le Gavrian,. Quillacq,
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- S.o.cin et Wick, Vandenkerckove, Société de Winterthur, Whee-lock, Zimmermann, etc.
- Les systèmes de distribution affectaient des formes et des dispositions innombrables. On ' rencontrait parmi les distributeurs proprement dits les anciens tiroirs avec tuiles de détente superposées. Les tiroirs à orifices multiples, glissières à grille, soit pour l’admission et l’échappement, soit plus souvent pour l’échappement seul, les soupapes équilibrées, les organes Gorliss, etc., non seulement isolés, mais encore combinés ensemble dans la même machine, par exemple les uns pour l’admission, les autres pour l’échappement; comme organes de commande, on voyait les excentriques circulaires pour tiroirs, les mécanismes à déclenchement, les'excentriques à ondes ou cames, enfin divers autres systèmes. Nous mentionnerons spécialement la détente à déclic par tuiles superposées à des tiroirs ordinaires de Gorrey appliquée à la machine Woolf de Powell et la détente analogue de Hall et Windsor appliquée à la machine du même système de Windsor, le dispositif de Rider où l’organe de détente est formé d’un demi-cylindre à arêtes hélicoïdales pouvant tourner autour de son axe de figure sous l’effort du régulateur et opérant d’une manière analogue aux tuiles de la détente Meyer, les détentes à tuiles ' et commandées par le régulateur par l’intermédiaire du compensateur Denis, des machines de Weylier et Richemond, la distribution américaine de Wheelock avec les deux distributeurs à rotation alternative et déclenchement pour l’admission, logés deux à deux dans une lumière unique, sous chaque extrémité d’un cylindre horizontal.
- On remarquait de nombreuses dispositions de régulateurs, les unes destinées à améliorer le classique pendule conique au point de vue de la puissance, de l’efficacité ou de la facilité à se prêter à la commande des organes de détente, les autres ayant pour but de le remplacer entièrement. Il nous suffira de citer les appareils de Beer, de Buss, de Windsor et Hall, le régulateur à frein hydraulique, le ‘régulateur à embrayage de Bodmer, convenant plutôt aux moteurs hydrauliques, les régulateurs différentiels d’Allen, de Deprez, etc. A côté des régulateurs, nous ne devons pas oublier de rappeler le compensateur Denis auquel nous avons déjà fait allusion et le servo-moteur de Farcot, qui Mt son apparition à l’Exposition de 1878 et qui constitue une des plus belles inventions de notre éminent Collègue et ancien Président. On voyait le servo-moteur sous la forme imaginée par
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- son auteur et sous les modifications de Beer, de Stapfer et Duclos, etc.
- On rencontrait un certain nombre de machines demi-fixes, au premier rang desquelles les machines compound à condensation de Weyher et Richemond. Les locomobiles étaient très nombreuses, quelques-unes étaient d’assez forte puissance. On n’y remarquait pas de modifications sensibles depuis 1867. Nous mentionnerons cependant une locomobile à double expansion, avec deux cylindres disposés en tandem, construite par MM. Chaligny et Guvot-Sionnest avec la collaboration de M._ A. Mallet. On réalisait ainsi un appareil à fonctionnement économique d’une disposition très simple pour des puissances inférieures à celles où on peut recourir à l’emploi de deux machines complètes conjuguées.
- Les machines rotatives étaient en très petit nombre, elles étaient représentées par les systèmes Taverdon, Martin, etc. Le peu de raison d’être qu’elles pouvaient avoir disparaissait entièrement en présence de l’apparition de petits appareils à mouvement alternatif et à rotation rapide, avec cylindres à simple effet, tels que ceux de Beer, Brotherhood, Wigzell, Willans, etc.
- Nous citerons encore une nouvelle classe de moteurs à vapeur destinés à la petite industrie, ceux de Baxter, Fontaine, Saive, etc. Ces petits moteurs, très intéressants et très bien étudiés, •arrivaient malheureusement trop tard pour avoir une longue carrière, au moment où les moteurs à gaz et à pétrole et la distribution à domicile de la force provenant des stations centrales étaient prêts à combler la lacune en vue de laquelle ces moteurs dits domestiques avaient été créés.
- Il nous est absolument impossible d’entrer dans aucun détail •sur les innombrables perfectionnements réalisés dans les formes, les organes accessoires et la construction qu’on pouvait observer sur les machines de l’Exposition de 1878. Nous nous bornerons à formuler sommairement quelques conclusions qui nous paraissent ressortir de l’examen précédent.
- La. lutte est désormais ouverte d’une manière parfaitement nette entre la machine simple, appelant à son aide toutes les .améliorations de détail, notamment les distributions perfectionnées de tous les systèmes d’une part, et, d’autre part, la machine à double expansion rajeunie, pour ainsi dire, par de nouvelles combinaisons des organes principaux ou accessoires ; mais conservant toujours le principe caractéristique de l’action successive
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- cle la même vapeur dans deux capacités de volume croissant. Dans toutes les étapes précédentes, nous avons pu voir cette concurrence s’accentuer. En 1878, la situation est parfaitement déterminée et nous verrons, en 1889, quel aura été le résultat de cette lutte.
- On peut admettre qu’en 1878 les bonnes machines étaient arrivées à une consommation de 1 kg de combustible par cheval au frein et par heure, pour des puissances un peu1 considérables. Tout en manifestant une tendance continue à l’accroissement, la pression et la vitesse de fonctionnement ne dépassaient pas de beaucoup ce qu’on pouvait observer en 1867.
- Exposition universelle de 4889. — Nous trouvons sur l’Exposition universelle de 1889 des documents très complets, notamment dans le magistral rapport de M. l’Ingénieur en chef Hirsch sur la mécanique générale, contenu dans la collection des rapports officiels du jury international. Cette exposition est d’ailleurs encore assez près de nous pour que nos souvenirs personnels puissent en grande partie nous servir de guide dans cette étude.
- Si nous procédons comme nous l’avons fait jusqu’ici, nous constatons dès le début que le système à balancier est de plus en plus abandonné'; nous ne le retrouvons plus que sur une belle machine Woolf, de Windsor, et sur une paire de machines à un seul cylindre dont le mieux, croyons-nous, est de ne rien dire.
- Les machines à double expansion et à points morts concordants, c’est-à-dire, soit à manivelle unique, soit à manivelles opposées, étaient assez nombreuses. Nous citerons entre autres celles de Douane et Jobin (système Queruel), de la Société Alsacienne de construction mécanique, (deux cylindres superposés avec leurs axes inclinés vers le centre de l’arbre, deux bielles et manivelle unique), de Windsor, de Ville-Chatel, Bietrix, Lecouteux et Garnier, etc. Mais c’est surtout sous la forme de la machine à réservoir et à manivelles à angle droit qu’on rencontrait le système à double expansion. Cette forme était représentée par une quantité de machines, les unes verticales, les autres horizontales, parmi lesquelles nous citerons celles de Berger, André, Bietrix, Boulet, Brasseur, Buffaud et Robatel, Cail, Carels, Chaligny et Cie, Escher-Wyss, Farcot, Fives-Lille, Forges et ..Chantiers de la Méditerranée, Forges de l’Horme, Olry et Gran-demange, Quillacq, Société Alsacienne, Société d’QErlikon, Société
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- du Phénix, Société Suisse à Winterthur, Sautter et Lemonnier, SiRzer, Weyher et Richemond, utc.
- Un fait capital est l’apparition d’un nouveau degré dans l’expansion multiple, représenté par la machine à triple expansion dont on voyait plusieurs spécimens construits par les maisons Farcot, Powell, Sulzer et Wéyher et Richemond.
- Ces machines n’étaient point des appareils d’exposition comme on en voit paraître quelquefois, mais la représentation d’une pratique déjà courante.
- Il y avait aussi beaucoup de machines à un seul cylindre, au premier rang desquelles brillait le moteur Farcot de 1 000 ch, par exemple, celles de Boulet, Buffaud et Robatel, Davey et Paxman, Dyckhoff, le Creusot, Farcot, Fives-Lille, Forges de l’Horme, Jean et Peyrusson, Lecouteux et Garnier, Escher-Wyss et Cie, Société Alsacienne, Société de Couillet, Société de la Meuse, Straight Line, Sulzer, Windsor, etc.
- Nous devons maintenant introduire dans les systèmes que nous venons de passer en revue, une distinction importante dont la nécessité ne s’était pas fait sentir jusqu’à présent. C’est la division des machines en machines à vitesse normale et machines à grande vitesse.
- Ces deux classes de moteurs peuvent d’ailleurs avoir les mêmes dispositions d’ensemble et, jusqu’à un certain point, le même mode de fonctionnement.
- Quelques observations préliminaires doivent trouver place ici.
- Entre l’Exposition de 1878 et celle de 1889, il s’était passé un fait d’une extrême importance ; nous voulons parler de l’Exposition d’Électricité de 1881, à Paris, dont l’influence sur le développement des applications de l’électricité avait été considérable. Cette influence s’était fait sentir par une réaction directe et immédiate sur les progrès des machines à vapeur en amenant une demande importante de moteurs à fonctionnement économique et à grande vitesse, cette dernière condition imposée à la fois par la nécessité de commander au besoin directement, les dynamos et par celle d’avoir des appareils tenant peu de place.
- On rencontrait à rExposition de 1889 une quantité de ces machines à simple et à double expansion, verticale ou horizontale, et nous verrons plus loin que ces modèles ont amené l’introduction de dispositions de détail très intéressantes.
- Les appareils de distribution et lëur mode de commande étaient très nombreux. On retrouverait la plupart des systèmes figurant
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- déjà en 1878, mais on peut signaler aussi dans cet ordre d’idées un certain nombre de nouveautés. Nous citerons, pour les distributeurs, le nouveau système de tiroirs à grilles de Wheelock, se logeant dans le même emplacement que les anciens organes cylindriques de ce constructeur, le distributeur à rotation continue de Bietrix, qui permet d’avoir un organe unique pour plusieurs cylindres, disposition très simple, mais qui exige une étude bien faite et une bonne exécution ; on trouve de nombreux exemples de tiroirs cylindriques ou à pistons à simple ou double orifice, quelquefois avec des tiroirs de détente également cylindriques, placés dans leur intérieur, etc.
- Dans les systèmes nouveaux de commande, on rencontre de nombreuses et intéressantes modifications à d’anciens systèmes^ par exemple celle de Farcot qui, par un dispositif de déclenchement en retour pour les grandes admissions, permet de porter l’admission à une très forte fraction de la course, la commande du Creusot, celle de Frickart qui permet également de prolonger l’admission et qui figurait sur des machines de la Société Alsacienne, d’Escher-Wyss et G0 et de Villechatel. On rencontrait aussi une disposition curieuse d’actionnement des organes de détente par des pistons à vapeur due àM. Bonjour, et une autre également très intéressante, figurant sur la machine Dyckhoff, commandant, par déclenchement, un distributeur unique pour chaque extrémité du cylindre et servant successivement à l’admission et à l’échappement.
- Mais le fait le plus important était peut-être la commande des organes Gorliss d’admission, non plus par déclenchement, mais par une transmission rigide avec mouvement varié, comme pour les distributeurs d’échappement, la variation de la durée de l’admission étant simplement déterminée par la variation de course de l’organe admetteur.
- Cette question se relie intimement à celle des régulateurs et nous conduit à signaler l’emploi, très répandu pour les machines à vitesse un peu considérable, des régulateurs placés dans le volant et agissant directement sur l’excentrique de distribution pour changer sa course et son calage. On fait agir la tige de cet excentrique sur des tiroirs plans ou cylindriques ou sur des organes Gorliss, comme "nous venons de l’indiquer, et on obtient ainsi un réglage automatique de l’admission par des moyens très simples et se prêtant parfaitement à des rotations rapides. C’est là une des innovations les plus importantes de l’Exposition et,
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- bien qu’on y rencontrât quelques dispositions intéressantes de régulateurs indépendants, nous croyons inutile d’en dire plus long sur cette partie.
- On trouvait quelques modèles de machines à grande vitesse et à simple effet, par exemple celle de Brotherhood, déjà représentée en 1878, de Bürgin, Weidknecht (systèmeBrown),Willans,Westinghouse, etc. Les inventeurs attribuent à l’emploi de cylindres à simple effet l’avantage d’éviter les changements de sens des pressions sur les pièces de la transmission, et celui de se prêter plus facilement au logement des machines dans des enveloppes entièrement closes.
- Gomme machines rotatives, nous ne voyons guère que la machine Taverdon, présentant des modifications assez sensibles par rapport au type exposé en 1878 et celles de Bornet, West,'Nègre, etc., mais nous devons signaler la présence d’une nouvelle classe de machines à rotation directe, les turbines à vapeur représentées par la turbine Parson, construite par MM. Weyher et Riche-mond, et qui a vivement attiré l’attention, i
- Il y avait un certain nombre de machines demi-fixes, dont quelques-unes d’assez forte puissance, exposées par les constructeurs que nous venons de nommer (Weyher et Richemond), et d’autres dans lesquelles la machine proprement dite était disposée sous la.chaudière (Société Alsacienne). On rencontrait beaucoup de locomobiles et le fait capital était le développement de l’application à ces machines de la double expansion dont nous avons signalé l’apparition en 1878.
- Cette application était en opposition avec l’idée, très répandue encore alors, et selon nous inexacte, que, sans la condensation, la détente multiple n’offre pas d’avantages. Si on remarque qu’au dessus de 20 ch, on faisait déjà les locomobiles avec deux cylindres, on admettra bien que le fait de donner un diamètre différent aux deux cylindres, n’introduit aucune complication, et que, si légère que soit la diminution de la consommation de combustible, ce sera un bénéfice net. L’expérience s’est d’ailleurs parfaitement prononcée sur ce point. Nous n’entendons nullement contester d’ailleurs les avantages économiques de la condensation, lorsqu’on peut la réaliser et nous nous empressons de signaler la tendance qu’on remarquait à faciliter Remploi de ce- facteur important, au moyen d’appareils tels que le condenseur indépendant de Weyher'et Richemond, les appareils à refroidissement d’eau de Chaligny et Cie, l’aéro-condenseur de Fouché,'etc.
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- L’examen que nous venons de faire nous indique comme faits caractéristiques de l’Exposition de 1889, non seulement le développement énorme de la double expansion, avec souvent l’emploi simultané de distributions perfectionnées qu’on pensait précédemment pouvoir donner aux machines simples les avantages des compound, mais encore un nouveau pas en avant dans la voie de la détente en cylindres successifs, par l’emploi de la triple expansion permettant d’utiliser avantageusement des pressions plus élevées. Nous voyons reparaître les machines à double effet à grande vitesse qui avaient déjà fait une apparition il y a trente ans, sans succès, et auxquelles, d’abord, une raison d’être qui n’existait pas encore alors, et ensuite les progrès dans l’étude et la construction, semblent assurer aujourd’hui une brillante carrière. L’emploi des régulateurs placés dans le volant et l’action-nement direct des distributeurs, soit à tiroirs, soit genre Corliss, par un excentrique sous le contrôle de ces régulateurs, est un des faits les plus importants. La réalisation pratique d’un appareil moteur agissant non plus par la pression statique, mais par la vitesse de la vapeur, est également à signaler.
- Au risque d’allonger encore un peu ce travail, déjà beaucoup plus développé que nous ne l’aurions voulu, nous croyons devoir jeter encore un coup d’œil au delà de l’Exposition de 1889, et signaler, très sommairement d’ailleurs, les progrès principaux qub semblent avoir surgi depuis cette date.
- Nous constatons d’abord le retour à l’emploi de la surchauffe qui, assez largement usitée dans des limites modérées il y a quarante ans, surtout dans la marine, avait été abandonnée, tant à cause de difficultés pratiques que par suite de l’apparition de la machine compound, qui réalisait, d’une manière plus simple et pins sure, les mêmes avantages et d’autres encore. Aujourd’hui, les difficultés qu’on avait éprouvées semblent s’être atténuées, surtout* en présence des perfectionnements apportés dans le graissage des cylindres et tiroirs, et on obtient même avec les moteurs les plus perfectionnés, une certaine économie s il reste toutefois encore à élucider la question de la durée des appareils. Dans cet ordre d’idées, on. doit signaler l’emploi récemment tenté en Allemagne d’un degré très élevé de surchauffe, dans lequel la vapeur; atteint à l’entrée dans la machine des températures de 360 à 370° et qui, appliqué à des moteurs d’assez faible puissance relative, ; leur fait réaliser des consommations très réduites. Pour des raisons que nous avons déjà exposées, on ne saurait
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- encore considérer ces procédés, quelque intéressants qu’ils soient, comme passés dans la pratique.
- Un autre fait est l’extension de l’emploi des turbines à vapeur. Aux appareils déjà présentés, notamment à l’Exposition de 1889, est venue s’ajouter la turbine de Laval, qui donne des résultats très remarquables et qui a déjà reçu un certain nombre d’applications. Il ne faut toutefois pas se dissimuler que la vitesse énorme de marche de ces appareils, vitesse toujours très supérieure à celle des engins actionnés par eux, donne aux transmissions retardatrices une importance, qui crée un certain désavantage à ce genre de machines, d’ailleurs fort intéressant.
- Nous pourrions citer des faits d’importance secondaire, si nous n’étions obligé de nous maintenir dans les grandes lignes, ayant déjà dépassé notablement l’espace qui nous était accordé. Mais notre devoir est de jeter un coup d’œil très rapide sur l’ensemble des Expositions qui se sont tenues dans les deux dernières années, dans divers pays, à Berlin, Bruxelles, Budapest, Genève, Leipzig, Nuremberg, etc. Nous y voyons que la situation générale n’a fait que s’accentuer dans le sens que nous indiquions à la.fin de notre examen de l’Exposition de 1889.
- Pour les applications générales, on emploie des machines presque toujours horizontales à allures relativement modérées, c’est-à-dire ne dépassant pas 70 ou 80 tours, quelquefois à simple, plus souvent à double, et même triple expansion, à distributeurs multiples, grilles, soupapes, organes Gorliss, avec commande à déclenchement ; pour les applications aux usages électriques, on voit surtout des machinés verticales, également à simple, double ou même triple expansion marchant à des vitesses considérables, 200 et 300 tours. La distribution se fait par tiroirs plans ou cylindriques ou par organes Corliss, généralement commandés par un excentrique à calage .variable conduit par un régulateur placé dans le volant.
- Le régulateur, disposé généralement comme nous venons de l’indiquer, agit quelquefois sur un excentrique spécial commandant un tiroir de détente placé sur ou dans le tiroir principal suivant que ce.tiroir est plan ou cylindrique. En somme, la détente en cylindres successifs est toujours de plus en plus en faveur, double pour les pressions inférieures à 9 ou 10 kg, et triple pour les pressions supérieures.
- On ne paraît pas avoir encore employé autrement qu’à titre tout à fait exceptionnel la quadruple expansion pour les machines fixes.
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- Les formes et les détails sont toujours étudiés avec le plus grand soin, le choix des matières et la construction sont toujours l’objet de la plus grande attention, surtout pour les cylindres dans lesquels on doit se préoccuper d’éviter tout développement inutile des surfaces en contact direct avec la vapeur ; nous signalerons notamment la question de graissage qui a une importance considérable pour les appareils à allure rapide. Ce point a été l’objet de perfectionnements nombreux, on commence à employer beaucoup les graisseurs mécaniques.
- On fait toujours usage de la condensation surtout pour les grandes machines, lorsque les conditions locales s’y prêtent et on en facilite l’emploi par l’introduction de plus en plus fréquente des installations de refroidissement d’eau. Les machines, surtout celle de la première catégorie sont presque toujours munies d’enveloppes, tant au cylindre qu’à ses fonds, mais on ne voit plus guère employer sur les appareils à expansion multiple le réchauffage intermédiaire inauguré par B. Normand en 1860; cette disposition ne peut guère, en effet, être efficace sans créer une résistance au passage de la vapeur d’un cylindre à l’autre.
- Jusqu’ici nous nous sommes borné à exposer la suite des progrès matériels réalisés par la machine à vapeur dans ses évolutions successives depuis l’origine jusqu’à l’époque actuelle et, pour ne pas interrompre l’enchaînement des faits, nous avons intentionnellement laissé de côté les travaux d’un ordre scientifique accomplis parallèlement et qui, s’ils n’ont pas toujours exercé une influence, directe et déterminante sur les progrès matériels que nous avons signalés, n’en ont pas moins joué un rôle considérable qu’il serait injuste de méconnaître surtout dans un travail comme celui-ci; nous aurons en effet à citer souvent des ^noms de membres de la Société comme nous l’avons déjà fait dans tout ce qui précède.
- On a vu que, dans la première période, le rôle capital des parois métalliques en contact avec la vapeur dans le cylindre des machines, rôle qui est la base de la véritable théorie du moteur à vapeur, avait été clairement exposé par Thomas, il y a cinquante ans. En 1855, Hirn reprenait la même question avec de très- importants développements et arrivait à formuler sur cette base la théorie pratique de la machine à vapeur. On connaît les importantes études sur la surchauffe de Ce savant auquel on doit aussi la méthode d’essais calorifiques qui permet de reconnaître comment le calorique contenu dans le fluide moteur qui arrive à la ma-
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- chine disparaît de diverses manières en dehors de celui qui correspond au travail réalisé. Hirn a été grandement assisté dans ses recherches par des collaborateurs que nous nous honorons d’avoir compté ou de compter encore au nombre des membres de notre Société : Hallauer, Leloutre, Grosseteste, Walther-Meunier, Dwelshauvers-Dery.
- La théorie rationnelle de la machine à vapeur eut beaucoup de peine à s’imposer et c’est en partie à ce fait qu’on doit les remarquables travaux faits dans le but, soit de constater l’existence, soit d’apprécier l’importance des éléments qui influent sur le point de départ de cette théorie, la condensation initiale au cylindre. Ces travaux portent sur les recherches relatives aux coefficients d’absorption, de conductibilité et de capacité calorifique des parois des cylindres, les lois qui régissent les échanges de chaleur entre les parois et la vapeur, la représentation graphique de ces échanges, le rôle de l’eau dans les cylindres, etc.
- Nous ne pouvons faire autrement que de citer ici les noms des principaux savants qui ont contribué à jeter la lumière sur ces questions par des recherches expérimentales ou des explications théoriques. Nous trouvons, en dehors des noms déjà cités, ceux de : pour la France ; Combes, Delafond, Ledieu, Ledoux, Mada-met, Nadal, Reech, Witz, etc.
- Pour l’Angleterre et les États-Unis, D. K. Clark, Cotterill, Don-kin, Englisch, Gately et Kletsch, Isherwood, Kennedy, Marks, Oshorne Reynolds, Rankine, Thurston, Willans, etc. ; pour les autres pays, Bauschinger, Boulvin, Escher, Illek, Pasquier, Schroeter, Schmidt, Sinigaglia, Zeuner, etc.
- Nous n’avons nullement la prétention de présenter une énumération complète. Nous devons mentionner tout particulièrement en outre parmi les travaux de notre Collègue M. Leloutre, ses recherches analytiques et expérimentales sur la machine à vapeur, publiées en 1873 dans le Bulletin de la Société industrielle du Nord de la France, et sa théorie générale de la machine à vapeur parue en 1892 dans les Bulletins de la Société des Ingénieurs Civils, mémoire couronné à la fois par l’Institut de France et par notre Société et aussi les nombreux travaux de notre Collègue M. le professeur Dwelshauvers-Dery dont le plus récent concerne l’effet de la compression dans les cylindres à la fin de la course.
- Des recherches extrêmement remarquables ont été faites sur quantité de questions d’un ordre moins général relativement aux diverses parties des machines à vapeur, distribution, régulateurs, Bull. - 23
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- forces d’inertie, condensation, volants, etc. ; on nous excusera de ne point citer de noms à ce sujet, nous, serions entraînés trop loin et cela ferait en partie double emploi avec les listes que nous allons donner plus loin.
- Enfin, la. détente en cylindres séparés, notamment dans dévolution qu’elle ,a subie dans les trente dernières années, a'été l’objet d’études de la part d’un certain nombre d’auteurs ; ces études ont exercé une influence très importante sur le développement rapide des machines compound et à triple expansion, et il nous paraît d’autant plus juste d’en mentionner ici les auteurs que la plupart appartiennent à notre Société et on peut dire sans exagération que la machine compound est pour ainsi dire née au sein de la Société des Ingénieurs Civils, au moins pour quelques-unes de ses plus importantes applications. Nous citerons ici les noms de : de Fréminville, B. Normand, A. Normand, A. Mallet, Demoulin, Ledieu, etc.
- Conclusion.
- En résumé, le développement de la machine à vapeur et les améliorations qui l’ont amenée .à son état actuel sont dus aux travaux d’un grand nombre d’hommes qui y ont contribué de diverses manières et dans une mesure différente. Beaucoup de ces hommes appartiennent ou ont appartenu à notre Société et nous croyons juste de rappeler ici leurs noms. Nous avons cru convenable de diviser ces noms en plusieurs catégories. Cette division n’a rien d’absolu; elle n’était.pas toujours facile à établir et nous réclamons l’indulgence pour les erreurs que nous avons pu commettre et aussi pour les omissions involontaires que nous aurions pu faire.
- A. Travaux et recherches d’un ordre général sur la machine à vapeur :
- MM. Dwelshauvers-Dery. — Hallauer. — Hirn. — Leloutre.
- — Mair. — A. Mallet. — Général Morin. — B. Normand. — Amiral Paris. — Poncelet. — Thomas et Laurens. — Thurston.
- — Tresca. — Walther-Meunier.
- B-. Études sur des parties spéciales de la machine à vapeur :
- MM. Andrade. — Audenet. —Bour. — Compère. — Denis.— Dubost: — Foucault. — Galy-Cazalat. — G. Marié. — Olivier. —
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- Pichault. — Raffard. — D, Stapfer.. — Sosnowski. — Yvon-Yil-larceau.
- G. Auteurs d’ouvrages, publications ou conférences sur la machine à vapeur, professeurs, etc. :
- MM. Armengaud aîné. — Ârmengaud jeune. — A. Bonnet. — G. Bourdon. — Buchetti. — Sir Frédéric Bramwell. — Casa-longa. — D. Colladon. — Demoulin. — G-audry. — Grouvelle.
- — De Laharpe. — Lecœuvre. —Jullien. — Périssé. — Polonceau.
- — Richard. — Yigreux.
- D. Ingénieurs s’étant occupés particulièrement delà construction des machines à vapeur :
- MM. Audemar. — Beer. — Berendorf. — Berger. — Billet. —• Boudier. —• Bougarel. — Bougault. — Boulet. — Bourdon père.
- — Ed. Bourdon. — Ch. Bourdon. — Bourdon (du Greusot). — Brotlierhood. — Brulé. — Cail.— Calla. — Gavé. — Chaligny. — Charbonnier. — Claparède. — Cochot. — Cohendet. — Corpet.
- — Crozet. — Louis David. — Delacourtie. — Delsa. — Donnay.
- — Douane. — Dubuc. — Durenne. — Duval. — DyckhofL — Edwards. — Elwell. — D. Farcot. — J. Farcot..— E. Farcot. — Farcot fils. — Flaud. — Flachat. — Fontaine. — Forquenot.
- — Frey. — Garnier. — Granddemange. — Guppy. — Guyot-Sionnest. — Hermann-Lachapelle. — Huguet. —Krafft. — Laîné.
- — Le Blanc. — Le Brun. — Lecouteux. — Le Gavrian. — Liebaut. — Loreau. — Lotz-Brissonneau. — Maire. — Maldant.
- — Mariolle. — Mathelin. —Mathieu (du Creusot). — Matter.— E. Mayer. — Mazeline. — Mertz. — Mesnard. — J.-J. Meyer.
- — Monin. — Moreaux. — Morel. — Nepveu. — Nicolet. — Olry. — Pifre.— Pihet. — Powell. — Queruel. — De Quillacq.
- — De Regel. — Rich. — Richemond. — Sadoine. — Satre. — Schneider. — Stapfer. — Thomas. — Timmermans. — Yoruz. — Westinghouse.. — Weyher. — Windsor*
- Ceux de nos Collègues que nous venons de citer, et dont beaucoup ne sont plus, ont contribué tous dans la mesure de leurs moyens aux résultats merveilleux que nous avons indiqués déjà. et que nous pouvons résumer d’une manière frappante par les chiffres suivants. Si nous recherchons pour la machine à vapeur le meilleur emploi en travail utilisable sur l’arbre du volant du: calorique contenu dans la vapeur qui arrive au. cylindre, quelle
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- que soit la manière plus ou moins avantageuse dont cette vapeur est produite par le combustible, question que nous n’avions pas à examiner ici, et ce pour les trois périodes successives, nous trouvons que les ' anciennes machines à basse pression et à balancier dépensaient dans les meilleures conditions au moins 20 kg de vapeur par cheval effectif et par heure. A une pression à peine supérieure à la pression atmosphérique, cette vapeur pouvait renfermer environ 638 calories par kilogramme, ce qui donne, pour 1 ch, 12 760 calories ; comme le cheval ne nécessite,
- théoriquement, que = 635 calories, le rendement res-
- sortait à cette époque à 5 0/0.
- En 1847, les meilleures machines à vapeur à condensation, marchant à des pressions de 3,5 kg effectifs environ, dépensaient environ 10 l d’eau par cheval au frein, chaque kilogramme de vapeur contenant 648 calories, le cheval en absorbait 6 480, d’où un rendement de 10 0/0 en nombre rond, déjà double du précédent et attribuable uniquement à l’amélioration de l’utilisation de la vapeur.
- Le chiffre le plus bas que nous connaissions pour la consommation actuelle de puissantes machines à triple expansion à condensation, fonctionnant avec de la vapeur saturée à 10,5 kg de pression effective, est de 5,12 kg par cheval indiqué et par heure. A cette pression, la vapeur contient 662,9 calories, soit pour 1 cA3 394, d’où un rendement de 18,7 0/0, lequel, ramené au cheval effectif avec un rendement organique de 0,90, donne 16,8 0/0.
- 'On constate ainsi que l’utilisation par les machines du calorique contenu dans la vapeur et transformé en travail moteur sur l’arbre a augmenté dans le rapport de 100 à 200 de 1820 à 1847 et dans le rapport de 100 à 168 de 1847 à l’époque actuelle, ce qui nous donne celui de 100 à 336 de 1820 à aujourd’hui. Ces chiffres sont assez éloquents pour qu’il nous paraisse inutile d’y rien ajouter.
- Quant au développement de l’emploi de la machine à vapeur dans la seconde période, la comparaison suivante pourra mettre à même d’en juger.
- Nous avons vu qu’en 1847, il y avait, en France, 4853 machines à vapeur d’une puissance collective de 59 762 ch, soit une puissance moyenne de 12,2 ch par machine.
- En 1897, il y avait, en France (non compris l’Algérie), 65 595
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- machines d’une puissance collective de 1 163 205 ch, soit une puissance moyenne de 17,7 ch.
- C’est donc, en 48 ans, une augmentation de 13 fois 1/2 pour le nombre des machines et de 19,4 fois pour la puissance ; la puissance moyenne est augmentée de 45 0/0.
- On peut faire observer que cette puissance de 1 163 205 chevaux mécaniques représenterait celle de près de 3 500 000 chevaux animés et celle de 23 millions d’hommes, soit bien plus de la force développée par toute la population mâle de la France.
- Un fait intéressant, que nous permet de constater l’examen des statistiques détaillées relatives à la question, est que, si le nombre total des machines à vapeur augmente, le nombre des machines fixes proprement dites diminue d’année en année. Ce fait s’explique par deux causes : l’emploi de plus puissants moteurs remplaçant plusieurs autres, ce que montrent l’augmentation de la puissance moyenne des machines et le développement de l’usage des machines demi-fixes et des locomobiles dont le nombre et la proportion sont en augmentation constante.
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- II
- MACHINES^ LOCOMOTIVES
- PAR
- 1VI. «X. MORANDIERB
- AYANT-PROPOS
- But de cette note. — Le but de ce chapitre est de prendre la locomotive telle qu’elle était il y a cinquante ans, et de faire ressortir les progrès accomplis dans cette période pour répondre aux exigences toujours croissantes de l’Exploitation.
- Il y aura lieu de faire remarquer incidemment comment les progrès successifs de la métallurgie ont été utilisés dans la construction des locomotives, pour améliorer la qualité des produits ou diminuer leur prix de revient.
- Dans ces diverses questions, un rôle prépondérant a été rempli par les Membres de la Société des Ingénieurs Civils, à divers titres, comme Ingénieurs des Administrations, Ingénieurs-Constructeurs, chefs d’usines, etc. Cette action d’ailleurs ne s’est pas limitée à la France seulement, et s’est étendue sur d’autres pays comme il sera signalé par la suite.
- Résumé des 'progrès de la locomotive pendant la période de 50 années 4848-4898. — La locomotive de 1848 présentait déjà toutes les parties constitutives de la locomotive de 1898 ; ses progrès motivés par les nécessités de l’exploitation, on .consisté principalement dans l’augmentation notable de sa puissance, qui se traduit en pratique soit par un accroissement de la vitesse, soit par un accroissement des charges remorquées, tout en réalisant une meilleure utilisation économique de la vapeur, due, principalement dans ces dernières années, à l’emploi du mode de fonctionnement compound.,
- La conséquence toute naturelle a été une forte augmentation de poids, qui a suivi d’ailleurs les progrès accomplis pour la constitution de la voie. .
- Pour les Chemins de fer français, la locomotive à voyageurs de 1848 pesait environ 20 t à vide, et environ 22 t en charge, sur 3 essieux ; la locomotive-express de 1898 pèse environ 50 t avide
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- et 55 t en charge sur 4 essieux. Pour la première le poids sur l’essieu le plus chargé variait cle 7 à 8 t ; il a tendance aujourd’hui à se tenir entre 16 et 17 t, c’est-à-dire qu’il a plus que doublé.
- Pendant la même période la pression ou timbre de la chaudière qui était en moyenne de 4 kg effectifs pour les premières machines, s’élevait successivement à 6 kg en 1848, à 7 kg en 1856, h 8 kg vers 1859, h 9 kg vers 1862, à 10 kg pour quelques machines vers 1878 ; on trouvait 11 à 13 % pour plusieurs machines non compound de l’Exposition de 1889, le timbre de 12 kg a été souvent adopté depuis lors. Dans les locomotives compound ré centes, on rencontre 14, 15 et meme 16 kg.
- La puissance des machines a augmenté dans d’énormes proportions, comme le montre le dessin comparatif de la planche A que nous devons à l’obligeance de M. Polonceau. Le travail en 1840 comparé au travail de 1898 est dans le rapport des chiffres 1 600 à 24 900.
- D’autre part, grâce à l’élévation du timbre et aux progrès divers réalisés dans la .construction (emploi de l’acier, etc.), les locomotives modernes peuvent exceptionnellement développer 20 ch par tonne de leur propre poids et, dans ce cas, le cheval-vapeur revient au chiffre très bas de 75 f (1).
- Résumé statistique et historique sur l’extension successive de la construction des locomotives en France. — L’époque de la fondation de la Société des Ingénieurs Civils correspond à une période de développement annuel rapide du réseau des Chemins de fer, comme on peut le voir par le tableau ci-dessous (2).
- NOMBRE SITUATION ' A LA FIN DES ANNÉES
- de KILOMÈTRES •1842 1843 .1844 T 84b 1846 1847 1848 1849
- Totaux ouverts à l’exploitation depuis 1828 .... Accroissements 591 820 822 874 1 311 1 820 2 209 2 847
- annuels. .... 229 2 52 .437 510 389 ’ 638
- (1) Demoulin, Traité pratique de la locomotive.
- (2) Statistique centrale des Chemins de fer (Ministère des Travaux publics).
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- La production des locomotives françaises suit ce mouvement ainsi que le montre le tableau ci-dessous pour les lignes principales.
- DÉSIGNATION 1842 (9 1849 (>) -1857 (8)
- Nombre de kilomètres exploités. . . 591 2 772 7 760
- Nombre de locomotives françaises. . 58 850 2 521
- Nombre de locomotives étrangères. . 88 163 103
- Nombre total de locomotives en service 146 1 013 2 624
- Le tableau précédent montre également que pendant la période 1849-1837, il a disparu de l’effectif des grandes lignes, 60 locomotives étrangères, démolies ou vendues à des entreprises de travaux.
- Les premières machines locomotives faites en France paraissent avoir été :
- Vers 1827 une locomotive copiée sur une vieille machine anglaise de 1823 du type à cylindres verticaux (dite Scieurs de long) pour le chemin de Lyon à Saint-Étienne, dont Seguin aîné était directeur (4).
- Octobre 1837 et janvier 1838. Machines pour le même chemin, par Edwards à Paris (3).
- Mars 1838, et de 1839 à 1842, machines pour le même chemin construites dans l’atelier de la Compagnie, dont M. T'ourasse était l’Ingénieur.
- Février 1839, Schneider frères, au Creusot ; envoyaient une machine à l’Exposition industrielle de Paris en 1839.
- 1839-40, André Kœchlin, à Mulhouse,
- Stehelin et Hubert à Thann près Mulhouse ; envoyaient une machine à l’Exposition industrielle de Paris en 1839.
- Février 1840, Cavé (la Gauloise) à Paris.
- Vers 1840, J.-J. Meyer, à Mulhouse (6).
- Vers 1841, Pauwels, à Paris.
- (1) Deghilage, Origine de la locomotive, 1886.
- (2) Guide du mécanicien, Édition de 1851, page 17, avec un tableau donnant la décomposition.
- (3) Guide du mécanicien, Édition de 1859, page 19, avec un tableau donnant la décomposition.
- (4) Seguin avait pris le 20 décembre 1827 un brevet pour la chaudière tubulaire.
- (5) M. Edwards fut plus tard Ingénieur en chef du Matériel et de la Traction de la Compagnie des Chemins de fer de l’Est.
- (6) Devenu Société de l’Expansion vers 1843, puis racheté par A. Kœchlin.
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- Yers 1842, Buddicom, à Sotteville, près Rouen. Il avait traité pour la fourniture clu matériel et pour l’entreprise de la traction d’abord, de la ligne de Paris à Rouen, ouverte en 1843, puis des lignes du Havre et de Dieppe, ouvertes en 1847 et 1848. L’atelier Buddicom a fourni des locomotives à beaucoup d’autres chemins, notamment, Amiens à Boulogne, Orléans à Bordeaux, etc.
- Yers 1845, H ailette, à Arras, Derosne et Cail, à Paris.
- Yers 1846, Louis Benet, à la Giotat.
- En 1847, Ernest Gouin, à Batignolles-Paris, livre ses premières locomotives à la Compagnie du Nord.
- Les ateliers de réparation des divers chemins de fer construisaient aussi des locomotives. On peut citer, notamment : les ateliers du chemin de fer de Saint-Étienne à Lyon, transférés de Perrache à Oullins, près Lyon, et travaillant au besoin pour les autres lignes, sous la direction de M. Clément Desormes; —les ateliers de Feurs, ceux du chemin de fer d’Alsace, à Mulhouse ; — les ateliers d’Ivry, de la Compagnie d’Orléans et du Centre, dont M. Camille Polonceau prit la direction en même temps que l’entreprise en régie de la traction d’Orléans en 1849 (1).
- La marche en avant qui s’était produite dans la construction des locomotives en France, fut brusquement ralentie par l’effet de l’abaissement (opéré en 1841) des droits d’entrée sur les locomotives étrangères. Malgré ce contre-temps, les constructeurs se mirent en mesure de soutenir la lutte, et lors du relèvement des droits d’importation en 1845, les usines françaises étaient en mesure de suffire aux demandes : en outre, de 1846 à 1849 plusieurs ateliers nouveaux furent fondés, comme on l’a vu plus haut.
- Le tableau de la page 338 montre, d’ailleurs, que de 1842 à 1849, le nombre des locomotives de provenance étrangère n’augmentait que de 80, alors que pour les machines de fabrication française, ce nombre augmentait de 792.
- Le tableau ci-dessous, continuant celui de la page 338, donne l’accroissement progressif du réseau et des locomotives à diverses époques, pour les lignes principales.
- Situation au 31 décembre.
- 1857 1867 1877 1887 1895"
- Kilomètres exploités. . 7 760 15 687 20 980 31 785 36 385
- Locomotives , . 2 624 . 4532 6 445 9493 10080
- (1) M. C. Polonceau venait alors des chemins de fer d’Alsace.
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- Pour les lignes secondaires, d’intérêt local, à voie étroite, etc., la progression est indiquée par le tableau ci-clessous, dont les nombres s’ajoutent à ceux du tableau précédent.
- Situation au 31 décembre.
- 1880 1887 1895
- Kilomètres exploités. . . 2132 2 283 5 489
- Locomotives 191 254 590
- De 1880 à 1887 quelques lignes secondaires ont été passées au réseau principal.
- 1. — Coup d’œil rétrospectif sur les premiers types de locomotives construits en France.
- Les premières locomotives construites en France étaient des ..machines à bâti extérieur, du genre Sharp-Roberts, calquées sur les premiers envois de machines anglaises (1).
- Les envois suivants furent moins satisfaisants; à ce sujet M. Le Chatelier s’exprime .ainsi (2) :
- « En France, nous avons eu le tort jusqu’ici de suivre aveuglé-v nient la pratique, ou le plus souvent la mode anglaise, et lors-» que nos Ingénieurs envoyés au delà du détroit sont tombés » dans un mauvais moment, il leur est arrivé de rapporter des » modèles défectueux qu’on a imités quand même sur la plus » vaste échelle. »
- Tels avaient été les résultats d’une mission envoyée en 1842 'en Angleterre par la Compagnie d’Orléans, laquelle, à la suite du rapport fait par son Ingénieur en chef du matériel, M. Clarke, commanda toute une série des types à longue chaudière et dôme pyramidal de Stephenson. La coulisse fut importée en France en 1843 sur l’une de ces machines.
- Tel fut aussi le résultat des conseils donnés par Stephenson à la Compagnie du Nord pour l’exécution des machines à voyageurs
- . (1) Les premières locomotives ont été l’objet de publications remarquables faites par des Ingénieurs qui ont été depuis lors des illustrations de la Société des Ingénieurs Civils de France, et notamment :
- Guide du mécanicien, par Flachat et Petiet, 1840.
- Étude des locomotives de Sharp Roberts, .par Félix Mathias, 1844.
- Accident du 8 mai 1842. Considérations techniques, par J. Petiel, avril 1843.
- (2) Les chemins de fer d’Angleterre en 1851. Annales des Mines, 1852.
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- à dôme pyramidal, longue chaudière et centre de gravité en arrière de l’essieu moteur. Les premières machines, au nombre •d’une centaine, livrées de 1846 à 1847, durent être transformées •de 1848 à 1850, en rejetant le troisième essieu derrière le foyer.
- Cette expérience fut profitable et les machines commandées en 1847 par M. Forquenot pour la Compagnie de Tours à Nantes, et -en 1848 par M. Alexis Barrault pour la Compagnie de Lyon, avaient le troisième essieu en arrière du foyer.
- Il convient de faire remarquer que les contrepoids n’étaient pas connus à cette époque. Leur théorie a été donnée par M. Le Chatelier (1), complétée plus tard par M. Couche (2) et de nombreuses communications à la Société des Ingénieurs Civils (3).
- L’application judicieuse des contrepoids a beaucoup amélioré l’allure des anciennes machines, mais il a été reconnu préférable •d’obtenir en outre la stabilité par la disposition générale.
- 2. — Locomotive des trains de vitesse (1848-1896).
- En 1848, le train de vitesse êtait peu connu ; il existait, seule ment quelques trains de voyageurs qualifiés directs ou postes qui s’arrêtaient seulement aux principales gares. Mais déjà les lignes anglaises avaient organisé les trains express, et la Compagnie du Nord avait commandé dès 1848 ses machines Crampton en vue de l’organisation des trains express entre Paris et Calais. En 1855 on regardait comme très beau de faire ce trajet de 378 km en 7 heures, soit à la vitesse moyenne commerciale de .54- km à l’heure. Aujourd’hui des raccourcis ont réduit la distance à 298 km (jusqu’au port) et le trajet $e fait en 3 h. 50 m., c’est-à-dire avec une vitesse commerciale de 78 km à l’heure (4).
- La Compagnie d’Orléans avait suivi dè près la Compagnie du .Nord, et lors de la fusion en 1852, elle étendit les express à
- (1) Annales des Mines, 1849.
- M. Nollau en Allemagne avait étudié la question en 1818. Le Guide du mécanicien •cite aussi, en Angleterre, M. Fernihough, année 1845, M. Heaton, année 1847, en Autriche M. Haswel, année 1847.
- (2) Annales des Mines, 1853.
- (3) Années 1863-64. MM. Le Chatelier, Yvon-Yillarceau, Desmousseaux de Givré.
- (4) Le train de luxe met 3 h. 30 m. ; vitesse moyenne commerciale : 85 km à fheure.
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- toutes ses lignes. En 1855 on allait de Paris à Bordeaux (583 km) en 13 h. 15 m., soit une vitesse commerciale de 43 km à l’heure ; aujourd’hui le rapide met 7 h. 54 m., soit une vitesse commerciale de 72 km à l’heure (1).
- Les premières machines de vitesse en France ont été les machines Crampton, d’abord en 1849 sur le Nord, puis en 1852 sur l’Est et en 1853 sur le Lyon. Ces machines, dont le type n’avait pas réussi en Angleterre, avaient eu leurs détails d’exécution habilement combinés en France par MM. Jules Petiet, Ingénieur en chef du matériel et de la traction de la Compagnie du Nord, et Houel, Ingénieur des ateliers de la maison Cail. Il est juste d’y joindre aussi le nom de M. Nozo, Ingénieur des ateliers de la Compagnie du Nord, qui avait dans ses attributions le bureau des études des locomotives, et la surveillance de la construction (2).
- La Compagnie d’Orléans avait commandé en 1851 à Buddicom des machines de son type, mais avec des roues de 2 m, et M. Camille Polonceau créa vers 1854 son type analogue à cylindres horizontaux, remplacé en 1862 par les machines plus fortes de M. Forquenot qui ont remorqué les express de Bordeaux jusque vers 1874.
- Cependant la charge et la vitesse des trains express allaient toujours en croissant. Les voies ayant été éclissées et consolidées, la charge des roues motrices fut augmentée ; le Nord mit à l’arrière de ses Crampton un lest en fonte calculé de manière à obtenir près de 14 t utiles pour l’adhérence.
- Néanmoins, il devint bientôt évident qu’il fallait recourir à l’accouplement de deux essieux moteurs. D’ailleurs, la Compagnie de l’Ouest, dont les lignes de Bretagne ont un profil assez accidenté, avait fait construire en 1857, et d’après un type de M. C. Polonceau, des machines à quatre roues accouplées de 1,90 m de diamètre, exécutées dans les ateliers de E. Gouin, sous la direction de M. Ch. Bhoné, Ingénieur en chef du Matériel. Ce type, amélioré à diverses reprises dans ses détails, par M. Ernest Mayer, successeur de M. Rhoné, a suffi pour assurer le service des ex-
- (1) Le Sud-Express atteint une vitesse commerciale de 79 km à l’heure.
- (2) Le brevet de Crampton est du 25 février 1846. Toutefois dans une étude sur l’Exposition de 1855, M. Nozo dit avoir vu en 1839 ou en 1840 la même disposition appliquée à ün modèle de locomotive, construit par M. Sagnier, alors contremaître de l’ajustage au chemin de fer d’Orléans, depuis chef d’atelier à la Compagnie de Paris à Lyon.
- La machine Crampton exposée en 1855, avait parcouru 269 045 km; la machine de la même série exposée en 1889 à Paris, avait parcouru 1 101 425 km, ce que .prophétisait M. Nozo dans l’étude précitée.
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- press, qu’il fait encore concurremment avec les machines à bogie, dont la première figurait à l’Exposition de 1889, à Paris.
- D’autres machines à quatre grandes roues accouplées fonctionnaient en Angleterre et en Belgique où M. Belpaire avait mis son foyer à longue grille au-dessus d’un essieu monté avec roues de 2 m de diamètre.
- Le Nord avait fait construire, en 1862, des machines à deux groupes de roues indépendantes, chaque groupe étant actionné par une paire de cylindres. Ces machines n’ont pu faire le service des Crampton.
- Postérieurement, un essai fut fait avec’une machine de P.-L.-M., copiée sur un type que M. Forquenot avait fait construire en 1864, pour la ligne de Périgueux à Agen. Cette machine avait quatre grandes roues accouplées de 2 m de diamètre et le foyer était en porte à faux. La stabilité ne fut pas trouvée suffisante à la vitesse des express de Calais.
- Finalement, M. /. Petiet jeta son dévolu sur un modèle mis en service en 1867 sur le Great-Northern, par M. A. Sturrock, ayant des cylindres intérieurs et quatre roues accouplées de 2,13 m de diamètre, dont une paire à l’arrière du foyer. Les premières machines ont été livrées dans le courant de 1871. Dans l’année 1873, ce type fut modifié par M. Ed. Delebecque, en mettant la grille au-dessus du troisième essieu dans le système Belpaire; en 1878, il reçut un bogie. Ces locomotives, dites à Outrance, ont fait le service des express du Nord jusqu’à nos jours.
- Le type de M.. Forquenot à quatre roues accouplées de 2 m de diamètre, avait fait un très bon service tant sur la ligne de Périgueux à Agen que sur les lignes du réseau central. Essayé plus tard au train rapide de Bordeaux, on reconnut Futilité d’ajouter un quatrième essieu et le type ainsi modifié s’étendit sur les lignes de l’Orléans, de l’État et du P.-L.-M. Il fonctionne toujours sur la ligne de l’Orléans, mais sur le P.-L.-M., il est successivement remplacé par des machines à bogie, donLbeaucoup sont du système compound dont il sera parlé dans le dernier paragraphe ; l’État a fait des essais divers.
- Les Compagnies de l’Est et du Midi suivirent le mouvement général. M. Regray, Ingénieur en chef de la première, etM. Millet, Ingénieur en chef de la deuxième Compagnie, adoptèrent un type à quatre roues accouplées à l’arrière, avec cylindres placés
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- comme clans les Crampton entre le premier et le deuxième essieu (1). Plus tard, M. Salomon, successeur de M. Regray à la Compagnie de l’Est, fit ajouter un bogie à l’avant de sa machine munie, d’autre part, d’une chaudière système Flaman.
- L’Exposition de 1867, à Paris, ne présentait aucune machine express à roues libres clans la section française, mais il n’y avait pas encore de machines à cpiatre roues couplées pour trains de vitesse, tandis que chacune des six grandes Compagnies exposait, en 1878, un type de locomotive pour trains rapides et lourds.
- L’Exposition de 1889 confirmait le mouvement clans le même sens en y introduisant, le type compouncl (P.-L.-M. et Nord), et montrant la première machine de vitesse ayant en France un bogie à déplacement transversal (2) ; cette locomotive, appartenant à la Compagnie de l’Ouest, avait été construite clans les Ateliers de la Compagnie sous la haute direction de M, Ciérault, Ingénieur en chef du Matériel et de la Traction.
- Le dernier perfectionnement des machines express consiste dans l’adoption du système compouncl, comme il sera dit au dernier paragraphe.
- 3. — Machines locomotives puissantes de petite vitesse (1848-1896).
- Les machines à six ou huit roues accouplées, d’abord exclusivement employées pour la remorque des trains lourds 'de marchandises, ont été, par la suite, usitées même pour le service des trains de voyageurs sur des sections à profil très accidenté et souvent à courbes de faible rayon.
- Les premières machines à marchandises avaient quatre roues accouplées. Ce sont les chemins du groupe de Rhône-et-Loire qui paraissent avoir fait usage les premiers de machines à six roues accouplées ; quelques personnes font remonter cet emploi à 1843.. M. Bazaine cite plusieurs machines à six roues accouplées construites par Kcechlin et par les Ateliers de la Compagnie de
- (1) M. Maurice. Urban, Directeur de la Traction du Grand Central Belge, avait, dès 1864, fait adopter un type analogue sur ses lignes.
- (2) Le bogie, longtemps discuté en France, est maintenant reconnu comme très utile*
- aussi .bien pour la machine que pour la voie. j
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- Saint-Etienne à Lyon pour lesquelles il donne l’année 1846 comme étant la date de mise en service (1).
- Vers la même époque, le Nord commandait son premier type à divers ateliers (2), et Stephenson envoyait un exemplaire de son fameux « Mammouth » à la Compagnie d’Orléans (3).
- Le « Mammouth », copié en 1846 par Cail pour l’Orléans et en 1848 par le Creusot pour le Nord, puis amélioré en 1850 par Cail, est devenu de suite le type favori de machines à marchandises des chemins de fer français : Est, Lyon, Méditerranée, Ouest, etc.
- Poussée par le commerce qui réclamait le transport à bas prix vers Paris des houilles venant du Nord et de la Belgique, la Compagnie du Nord fit faire un. pas décisif en cette matière en 1851, et décida la construction d’un matériel spécial de wagons à houille portant 10 t de chargement utile sur deux essieux seulement, ce qui paraissait hardi pour l’époque. Pour remorquer les trains devant comporter 300 à 3501 utiles sur rampes de 0,005, de grosses machines à six roues accouplées du type « Mammouth » renforcé, pesant 33,3 t furent livrées par le Creusot en 1852 (4). Le troisième essieu était derrière le foyer; l’écartement extrême était de 4,70 m, ce qui paraissait considérable et n’était pas sans exciter quelque appréhension à cette époque ; il en était de même pour la charge sur l’essieu d’avant qui atteignait 13 t et qui a' motivé pendant quelque temps l’addition d’un essieu additionnel (dit galet), soulageant Pavant de 2 t.
- Vers la même époque (1851), eut lieu le mémorable concours de Semmering, où plusieurs Ingénieurs français envoyèrent des projets. La croyance d’alors qui, d’ailleurs, s’est perpétuée pendant près de vingt années en exerçant l’imagination des chercheurs, était qu’il était indispensable d’avoir des machines à adhérence totale et flexibles, pour remonter des rampes de 25 mm par mètre, tout en circulant dans des courbes de 180 m de rayon.
- (1) Le livret de P.-L.-M. comprend encore une machine (2998) de 1846, attribuée à Cl. Desormes. Ce modèle, très renforcé vers 1855 par MM. Houel et Caillet aux ateliers d’Oullins, est devenu le point de départ du type Bourbonnais qui a été si en faveur pendant longtemps. Voir un Mémoire de M. Bousson, Annales des Ponts et Chaussées, 1863.
- (2) Au chemin de fer de Saint-Germain, M. Flachat faisait construire les machines Hercule en 1846 et 1 ’Antée en 1849, pour les travaux du chemin de fer atmosphérique.
- (3) La plaque du constructeur de la locomotive 646 d’Orléans porte la date de 1845. Le livret de la Compagnie donne, comme date de mise en service, 1846.
- (4) W Annuaire. Ghaix.Me 1852-53 attribue les projets à M. Petiet, Ingénieur en chef du Matériel et de l’Exploitation, et à M. Clapeyron,. Ingénieur des Mines, Conseil de la Compagnie.
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- Le résultat du concours fut la création vers 1833 cle la Machine Engerth, réalisant l’adhérence totale à l’aide de transmission par engrenages qui ne purent être maintenus en service.
- La Compagnie du Nord avait dès 1854, et en vue de son trafic des charbons, commandé une locomotive Engerth qui a figuré à l’Exposition' de 1855, mais l’engrenage n’ayant pas plus réussi qu’au Semmering, et d’ailleurs l’adhérence totale ne paraissant pas utile sur des lignes aussi peu accidentées que celles du Nord, M. Petiet fit étudier une machine Engerth avec quatre essieux accouplés (1). Ces machines construites au Creu-sot (2) et livrées de 1856 à 1857 ont bien fonctionné et beaucoup sont encore en service.
- La Compagnie de l’Est qui avait ’ mis en service quelques machines Engerth fit en 1859, sur l’instigation de M. Conche, opérer la séparation de la machine d’avec le tender en mettant un lest d’environ 4 t à l’avant de la locomotive : l’adhérence s’est trouvée augmentée, et peu à peu les autres machines ont été semblablement modifiées.
- Au Semmering les machines ne fonctionnaient plus depuis longtemps que comme locomotives à six roues accouplées ; le Directeur de la traction de la Compagnie du Sudbahn, M. Hubert Desgrange les fit transformer à partir de 1861, comme celles de l’Est, mais en laissant un très fort jeu transversal à l’essieu d’arrière. Plus tard, en 1871, M. Gottschalk, successeur de M. Des-grange, produisit de toutes pièces un type excellent de montagne à huit roues accouplées, dont on trouve des reproductions en Italie, et aussi en France sur la Compagnie du Midi (3).
- Parmi les solutions mises en avant pour le passage des sections de montagne à courbes de faible rayon, il convient de mentionner les deux machines la Courbe et la Rampe que M. Beugniot, Ingénieur de la maison Kœchlin, avait fait construire en 1859, spécialement pour recevoir ses balanciers articulés (4). Quelques machines ont été faites sur ce système, notamment pour la ligne
- (1) Une machine à huit roues accouplées était exposée en 1855, par Haswell de Vienne, et avait été achetée par la Compagnie du Midi. C’est, paraît-il, la première locomotive construite avec huit roues couplées.
- (2) M. Claude Ferdinand Mathieu était Ingénieur en chef et M. Geay, Ingénieur des locomotives.
- (3) Pour les locomotives du Sudbahn et du Midi, voir les Locomotives à l'Exposition de Vienne, en 1873, par A. Deghilage et J. Morandiere.
- (4) Communication par M. Nozo, année 1861.
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- de Bologne à Pisto.ie mais elles fonctionnent toutes maintenant comme machines ordinaires (1).
- Cette même année 1859, M. Petiet mettait en service sur la Compagnie du Nord des machines dites de fortes rampes et destinées au service des embranchements (2). Ces locomotives à huit roues accouplées de petit diamètre, avaient la boîte à feu débordant les roues. Elles ont été le point de départ d’une série de machines étudiées en 1861 avec un foyer Belpaire ayant 1,78 m de largeur intérieure, et brûlant de menus charbons. L’une de ces machines figurait à l’Exposition de Londres de 1862.
- Le Nord cherchant à augmenter encore la puissance de ses machines faisait établir de fortes locomotives-tender à six essieux couplés par groupe de trois, et actionnées par quatre cylindres (3). Ces machines ont été retirées de la circulation de 1871 à 1874.
- A la même époque les Compagnies du Midi puis d’Orléans faisaient construire des machines à roues accouplées du type devenu classique (4), imité par le Nord de l’Espagne en 1864, par le Nord Français en 1867, puis plus tard par le P.-L.-M. et par l’État. "
- Exceptionnellement, la Compagnie d’Orléans a fait en 1867, trois locomotives à dix roues accouplées.
- En somme, le type adopté en France pour les trains de marchandises ordinaires est la forte machine à six roues accouplées à
- (1) Parmi les solutions du même problème, qui ont reçu des applications en France, -il faut rappeler :
- 1° Les machines avec tender-moteur construites vers 1844 par M. Verpilleux, système repris en 1863 par M. Sturrock, et dont M. Vüillemin, Ingénieur en Chef du matériel et de la traction de la Compagnie- de l’Est a fait construire un spécimen exposé en 1867 à Paris.
- 2° Les machines jumelles attelées dos à dos et conduites par un seul personnel, desservant les rampes dites des Giovi sur la ligne de Novare à Gênes, système reproduit en 1855 par M. Ernest Mayer, Ingénieur en Chef du matériel de la Compagnie du Victor-Emmanuel et de la Compagnie de l’Ouest.
- 3° Les machines à deux trucs articulés, système J.-J. Meyer, proposées dès 1857 et dont plusieurs spécimens ont été exécutés de 1870 à 1875. ~ "
- 4° Les machines à deux trucs articulés système Fairlie, dont un spécimen a circulé sur le chemin de l’État.
- 5° Le système Rarchaert, essayé vers 1873 sur la ligne de Vitré à Fougères, et qui a fait l’objet d’un remarquable mémoire de M. Massieu dans les Annales des Mines, années 1874 et 1876.
- (2) Communication de M. Nozo, 1856 et 1857.
- (3) L’une de ces machines munie des balanciers du système Beugmot a manœuvré en janvier 1864 dans les courbes de 80 m de la gare de Saint-Gobain.
- (4) Société des Ingénieurs Civils, 1864. Locomotives de grande puissance, par M. Brüll.
- Bull. 24
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- foyer en porte à faux ; pour les lourds trains de marchandises sur profils ordinaires ou pour les services de toute nature sur les sections dites de montagne, c’est le type à huit roues accouplées. Yers 1887, seulement, apparaissent les dispositions avec mode de fonctionnement compound, dont il sera question dans le dernier chapitre.
- 4, — Locomotives pour trains de voyageurs accélérés sur lignes à profils accidentés ou de montagne (1848-1896).
- AYrs 1875, M. Forquenot avait fait construire des machines à tender séparé à six roues accouplées de 1,60 m de diamètre pour la remorque des express sur la ligne de Limoges à Brive de la Compagnie d’Orléans; puis voulant augmenter la chaudière, il fit établir en 1885 des machines à quatre essieux dont trois accouplés de 1,54m de diamètre; les cylindres sont placés entre le premier et le deuxième essieu comme dans le type américain dit Mogul. Le premier essieu porteur avait un jeu transversal réglé par des plans inclinés ou par des boîtes radiales.
- L’année précédente, 1884, l’administration de la haute Italie avait fait figurer à l’Exposition de Turin une machine à six roues accouplées de 1,65 m de diamètre, avec bogie à l’avant, destinée à remorquer des trains, de 120 à 130 t, à la vitesse de 45 km à l’heure sur une longue rampe continue de 16 mm par mètre.
- M. Belpaire faisait établir de son côté un type Mogul à cylindres intérieurs et à roues de 1,70 m pour remorquer les express sur les lignes dites du Luxembourg de l’État-Belge (1).
- Ces derniers types sont d’autant plus intéressants à signaler, que nous les retrouverons dans le dernier paragraphe sous la. forme de compound à quatre cylindres.
- 5. — Machines-tender pour lignes de banlieue ou pour services d’embranchements (1848-1896).
- Le type de machines-tender pour lignes de banlieue a, dit-on, été créé en France par M, Flachat, vers 1849. On aurait tout
- (l)'Un spécimen de ce type a figuré à l’Exposition d’Anvers en 1885, et un autre renforcé figurait à l'Exposition de Bruxelles de 1897. (Communication du mois de mai 1897, par M. Lavezzari.)
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- d’abord tendérisé les machines anciennes à quatres roues (1), puis on a transformé quelques machines, et enfin sont arrivées les machines neuves de ce modèle, dont il a été fait des types très variés.
- Les premières machines-tender avaient quatre roues accouplées à l’arrière et un essieu de support à l’avant.
- En 1878, l’Ouest et le Grand Central Belge exposèrent chacun un modèle avec un quatrième essieu porteur à l’arrière ; l’État-Belge exposait une machine tender à cinq essieux dont trois accouplés, encadrés entre deux essieux de support.
- Ces types symétriques, marchant aussi bien en arrière qu’en avant (2), se sont très répandus en Angleterre.
- Plus tard, le Nord, l’Ouest, l’Est et l’Orléans ont construit des machines-tender à' six roues accouplées (3). Le dernier modèle de ce genre est un type de l’Ouest à cylindres extérieurs et à bogie.
- La Compagnie du Nord a fait établir vers 1892 un modèle assez léger avec quatre roues accouplées et bogie à l’avant, dit pour trains tramways.
- L’État avait fait construire dès 1885 un type plus léger encore, comportant un compartiment fourgon-et pesant seulement 25 t en service. Ces petites machines font un service très économique et très remarquable (4L
- Le type de machine-tender à quatre ou six roues accouplées a été le plus usité comme machine de chemin d’intérêt local. Il faut notamment citer les machines du chemin de Bayonne à Biarritz, dont une était exposée en 1878, et dont il sera question dans le dernier paragraphe.
- 6. — Machines pour lignes avec voie plus petite que 1,44 m d’écartement entre les rails.
- Les machines établies dans l’origine pour desservir les voies d’écartement moindre que 1,44 m, étaient d’abord des réductions
- (1) A. la suite de l’accident du 8 mai 1842, un arrêté ministériel a interdit l’usage des machines à quatre roues dans la banlieue de Paris.
- (2) En France, la -vitesse est réglementairement ralentie pour les machines à tender séparé marchant tender en avant.
- (3) Les machines de M. Poeonceau, de la Compagnie d’Orléans, peuvent condenser la vapeur de l’échappement dans les caisses à eau.
- (4) Elles sont le plus souvent conduites par un seul homme.
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- des antres machines (1) il faut dire qu’elles étaient surtout destinées à des services de mines et de carrières, ou bien à de toutes petites lignes de voyageurs (2).
- Lorsque les chemins' de fer à voie de 1 m sont arrivés pour compléter les mailles du grand réseau, ils ont été étudiés avec des rails en acier pesant dfe 16 à 25 kg le mètre, en vue d’un trafic qui s’est développé rapidement ; alors, pouvant augmenter les charges ou bien les vitesses des trains, on a reconnu qu’il était convenable de mettre quatre essieux. En France, l’essieu additionnel de support a été mis d’abord à l’arrière (type Corse ou Banderali), puis il a été reconnu préférable de mettre cet essieu à l’avant (type Mogul) comme le faisaient les Américains et les Suisses depuis longtemps.
- Il a été construit, quelques machines Fairlie (3) pour la. voie de 0,60 m employée dans certains forts.
- Enfin, il a été fait de nombreux spécimens du type compound articulé de M. Mallet (pour toute largeur de voie), dont il sera parlé en détail au dernier paragraphe.
- 7. — Voitures à vapeur.
- Il a été fait, en 1880, une voiture à vapeur pour le chemin de fer de l’État français (4). Ce modèle n’a pas été reproduit, bien qu’un certain nombre de ces véhicules soient employés à l’étranger et, notamment, en Belgique où ils ont été créés par M. Belpciire.
- 8. — Locomotives pour chemins à rail central.
- Un chemin de fer provisoire avec rail central (5), dit système Fell a été construit sur la route même du Mont-Cenis, pendant le percement du tunnel sous le col de Fréjus. Une machine à quatre cylindres, construite par Gouin et Cie pour ce chemin, figurait à l’Exposition de 1867 (6).
- (1) La petite machine à quatre roues pour voie de 0,80 ?«., type Blanzy, exposée par le Creusot, en 1867, pesait en tout 6,600 t.
- 2) Construction et Exploitation des chemins de fer secondaires, Mémoire par M. J. Mo-RANDIERE, 1874.
- (3) Dites aussi Peschot-Bourdon.
- (4) Revue générale des chemins de fer, avril 1881.
- (5) Le rail central avait été proposé par Krauss, lors du . concours du Semmering en 1851.
- (6) Mémoires et communications par M. Desbrière, 1864, 1865, 1872, 1876, 1881.
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- 9. — Locomotives pour chemins de fer à crémaillère.
- Il existe, en France, quatre chemins de fer à crémaillère, savoir : Langres, la Turbie, le Revarcl, le Salève ; ces chemins sont très nombreux en Suisse, où ils ont été créés par M. Riggen-bach, en débutant par le Righi (1). Une machine à crémaillère, construite dans les ateliers d’Aarau, figurait à l’Exposition de 1878 ; une autre machine de ce genre, à fonctionnement mixte, destinée au Brunig, et une machine, avec roues d’engrenages horizontales, destinée au Pilate, figuraient à l’Exposition de 1889, à Paris.
- 10. — Progrès dans les détails de construction des locomotives (1848-1896).
- a) Combustion de la houille. Essais du chauffage au pétrole. — Les premières locomotives brûlaient du coke. C’est un peu avant 1855 que les recherches et expériences combinées de MM.'Gom-mines de Marsilly et Chobrzinski, sur le réseau du Nord,, ont abouti à constituer une grille, dite à gradins, qui permettait de consommer de la houille crue (2). Un jette-feu mobile complétait cette disposition. Plus tard, la grille fut faite avec des barreaux très inclinés (3).
- L’Exposition de 1855 contenait deux machines à grille spéciale, une pour le Nord, l’autre pour l’Orléans (4), et, en plus, une troisième machine à chambre de combustion du système Mac-Connel, achetée par le Nord (5).
- En 1857, M. Cudworth, Ingénieur anglais, prit un brevet pour une grille inclinée et allongée, passant par-dessus l’essieu d’arrière. Une disposition analogue de grille encore plus longue, mais moins inclinée, fut introduite en Belgique par M. Belpaire, en vue de la combustion des menus maigres.
- Les premiers foyers Belpaire ont été introduits en France, en 1862, par la Compagnie du Nord (6).
- (1) Mémoires et communications par M. Mallet, 1871, 1874, 1875.
- (2) Communications par M. Chobrzinski, années 1855 à 1858. — Voir aussi Annales des Mines, 1856. Mémoire par M. de Marsilly.
- (3) Études sur les foyers, par M. Noblemaire ; Annales des Mines, 1859.
- (4) Communications par M. C. Polonceau, 1857.
- (5) Communications par M.‘Chobrzinski, 1856.
- (6) Une machine, dite de for les rampes, figurait à l’Exposition de Londres, 1862.
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- Les Anglais brûlaient le charbon en mettant clans le foyer, au-dessus cle la grille, un auvent ou voûte en briques réfractaires. Un Ingénieur cle l’Est, M. Ten-Brinck, imagina, vers 1860, cle remplacer les briques par un bouilleur en lame d’eau, qui est devenu d’un usage très répandu sur les locomotives à voyageurs cle la Compagnie d’Orléans (1).
- Le chemin cle fer cle P.-L.-M. employait un appareil dit fumi-vore Thierry, injectant une lame cle vapeur au-dessus cle la porte du foyer.
- Beaucoup cle chemins cle fer avaient trouvé moyen cle brûler le charbon sans faire cle fumée avec le seul usage du souffleur.
- Dans ces dernières années, on a facilité beaucoup la combustion du charbon, en France, en ajoutant des voûtes en briques clans le foyer et mettant des portes à volets mobiles (2).
- Les grilles des plus puissantes machines françaises, cle construction récente, ont des surfaces comprises entre 2 et 2,5 m1 2 3.
- Des essais cle chauffage au pétrole ont été faits vers 1868 sur une locomotive du chemin de fer cle l’Est avec un foyer revêtu cle briques réfractaires, et d’après les indications cle M- Sainte-Claire Deville.
- Le chauffage des locomotives au pétrole, à titre auxiliaire, d’après le système cle M. J. Holclen, a été récemment essayé sur le chemin de fer cle l’Ouest, où son application doit être étendue à une vingtaine cle machines, pour des emplois spéciaux, rampe de Saint-Germain, longs tunnels, etc. Le prix élevé du pétrole limitera pendant quelque temps, en France, l’extension de ce mode clé chauffage.
- b) Appareils pour faciliter le passage dans les courbes. — Il a été dit, plus haut, que l’imagination des inventeurs s’était exercée à trouver la solution du problème du passage clans les courbes, à l’aide cle dispositions très compliquées (3). Le temps et la pratique ont montré que le jeu naturel des boudins sur la voie, complété par un jeu transversal cle l’essieu d’arrière, suffisaient pour
- (1) Un autre Ingénieur de l’Est, M. Félix Bonnet, est l’auleur d’une simplification du foyer muni de bouilleur Ten-Brinck.
- (2) La Compagnie de l’Ouest a mis des voûtes depuis 1884. Elle avait 140 voûtes en service en 1889 ; elle en a sur presque toutes ses locomotives aujourd’hui.
- (3) Voir Mémoire de M. Mallet, Locomotives à adhérence totale pour courbes de petit rayon. .Mai 1894.
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- faire passer, à faible vitesse, les fortes machines 'à huit roues accouplées dans des courbes de 180 m de rayon (1).
- Certaines Compagnies ajoutent des moyens de ramener l’essieu dans sa position normale, plans inclinés, osselets, ressorts de rappel, boîtes radiales, bissel, bogie (2), combinés quelquefois avec des boutons d’accouplement sphériques.
- Entre la machine et le tender, 'on interpose quelquefois des tampons à faces obliques et l’on se sert d’un attelage à balancier (P. 0.) ou bien d’un attelage Stradal. ramenant la traction vers le centre de la machine.
- Dans certaines contrées, on dispose des appareils lavant le rail, ou bien graissant les boudins d’avant de la machine.
- c) Injecteur Giffàrd.— L’invention de l’injecteur Giffard, en 1859, suivie de son application presque immédiate aux locomotives en remplacement d’une pompe d’abord, puis des deux pompes plus tard (3), a beaucoup amélioré le service. De nombreux types ont été faits (Delpech, Pradal, Turck, Friedman, etc.) qui ont dû être changés, lorsque la pression s’est élevée à 15 kg, et sont remplacés dans ce cas par divers modèles (Koerting, Gresham, :Sellers, Friedmann-Lavezzari, etc.).
- d) Bascules pour régler et répartir le poids sur les essieux des locomotives. — Dès 1842, M. Nozo a cherché les moyens de régler la répartition du poids des machines sur les six roues par des pesées •directes. Il a d’abord fait établir deux romaines avec plateaux indépendants ; plus tard, on reconnut qu’il fallait mettre autant •de plateaux et de romaines que de roues à régler (4).s
- e) Développement de l'emploi de l’acier pour la construction des chaudières (5). — L’épaisseur des tôles des chaudières était, à l’origine, réglée par des prescriptions administratives bonnes pour la tôle de fer. Une circulaire de juillet 1861 a permis de faire quelques
- (1) Voir divers Mémoires de M. Gottschalk, notamment ceux de 1873 et 1876 sur Y exploitation du Semmering.
- (2) Les trois derniers dispositifs paraissent les meilleurs, malgré la complication plus apparente que réelle qu’ils semblent apporter à la construction de la machine.
- (3) Sauf quelques machines de l’Orléans.
- (4) Mémoires, 1849. Note par M. Nozo. — Une bascule sextuple figurait à l’Exposition
- de 1855, à Paris. :•
- (5) 11 est à peine utile de rappeler que, depuis 1855, l’acier forgé s’est peu à peu géné-
- ralisé pour la fabrication des pièces, mécanismes, essieux, etc. Aujourd’hui, l’acier moulé se substitue avec avantages à des entretoises et supports primitivement faits en tôle et «ornières. . à
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- applications de tôles d’acier pour chaudière, et enfin, un décret de 1865 a donné à chacun, sous sa propre responsabilité, la liberté de construire en tel métal et avec telle épaisseur qu’il lui conviendrait (1).
- L’exposition de 1867 contenait un certain nombre de locomotives avec chaudières en acier, de faible épaisseur,en vue de gagner du poids.
- Les aciers employés dans cette première période étaient assez durs, et les chaudières se sont usées rapidement. Il s’en est suivi une certaine défaveur et un temps d’arrêt dans l’emploi de l’acier jusque vers 1884. A cette époque, on a étudié certaines précautions de rivetage et de recuit.
- Aujourd’hui, la grande majorité des chaudières se fait en acier et le timbre, longtemps limité à 10 kg, s’est élevé assez rapidement jusqu’au chiffre de 14, 15 et même, exceptionnellement, 16 % (Est).
- f) Nouveautés les plus saillantes introduites dans le mécanisme. — Un perfectionnement notable a consisté dans l’adoption générale des pistons dits Suédois, dans lesquels il n’y a pas de ressorts agissant sur les segments.
- Un certain nombre de modifications de la disposition de la coulisse de distribution ont été imaginées ; elles n’améliorent pas la détente, mais répondent surtout à une question d’emplacement disponible. On peut citer : la distribution d’Allan avec coulisse rectiligne, la distribution Joy sans excentriques, la distribution Wal-schaert, dont l’invention remonte à 1844 (2), mais dont l’usage a été long à se répandre ; elle présente l’avantage d’être moins sensible que les autres aux dérèglements produits par l’usure des pièces (3)..
- Comme tiroir, on a employé quelquefois le tiroir à double admission ou tiroir à canal de Trick (4).
- (1) Une conséquence indirecte du décret de 1865 a été de remplacer les atmosphères absolues de l’ancienne formule par des kilogrammes effectifs par centimètre carré. Il a fallu changer le timbre des chaudières et la graduation des balances.
- (2) M. Walschaert, chef d’atelier aux chemins de fer de l’État belge, a déposé sa demande de brevet le 5 octobre 1844. C’est seulement en 1849 que M. Heusinger von Waldegg a imaginé un système analogue. Une application du système de M. Walschaert 'a été faite, à la fin de 1848 à la locomotive 98 de l’État belge; et une locomotive avec la même distribution était exposée en 1855 par l’usine de Saint-Léonard.
- (3) La Compagnie de l’Ouest a employé, dans quelques machines express, une distribution Walschaert combinée avec le mouvement Joy, pour supprimer l’excentrique.
- . g4) Une machine exposée en 1855 était munie du tiroir de M. Trick, Ingénieur de la maison Kessler, d’Eslingen.
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- On a pendant longtemps essayé d’équilibrer les tiroirs, mais aucun système n’a réussi en France. Le seul qui ait pris quelque développement est le tiroir circulaire introduit sur les Chemins de fer de l’Etat par M. Ricour, alors qu’il était Ingénieur en chef du matériel et de la traction de cette administration.
- g) Manivelles-fusées. — Une machine exposée, en 1855, par le chemin de fer de Sceaux et combinée par MM. J.-J. Meyer et Arnoux, avait des fusées-manivelles, disposition proposée dès 1851 par M. J.-J. Meyer, et qui s’est répandue pendant un certain temps en Allemagne et en Autriche sous le nom de manivelle système de Hall (1), mais qui n’a pâs été reproduite en France.
- h) Roues forgées en matrice. — Un'perfectionnement important dans la construction des roues a été lé mode de fabrication en matrices inauguré en 1854 dans l’établissement de MM. Arbel-Deflassieux frères et Peillon, à Rive-de-Gier.
- i) Emploi de la contre-vapeur pour la descente des pentes. Changement
- de marche à vis. — C’est vers la fin de 1865 que, sur les indications de M. Le Chatelier, des expériences furent entreprises au Nord de l’Espagne afin de rendre pratique l’usage continu de la contre-vapeur pour la descente des longues pentes, à l’aide de l’injection dans les cylindres d’un mélange convenablement régularisé d’eau et de vapeur (2). '
- La Compagnie du chemin de fer de Lyon a été la première en France à organiser l’usage de la contre-vapeur et à munir 35 machines pour les sections à fortes pentes (3).
- L’adoption des freins continus a beaucoup diminué l’importance de la contre-vapeur pour les trains de voyageurs.
- Une des conséquences de l’emploi continu de la contre-vapeur a été la généralisation du changement de marche à vis, auquel
- (1) M. Hall, ancien Ingénieur de Stephenson, de Mafféi et de Gunther, s’était entendu avec M. Meyer.
- (2) Ces essais ont été effectués par notre Collègue Michel Bourson, sous ies ordres de M. Ricour, alors Ingénieur en chef du matériel et de la traction à la Compagnie du Nord cle l’Espagne.
- (3) Couche, Rapport sur l’Exposition de 4867.
- Les instructions préparées par M. Deloy et signées par M. E. Marié,’ sont datées de décembre 1866. Voir aussi : Communications ou Mémoires. Années 1866, 1867, 1868,1869 et 1870.
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- M. Couche attribue une origine anglaise (1), et dont l’Exposition de 1867 présentait quelques spécimens.
- j) Freins continus. — L’application des freins continus concerne surtout l’ensemble du matériel roulant, bien que les locomotives soient pourvues des appareils mis à la disposition du mécanicien. Il suffit donc de rappeler ici pour mémoire que, sur la Compagnie du Nord, M. E. Delebecque avait appliqué le frein à vide dès 1876 ; et que, sur la Compagnie de l’Ouest, M. Ernest Mayer avait appliqué, au commencement de 1878 le frein automatique à air comprimé, dont l’usage s’est répandu depuis sur tous les chemins de fer français
- k) Soupapes à charges directes. —Introduites d’abord en Angleterre (2), les soupapes chargées directement par des ressorts sont devenues d’un usage assez général en France, bien que les balances à levier soient encore maintenues sur beaucoup de machines.
- l) Sablières. — L’usage des sablières s’est introduit presque dès l’origine des locomotives. Au début, c’était une boite à sable où le chauffeur prenait le sable à la main et le mettait dans un tuyau qui le conduisait sous la roue ; puis sont venues les sablières à hélice, à valve ou à clapet, où le sable descend tout seul, et enfin les sablières à vapeur.
- m) Abris des mécaniciens. — Parmi les machines exposées en 1855, une seule, construite par Stephenson, possédait un écran avec une paire de lunettes; encore donnait-on comme motif que cette machine, destinée à la ligne de Lyon à Marseille, devait traverser des régions où les vents sont parfois très violents.
- L’emploi de l’écran à lunettes fut très discuté en France. Pendant ce temps, l’Angleterre et l’Allemagne établissaient de véritables cabines-abris, comme il était d’usage en Amérique. L’exposition de 1867 en offrait de nombreux spécimens dans les sections étrangères. ..
- (1) Les premiers changements de marche à vis et à levier combinés sont, croyons-nous, ceux de M. Belpaire vers 1860, reproduits par M. Forquenot à la Compagnie d’Orléans. Le premier changement de marche à vis, sans levier, sous sa forme actuelle, a été étudié par M. Maw, l’un des rédacteurs en chef du journal Engineering, alors qu’il était au Great Eastern Railway. M. Ramsbottom avait aussi établi un changement de marche à vis, sans levier, dès 1859.
- (2) 1VL Ramsbottom construisait, dès 1859, son type bien connu et répandu en Angleterre.
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- Peu à peu, l’écran fut muni cl’une toiture, surtout pour les machines-express, et, dès l’Exposition de 1878; les machines françaises présentaient un abri plus ou moins complet.
- n) Appareil pour la traversée des souterrains. — La Compagnie P.-L.-M. avait exposé, en 1878, une machine munie d’unappareil Galibert, formé d’un réservoir d’air placé au-dessus de l’abri, -et permettant au personnel de respirer de l’air frais pendant le passage dans certains souterrains.
- o) Balanciers de suspension. — L’utilité des balanciers de suspension a été souvent contestée. Néanmoins, il est certain que leur emploi assure la régularité de la.répartition à l’état statique. Les écarts dans les poids sont moins grands. Les balanciers deviennent donc très utiles dans les machines où les poids se rapprochent des maxima admis par le Service de la voie, aussi leur application a-t-elle tendance à se généraliser.
- p) Rivetage et emboutissage à la presse hydraidique. — Parmi les procédés qui ont perfectionné la fabrication des chaudières, il faut en citer deux : 1° la riveuse ou riveteuse hydraulique; 2° les procédés d’emboutissage des grandes plaques d’avant et d’arrière de boite à feu à la presse hydraulique. Ce dernier procédé est surtout très utile- quand on travaille les tôles d’acier.
- q) Tubes à fumée lisses et tubes à ailettes, système Serve.—Les tubes à fumée se faisaient exclusivement en laiton à un certain moment. On les a peu à peu remplacés d’une façon générale par des tubes en acier étiré, que l’on raboutait d’abord en cuivre, mais que l’on ne raboute plus aujourd’hui.
- Un tube d’une nouvelle forme, avec ailettes intérieures, a été introduit, il y a une dizaine d’années, par M. Serve.
- Des expériences très complètes ont été faites sur le mérite comparatif des deux formes de tubes par la Compagnie de Paris-Lyon-Méditerranée (1), et il en a été déduit certains avantages pour le tube à ailettes, notamment celui de permettre, en cas de besoin, de raccourcir notablement là longueur du faisceau tubulaire. Cet avantage a été largement mis à profit dans les divers types de
- (1) ÉLude expérimentale de la vaporisation dans les chaudières de locomotives, par M. Henry. Annales des Mines, août 1»94.
- Une première communication sur ces expériences avait été faite par M. l’Ingénieur en chef Henry, au Congrès de Paris, 1889.
- Voir aussi communication de M.Kéromnèsh la Société des Ingénieurs Civils, annéeli893.
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- locomotives construits depuis 1891 par la Compagnie P.-L.-M., ou lors de transformations en cours qui ont permis l’application du bogie au type de vitesse étudié et construit depuis 1878.
- Les tubes Serve se répandent beaucoup aujourd’hui, surtout pour les constructions neuves.
- r) Tenders. — Ces auxiliaires indispensables des locomotives de grande puissance ont été successivement renforcés dans leurs assemblages. L’augmentation de longueur des étapes sans arrêt de prise d’eau a demandé la construction de tenders à six roues ; actuellement on entrevoit la généralisation des tenders à bogie, déjà adoptés par le Nord et par l’Ouest, avec des capacités de 18 à 20 m3 d’eau.
- s) Prix des machines locomotives. — On trouve dans l’ouvrage de 1844, de M. Félix Mathias, que les locomotives anglaises, avec leur tender, revenaient à environ 55 à 56 000 f. Les machines françaises coûtaient 5 à 6000 /' de moins (1).
- Dans son travail sur l’Exposition de 1855, M. Nozo donne :
- 1845 Machine à marchandises avec tender 56 000 f soit environ 1,90 /* le kilogramme. 1850 Id. 73000 f id. 2,00 f id.
- 1855 Machine Engerth. . . 112 000 f id. 2,50/ id.
- D’autre part, M. Félix Bonnet, dans le résumé sur l’Exposition de 1867, indique que le prix moyen est descendu à 1,60 f pour les locomotives et à 1,05 / pour les tenders.
- Depuis lors, il y a encore eu une période de baisse pour les locomotives, et on peut citer des prix de 1,40 f, mais la moyenne des prix est remontée d’une façon générale, et surtout dans certaines périodes de commandes nombreuses et pressées.
- Des prix moyens de 1,80 f h 2 / le kilogramme (et même exceptionnellement 2,15 f) n’ont pas été rares, suivant les époques, le modèle des machines et les prescriptions d’exécution.
- 11.— Considérations sur les locomotives actuelles.
- Emploi des distributions perfectionnées, du système compound et des hautes pressions.
- Les paragraphes qui précèdent ont suivi la locomotive dans son développement successif, nous allons maintenant chercher
- (1) A cette époque, les constructeurs français travaillaient pour l’Exportation, et nombre de locomotives furent faites pour la Russie, l’Espagne, la Haute-Italie, etc.
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- à bien apprécier ce qu’elle est aujourd’hui, et, après avoir fait ressortir l’orientation actuelle, nous essaierons de soulever le voile de l’avenir.
- Dans ce but, nous avons réservé pour notre dernier paragraphe l’examen de l’amélioration la plus importante qui ait été apportée, à notre avis, à la locomotive ; nous voulons parler des dispositions qui concernent la meilleure utilisation de la vapeur.
- Distributions perfectionnées. — Divers systèmes de distributions perfectionnées ont été imaginés et appliqués (avec ou sans la coulisse de Stephenson), tels que : détente Edwards (1839), détente Cabry, détente Meyer ( 1842), détente Gonzenbach, détente Delpech, détente Camille Polonceau, etc., etc.
- Ces systèmes ne constituent que des solutions imparfaites et ont du être abandonnés.
- Assez récemment, on a imaginé, dans le même ordre d’idées, deux solutions, basées sur l’indépendance des organes d’admission et d’échappement de la vapeur.
- L’une de ces solutions, système Bonnefond, a été montée sur plusieurs machines à grande vitesse de l’État, dont une figurait à l’Exposition de 1889, à Paris (1).
- La seconde solution, système Durand et Lencauchez (2), fonctionne sur plusieurs locomotives à grande . vitesse des Compagnies d’Orléans, de l’Est et de l’État Belge.
- Les essais jusqu’à ce jour ont donné des résultats satisfaisants ; il convient néanmoins d’attendre la sanction d’une pratique plus longue et plus étendue.
- Système compound. — Un système tout différent, et dont les premières applications remontent à 1876, est celui des détentes successivement opérées dans plusieurs cylindres, qui a pris le nom de système compound, et se trouve répandu dans le monde entier. C’est à notre Collègue M. A. Mallet, à son initiative et à sa persévérance, qu’il faut faire remonter l’honneur d’avoir mis en lumière et fait ressortir cette importante amélioration. Si elle a mis quelque temps avant d’être bien comprise, elle s’est ensuite rapidement généralisée sous des formes diverses (3).
- (1) Mémoires. Rapport sur les locomotives à l’Exposition de 4889.
- (2) Mémoires, juin 1890. Voir aussi, deux notes par M. Ernest Polonceau dans les
- Annales des Mines, de 1893 à' 1895. ' 1
- (3) M. Mallet a raconté les origines du système compound dans un mémoire de juillet 1890. Il avait auparavant fait de. nombreuses communications sur ce sujet, notamment en 1877.
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- La Compagnie du chemin de fer de Bayonne à Biarritz a fait une première application sur deux locomotives construites au Creuzot en. 1876.
- Une troisième machine, commandée par la même Compagnie, figurait à l’Exposition de 1878, où elle fut incomprise et beaucoup plus critiquée qu’admirée.
- Néanmoins, le principe était lancé et avait germé dans l’esprit des Ingénieurs. Dans son mémoire présenté à la Société des Ingénieurs Civils en juillet 1890, M. Mallet donne les nombres et les dates de construction d’environ 1 900 locomotives com-pound, qui existaient à la fin de 1889 en France et ailleurs.
- Les premières machines de M. Mallet avaient deux cylindres inégaux, mais avec les locomotives très puissantes, le gabarit de passage s’opposait à l’adoption des grands cylindres d’un diamètre convenable. Il fut proposé par. M. Mallet de recourir à la disposition des quatre cylindres placés en tandem, comme il a été réalisé plus tard sur le Nord par M. Du Bousquet, et sur le Sud-Ouest russe par M. de Borodine (1).
- En 1881, M. Webb avait mis trois cylindres et supprimé les bielles d’accouplement. Une machine de ce modèle fut livrée par Sharp, en 1884, à la Compagnie des Chemins de fer de l’Ouest.
- La disposition à trois cylindres donnait par tour de roue un travail très inégal sur l’un des essieux, et pour remédier à cet inconvénient, M. de Glehn, Ingénieur Directeur de la Société Alsacienne, avait étudié un modèle de locomotive à quatre cylindres ; un spécimen fut livré à la Compagnie du Nord en 1886, et a figuré à l’Exposition de 1889 (2).
- Le Congrès International des Chemins de fer. s’est occupé des machines compound dans presque toutes ses sessions, et il faut citer le remarquable rapport présenté par M. Parent, alors Ingénieur en Chef du Matériel et de la Traction des Chemins de fer de l’État, au Congrès de Paris en 1889. C’est également lors de la discussion de ce rapport que les avantages des machines compound ont été bien nettement définis, notamment par M. Henry,. Ingénieur en Chef du Matériel et de la Traction-de la Compagnie
- (1) M. Mallet proposait également cle superposer les cylindres, avec 2 tiges de piston aboutissant à une tête commune, comme cela a été fait depuis lors en Amérique.
- Pour la machine du Sud-Ouest russe, voir, une communication de M. de Borodine. dans le Bulletin d’octobre 1892.
- (2) Voir mémoire de M. Pulin sur la machine 721 du Nord. Société des Ingénieurs Civils, 1889.
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- P.-L.-M. Il en ressort clairement que l’économie de Combustible, importante clans les contrées où le charbon est cher, né devait pas être séparée des avantages suivants: 1° possibilité de l’emploi de vapeur ayant une tension supérieure à la tension que la coulisse de Steplienson permet raisonnablement d’utiliser (1) ; 2° possibilité, avec l’emploi de quatre mécanismes, de diminuer les efforts subis par les pièces, bielles, coussinets, tourillons, fusées, etc., d’où notable diminution d’usure (2).
- Les résultats de la première machine de Glehn (n° 721 du Nord) avant été trouvés satisfaisants, deux nouvelles machines furent commandées par M. Du Bousquet, et mises en service en 1892, mais cette fois avec roues accouplées, l’accouplement ayant été jugé utile pour enlever toute hésitation au moment du démarrage (3).
- Ces deux machines ont été suivies de plusieurs séries, construites par divers ateliers pour le Nord, pour l’Ouest, pour le Lyon, pour l’État, et pour le Midi. Les Compagnies de l’Est et de l’Orléans en auront prochainement, de telle sorte qu’il est possible de dire que c’est le type exclusivement adopté en France pour les trains lourds et rapides (4).
- Le principe d’application des 4 cylindres n’a pas été limité seulement aux machines express des grandes lignes à pentes faibles ou moyennes, mais le problème avait été posé à la Société Alsacienne pour des lignes accidentées, notamment pour le Gothard, où la vitesse devait pouvoir varier de 40 km à l’heure à la remonte des rampes de 2b mm, jusqu’à 90 km à l’heure sur les parties en palier. Il n’était plus nécessaire alors d’avoir des roues d’au moins 2 m de diamètre, mais encore il fallait accoupler 6 roues. La première machine de ce modèle étudiée par M. de Glehn et construite par la Société Alsacienne a été mise en service dans le mois de janvier 1894 pour une ligne du Grand Duché de Bade (b). Des machines analogues ont été livrées par l’usine
- (1) Le chemin d’Orléans utilise les hautes tensions en interposant un détendeur entre le régulateur et le cylindre.
- (2) Cet avantage ne se trouve pas dans la disposition des cylindres en tandem, ou
- superposés.- '
- (3) Ce qui existait déjà dans la machine présentée à l’Exposition de 1889 par la Compagnie P.-L.-M.
- (4) M. Salomon a publié des renseignements très complets sur les essais faits à la Compagnie.de l’Est avec une machine express compound du type, de Glehn delà Compagnie du Midi. (Voir Revue Générale des Chemins de fer, 1897, IIe semestre.)
- (5) Revue générale des Chemins de fer, juillet 95, p. 11.
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- de Winterthur, vers juillet 1894, pour le chemin de fer du Gothard (1).
- La Compagnie du Midi, qui doit assurer des services de trains de voyageurs très accélérés sur des sections assez accidentées, a commandé à la Société Alsacienne des machines compound à 4 cylindres, à 6 roues accouplées et à bogie ; les premières ont été livrées à la lin de l’année 4896 (2), et l’une d’elles figurait à l’Exposition de Bruxelles de 1897. La Compagnie du Nord,- et plus récemment la Compagnie de l’Ouest ont commandé plusieurs séries de ces machines, la Compagnie de l’Est en fait construire dans ses ateliers d’Epernay, et la Compagnie de Lyon en aura prochainement.
- Susceptibles d’atteindre de grandes vitesses, grâce à leurs roues de 1,75 m de'diamètre, ces locomotives peuvent assurer indifféremment le service des trains de voyageurs ou de marchandises. Elles ont même pu faire à titre d’essai des trains rapides sur le Nord comme sur l’Ouest. Ce modèle est donc appelé à prendre une grande et rapide extension.
- Dans tout ce qui précède, il n’a été question que des grandes lignes, mais les petites lignes du réseau complémentaire ont profité dans une large mesure du système compound, comme il va être dit.
- Nous avons vu que les premières compound avaient été faites pour une ligne locale;, elles semblaient bien appropriées à ce servipe, mais d’autres lignes à voie de 1 m réclamaient des machines plus puissantes, à adhérence totale et flexibles. M. Mallet explique (3) comment il a été conduit à étudier, dès 1876, un modèle de machine ayant 4 cylindres dont 2 (à haute pression), fixés sur le bâti portant la chaudière, et les deux autres (à basse pression) sur un bâti mobile à l’avant, articulé autour d’une sorte de charnière placée tout près des cylindres à haute pression. Ce système (proposé pour les chemins corses, croyons-nous) et dont un dessin a été exposé à Anvers en 1885, fut appliqué pour la première fois en-1887- sur de petites locomotives construites par Decauville pour la voie de 0,60 m à rails pesant 9,5 kg par mètre courant, et présentant des courbes descendant à 15 m
- (1) Revue générale des Chemins de fer, juillet 95, p. 3.
- (i) Revue générale des Chemins de fer, septembre 97. Note par M. Herdner.
- (3) Locomotives à adhérence totale pour courbe de petit rayon, par Mallet. Mémoire de la Société des Ingénieurs Civils, mai 1894.
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- de rayon. Le poids total était limité à 12 t. Six machines de ce petit modèle ont fait en 1889 le service du chemin de fer intérieur de l’Exposition Universelle, effectuant un parcours de 113 500 km, et transportant 6 millions de voyageurs (1).
- De très nombreuses applications ont été faites pour la voie de 1 m tant en France qu’à l’étranger, et leur succès a même conduit à faire de semblables machines pour la voie ordinaire.
- Les machines articulées du type Mallet ont été adaptées depuis, ’en 1889, à la voie de 1,44 m, sur les chemins de fer de l’Hérault, du Central suisse, etc. On avait construit pour le chemin de fer du Gothard, une machine à 6 essieux qui pesait 87 t, et qui a été dépassée par la machine destinée aux plans inclinés de Liège, exposée à Bruxelles en 1897, laquelle pèse 108 t (2).
- Les machines dont il est parlé ci-dessus étaient toutes des machines-tender; mais à la fin de 1892, la direction des Chemins fer du Grand-Duché de Bade a commandé des machines Mallet avec tender séparé,.et cet exemple a été suivi depuis lors par diverses Administrations allemandes.
- L’articulation des deux trains n’est pas utile lorsque les machines sont destinées à des lignes tracées avec courbes de grand rayon. La Compagnie P.-L.-M. avait étudié, dès 1887, des machines compound à 4 cylindres non articulées. Une machine à 8 roués accouplées modifiée d’après ce principe figurait à l’Exposition de 1889 et a été suivie de machines analogues (3).
- Des machines à 4 cylindres et à 8 roues accouplées de 1,50 m de diamètre ont été commandées en 1892 et la première a été mise en service le 5 février 1893 (4).
- Toutes ces machines construites par P.-L.-M. depuis 1888, ont des chaudières timbrées à 15 kg. «
- Récemment le type compound à 4 cylindres disposés sur le même plan et commandant le même essieu, a reçu quelques applications en Angleterre et en Amérique.
- (1) Communication du 22 novembre 1889, par M. Grille.
- (2) Société des Ingénieurs Civils, Mémoires. Note par M. Lavezzari, mai 1897.
- (3) Voir une communication faite au Congrès International des Chemins de fer en 1889 par M. Baudry sur les six premières locomotives compound à 4 cylindres de P.-L.-M. munies de chaudières à 45 kg.
- (4) la fin de 1897, la Compagnie P.-L.-M. possédait 231 locomotives compound à 4 cylindres, dont 225 à tubes à ailettes. Sur ce nombre 40 avaient les 4 cylindres placés sur le même plan et actionnant le même essieu.
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- 12. — Coup d'œil sur l’avenir.
- De l’exposé qui précède sur le développement du système com-pound, nous croyons pouvoir dire, sans trop nous avancer, que l’usage du type à 4 cylindres tend à prédominer en France, sous diverses formes. Les paires de cylindres attaquent deux essieux différents, sauf dans deux dispositions adoptées depuis huit années par le chemin de fer de Lyon. Des expériences de précision faites en Amérique ont montré qu’en attaquant le même essieu par les 4 cylindres, on obtient un excellent équilibre tout en diminuant la masse dés contrepoids, et tout en répartissant les efforts comme dans l’autre disposition ; d’un autre côté, si la pratique montre que la concentration bien équilibrée des efforts sur un même essieu ne produit pas plus d’usure que la séparation actuelle, il est probable que le groupement appliqué par P.-L.-M. se répandra concurremment avec l’autre.
- En dehors de la construction de locomotives neuves faites le plus souvent sur l’un des modèles à 4 cylindres, il est probable que nous entrons dans une assez longue période de transformations successives du matériel existant susceptible d’ëtre conservé. On ne peut donc, d’ici à quelque temps, prévoir la création de nouveaux types, à moins de changements imprévus apportés aux méthodes d’exploitation.
- L’un de ces changements, et le plus proche peut-être, consisterait dans l’accélération des trains de marchandises sur les grandes directions : peut-être verrons-nous alors des machines à 4 cylindres, à 8 roues accouplées, avec bissel ou même à bogie.
- Un autre changement résiderait dans l’organisation de nombreux trains légers donnant de fréquentes correspondances aux embranchements. On peut, il est vrai, pour ces services, utiliser momentanément d’anciennes machines : on peut aussi, pour la nuit, expérimenter quelques automobiles; mais l’insuccès relatif des voitures automobiles Belpaire en Belgique, semble montrer que tôt ou tard il. faudra revenir à de petites locomotives ; alors un type analogue à la locomotive-fourgon de l’État semble, par avance,, assez indiqué. ,
- Un troisième changement paraît plus éloigné, bien qu’il soit tout à fait dans l’air à cause de la demande de vitesses de plus en plus grandes. M. Du Bousquet, dans le discours d’inauguration de sa présidence, en 1894, a donné Dévaluation du prix de revient
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- de l’augmentation de la vitesse. Or il peut fort bien arriver un jour que les intérêts en jeu trouvent avantageux de' donner la rémunération convenable pour obtenir un surcroît notable de vitesse. Ce jour-là, il sera possible d’organiser des trains ne pesant que 120 à 150 t, remorqués par des machines à roues libres d’un diamètre d’environ 3,50 m, et atteignant normalement des vitesses commerciales de 110 à 120 km à l’heure.
- Nous nous sommes efforcés, dans la note qui précède, de faire ressortir la part considérable prise par les membres de la Société des Ingénieurs Civils de France dans les progrès successifs de la locomotive.
- Mais tout en exerçant les fonctions techniques de leur art, ils ont su rester à la hauteur de la tâche qui leur incombait dans le travail administratif et dans la bienveillante conduite du nombreux personnel placé sous leurs ordres; ils ont su se montrer Ingénieurs dans l’entière acception de ce mot, tenant une •équitable et juste balance entre les intérêts du Capital et de l’Ouvrier.
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- MOTEURS THERMIQUES
- I
- MOTEURS A GAZ
- PAR
- Auguste MOREAU
- * Historique.— En 1848, date de la fondation de notre Société,, l’industrie des moteurs à gaz n’existait pas ; meme au point de vue purement scientifique, ce genre de machines avait assez peu tenté les physiciens.
- Depuis leur véritable inventeur l’abbé Hautefeuille (1678), on remarque quelques études isolées et sans portée pratique dues à un certain nombre de chercheurs qui ne laissent que des; traces insignifiantes' de leurs travaux.
- Ce n’est qu’en janvier 1860 que fut pris le premier brevet de-moteur à gaz méritant réellement ce nom : il était dû au célèbre Lenoir.
- Ce moteur était à double effet et analogue aux machines à vapeur de l’époque.
- Son allumage se faisait par inflammation électrique et il consommait 3 000 l de gaz par cheval et par heure.
- En 1862, M. Hugon, directeur de la Compagnie Parisienne du Gaz, reprit un brevet de 1858 sur un moteur à double effet qui, alors, fit une sérieuse concurrence au moteur Lenoir. L’inflammation était obtenue au moyen d’un brûleur. Le cylindre était refroidi a l’intérieur par une injection d’eau pulvérisée.
- Dans l’esprit de l’inventeur, la force expansive de cette eau vaporisée s’ajoutait a celle du gaz; il en résultait un meilleur rendement et une grande économie d’huile de .graissage et d’eau de refroidissement circulant dans la double enveloppe du cylindre. Il consommait encore 2 500 l environ par cheval et par heure.
- En 1862, apparaît le moteur atmosphérique à crémaillère d’Ofto et Langen. On voit également surgir l’idée de la compres-
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- sion préalable et du cycle à quatre temps dus à Beau de Rochas, principes magistralement appliqués pour la première fois dans le moteur Otto de 1876, qui a été longtemps le meilleur et le plus pratique des moteurs à gaz. Dès cette époque, la consommation de gaz est abaissée à. 1000 l, grâce à la compression préalable du mélange détonant.
- Depuis, l’industrie des moteurs à gaz a pris un essor considérable, non seulement à cause du rendement thermique élevé de ces engins, rendement bien supérieur à celui de la meilleure machine à vapeur, mais à cause de la facilité de leur installation et de leur conduite, spécialement en cas de travail intermittent. Les différentes expositions qui se sont succédé à Paris marquent assez exactement les étapes de cette industrie.
- Ainsi, à l’Exposition universelle de 1867 il y avait en tout trois moteurs à gaz d’exposés : les moteurs de Lenoir, de Hugon et le moteur atmosphérique à crémaillère d’Otto et Langen.
- En 1878, il y en avait déjà huit dont les forces variaient de 1 à 4 ch. Parmi eux le premier moteur Otto à quatre temps.
- En 1889, les exposants au nombre de 31 avaient exposé 40 types de 53 modèles différents dont la force dépassait 1 000 ch. Ou y remarquait deux moteurs de 100 ch; aujourd’hui on en construit qui atteignent 300 ch et consomment moins de 600 l de gaz par cheval et par heure.
- Travaux présentés à la Société. — Ce préambule établi, voyons quel a été le rôle et l’influence de notre Société dans le développement si rapide de cette intéressante industrie, en étudiant les communications successives qui ont été faites sur ce sujet par différents auteurs.
- Dès 1853, M. Faure donnait lecture d’un mémoire traduit de P anglais sur la machine calorifique d’Ericson, décrite dans le numéro d’août 1851 du journal anglais TheArtizan. Cette machine est, à proprement parler, un moteur à air chaud ; nous ne nous y arrêterons donc pas, car on est convenu d’appeler machines à gaz celles qui fonctionnent sous l’effet d’un mélange détonant porté à haute température.
- C’est ce que rappelle, le 15 février 1878, M. Armengaud jeune.-Les moteurs à gaz, comme les moteurs à vapeur et à air chaud, sont toujours basés sur l’expansion d’un fluide gazeux, cause première du travail mécanique engendré; intermédiaire qui
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- puise la chaleur à une source supérieure pour la verser à une source inférieure ; la chaleur disparue pendant ce passage étant celle qui s’est transformée en travail mécanique extérieur.
- Après quelques considérations scientifiques sur ce genre de machines, M. Armengaud jeune fait un historique rapide de l’industrie des moteurs à gaz et aborde le fond de son sujet qui est la description des principaux moteurs d’invention récente. Il débute par le nouveau moteur à quatre temps aujourd’hui classique de M. Otto ; il décrit ensuite le moteur Simon basé sur le même principe, mais avec compression dans un cylindre séparé ; le moteur Bischop vertical, qui utilise l’explosion de la masse gazeuse à la montée du piston et la pression atmosphérique à la descente, comme le moteur à crémaillère Otto et Langen. Dans cette machine on a supprimé l’eau de refroidissement et on l’a remplacée par des surfaces rayonnantes représentant cinq fois la surface du cycle.
- Le moteur Bavel à cylindre oscillant et centre de gravité variable. La force explosive est employée à élever un piston dans un cylindre oscillant entre deux tourillons qui, prolongés hors de leurs paliers, constituent l’axe moteur. A un certain moment le poids du piston fait basculer le cylindre et dès que ce piston est au bas de sa course, dans cette position renversée, une nouvelle explosion le renvoie à l’autre extrémité du cylindre et ainsi de suite. Ce type a été rapidement abandonné.
- Sur une question de M. le Président concernant la force maxima des moteurs à gaz, M. Armengaud répond que c’est 8. ch,. mais qu’il est question d’en construire de 12 ch.
- M. Levassor, notre regretté Collègue, qui fut le premier constructeur français du moteur Otto, fait remarquer qu’eu Allemagne on alimente ces machines avec des essences de pétrole.
- Le 4 juin, 1878, en pleine Exposition universelle, M. Fici-iet fait à son tour une communication de fond sur le moteur Simon, signalé plus haut par M. Armengaud jeune et alors exposé au Champ-de-Mars.
- L’idée dominante du moteur Simon était de récupérer une partie de la chaleur perdue et entraînée par les gaz de la combustion. Pour cela on faisait passer ces gaz à travers une série de tubes appartenant à une petite chaudière remplie d’eau et en communication avec les enveloppes servant à refroidir les cylindres,, car il y a deux cylindres dans cette machine : un grand dans-
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- lequel se produit le travail, et un petit dans lequel ont lieu l’aspiration et la compression.
- L’eau d’alimentation fournie par une petite pompe pénètre d’abord dans l’enveloppe du cylindre de compression, passe ensuite dans celle du cylindre moteur et arrive enfin, déjà fortement chauffée, dans la chaudière précitée placée au-dessus des deux cylindres où elle est enfin vaporisée. Au bout de trois quart d’heure environ, la pression de cette vapeur devient égale à celle des gaz du cylindre moteur, c’est-à-dire à environ 3 kg et on l’utilise elle-même pour produire du travail en la mettant au moment utile en communication avec le cylindre.
- M. Simon n’a fourni aucune preuve de ces avantages qui ont été contestés par le Président, M. Tresca et par M. Armengaud jeune.. L’idée de lancer de l’eau dans les cylindres n’est d’ailleurs pas nouvelle et a été abandonnée par Hugon et Lenoir. De plus, à ces hautes températures, la vapeur d’eau se dissocie et oxyde les cylindres.
- Le moteur Simon n’a pas répondu à l’attente de son inventeur..
- Gela nous conduit en 1881. M. Arson,-après un . historique rapide de la question des moteurs à gaz, fait constater les importants progrès réalisés dans ces dernières années par cette industrie et signale qu’à l’Exposition d’électricité on peut voir un moteur Otto de 50 ch. Ce sont, en réalité, deux moteurs accouplés de chacun 25 ch.
- En outre, on remarque dans la même exposition les moteurs Clerk et Ravel.
- La machine Clerk fonctionne commé celle d’Otto, mais avec compression dans un cylindre séparé. L’air et le gaz sont appelés simultanément dans le cylindre additionnel pendant un tiers de la course ; l’orifice du gaz est alors fermé et le reste de la course s’achève en appelant de l’air pur. Le mélange est refoulé dans le cylindre moteur où il est enflammé aux trois quarts de la course. On obtient ainsi une explosion par tour.
- M. Ravel expose lui-même un nouveau type de moteur à gaz oscillant, à tiroir, dont il est l’inventeur. Le mélange détonant n’est soumis à aucune compression; de plus, c’est un moteur à deux temps : à chaque tour de l’arbre correspondent une introduction et une inflammation utiles ; on sait que dans les moteurs à quatre temps, les plus répandus, comme celui d’Otto, on ne rencontre une impulsion utile que tous les deux tours d’arbre.
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- D’après M. Ravel, l’effet utile de ce moteur, aujourd’hui abandonné, était de 70 0/0.
- Il exigeait de 40 à 50 l d’eau par cheval pour refroidir les parois du cylindre, et consommait 1 m3 de gaz par cheval et par heure. Ce moteur ne s’est pas répandu.
- On trouve dans le bulletin de'1 janvier 1882 la relation des essais effectués sur un moteur à gaz de 12 ch par M. Smith, à l’Ingénieur’s Club de Saint-Louis.
- Le rendement a été trouvé de 80 0/0.
- La consommation de gaz, par heure et par cheval effectif, de 940 l, la consommation d’eau de 220 l à l’heure.
- Dans la chronique de notre Bulletin de mars 1883 nous remarquons également une étude d’ensemble donnant les origines des moteurs à gaz et la description des principaux moteurs connus à cette époque.
- On voit dans la chronique du Bulletin de février 1884 un résumé des résultats dynamométriques et calorimétriques obtenus par MM. Morganbrooks et J.-E. Steward, sur les moteurs à gaz.
- La consommation du gaz par cheval et par heure était déjà tombée à 600 ou 650 l pour les moteurs de la force de 6 à 7 ch, et de 650 à 700 l pour les moteurs plus faibles de 2 ch, par exemple. Il s’agissait, il est.vrai, de gaz anglais, plus riche que le gaz français.
- L’échappement consomme environ 12 0/0 de la chaleur utile de la combustion dans les petits moteurs, et, jusqu’au double, soit 24 0/0 dans les grands, ce qui représente plus de 100 0/0 de la -chaleur transformée en travail.
- L’eau de circulation autour du cylindre absorbe de 45 à 55 0/0 de la chaleur de la combustion.
- Le 20 octobre 1891, nous avions nous-même l’honneur d’entretenir la Société de la question des moteurs à gaz, en lui présentant un mémoire résumant Vètat de la question après VExposition universelle de 4889.
- Dans l’introduction, nous expliquions le développement important pris par. ce genre de machines dans ces dernières'années; ses avantages, dans bien des. cas, sur la machine à vapeur ; ses applications indiquées pour l’éclairage électrique, etc. Puis après un rapide historique de la question, nous parlions du. moteur Otto qui a marqué le point de départ,d’une véritable phase pra-
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- tique de cette industrie ; enfin nous examinions les moteurs exposés en 1878, et principalement ceux exposés en 1889.
- Ces machines étaient de quatre catégories, savoir :
- 1° Des moteurs sans compression et à deux temps, c’est-à-dire dans lesquels il y a une impulsion utile à chaque tour de volant.
- Quatre moteurs de petite force représentaient ce genre de machines, savoir : Bischop, Bénier, Forest, La Yiornerie ;
- 2° Des moteurs à deux temps, mais avec compression préalable du mélange.
- On remarquait les trois types : Bentz, Ravel (nouveau type à cylindre fixe), et Mire;
- 3° Des moteurs à quatre temps, toujours avec compression préalable.
- Le type de cette famille est le moteur Otto.
- Le_ cycle à quatre temps a donné naissance à de nombreux autres moteurs analogues différant seulement par des détails, et parmi lesquels nous citons ceux de MM. Powell, Rouard frères, Salomon et Tenting, Niel, Noël, Gottendbrf, Kœrting, Heynen, Sombart, Durand, Forest, Charron, Martiny, Ragot;
- 4° Enfin, un moteur à six temps dû à M. Griffin, en Angleterre.
- Ges six temps se composent de quatre temps identiques à ceux du cycle de Beau de Rochas, c’est-à-dire aspiration, compression, explosion, expulsion partielle des produits de la combustion, et en plus, deux autres temps pendant lesquels le piston aspire et refoule de l’air frais afin d’expulser complètement les produits de la combustion.
- Le but de l’inventeur a été évidemment d’augmenter la pression au moment de l’explosion, en enflammant des gaz plus purs.
- Mais, à notre avis, cet avantage est fortement atténué par l’introduction de l’air froid qui vient abaisser la température des parois et augmenter leur effet nuisible.
- Enfin, l’adjonction des cinquième et sixième temps doit donner une marche encore moins régulière que celle déjà reprochée aux moteurs à quatre temps.
- Gomme conclusion, nous signalons la préférence générale donnée au moteur à quatre temps depuis qu’ils ont été rendus absolument pratiques par le constructeur Otto et ceux qui ont suivi.
- Le mémoire se termine par une description détaillée du moteur Niel, nouveau à cette époque, et qui présentait nombre de particularités intéressantes.
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- Enfin, le 3 juillet 1396, M. Lavezzari entretenait la Société d’une nouvelle application du moteur à gaz aux tramways, application qui ne paraît pas s’être beaucoup étendue jusqu’à ce jour* mais n’est peut-être pas dépourvue d’avenir.
- Résumé. — En somme, l’industrie des moteurs à gaz, née d’hier, a été constamment en progrès, surtout à l’étranger.
- D’après de récentes statistiques, en effet, il existait en Angleterre, au commencement de 1897, 35 000 moteurs à'gaz, et, en Allemagne, 85 000; en France, il ne doit guère y en avoir plus-de 10 000 à 12 000.
- La puissance de ces machines est également allée sans cesse . en augmentant; ainsi, on a vu plus haut qu’en 1878, une machine de 12 ch paraissait être le maximum possible, tandis qu’aujourd’hui les moteurs de 150 ch sont de fabrication courante.
- Cette puissance s’est accrue parallèlement à la compression préalable qui, de 2 kg à l’origine, s’est successivement élevée jusqu’à 6 kg.
- L’influence heureuse de la compression est bien connue ; elle augmente le rendement, diminue la consommation et permet d’employer un combustible quelquefois coûteux, comme l’est le gaz d’éclairage. De 3 000 l,-par cheval et par heure, la consommation s’est abaissée à moins de 600 l.
- Le gaz pauvre est également un auxiliaire puissant de ces moteurs, car il permet d’obtenir le cheval-heure avec une. consommation de charbon maigre variant entre 500 et 700 g.
- Les inventeurs ne paraissent, d’ailleurs, pas s’être arrêtés à la compression de 6 kg qui paraissait, il y a peu de temps encore, comme devant être une limite maximum ; un nouveau moteur,, datant de 1897, et spécialement établi en vue de l’utilisation des fortes compressions, le moteur Diesel comprime à 40 kg, pression suffisante pour produire la chaleur nécessaire à l’inflammation et à la combustion du gaz ou du pétrole.
- Jusqu’ici, d’ailleurs,, les essais de ce moteur n’ont été faits qu’avec du pétrole; s’ils sont aussi satisfaisants avec le gaz., il n’est pas douteux que cette.machine ouvrira une ère nouvelle à l’industrie des moteurs à gaz.
- Quant aux moteurs de très fortes puissances, comme ceux de 300 ch signalés plus haut, ils ont donné, au début, certains mécomptes; néanmoins, une meilleure utilisation des matériaux, et surtout l’emploi plus judicieux de matériaux appropriés au
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- mode de fonctionnement de ces machines, qui deviennent parfois de véritables pièces d’artillerie, en feront, sons peu, des concurrents que les machines à vapeur auraient tort de dédaigner.
- D’un autre côté, le développement, moins rapide en France qu’à l’étranger, des moteurs courants de petite force, est surtout dù au prix généralement élevé du gaz, car nos constructeurs français sont, aussi bien que leurs concurrents étrangers, en mesure de fournir à l’industrie d’excellentes machines et même de les établir à aussi bas prix. Notre pays a, d’ailleurs, toujours joué un rôle important dans cette industrie. Il ne faut pas oublier, en effet, que les premiers moteurs à, gaz pratiques, tels que ceux de Lenoir, de Hugon, ont vu le jour en France; et. que c’est un Français, Beau de Rochas, qui, le premier, a inauguré le cycle à quatre temps.
- D’un autre côté, personne de nous n’a oublié les remarquables travaux techniques en la matière, de nos distingués Collègues MM. Aimé Witz et Gustave Richard, travaux qui ont permis aux constructeurs français d’étuclier à fond la théorie, au début si confuse, du moteur à gaz,, et, plus particulièrement, l’influence des parois et les avantages de la compression préalable.
- Avec un tel passé, nos ingénieurs et constructeurs doivent pouvoir envisager l’avenir avec confiance.
- BIBLIOGRAPHIE
- Pour terminer, nous donnons ci-dessous la nomenclature des ouvrages parus sur cette intéressante question et renfermée dans la bibliothèque de la Société,
- Gazo-Moteur, par Belon, 1858. — Gazo-Moteur (procès-verbal d’expériences), par M. H. Tresca, 1862. — Machine à air chaud à haute température, système Lagaud, 1885. — Machine à air chaud de M. Laubereau (procès-verbal d’expériences), par M. H. Tresca. — Machines à gaz Otto et Lang en (procès-verbal d’expériences), par M. Tresca, 1867. — Machines thermiques, par M. Witz, 1890.
- — Moteurs à gaz, par M. G. Richard, 1885. — Moteurs à gaz, par M. Germinet.
- — Moteurs à gaz, par M. Wit'z, 1889. — Moteurs à gaz à l’Exposition de 4878
- (Conférence par M. Armengaud jeune). — Moteurs à gaz dans les Usines, par' M. Ed. Melon. — Moteurs à gaz de grande puissance. — Moteurs Simplex, par M. Witz. — Moteurs à gaz de 8 ch (expériences faites par M. D. Monnier). — Moteurs à gaz Hugon (expériences par M. H. Tresca), 1866. — Moteurs à gaz et à pétrole, par M. G. Richard, 1892. — Moteurs à gaz et à pétrole à l’Exposition de 4889, .par MM. Boyer et Engerrand, 1891. — Moteurs à gaz et à pétrole à l’Exposition de 4889, par M. Charles Wehrlin (conférence 1890). — Les Moteurs à gaz actuels, par M. A. Moreau, 1891. — Moteur à gaz et Moteur Simplex (notes par M. Delamarre-Deboutteville), 1889. — Moteur à gaz Ravel, par M. II. Cuinat. — Moteur à gaz Simplex, construit par M. Matter.— Moteur à gaz Tonnant, par M. Witz. ""
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- II
- MOTEURS,A PÉTROLE
- PA?
- M. DE FARAMOND DE LAFAJOLE
- 1. — Le pétrole.
- Nous n’ayons pas à donner ici sur les origines, les propriétés physiques et chimiques du pétrole, etc., des détails qui se trouvent consignés dans des ouvrages scientifiques importants, et dont l’étude ne saurait rentrer dans le cadre plus modeste qui nous est tracé ici, et qui ne comporte qu’une courte révision de l’histoire des moteurs à pétrole.
- Nous nous bornerons donc à rappeler dans quels cas telle qualité de pétrole trouve son application particulière, en suivant la gamme qui s’étend de l’essence la plus volatile à l’huile résidu la plus lourde.
- 1° L’éther de pétrole ou naphte, de densité 0,645 à 0,650, bouillant entre 45° et 70°, est un composé de pentane (C5H12), d’hexane (C6H14) et d’heptane (G7H10); son point d’inflammabilité est inférieur à 0° (— 10°) : c’est dire qu’il possède, à la température ordinaire, une tension de vapeur considérable qui. rend son maniement dangereux.
- Cet éther ou naphte peut être employé exactement de la même manière que la vapeur d’eau, et la remplacer comme agent d’évaporation et de travail dans des moteurs analogues aux machines à vapeur. Nous en verrons un exemple dans la machine de Yarrow et dans celle d’Escher-Wyss.
- Sous le nom de gazoline on l’a utilisé dans certains moteurs légers. Mais la simplicité des appareils, due à la facilité de vaporisation de ce produit, ne suffît pas à compenser le risque terrible d’incendie auquel on reste toujours exposé, et qui doit faire proscrire l’emploi de ces machines.
- 2° L’essence de pétrole, de densité 0,680 à 0,720, bout de 70° à 120° ; elle est formée d’hexane (C6H14), d’heptane (G7H1G) et d’octane (C8H16), et son point d’inflammabilité est à 0°.
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- L’essence a été substituée à la gazoline pour l’alimentation des machines légères destinées principalement à la traction. Bien qu’offrant moins de danger que ce dernier produit, elle demande cependant à être manipulée avec de très grands soins, et les appareils qui la contiennent, réservoirs ou carburateurs, doivent être absolument étanches.
- 3° L’huile lampante, dont la densité varie de 0,795 à 0,820, bout entre 150° et 180°.. Dans sa composition rentrent les hydrocarbures saturés compris entre l’heptane (C7Hlfi) et l’heptadécane (G17H36) ; son point d’inflammabilité étant supérieur à 35° (35° à 50°), elle n’émet pas de vapeurs à la température ordinaire de nos climats, ce qui la rend sans danger.
- Cette huile, conver tie en vapeur à basse température, est aujourd’hui largement employée comme combustible et comme agent de travail, dans les moteurs à pétrole de création récente dont l’usage se trouve tout indiqué dans nombre d’endroits où les machines à gaz et à vapeur ne seraient pas applicables.
- 4° L’huile lourde, de densité 0,840-0,900, et dont le point d’ébullition oscille de 350° à 420°, a pour point d’inflammabilité 105° environ, peut être transformée en véritable gaz à haute température dans des appareils spéciaux, lequel est ensuite utilisé, après son refroidissement, dans les moteurs à gaz.
- 5° Les huiles minérales de graissage (densité 0,880, point d’inflammabilité 110° à 200°) qui sont universellement adoptées aujourd’hui pour la lubrification des organes de machines.
- 6° Enfin, les huiles résidus, qui sous le nom d’huile verte, astatki russe, etc., ont été employées dans un certain nombre de cas comme combustible destiné à remplacer la houille. Elles sont brûlées simplement sur des grilles dont les barreaux forment autant de canaux, ou bien se trouvent injectées dans les foyers de chaudières, mélangées à l’air et à la vapeur sous pression.
- Lè rapide aperçu qui précède suffit à montrer qu’on trouve dans les machines motrices modernes l’emploi de la presque totalité des produits de la distillation soit des-schistes bitumineux solides, soit des pétroles liquides, que renferme la croûte terrestre.
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- 2. — Modes d’emploi du pétrole.
- Il se déduit de ce que nous venons de dire relativement aux différentes qualités de pétrole :
- 1° Le pétrole peut être considéré comme un combustible à l’état liquide ;
- 2° Il peut être converti en un véritable gaz ;
- 3° Il peut être employé sous forme.d’essence volatilisée ;
- 4° Il peut, enfin, être utilisé à l’état d’huile qu’on vaporise:
- Nous n’insisterons pas sur les deux premiers genres d’applications qui ne se rattachent qu’indirectement au sujet que nous avons à examiner, et nous nous bornerons à faire quelques remarques utiles.
- 3. — Le pétrole comme combustible.
- Depuis un certain nombre d’années, l’usage de brûler les huiles résidus ou astatkis à la place de la houille s’est répandu surtout en Russie et en Amérique, leurs pays d’origine.
- Les avantages ' sont considérables : pureté du produit, facilité d’emmagasinement et de transport, alimentation automatique des brûleurs, économie de main-d’œuvre et de matière, grande puissance calorifique qui permet de réduire les approvisionnements de 30 0/0 par rapport à la houille, ou ce qui revient au même,.de produire un travail identique avec moitié moins de combustible.
- Par contre, il faut noter comme inconvénient, le prix du pétrole plus élevé, proportionnellement, que celui de la houille dans la plupart des contrées, à cause des frais de transport, et de la localisation, dans deux principaux centres, de sa production en grand. Mais cet inconvénient ira vraisemblablement s’atténuant, par suite de la découverte de nouveaux gisements qu’on signale de divers côtés. '
- 4. — Le pétrole comme gaz.
- La préparation du gaz d’huile diffère peu, en principe, de celle du gaz de houille. Le pétrole est distillé dans une cornue à haute température, et le gaz produit est purifié, lavé et refroidi, comme le gaz d’éclairage.
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- Ce sont les huiles lourdes, citées plus haut, qui conviennent le mieux pour ce genre de traitement. Certaines huiles végétales ou animales peuvent être aussi utilisées.
- Les appareils ne varient pas beaucoup : ceux de MansfLeld, de Iieith, de Rogers, de Pintsch et de Hirzel, sont parmi les plus connus.
- Lé gaz qu’on obtient est toujours riche,, et on l’utilise dans des machines qui sont de véritables moteurs à gaz, et non-des moteurs à pétrole proprement dits.
- 5. — Le pétrole à l’état d’essence.
- Moteurs à naphte et à essence. — Les pétroles légers (naphte et essence) sont employés, soit directement sous forme de vapeur, soit mélangés à l’air qu’ils carburent dans des appareils spéciaux.
- Moteurs à vapeur de naphte. — Gomme exemple du premier cas, nous citerons d’abord la machine de MM. Yarrow à qui l’on est redevable d’intéressantes expériences relatives à l’évaluation du travail qu’on peut-retirer respectivement de la vapeur d’eau, et de l’essence de densité 0,680, vaporisées par un poids donné de combustible.
- Ces expériences ont montré que pour l’essence le résultat est plus de deux fois celui qu’on obtient avec la vapeur d’eau. À la pression atmosphérique, une certaine quantité de chaleur fournie vaporise neuf fois plus d’essence que d’eau, mais l’essence étant très volatile, son augmentation de volume n’est que du 1/5 de celui de la vapeur d’eau.
- Dans le moteur Yarrow, le [naphte est introduit dans un serpentin servant de générateur chauffé par une lampe alimentée par le même liquide, ou mieux par du pétrole lampant; le naphte y est vaporisé, puis il passe au cylindre, et de là dans la tuyauterie de condensation, d’où il revient au réservoir. La circulation est assurée-au moyen d’une pompe actionnée par la machine.
- Le danger d’explosion est diminué par le seul fait que, dans ce cycle d’opérations, le naphte n’entre pas en contact avec l’air. Mais il y a une grande difficulté à obtenir une canalisation étanche, et ce genre de moteur ne peut guère convenir que pour la production de faibles puissances ne nécessitant l’emmagasinenient que de très petites quantités d’un combustible éminemment inflammable.
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- MM. Escher-Wyss et Gie ont créé une machine analogue à la précédente, et sur laquelle, pour cette raison, nous ne nous arrêterons pas davantage.
- Moteurs à essence. — Dans ces machines, l’air atmosphérique, à la température et à la pression normales, s’imprègne de vapeurs d’essence de pétrole dans des appareils disposés à cet effet, et dénommés, d’après leur fonction même, carburateurs.
- L’air ainsi carburé est comparable, au point de vue de ses pouvoirs éclairant et calorifique, au gaz de houille, et mélangé à une proportion convenable d’air pur, il devient suffisamment inflammable pour pouvoir être allumé et produire du travail, dans un cylindre de machine, par la force de l’explosion. La facilité avec laquelle un mélange détonant peut être ainsi obtenu sans l’intervention de la chaleur, explique le succès qu-’ont obtenu dès leur apparition les moteurs à essence. Chaque type de machine a eu son carburateur spécial plus ou moins ingénieux et une courte description, seulement des principaux, nous entraînerait trop loin.
- Nous ferons simplement observer que si l’application de ces procédés a pu, dans certains cas, paraître avantageuse, comme il est arrivé notamment lors de la création des moteurs légers à. grande vitesse de rotation, il ne faut pas perdre de vue qu’on se trouve toujours en présence d’une vapeur inflammable à la température ambiante, et par cela même dangereuse, quel qu’en soit le mode d’obtention.
- Les moteurs qui utilisent l’air carburé ne diffèrent pas des moteurs à gaz : nous ne les examinerons donc pas ici. Leur application semble être presque uniquement réservée aujourd’hui à la propulsion des véhicules automobiles et des petites embarcations. Nous verrons plus loin quel avenir on peut entrevoir pour les machines de ce genre.
- 6. — Le pétrole à l’état d’huile.
- Moteurs à pétrole lampant. —Lorsqu’on examine la façon dont se comporte le pétrole soumis à l’action de la chaleur dans une cornue, on est amené à conclure que, par cette action seulement, sa vaporisation complète n’est pas possible. Seule la présence de l’air, et même d’un excès d’air, peut empêcher la formation de gaz et de résidus, et convertir la totalité du pétrole en un combustible.
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- Dans certains moteurs, tels que le Priestman, l’huile de pétrole est si complètement pulvérisée et transformée en brouillard impalpable, qu’elle est entièrement vaporisée, sansjésidus. Il y a, d’autre part, un grand nombre de machines qui évaporent une proportion variable des éléments volatiles constituant le pétrole, avec plus ou moins de résidus, suivant la quantité d’air et de chaleur fournie, et la densité de l’huile employée.
- Quel que soit le système adopté, dans tous les moteurs à pétrole lampant, il existe un vaporisateur ou chambre chaude dans laquelle ce combustible, sous la forme liquide ou de brouillard, est changé en vapeur. Ce vaporisateur est chauffé par les gaz de l’échappement ou par une lampe. L’air nécessaire pour la combustion est admis dans cet espace chauffé où son mélange avec le pétrole déjà vaporisé constituera charge que le piston entraîne au cylindre par son aspiration, comme dans un moteur à gaz.
- La série des opérations dans le cylindre a. lieu suivant le cycle-à quatre temps de Beau de Rochas, généralement adopté.
- L’allumage se fait par transport de flamme, par tube, par étincelle électrique, ou spontanément.
- Le mode de préparation de la charge étant le point capital dans le fonctionnement des moteurs à huile de pétrole, on peut partir de sa considération pour établir la classification suivante :
- Moteurs à pulvérisateur. — Machines dans lesquelles le pétrole, avant d’entrer dans le cylindre, est converti en une pluie fine, puis en vapeur, dans un espace chauffé.
- Moteurs sans pulvérisateur. — A. — Machines dans lesquelles le pétrole est injecté à l’état liquide dans une chambre maintenue à haute température et disposée à la suite du cylindre où il est transformé en vapeur ou en gaz.
- B. — Machines dans lesquelles le pétrole est converti en vapeur ou en gaz, dans une sorte de cornue contiguë aü cylindre, avec lequel elle communique par une soupape.
- C. — Machines dans lesquelles le pétrole est transformé en va-
- peur ou en gaz, dans une sorte de cornue séparée du cylindre et chauffée isolément. *
- En réalité, on ne saurait avoir la prétention de faire rentrer rigoureusement dans cette classification tous les moteurs connus, mais l’analyse des caractéristiques d’une machine prise comme
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- •type,- dans chacune des catégories ci-dessus, peut suffire pour permettre de se rendre compte du fonctionnement de la plupart des moteurs à pétrole lampant actuellement en usage.
- Avant d’entreprendre cet examen, nous devons jeter un coup-d/teil rétrospectif sur les origines de ces machines.
- Moteur Brayton (48*1%). —- Si la création du moteur à essence remonte à peu près à l’époque de l’invention du moteur à gaz, il n’en est pas de-même de celle du moteur à huile : le problème à résoudre étant beaucoup plus compliqué, des recherches spéciales durent être entreprises, et ce n’est qu’il y a vingt-cinq ans environ que la machine de Brayton fit son apparition en Amérique
- Brayton a donc été l’initiateur de l’emploi du pétrole lampant. Son premier moteur fut* construit à Exeter et introduit en 1876' en.Angleterre par MM. Simon, de Nottingham ; il parut à l’Exposition de Paris en 1878.
- C’était une machine à combustion sous pression constante. Le pétrole de densité 0,830, mélange a l’air dans le rapport, en volumes, de 1 de pétrole pour 24 d’air, entrait allumé dans le cylindre et * agissait sur le piston sans élévation de pression, la combustion étant maintenue bien réglée pendant le tiers de la course motrice. L’introduction du mélange avait lieu à une haute pression obtenue au moyen de pompes auxiliaires à pétrole et à air.
- Cette méthode de pulvériser le pétrole par l’air sous pression,, constitua l’idée maîtresse1 qui, en rendant possible la substitution: d’un combustible sans danger à l’essence, conduisit à la création du véritable, moteur à pétrole. Cette machine fut ainsi l’avant-coureur de. celle de Priestman.
- Ses défauts étaient : 1° une consommation de pétrole, élevée (près de 1,3 l par cheval-heure effectif), due à l’imperfection du cycle.* réalisé et à la mauvaise disposition des organes ; 2° l’encrassement? rapide des cylindres et de l’appareil d’allumage qui*, se produisait principalement par suite d’une combustion incomplète,..
- Un second, moteur Brayton. parut en 1882.,. puis un autre en 1890, comportant de remarquables progrès sur le premier ; mais la consommation y était encore d’environ 1 l de pétrole par cheval-heure'.
- Les? moteurs que nôüs allons- maintenant passer en revue donnent1 des résultats* bien plus satisfaisants.
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- Moteur Priestman (4886). — C’est le type- des moteurs à pulvérisation mécanique préalable suivie d’une vaporisation à température modérée (80° à 150°):.
- Créée: théoriquement en France par M. Etève, mécanicien a Paris, cette machine a été construite en Angleterre, dès 1885, par MM t Priestman, de Hull, qui ont1 joué dans F histoire des moteurs à' pétrole le rôle d’Otto dans celle des moteurs à gaz. On peut1, sans diminuer lé1 mérité'd’autres ingénieux inventeurs, leur attribuer l’honneur d’avoir réussi à faire du moteur à pétrole une machine réellement pratique.
- Comme pour la machine de Brayton, et pour celles qui vont suivre, nous1 nous contenterons d’indiquer le principe de fonm tionnement, renvoyant pour l’étude complète aux ouvrages spéciaux.
- Une pompe à simple effet, commandée par un excentrique elaveté sur un arbre tournant deux fois moins vite que l’arbre du moteur, comprime de l’air à une pression de régime dépens dant de la puissance du- moteur' dans un réservoir muni d’une soupape de réglage, et disposé à l’avant de la machine. Ce réservoir contient du pétrole que la pression de l’air refoulejusqu’au pulvérisateur qui réduit le liquide en une véritable poussière humide. ,
- Le pétrole, ainsi amené- a un état de division extrême, est projeté dans le vaporisateur,, chauffé par les gaz de la décharge, où il se mélange à un volume, d’air convenable pour former avec lui un composé gazeux tonnant, lequel est entraîné au cylindre; à travers une soupape automatique, par l’aspiration du piston. La compression, puis l’explosion ayant eu lieu, l’échappement s’effectue au moyen d’une soupape attaquée parle prolongement de la tige de la pompe à air. ;:
- Le nombre des organes en mouvement se trouve donc réduit au minimum, et leur action est automatique.
- La consommation ne dépasse pas 500 g de* pétrole par cheval-heure effectif.
- L’allumage a lieu par étincelle d’induction, ou par transport de flamme à travers un tube ouvert et muni d’une soupape qui, actionnée par la tige d’excentrique, est maintenue soulevée pendant *la période-de compression, et retombe sur son siège au moment ou rinflammation doit'avoir lieur
- Que l’allumage soit effectué par un procédé ou par l’autre; il est réglable à volonté. On peut donc le retarder au départ;
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- ce qui a pour effet cle supprimer les contre-explosions, et d’assurer la mise en route dans le sens convenable.
- Le régulateur agit, non par le principe du tout-ou-rien, mais sur le volume du mélange introduit dans le cylindre, et sans faire varier sa composition. C’est la compression préalable qui • change, et par suite la force de l’explosion, suivant le travail demandé à la machine. On obtient de ce fait une grande régularité, et beaucoup de douceur de fonctionnement.
- La mise en train a lieu automatiquement, au moyen d’un dispositif formant un véritable self-starter, et qui consiste à envoyer derrière le piston, placé dans la position de départ, et de telle façon qu’à cet instant l’allumage puisse se faire dans le cylindre, une première charge explosible. Cette manœuvre, qui s’opère à l’aide d’une petite pompe à main et de deux robinets, est des plus simples, et permet de mettre en marche sans hésitation, ni danger, ni fatigue, les moteurs de toute puissance, jusqu’à 100 ch indiqués, qui sont construits couramment dans ce genre de moteurs, soit suivant le type horizontal à simple effet, soit suivant le type pilon à double effet.
- Un des derniers perfectionnements apportés par MM. Priestman à leur machine consiste à introduire dans le cylindre, avec la charge motrice, une très faible quantité d’eau prélevée, à la température d’environ 60°, sur la circulation de refroidissemeut. Cette eau, en se transformant en vapeur au moment de l’explosion, empêche la surélévation de température des parois, et entrant en détente, augmente la force expansive de la masse gazeuse.
- La puissance de la machine peut être ainsi accrue de 10 à 15 0/0, la lubrification du piston est facilitée à ce point que les segments restent absolument libres, et les soupapes demeurent indemnes de tout dépôt.
- Appliquée dans ces limites, l’intervention de la vapeur d’eau semble être une idée neuve, car le but poursuivi n’est pas le même que celui qu’avaient tenté de réaliser dans leurs machines Hugon, Simon et quelques autres.
- Ce que nous venons de dire du moteur Priestman montre que, dans cette machine, on est parvenu à mettre en pratique les données les plus rationnelles de la théorie, et si certains détails de construction sont encore perfectibles, il n’en, est pas moins vrai qu’on a presque atteint le plus haut degré de précision auquel on puisse prétendre en se fondant sur le principe de la combustion à volume constant.
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- Il nous reste à voir comment le problème a été résolu dans les moteurs sans pulvérisateur.
- Moteur Hornsby-Akroyd (489%). — C’est le type des moteurs sans pulvérisateur de la classe (A) dans lesquels le pétrole est injecté à l’état liquide à l’intérieur d’une chambre à haute tem-' pérature, formant prolongement du cylindre, où il se vaporise.'
- De l’air réchauffé, et comprimé par le piston pendant sa course arrière, est refoulé dans cette chambre où il forme avec le pétrole un mélange qui s’allume spontanément. La chaleur convenable est fournie à la chambre par les explosions successives.
- Le régulateur, quand la vitesse dépasse la limite normale,, agit sur la soupape par laquelle la petite, pompe alimentaire injecte le pétrole au cylindre, et ferme le passage du pétrole de ce côté, en même temps qu’il lui ouvre une autre voie vers le réservoir; c’est donc le principe du tout-ou-rien qui est appliqué.
- Le point faible de ce mode d’opérer est que, si la machine doit fonctionner pendant un certain laps de temps à faible charge, les ratés se multipliant, la température de la chambre baisse, et la machine est exposée à s’arrêter faute d’allumage.
- D’autre part, il est nécessaire de bien régler la quantité d’air admise qui doit être suffisante pour opérer la combustion complète, sans quoi des dépôts de résidus se forment rapidement.
- La consommation moyenne est d’environ 500 g de pétrole par cheval-heure effectif.
- Cette machine a pour elle d’être robuste, ce qui est un avantage, notamment dans les exploitations agricoles en vue desquelles on l’a surtout étudiée.
- Moteur Trusty ( Knight-Weyman), 4894. — C’est le type des moteurs sans pulvérisateur de la classe (B) dans lesquels le pétrole est gazéifié à l’intérieur d’une sorte de cornue contiguë au cylindre avec lequel elle communique par une soupape.
- Le pétrole est pompé du réservoir principal de la machine dans un réservoir secondaire qui surmonte le cylindre d’où il tombe goutte à goutte, au travers d’un tube de verre, dans le vaporisateur disposé en enveloppe autour de la. chambre de combustion et qui est ainsi chauffé par les explosions. Les vapeurs carburées pénètrent derrière le piston, en même temps que l’air exigé pour la composition d’une charge explosible est introduit à travers une soupape actionnée par le même levier qui porte le régulateur. 3
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- u -Le régulateur commande à la fois la pompe à pétrole et la valve spéciale d’admission des vapeurs de pétrole. Celles-cL passent donc au cylindre en même temps cpi’une ondée de liquide est projetée dans le vaporisateur; la dépense de pétrole est ainsi rendue proportionnelle au débit du vaporisateur et au travail :à produire.
- ""L’allumage s’opère par tube incandescent.
- /La consommation moyenne est d’environ 300 g de pétrole par cheval-heure effectif.
- /La question délicate, dans cette machine, est de régler la température du vaporisateur suivant la qualité de l’huile employée, pour éviter les encrassements des organes.
- Moteurs Capitaine et Grob (4888). — Ces deux machines, qui se ressemblent beaucoup, peuvent être prises comme types des moteurs sans pulvérisateur de la classe (C), dans lesquels le pétrole est gazéifié à l’intérieur d’une sorte de cornue séparée du cylindre et chauffée isolément.
- Cette classe est la plus nombreuse et renferme la plupart des moteurs à gaz adaptés à la marche au pétrole lampant -par l’adjonction d’un vaporisateur indépendant qui permet la substitution du pétrole gazéifié au gaz d’éclairage.
- Nous renverrons encore ici aux ouvrages techniques pour la description de ces appareils vaporisateurs , qui varient d’une machine à l’autre, et nous ne nous arrêterons qu’à celui des moteurs Capitaine et Grob, qui offre la particularité de jouer en même temps le rôle d’allumeur.
- A cet effet, le cylindre est terminé par une sorte de coupole tronconique, servant de chambre d’explosion, dans laquelle débouche par ses extrémités un canal demi-circulaire faisant saillie à l’extérieur, de manière à pouvoir être chauffé -par une lampe. Le pétrole est amené.en haut de ce canal par une pompe, et, d’autre part, une fraction de l’air entrant dans la chambre d’explosion au travers d’une soupape automatique-qui la surmonte, vient le parcourir avec une vitesse suffisante pour entraîner ;-la goutte de pétrole qui s’v présente et la projeter contre le métal chaud. L’air, ainsi carburé, pénètre dans le cylindre ou il Tëncontre le complément d’air -frais admis directement, et ;le piston aSpiîe, puis' comprime ce -mélange tonnant qui arrive au contact du métal porté à la température du rouge cerise et s?y enflamme.
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- Le régulateur agit sur la soupape de décharge, de façon à la maintenir levée lorsque .la vitesse s’exagère. Il en résulte ^que la soupape automatique d'admission ne peut plus fonctionner et qu’il n’entre plus d’air au cylindre. Il n’entre pas davantage de pétrole, un levier se trouvant amené en même temps, .par le régulateur, dans une position telle que l’excentrique ne puisse plus actionner la pompe d’alimentation. La consommation moyenne est d’environ 500 $ cle pétrole par cheval-heure effectif.
- La machine Grob-Capitaine, relativement simple, peu encombrante et peu Goûteuse, a eu un assez grand succès. La question du dosage de l’air et de la stratification de la charge motrice y est d’une grande importance, pour empêcher les vapeurs carbu-rées d’entrer en contact direct avec le vaporisateur- dont elles doivent rester séparées par les couches d’air frais jusqu’au moment de l’allumage, sans quoi la décomposition du pétrole se produirait. A ce point de vue, le débit de la pompe à pétrole doit être soigneusement surveillé, ainsi que la température du vaporisateur. ,
- 7. — Conclusion. ç
- Ce qui précède permet de dicter les conditions que doit-remplir un bon moteur à pétrolç. Il doit être :
- 1° Automatique, c’est-à-dire qu’il doit posséder tous les organes nécessaires à son fonctionnement régulier pour un certain laps de temps.
- 2° Sûr et simple, c’est-à-dire qu’il ne doit nécessiter l’usage que d’un combustible généralement employé et sans danger.
- 3° Facile à conduire et à entretenir.
- 4° Compact et aisément transportable.
- 5° Économique.
- Ces conditions sont assez bien remplies dans les machines que nous venons d’examiner, elles progrès encore à espérer ne pourront être réalisés que dans des limites relativement restreintes. Ils auront plus spécialëmênt pour'objet :
- 1° Des perfectionnements aux procédés d’inflammation des mélanges tonnants, afin de rendre rallumage des charges absolument efficace et régulier.
- ; -2P -Une •sensibilité îplus grande dans l’àctioii du/régulateur,
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- 3° De meilleures dispositions pour assurer le démontage commode des organes en vue des nettoyages.
- 4° Enfin, la réduction de la consommation.
- Sur ce dernier point, en réalité le plus intéressant, il est à remarquer qu’on est limité en ce qui concerne la compression préalable, qui ne peut être aussi forte dans les moteurs à pétrole que dans les moteurs à gaz, car une vapeur ne se comporte pas comme un gaz. On ne peut donc avoir recours aux hautes pressions pour diminuer la consommation, comme on l’a fait dans les moteurs à gaz, du moins en continuant à appliquer le cycle à quatre temps actuel.
- Cette considération, jointe à d’autres, a conduit certains chercheurs à diriger leurs efforts vers des procédés différents.
- La combustion peut avoir lieu, comme on sait, sous pression constante, à volume constant ou bien à température constante, et nous avons vu ci-dessus des exemples des deux premiers modes d’opérer. Mais le troisième n’avait pas été suffisamment étudié : c’est la tâche que s’est imposée M. Diesel.
- Moteur Diesel. — Les premiers travaux de M. Diesel sur « la théorie et la construction d’un moteur thermique rationnel » remontent à 1893. Dans une brochure qui attira vivement l’attention, ce savant posait un certain nombre de conditions nouvelles en contradiction avec celles admises jusqu’alors, et dont la conclusion était l’abandon du cycle de Beau de Rochas pour un cycle nouveau, dénommé par lui « Cycle moteur rationnel », dans lequel on produit une combustion isothermique, et sans augmentation de pression, par une injection graduelle de pétrole dans une masse d’air portée à une température de 800° environ par sa compression à 40 atm, suivant une adiabatique. Cette combustion est suivie d’une détente, également adiabatique, abaissant la pression à 3 atm, et la température à 130°.
- Dans la pratique, ces chiffres se sont trouvés quelque peu modifiés par diverses circonstances de fonctionnement ; mais il est acquis que les 35 0/0 de la chaleur disponible peuvent être transformés, dans ce cycle, en .travail indiqué.
- En février 1897, des essais très complets ont été faits par le professeur Schrôter sur un moteur construit par M. Diesel. L’analyse complète en a été publiée de divers côtés, notamment dans le numéro de novembre 1897 de la Revue de mécanique, dirigée par notre distingué Collègue G. Richard. Nous nous abstiendrons
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- donc de les rapporter ici. Nous dirons seulement que, dans ces essais, la consommation de pétrole - est restée inférieure à 0,250 kg par cheval-heure effectif. Il y aurait, de ce fait, une économie de 50 0/0 environ par rapport aux machines actuelles, ce qui, en dehors des autres avantages signalés MM. Diesel et Schrôter, suffirait à placer leur moteur au premier plan.
- Reste à savoir dans quelle mesure l’avenir confirmera ces brillants résultats. Si la marche aux hautes pressions ne constitue plus un obstacle insurmontable aujourd’hui, il semble que des difficultés pourront se présenter quand il s’agira d’obtenir un allumage régulier en passant d’une qualité de pétrole à une autre, les très faibles quantités de ce combustible introduites à chaque cylindrée devant donner une plus grande importance à sa composition.
- Quoi qu’il en soit, les recherches de M. Diesel ont fait faire un grand pas à la théorie expérimentale des moteurs à gaz, et notre reconnaissance doit venir s’ajouter aux félicitations que nous tenons à adresser ici à notre collègue.
- Son nom va s’ajouter à la liste déjà longue des membres de la Société des Ingénieurs Civils de France, à qui l’on est redevable d’importants travaux sur cette question si complexes des machines thermiques à gaz. ,
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- III
- M 0 TE UES A . AIR COM.BBJMÉ
- PAR
- Z\l. L.-2V. TR A. T* IB TÊT
- L’air comprimé avant 1848.
- Les installations de transmission de force par l’air comprimé rentrent dans la catégorie des machines thermiques. Les quatre temps qui forment le cycle de ces moteurs se retrouvent dans toutes les installations d’air comprimé. Les deux temps d’aspiration et de compression se passent à l’usine centrale de compression d’air ; les deux derniers, réchauffage de l’air comprimé avec détente et évacuation, s’effectuent au point d’utilisation de l’air comprimé.
- On .peut dire qu’à l’époque de la création de notre Société,'les principes généraux appliqués'aujourd’hui pour les transmissions de force par l’air ^comprimé, étaient déjà connus.
- En 1687, Papin pensa utiliser les chutes d’eau pour comprimer l’air qui serait envoyé au loin, à l’aide d’une conduite à l’extrémité de laquelle cet air effectuerait un travail. La même idée, reprise en 1810 par Medhurst, fut appliquée au transport des dépêches dans des tubes. Clegg et Samuda, en 1838, d’abord, puis, en 1843, établirent des chemins de fer atmosphériques qui servirent de modèles à celui de Saint-Germain, construit par Flachat. Nous reviendrons sur ce dernier travail.
- A peu près à la même époque, en 1838, Andraud et Tessié du Motay publièrent diverses brochures sur la question de la transmission de force par l’air comprimé et firent ressortir l’avantage que l’on obtiendrait en réchauffant l’air avant son emploi. Ils firent également construire et expérimenter, en 1840, une automobile emportant sa provision d’air comprimé et un poêle à huile, destiné à réchauffer cet air avant son entrée dans les cylindres moteurs. Ils supposaient que l’air comprimé à haute pression, qu’ils proposaient d’employer, serait amené à sa pression finale par une série de compressions successives obtenues à l’aide de compresseurs étagés.
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- C’est donc à l’industrie des transports que les premiers inventeurs pensèrent appliquer l’air comprimé. Cependant, dès 1845,. Triger qui, en 1839, avait déjà eu l’idée d’injecter l’air comprimé pour chasser l’eau d’un tube et pouvoir creuser au bas de ce tube, en y travaillant à sec, transmit aux mines de Chalonnes la force motrice d’une machine à 230 m de distance par le moyen de l’air comprimé. Cette application fut répétée à Glascow et, depuis, s’est répandue dans la plupart des .grandes exploitations houillères.
- L’air comprimé, de 1848 à 1898.
- Nous sommes arrivés à la date de la création de la Société des Ingénieurs Civils. Son premier Président, nommé le 25 mars 1848, fut Eugène Flachat, qui termina la même année l’installation du chemin de fer atmosphérique de Saint-Germain. Une usine de 400 ch servait à l’aspiration de l’air ; les cylindres aspirants avaient 2,50 m de diamètre et les dispositions de détail, relatives aux.soupapes et aux mouvements de rappel de ces.soupapes, se retrouvent encore dans les compresseurs modernes.'
- Mais le .grand essor des installations de transmission de force par l’air comprimé eut lieu lors du percement du Mont-Cenis. Daniel Colladon et G. Sommeiller, tous deux Membres de la Société des Ingénieurs Civils,, se disputent la gloire d’avoir eu l’idée d’appliquer l’air comprimé à l’exécution de ce grand travail. L’air comprimé était transporté à 6000 m de distance et servait à mettre en mouvement les perforatrices chargées de percer des trous au fond desquels on devait placer la poudre destinée à briser les roches. C’est à l’air qui s’échappe froid de. ces machines qu’on dut la possibilité de maintenir sur les fronts de taille une atmosphère suffisamment pure et fraîche pour que les travailleurs pussent y séjourner.
- Les compresseurs modernes datent de cet important travail. Celui que Triger employa pour ses travaux de fonçage, en 1840, -avait des soupapes en cuir analogues à celles de nos soufflets.; le compresseur Elacbat portait déjà de nombreux perfectionnements. Sommeiller et Colladon furent les premiers qui se rendirent compte de la nécessité d’effectuer la compression de l’air .à température constante, et trouvèrent les dispositifs ..pratiques pour réaliser partiellement cette^condition.
- . Le compresseur à piston d’eau de Sommeiller^ permit d’ame-
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- ner, sans échauffement, de grandes masses d’air à des pressions de 5 atm. Le compresseur à injection d’eau pulvérisée, créé par Colladon, atteignit plus complètement le même but que celui de Sommeiller, tout en permettant une vitesse plus grande des organes du compresseur.
- Bien que plus parfait, théoriquement, que le compresseur Sommeiller, le compresseur Colladon péchait par des défauts de proportions qui lui firent préférer longtemps l’appareil à piston d’eau. Cependant la grande vitesse dont il est susceptible le fit adopter dans beaucoup de petites installations, notamment pour les fondations pneumatiques.
- L’application du Mont-Cenis est le point de départ des grandes, installations de transmission de force par l’air comprimé. En 1864, l’air comprimé fut introduit aux mines de Sars-Longchamp,. en 1866, dans celles de Saarbrück ; puis, peu à peu, dans presque toutes les mines : deux membres de notre Société, MM. François-et Hanarte, s’appliquèrent à améliorer le compresseur Sommeiller qui fut longtemps le plus parfait.
- Sommeiller reprit également le problème de l’application de l’air comprimé aux transports. En 1858, il fit circuler une locomotive portant un approvisionnement d’air comprime entre Gênes et une usine voisine; mais cette première application n’eut pas-de suite. En 1874, M. Favre, entrepreneur du tunnel du Saint-Gothard, fit le transport des déblais avec des locomotives ordinaires, dont la chaudière était remplacée par un réservoir contenant de l’air comprimé à 14 atm. L’air comprimé remplaçait simplement la vapeur dans les cylindres moteurs. L’air était comprimé en deux fois : un premier compresseur Colladon comprimait l’air, depuis la pression atmosphérique jusqu’à 5 atm, et cet air, ainsi comprimé, était repris par un second compresseur Colladon, qui l’amenait à 14 atm. Nous mentionnons cette compression par étages, parce que c’est peut-être la première fois qu’elle fut appliquée dans une grande installation.
- Dans toutes ces applications, le réchauffage de l’air comprimé, avant son travail dans les cylindres moteurs, se faisait peu ou pas du tout. L’air travaillait- généralement dans le cylindre moteur à pleine pression, sans détente. Il y avait pour cela deux raisons : la première est qu’on n’avait -pas encore trouvé d’appareils de réchauffage pratique; la seconde est que la détente de l’air, à sa sortie des machines, refroidissaitl’atmosphère surchauffée des profondeurs des mines ou des tunnels et améliorait ainsi la
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- situation des travailleurs. Mais il est facile de voir qu’il y avait dans cette manière de faire une perte importante de travail.
- L’air comprimé des conduites de transmission ou des réservoirs, dans lesquels l’aréomoteur puise l’air comprimé nécessaire à son fonctionnement, est toujours à la température ambiante; la détente n’est que la transformation en travail d’un certain nombre de calories contenues dans la masse d’air ; ce travail est presque nul, puisque l’air comprimé, pris à la température ambiante, doit être, pour la bonne marche des appareils, évacué dans l’atmosphère à peu près à cette température. Si l’on voulait détendre, même très légèrement, on serait rapidement arrêté, car les orifices du moteur seraient obstrués par les glaçons résultant de la congélation de l’humidité contenue dans l’air.
- Ainsi donc, sans le réchauffage, l’aéromoteur utilisant l’air comprimé ne peut marcher qu’à pleine pression, absolument comme les machines hydrauliques des installations Armstrong qui fonctionnent toujours avec la même pression, quel que soit l’effort à vaincre.
- D’autre part, pour être réellement utile au point de vue du rendement, le réchauffage de l’air doit être effectué à température élevée. La capacité calorifique du gaz étant faible, on est obligé, pour y introduire un nombre de calories suffisant pour la détente, d’élever fortement le degré de température.
- Ainsi, supposons l’air de la canalisation à la température de 15° centigrades et à la pression de 6 alrn; si nous laissions l’air se détendre dans l’aéromoteur jusqu’à la pression atmosphérique, sa température d’échappement descendrait à 100° sous zéro et, pour obtenir qu’il sorte de l’aéromoteur à la température ambiante il faudrait le chauffer *à 250° centigrades avant de le laisser se détendre.
- Le réchauffage de l’air comprimé s’effectue généralement à l’aide de poêles à combustion lente; mais, pour ne pas détériorer les appareils, on ne peut pas chauffer au degré voulu, et on tourne la difficulté en détendant en deux fois, avec réchauffages précédant chaque détente.
- M. Mekarski est arrivé au même résultat en mêlant l’air comprimé avec de la vapeur d’eau avant son entrée dans l’aéro-moteur. La vapeur contient, sous forme latente, un nombre considérable de calories qui se dégagent, au fur et à mesure, quand, dans sa détente, la température de l’air baissant, amène la condensation de partie de la vapeur. Gela permet d’introduire ainsi
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- un-nombre considérable dè calories dans lajmasse d’air comprimé,, sans élever sa température, et résout complètement le problème..
- Ce procédé, inventé vers 1876 et appliqué en grand, à la même époque, aux tramways à air comprimé de Nantes, a fait l’objet, de 'discussions d’un très grand intérêt au sein de notre Sociétés
- Le même inventeur a créé un distributeur d’air qui permet de débiter l’air comprimé dans un réservoir à telle pression que l’on désire. Cet appareil, facilement réglable à la main, forme, avec le ré chauffeur à vapeur dont nous venons de parler, les progrès principaux réalisés par les tramways à air comprimé de Nantes qui ont été l’objet de nombreuses communications à notre Société.
- Le Creusot, dont les Ingénieurs en chef firent partie de la Société des Ingénieurs Civils, a repris l’étude des compresseurs d’air à la suite de Sommeiller, de Colladon, etc. Ce grand établissement apporta à leur construction toutes les améliorations qui peuvent résulter d’une longue pratique, d’une connaissance parfaite desdétails mécaniques et d’une grande perfection d’outillage. En outre des études particulières entreprises sur l’influence des conduites, sur la disposition et lés dimensions des clapets Corliss permirent de réduire au minimum l’influence de certaines résistances passives.
- L’installation des machines soufflantes de Bessèges et de Longwy et surtout la construction en 1887, de la nouvelle usine centrale d’air comprimé de Blanzy furent les grandes applications de ces recherches. Dans l’installation de Blanzy l’air est comprimé à 6 atm et le rendement en travail des compresseurs atteint 84 0/0-.
- Des mines, les transmissions de force par l’air s’étendirent dans les villes. En 1886, M. Boudenoot, membre de notre-Société, créa l’installation de la rue Beaubourg, au centre de Paris, qui dis^ tribue à domicile la force motrice aux petites industries. Cette installation a été l’objet d’une description complète dans notre Bulletin et de conférences au sein de notre Société.
- Dè 1888 à 1890, M. Popp, ayant obtenu la concession de la distribution de l’air comprimé dans Paris, construisit successivement les usines de Saint-Fargeau et du quai de la Gare. Cette dernière est l’installation mécanique la plus monumentale qui existe dans Paris; L’air est" comprimé à 6 atm par ¥ machines de 2 000 ch chacune-, construites par les- usines- du Creusot; Le rendement mécanique de- ces- machines'relevé par Ml Bourdon; membre dè notre Société, a atteint 89 0/0.
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- Depuis 1890, quelques-usinesd’air comprimé ont été montées en Allemagne et-en Angleterre ; mais Fextension de ce genre d’industrie a été sinon arrêtée, dix- moins- ralentie - pan là grande vogue de Télectricité. C’est dans cette dernière direction que depuis quelques années, tous les Ingénieurs ayant à s’occuper de transmettre la force à distance ont conduit leurs recherches.-
- Résumé,
- Avanttl848 tout ce qni-a. rapportàd’air comprimé, était inventé.. Sa théorie se trouve dans les travaux, de Garno.t, et de. Hirn ; les dispositions qui permettent son application, sont décrites en embryon dans les publications de Papin, de. Bélidor, de Medhurst, (l’Audrand et de Tessié du Motay ; mais si.toutia été entrevu, rien n’a été sérieusement et industriellement exécuté. Le demi-siècle qui finit a presque entièrement, accompli, cette dernière tâche. Les progrès,de la métallurgie ont.permis aux-inventeurs do cons--traire des. canalisations étanches et des cylindres résistant aux hautes pressions ; remploi des huiles.minérales a facilité le-grais-sage des pièces exposées à des températures, un peu. élevées-..
- L’Usine d’aspiration d’air de Saint-Germain, terminée par notre premier président pendant la première année d’existence de notre Société, a été aussi la première grande application industrielle de l’air à la transmission delà force.
- Les compresseurs ont atteint presque la perfection, grâce aux travaux de membres de notre Société : MM. Colladon, Sommeiller, François, Hanarte, etc., etc.
- La fabrication des tubes d’acier étiré a entièrement résolu le problème des canalisations.
- M. Mékarski.a étudié particulièrement le réchauffage de l’air et en a donné une élégante solution.
- Tel est le résumé de ce qu’ont produit ces cinquante dernières années pour la solution du problème de l’air comprimé, et c’est une gloire pour notre Société de voir parmi ses membres les noms de tous ces inventeurs.
- Avenir de l’air comprimé.
- Nous pensons que l’application de l’air comprimé, comme mode de transmission de la force, n’est qu’à ses débuts. Tout
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- antre mode de transport à très grande distance ne peut être plus économique, comme installation et exploitation.
- En Amérique plusieurs Sociétés se montent pour exploiter cette industrie et il n’y a pas à douter qu’il en résulte de nouveaux progrès. Il est peu probable que les compresseurs et la canalisation qui sert à transporter l’air reçoivent encore d’importants perfectionnements. Ce que les ingénieurs français ont fait comme compresseurs est bien près comme rendement de ce que donne la théorie/ On peut présumer que les recherches se porteront sur le réchauffeur de l’air comprimé que l’on voudra rendre plus pratique, et surtout sur l’aéromoteur qui utilise cet air. Peut-être aussi pour diminuer les pertes de charge dans les canalisations et le prix d’établissement de ces canalisations, cherchera-t-on à élever dans de grandes proportions la pression dé l’air qui ne dépasse guère 8 atm dans les distributions actuelles.
- L’aéromoteur employé généralement aujourd’hui est le cylindre à tiroir ordinaire des machines à vapeur. Il y aurait peut-être lieu d’étudier son remplacement par un moteur rotatif et à détente, analogue aux turbines, et pouvant s’atteler directement sur l’arbre de la transmission ou sur l’essieu des locomotives.
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- APPAREILS DK MESURE
- DK LA. _
- PUISSANCE DES MACHINES
- ET
- D^ESSAlI des matériaux
- PAR
- 3Vt. Ed. BOI RDON
- Manomètrés. — Jusqu’en 1848, la mesure de la pression des fluides s’effectuait au moyen de manomètres à colonne de mercure, soit à air libre, soit à air comprimé ; ces instruments présentaient de nombreux inconvénients et ils ont bientôt cédé la place aux manomètres métalliques.
- C’est en avril 1849 qu’Eugène Bourdon inventa le manomètre qui porte son nom. On sait que l’organe essentiel de cet appareil est un tube élastique à section méplate recourbé en forme d’arc de cercle et qui a la propriété de se redresser plus ou moins, suivant les variations de la pression du fluide quhl renferme. Cette forme de tube est la plus simple ; mais l’inventeur a indiqué, dans son brevet, une série de tubes à sections variées permettan d’obtenir le même résultat. D’autres systèmes ont été proposés, tous fondés sur le même principe, c’est-à-dire la déformation d’une enveloppe élastique ; nous citerons les diaphragmes de Gali-Cazalat, de Dedieu, de Desbordes, les capsules de Ducomet; mais les différents fabricants ont peu à peu abandonné ces systèmes pour employer presque exclusivement le tube Bourdon.
- Les applications des manomètres sont actuellement des plus nombreuses ; voici les principales : les chaudières et machines à vapeur, les freins continus à vide ou à pression des chèmins de fer, l’éclairage des wagons au gaz comprimé, les transmissions hydrauliques, la compression des gaz pour divers usages, etc,
- Ces différents emplois ont motivé, depuis la création des manomètres métalliques, des progrès suivis dans la fabrication, en. raison des pressions de plus en plus élevées qu’il s’agissait de Bull. 27
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- mesurer ; c’est ainsi que, d’une part, les tubes primitivement en laiton ont été remplacés par d’autres en bronze phosphoreux ou en acier, et ensuite il a fallu créer des dispositifs spéciaux permettant de graduer les manomètres jusqu’à des pressions de 2 et 3 000% par centimètre carré. M. Eugène Bourdon a résolu ce dernier problème, en combinant un appareil dont l’organe principal est un piston qui reçoit l’action de la pression et qui traverse un cuir embouti pour venir exercer sa poussée sur un fléau de balance ; afin de vaincre la résistance due au frottement du cuir, on imprime à ce piston un mouvement de rotation et, dans ces conditions, les indications de la balance sont tout à fait exactes. Cette idée ingénieuse a reçu depuis d’autres applications sous le nom de mouvements louvoyants.
- Thermomètres.— Le tube Bourdon, rempli d’un liquide dilatable, constitue un très bon thermomètre ; les sucreries en font un grand usage pour les appareils de diffusion.
- Manomètres enregistreurs.— Depuis quelques années, on s’est appliqué ‘à contrôler les opérations industrielles et c’est dans ce but qu’on a rendu les manomètres enregistreurs ; ceux de M. Edouard Bourdon tracent la courbe des variations de la pression sur un disque en carton ; dans ceux construits par M. Jules Richard, l’enregistrement se fait sur une bande de papier enroulée autour d’un cylindre.
- En terminant, nous dirons que, dès l’année 1851, M. F. Bougarel a, le premier, remplacé pour les essais de chaudières et des appareils à pression la soupape de sûreté. par le manomètre métallique ; il a également provoqué, à la même époque, la construction des manomètres à haute pression pour les appliquer aux presses hydrauliques.
- Indicateurs de Watt. — Il est à peine besoin de rappeler que ces appareils;, bien connus de tous les Ingénieurs, se composent d’un piston se mouvant à frottement doux dans un cylindre ; il reçoit sur l’une de ses faces la pression de la vapeur venant delà machine à essayer, et il est soumis sur l’autre face à l’action d’un ressort. Les flexions de ce ressort, proportionnelles à la pression, sont amplifiées par un parallélogramme articulé qui porte un traceur ; les déplacements de ce traceur s’inscrivent sur un tambour recouvert de papier et qui reçoit, par l’intermédiaire d’un cordon,.
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- .un mouvement d’oscillation dont l’amplitude est dans un rapport -déterminé avec la course du piston de la machine. Depuis sa création, cet appareil a reçu des perfectionnements de détail, sans pourtant que le principe en soit changé ; la prise de diagrammes a commencé à présenter de sérieuses difficultés, lorsque le nombre de tours des machines a dépassé une certaine limite. Pour remédier aux perturbations qui se produisent dans le tracé de la courbe par suite des variations hrusques de la pression, M. Marcel Deprez. a eu. l’idée de limiter à quelques millimètres la levée du piston de. l’indicateur ; en fractionnant ainsi la montée ou la descente de ce piston, on supprime l’inconvénient de la lancée des pièces en mouvement et on obtient une série de petits diagrammes qui, par leur juxtaposition, donnent une courbe moyenne du travail de la machine pendant plusieurs tours. 'C’est M. Paul Garnier qui a construit les appareils de M. Marcel Deprez et ce même fabricant •a exécuté, pour les essais de machines marines, des indicateurs, du système de M. Martin, dans lesquels le piston est remplacé par un diaphragme métallique plissé.
- M. Eugène Bourdon a aussi résolu le problème d’un indicateur sans piston, en employant son tube manométrique, soit cintré circulairement, soit tordu en forme d’hélice.
- Appareils Manet. — L’emploi du fer dans les constructions, et particulièrement dans les ponts, a nécessité la création d’appareils destinés à évaluer les efforts que subissent les pièces métalliques. M. Manet, ancien Ingénieur aux ateliers Cail, a imaginé, dans ce but, un dispositif servant à mesurer les variations de longueur des barres soumises à la traction ou à la compression ; il se compose de deux parties : l’une est un levier coudé dont les mouvements sont indiqués sur un cadran par l’intermédiaire d’une .aiguille, l’autre est une tige rigide venant constamment, par l’effet d’un ressort, en contact avec un des bras du levier coudé. Chacune de ces deux pièces étant fixée sur la barre à expérimenter, il est facile de concevoir que les variations de distances entre les deux points de fixation seront visibles sur le cadran gradué et on ^reconnaîtra, par suite, la valeur des raccourcissements ou des .allongements de la barre. M. Edouard Bourdon, constructeur de eet appareil, lui a fait subir, d’après les indications de M. Rabut, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, certaines modifications qui permettent d’obtenir des indications jusqu’à une approximation de un centième de millimètre.
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- Conclusion.
- Cette nomenclature, quoique très concise, montre bien l’intérêt que les Ingénieurs Civils ont toujours témoigné à la mesure des puissances qu’ils avaient à "mettre en jeu. On constate que c’est presque exclusivement à eux seuls que l’on doit la création des appareils aujourd’hui universellement adoptés et les perfectionnements réalisés pour les tenir toujours au niveau du développement incessant des constructions mécaniques de tous genres. Sous ce rapport, le nom d’Eugène Bourdon, qui créait son système de manomètre, dès les premiers jours de la naissance de la Société des Ingénieurs Civils, restera comme celui d’un innovateur génial dont l’heureuse conception a favorisé, sinon provoqué,, la plus grande partie des progrès accomplis dans ..la mécanique clés fluides pendant ces cinquante dernières années.
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- MATERIEL NAVAL
- PAR
- M. Tu. I>E CHA8SBLOUP-LAUBAT
- Dans le court exposé que la Société des Ingénieurs Civils de France m’a fait l’honneur de me demander, j’ai essayé de montrer, suivant le programme convenu et autant qu’il m’était possible de le faire en quelques pages, les principaux progrès du matériel naval depuis cinquante ans.
- L'ensemble du travail est divisé en cinq parties distinctes :
- I. Les navires
- IL Les machines..
- III. Les chaudières.
- IV. Conclusions.
- Sans doute, aucune illusion ne m’est permise sur la valeur de ce modeste résumé : le sujet à traiter dépasse de beaucoup mes forces et l’espace qui m’a été alloué. Je réclame donc d’avance toute l’indulgence de ceux qui voudraient bien me lire.
- I. — LES NAVIRES.
- 1° Navires de commerce.
- Voiliers. — La marine à voiles, dont l’origine se perd dans la 'nuit des temps, possède de nombreux avantages : si elle arrive moins vite, elle transporte à moins de frais ; elle est la meilleure école de marins. Par une étrange coïncidence, ses heures de splendeur, avec les clippers américains, au moment de la découverte des mines d’or en Californie, ont marqué le commencement de sa décadence.
- Le clipper se distingue du voilier ordinaire par son plus grand allongement (pour une même largeur, sa longueur est plus grande d’un tiers), par la finesse de ses extrémités et par l’importance donnée à sa voilure.
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- Voici une liste des plus célèbres de ces clippers :
- NOMS LONGUEUR LARGEUR CREUX TONNAGE TRAVERSÉES
- Great Republic m 95,75 m 16,15 m 9 * tx 4 550 tfew-York à Londres en 44 jours (9,6 nœuds en moyenne).
- Sovereign of the Seas . . 78,64 13,40 7,15 2 421 Aurait filé jusqu’à -16,7 nœuds.
- Lightning ....... 69,60 » » » Liyerpool-Australie (moyenne de 7,5 \ nœuds pour 284 jours de mer. Tra-[ versée en 68 jours en moyenne).
- Le voyage de New-York à San Francisco (13 610 milles marins)' est accompli à cette époque (1854) par le FlyingCluud en 89 jours; par le Flying Jackson en .90 jours 1/2. Le Northern Light ne met même que 79 jours de Boston à San Francisco ( 13 950 milles-marins).
- Cette lutte de vitesse se reproduit pour le transport du thé. Les négociants faisant le commerce de ce produit offraient une prime par tonne au propriétaire du navire amenant le premier le thé de la saison. Cette prime fut gagnée trois années de suite par le Fiery Cross, de 680 tx qui, luttant en 1865 avec le Seri'ca, fît la traversée de la rivière du Min à l’île de Wight en 106 jours.
- Malgré l’introduction de la vapeur et les progrès réalisés dans cette voie, la tradition des voiliers rapides ne s’est pas perdue complètement ; nous en citerons comme exemple la magnifique flotte qu’a su s’assurer la maison Bordes, de Dunkerque. Le cinq-mâts France, qui appartient à cette flotte, a les'dimensions suivantes ;
- Longueur totale en tête ..........
- — — entre perpendiculaires
- Largeur extrême . . . . . . . ... . .
- Creux . ...........................
- Jauge nette approximative . .......
- 114,60 m 105,15 15,05 10,28 3 600 tx
- Ce navire est entièrement en acier, y compris les mâts et les vergues. Le mât de beaupré, d’une seule pièce, mesure 13,71 m de long avec un diamètre variantde0,762mà0,304m.Le mâtd’ar-timon, également d’nne seule pièce, a 42,93 m de longueur totale, dont 8j69m en dessous du pont. Les quatre mâts carrés, placés à intervalles de 21 m, ont une hauteur moyenne de 59 m environ, de l’emplanchure à la pomme ; ils portent chacun six vergues
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- dont, les longueurs — les mêmes pour chacun des quatre mâts — varient de 25,22 m à 14,30 m.
- Le double fond est cellulaire et comporte, dans le milieu, une cale étanche divisée en 8 compartiments et pouvant recevoir 1200.1 d’eau, ce qui permet au navire de naviguer sans autre lest.
- Le premier voyage, de Cardiff à Rio de Janerio, a été effectué en 33 jours avec un chargement de 6 000 t de charbon. La vitesse a atteint 12 nœuds 1/2 sans fortes brises. Partie sur lest, le 14 ' décembre 1895, de Dunkerque, la France est arrivée le 8 mars àlquique, après une traversée de 83 jours; elle en est repartie le 18 mars avec 6 000 t de nitrate pour rentrer le 7 juin à Dunkerque, gagnant encore 3 jours sur le voyage d’aller.
- Le Dunkerque, de la maison Bordes également, gréé en quatre-mâts barque, a un déplacement total de 5 930 t. Ce navire, lancé le 11 août 1896, est le plus grand voilier construit en France ; il mesure 103,50 m de longueur totale ( 93,50 m entre perpendiculaires) , sur 13,90 m de large et 8,30 m de creux. Il est également pourvu d’un double fond cellulaire avec deux cales étanches dans, le milieu, pouvant contenir environ 2 000 t d’eau. La surface de sa voilure est de 4 550 m2. Comme tous les grands navires de la maison Bordés, le Dunkerque a une chaudière pour fournir la vapeur aux treuils et au guindeau.
- Vapeurs. — Depuis cinquante ans les progrès de la navigation à vapeur ont été extraordinaires.
- Le premier service de vapeurs vraiment régulier paraît dû à la Compagnie Cunard qui fonda son service postal sut Halifax en 1840 avec trois navires à roues, en bois, de 740 ch et .2 000 tx dé déplacement, filant 8,8 nœuds en moyenne. En 1848, son port d’attache devint New-York et elle ajouta à son matériel 680 ch 1 825 tx de jauge : America, Niagara, Europa, Canada. La vitesse moyenne de ces navires était de 10,3 nœuds et la durée de la traversée d’environ treize jours, sauf quelques traversées rapides comme celles du Canada en neuf jours vingt-deux heures, en juillet 1849. Ces navires, de 74 m de long sur 11,60 m de large, emportaient une centaine de passagers de cabines (ils ne recevaient pas d’émigrants), et brûlaient 600 t environ de charbon par voyage.
- En France, la Compagnie Transatlantique a été constituée par décret du 25 août 1861 ; elle n’inaugura sadigne Havre-New-York qu’en juin 1864, avec les deux paquebots à roues à. coques en
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- fer, Washington et Ldfayette, de 105 m de long, qui firent la traversée en douze jours (1).
- En 1897, la durée de la traversée est réduite à cinq jours sept heures (21,8 nœuds), pour la Campania qui porte mille passagers de cabine et quatre cent quinze passagers d’entrepont; ce navire dispose d’une puissance de 30 000 ch, c’est-à-dire plus de quarante fois supérieure à celle des Cunarders de 1848, tout en ne brûlant que 500 t par jour, c’est-à-dire douze fois plus seulement que ces navires. La consommation pour une traversée (2 900 t), n’atteint d’ailleurs même pas le quintuple de celle du Britannia de 1840 (570 t).
- Le tableau ci-contre (page 403) donne les éléments essentiels des principaux transatlantiques actuellement en service (2).
- Il convient d’ajouter à cette liste les paquebots destinés aux autres services et notamment aux services d’Orient qui, sans atteindre la vitesse des grands transatlantiques, n’en restent pas moins des navires rapides ayant tout le confortable qu’exige leur destination spéciale.
- NOMS COMPAGNIES SERVICES LONGUEUR LARGEUR TIRANT D'EAU DÉPLACE- MENT PUISSANCE des machines titesse maximum
- m m m tx ch nœuds
- Scot (anglais).... Royal Mail. . Afrique du Sud. 153 » 16,61 » 10000 10 000 18 »
- Nile (anglais) .... Royal Mail. . Amer, du Sud . 132,58 15,90 6,40 8000 7 700 17 »
- Armand-Béhic (français) Messag. Marit. Orient . . . 148,50 15,27 » 9 600 7 200 17,6
- Laos (français) . . . Messag. Marit. Orient . . . 141,6h 15,50 » 8400 7 200 18,5
- India (anglais) . . . P. etO. . . Orient . . . 152,40 16,46 » 10000 18 »
- Ce sont les Messageries Maritimes, solide entreprise fondée en 1851, qui assurent les relations de la France avec l’Extrême-Orient, l’Australie et la Plata.
- Enfin, de même que sur les lignes de chemins de fer, les trains express et les trains pour voyageurs sont complétés par des trains de marchandises, de même on trouve sur mer des navires à vapeur spéciaux, dits « cargoboats »,. à marche plus lente, mais
- (1) Voir communication de M. Gaudry, au Bulletin (1865, p. 107).
- (2) Voir communication de M. Gaudry sur les Navires à grande vitesse, au Bulletin
- <1892;~ I, p. 429). *
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- LONGUEUR LARGEUR TIRANT d’Eau DÉPLACEMENT PUISSANCE ' MAXIMUM VITE AUX ESSAIS ÏSSE EN SERVICE pour 1896 CONSOMMATION de CHARBON par jour
- m m m tx ch nœuds nœuds t
- 197,50 20,10 8,53 20500 28000 22,35 B »
- j 189,70 19,90 8,23 18800 30000 23 » j J j 20,34 ! 20,18 500 . >
- J 168,86 9,20 7,92 13 000 20000 22,30 ! j 18,99 j î 18,90 i | 300
- J 177,40 \ 17,60 7,30 O O O 19500 » i 18,91 i î 18,76 1 f ! 316
- j 153 » 17,50 ' 7 » 10500 ' 16 400 21 » ! 1 18,66 18,64 305 287
- | 141,10 • 17,or 6 » 9500 13 680 » 18,65 . 18,61 >; 288
- J 152,40 11,37 6,86 10500 14320 20,20 1 18,14 1 i 18,55 h 300
- j 171,60 19,30 7,47 13000 20600 21,80 17,66 1 \ 300
- j 140,21 16,92 6,94 9500 • 14110 18,30 17,96 250
- J 163,35 17,12 7,20 11689 12000 19,50 17,76 »
- J 150 » 15,77 "7,30 / 10010 8000 17, PO 17 B »
- NOMS
- Columbia
- Etruria,. .
- Umbria. . .' . . . .
- New-York ... . .
- Paris. . . . . . . . .
- Kaiser Wilhelm der Gh'osse. . .
- Lucania . .• . . . . . . .
- Campania . . . ..............
- Saint-Paul ..................
- 'Saint-Louis. . . . .
- Teutonic . . ..... . . . .
- '.Majeslic ...............
- Normannia................
- Fürst Bismark. . .... s
- j
- /
- J
- /
- S
- • • • ..........................(
- . .;. - . . •. . ./
- i
- .. i
- i
- Âvgusla-Vicloria ...
- Touraine . ............ . . .
- Bretagne. . ". . . \ ... . .
- COMPAGNIES
- Norddeutscher Lloyd (Allemand).
- Cunard (Anglais).
- American Line (Américain). White Star (Anglais).
- Hamburg American (Allemand).
- Hamburg American (Allemand).
- Cunard (Anglais).
- American Line (Américain).
- Hamburg American (Allemand).
- Comp. Transatlantique (France).
- Comp. Transatlantique (France).
- O
- CO
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-
-
-
- — 404 —
- à capacité-plus grande pour le transport rapide des marchandises et de bétail sur pied :
- NOMS COMPAGNIES SERVICES LONGÜEUR LARGEUR TIRANT d’eau DÉPLACE- MENT PUISSANCE des machines VITESSE maximum
- m m m tx ch nœuds
- Sylvania (anglais). . Clinard . . . Atlantique lord 140,25 11,90 8,25 12 160 5 450 15,3
- Nomadic (anglais). . AVIiite Star. . Atlantique lord 140,20 14,94 » » 6000 »
- Southwark (américain) , American Line. Atlantique lord 146,30 17,37 9 » » » 16,4.
- 2° Navires de guerre.
- Si la voile a beaucoup diminué dans la marine marchande, elle a complètement disparu de la marine de guerre.
- C’est en 1847 que Dupuy de Lomé fît les plans du vaisseau à hélice le Napoléon, dont le succès détermina l’adoption définitive du nouveau propulseur dans les marines militaires. Ce vaisseau était destiné à porter quatre-vingt-dix canons, trois mois de-vivres et un mois d’eau de provision pour huit cent cinquante hommes d’équipage. La puissance nominale de l’appareil moteur était de 1 200 à 1 300 ch, de manière à donner au navire une vitesse de 11 nœuds (à 48 tours à la minute). L’approvisionnement prévu de combustible était de 927 t, devant suffire pour dix jours de chauffe à grande vitesse. Dupuy de Lomé avait d’ailleurs agencé les soutes de manière à pouvoir y remplacer le charbon (au fur et à mesure de sa consommation) par de l’eau,, afin d’éviter le déjaugeage. La longueur du navire était de 71,23 m entre perpendiculaires ; la largeur 8,16 m et le tirant d’eau moyen 7,72 correspondant à un déplacement de 5 047 tæ. Le Napoléon portait d’ailleurs 2852 m2 de voilure. Aux essais, en 1851, le Napoléon donna 2400 ch de force et la vitesse fut de 12 nœuds.
- Les premiers cuirassés furent construits en Angleterre et en France au moment de la guerre de Crimée. C’étaient plutôt des sortes de canonnières recouvertes d’une forte, carapace métallique etar-méesffie canons de gros calibres ; elles étaient mues par des hélices et avaient un faible tirant d’eau. Leur succès au siège de Kinburn (octobre 1855) attira l’attention générale sur les avantages des cuirassés, et trois ans plus tard, Dupuy de Lomé mettait en chan-
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- — 405 —
- tier la frégate cuirassée la Gloire qui fut lancée en 1859 et armée en août 1860. Dès lors, l’ancien vaisseau monumental fut abandonné pour la frégate blindée ; les Anglais construisirent à leur tour le Warrior sur lequel la cuirasse n’existe qu’au milieu, laissant les extrémités vulnérables, tandis que sur la Gloire, la cuirasse est continue, Voici d’ailleurs les principaux éléments de ces deux navires précurseurs (1) :
- Longueur. .............................
- Largeur ...............................
- Rapport des deux dimensions............
- Déplacement (approximatif).............
- Tirant d’eau arrière...................
- Nature de la coque.....................
- Partie blindée.........................
- Poids de la cuirasse...................
- La cuirasse descend sous l’eau de ... .
- Hauteur de la cuirasse.................
- Artillerie protégée....................
- Artillerie non protégée. . ............
- Nombre de kilogrammes d’une bordée. .
- Machine......................,.........
- Puissance nominale.....................
- Vitesse aux essais.....................
- Gloire Warrior
- 77,90 m 112 m
- 16,77 m 17,70 m
- 1:4,5 1 : 6
- 5 600 tx 9000 tx
- 8,50 m 7,93 m
- bois fer
- totalité demi-longueur
- 810 f 12007
- 2 m 1,525 m
- 5,40 m 6,405 m
- 34 canons de 50 (2) 28 canons de 68
- 2 canons de 50 22 canons de 68
- 425 kg 431,64 kg
- à bielle en retour à fourreau
- 900 ch 1200 ch
- 12 nœuds 14,3 nœuds
- Au moment de la guerre de Sécession, Ericsson construisit des navires de guerre presque complètement immergés, sans autre superstructure qu’une ou plusieurs tourelles armées de gros canons. Le succès remporté par le Monitor d’Ericsson dans sa lutte avec le Merrimac (9 mai 1862), à l’entrée de la baie de Ghesapeake, mit en grande faveur ce genre de navire qui a encore ses partisans surtout en Russie et aux États-Unis.
- Quant aux grands croiseurs, ils doivent être des navires de haute mer, susceptibles de fournir de longues traversées. Il leur faut donc avant tout de la vitesse et de vastes soutes à charbon,, ce qui conduit à augmenter de plus en plus les tonnages. Les États-Unis ont débuté avec 7 467 tx (Columbia 22 nœuds) et 8 550 avec le New-York; la France a continué avec 8 277 tx (Guichen., 23 nœuds),, et l’Angleterre est 'montée brusquement de 7350
- 11) Amiral Paris. L'Art naval à l’Exposition Universelle de Londres (1862). s,
- (2) Le canon de 50 français vaut le 54 anglais.
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- Situation en 1897.
- NOMS LONGUEUR LARGEUR TIRANT d’eau moyen DÉPLACEMENT PUISSANCE maximum VITESSE maximum APPROVISION- NEMENT normal de CHARDON
- m m m tx ch nœuds t
- Majestic (anglais) 118,87 22,86 8,38 14 900 12 000 17,5 900
- Charlemagne (1) français) 117,50 20,26 7,90 11 260 14 500 18 690
- Henri IV (français) . 108 22 7,50 8 950 11 500 17 725
- Ammiraglio di Saint-Bon (italien). 111 21,10 7,55 9 800 13 500 18 600
- Kaiser Friedrich JII (allemand) . . 115 20,40 7,83 11 130 13 000 18 750
- Sissoï Veliky (Russie). 105 21 7 8 880 8 500 16 550
- Iowa (États-Unis) 109,80 21,90 7,90 11 395 11 000 17,1 635
- Fuji (Japon) . . . . . . . . . . . 124 23 8,50 12 450 14 100 18,5 700
- I. Cuirassés.
- ARMEMENT
- •+ l/QUVUO UO UUO 11911 Vm
- 12 — 152
- 16 - 75
- 12 47
- tir rapide.
- 8 mitrailleuses.
- 5 tubes lance-torpilles dont 4 sous-marins. 4 canons de 305 mm.
- 10 — 139 — tir rapide
- ,8 - 100 — —
- 16 — 47 -— —
- 18 - 37 — —
- 4 lubes lance- -torpilles dont 2 sons-marins.
- 2 canons i de 274 mm.
- 7 — 138 — tir rapide.
- 12 — 47 — —
- 2 — 37 — —
- 2 tubes lance-torpilles.
- 4 canons de 250 mm.
- 8 — 150 — tir rapide.
- 8 — 120 — —
- 12 — 57 — —
- 20 canons-revolvers.
- 4 tubes lance-torpilles.
- 4 canons de 240 mm tir rapide. 18 — 150 — —
- 24 — petit calibre.
- 8 mitrailleuses.
- 6 tubes dont 5 sous-marins.
- 4 canons de 305 mm.
- 8 — 152 — tir rapide.
- 12 _ 47 -
- 6 — 37 —
- 6 tubes lance-torpilles.
- 4 canons de 305 mm.
- 8 — 203 —
- 6 — — tir rapide.
- ;20 __ 57 - —
- : 4 — 37 — —
- 4 mitrailleuses.
- 6 tubes lance-torpilles.
- ; 4 canons de 300 mm.
- 118 — 150 — tir rapide.
- ^ ' petit calibre.
- 5 tubes dont 4 sous-marins.
- CUIRASSE EFFECTIF de l'équipage
- Ceinture Batteries et Réduit Tourelles Cloisons trans- versales Pont CHAUDIÈRES
- mm mm mm mm mm hommes
- | 228 | 460 355 360 100 770 • Cylindre à retour de flamme.
- ! 400 55 400 » 90 630 Belleville.
- 1 E n cban tier. Niclausse.
- [ 250 150 250 » 88 632 Retour de flamme.
- ) \ ( 300 150 250 3λ 76 655 2/3 ch i écossais. 1/3 aquitubu-laire.
- ( 405 I 125 450 125 75 » Belleville.
- l I 360 102 381 300 120 490 Retour de flamme.
- \ f 450 100 350 350 0 62 600 j» i 1
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-
-
-
- Situation en 1897 (suite).
- NOMS.
- j Powerful (anglais)
- Jeanne-d’Arc (français)
- Carlo Alberto (Italie)
- Rurik (Russie) t
- !!'
- Brooklyn (États-Unis),
- K-'.-
- t
- -
- iGristobal Colon (Espagne),
- LONGUEUR
- 162
- 145,40
- Ersatz Leipzig (allemand). . . . .
- 106
- 120
- 133
- 122,07
- LARGEUR'
- 19,40
- 18
- 20,40
- 20
- TIRANT
- d’eau
- moyen
- 8,30
- 8,12
- 19,56
- 100 :
- fi.-
- 18,50!
- DEPLACEMENT
- tx
- 14 475
- 11 270
- 7,20
- 7,90
- 8,20
- 7,31
- 7,10
- 6 500
- 10 650
- PUISSANCE
- maximum
- ch
- 25 000
- 28 500
- 13 500
- VITESSE
- nœuds
- 23
- 20
- APPROVISION-
- normal de
- CHARBON
- 1 500
- 1 400
- 600
- 13 500
- 10 900
- 9 375
- 7 000
- 13 250
- 17 134
- 13 000
- 18,5
- 19,5
- 21,9
- 19,5
- 1 000
- 920
- 600
- II. Grands croiseurs.
- ARMEMENT
- 2 canons de 240 mm.
- 12 — 152 — tir rapide.
- 18 — 75. — —.
- 12 — 47 — —
- 9 mitrailleuses.
- 4 tubes sous-marins.
- 2 canons de 194 mm.
- 8 — 139 tir rapide.
- 12 — 100 — —
- 16 — 47 — —
- 8 — 37 —
- 2 tubes sous-marins.
- 12 canons de 152 mm tir rapide. 6 — 120 — —
- 2 — 75 — —
- 12 — 57 —
- 8 — 37 — tir rapide.,
- 2 mitrailleuses.
- 4 tubes.
- 4 canons de 240 mm tir rapide. 12 — 150 — —
- 10 — 88 — —
- 10 _ 3;7 _ _
- 8 - 8- — —
- 6 tubes dont 5 sous-marins.
- 4 canons de 203 mm.
- 16 — 152 — tir rapide.
- 6 — 127 — —
- ^6 — légers.
- 5 tubes lance-torpilles.
- 8
- 12
- 12
- 4
- 4
- 6
- 2
- 10
- 6
- 10
- 10
- 2
- 4
- canons de 203 mm.
- — 127 — tir rapide.
- — . 57
- — 37 — —
- mitrailleuses.
- tubes lance-torpilles.
- canons de 254 mm.
- — 150 — tir rapide.
- — 120; — —
- - . 57; - —
- 37 — —
- mitrailleuses, tubes lance-torpilles..
- CUIRASSE
- Ceinture
- 150
- 150
- 254
- Batteries
- et
- Réduit
- 76
- 152
- Tourelles
- 75
- 125
- 152
- mm mm
- 152
- 200
- 152
- Cloisons
- trans-
- yersalos
- 150
- 225
- Pont
- 152
- 100
- 55
- EFFECTIF
- de
- l’équipage:
- hommes
- 900
- 626
- 37 !
- 70
- 152
- 50
- . i
- 500
- 768
- 561
- 450
- CHAUDIERES
- Belleville.
- Du Temple-Guyot.
- Cylindrique.
- Belleville.
- Cylindre; .Retour , de flamme.
- Niclausse.
- St
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-
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- — 410
- avec Y Edgar, à 14475-te avec le Power fui qui vient de filer 21,8 nœuds, dépassant ainsi notre Jeanne-d’Arc dont le déplacement n’est que de 11 270 te pour une vitesse supérieure à celle du Powerful.
- Les diverses marines possèdent d’ailleurs d’autres croiseurs d’un tonnage moins élevé, mais pouvant encore rendre le même service d’éclaireur, grâce à une vitesse qui reste voisine de 20 nœuds. Les autres croiseurs, de tonnages variés, sont utilisés pour des missions n’exigeant pas une puissance militaire aussi grande.
- Le tableau précédent donne les éléments essentiels des principaux navires de guerre actuels et permet d’apprécier les progrès accomplis dans cette voie.
- Cuirasse. — Le rapport du poids de cuirasse au poids de coque est en général plus élevé en France qu’à l’étranger ; il atteint 0,35 sur le Masséna; en Angleterre, les sacrifices faits à la protection sont sensiblement moindres, on atteint à peine 0,30 sur le Majestic; aux États-Unis, on trouve 0,33 sur Ylowa, valeur qui se rapproche de celle des cuirassés français.
- Pour les croiseurs cuirassés, le rapport est' généralement plus faible, mais les chiffres relatifs aux navires français figurent encore parmi les plus forts : 0,26 sur le Charger qui a tout l’entrepont cellulaire blindé et qui possède des tourelles cuirassées ; 0,21 sur le Pothuau; 0,22 sur le Jeanne-d’Arc dont l’avant est blindé jusqu’au gaillard. Aux États-Unis, on n’a que 0,19 pour le New-York et à peine 0,14 pour le Brooklyn.
- La marine française est toujours restée fidèle au principe de la cuirasse ceinture complète, tandis que, en Angleterre, aux États-Unis, en Italie, on s’est généralement contenté de la ceinture partielle. Sur le Majestic, la cuirasse ne s’étend que sur les deux tiers de la longueur, mais la hauteur cuirassée au centre est très considérable. L’Italie vient d’adopter la ceinture complète pour le croiseur Carlo-Alberto. En Allemagne, on avait toujours adopté la ceinture complète, mais le type Friedrich /// n’est blindé que sur les quatre cinquièmes de sa longueur. Aux États-Unis, le rapport de la longueur de la cuirasse à la longueur totale est de 0,51 sur Ylowa; il a été accru toutefois sur les cuirassés type Kearsage où la cuirasse s’étend de l’étrave à l’arrière de la tourelle arrière.
- Sur les cuirassés à ceinture complète, le pont blindé aboutit
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- 411 —
- au can supérieur de la cuirasse ; sur les cuirassés à ceinture partielle , il aboutit au can supérieur de la redoute sur toute la longueur de celle-ci, pour passer, au delà, au can inférieur et, partant des traverses blindées, s’étendre sous l’eau jusqu’aux extrémités. Sur les croiseurs cuirassés, le pont blindé aboutit généralement au can inférieur de la cuirasse, surtout lorsque celle-ci règne sur toute la longueur.
- Avec le Majestic, les Anglais sont revenus à un autre système de protection, déjà appliqué en France au Dupuy-de-Lôme et en Italie au Umberto. Le pont blindé est abaissé au can inférieur, et la cuirasse qui, sur le Royal Sovereign, avait 2,58 m de haut sur 460 mm d’épaisseur maximum, prend sur le Majestic une hauteur de 4,50 m, avec, il est vrai, une épaisseur de 234 mm seulement Cette épaisseur est d’ailleurs renforcée, en abord, par les 100 mm du pont incliné à 45° environ. En revanche, l’épaisseur des. plaques de blindage du blockhaus est de 356 mm sur le Majestic, alors qu’elle n’est que de 220 mm sur le Jauréguiberry, de 280 sur le Kaiser Friedrich III, et de 244 sur Ylowa.
- Artillerie. — La disposition générale pour la grosse artillerie est celle des tourelles dans l’axe avec canons simples ou doubles.
- D’un autre côté l’artillerie moyenne et l’artillerie légère ont pris une extension de plus en plus considérable que justifie la puissance considérable de feu donnée par la rapidité de leur tir. Sur les cuirassés, la batterie du Marceau, qui ne permet que le tir par le travers, a été abandonnée presque p'artout et remplacée par la disposition des canons en réduits dont le Jeanne-d’Arc et le Kaiser Friedrich III représentent le dernier développement (1).
- Les tubes lance-torpilles au-dessus de l’eau sont exposés, pendant le combat, à être mis hors d’action ; aussi a-t-on, dans presque toutes les marines, reconnu nécessaire de les placer sous le pont blindé et par conséquent de lancer les torpilles sous l’eau.
- Un navire nouveau a d’ailleurs surgi vers 1873, le torpilleur, qui devait donner et a en effet donné naissance au contre-torpilleur ayant pour mission de donner la chasse aux torpilleurs et de servir de torpilleur de haute mer..
- Le relevé suivant montre les éléments essentiels des principaux torpilleurs et contre-torpilleurs :
- (1) Leflaive, Développement des Marines de Guerre dans les dernières années. Bull. 28
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-
-
- 1 •. /- *:*>; •• j . - * * v-. y' . . > • . .An y r ‘ j. r *- , m—üfJüSff"".1 üü—IL1. ^
- ' NOMS; 7 J’. . ’ ' LONGUEUR V, • LABEUR TIRANT D’EAlf DÉPLACEMENT J PUISSANCE des ' machines VITESSE APPROYISION7 - NEJIENT - en CHARBON ÉQUIPAGE ARMEMENT
- ) 71, Torpilleurs. ’m m m N—-' • tx ch nœuds . H hommes
- .' Type Yarrow n? 90 (Angleterre) . ’. 43 4,3 1,15 100 1 430 23 18 18 •
- . — Thornycroft n®* 91‘et 92 (Àngl,). 43 • A,6 2,25 130 ' 2 400 23,5 , 25 18 ,
- Turbinia (Angleterre). . . , « . . 31 ‘ 2,8 » 44 , 1 576 32 ' » » à
- S Type Schichau nos 82 à 96 (Allem.). 44 6 1,55 150 2 500 26 . 32 17 2 canons tir rapide; 3 tubes.
- 1- — Ericsson (États-Unis). . . . . 46 4,7 1,50 120 2 000 26' 40 23 4 canons -tir rapide ; 3 tubes.
- Forban (1) (France).. . , . ... 44 4,6 2,20 135 3 260 31 ; 15 28 2 canons de 37 mm tir rapide ; 2 tubes,
- «Cyclone (France)". , 45 4,6 2,50 150 4 260 30 18 32 2 canons de 47 mm tir rapide ; 2 tubes.
- Aquila (Italie) , . 7 ....... 47 5,1 2,31 140 2 200 26 40 24 • 1 canon de 37 mm tir rapide ; 2 canons-revolvers de 37 mm ; 3 tubes.
- Type Schichau nos 1, 2 et 3 (Allem.). H 46 5,3 2,30 130 2 400 27,4 . 40 20 2 canons-revolvers de37 mm; 3 tubes.
- II. Contre-Torpilleurs. - - .
- Fairy (Angleterre) . . 64 5,9 6,5 > .. » 300 5 890 30,1 )> 50 6 canons tir rapide.
- " Express (Angleterre) 7“ -72 1,60 350 10 000 33 (2) ' » 50
- Hallebarde (France). . . V * 55 6 3 300 4 800 26 45 48 1 canon de 65 mm tir rapide ; 6 canons ( de 47 mm tir rapide; 2 tubes.
- Pique {France) , 56 6,3 3 303 5 700 26 40 48 \ 1 canon de 65 mm tir rapide ; 4 canons f de 47 mm tir rapide ; 2 tubes.
- • Sokol (Russie) .......... t. , i ^ 58 5,6 2,13 240 4 500 29,7 60 » .. i 1 canon de 75 mm tir rapide; 3 canons | de 47 mm tir rapide; 2 tubes.
- y - y- . ^ :
- (1) Voir la communication de M. Hart (Bulletin de 1895, 2e semestre, p. 344).
- (2) - Vitesse prévue. , -
- LWF'
- • !
- Zlf
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- Bateaux sous-marins. — Le bateau sous-marin a été expérimenté dès 1860 par l’amiral Bourgeois. Les principaux types actuels sont :
- Le Gymnote, dérivé du Dupuy-de-Lôme, par Zédé et Krebs, en forme cle fuseau (1886) et le Goubet (1) (1895), en France; le type Audace et le type Delfino, plus récent, en Italie; le type Péral, en Espagne. Ce dernier bateau mesure 22 m de long et 2,87 m de large.
- Tous ces bateaux sont pourvus de moteurs électriques ; sur le type Holland (États-Unis), qui mesure 25,60 m de long et 3,50 m de diamètre (en forme de cigare), on trouve en outre une machine à triple expansion qui permet de naviguer à flot et même de recharger les accumulateurs. Le combustible est du pétrole liquide.
- Le Nordenfeldt (Suède) dispose d’une machine à vapeur avec chaudière ordinaire, et, pendant l’immersion du bateau, la vapeur est prélevée sur deux réservoirs permettant de marcher 5 heures à 5 noeuds.
- IL —MACHINES.
- Depuis un' demi-siècle, les progrès des machines à vapeur ont été des plus remarquables.
- Les appareils à balanciers latéraux ont été l’un des types favoris des bâtiments à roues. Leur poids atteint environ 600 kg par cheval indiqué (chaudières et eau comprises), en raison, non seulement du mode de construction, mais aussi de la lenteur de marche (12 à 14 tours) nécessitée par les roues de grand diamètre. Elles ont été supplantées par les machines oscillantes de Penn et de Gavé (2), dont le type s’est conservé pour ainsi dire jusqu’aujourd’hui* concurremment avec la machine à cylindres inclinés appliquée dès 1845 par les chantiers de Feyenoord, près de Rotterdam. Le type incliné le plus en faveur est celui dans lequel les cylindres’sont côte a côte, Ville-de-Douvres, Marie-Henriette, etc.
- L’adoption de l’hélice ne donna pas d’abord tous les-résultats
- (1) Voir la communication de M. de Dax (Bulletin de 1895, 2e semestre, p. 439).
- (2) Voir communication de M. Gaudry « Sur , les machines à vapeur appliquées, à\ la
- navigation », au Bulletin de 1854 (p. 17 à 62). ^ .
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- espérés ; on ne sut d’ailleurs pas tirer tout de suite parti de la grande vitesse de rotation admissible pour ce propulseur. On conservais machines à petite allure, s’évertuant à multiplier la vitesse par des engrenages, et ce n’est qu’au bout de quelques années que l’on se hasarda à attaquer directement l’arbre de l’hélice par des manivelles ; aussi, en 1860, l’opinion était-elle encore favorable aux paquebots à roues, et il fallut le succès du China (Cie Gunard) et du Pereire (Cie Transatlantique), pour trancher la question en faveur de l’hélice.
- Les principales étapes du progrès des machines sont ensuite marquées par l’adoption des machines-pilon, créées en Écosse, et employées sur tous les bateaux à hélice de la marine marchande et aussi dans la marine militaire, mais avec une hauteur moindre, et surtout par l’application du système compound (1), combiné avec le condenseur de surface imaginé par Hall en .1832 (2). Il est reconnu aujourd’hui que les premières machines compound de bateaux ont été faites en 1834 par le Hollandais Rœntgen, aux chantiers de Feyenoord; toutefois, le mérite de les avoir appliquées avec un succès sans précédent à la navigation maritime revient à John Elder, de Glascow, /et à Benjamin Normand, du Havre, Il est juste de dire que M. Mallet,"dont on connaît la part dans l’application du système aux locomotives, fut l’avocat de la première heure de la machine compound.
- Aujourd’hui, la marine marchande remplace la machine compound à deux cylindres par la machine à triple et même à quadruple expansion. Les combinaisons de cylindres sont variées, mais la plus fréquente pour la triple expansion est celle à trois cylindres successifs agissant sur des manivelles calées à 120°. Pour les grands paquebots de la Cie Gunard : Campania et Lucania, les dimensions des cylindres de chacune des deux machines (3)
- (une par hélice) sont :
- Cylindres haute pression. .... 0,940 m
- — intermédiaires............... 2,040 m
- — à basse pression .... 2,490 m
- (1) Voir Communication de M. Mallet, Étude sur les Machines compound, Bulletin de 1873 (p, 769 à 867).
- (2) Voir Communication de M. Pértgnon, Les Machines marines à l'Exposition de 4867, Bulletin de 1867 (p. 301 à 322).
- (3) Ces machines ont 14,30 m de hauteur depuis l’assiette du bâti jusqu’au couvercle du cylindre.
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- La course est de 1,753 m pour tous les cylindres; il y’ a 2 cylindres HP et 2 cylindres BP installés en tandem de part et d’autre du cylindre intermédiaire. Les cylindres doubles actionnent les manivelles extérieures et le cylindre intermédiaire attaque le coude du milieu.
- Le tableau suivant donne une idée des progrès réalisés dans l’utilisation de la vapeur :
- ANNÉES TYPES PRESSION de la VAPEUR DÉPENSE DE VAPEUR par cheval indiqué et par heure
- kg kg
- 1846 Premiers transatlantiques 0,70 2,70
- 1856 Grands transatlantiques 2,50 1,70
- 1868 Premières machines compound 2,50 1,20
- 1880 Grands transatlantiques à hélice 5,50 1 »
- 1893 Grands transatlantiques à hélice (triple expansion) . . . 11,50 0,65
- 1895 Torpilleurs marchant à vitesse réduite 11,50 0,50
- Les machines des paquebots rapides américains Saint-Louis et Saint-Paul, d’une puissance de 20 000 ch, sont à quadruple expansion. La disposition des six cylindres est la suivante : les deux cylindres HP de 0,713 m de diamètre sont superposés aux deux cylindres BP de 1,920 m de diamètre ; le premier cylindre intermédiaire, placé à l’arrière, a 1,37m de diamètre; le second, placé entre le précédent et le groupe des grands cylindres, a 1,920 m de diamètre comme ceux-ci. La course commune est de 1,525 m. La pression de régime de la vapeur est de 14 kg.
- Turbines a vapeur. — Appliquées au torpilleur Turbinia, de 31m de long sur .2,80 m de large et déplaçant 44 tonnes, y compris 7 1/2 t de charbon et d’eau.
- Chaudière aquitubulaire de 102 m2 de surface de chauffe et 3,90 m2 de surface de grille. Le propulseur tourne à 2400 tours à la minute. Les machines principales pèsent 3,7 t et comprennent 3 turbines à vapeur à haute pression, moyenne pression et basse pression, accouplées chacune directement sur un arbre propulseur. Chacun des trois arbres porte1 trois hélices, de petites dimensions, naturellement.
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- Là consommation de vapeur, à pleine puissance, peut être évaluée à environ 5,9 kg par cheval et par heure, et la puissance indiquée est de 1800 ch.
- Le poids total de la machinerie (chaudières, machines principale et auxiliaires, hélices, tuyauterie, réservoirs, etc., mais non compris l’eau dans les réservoirs), est de 22 t.
- h III. — CHAUDIÈRES.
- Si le rendement des chaudières n’a pas augmenté autant que celui des machines, les appareils évaporatoires ont pourtant beaucoup progressé depuis cinquante ans.
- Les chaudières à foyers intérieurs à retour de flamme sont encore en majorité, mais ce ne sont plus ces caisses en forme de.paral-lélipipède, avec carneaux noyés ne donnant que de la vapeur à faible pression ; elles ont pris la forme cylindrique ; leur diamètre atteint jusqu’à 5 in et elles donnent, avec tirage forcé, de la vapeur à 12 kg. Ces chaudières, dites écossaises, parce qu’elles prirent naissance sur les chantiers de la Clyde, se construisent à un ou plusieurs foyers, à simple ou à double façade ; celles à double façade renferment jusqu’à 8 foyers. Le régime généralement adopté est une combustion de 90 à 100 kg de houille par mètre carré de grille.
- Le modèle cylindrique à retour de flamme est le seul en usage dans le commerce, mais pour la marine de guerre, le défaut de hauteur des chambres de chauffe oblige souvent à placer les tubes dans le prolongement des foyers, de manière à diminuer le diamètre de l’enveloppe. La boite à feu reste interposée entre les foyers et les tubes. On reproche à ces chaudières, dites de VAmirauté, de ne pas permettre une aussi bonne utilisation du combustible, en raison de la suppression du retour de flamme ; elles nécessitent d’ailleurs une chambre pour le ramonage, qui ne peut plus se faire par la façade. Elles ont, en outre, l’inconvénient grave d’être lourdes; les chaudières du Marceau pèsent 75 kg, et l’on ne descend qu’à 55 kg sur le Dupuy-de-Lôme, et à 52 kg sur le Suchet, malgré une activité de combustion qui dépasse 220 kg.
- La nécessité de diminuer le volume d’eau en vue -d’allégement, a conduit aux chaudières type locomotive sur lesquelles le
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- foyer unique est entouré d’une simple lame d’eau rectangulaire et la chambre de combustion supprimée. Ces chaudières n’ont pas donné les résultats espérés; elles ont du reste été bientôt supplantées par la chaudière aquitubulaire tout d’abord réservée presque exclusivement aux torpilleurs et qui, peu à peu,,; a été adoptée par quelques Compagnies de navigation et surtout par les marines de guerre. La chaudière du Temple est le premier modèle essayé en France sur le torpilleur 130. En Angleterre, on a adopté d’abord la chaudière Thornycroft, puis sont apparues peu à peu, les chaudières Yarrow, Blechynden, Herreshoff, etc.
- La chaudière Belleville essayée sur Y Hirondelle dès 1869, passait sur le Milan, puis sur les grands cuirassés et les grands croiseurs ; la chaudière YAllest mise en service sur les paquebots, entrait dans la marine sur la Bombe, passait sur le Bouvines de 8 800 ch, puis sur le Jauréguiberry de 13 500 ch. Enfin la chaudière Niclausse recevait sa première application en 1894 à bord du Friant.
- En 1893, on décidait d’adopter pour les trois croiseurs identiques Bugeaud, Chasseloup-Laubat, Friant, des chaudières Belle-ville, d’Àllest et Niclausse. Les résultats sont les suivants ;
- BUGEAUD ClUSSELOUP-UBBAT FRIANT
- Type Belleville. D’Allest. Niclausse.
- Timbre. . . . 17 kg 15 kg 15 kg
- Essai ( . Puissance. . . 9 565 ch 9 842 ch 9 563 ch
- à toute < Combustion. . 127 kg 117 kg 122 kg
- puissance. | Consommation. 0,923 kg 0,1% kg 0,909 kg
- Essai' .( Puissance. . . 3 781 ch 3 852 ch 3 655 ch
- de • •< Combustion.. . mkg 53 kg 50 kg
- consommation.'! , Consommation. 0,612 kg > 0,662 kg 0,667 kg «
- Encombrement horizontal . . . 1,59 1,87 1,46 ;
- Poids des chaudières par cheval. 43 kg ZI kg 40 kg
- Surface de grille ... . . . 70,40 m2 : . 68 m2 72,72 m2
- Surface de chauffe. ...... 2 006 m2 . 1 867 m2, 2 130m2
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- Éléments principaux relatifs aux différents types de chaudières marines.
- NOMS DES BATIMENTS
- COMBUSTION RAPPORT de la surface
- SURFACE par COMBUSTION
- POIDS TOTAL de mètre carré par de chauffe
- GRILLE de GRILLE CHEVAL à la surface de grille
- kg ?7l2 kg \ kg
- PRESSION
- kg
- PUISSANCE
- MAXIMUM
- ch
- I. — Chaudières a retour de flamme.
- II. — Chaudières a tubes directs.
- Hoche (cuirassé d’escadre)......
- Dupuy-de-Lôme (croiseur cuirassé). Suc/iet (croiseur de 2e classe) . . . .
- Linois Cc-Toise.wr «le classe')
- IH. — Chaudières locomotive.
- poids
- par
- CHEVAL
- kg
- Sfcix (croiseur de 2e classe) 501 354 50 166,5 0,905 34,44 6 6 435
- Manche (aviso transport) 64 847 8,14 79,8 0,785 27,39 7 817
- Amiral-Baudin (cuirassé d’escadre). . . . 631 086 70,92 109 0,916 22,99 4,25 8 443
- Bretagne (transatlantique) 1 043 087 75,19 89 0,950 27,66 10 7 075
- Gascogne (transatlantique) ........ 1 071 877 78,19 88 0,950 27,30 11 7 243
- b’Entrecasleaux (croiseur de lre classe) . . 734 200 90,25 150 0,988 30,59 10,50 13500
- 77,91
- 79,34
- 74,74
- 147,43
- 147,98
- 54,38
- 650 548 52,03 241 1,166 40,94 6,20 10 590
- • • 792 625 56,59 230 0,946 49,44 11,25 13156
- 1 571728 , 39,92 223 | 0,945 48,16 11,20 9 504
- \ 346 537 l 36,12 115 l 0,937 37,89 11,25 6 727
- 61,43
- 60,24
- 60,16
- 51,51
- I
- >-*
- 00
- Torpilleurs de 35 m. . 13 101 2,30 271,42 1,188 45,18 9,33 525 24,95
- Torpilleurs 126 à 129 18 339 2,82 286,87 0,784 46,88 10 1029 17,82
- Bombe (aviso torpilleur) . . . 49 856 7,20 287,33 1,050 46,83 8,50 1970 25,30
- Achércn (canonnière cuirassée) 86 038 8 210,19 0,995 42 6 1690 50,91
- IV. — Chaudières aquitubulaires.
- a) Belleville •
- Bugeaud 413 9:4 O O r- 127 0,923 28,50 17 9 565 43,2
- Bouvet 589 624 104,80 133,6 1 28,52 17 14 000 42,1
- b) D’Allest
- Chasseloup-Laubat. . 369 187 68 117 0,796 26,58 15 9 962 37,06
- Carnot (cuirassé d’escadre) . 600 850 100 150 1 » 15 15 000 40,06
- Jemmapes (garde-côtes cuirassé) 409190 60 147 0,956 » 15 9 227 44,35
- c) Niclausse
- Friant (croiseur de 2e classe). 369 021 72,72 122 0,911 » 15 9 563 39,9
- d) Du Temple
- Ariel (torpilleur *de haute mer) 29 731 6,20 309,7 0,733 » 14 2 618 11,3
- e) Normand •
- Torpilleurs 182 à 185 ......... 16 343 3,60 332,5 1 0,738 » 14 1620 io j
- CD
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- IV. — CONCLUSIONS.
- Tels sont, sommairement résumés, les progrès accomplis par le matériel naval depuis un demi-siècle. Ils sont considérables et ont causé de grands et profonds changements dans l’émulation pacifique comme dans les conflits à main armée des diverses nations du monde.
- Les communications maritimes, entre les différentes contrées du globe sont devenues plus rapides, plus sûres, plus régulières : à l’incertaine force des vents ont succédé les machines dont la puissance est constante. Les navires ne sortent plus de leur route, soit pour fuir la tempête, soit pour chercher les brises favorables; de port en port, ils suivent maintenant des lignes droites. Il en résulte que certains passages sont beaucoup plus encombrés de bâtiments qu’autrefois, tandis qu’en dehors des grandes voies la surface des mers est presque -déserte.
- Sur les navires de guerre, la voile a complètement disparu : la vapeur constitue leur seul moyen de propulsion. Aussi, malgré les meilleurs rendements des chaudières et des machines, les appareils moteurs des bâtiments de. combat sont tellement puissants, les machines auxiliaires sont si nombreuses que la consommation de houille est considérable ; que l’on considère l’unité de temps ou l’unité de distance.
- Les flottes de guerre ont donc perdu en indépendance et en rayon d’action autant /qu’elles ont gagné en liberté et sûreté de manœuvre. Le navire de combat moderne est un engin très fort, mais qui ne peut guère s’éloigner de sa base d’opération.
- Le trait caractéristique du navire d’aujourd’hui est une absolue liberté de mouvements dans un cercle d’une étendue relati-. ventent faible.
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- AÉRONAUTIQUE
- PAR
- M. Rodolphe SOREÂU.
- Dans cet ouvrage, consacré aux travaux du Génie Civil pendant ces cinquante dernières années, la navigation aérienne avait droit à une place, modeste assurément, mais destinée du moins à bien affirmer qu’elle appartient essentiellement à l’Art de l’Ingénieur. On peut même dire, sans aucune exagération, que peu de problèmes sollicitent à un plus haut degré le concours des connaissances théoriques et du l’habileté professionnelle.
- Au reste, à diverses reprises notre Société a témoigné de l’intérêt qu’elle y porte. Elle a accueilli avec faveur, et discuté diverses communications sur ce sujet ; telles: Quelques considérations d'ensemble, par M. Thomas (1870); Y Exposé de recherches, et l’État de la direction des ballons, par M. Duroy de Bruignac (1875 et 1884) ; le Problème de la direction des ballons, et le Problème général de la navigation aérienne, par M. R. Soreau (1893 et 1897) ; plusieurs théories de VHélice aérienne, par M. Arson (1879), M. Duroy de Bruignac (1885), et M. Gouilly (1886); des vues .sur Le frottement des fluides contre les corps solides, par M. Chaudy (1896), etc...
- Plusieurs de ces communications sont très documentées: aussi nous en tiendrons-nous ici à un très court exposé, en nous attachant surtout à mettre les principes en lumière.
- ‘Qu’était le navire aérien en 1848, et qu’est-il de nos jours? Si l’on ne s’en rapportait qu’aux résultats pratiques obtenus, les réponses seraient courtes: rien en 1848, presque rien aujourd’hui. Mais, et cela est quelque chose, les bases rationnelles de la navigation aérienne ont été nettement posées pendant ce dernier demi-siècle; elles ont permis d’établir les lois principales de l’architecture aérienne^ comme on a fait pour l’architecture navale. Et si l’on ne possède pas encore un moteur suffisamment léger pour résoudre convenablement le problème, on sait du moins quelles conditions doit remplir ce moteur. La construction d’une pareille machine nécessite de très grands progrès, notamment en métallurgie: ces progrès seront l’œuvre du temps; mais il est
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- certain dès maintenant que le navire aérien, considéré naguère comme une utopie par les meilleurs esprits, entrera un jour dans le domaine des réalités.
- Est-ce à dire qu’il faille en attendre les résultats merveilleux que nous ont fait entrevoir maints écrivains d’imagination fertile ? Cette brève étude montrera au contraire à quel point seront limités la vitesse et le poids utile, ces véritables caractéristiques de tout appareil de transport.
- I. — LE NAVIRE AERIEN.
- Conditions de vitesse et de durée. — Avant d’étudier le navire aérien en lui-même, il importe de bien préciser la condition cinématique qu’il doit remplir pour mériter ce nom.
- Un navire aérien est un appareil capable de transporter un certain poids utile en suivant dans les airs une trajectoire dont la projection verticale sur le sol est arbitrairement déterminée.
- 1° Supposons d’abord un vent régulier. Le vent, c’est le déplacement de l’air par rapport au sol. Ru fait que le navire est entièrement immergé dans l’air, ce navire participe sans effort au déplacement général : un ballon ordinaire reste (aux mouvements verticaux près), absolument immobile dans la masse atmosphérique, et ne sent pas le vent; un appareil ayant une vitesse propre a la faculté de se mouvoir, par rapporta cette masse, dans un azimut quelconque, avec la même aisance et la même vitesse, et reçoit toujours, en marche rectiligne, « le vent debout ». Que, sous lui, la terre fuie avec telle vitesse ou dans telle direction qu’on voudra, c’est là un phénomène purement relatif, qui n’altère en rien les qualités nautiques, telles que la vitesse propre s et la stabilité.
- Si la trajectoire décrite dans la masse atmosphérique peut être celle qu’il plaira au pilote de suivre, il n’en est pas de même de la projection de cette trajectoire sur le sol: et c’est en cela seulement qu’intervient la vitesse v du vent. Quand on a v<^u, le mobile lîctif constitué par la projection verticale du navire sur le sol ne peut se mouvoir que dans un angle ayant pour sommet la projection verticale du navire à l’instant considéré, pour bissectrice la direction positive du vent, et pour côtés les derni^-droites qui font avec cette direction' l’angle dont le sinus
- V
- est dz - : l’espace ainsi limité est ce qu’on, appelle le secteur
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- maniable. Quand on a v > u, l’appareil peut, à tout instant, suivre au-dessus du sol une direction quelconque : c’est donc seulement dans ce cas qu’il est véritablement un navire aérien.
- D’après les nombreuses observations du commandant Renard à 28 m au-dessus du plateau de Châtillon et celles de M. Angot au sommet de la tour Eiffel, la vitesse moyenne du vent dans nos régions, entre 30 et 300 m d’altitude, est d’environ 7 m par seconde. C’est dire qu’un navire aérien ayant une vitesse propre de 7 m n’a, s’il ne choisit son temps pour se mettre en route, qu’une chance sur deux de décrire au-dessus du sol telle trajectoire qu’il voudra, et en particulier de revenir à son point de départ.
- La table de probabilité donnée par le commandant Renard est intéressante à connaître. En voici quelques extraits :
- Vitesse en mètres Probabilité, dans nos régions et moyenne altitude,
- par seconde. d’un vent inférieur à la'vitesse inscrite.
- 0,10 0,32 0,70 0,96 0,995
- La probabilité d’un vent inférieur a 20 m est 0,96, et l’on ne saurait refuser le nom de navire à l’appareil dont la ,vitesse propre atteindrait cette valeur. En réalité, on peut se contenter d’une vitesse beaucoup moindre : car il ne serait pas logique de demander aux navires aériens d’affronter les ouragans alors qu’on ne l’exige point des bateaux. Aussi la vitesse propre de 12 m est-elle jugée suffisante en pratique : telle est, pour nos régions, la con-dition,cinématique minimum à réaliser.
- ; A cette condition de vitesse minimum il convient d’en ajouter une autre, relative à la durée. Cette durée, d’ailleurs arbitraire, doit être suffisante pour justifier, dans, une certaine mesure, les frais considérables d’un voyage aérien, et pour permettre d’en tirer des résultats appréciables: ëlle .iie paraît pas devoir descendre au-dessous de quatre à cinq heures.
- 2° Mais le vent n’est point régulier comme nous l’avons supposé : sa vitesse et sa direction seront différentes aux divers points de la trajectoire suivie par le navire. Évidemment, il faut et il suffit que la vitesse propre v soit supérieure aux vitesses variables w; s’il en était autrement en un point de la trajectoire, l’ap-
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- 5
- 10
- 20
- 30
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- pâreil ne pourrait suivre qu’une route comprise dans le secteur maniable relatif à ce point.
- . Non seulement le vent change aux divers points de la trajectoire, mais encore le déplacement, par rapport au sol, d’un point déterminé de la masse atmosphérique subit des variations perpétuelles de grandeur et de direction par rapport au déplacement de la masse. Si u est la vitesse du déplacement général, <x son angle avec un plan vertical fixe, les variations du et da, qui sont en quelque sorte les différentielles du déplacement général, croissent avec u et s’exercent principalement dans la direction a. Dues en particulier à la grande mobilité des phénomènes calorifiques dont l’atmosphère est le siège, elles sont un gros, écueil pour la navigation aérienne; en effet, bien que la vitesse et la direction du vent n’interviennent pas dans la facilité de marche et d’évolution, par contre le navire ressent les variations du vent, parce que son inertie l’empêche d’y participer aussitôt qu’elles se produisent. Ces variations se composent avec sa vitesse propre, de sorte qu’il est frappé obliquement, suivant une direction qui est fonction de sa forme et de l’angle de dérive déterminé par cette composition de vitesses. La dérive est d’ailleurs toujours faible quand la vitesse propre est suffisante. De ces variations résulte pour le navire aérien la nécessité d’être parfaitement stable.
- Il convient d’envisager trois sortes de stabilité : la stabilité longitudinale, là stabilité latérale et la stabilité de route. Les deux premières sont les propriétés qui ramènent automatiquement le navire aérien, à sa position primitive, quand il a' subi un déplacement vers l’avant ou vers l’arrière, vers la droite ou vers la gauche; la troisième est la propriété en vertu de laquelle il. évite les tête-à-queue et les mouvements de lacets,, à la suite d’une embardée ou d’une manœuvre du gouvernail,’et revient L automatiquement, avec le minimum d’oscillations, à la position qu’il doit occuper sur sa trajectoire pour bien utiliser ses qualités nautiques. La. stabilité de route est indispensable au navire aérien "quel qu’il soit; les deux autres sont plus spécialement nécessaires à l’aéroplane, qui doit les avoir à un haut degré*1 sous peine d’être un appareil extrêmement dangereux.
- Ballons dirigeables,— C’est à l’un de nos plus éminents Collègues que revient l’honneur de la première tentative véritable de direction des ballons. Faite au commencement de ce demi-siècle,
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- cette tentative a presque coïncidé avec la fondation de la Société des Ingénieurs Civils. Elle est due, est-il besoin de le rappeler? à Henri Giffard, le célèbre inventeur et le philanthrope éclairé à qui nous attache un double lien de reconnaissance : car il est de ceux dont la carrière honore notre profession, et dont la muni-licence a fortifié notre Société. -
- Giffard avait compris que, pour avoir quelque chance de vaincre la résistance à l’avancement d’un ballon dans l’air par la réaction" de l’air lui-même sur un propulseur, il faut, de toute nécessité : 4° diminuer considérablement cette résistance, notamment en donnant à l’aérostat la forme d’un fuseau très effilé ; 2° actionner le propulseur par un moteur à la fois puissant et léger. Tels sont les principes qui le guidèrent dans sa remarquable expérience de 1852, entreprise avec le concours de MM. David et Sciama, Ingénieurs des Arts et Manufactures. Il poussa même ces principes jusqu’à l’exagération, en leur sacrifiant la sécurité, dans l’expérience qu’il entreprit trois années plus tard. Les expériences de Giffard ne donnèrent pas, au reste, de résultats pratiques appréciables.
- En effet, si les dispositifs imaginés par l’illustre inventeur étaient nécessaires, ils n’étaient pas suffisants.. Et c’est encore à un Ingénieur d’une grande autorité, Dupuy de Lomé, que sont dus deux nouveaux principes qui complètent les premiers, à savoir : 3° maintenir l’aérostat gonflé; 4° le réunir à la nacelle par une suspension qui fasse du navire un bloc rigide.
- C’est par une application remarquable de ces quatre principes,. auxquels ils adjoignirent des dispositifs spéciaux pour assurer la stabilité longitudinale et la stabilité de route, que MM. Renard ! et Krebs réussirent, en 1884, à conduire avec une suprême aisance le premier navire aérien. Ce succès inespéré provoqua parmi les Sociétés savantes un vif enthousiasme. A l’Académie des Sciences, Hervé-Mangon disait : « La date du 9 août 1884 est désormais une date mémorable. » La Société des Ingénieurs Civils connut cette belle expérience à la fin du banquet qu’elle offrait à nos Collègues belges et hollandais, par un télégramme adressé au colonel Laussedat; notre ancien président Tresea en donna communication aux convives, en saluant l’avènement de « l’ingénieur en navigation aérienne; », ingénieur dont,, jusqu’ici,;; le rôle aura été bien ingrat. ‘
- Le navire de MM. Renard et Krebs étant le prototype du ballon dirigeable de l’avenir, il importe de rappeler brièvement coin-
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- ment les inventeurs appliquèrent les principes que nous avons énumérés. Pour réduire autant que possible la résistance à l’avancement, on avait substitué au filet une housse reliée à la nacelle par des balancines groupées en deux faisceaux qui dessinaient deux plans parallèles à l’axe du ballon; on avait donné à la nacelle une forme allongée, et on l’avait recouverte d’une étoffe de soie parfaitement tendue; enfin, on avait construit le ballon en forme de cigare marchant le gros bout en avant. Le moteur proprement dit était une dynamo Gramme de 8,S cà, et le générateur une pile d’une extrême légèreté inventée par le commandant Renard ; le poids du moteur complet, approvisionnements compris, ne dépassait pas 75 kg par cheval sur l’arbre : résultat très remarquable pour l’époque. Le propulseur était une hélice de grandes dimensions, faisant un tour par seconde : pour la navigation dans l’air à faible allure, ce système paraît préférable aux petites hélices à grande vitesse. Comme dans le ballon Dupuy de Lomé, un ballonnet à air muni d’un ventilateur permettait d’assurer l’invariabilité de forme du dirigeable, du moins dans les limites d’altitude correspondant aux dimensions du ballonnet. La rigidité de [l’ensemble ballon - filet - nacelle était obtenue par un système de suspension dérivé de la suspension par réseaux triangulaires, imaginée par Dupuy de Lomé. Enfin la stabilité de route résultait de l’allongement du ballon et de la nacelle, de la forme dissymétrique à poupe allongée du ballon, de l’emplacement de l’hélice à l’avant, de'la position, de la forme et des dimensions du gouvernail.
- Le dirigeable de Chalais pouvait transporter trois passagers à la vitesse propre normale de 6 m par seconde, pendant trois quarts d’heure environ. Il exécuta sept ascensions avec temps calme au départ, et put revenir cinq fois au point initial, après des parcours de deux à trois lieues. Certes, ce sont là des résultats un peu mièvres, assez loin des desiderata que nous avons formulés. En effet, pour porter la vitesse propre du ballon de Chalais de 6 à 12 m, il faudrait remplacer le moteur par une machine qui, à poids égal, fût 23 = 8 fois plus puissante. On devrait même prévoir une machine 10 fois plus puissante, en chiffres ronds, si l’on voulait en même temps quintupler la durée du^voyage et l’amener à 4 heures. Cette machine devrait donc peser 7,5 kg par cheval sur l’arbre, approvisionnements et condenseur compris. C’est un résultat difficile'à obtenir ; il est vrai qu’il faut aussi compter sur les perfectionnements des autres parties du havire, et notamment
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- de l’hélice. Il n’est pas douteux qu’un moteur pesant 20 à 25 kg par cheval,- tout compris, ne donne, avec un ballon bien agencé, de remarquables résultats, comme vitesse et comme durée. -
- Si, au lieu d-e choisir un temps calme, MM. Renard et Erebs étaient partis par un temps quelconque, ils n’auraient eu qu’environ une chance sur deux de revenir au point de départ. Sous ce rapport, leur ballon ne mérite évidemment qu’à moitié le nom de dirigeable. L’exacte signification des belles expériences de 1884 et 1885, c’est.d’avoir prouvé qu’un ballon peut se mouvoir d’une vitesse propre appréciable dans la masse atmosphérique; c’est d’avoir vérifié le bien fondé des principes établis, et d’avoir construit un navire d’une remarquable stabilité. Le ballon de Chalais était, avant tout, un appareil de démonstration, et jamais démonstration ne fut plus concluante.
- Aéroplanes.— La connaissance plus intime des lois de l’écoulement des fluides, l’étude rationnelle des propulseurs, les progrès de la métallurgie, et peut-être la mise en œuvre de procédés nouveaux pour transformer en travail l’énergie latente des combustibles permettront, sans aucun doute, d’augmenter graduellement la vitesse propre et la durée de trajet dès maintenant acquises. Ce sera, non pas l’œuvre d’un seul homme, mais la résultante des progrès accomplis peu à peu par tous les ingénieurs.
- Or, qu’arrivera-t-il à mesure que croîtra la vitesse? Le ballon, avons-nous dit, doit être maintenu complètement gonflé. La vitesse propre croissant, on sera conduit à augmenter progressivement la pression de l’hydrogène, et à donner à l’étoffe une résistance de plus en plus forte : par suite, à une vitesse détérmi-née, 20 m par exemple, le ballon deviendra trop pesant, et il faudra le remplacer par un sustentateur d’une autre nature, qui utilise précisément la grande vitesse de marche. x4u ballon, il conviendra de substituer une surface frappée en dessous et faiblement inclinée sur la trajectoire , de façon à diminuer la composante de recul. Ainsi le moins lourd que l’air s’éliminera de lui-même devant le plus lourd que l’air, et l’aéroplane se présente comme le successeur logique du ballon dirigeable.
- Mais, à l’appareil sustentateur près, le premier aura les mêmes dispositions essentielles que le second ; l’ensemble du système devra encore être rigide, sous la seule réserve qu’on puisse modifier pratiquement l’angle d’inclinaison de la surface. Aussi esb-ce une grave erreur de partager l’opinion commune, d’après laquelle Bull. 29
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- la résistance à l’avancement pour la vitesse unité serait incomparablement moindre avec l’aéroplane qu’avec le ballon. D’autre part le calcul, déduit de données purement expérimentales, montre que : 4° si la voilure d’un aéroplane-navire n’est pas très grande, elle devra être extrêmement peu inclinée, ce qui constitue un grave danger, car la moindre diminution accidentelle de cet angle peut précipiter l’appareil sur le sol : or cette diminution est à craindre avec les fréquentes embardées dues à la mobilité de l’air ; 2° si, au contraire, on veut donner à la voilure une inclinaison assez grande pour avoir une marge suffisante, la surface doit être très considérable, et une voilure de dimensions pratiques ne pourrait actuellement porter qu’un poids utile inférieur à celui d’un passager.
- De plus, avec l’aéroplane, il faudra se préoccuper minutieusement d’obtenir les trois stabilités. Outre le gouvernail, on a proposé de mettre, d’une part à l’avant et à l’arrière, d’autre part sur les flancs de la voilure principale, des ailes formant les deux faces d’un dièdre dont l’arête fictive serait dirigée vers le sol; mais c’est là un dispositif insuffisant, qui n’a quelque efficacité qu’en chute; et une solution sûre est à encore à trouver.
- En fait, on n’a pu construire jusqu’ici que des aéroplanes d’un poids utile insignifiant et d’un vol éphémère, qui ne méritent à aucun titre le nom de navire aérien. L’essai d’un grand modèle tenté par notre distingué Collègue anglais Hiram Maxim, essai fort intéressant à certains points de vue, a complètement échoué.
- L’aéroplane, jusqu’ici seul type sérieux du plus lourd que l’air, est merveilleusement utilisé par la nature dans l’oiseau. De récents travaux ont en effet mis hors de doute que l’oiseau est un aéroplane animé, c’est-à-dire un appareil dont la voilure, frappée par l’air en dessous et sous un angle faible, donne la sustentation nécessaire. En plein vol, la voilure est toujours frappée en dessous, même pendant la remontée des ailes, parce que la vitesse de battement en chaque point se compose avec la vitesse de l’oiseau, ce qui donne une résultante très inclinée sur la trajectoire. Aux battements voisins de l’essor, alors que la vitesse de l’oiseau est faible, et qu’à la remontée l’aile serait frappée par-dessus, le vo-lateur échappe à l’effet désastreux qui en résulterait en plaçant ses rémiges en lames de persiennes pendant cette phase du battement. Dans ce cas encore c’est un aéroplane, mais un aéroplane intermittent.
- Marey a considéré trois modes différents de vol : 1° le vol ramé,
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- qui est celui des espèces habitant nos climats ; 2° le vol plané, qui est un cas particulier du premier, où l’oiseau éteint complètement, mais momentanément, les battements de ses ailes ; 3° le vol à voile, quiestunvol plané continu, pouvantse prolonger pendant des heures. Dans ces trois manifestations du vol, l’oiseau est un aéroplane, et seul le mode de propulsion diffère. Dans le vol ramé, la propulsion est produite par les battements, qui servent, non à la sustentation, mais à la mise en œuvre du propulseur spécial constitué par l’aile; en sorte que dans un appareil construit par ht main de l’homme, il y a lieu de ne pas imiter ces battements, qui compliquent singulièrement les difficultés inhérentes à la stabilité ; il faut au contraire employer les procédés propres à la mécanique, en attribuant les fonctions sustentatrice et propulsive à deux organes distincts, la voilure et l’hélice. Dans le vol plané, la propulsion est due à la force vive acquise pendant le vol ramé, à laquelle s’ajoute le travail de la pesanteur quand la trajectoire est descendante; l’oiseau est si merveilleusement organisé que, dans ce cas, il lui suffit de descendre sous un angle de 9° pour entretenir sa vitesse. Ainsi, à 100 m de hauteur, il peut encore parcourir 1 km, sans battements d’ailes et à vitesse constante, avant d’atteindre le sol. Dans le vol à voile, qui serait un paradoxe mécanique si le vent était régulier, la propulsion est due à l’utilisation des variations du vent, source de l’énergie.
- Tandis qu’avec le ballon dirigeable le travail est très sensiblement proportionnel au cube de la vitesse, avec l’aéroplane ce travail devient minimum pour deux valeurs distinctes de la vitesse, suivant qu’on considère le travail nécessaire pour obtenir la sustentation sans s’inquiéter du chemin parcouru, ou qu’on envisage le travail nécessaire pour parcourir l’unité de longueur, L’existence de ces minimums tient à ce que le travail se compose de deux termes : 1° celui qui est relatif au déplacement dé la surface sustentatrice, qui tend vers zéro quand l’angle d’incidence tend lui-même vers zéro (ce qui correspond à des vitesses croissantes); 2° celui qui est relatif au déplacement des autres parties de l’appareil, et qui croît comme le cube de la vitesse. Pour-la marche horizontale, le commandant Renard a démontré que : « le premier minimum a lieu quand la résistance du sustentateur est égale à trois fois celle de l’esquif ; le second, quand ces deux résistances sont égales. » '' " -"v "
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- II. — AÉRODYNAMIQUE.
- La construction rationnelle des surfaces sustentatrices, des carènes et des hélices aériennes implique la connaissance des lois de la résistance de l’air. Malheureusement, l’état actuel de nos connaissances sur la constitution des fluides et sur leur mode d’écoulerpent n’a permis d’établir la théorie mathématique des phénomènes qui s’y rattachent que dans le cas hypothétique du fluide parfait; il y a des écarts considérables entre les lois ainsi établies et celles qu’on observe sur les fluides naturels. D’autre part, les expériences, extrêmement délicates en pareille matière, n’ont donné jusqu’ici que des résultats très incomplets.
- Il y a lieu de diviser l’Aérodynamique en trois parties, suivant la nature du corps sur lequel s’exerce la pression de l’air :
- 1° Aérodynamique du plan et des surfaces concaves et convexes;
- 2° Aérodynamique des carènes ;
- 3° Aérodynamique des propulseurs.
- Plans; surfaces concaves et convexes. — En ce qui
- concerne le plan, les formules qu’on a établies jusqu’ici ne sont valables qu’à la condition de s’écarter fort peu des conditions mêmes ou elles ont été établies. Et cela se conçoit aisément : en effet, les formules employées en mécanique appliquée sont le plus souvent trouvées en ramenant le cas envisagé à un problème de mécanique rationnelle, et en multipliant l’expression calculée par un coefficient numérique, déterminé expérimentalement, qui reste constant entre des limites souvent assézéloignées. Cette méthode réussit parce que, généralement, le phénomène considéré serait représenté par une série contenant un terme principal que met en évidence la solution du problème de mécanique rationnelle correspondant. Mais, dans les phénomènes d’Aérodynamique, ce -ter,me principal n’existe pas : par exemple, si l’on cherche la loi dé; la pression de l’air sur un plan incliné en fonction .de la surface S, de l’angle d’inclinaison i et de la vitesse Y,,les moindres, -variations dans la nature de da surface, dans sa forme, dans'sa •position relative par rapport à da trajectoire pour un angle déterminé, provoquent des variations de même ordre que celles qui sont dues aux variations des données S; i et V.
- Aussi ne connaît-on qu’imparfaitement cette loi élémentaire. Si l’on désigne par N* la pression sur un plan carré incliné de
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- l’angle i, on admet généralement que cette pression, perpendicu-, laire au plan, est donnée pour l’air par la formule de Duchemin .
- N.£ __ 2 sin i
- N90 ~~ 1 + sin2 i
- et pour l’eau par la formule de Joëssel :
- N* ___ sin i
- N70 “ 0,39-f0,61 sin i ’
- avec: N90 = K S Y2.
- On sait toutefois que N90 n’est exactement proportionnel ni à la surface, ni au carré de la vitesse. Pour la vitesse en particulier, il y a, dans le cas de l’air, des perturbations considérables entre 200 et S00 m par seconde, région qui comprend la vitesse de propagation des mouvements ondulatoires dans ce fluide.
- N-
- Enfin K varie avec la forme du plan, ^ varie non seulement
- b* 90
- avec la forme du plan, mais encore avec sa position relative sur
- , N.-
- la trajectoire.. C’est ainsi que, pour un rectangle déterminé, —•
- ^90
- peut varier du simple au double, i restant le même, suivant que les lignes de plus grande pente sont dans le sens du grand ou du petit côté.
- Si l’on n’est pas' fixé sur la valeur de la pression Nf, on ne l’est pas davantage sur son point d’application. Pour l’eau et dans le cas du plan carré, on admet, dans l’enseignement de l’École d’application du Génie maritime, la formule empirique de Joëssel :
- — =..0,39 + 0,61 sin i,
- +>0
- où Xi est la distance du centre de pression au bord d’attaque du plan. Pouf l’air, la formule n’a pas encore été établie, car les expériences sont difficiles, et ni celles du professeur Langley, ni celles de Kummer, le savant mathématicien de Berlin, n’ont, élucidé la question. ’
- Les lois corrélatives en ce qui concerne les surfaces concaves ou convexes sont naturellement encore moins connues. Ce qu’on n’ignore pas, c’est que si l’on considère les pressions sur un plan, et sur une surface concave limités par le même contour, la pression sur la surface concave est la plus grande ; d’autre part, dans le cas du déplacement horizontal sous de petits angles, cette près-
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- sion est plus rapprochée de la verticale, et son point d’application est plus près du bord d’attaque. Des résultats inverses ont lieu pour les surfaces convexes.
- Pour les aéroplanes, l’emploi de surfaces légèrement concaves et très allongées dans le sens perpendiculaire au mouvement a le très grand avantage, non seulement d’augmenter le pouvoir sustentateur et de réduire la résistance à l’avancement aux faibles angles nécessaires dans ce cas, mais surtout de limiter considérablement les variations du centre de gravité : la stabilité est alors mois précaire.
- Ga rênes. — Considérons un disque dont la résistance au mouvement orthogonal est R à la vitesse Y, et supposons qu’on le munisse d’une proue de longueur l et d’une poupe de longueur Kl. En négligeant les frottements, il est évident que la résistance à l’avancement de la carène dans le sens de sa quille sera une fonction ® (l) qui décroîtra constamment de R à 0 quand l croîtra de 0 à + oo. Mais il est non moins évident que le frottement, sur la carène est une fonction (l) qui croît avec l et devient même proportionnelle à l à partir d’un certain allongement. Dans un de ses premiers brevets, Giffard a mis en évidence ces deux termes de la résistance, qui passe par un minimum quand on fait varier une des deux quantités l ou Y, l’autre restant constante.
- Quelles sont les valeurs de l ou de Kl qui donnent le minimum de résistance, à une vitesse déterminée ? Essayer de résoudre ce problème par l’analyse serait bien osé, puisqu’on ne connaît même pas les lois de l’Aérodynamique pour le cas simple du plan. En fait, on sait seulement que, pour le cas du fluide parfait, la méridienne f(œy)=^ 0 d’une carène complètement immergée donnerait un écoulement sans remous du liquide si elle satisfaisait à l’équation de Laplace
- . d*f . __
- dx2 dy% °'
- William Ranldne, considérant qu’un pareil écoulement correspond à la moindre résistance, donna une solution de cette équation, qui est d’ailleurs indéterminée et en admet une infinité. Pôür la déterminer, il faudrait tenir compte des frottements, delà viscosité et des caractéristiques propres au fluide naturel considéré.
- • C’est donc aux expériences qu’il convient de s’en rapporter.
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- Au nombre des plus ingénieuses et des plus intéressantes sont celles d’un Américain, M. Moulton; notre collègue M. Mallet les a relatées dans une de ses substantielles chroniques. M. Moulton releva les formes successives prisés à la longue par un cylindre de glace qu’on promenait dans l’eau, ou par un cylindre de cire placé dans un courant d’air chaud. Il semble que cette élégante méthode, genre Tyndall, indique, en vertu du principe de moindre travail, les formes successives de poupe qui, pour une proue déterminée et à la vitesse considérée, correspondent à l’écoulement du fluide sans remous. On trouve notamment que la poupe est plus longue que la proue.
- Le rôle de la proue est d’écarter le fluide sans brusquerie, d’éviter l’emprisonnement du fluide ainsi que les remous qui en résultent. La poupe doit empêcher l’aspiration à l’arrière, et peut-être même, suivant certains auteurs, se faire presser par les filets fluides de façon à être projetée en avant, et à récupérer une partie du travail absorbé par le déplacement de la proue.
- Propulseurs. — Nous parlerons seulement de l’hélice, qui jusqu’ici semble le seul propulseur pratique dans un milieu où le navire est complètement immergé.
- S’il n’a pas encore été possible de trouver la loi du déplacement oblique d’un plan isolé, quelles difficultés ne doit-on pas éprouver à établir la théorie de l’hélice, organe composé d’éléments plans obliques dont chacun exerce son influence sur tous les autres ? Toutefois d’ingénieux calculs ont été faits, et nous avons rappelé plus haut ceux qui ont été publiés dans les Mémoires de notre Société. Nous devons y ajouter le travail de M. Drzewiecki, dont les recherches sur la navigation sous-marine ont été primées au concours que le Ministre de la Marine a récemment ouvert. D’après cet Ingénieur, le minimum du travail de sustentation d’un plan mince a lieu pour un angle constant, dit angle optimum, quand la vitesse varie entre des limites d’ailleurs assez larges. D’autre part, d’après MM. Pollard et Du-debout, l’angle optimum qui rend maximum l’utilisation des plans minces rend aussi maximum l’utilisation d’un plan hélicoïdal quelconque: Il y aurait bien quelques objections à faire sur ces vues ; mais, si on les admet dans leur ensemble, on. reconnaîtra que l’emploi de l’hélice à angle d’attaque constant et optimum s’impose pour la construction des hélices propulsives, sous certaines réserves motivées par l’influence de l’épaisseur des ailes.
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- La tâche des constructeurs de bateaux est grandement facilitée, en ce qui concerne l’hélice, par les catalogues où sont enregistrés soigneusement les essais et conditions d’essais des hélices qui propulsent de nombreux types de navires. Rien de semblable n’existe pour l’hélice aérienne. Il y a lieu, d’autre part, de faire ici une remarque essentielle au sujet des essais dits à point fixe : les chiffres enregistrés pour la poussée et le travail sur l’arbre n’ont qu’une valeur très relative, car le mode d’écoulement et de renouvellement du fluide est très différent quand l’hélice est à point fixe, ou quand elle se déplace du fait même de la propulsion qu’elle produit. Dans cet ordre d’idées, il nous faut signaler, parmi les essais faits sur l’hélice aérienne, ceux de la British Association en 1888 ; l’hélice était employée à la propulsion de bateaux dont la surface mouillée et le maitre-bau étaient déterminés de façon à obtenir une vitesse de translation analogue à la vitesse que l’hélice considérée était supposée devoir donner à un navire aérien.
- III. — LE MOTEUR LÉGER.
- Au point où en est aujourd’hui la navigation aérienne, l’Aérodynamique, sauf en ce qui concerne la stabilité des aéroplanes, a une importance beaucoup moins considérable que la légèreté du moteur. Le moteur léger est la véritable pierre d’achoppement du problème.
- Il est impossible de donner des règles précises pour l’allégement de la machinerie. Supprimer tous les organes qui ne sont pas absolument nécessaires ; étudier convenablement les formes ; choisir les métaux non d’après leur faible densité, mais en comparant cette densité à leur résistance ou à leur allongement, suivant les efforts auquels ils sont soumis ; éviter les chocs ; équilibrer les organes ; confier, autant qu’il se peut, plusieurs fonctions à une même pièce : ce sont là des précautions élémentaires.
- De même, on ne peut formuler de principes sur la façon dont on doit transformer en travail mécanique l’énergie latente emmagasinée dans les combustibles, en vue d’obtenir un faible poids.
- Le générateur à vapeur est préférable aux générateurs électriques, piles ou accumulateurs, qui sont d’un poids élevé, surtout pour une assez grande durée de marche ; l’écart s’accentue-
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- rait encore si l’on parvenait à établir un aérocondenseur suffisamment léger. Pour ce générateur, il y a un évident intérêt à employer les combustibles liquides, en raison de leur pouvoir calorifique élevé ; il peut être aussi avantageux de remplacer l’eau par un liquide qui se vaporise à plus basse température, et qui par suite se condense avec facilité ; enfin, les chaudières multitubulaires sont tout indiquées, puisqu’elles permettent l’emploi facile des combustibles liquides, qu’elles peuvent s’alimenter automatiquement et méthodiquement, ce qui supprime le chauffeur, qu’elles donnent une vaporisation rapide et une grande souplesse dans le débit : et remarquons à ce propos que du Temple a imaginé sa chaudière multitubulaire, prototype des chaudières actuelles, précisément en vue de la navigation aérienne.
- Quant au moteur actionné par la vapeur fournie, ce peut être un moteur compound aussi simple que possible ; ce n’est du reste pas sur lui, mais bien sur le générateur, qu’il faut espérer réaliser une notable économie de poids. Les turbines genre Laval pourraient être avantageusement employées avec des hélices de petites dimensions marchant à grande vitesse : mais il ne semble pas que ce propulseur convienne, en l’état actuel de l’Aéronautique.
- Les moteurs à pétrole, qui ont fait de si réels progrès dans ces dernières années, peuvent donner des types assez légers, et permettent l’économie du poids d’un chauffeur. Il faut considérer toutefois que la force motrice doit être obtenue, à bord d’un navire aérien, sans trépidations appréciables, et que la vitesse de l’arbre doit être aussi constante que possible, sans recourir pour cela à l’inertie de la matière, puisqu’il s’agit de faire léger. En ne satisfaisant pas à ces conditions, on augmenterait beaucoup la résistance à l’avancement des ballons allongés et l’on compromettrait gravement la stabilité des aéroplanes.
- IV. — ROLE FUTUR DU NAVIRE AERIEN.
- Le navire aérien pratique verra-t-il bientôt le jour? Probablement, en ce qui concerne le ballon dirigeable ; en ce qui concerne l’aéroplane, il serait téméraire de répondre. Mais ce qu’on peut affirmer, contrairement à tant d’allégations fantaisistes, c’est que ballons dirigeables ou aéroplanes ne pourront jamais transporter que de très faibles charges, et ne marcheront qu’à une vitesse
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- très inférieure à celles qu’on s’est plu à imaginer. Au reste, les aéroplanes seront toujours, quoi qu’on fasse, assez dangereux pour qu’on hésite à y monter.
- Le navire aérien ne constituera donc jamais un moyen de transport courant. Les gouvernements seront à peu près seuls à l’utiliser, moins comme appareil de transport que comme merveilleux poste d’observation aux armées. Avec les effectifs actuels, dans des combats où le généralissime aura tant de peine à se renseigner sur les mouvements de l’ennemi et même à s’assurer que ses propres ordres sont bien transmis et fidèlement exécutés, la navigation aérienne rendrait d’immenses services : c’est ce qui explique la sollicitude avec laquelle les États suivent et provoquent son développement. Puisse notre pays, véritable berceau de l’Aéronautique, être le premier à créer d’aussi précieux auxiliaires pour les luttes futures.
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- AUTOMOBILISME
- I
- HISTORIQUE
- PAR
- M. E. JPÉiFilONOTSr
- Depuis longtemps on a cherché à faire circuler sur nos routes des voitures munies de moteurs mécaniques plus rapides, plus économiques et plus puissantes que les voitures à chevaux.
- M. de Brandner, membre de Y Automobile Club Belge, vient de faire paraître à Bruxelles une revue rétrospective des voitures automobiles de 1822 à 1835 dans laquelle il résume tous les documents historiques que nous possédons sur cette intéressante période, pendant laquelle est née en Angleterre la locomotive sur routes. Il résulte de son étude que l’automobilisme n’a pu se développer que lorsque les progrès de la mécanique ont permis d’utiliser les machines comme moteurs routiers.
- Ajoutons aussi que l’amélioration des routes a été une condition de leur succès, et qu’en Angleterre, si l’automobile ne semble pas se développer autant qu’on aurait pu le supposer dans ce pays, cela tient à la viabilité défectueuse. Les routes, excellentes près des grands centres,.deviennent moins praticables à mesure qu’on s’en éloigne.
- La voiture de Griffith de 1822 est l’une des premières qui aient circulé. Elle avait 2,50 m de long et marchait à raison de 5 à 11 km à l’heure. La direction était dans l’avant-train ; l’arrière recevait la machine.
- Les moteurs actuels à gaz ont peu d’analogie avec les engins que M. Gecil inventait en 1825, et qui sont décrits dans les Transactions de la Société Philosophique de^ Cambridge. Ces moteurs ne travaillaient pas sous l’influence de la pression due à l’explosion du gaz à haute température, mais par le vide qui se produisait dans les1 cylindres à la suite de chaque explosion.
- En 1828 (le 25 avril), M. 0. Pecqueur, chef des ateliers du
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- Conservatoire des Arts et Métiers, prenait un brevet pour un chariot à vapeur, auquel il. appliquait .pour la première fois le mouvement différentiel sur 'l’essieu moteur ; ce chariot avait des vitesses variables avec frein à vapeur, etc., etc. On voit que cet appareil présentait déjà de très nombreuses améliorations et perfectionnements.
- En 1828 paraît la machine Gurney, qui est une grande diligence à cinq roues avec chaudière et machine déjà très perfectionnée. Non seulement elle transportait des voyageurs, mais elle pouvait aussi servir de remorqueur.
- Citons enfin les voitures de Hancok. Une Société s’était montée à Londres pour l’exploitation de divers services de transport au moyen de ces voitures. Les machines étaient construites par les célèbres Ingénieurs MM. Mauddlay fils etField, versl830. La vitesse pouvait atteindre 120 km en douze heures, arrêts compris. Cette performance la rapprochait très sensiblement de ce que l’on obtient des voitures automobiles aujourd’hui.
- Après avoir passé sommairement en revue les travaux exécutés jadis sur les moteurs automobiles, il est utile de faire ressortir que si des changements ou améliorations se sont produits, ils résultent :
- 1° De l’amélioration des routes de toute nature dont le réseau s’est transformé d’une façon exceptionnelle depuis cinquante ans;
- 2° Des progrès accomplis dans la construction des moteurs qui rendent ces appareils plus légers, beaucoup plus maniables et s’adaptant mieux à la propulsion des voitures automobiles ;
- 3° Enfin, au développement prodigieux de la bicyclette qui a donné à beaucoup de gens le désir d’utiliser un engin mécanique pour se transporter. Il y a lieu de remarquer combien la bicyclette est un instrument merveilleux, puisque, avec un poids réduit de 12 ou 14 kg, on arrive à parcourir sans arrêt et avec une vitesse qui peut atteindre une trentaine de kilomètres à l’heure, des distances considérables. Nous ne pensons pas qu’on puisse rencontrer une autre solution aussi élégante et aussi parfaite.
- La fabrication des vélocipèdes a bientôt amené celle des automobiles et des motocycles. De grands ateliers se sont constitués pour mener ces travauxàbonne fin, et plusieurs de nos Collègues sont à la tête du mouvement toujours progressif de cette nouvelle industrie. Parmi eux il convient de citer: MM. Abadie, de Dion, Diligeon, Jeantaud, Panhard, Peugeot, Pozzy, Quenay, etc.
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- Dans cette nomenclature il ne faut pas oublier M. Levassor, ancien Membre du Comité de notre Société, qu’on a appelé « le Père de l’automobilisme », et dont le nom restera toujours attaché aux premières manifestations de cette industrie.
- Pour résumer ces observations, notons que les véhicules destinés à rouler sur routes n’existaient pour ainsi dire pas au moment où la Société a été créée, et qu’actuellement l’industrie automobile est très florissante, que tous les jours s’ouvrent de-nouveaux ateliers qui ont peine à suffire aux demandes qui leur sont faites.
- Pour encourager l’industrie nouvelle, Y Automobile Club de France a organisé des épreuves destinées à établir les meilleures performances des automobiles.
- Nous devons citer les courses de vitesse de :
- Paris-Bordeaux-Paris ;
- Paris-Marseille-Paris ;
- Le concours des poids lourds.
- Prochainement doit s’ouvrir le concours de fiacres.
- Il est superflu d’entrer dans de longs détails relativement à ces diverses épreuves, qui ont été très complètement décrites dans de remarquables rapports. Nous pouvons seulement indiquer que la vitesse entre Paris et Bordeaux a été de 24 km environ à l’heure pour certains concurrents. Elle avait un peu augmenté pour Paris-Marseille, malgré un temps épouvantable qui a beaucoup retardé certaines parties du parcours. La vitesse moyenne a été de 26 km pour les plus rapides, et il est remarquable que, à côté des vitesses maxima que nous venons d’indiquer, plusieurs concurrents aient eu de bonnes vitesses moyennes et ont été remarquables par leur grande régularité de marche.
- Le concours des poids lourds avait un tout autre but que les précédentes épreuves. Il tendait à montrer quelles étaient les meilleures performances, les vitesses les plus convenables à appliquer à des transports lourds industriels.
- Le programme applicable à des transports de* voyageurs ou de marchandises était assez compliqué. Les épreuves devaient durer six jours et se faire sur trois parcours : 41,50 km, 46,50 km et 66,50 km. Au total, 154 km.
- Sept voitures ont satisfait aux programmes du Concours, et l’on trouve, à ce sujet, tous les renseignements utiles dans le rapport officiel qui a été publié dans le Bulletin de la Société, en décembre 1897.
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- En terminant, nous indiquerons les principales communications qui ont été faites à la Société des Ingénieurs Civils sur la question des automobiles ou des industries qui s’y rattachent.
- En 1879 et en 1882, notes de M. Le Cordier sur les Voitures à vapeur Bottée;
- En 1894 et 1895, Comptes rendus faits par M. G. Collin du Concours organisé par le Petit Journal en 1894 et de la course Paris-Bordeaux organisée en 1895 par VAutomobile Club de France ;
- En 1896, communication de M. A. Michelin sur Y Application des pneumatiques aux véhicules avec ou sans chevaux ;
- En 1897, communication de M. Lucien Périssé sur les Voitures automobiles lourdes;
- Enfin, communication par M. Jeantaud du très remarquable Rapport de la Commission sur le Concours des poids lourds organisé par VAutomobile Club de-France en août 1897. Ce rapport est signé de M. Forestier, Inspecteur Général des Ponts et Chaussées, et de M. G. de Chasseloup-Laubat, Secrétaire de la Commission, Membre de notre Société.
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- Il
- L7 INDU STRIE AUTO MOBILE EN 1897
- l'A R
- M:. Lucien PÉRISSE
- L’Industrie de la locomotion sur routes au moyen de voitures qui empruntent leur énergie à des moteurs mécaniques est entrée en 1897 dans une période nouvelle ; sortie des hésitations du début, des tâtonnements sur les détails, elle est actuellement fixée sur les mérites respectifs des divers modes de traction, et dans chacune de ces catégories, elle a résolu le problème d’une façon pratique. Ceci n’indique pas cependant que cette industrie n’ait plus de progrès à faire, nous allons faire connaître pour chaque classe de véhicules, les avantages et les inconvénients et l’on verra que ces derniers pourront être encore réduits dans une proportion assez grande.
- Quoi qu’il en soit, il convient de noter ici que l’industrie des Automobiles sur routes a montré qu’elle était actuellement suffisamment outillée, et que les constructeurs avaient acquis une expérience assez grande pour affronter la réalisation de tous les types de véhicules mécaniques qui peuvent circuler sur les routes. Une première classification qu’on peut adopter est basée sur la nature, le poids et la vitesse des véhicules automobiles.
- I. — CLASSIFICATION DES VÉHICULES.
- Les véhicules automobiles comprennent les catégories suivantes :
- 1° Les Motocycles, c’est-à-dire les bicyclettes, les tricycles ou les quadricycles qui sont mus par des moteurs et dont le poids n’excède pas 100 à 150 kg ; parmi eux, les tricycles de Dion-Bouton sont les plus connus parce que leur excellente construction en fait un des instruments de transportée luxe des plus pratiques. La vitesse des motocycles peut être considérable; dans diverses épreuves elle a été tout à fait de pair avec celle des grandes voitures ; dans les courses la vitesse moyenne des motocycles peut atteindre 30km à l’heure.
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- 2° Les Voiturettes dont le nom indique déjà la nature ; ce sont des véhicules souvent analogues mécaniquement aux motocycles, mais dont le confortable est déjà plus grand. Ils sont intermédiaires entre lemotocycle et la voiture ; leur poids peut atteindre 4 à 500%. Ces véhicules offrent en général deux places, soit en tandem, soit l’une à coté de l’autre ; la voiturette Bollée est l’une des plus connues, elle a montré à plusieurs reprises qu’elle pouvait soutenir le train et même gagner d’assez longues épreuves de vitesse. Tout dernièrement, une de ces voiturettes a effectué un parcours de 100 km à la vitesse de 53 km à l’heure.
- 3° Les Voitures de Course dont le poids est aussi réduit que possible, puisque les dernières voitures Panhard et Levassor construites spécialement pour ce service, ne dépassent pas 700 kg. Tous les jours des progrès importants sont réalisés, ils portent surtout sur l’augmentation de puissance des moteurs, sur la réduction du poids et sur l’augmentation des vitesses ; celles-ci peuvent être presque comparables à celles de certains trains de chemins de fer ; les vitesses moyennes relevées pour la dernière course atteignent 30 et 35 km à l’heure ; elles correspondent à des vitesses maxima de plus de 50 km à l’heure. Il faut pour ces voitures une résistance des organes mécaniques, des dispositifs de direction et de suspension tout à fait remarquables.
- 4° Les voitures de Tourisme ou de Promenade qui peuvent transporter de 2 à 8 voyageurs, et qui varient à l’infini, tant par le mécanisme moteur que par la disposition des organes accessoires, de la caisse, etc. En général, ces voitures sont mues par des moteurs de 4 à 8 ch, et elles sont calculées pour des vitesses variant de 5 km (démarrage) à 25 km à l’heure en palier ; leur poids est très variable, parce qu’il dépend d’un grand nombre de facteurs, notamment du. confortable du véhicule, de la force du moteur, de l’approvisionnement, etc. (1).
- 5° Les voitures automobiles destinées au Transport en commun des Voyageurs, comprenant des véhicules pouvant transporter au moins 10 voyageurs avec bagages, soit une charge utile minimum de 1 t ; la force du moteur varie entre 12 et 25 ch; le poids des véhicules de cette catégorie présentés au Concours des Poids Lourds (en ordre de marche) a été de 5 t
- (1) Voir Bulletins de la Société des ingénieurs Civils (août 1894 et septembre 1895). — Communication deM. G. Collin, Concours de 1894, Course Paris-Bordeaux, 4895.
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- environ pour les voitures à vapeur, et de 2,5 t pour les voitures à essence. Les vitesses moyennes varient de 10 à 14 km à l’heure (1).
- 6° Les Trains à Voyageurs comprenant un véhicule mécanique (tracteur simple ou tracteur porteur) qui remorque une ou plusieurs voitures.
- Le Train Scotte qui représente une charge utile de 2 500 kg pèse au total 9 500 kg, sa vitesse moyenne sur les parcours difficiles du concours de Versailles, a été de 10,5 km à l’heure.
- On peut faire rentrer dans cette catégorie les véhicules à bogie moteur, tels que le break de Dion-Bouton.dit «Pauline», qui a concouru en 1897 ; il comprend un essieu directeur, un essieu moteur et un essieu porteur ; le poids total est de 9,9 $ représentant 2 500 kg de charge utile ; la vitesse moyenne a été de 10,8 km à l’heure pendant le concours des Poids Lourds.
- 7° Véhicules automobiles pour le Transport des Marchandises ; dans cette catégorie, deux types principaux de véhicules.
- A. — Les Voitures de Livraison qui sont en général destinées à transporter de 500 à 1 000 kg de charge utile, les vitesses ne-dépassant pas une moyenne de 15 km à l’heure.
- B. — Les Camions automobiles, véhicules qui, pour un poids mort moindre, transportent une charge dépassant 1 000 kg.
- La plupart des grandes maisons de construction fabriquent des . voitures de livraison et des camions automobiles avec leur type courant de mécanismes. Il convient de citer ici le camion de Diétrich avec moteur A. Bollée de 6 1/2 ch, qui a transporté lors du concours des poids lourds une charge utile del 200 kg a la vitesse moyenne de 9 km à l’heure ; son poids total étant de 2 500 kg seulement.
- 8° Trains à Marchandises, comme pour le train à voyageurs, ces véhicules comprennent une voiture automobile remorquant des camions ordinaires. La voiture automotrice peut être elle-même porteuse, c’est-à-dire. qu’une partie de la charge utile est utilisée pour l’adhérence (trains Scotte, tracteur de Dion-Bouton) ou bien c’est une véritable locomotive (tracteur Le Blant).
- Le train à marchandises Scotte qui a satisfait aux épreuves de
- (1) Voir Bulletins de la Société des Ingénieurs Civils de novembre et décembre 1897. — Communication de L. Périsse sur les Voitures Lourdes. — Rapport de Y Automobile-Club de France, présenté par M. C. Jeantaud.
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- l’année dernière, pesait 7 500 kg en ordre de marche, il a transporté-en outre 4 200 kg de charge utile ; en moyenne, sa vitesse a été de 7 km à l’heure.
- II. — MOTEURS
- . Si nous envisageons maintenant les automobiles au point de vue des modes de traction, nous voyons que les moteurs empruntent leur énergie, soit à un générateur de vapeur (chaudière), soit à un appareil producteur d’un mélange explosif d’air et de vapeur d’essence de pétrole (carburateur), soit à une batterie emmagasinant la force à une source fixe (accumulateurs).
- Nous allons indiquer sommairement les avantages et les inconvénients de l’application de ces trois modes de traction.
- A. Vapeur. — Le générateur et le moteur à vapeur permettent des efforts qui peuvent varier dans une. assez large proportion grâce au grand volant de chaleur constitué par la masse de l’eau chaude sous pression ; ces moteurs sont, comme on dit, très élastiques, c’est-à-dire qu’ils fournissent avec une économie normale, des quantités de travail très différentes. Ils facilitent les-coups de collier. On ne leur reproche que d’être lourds, encombrants et malpropres en raison du combustible solide employé, car les autres inconvénients habituels aux moteurs à vapeur ont été supprimés dans une large mesure ; de plus, le générateur de vapeur demande un certain temps pour sa mise en pression et pour sa conduite, deux hommes sont en général indispensables.
- Les moteurs à vapeur sont toujours au moins à deux cylindres, pour faciliter les démarrages; plusieurs systèmes comportent des cylindres compound qui procurent une importante économie sans complication excessive des mécanismes.
- Les moteurs à vapeur sont appliqués principalement sur les voitures lourdes, destinées au transport des voyageurs en service public ou au transport des marchandises. Parmi les constructeurs de cette catégorie de véhicules, il convient de citer : MM. de Dion-Bouton, Le Blant, Serpollet, Société Scotte, Weid-kneiçht, etc.
- B. Essence de Pétrole. — Les moteurs employés dans les automobiles sont tous jusqu’à présent des moteurs à quatre temps à compression préalable. Leur mise en marche peut être faite
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- presque instantanément; la conduite en est simple et facile; le combustible s’emmagasine, se débite et se renouvelle sans, difficulté, les poids morts sont des plus réduits; le moteur est en général assez peu compliqué.
- D’autre part, la difficulté de régler la vitesse du moteur, sous peine de diminuer le rendement, nécessité des mécanismes de réduction et de changement de vitesses qui sont presque toujours complexes et présentent des résistances passives importantes; on reproche également au moteur à pétrole ses trépidations, son prix de revient relativement élevé, la mauvaise odeur qu’il laisse derrière lui et les dangers d’incendie en raison de la grande volatilité de l’essence.
- Dans les moteurs à pétrole, on emploie, soit l’allumage par tubes incandescents, soit l’allumage- par étincelle électrique, chaque système ayant ses avantages et ses inconvénients. Quant au carburateur, c’est un appareil à distillation ou à mélange ; dans ce dernier cas qui est le plus généralement adopté, l’essence est pulvérisée au contact de l’air. Onu employé beaucoup le moteur à un cylindre, mais actuellement presque tous les constructeurs ont adopté le moteur à deux cylindres disposés soit horizontalement, soit verticalement, soit dans une position angulaire. Le moteur à deux cylindres donne une bien plus grande régularité de marche, et la possibilité de produire une explosion par tour permet de diminuer le poids mort de certaines pièces. On a créé également des moteurs à trois et quatre cylindres.
- La voiture à essence de pétrole est la vraie voiture de tourisme ; c’est grâce à elle qu’on peut parcourir facilement 150 ou 200 km dans sa journée, c’est-à-dire traverser des contrées entières, communiquer entre des centres éloignés avec agrément et rapidité. Les constructeurs de ces sortes de voitures sont très nombreux ;' nous ne citerons que ceux dont les véhicules ont fait leurs preuves, notamment dans les courses : Audibert et Lavi-totte, Compagnie Générale des Automobiles, Compagnie des Automobiles M. L. B., Cambier,Delahaye, deDietrich-Bollée,Diligeon, Ducroizet, Compagnie Anglo-Française, L. Lefèvre, Maison Parisienne, Mors, Société des anciens établissements Panhard et Levassor, Société des Automobiles Peugeot, Popp et fils, G. Richard, Rochet-Schneider, etc., etc.
- C. Électricité. — Les moteurs électriques remplissent toutes les conditions voulues pour l’automobilisme; ils sont silencieux,
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- doux, suffisamment légers et élastiques, et ils ne dégagent aucune odeur. C’est le générateur d’énergie qui jusqu’à présent n’a pas atteint un développement suffisant pour rendre ce mode de traction pratique et économique. La nécessité d’un rechargement presque toujours long, ne permet pas de s’éloigner de l’usine génératrice d’énergie de plus de 30 à 50 km, car la capacité électrique des batteries ne dépasse pas un parcours total de 60 à 100 km.
- La voiture électrique doit donc rester intra-urbaine, c’est-à-dire circuler dans les villes où, grâce à de nombreux postes de rechargement, elle pourra transporter une batterie légère et ne pas la décharger complètement. Telle est la raison du développement qu’a pris cette catégorie de voitures aux États-Unis, où l’automobilisme ne s’exerce que dans les villes, en raison du manque de routes convenables entre elles.
- Le fiacre électrique a été adopté à New-York, Chicago, Londres, et 250 de ces voitures sont en construction à Paris pour le compte de la Compagnie Générale des Voitures.
- Jusqu’à présent, en France, les moteurs électriques n’ont pas été appliqués aux voitures omnibus, mais seulement à une voiture de livraison à titre d’essai.
- Parmi les constructeurs français qui ont étudié et réalisé ce genre de voitures, il convient de citer MM. Darracq, Jeantaud, Krieger, Mildé et Mondos, etc.
- III. — PRIX DE REVIENT
- Il ne nous reste qu’à dire un mot maintenant des prix de revient de la traction par automobiles.
- Jusqu’à présent peu dè chiffres basés sur des constatations suffisamment générales et prolongées ont été recueillis ; cependant les observations qui ont suivi la communication du Rapport des Poids Lourds à la Société des Ingénieurs Civils, ainsi que ce rapport lui-même, ont donné des indications précieuses sur le prix de revient des voitures de transport, que nous allons résumer très brièvement (1).
- Suivant la'nature du véhicule, Son poids mort, sa capacité utile, sa vitesse commerciale à l’heure, la puissance de son moteur, le Rapport de la commission des Poids Lourds indique que les prixde revi ent kilométriques à 1/3 de charge, varient :
- (1) Voir Bulletins de la Société dès Ingénieurs Civils de novembre et décembre 1897.
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- De 0,122 fk 0,067 /‘par voyageur avec bagages,
- Et de 0,087 / à 0,048 / par voyageur sans bagages.
- Pour le transport rapide des marchandises, on compte que le voyageur avec bagages équivaut à 100 kg de messageries.
- Lorsque les véhicules circulent à 2/3 de charge, les prix de revient kilométriques varient :
- De 0,064 / à 0,034 / par voyageur avec bagages,
- Et de 0,046 / à 0,025 / par voyageur sans bagages.
- À charge entière on obtient une variation :
- De 0,045 / à 0,023 / par voyageur avec bagages,
- Et de 0,032 fk 0,017 par voyageur sans bagages.
- En ce qui concerne les prix de transport des marchandises, ils varient pour la charge entière de 0,20 fk 0,23 / selon le coefficient d’utilisation par tonne kilométrique transportée.
- Avec la traction animale, on compte 0,10 fk 0,12 /pour le transport kilométrique du voyageur avec ou sans bagages par voitures publiques, et 0,30/pour le transport kilométrique d’une tonne de marchandises par roulage, sans faire intervenir les vitesses qui sont bien moins grandes dans le deuxième cas que dans, le premier.
- Signalons enfin que la lettre de M. Honoré (1), relative aux transports par les voitures automobiles de livraison des grands magasins du Louvre, indique que les expériences prolongées faites par les services techniques de ces importants établissements, ont conduit à constater une économie de 30 0/0, tant sur le capital à immobiliser que sur la dépense journalière, sans tenir compte de l’accélération du service. Celle-ci, à raison des arrêts, ne donne un bénéfice que d’un 1/5 à 1/6 par rapport à la traction par chevaux.
- L’économie qui résulte de l’emploi des automobiles de livraison, ajoute M. Honoré, ne sera nette que lorsqu’on aura organisé l’entretien et les grosses réparations dans des conditions normales, c’est-à-dire lorsque les constructeurs, moins débordés de commandes, pourront exécuter ces réparations rapidement de façon à ne pas troubler le service d’une façon anormale.
- Un générateur léger, chauffé aux combustibles liquides, apporterait une heureuse solution pour les voitures à vapeur.
- (1) Voir Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils de décembre 1897.
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- IV, — DESIDERATA DE L’AUTOMOBILISME
- Les desiderata de l’automobilisme sont nombreux. On peut formuler les principaux de la façon suivante :
- Un générateur léger, chauffé aux combustibles liquides, apporterait une heureuse solution pour les voitures à vapeur.
- Un moteur à pétrole rigoureusement équilibré, réglable en vitesse ou en consommation, ne donnant pas de trépidations, des transmissions à la fois simples et indéréglables, satisferaient les constructeurs de la deuxième catégorie, et le nombre énorme de brevets pris ces dernières années pour des moteurs à pétrole, est une preuve de la nécessité d’un type plus parfait que ceux qui existent actuellement. On devra rechercher un moteur et un mécanisme réduisant au minimum les dépenses de réparations d’entretien.
- Un accumulateur léger, puissant et durable, permettant un rechargement rapide ferait disparaître les principaux inconvénients inhérents au mode de traction électrique.
- Enfin, on est en droit de penser qu’un moteur rotatif léger, silencieux, élastique et puissant, utilisant une source d’énergie à bas prix, sera peut-être un jour la solution idéale de l’automobilisme.
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- CONSTRUCTIONS MÉCANIQUES
- ET
- MACHINES-OUTILS
- PAR
- MM. HONORÉ,^P. REGNARD et G. RICHARD
- Les sujets que, nous avons à examiner sous la dénomination de Constructions mécaniques et machines-outils sont extrêmement importants, nombreux et divers, car ils comprennent, outre les machines-outils, les mécanismes ordinairement compris sous la désignation de mécanique générale : ce sont les transmissions, engrenages, poulies, courroies, câbles, embrayages, puis les pompes, les appareils de levage, etc., dont l’énumération complète exigerait, à elle seule, quelques pages. Nous ne pouvons donc qu’à peine aborder notre programme, indiquer à grands traits l’état et la tendance actuels des questions qu’il comprend.
- Mécanismes fondamentaux. — Ce qui caractérise tout particulièrement les mécanismes fondamentaux de la mécanique générale, c’est qu’ils ont été, pour la plupart connus de haute antiquité. Il a existé de tout temps des arbres de transmission, des poulies, des engrenages, rudimentaires il est vrai, et il est intéressant de remarquer combien il a fallu peu de temps (une cinquantaine d’années) pour les porter, de l’état presque barbare où ils s’étaient maintenus pendant des siècles, à la perfection relative où nous les voyons aujourd’hui. La rapidité de cette transformation n’est pas due seulement à une' connaissance 'plus approfondie des principes dont l’application est nécessaire au bon fonctionnement de ces mécanismes, mais aussi à la possibilité d’appliquer ces principes, grâce aux progrès de la métallurgie et de la machine-outil, sans lesquels la fabrication industrielle de la plupart des mécanismes, même les plus usuels et en apparence les plus simples, 'serait absolument impossible. Au contraire, dès que surgit aujourd’hui la solution, même grossière, •d’un problème de mécanique appliquée de quelque intérêt, cette
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- solution est immédiatement l’objet d’études nombreuses, méthodiques, universelles, qui, bientôt, la développent et la perfectionnent avec une rapidité, une ingéniosité extrêmement remarquables ; témoins, Y automobilisme et la vélocipédie.
- Les transmissions électriques.— La rapidité du progrès actuel des mécanismes a donc sa principale explication en ce que toute conception rationnelle de leur perfectionnement trouve immédiatement à sa portée des moyens de réalisation infiniment plus précis et puissants qu’il y a une trentaine d’années : précis, parce que les machines-outils sont extrêmement perfectionnées, et puissants parce que la multiplicité des applications de ces mécanismes permet de consacrer à leur exécution des capitaux considérables, d’en organiser la fabrication en série rationnelle, économique, rapide, au moyen s’il le faut, de machines-outils étudiées spécialement pour cette fabrication.
- On voit que le progrès, ici comme presque partout, dépend de circonstances' nombreuses et des plus diverses. Il ne suffit pas qu’une invention soit logique et bien étudiée ; il faut, en outre, pour réussir, qu’elle se produise dans un milieu favorable à son développement, en un mot, qu’elle vienne en son temps. Il n’y a donc pas lieu de s’étonner de voir non seulement figurées dans les anciens brevets, mais exécutées dans d’anciennes paachines — dans les appareils de grosse horlogerie, notamment — un grand nombre de mécanismes considérés en général comme tout à fait modernes.
- D’autre part il résulte, de cette complexité des éléments du progrès des mécanismes, une extrême difficulté de faire à chacun sa part équitable dans l’histoire de ce progrès; celle du génie qui découvre, de l’habileté qui exécute, de la persévérance qui ne se décourage pas devant les insuccès du début. Cette détermination est particulièrement délicate dans l’histoire des mécanismes, parce que leurs perfectionnements se sont développés, en général, simultanément dans les divers pays industriels, et presque toujours graduellement, sans même l’intervention d’inventions bien définies et de grande importance. A peine peut-on objecter à cette règle quelques exceptions comme, par exemple, l’invention des câbles télodynamiques de Hirn.
- Enseignement de la mécanique. — L’un des facteurs les plus actifs du perfectionnement et du développement des machines en général, et en particulier des mécanismes, a été leur étude scien-
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- tifique, générale et rationnelle ou, comme on le dit souvent, l’établissement de leur théorie. Cette étude, que quelques praticiens dédaignaient autrefois comme d’un ordre trop abstrait et spéculatif, est au contraire, en soi, ce qu’il y a de plus pratique au monde, parce qu’elle est seule capable de fournir les règles à la fois les plus générales et les plus précises pour rétablissement des machines. Il suffit de rappeler, entre autres, la théorie des engrenages, sans laquelle leur construction serait encore incertaine et défectueuse, par l’impossibilité de définir, sans le secours de la géométrie, le profil rationnel des dents d’une façon suffisamment exacte et générale. Cette incontestable utilité d’un enseignement scientifique de la mécanique appliquée n’est plus mise en doute aujourd’hui, mais il n’en a pas toujours été ainsi, et c’est incontestablement l’une des gloires de notre pays que d’avoir fondé cet enseignement sur des bases en apparence inébranlables, et d’être resté longtemps, et de beaucoup, à sa tête.
- Les services rendus à la mécanique par les grandes écoles françaises, qui servirent dé modèle à presque toutes celles des autres pays, par notre Institution des Ingénieurs Civils et d’autres analogues, par nos savants'et nos ingénieurs, dont les ouvrages' techniques font encore partout autorité, ces services ont été véritablement inestimables et assurent à la France un rang éminent parmi les nations qui ont le plus contribué au progrès des arts mécaniques. Longtemps notre pays a été, dans le monde entier, à la tête de renseignement technique supérieur; il l’est peut-être encore par la science et le dévouement de nos maîtres^; mais il ne l’est certainement plus par les ressources matérielles mises à leur disposition. Il est malheureusement incontestable que nos plus grands établissements d’instruction technique sont actuellement, sous ce rapport, dans un état d’infériorité lamentable; -
- Il y a là, pour la mécanique française, un véritable danger, une cause d’infériorité, dont les effets commencent à se faire sentir, et à laquelle il faut remédier au plus tôt. Rien ne peut, en effet, remplacer cette supériorité de Renseignement technique ; bien qu’il ne soit pas le seul facteur du progrès dans les arts mécaniques, il leur est indispensable. Si renseignement technique baisse, tout baisse avec lui ; l’invention même, faute d’un guide éclairé et d’un appui sincère, se stérilise et, petit à petit, l’on se trouve insensiblement débordé par les progrès de l’étranger ; on prend l’habitude de lui abandonner, sinon la recherche, du-moins la mise
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- en œuvre des inventions nouvelles, dont nous ne profitons ainsi •qu’après lui, et dans des conditions notablement inférieures.
- Notre Société des Ingénieurs Civils, forte des services rendus, de là compétence et du nombre de ses membres, a toute autorité pour exercer, en faveur d’une renaissance de notre enseignement technique, une puissante influence; c’est le desideratum peut-être le plus urgent de notre industrie mécanique, et nous avons cru bien faire en le rappelant par quelques mots dans cette courte notice.
- Nous n’insisterons guère sur les progrès généraux à prévoir dans les mécanismes de transmissions, etc. ; ils sont connus de tous et peuvent se résumer en un emploi de matériaux (bronze, aciers forgés et coulés) de plus en plus sûrs et de mieux en mieux adaptés à leur rôle, en un ajustage déplus en plus exact, un montage de plus en plus précis, permettant, en y ajoutant un graissage à l’huile minérale abondant et forcé, d’aborder, sans crainte de chocs ni de fatigue excessive, des vitesses de plus en plus élevées, avec des organes à la fois plus légers, plus robustes et d’un meilleur rendement. Mais, tout récemment, un nouvel agent, Vélectricité, est venu s’adjoindre, dans les ateliers, aux mécanismes anciens, qu’elle complète de la façon souvent la plus commode et la plus économique. C’est un élément de simplification incomparable, parce qu’il permet de transmettre la puissance d’un point central à un point quelconque, fixe ou mobile, de l’atelier, sans tenir compte ni de la distance ni des obstacles qui séparent ces points ; d’étendre, par conséquent presque indéfiniment l’atelier, et d’y disposer les différentes machines sans autre souci que celui de leur meilleure situation pour le travail à exécuter par chacune d’elles, isolément ou dans une série d’opérations. De là aussi une augmentation de sécurité par la suppression de transmissions encombrantes et dangereuses, et une économie résultant de ce que chaque moteur électrique ne dépense qu’en raison de son travail utile. L’étude toute actuelle de cette question a été, dans notre Société, l’objet de travaux des plus intéressants (1). Il suffit de les parcourir pour se convaincre que T électricité joue dans les ateliers, comme agent de distribution de l’énergie, un rôle déjà très important et destiné à devenir bientôt beaucoup plus considérable encore.
- Unifications des mécanismes. — Nous signalons encore, avant de passer aux pompes et appareils de levage, la tendance, univer-
- (1) Travaux de MM. de Bovet, Hillairet, Buron et Lencauchez. Bulletins de mai 1891 et décembre 1894.
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- selle aujourd’hui, à l’uniformisation ou l’unification des mécanismes les plus fréquemment usités, comme, par exemple, les filetages et les engrenages. Il est probable,qu’après la conversion •de l’Angleterre et des États-Unis au système métrique, l’usage du filetage français, élaboré par la Société d’encouragement pour l’Industrie nationale, deviendra universel, et que, d’autre part, l’on adoptera bientôt partout, pour les engrenages de la mécanique courante, un système uniforme et interchangeable établi sur le principe du pas diamétral des Américains. Ces unifications sont des plus pratiques ; elles ne feront que se répandre et se multiplier, à mesure que l’activité des relations entre tous les pays de la terre imposera de plus en plus, comme absolument nécessaire, l’interchangeabilité des mécanismes élémentaires qui figurent dans toutes les machines.
- Roulements sur billes. — Les progrès de la machine-outil ont aujourd’hui rendu cette interchangeabilité des plus faciles à réaliser, de même qu’elle a permis de généraliser l’emploi de mécanismes considérés autrefois comme exceptionnels en raison de leur difficulté, d’exécution. Tel est, par exemple, le cas des roulements sur billes qui, imposés pour les vélocipèdes, ont pris un développement assez grand pour entraîner une fabrication nouvelle absolument exacte et industrielle des billes. Les propriétés des roulements sur billes et galets sont connus de tout temps, et c’est néanmoins depuis quelques années seulement qu’ils sont entrés dans la pratique universelle, grâce à deux circonstances, qui n’ont, on le voit, rien à faire avec la théorie de ces mécanismes : la création d’une machine extrêmement répandue, et utilisant ces mécanismes en quantités énormes ; la création de machines-outils permettant de satisfaire à cette demande, par des procédés spéciaux sans doute, mais que l’on n’a pu mettre en oeuvre que grâce au progrès général de la machine-outil.
- Pompes. — Les pompes ont été, sous la forme de machines d’épuisement pour les mines, l’occasion des premières grandes •applications de la vapeur, et cela par un Cycle particulier de fonctionnement, celui des machines de Cornouailles, dont l’économie n’a pas été dépassée, et qui est encore très en faveur aujourd’hui; De nos jours encore, les grandes pompes à double ou triple expansion employées pour les distributions d’eau des villes donnent des résultats les plus économiques : jusqu’à ne dépenser que
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- 5,5 kg de vapeur par cheval heure indiqué, et 6 kg par cheval effectif en eau montée, pour des machines de 500 à 600 ch à triple expansion, avec chaudières timbrées à 13 kg. Il est probable que cette économie pourra bientôt, par l’application de la surchauffe et de la quadruple expansion, aller jusqu’à 4 kg"de vapeur par cheval indiqué. Il s’est manifesté dans ces derniers temps, pour ces machines, en dehors de l’augmentation des pressions et de la multiplication des détentes, communes à tous les moteurs à vapeur de grande puissance, deux faits importants: 1° l’emploi de plus en plus fréquent de machines à cylindres verticaux au lieu du type classique à cylindres horizontaux, plus encombrant, d’une plus grande usure et d’un rendement organique moins élevé : cette tendance s’est manifestée principalement aux États-Unis, dans des installations extrêmement remarquables ; 2° l’emploi, étendu à des puissances de plus en plus élevées, des pompes à action directe et sans volant, réservées autrefois aux faibles puissances. Ces pompes peuvent, grâce à l’emploi de compensateurs très ingénieux, utiliser les grandes détentes à double et triple expansions, marcher avec une dépense d’enviren 7 kg de vapeur par cheval indiqué et un rendement organique très élevé (0,90' à 0,95). Moins encombrantes, plus énergiques et moins coûteuses que les types à volant, elles se prêtent mieux aux grandes variations de vitesse et de débit. La vitesse de leurs plongeurs, n’est pas forcément variée comme avec les pompes à volant, mais presque uniforme. C’est aussi aux États-Unis que ces pompes ont pris un développement exceptionnel et leur histoire est des plus-intéressantes comme exemple d’ingéniosité et de persévérance. Ces pompes à action directe peuvent être actionnées non seulement par la vapeur, mais aussi par de l’eau sous pression, condition tout indiquée, par exemple, pour l’épuisement de certaines-mines : cette application se répand dé'plus en plus et a été l’objet de récentes études très ingénieuses en France et à l’étranger (1).
- Les pompes centrifuges ont été, de la part de quelques inventeurs et constructeurs français, l’objet de nombreuses études théoriques, de perfectionnements ingénieux, et d’applications-très importantes (2), principalement pour les irrigations, drainages, service des docks, partout où il faut élever de grands-volumes sous de faibles charges, mais sans ' que l’on y trouve aucune nouveauté de principe. Je ne signalerai, dans cet ordre
- (J) Roux, Kazélowsky, etc.
- (Ü5) Pompes du Khatatbech (Farcot), Bulletin de novembre 1886.
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- d’idées, que les tentatives récentes faites pour appliquer les pompes centrifuges aux refoulements élevés (jusqu’à 60 m avec deux pompes en cascade) en les faisant marcher à des vitesses considérables : 2 500 à 3 000 tours par minute, essais dont le succès ouvrirait aux pompes centrifuges un nouveau champ d’application pour le service des incendies.
- Appareils de levage.—Les appareils de levage n’existaient guère, il y a une soixantaine d’années, qu’à un état presque rudimentaire comparativement à l’importance et à la perfection qu’ils ont acquises aujourd’hui, et cela bien que l’on en connût depuis un temps presque immémorial les types fondamentaux. 'Presque tous fonctionnaient à bras ; de là, pour la manipulation de fardeaux exceptionnellement lourds ou délicats, la nécessité de recourir à des ensembles d’opérations extrêmement compliqués et hasardeux comme, par exemple, ceux employés pour la pose de l’obélisque de la place de la Concorde. Dans les ports, les grosses manœuvres s’effectuaient à l’aide de cabestans et autres appareils à bras encombrants, dangereux, très lents, et où l’homme s’épuisait, en des travaux que la moindre machine motrice accomplit aujourd’hui infiniment plus vite, à des frais incomparablement moindres, et avec une sécurité absolue. Les grues à vapeur ou à transmission hydraulique ont permis d’augmenter, énormément l’activité des ports et des entrepôts. L’accumulateur, sans lequel les transmissions hydrauliques seraient impraticables, a, dans ce domaine si important, rendu des services inappréciables, et l’électricité elle-même, aura, malgré'son extrême souplesse, grand’peine à l’y supplanter, tant la manœuvre hydraulique présente de sécurité pour le maniement des fardeaux. Pour les grands appareils, comme les bigues de 100 et 150 t, le mécanisme hydraulique, réduit à un cylindre suspendu agissant directement sur la charge, parait présenter à la fois le maximum de sécurité, de simplicité et d’économie.
- Transbordeurs. — A côté des appareils de levage usuels et connus de tous temps, qui agissent d’une façon discontinue, l’on a vu se développer, dans ces derniers temps, et avec une grande rapidité, les appareils continus, plus ou moins dérivés des anciennes norias, pompes à cordes, etc., et dont l’application en grand au transport et au levage des matières fragmentaires ou des unités successives date à peu près de la création des éléva-
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- teurs cle grains(1). De là, sons les noms les plus divers: transbordeurs, convoyeurs, etc., et avec les moyens les plus variés:, chaînes, godets, plaquettes, vis, air comprimé, tubes oscillants, ou même simple courroie, cês appareils se sont étendus et diversifiés à l’infini, s’adaptant aux services les plus différents : hauts fourneaux, magasins, batteries de chaudières, chantiers, et jusqu’au transport des hommes, application nouvelle, où ils réussissent parfaitement (plate-forme de l’exposition de Chicago, escaliers mobiles de Reno et des magasins du Louvre, etc.). Nous citerons encore, dans ce même ordre d’idées, les transporteurs à câbles, ou cableways, dont nous possédons de beaux échantillons en France, et qui se sont extrêmement répandus aux États-Unis pour l’exploitation des carrières et des forêts, ainsi que dans les chantiers de construction (2) ; puis enfin, à l’extrémité de cette échelle, les transporteurs pour petits paquets et monnaie, si répandus aux États-Unis sous le nom de Cash Carriers, principalement dans les magasins de nouveautés, dont ils accélèrent et simplifient le service ; tous appareils nés des nécessités mêmes auxquelles ils répondent, et qui n’existaient pas il y a quelques années. Dans l’art du mécanicien, comme parfois dans la nature, la fonction crée l’organe, et réciproquement.
- Les dimensions et la puissance des appareils de levage se sont singulièrement augmentés dans ces dernières années avec la puissance même des outillages qu’ils desservent. Dans les forges, on. rencontre fréquemment des ponts roulants de 100 et 150 t. Parfois c’est l’étendue qui frappe : 60 et 80 m de portée; le montage du pont Alexandre III se fera au moyen d’une sorte de passerelle mobile, ayant pour portée la largeur de la Seine. Dans d’autres-cas, c’est la mobilité, la hardiesse qui émerveillent, et aussi l’ingénieuse adaptation aux situations les plus invraisemblables, comme dans l’admirable appareil imaginé par M. Guyenet pour le montage de la tour Eiffel, et dans ces Derricks, imités des grues de mâtures, dont les Américains font un si remarquable emploi pour leurs travaux de maçonnerie, de terrassemeut, d’exploitation de carrières et pour la construction de leurs maisons d’acier.. Ces monuments énormes, qui ne sont guère que des ruches à1 bureaux ou des hôtels et non des habitations de famille, ont, d’autre part, révolutionné la pratique des ascenseurs qui,; là-bas, ne ressemblent en rien à nos appareils petits et craintifs, à marche;
- (1) On en a, dès 1865, une belle application dans les dragues du canal de Suez.
- (2) Chaînes flottantes de M. Brüll. Bulletins de 1878 et 1883.
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- lente, et, en somme, pas plus sûrs que les ascenseurs américains qui, nuit et jour, transportent à des vitesses de 2 à 3 m par seconde des milliers de personnes. Il y a là toute une machinerie des plus intéressantes, presque inconnue chez nous, et sans laquelle les hautes maisons américaines seraient inhabitables.
- Machines-outils. — Les causes du progrès que nous venons de signaler dans l’ensemble de la mécanique générale sont multiples, d’ordre autant économique et social que scientifique et industriel : il serait, comme nous l’avons dit au commencement de cette notice, difficile de les analyser et d’attribuer à chacune d’elles sa juste part; mais on peut, sans, crainte de se tromper, affirmer que,, sans un développement et un perfectionnement parallèle de la machine-outil, ce prodigieux épanouissement des arts mécaniques eût été absolument impossible. Sans la, machine-outil, il faudrait, en effet, se résigner à construire chaque mécanisme presque entièrement à nouveau, de toutes pièces, comme un objet d’art, d’une façon plus ou moins heureuse selon l’habileté de l’artiste, et avec la presque impossibilité de produire des formes rigoureusement géométriques ; c’était bien ainsi, d’ailleurs, que se faisaient la plupart des machines, il y a une cinquantaine d’années.
- Pendant ces cinquante dernières années, la machine-outil s’est admirablement développée vers la puissance et la précision de son travail, obtenues au moyen d’une spécialisation qui a permis d’en rendre le fonctionnement presque automatique.
- Du côté de la puissance, c’est principalement aux exigences de la marine et de l’artillerie que l’on doit la création de ces machines-outils gigantesques et forcément spéciales : laminoirs à blindages, tours à canons, et l’outillage nécessaire pour l’exécution de moteurs de 20 et 30 000 ch. Du côté de la précision, c’est principalement à la nécessité de l’interchangeabilité pour les pièces de mécanismes exécutées et répandues partout en très grand -nombre que l’on doit le progrès excessivement remarquable de la machine-outil moderne (armurerie, machines à coudre, métiers, horlogerie, vélocipédie...).,
- Spécialisation, automatisme. — Dans ce genre de fabrication, il faut, une fois le type de la machine à construire bien arrêté/ le fabriquer vite et à bon marché ; et l’on est ainsi conduit à créer des outillages spéciaux en vue de la fabrication en séries,
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- non seulement des machines elles-mêmes, mais de la plupart de leurs pièces, par un procédé presque entièrement automatique, reproduisant, par conséquent, toujours identiquement le même modèle, avec une précision pratiquement illimitée.
- Cette spécialisation est la principale caractéristique, comme la marque de la machine-outil moderne, elle est aussi celle de l’industrie contemporaine et, quoi que l’on en pense au point de vue philosophique et social, il faut s’y résigner comme à un fait inévitable temporairement et sans doute pour longtemps.
- Mais il ne suffit pas de spécialiser une machine-outil, il faut qu’elle travaille vite et exactement, et ce résultat est acquis non seulement par des combinaisons cinématiques faisant suivre automatiquement à l’outil la forme à reproduire, mais par une adaptation particulière de l’outil lui-même à la poursuite de cette forme. Parmi les outils les mieux adaptés à cet automatisme à la fois souple et rigoureux, l’un des plus universellement applicable est la fraise, principalement la fraise dite de forme, connue depuis longtemps, pratiquée par Vaucanson, et dont l’usage a pris tout récemment un prodigieux développement, non seulement comme outil exact, de précision et de finissage, mais aussi comme outil de force et de vitesse. Il est facile de comprendre pourquoi la fraise est, en général, plus énergique que les autres outils ; son action est continue, et chacune de ses dents, qui ne. fait que passer un instant dans la coupe au lieu d’y rester constamment plongée, comme l’outil du tour ou de la perceuse, s’échauffe, à puissance égale, beaucoup moins. D’autre part, sa taille à la forme voulue lui permet de découper d’un coup, avec une précision absolue, le profil de sa génératrice. Mais tout cela n’est pratique qu’à la condition de pouvoir tailler et affûter exactement ces fraises, après la trempe bien entendu, et il a fallu, pour résoudre pratiquement ce problème, dont dépendait l’emploi véritablement universel de la fraise, vaincre de grosses difficultés : un mécanicien français, M. Kreutzberger, a sa belle page dans l’histoire de ce grand progrès de la machine-outil.
- C’est grâce à l’emploi d’un outil également nouveau, la meule à émeri, que l’on est parvenu à rendre véritablement pratique l’affûtage de la fraise, et beaucoup plus précis et rapide celui des autres outils: forets, alésoirs... à l’aide de machines dont quelques-unes, encore peu connues chez nous, rendent absolument mathématique. l’affûtage souvent arbitraire et grossier des outils de tour. Puis, le rôle de cette meule, qui n’est en somme qu’une
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- fraise de puissance abrasive presque illimitée, s’est lui-même singulièrement étendu, passant de l’ébarbage et du dégrossissage au finissage et au dressage absolument précis des pièces trempées, ce qui permet de réaliser des axes et des articulations indéformables et presque mathématiquement exacts, ou dont on peut régler rigoureusement les jeux si l’on juge utile d’en introduire. C’est là un résultat nouveau d’une très grande portée.
- Un autre moyen d’obtenir la fabrication rapide des pièces interchangeables consiste dans leur exécution, sur une même machine, par une suite d’outils dont la succession et le travail sont automatiquement réglés depuis l’attaque jusqu’au finissage de la pièce. L’une de ces machines, des plus répandues, est le tour à revolver, dont la plupart des machines à vis ne sont que des variétés, et qui, longtemps limité au travail des petites pièces, s’étend de plus en plus à celui des grosses barres.
- Dans le même ordre d’idées, quand il s’agit d’exécuter, sur une très grosse pièce, un grand nombre de fois le même travail, on groupe autour de cette pièce un nombre d’outils suffisant pour effectuer ces travaux rapidement et sans la déplacer Comme exemple de ce genre d’appareils, on peut citer notamment les perceuses pour chaudières assemblées et les alésoirs fraiseurs multiples, ou universels, qui permettent d’exécuter successivement l’alésage, le perçage et le fraisage des différentes parties d’une pièce sans la déranger du banc de la machine, c’est-à-dire en diminuant les frais et risques de sa manipulation et surtout en assurant l’exactitude des axes et des plans. Enfin, lorsque la pièce à travailler est d’un déplacement par trop difficile, on peut avoir recours aux machines-outils mobiles : perceuses, riveuses..., actionnées à la corde, par l’hydraulique, l’air comprimé ou par l’électricité, et combinées de manière à pouvoir exécuter leurs travaux sur toutes les parties de la pièce.
- On voit, par ce dernier exemple, que la machine-outil a su, afin de mener à bien son oeuvre de travail rapide et précis, employer toutes les ressources dont dispose aujourd’hui le mécanicien pour le transport et la distribution de l’énergie. Dans cette application, c’est la transmission hydraulique qui domine encore aujourd’hui : elle a véritablement révolutionné certains travaux, comme ceux du rivetage, de l’emboutissage et du forgeage, qu’elle opère, grâce aux presses hydrauliques, avec infiniment plus de précision, de rapidité et de puissance que le marteau-pilon. Il semble-.que, pour ces grandes puissances, la transmission hydrau-
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- lique ne puisse guère craindre de rivale; mais il n’en est pas de même pour les machines-outils de petite et moyenne importance. Sans parler de l’air comprimé, fréquemment employé aux États-Unis, l’électricité paraît devoir bientôt l’emporter définitivement, autant par sa souplesse et son extrême commodité, que par son économie. Nous n’insisterons pas davantage sur ce point, dont nous avons déjà signalé l’importance générale.
- Accord entre l’atelier et le bureau des études. — Mais, il ne suffit pas, pour exécuter de la construction mécanique dans de bonnes conditions, de disposer de machines-outils excellentes, il faut aussi savoir les faire travailler, c’est-à-dire organiser l’atelier de manière à tirer de ces machines le meilleur rendement. Il faut, notamment, pourvoir ces machines de ce que l’on appelle un outillage (jauges, calibres, accessoires divers, adaptés à chaque travail spécial), puis les doubler d’un service de réception et de vérification des pièces, contrôlant, à chaque instant, l’exactitude de leur fabrication, ne les laissant arriver à l’ajustage et au montage que certain de leur rigoureuse interchangeabilité. C’est le seul moyen de tirer le meilleur parti de la précision des machines-outils par la réduction au minimum des frais, généralement très coûteux, d’ajustage, de montage et d’essai des 'appareils construits. Puis, il ne faut pas seulement que les machines, aussi spécialisées que le comporte leur entreprise, soient en outre bien groupées de manière à faciliter et réduire au minimum les manipulations et à pouvoir confier à un même ouvrier la surveillance de plusieurs machines à la fois; il ne suffit pas, en un mot, que l’atelier soit parfaitement organisé en vue de son travail; il faut aussi que ce travail soit intelligemment connu du bureau des études où s’exécutent les dessins des pièces qu’il doit réaliser. C’est là un point essentiel, auquel on n’attache que rarement l’importance qu’il mérite. Il est bien évident que si l’on veut, par exemple, profiter des avantages décisifs du travail à la fraise, il faudra, au bureau des'études, ne jamais perdre de vue les exigences de ce travail en général et spécialement au moyen des fraiseuses dont on dispose. Cet accord indispensable entre l’atelier et le bureau des études s’établit presque forcément, comme de lui-même, dans les grandes usines absolument spécialisées; maisdl m’emest pas ainsi, et c’est le cas le plus fréquent dans les ateliers'moyens, où l’on exécute la construction forcément variée d’appareils en petites séries, et dont le type est obligé. de se mo-
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- difier de temps en temps; il faut y veiller avec la plus grande attention.
- Si l’on veut maintenant résumer les quelques considérations générales que nous venons d’exposer, d’une façon hâtive et forcément très incomplète, sur l’état actuel des machines-outils, nous dirons que cet état est caractérisé par la nécessité d’une application de plus en plus générale, à l’étude et à l’emploi de ces machines, de méthodes véritablement scientifiques, qui seules permettent de tout prévoir et disposer avec rigueur et logique, le mieux possible en vue d’un travail donné, et de ne rien abandonner au hasard de l’empirisme. Or, il ne peut en être ainsi qu’en ramenant ce qu’il y a d’essentiel dans les opérations si multiples et variées des machines-outils à des règles générales, précises et sûres, par l’établissement d’une théorie expérimentale de ces machines, analogue à celle, si péniblement en marche, des moteurs à vapeur. Il serait sans doute excessif de dire que cette théorie n’existe pas; il est, en effet, certain que quelques rares machines ont été étudiées dans ce sens, avec le plus grand soin, par un petit nombre de constructeurs éminents, qui les ont développées avec une méthode expérimentale et scientifique des plus remarquables : mais nous ne connaissons guère les résultats de ces recherches que par les machines mêmes qui en sont sorties, et il faut bien reconnaître que, sous ce rapport, pourtant essentiel, la technologie des machines-outils est d’une honteuse indigence. C’est là une déplorable lacune dans renseignement de la mécanique, et ce serait, pour la science française, un grand honneur que de s’attacher à la combler.
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- ESSAI DES MATÉRIAUX
- I
- ESSAI DES MÉTAUX
- PAR
- O 11. FREMONT
- L’empirisme a été, pendant de longs siècles, le seul guide des artisans dans le choix des matériaux de construction et dans l’évaluation de leur résistance.
- Ce n’est, en effet, qu’au xvne siècle, qu’apparaissent les premières recherches expérimentales sur la résistance des matériaux.
- L’illustre Galilée (1564-1642), visitant l’arsenal de Yenise et observant dans les ateliers les machines que l’on y construisait, médita sur la résistance des solides. Il publia, en 1638, dans ses dialogues : Discorsi e Dimostrazioni matematiche, le résultat de ses méditations.
- Les premières expériences faites sur la résistance des solides sont dues à un Suédois, P. Wurtzius, et le second mémoire qui ait été écrit sur la matière est d’un architecte français, François Blondel (1657).
- De nombreux physiciens, philosophes et mathématiciens écrivirent sur cet important sujet.
- Les travaux de ces savants furent surtout théoriques ; aussi, les développements de l’industrie exigeant, dès la fin du siècle passé, un emploi plus judicieux des matériaux pour permettre, dans les oeuvres d’art, d’obtenir à la fois la légèreté, l’économie et la résistance, fallut-il procéder à des recherches expérimentales.
- Les Ingénieurs des corps savants de la Guerre, de la Marine, des Ponts et Chaussées, etc., entraînés‘par l’évolution industrielle, durent étudier avec soin la valeur exacte qu’il était possible d’attribuer aux matériaux, dont ils disposaient.
- La fonte des canons est essayée à l’aide d’un dispositif signalé par Gaspard Monge.
- « Il est facile de s’assurer d’avance si la ténacité d’une certaine » fonte est suffisante pour servir à la confection des canons, et
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- » ce procédé a déjà été mis en usage à la fonderie du Greusot, » près Montcenis. Pour cela, on fait couler un lingot de trois » pouces carrés et d’environ quinze à dix-huit pouces de lon-» gueur ; ce lingot s’introduit par une de ses extrémités dans » une boîte de fonte scellée dans un mur solide et qui présente » dans son intérieur un point d’appui sur lequel repose le » lingot ; on fixe à l’autre extrémité un levier de fer forgé retenu » au lingot par une bride de fer et portant, à six pieds six » pouces de distance du point d’appui, un plateau de balance ; » enfin, on charge ce plateau de poids successifs, jusqu’à ce » que la charge détermine la rupture du lingot. Si le lingot » peut supporter 1 500 livres dans le plateau de balance avant que » de se rompre, la fonte a assez de ténacité pour être employée » à la confection de pièces d’artillerie (1). »
- Ces essais continuels conduisirent à une amélioration du métal, la construction civile profita du progrès, et il n’est pas téméraire d’affirmer que si l’architecte Bélanger put concevoir la charpente métallique de l’ancienne Halle-aux-Blés, aujourd’hui la Bourse du Commerce, c’est que le Creusot était capable de fournir, en 1809, des fontes d’une qualité supérieure, grâce à l’influence des essais par la méthode de Monge.
- La résistance du fer forgé était moins connue que celle de la fonte, deux essais de traction avaient été effectués, vers 1790, par Aubry, inspecteur général des ponts et chaussées, quand Duleau fut chargé, en 1812, de la rédaction d’un projet de pont en fer forgé, pour le passage de la Dordogne devant Cubzac.
- Un tel projet nécessitait la connaissance plus complète de la résistance du fer forgé, Duleau entreprit alors des expériences pratiques, et son mémoire, présenté en 1813 au Conseil des ponts et chaussées, puis à l’Académie des sciences, reçut l’approbation des savants : Poisson, Girard, Cauchy, Bruyère * Bérigny, de Prony.
- Rondelet et Navier, en France, continuèrent ces recherches expérimentales, pendant que, de son côté, Thomas Tredgold, Ingénieur civil anglais, effectuait de nombreux essais mécaniques (1826).
- C’est vers cette époque que M. de Montaignac, directeur de la fabrique de câbles en fer de MM. Raffin ettlie à Nevers, imagina d’appliquer la romaine comme dynamomètre ou indicateur de l’ef-
- 1. Description de l'art de fabriquer les canons, par Gaspard Monge (page 18), faite et imprimée par ordre du Comité de Salut public, an n de la République Française,
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- fort produit par la machine hydraulique. Ce même principe fut ensuite utilisé par Hammarschiœld, constructeur de la machine à essayer utilisée par. le Suédois Logerjehlm pour effectuer ses-essais en vue de déterminer l’élasticité, la ductilité et la force des barres de fer laminées et forgées.
- Tel était l’état de la question, au double point de vue des machines à essayer et des connaissances acquises, sur la valeur des matériaux de construction, à la formation de la Société des Ingénieurs Civils de France en 1848.
- Dans la séance du 9 janvier 1852, notre vénéré Collègue et ancien Président, M. Love, lut un mémoire sur la résistance du fer et de la fonte, basé sur les recherches expérimentales les plus récentes faites en Angleterre.
- Il constata que, depuis vingt ans, il n’avait été presque rien ajouté* en France, aux données pratiques fournies par Duleau et Tredgold, tandis qu’en Angleterre on avait, au contraire, travaillé la question.
- Ce que M-- Love disait en 1852 a été répété tout récemment au Congrès tenu à Stockholm, en 1897, par l’Association Internationale, pour l’Essai des Matériaux, par un Ingénieur des plus compétents, M. "W. Ast, directeur technique du Chemin de fer du Nord de l’Autriche. Il s’exprimait ainsi:
- « Nous assistons, depuis quelque vingt ans, à un mouvement » général de civilisation que nul ne pouvait prévoir ; or, ce » mouvement nécessite, pour la construction et pour les ma-» chines, la production de quantités énormes de fer et d’acier.
- » Nous voyons que le trafic plus intense de tous les moyens » de communication exige aussi un surcroît de résistance de » ces matériaux de construction.
- » Nous voyons, comme corollaire de ces phénomènes,, de » grands progrès dans la fabrication et les procédés divers, les-» quels ont dû s’adapter aux exigences de la production en masse » et aux progrès de la qualité des matériaux.
- » Nous remarquons un effort extraordinaire du monde tech-» nique pour accroître notre connaissance de ces métaux, de » leurs propriétés physiques et chimiques, et la façon dont ils se » comportent à l’usage.
- » D’autre part, nous sommes frappés de constater que, malgré » l’admirable développement de la production et des applications » de ces métaux, malgré les progrès de la science métallurgique, » les prescriptions aujourd’hui en vigueur sur le contrôle et la.
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- » réception de l’acier et dit fer, ne sont point à la hauteur de » nos notions modernes, et que les régies admises pour la prise » de livraison ne satisfont, presque partout, ni le producteur, ni » le consommateur. »
- Si ce desideratum n’est pas encore obtenu, il ne faut pas accuser les Ingénieurs Civils d’avoir été indifférents à cette science importante ; il faut l’attribuer, croyons-nous, à l’absence de laborar-toire de mécanique. En relisant les communications de nos Collègues, spécialistes des plus compétents : MM. Love, en 1852 et 1861; Gautier et Marché, 1875-1876; Rubin, 1879 ;. Seyrig, 1881g Canovetti, 1884, etc., on constate que ce sont les renseignements pratiques qui manquent, renseignements qui ne peuvent être obtenus que par des expériences scientifiques, longues et réitérées, effectuées par des praticiens techniques.
- Si Fairbairn et Hodgkinson ont publié des documents qui servent encore de base à nos calculs, c’est que l’arsenal de Woolwich leur a été ouvert, et que des industriels convaincus les ont puissamment aidés.
- Les Ingénieurs Civils Français n’ont pas, cependant, été en dessous de leur tâche, et, pour s’en convaincre, il suffit de consulter les mémoires publiés dans les bulletins de la Société.. En effet, en 1884, M. Périssé, dans une étude très documentée, nous montre les débuts de l’emploi de l’acier dans les constructions. En 1889, M. Rey, par une méthode ingénieuse, établit des formules pratiques permettant de calculer les résistances à la flexion, à la torsion en fonction de la résistance à la traction. En 1891, M. Contamin indique les coefficients qu’il convient d’adopter en pratique pour la résistance des fers et des aciers. Ces coefficients, résultats de nombreuses expériences, doivent faire souvenir du succès qu’obtenaient, en 1878, les machines à essayer les métaux, du système Thomasset, notre ancien Collègue, qu’on trouve très répandues dans l’industrie.
- Deux mémoires sont plus particulièrement à signaler, comme étant le résultat de travaux pratiques personnels :
- En 1880, M. J. Barba, savant Ingénieur de la Marine, chargé de la direction technique des usines du Creusot, présenta un mémoire, devenu aujourd’hui classique, sur l’essai de traction.
- Cette étude, faite au double point de vue théorique et pratique, avec les ressources de l’analyse la plus savante et des ateliers les mieux outillés, est la confirmation de ce qui a été dit plus haut, que ce n’est que par les patients travaux de techniciens
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- opérant leurs recherches dans des laboratoires bien outillés qu’il sera possible de fixer nos connaissances.
- Il sera facile de citer un second exemple en rappelant les recherches pratiques effectuées avec succès par nos Collègues, MM. P. Jannettaz et Goldberg, et publiées, en 1896, dans un mémoire intitulé Mesures de la résistance à l’usure de quelques alliages de cuivre.
- La Société des Ingénieurs Civils de France a eu l’honneur de compter parmi ses membres l’illustre mécanicien, le général Poncelet, et notre distingué Collègue, M. Osmond, est considéré ajuste titre par tous les Ingénieurs français et étrangers comme un de nos savants les plus éminents. Tout dernièrement encore, M. Périssé nous faisait part du grand succès obtenu par la communication faite par M. Osmond au Congrès de Stockholm, en 1897, devant un auditoire enthousiasmé.
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- II
- ESSAIS DES CHAUX, CIMENTS ET MORTIERS.
- PAR
- m:. candlot
- Pendant longtemps on s’est contenté de faire sur les chaux et les ciments des essais de frise et l’appareil dont on se servait était l’aiguilleVicat; celle-ci se composait simplement d’une aiguille à tricoter chargée d’nne masse de plomb, de manière que le tout pèse 300 g. L’aiguille était limée carrément à une extrémité •et sa surface était considérée comme ayant un millimètre carré. •C’est la même aiguille qui est utilisée encore aujourd’hui ; on en a seulement modifié les dispositions pour rendre les expériences plus précises.
- Les premiers essais de résistance des mortiers ont été faits par Yicat : il formait des prismes carrés de 20 cm2 environ, qui étaient -rompus par flexion ; une des extrémités du prisme était fixée sur une table et à l’autre on suspendait un seau dans lequel on versait de l’eau jusqu’à rupture.
- Par suite de l’emploi de grandes quantités de ciment Portland dans les travaux maritimes, le Service des Ponts et Chaussées a été amené de bonne heure à se préoccuper des essais destinés à contrôler la qualité des ciments ; il s’attacha surtout à déterminer la résistance à l’extension d’éprouvettes de ciment pur. La pâte de ciment était moulée sous forme de briquettes à double T dont la section minimum avait 16 cm2. La machine la plus perfectionnée qui ait été construite pour rompre ces briquettes avait été imaginée par M. Hervé-Mangon., C’était une romaine dans laquelle le contrepoids était déplacé à l’aide d’une vis sans fin permettant ainsi d’obtenir une charge régulière et sans à-coups.
- A partir de 1885 les essais de rupture par traction furent modifiés sur l’initiative de M. Guillain; on renonça à la briquette de 16 cm2 et on adopta la briquette en 8 des Allemands. Cette éprouvette a une section minimum de 5 cm2, de sorte que la machine d’essai peut être beaucoup plus faible, l’effort maximum ne devant pas dépasser 100 kg par centimètre carré. La machine adoptée maintenant presque partout est la machine allemande de Michaë-
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- lis ; c’est une machine à leviers disposés de telle sorte que l’effort exercé à l’extrémité du grand bras est multiplié par 50. La charge est donnée, par de la grenaille de plomb s’écoulant d’un appareil à fermeture automatique.
- Les essais de compression s’exécutent assez rarement en France, on se sert généralement de la presse hydraulique. L’appareil à leviers de Schickert est aussi employé ; cet appareil est basé sur le même principe que celui de traction ; les leviers sont combinés de manière que la charge soit multipliée par 500, de sorte qu’avec 100 % seulement à l’extrémité du levier, on peut produire un effort de 50 t sur le cube.
- A l’étranger, on exécute au contraire presque uniquement des essais de compression. L’appareil considéré comme le plus parfait est construit par la maison Amsler Lafon, de Schaffouse ; c’est une presse hydraulique pourvue d’un système de pistons réduisant la. pression du liquide de manière qu’elle puisse être compa-parée à la pression d’une colonne de mercure de hauteur convenable.
- M. Nivet a imaginé un appareil, qui tout en présentant un faible volume, permet de faire des essais de rupture à la traction à la flexion, au cisaillement et à la compression ; ces essais peuvent être exécutés d’ailleurs avec la même éprouvette. L’appareil de mesure est un dynamomètre de Régnier ; on opère la traction à l’aide d’une vis. On peut aussi rompre avec cette machine les briquettes normales en 8, mais pour les essais de compression on. doit se contenter de cubes de 5 cm2 de base.
- Les autres essais exécutés généralement sur les chaux et les ciments sont : la détermination du poids du litre non tassé, de la finesse de mouture à l’aide des tamis de 324, 900, 2 500 et 4 900 m par centimètre carré ; l’essai d’invariabilité de volume à froid ou à chaud.
- Des appareils pour déterminer le coefficient d'élasticité des mortiers ont été imaginés par M. Durand-Claye, Inspecteur général des Ponts et Chaussées, et les chiffres qui ont été trouvés à l’aide de ces instruments, bien que peu nombreux, sont les seuls ayant un certain caractère de. précision que. nous possédions encore sur cette question.
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- INDUSTRIES DIVERSES
- I
- MATÉ REEL DE GUERRE
- PAR
- M. BADOIS
- Avant-propos. — Le fait d’être en mesure d’entreprendre la construction du matériel de guerre est au nombre des plus belles conquêtes qu’aient réalisées le Génie civil en faveur de l’industrie française.
- A l’époque de la fondation de la Société des Ingénieurs Civils et pour mieux dire jusqu’en 1870, cette spécialité n’existait pas pour l’industrie privée. Tout ce qui concernait la création et l’exécution des engins de guerre était entre les mains de l’État. De très rares commandes, en dehors des arsenaux et des manufactures nationales, étaient confiées aux ateliers industriels. Et dans ce cas, l’exécution se faisait sur plans et dessins remis, la conception étant exclusivement réservée aux corps d’officiers de l’Armée et de la Marine. L’Ingénieur Civil n’intervenait jamais pour l’étude d’une partie quelconque de ce matériel : les questions d’artillerie, en France, étaient le monopole des officiers et formaient un domaine sacré — et strictement fermé — à toute investigation profane.
- Cette conception du secret de la défense pouvait évidemment s’expliquer par le souci de ne point divulguer au dehors l’état de l’armement national. Mais comme les progrès naissent les uns des autres et s’entr’aident réciproquement, ce souci très louable fut à un moment balancé par la nécessité impérieuse de faire profiter la fabrication du matériel français des perfectionnements incessants de la métallurgie, de la mécanique et de toutes les spécialités de l’industrie courante. D’ailleurs, l’armée nouvelle incorporait tous les citoyens et devait compter sur le concours de tous, comme sur leur patriotisme.
- Par' la force des choses, des idées plus libérales s’imposèrent
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- et les plus heureux résultats en furent la conséquence. Mais ce ne fut que peu à peu et par étapes successives que l’évolution s’accomplit.
- D’abord l’industrie intervint au point de vue métallurgique, comme fournisseur des matières premières de qualité et de résistance spéciales, au fur et à mesure que se découvraient de nouvelles méthodes de production des métaux de choix : les bronzes et alliages de grande dureté et de haute résistance ; les fontes d’une nature plus tenace et plus régulière, obtenues à l’aide de tours de mains divers ; les aciers dont toute une catégorie fut désignée sous le nom de métal à canons ; l’acier moulé, enfin, dont la production est restée la spécialité de quelques grandes usines métallurgiques.
- L’industrie intervient ensuite, comme constructeur de canons et d’affûts pour aider les arsenaux dans les moments de fabrication urgente. Enfin, elle intervint comme concepteur lorsque la faculté lui fut accordée de fournir le matériel de guerre pour l’étranger, en 1885.
- Dans la collaboration continue qui s’établit ainsi entre la Guerre ou la Marine et l’Industrie privée, chacune des parties intéressées trouva son compte. Les grandes administrations, Guerre et Marine, en instituant pour les travaux confiés à l’Industrie un contrôle sévère, contribuèrent à former celle-ci et lui inculquèrent l’esprit de méthode et de précision que les officiers d’artillerie ont toujours possédé au plus haut degré.
- De ces rapports une mutuelle confiance devait naître. La science des officiers posait des problèmes de construction ; l’industrie les résolvait pratiquement et avec économie, mais en même temps elle allait plus avant et perfectionnait, de telle sorte que de nouveaux dispositifs apparaissaient, qui souvent furent approuvés et appliqués par l’État.
- Enfin, les commandes reçues de l’étranger par l’industrie française ont été un champ d’expériences fécondes, dont les usines ont fait les frais, mais dont l’État profite également sans bourse délier.
- Développement de cette industrie. — Avant d’aborder la situation actuelle en France, de la spécialité industrielle qui nous occupe,il est opportun d’en faire connaître le développement.
- L’Allemagne et l’Angleterre ont été de bonne heure absolument indépendantes au point de vue du matériel d’artillerie. La
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- France a été longtemps tributaire de l’Angleterre et même de l’Allemagne, tout au moins pour les matières premières. Ce n’est guère qu’après les désastres de 1870 et lorsqu’il s’est agi de substituer l’acier à la fonte que l’État a cherché à faire entrer l’industrie privée dans cette voie. Mais pendant très longtemps encore il continua à prendre de l’acier moulé à Witten (en Allemagne) et des tubes pour canons de marine chez Firth (en Angleterre). Tout l’historique des essais faits à cette époque se trouve dans le livre si remarquable du général de la Rocque « Histoire des canons rayés ».
- On fit donc appel à l’industrie privée qui s’outilla puissamment et, après plusieurs années d’efforts et de sacrifices considérables, mit la France en mesure de se suffire à elle-même sans avoir besoin de recourir aux étrangers.
- Au moment de la guerre de 1870, on avait dû déjà faire appel à quelques ateliers privés pour construire d’urgence des pièces, des voitures, ou réparer le matériel endommagé ; il en fut de même pour l’usinage des canons demandés aux établissements Cail, au Creusot et aux ateliers des Forges et Chantiers de la Méditerranée. Mais l’industrie n’était pas habituée à ce genre de travail ; son outillage n’était pas approprié à la construction du matériel d’artillerie, et il fallait tout le temps nécessaire pour la mise en train et l’éducation du personnel, en vue de l’exécution de ces travaux spéciaux.
- Commission du Génie Civil en 1870. — L’effort réalisé par les Ingénieurs Civils pendant le siège de Paris, mérite une mention spéciale. Le concours de la Société ayant été officiellement accepté par le ministre des Travaux publics eii septembre 1870, une Commission du Génie civil fut instituée au Conservatoire des Arts et Métiers en vue de la participation à la défense de Paris. H. Tresca, son Président et Yuillemin, Président 'en exercice de la Société des Ingénieurs Civils,.furent l’âme de cette Commission dont l’un des principaux objets , fut la construction du matériel d’artillerie qui faisait défaut dans la Ville assiégée. Tous les grands ateliers mécaniques de Paris, y compris ceux dés Compagnies de chemins de fer, des grands carrossiers, des constructeurs du matériel"roulant, de la'Compagnie dès Petites-Voitures, y contribuèrent sous la direction des Membres dejnotre Société ; les uns firent la fonte ou l’usinage des canons de 7, type de Reyffie, les autres confectionnèrent des affûts, caissons
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- et le matériel accessoire des batteries; d’antres, enfin, fabriquèrent des .projectiles.
- Une note;do notre estimé Collègue, J. Gfaudry, du 6 janvier 1871, relative surtout au matériel accessoire, affûts, caissons, etc., donne un aperçu du travail accompli en quelques semaines, malgré l’imprévu et les difficultés des problèmes à résoudre, sans préparation, par des ateliers éloignés les uns des autres, n’ayant pour faire leur apprentissage que des documents incomplets, très peu précis parfois, et pour approvisionnements que les matières en magasin, ayant de toutes autres destinations. Une commande de 487 affûts, signée le 16 octobre, fut complètement livrée le 25 novembre suivant ; 2 200 véhicules de tout genre, depuis T affût jusqu’au chariot de batterie, furent fournis aux Ministères de la Guerre et des Travaux publics dans les délais impartis. En même temps, 178 000 projectiles de tous calibres étaient livrés en trois mois, d’octobre à fin décembre. L’auteur de la note fait -ressortir la démonstration qui s’est faite ainsi de la fécondité de l’industrie privée et de la force spontanée du Génie civil, jusque-là si délaissé en France dans les travaux dhntérêt national : « Grâce à ce concours, dit-il, Paris a pu construire, au milieu d’un siège, une artillerie sans laquelle la défense n’eût pas été possible, et un nombre considérable d’ouvriers ont obtenu du travail utile pour la résistance de la Yille ; d’autre part, l’obligation pour les ateliers privés de travailler en commun avec ensemble et précision à un matériel très soigné, a fait faire de grands progrès àd’industrie locale. Il faut rendre hommage, ajoute-t-il, au zèle et au talent de M. Bricogne (notre regretté Collègue récemment décédé), qui était alors Président du'Comité de contrôle de cette fabrication, « d’organisateur des » mesures prises, et l’âme de leur exécution.»
- iUn autre témoignage bien précieux pour la Société des Ingénieurs Civils, est celui de E. Flachat proposant dans la séance du 23 juin 1871, de concert avec de Président Yuillemin, de conférer la Présidence honoraire à/M. H. Tresca, comme un hommage d’estime et de reconnaissance pour son action prépondérante à la Commission du Génie civil et pour sa belle conduite pendant et après le -siège de Paris. Il affirmait à cette occasion « que » désormais d’opinion est faite sur l’indispensable concours que » Pindustrie peut et doit apporter à la fabrication des armes. » Désormais est reconnue lamécessité d’affranchir cette industrie
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- » de toutes entraves, afin que le pays profite, pour sa défense, » des immenses ressources, qu’elle procure ».
- Ges vœux devaient être exaucés : ils étaient dans la logique des choses, car dans les moments d’urgence les arsenaux de l’État ne peuvent pas faire face à tous les besoins, à moins d’être outillés d’une façon déraisonnable ; il faut donc chercher une aide dans l’industrie privée.— D’ailleurs, après la guerre, on ne savait à qui s’adresser au dehors pour refaire l’artillerie : on en était à se demander, et en principe cela était presque décidé, si l’on ne devait pas commander les canons de campagne à l’usine Yavasseur, à Londres.
- De 1875 à 1885, la métallurgie française a développé la fabrication des aciers à canons, et est arrivée à donner complète satisfaction à l’artillerie. A partir de 1885, le champ d’action de l’industrie privée, dans ces matières, s’élargit encore puisqu’elle •devient libre de fabriquer elle-même le matériel de guerre pour l’étranger.
- M. G. Canet, notre sympathique et estimé Collègue, était revenu en France en février 1881, après avoir été Ingénieur à l’usine Vavasseur, en Angleterre. Il fonda, aux Forges et Chantiers de la Méditerranée, un service spécial de l’artillerie qui depuis fusionna avec les ateliers de MM. Schneider, au Creusot ; ce fut la première tentative industrielle et la plus complète, faite dans cet ordre d’idées: pendant quatre ans, il ne cessa de contribuer, avec les chefs d’usines intéressés aux démarches faites pour •obtenir la libre fabrication des armes de guerre, qui fut enfin accordée.
- État actuel. — Actuellement cette industriemst entièrement constituée ; elle occupe ombrés grand nombre d’usines, de chantiers, d’ateliers pour la production des matières premières, aciers, tôles, fers profilés, blindages, et pour l’usinage des pièces, la construction des machines et de l’artillerie, la fabrication •des douilles, des explosifs, des instruments de précision, etc. Il serait juste même d’y rattacher les chantiers de construction des navires de guerre, dont les ateliers construisent, en somme, du Matériel de guerre.
- Si, à un certain moment, le développement de cette industrie a semblé marquer un temps d’arrêt, il n’a pas tardé à reprendre un nouvel essor, grâce au efforts faits, et à la'fièvre des armements,
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- pour lesquels la supériorité reconnue des Ingénieurs-Artilleurs français leur a valu d’importantes commandes des gouvernements étrangers. La question a acquis toute son importance non seulement vis-à-vis des intérêts industriels, mais par rapport aux intérêts du pays lui-même au point de vue de la défense nationale.
- Rôle de cette industrie. — Gela nous amène à préciser le rôle de cette industrie. A ce sujet, il y a une distinction très nette à établir entre les établissements métallurgiques et les établissements d’artillerie. Les premiers livrent des tubes et des frettes qui sont ensuite usinés et assemblés soit dans les arsenaux de l’Etat, soit dans les ateliers industriels d’artillerie ; mais cela ne veut pas dire qu’ils fabriquent des canons. De même un grand nombre d’usines font maintenant des affûts, des tubes lance-torpilles, etc., donnés à l’adjudication sur les plans du matériel réglementaire français. Ce sont de simples travaux de construction où il n’entre, pour ces différentes usines, aucune part de conception. Les ateliers qui exécutent ces travaux peuvent rendre à un moment donné certains services pour la fourniture du matériel de guerre, mais ce ne sont pas, à proprement parler, des établissements d’artillerie. Ils ne sont pas créateurs d’un matériel d’artillerie ; ils ne peuvent pas résoudre un problème posé, ni apporter des perfectionnements au matériel de guerre.
- Cette distinction étant bien établie, il n’en reste pas moins que l.ës services rendus par l’industrie qui concourt à la fabrication du ^matériel de guerre sont considérables. Elle livre maintenant toutes les matières premières, tous les projectiles; elle construit les tourelles, les affûts, etc. A l’époque où il s’agissait d’armer les nou-neaux croiseurs avec des canons à tir rapide, elle a usiné une partie de ces canons ; lorsqu’en présence des menaces de guerre (sous le Ministère Boulanger), on voulut avoir d’urgence des obus à grande capacité, de 155 mm et 220 mm, le Ministère fît appel à l’industrie et tous les obus furent fabriqués par les usines particulières qui s’outillèrent immédiatement et livrèrent tout l’approvisionnement avec une très grande rapidité. On s’applaudit alors d’avoir sous la main plusieurs ateliers capables d’entreprendre et de mener à bien une fabrication de ce genre.
- Depuis cette époque, l’État a créé et augmenté encore son •outillage. N’y a-t-il pas lieu de se demanderai ce n’est pas une cause de. perte de puissance latente, car tout l’outillage créé à .cette occasion et que possède l’industrie se itrouve, par ce fait, inu-
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- tilisé. Dans d’autres cas encore, n’a-t-on pas exagéré l’ampleur de certains établissements de l’Etat, alors qu’il aurait suffi de les outiller pour les besoins courants et normaux, puisqu’il est démontré que dans les cas de besoins exceptionnels, on peut s’adresser à l’industrie privée qui peut, et au delà,, faire face à toutes les exigences.
- N’y a-t-il pas intérêt pour l’État à maintenir d’une façon aussi régulière que possible les réserves de l’industrie et ne peut-on craindre, dans le cas contraire, que les travaux de l’artillerie devenant peu rémunérateurs, les usines changent leurs spécialités, transforment leur outillage et, après un certain temps passé, ne soient plus en mesure de fournir à l’État, l’appoint dont il aurait besoin ?
- En bonne administration, il semble que l’État devrait chercher à distribuer ses commandes dans les usines comme volant de production, de manière à entretenir leur activité d’une façon à peu près continue et à les trouver prêtes en cas de besoin. Les à-coups de fabrication nécessitent un puissant outillage qui deux ou. trois ans plus tard se trouve sans emploi : c’est ainsi qu’à un moment donné on avait augmenté démesurément le gros outillage au prix de dépenses énormes ; depuis lors, il y a tendance à réduire les calibres, la fabrication s’est modifiée et le gros outillage est de moins en moins utile.
- Enfin, les commandes de l’État ne suffisent pas pour alimenter normalement cette intéressante industrie; il lui faut encore les fournitures à faire à l’étranger, il est d’un intérêt majeur pour la France de l’aider à se procurer cet aliment, car on augmente ainsi au profit du pays : les moyens de production, le prestige de l’artillerie française, l’influence de la France dans les divers pays du monde, le. travail fourni aux ouvriers français.
- Tel est le rôle que remplit l’industrie civile du matériel de guerre. 'if
- Toutes les considérations qui prééèd'ent sont développées dans un mémoire présenté à la Société' des Ingénieurs Civils en février 1894, par un de nos Collègues,' sur l’artillerie à tir rapide et les canons Canet (1), Mais en outre, l’auteur donne des détails circonstanciés sur la transformation qui s’est opérée à cette époque dans les tendances de l’artillerie moderne.
- (1) L'artillerie à tir rapide en France. — Les canons Canet, par M. P. Merveilleux du
- VlGNAUX.
- Bull.
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- Après un hommage rendu au colonel de Bange qui a su après 1870 reconstituer notre armement avec un plein succès et créer le matériel de campagne qui nous a, pendant de longues années, donné, sous ce rapport, la première place parmi les nations européennes, l’auteur indique les nouvelles exigences de l’artillerie de terre. On demandait aux canons plus de puissance et en même temps plus dé légèreté ; on voulait une plus grande rapidité de tir, ce qui avait déjà conduit à des transformations complètes pour l’armement des navires ; il fallait enfin réduire le calibre, modifier la fermeture de culasse, changer le mode de chargement et surtout supprimer ou tout au moins diminuer dans de notables proportions, le recul de la pièce.
- C’était un problème difficile à résoudre pour le matériel de campagne, qui manque de point d’appui, bien plus que pour l’artillerie de marine, où la pièce est solidement fixée sur une plate-forme résistante. Il se posait d’ailleurs d’une manière différente dans les deux cas, car pour le canon marin, le principal objectif est.la perforation des blindages.
- Le mémoire en question avait pour but de faire connaître le système. Canet qui était déjà en faveur non seulement en France, en Russie et en Grèce, mais aussi dans divers pays étrangers à l’Europe, le Chili, le Japon, les États-Unis; il se termine par deux appréciations venant d’Angleterre, sur la construction française et l’esprit scientifique des Ingénieurs français en matière de constructions navales et d’armement, qu’il est bon de rappeler. *
- Sir Charles Dilke. écrivait dans le Daily Graphie : « La marine française est .incontestablement supérieure à la nôtre au point de vue de ses canons et de l’emploi de projectiles à explosifs puissants. En outre, les Français construisent mieux que nous les navires de guerre... La preuve en est que presque toutes les commandes importantes faites par les puissances neutres sont confiées à la France. La Seyne et la Ciotâ/T construisent les meilleurs navires existants, et cela en dépit de presque tous les désavantages naturels. Ces.,villes n’ont ni charbon, ni bois, ni main-d’œuvre économique ; tout doit être importé, même la main-d’œuvre. Ce n’est que grâce au talent dont font preuve les Français dans l’étude et l’exécution des .projets que les .puissances-neutres envoient leurs commandes i aux établissements de la Méditerranée au lieu de les confier aux chantiers de la Tyne ».
- Sir E. Read disait à son tour : « L’esprit scientifique des Fran-
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- gais ne s’est jamais révélé cl’une façon aussi brillante, au point de vue de ses applications aux sciences navales que dans ces dernières années... et je suis convaincu, après ce que j’ai vu, que dans l’avenir, la marine française montrera autant d’habileté et d’élan au combat que de science dans les travaux techniques ».
- Ainsi, de l’aveu même des Anglais, l’esprit de méthode des Ingénieurs français a triomphé des difficultés de toutes sortes qu’ils ont rencontrées sur leur route.
- L’industrie privée, si critiquée parfois, n’a-t-elle pas droit de revendiquer sa part dans ces éloges? C’est de la liberté donnée à l’industrie privée, de la collaboration de tous les jours entre les corps officiels et cette même industrie qu’est né l’état de choses actuel dans lequel chacun apporte, les industriels comme les autres, sa pierre pour l’édifice- commun et contribue pour une part plus ou moins grande à la prospérité intérieure, à l’indépendance au point de vue des armements et à la puissance militaire du pays.
- Résultats obtenus. — La Société des Ingénieurs Civils a la bonne, fortune et s’honôre de voir figurer à la tête de cette industrie, qu’ils ont participé à développer et à créer, d’abord séparément, puis ensemble, trois de nos plus éminents Collègues (1), MM. H. et E. Schneider et M. G.. Canet, qui ont fondu en une exploitation commune les services d’artillerie du Creusot et du Havre.
- Les établissements du Creusot et du Havre forment un ensemble complet pour l’exécution du matériel de guerre et il peut s’y construire le matériel Schneider-Canet pour l’artillerie de montagne, de campagne et de siège ou de place, pour tourelles, matériel de bord et de côtes; pour tubes lance-torpilles. Ils constituent l’association d’ateliers les plus puissants qui existe en France dans l’industrie privée pour la construction du .matériel d’artillerie..
- Si l’on y ajoute les établissements suivants
- Forges et Chantiers de la Méditeranée, Saint-Chamond, Hlotch-kiss, s Châtillon-Commentry, Cail, les Batignolles, Fives-Lille, Holtzer Marrel, Firminy, Saint-Étienne, Brunon Boutmy, Ma-gnard,-Fourehambault, etc., etc., il est démontré que laÆrance, en moins de quinze années, s’est ‘mise en mesure de Hutter
- (1) H. .Schneider est décédé depuis que ces lignes ont été écrites. Sa perte cause à d’industrie “française età la; Société1 des Ingénieurs Civils de^profends regrets.
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- avec l’Angleterre et l’Allemagne pour cette industrie spéciale et qu’elle est en état, pour l’armement cle guerre, de faire concurrence à ces puissances sur tous les marchés du monde. Ce résultat est dû à l’énergie des industriels et à l’initiative du Génie, civil.
- En résumé, dans la situation actuelle, on doit à l'industrie privée :
- Tous les aciers à canons.
- Les aciers moulés.
- Tous les blindages et les masques.
- Les projectiles en fonte et en acier chromés.
- Les douilles en laiton.
- Les premiers affûts à frein hydraulique.
- Les fermetures de culasse à un seul mouvement.
- Divers types de fermeture avec appareil de sécurité.
- Les premiers canons très longs (donnant 1 000 m de vitesse initiale).
- Les premiers canons à tir rapide français.
- Les coupoles de terre. *' ,
- Les tourelles hydrauliques.
- Les tourelles équilibrées à manœuvre à bras et électrique.
- Les nouveaux affûts de côtes.
- Diverses dispositions intéressantes dans les tubes lance-torpilles au-dessus de l’eau et sous-marines.
- Enfin, c’est elle qui construit tous les affûts qui lui sont aujourd’hui demandés.
- Progrès à espérer. —Une industrie aussi récemment créée, qui a su obtenir en quelques années de tels résultats et faire preuve d’une telle vitalité, n’est certainement pas au bout des perfectionnements possibles. Tout est perfectible d’ailleurs dans ce qui la constitue : L’amélioration du métal à canons, du métal à blindages, permettra d’alléger le matériel ou d’augmenter sa puissance comme sa résistance ; les nouvelles méthodes d’analyse des métaux et de contrôle, laisse entrevoir la possibilité de la découverte d’aciers ou de mélanges spéciaux. L’utilisation toujours1 meilleure des poudres produirait l’augmentation des vitesses. Mais sur ce point on est bien près de la limite possible avec les poudres du type que l’on possède aujourd’hui. Il faut donc prévoir un temps d’arrêt tant qu’il ne se manifestera
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- pas un nouveau type de poudre ayant des qualités spéciales. Le fournir sera le rôle du chimiste.
- Les organes des affûts, sont susceptibles d’être allégés par l’emploi d’une matière plus homogène et sans défaut, c’est le rôle du fondeur, et d’être simplifiés comme construction par un plus judicieux emploi de la matière, c’est le rôle du mécanicien. Un matériel plus léger, quoique aussi résistant, peut entraîner des modifications heureuses dans les attelages.
- Les culasses des canons sont perfectibles comme rapidité d’ouverture et comme sécurité. Les tourelles le seraient sous le rapport de la simplification des mécanismes.
- Les torpilles se prêtent encore à des perfectionnements importants.
- Enfin l’étude des projectiles peut être féconde en améliorations, au point de vue de la rupture à éclatements, d’une plus grande résistance à leur donner, et d’une organisation de plus en plus parfaite du projectile lui-même. '
- C’est un champ bien vaste pour le métallurgiste, le mécanicien et le chimiste. — Mais il est largement ouvert, car il faut répéter en terminant que si Vindustrie civile du matériel de guerre n’existait pour ainsi dire pas en France en 1885, il y a treize ans, actuellement elle lutte victorieusement contre les grands établissements étrangers. Elle se développera encore, et son rôle ne cessera pas de grandir.
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- Il
- MATÉRIEL AGRICOLE
- PAR
- Ai- HIGNETTE
- Lors de la fondation de la Société des Ingénieurs Civils les industries agricoles et alimentaires commençaient seulement à sortir des errements qu’elles avaient suivis jusque-là. Elles constataient l’insuffisance du travail manuel et cherchaient à lui substituer partout les machines.
- Depuis cette époque, c’est-à-dire depuis cinquante ans, ce besoin n’a fait que s’accentuer parce que les producteurs comprennent de plus en plus que le succès appartient à celui qui est le mieux outillé.
- Pendant les cinquante années qui se sont écoulées depuis sa création, la Société des Ingénieurs Civils a enregistré et signale au fur et à mesure de leur apparition les progrès réalisés dans les industries dont nous nousmccupons.
- Nous allons les passer en revue et établir en quelque sorte le bilan des perfectionnements apportés dans la construction des machines agricoles proprement dites et dans celle des moulins.
- I. — Machines agricoles.
- Le matériel des exploitations rurales a acquis aujourd’hui une importance et une universalité considérables par rapport à ce qu’il était il y a un demi-siècle.
- Ces progrès exceptionnels sont dus à plusieurs causes dont les deux principales sont: d’une part la consommation toujours croissante des denrées agricoles et d’autre part la rareté de la main-d’œuvre.
- Pour remédier à la rareté et la cherté de la main-d’œuvre, il fallait permettre aux cultivateurs de mieux utiliser les bras de leurs ouvriers et c’est pourquoi nous avons vu, surtout depuis 1867, les charrues, les faucheuses, les batteuses, les arracheuses, les faneuses, etc., s’introduire en culture et devenir d’un emploi de plus en plus général.
- De plus en plus nombreuses aussi, sont les maisons de cons-
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- tractions-qui s’occupent des machines agricoles et parmi celles françaises les plus importantes, appartenant ou dirigées par des Membres de la Société des Ingénieurs Omis, nous citerons les maisons: Albaret, Noël, Paupier, Hignette et M. Mabille, Per-nollet, Amiot et Bariat, etc., et nous pouvons constater avec plaisir que les appareils construits par ces maisons peuvent lutter avantageusement, au point de vue de la construction, avec les appareils importés d’Amérique ou d’Angleterre.
- Les faucheuses et les moissonneuses entrent également partout dans la pratique mais nous devons constater pour ces machines, que nous sommes distancés par l’Amérique, où leur emploi est beaucoup plus général par suite du prix élevé de la main-d’œuvre rurale et où, par suite, les constructeurs ont été amenés à construire spécialement ces appareils.
- Examinons les principaux appareils usités en France et voyons ce qu’ils étaient il y a un demi-siècle et ce qu’ils sont aujourd’hui.
- 1° Charrues. — La charrue est sans contredit le plus ancien des instruments agricoles et les perfectionnements ne lui ont pas manqué. Ce n’est toutefois que vers le milieu du siècle que l’on s’en occupa, en France du moins^ car l’étranger (Angleterre-, Belgique, etc.) nous avait précédé, dans cette voie.
- A cette époque, vers 1850, l’abbé Didelot, après avoir acquis des connaissances spéciales de mécanique, les consacra au perfectionnement de la charrue.
- Il en ht construire quatre modèles différents : une charrue à grand âge destiné à recevoir l’avant-train du pays ; une charrue^ à avant-train perfectionné dit « compensateur » ; une à araire simple avec régulateur à mouvement circulaire et différentiel, enfin une charrue qu’il nomma « araire fixe ou libre à système-compensateur ».
- Cette dernière charrue permet au cultivateur de rendre d’un seul coup de main la charrue complètement libre ou de l’assujettir sous un degré d’inclinaison quelconque. L’inventeur a suivi pour la construction de son versoir les principes généraux exposés dans les leçons de M. (xrandvoinnet (Étude mathématique de la charrue, 1854), seulement au lieu d’adopter l’hélice* absolue et d’un pas constant, il a donné la préférence à un tracé dans lequel les angles qui déterminent la surface hélicoïdale soiïfc uniformément augmentés pour la partie antérieure du versoir eh
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- uniformément diminués pour la partie postérieure : il résulte de cette disposition que la bande, de terre est soulevée et retournée par un mouvement uniformément accéléré sur la première partie, tandis que sur l’autre sa vitesse diminue uniformément jusqu’à ce que le centre de gravité ayant dépassé la verticale, elle tombe et se pose par son propre poids.
- Le versoir de M. Didelot est donc bien et rationnellement établi, et grâce à l’heureuse disposition de sa courbure, il fonctionne admirablement dans tous les sols et par tous les temps. Comme l’abbé Didelot, plusieurs constructeurs français ont adopté l’acier pour le soc et le versoir; entres autres, MM. Bajac à Liancourt, Amiot et Bariat, Hidien à Châteauroux, Lombard à Romagne-sous-Montfaucon, etc. Cette innovation est appelée à détrôner complètement les versoirs en bois de hêtre.
- L’École d’Agriculture avait, parmi les charrues qu’elle exposait au Champ-de-Mars en 1867, une charrue qui présentait une disposition particulière du versoir.
- Celui-ci était traversé, d’outre en outre, par de petites pièces de bois, longues d’environ 0,06 m et épaisses de 0,03 m, et qui faisaient saillie de la même quantité sur la face extérieure du versoir. Elles formaient trois lignes discontinues parallèles à la base du versoir et étaient placées en quinconce. Cette disposition avait été adoptée dans le but de rendre l’action du labour plus complète par l’émiettement de la bande de terre que la charrue soulève.
- Mais le dernier terme de la simplicité et de la perfection est sans contredit la charrue «Brabant», à âge tournant, et c’est celle qui a actuellement le plus de vogue en France.
- Nous rappellerons aussi pour mémoire les charrues pour labourages à vapeur, qui permettent les labours qu’il serait impossible de faire avec des animaux, et qui sont employées dans les grandes exploitations.
- Elle sont surtout construites par la maison Bajac, ainsi que par MM. Amiot et Bariat, Ye Pol Fondeur, Candelier, Ye Henry, Peltier et successeur, de Meixmoron de Dombasle, etc.
- 2° Moissonneuses et Faucheuses. — Les moissonneuses et les faucheuses sont surtout de construction américaine et anglaise. En Amérique, on admet que chaque machine fait couramment le travail de sept hommes, en n’absorbant comme attelage, conducteur et amortissement, que la valeur correspondante au
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- salaire de quatre hommes, d’où il en résulte une. économie équivalente, par machine, au salaire de trois hommes. Etant donnés cette économie et le manque de bras, on comprend quelle importance les Américains attachent à ces machines, qui se répandent également de plus en plus dans notre pays.
- En France, cependant, peu de constructeurs fabriquent ces -machines. Nous citerons toutefois MM. Albaret, et MM. Millot frères, etc.
- 3° Batteuses. — Les premières batteuses mécaniques ont été construites par l’Ingénieur écossais Meikle, dans les dernières années du dix-huitième siècle. Elles ne commencèrent à se répandre en France que vers 1835, en y occupant par la suite la place que l’on connaît maintenant, et auquel l’emploi, de plus en plus fréquent de la locomobile n’est pas étranger.
- Les machines à battre se divisent en deux grandes catégories, selon le travail qu’elles opèrent :
- 1° celles qui égrènent simplement les-grains sans les nettoyer;
- 2° celles qui opèrent en même temps un nettoyage plus ou moins parfait et qui fournissent un produit qui peut être transporté immédiatement sur le marché.
- On distingue encore les machines qui battent en bout et celles qui battent en travers. ^
- Déjà, à l’Exposition de 1867, ces machines présentaient des perfectionnements notables et étaient très employées, car quarante-huit constructeurs exposaient des batteuses appartenant aux deux grandes classes dont nous venons de parler.
- Aujourd’hui, ces batteuses, fixes ou locomobiles, qui sont employées en quantité considérable, répondent à tous les desiderata. Dans la plupart des machines, un ventilateur chasse la poussière et évite les inconvénients graves résultant du dégagement de la poussière au moment du battage, les nielles, hotons et déchets sont reçus à part du blé, la paille sort nette et bien conservée, et certaines machines, celle, de M. Albaret, par exemple, sont munies d’appareil lieur de paille battue. Le grain sort parfaitement propre et peut être livré au commerce.
- Les principaux constructeurs de machines à battre sont MM. Albaret, notre collègue, et MM. Gérard, Damey, Ferdinant Del, ' Maréchaux, Merlin et Cie, etc.
- 4° Moteurs agricoles. — Manèges. — Le moteur agricole le plus ancien et d’un emploi universel, c’est le manège. On en
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- distingue aujourd’hui de deux sortes: les manèges à terre et les: manèges en l’air ou à colonne. Les uns et les autres se composent d’un axe vertical portant une roue horizontale dentée en dessous ou sur le côté ; l’axe vertical porte des douilles destinées à recevoir les flèches à l’extrémité desquelles on attelle les animaux servant de moteur. Le mouvement de rotation se transmet par l’intermédiaire d’engrenages à la machine à mettre en action. Les manèges en l’air ne différencient de ceux à terre qu’en ce que l’axe vertical est beaucoup plus haut et porte à sa partie supérieure les mouvements de commande qui sont au niveau du sol dans les autres.
- Locomobiles a vapeur. — L’une des principales causes à laquelle est dû le développement si considérable des machines agricoles telles que les batteuses, par exemple, c’est surtout l’emploi aujourd’hui si fréquent des locomobiles.
- Longtemps après la découverte de Papin on n’utilisa que les machines fixes, cela parce que l’on n’employait que de la vapeur à basse pression et que les chaudières très encombrantes n’étaient pas transportables.
- Les locomobiles paraissent avoir été inventées aux États-Unis mais elles étaient à peu près inconnues en France avant la première Exposition Universelle de Londres en 1851 ; et ce n’est qu’à partir de 1852 que les locomobiles agricoles commencèrent à se répandre en France.
- Encore celles de cette époque différaient-elles notablement de celles actuelles.
- En 1850, on prenait soin de renfermer tout le mécanisme dans une sorte de caisson situé à côté de la boîte à fumée et ne laissant à l’air libre que les deux extrémités de l’arbre moteur ainsi que le volant et la poulie de commande. Un peu plus tard, certains types ont été créés, dans lesquels toute la machine et la chaudières étaient enfermées dans une sorte de caisse abritant le dépôt de charbon. Plus tard encore on s’aperçut que ces enveloppes faisant partie de la chaudière en l’entourant elle-même étaient inutiles et nuisibles à la surveillance des différents organes et l’on ne rencontre plus que des locomobiles dans lesquelles le moteur est ordinairement fixé sur la chaudière, horizontale le plus généralement, par l’intermédiaire d’un bâti métallique.
- L’une des plus anciennes maisons construisant les locomobiles’ à vapeur, est la maison Calla et, déjà dans l’un des premiers.1
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- types de cette maison, on trouve la chaudière tubulaire dont le corps cylindrique est recouvert d’une chemise protectrice en bois pour éviter la déperdition de chaleur. La boîte à feu est de forme rectangulaire et la boîte à fumée de forme cylindrique surmontée d’une cheminée. Le moteur est à un seul cylindre soutenu par des supports prenant point d’appui sur la chaudière. La pompe alimentaire puise l’eau froide dans un seau, ne faisant pas partie de la machine. Tout l’ensemble est porté sur quatre roues en fer dont deux d’entre elles, d’assez faible diamètre forment avec leur essieu commun l’avant-train de la machine.
- Aujourd’hui ces locomohiles, ainsi d’ailleurs que celles construites par les autres constructeurs, présentent les perfectionnements apportés aux machines à vapeur modernes : surface de chauffe augmentée par l’emploi de chaudières tubulaires à tubes en laiton, à retour de flammes pour les locomohiles d’une force assez grande, alimentation avec de l’eau chauffée dans une bâche ad hoc, par de la vapeur d’échappement ; régulateur perfectionné donnant toujours la même vitesse quelle que soit la force demandée ; graissage régulier de tous les frottements ; usure et entretien réduits à leur minimum, etc. - ' • • '
- Les principaux constructeur»de locomohiles sont MM. Albaret, Chaligny et Cie (ancienne maison Calla), Monin successeur de M. Rouffet aîné,. Güyot-Sionnest, Lotz fils-de P Aîné, Weyher et Loreau (Weyher et Richemond successeurs), nos Collègues, et MM. Renaud, Pinet fils, Comming, Gérard, etc., etc.
- Moteurs a pétrole.- — L’emploi des moteurs à pétrole commence à se répandre en agriculture. L’avantage de ces moteurs serait en effet très grand car il ne serait plus nécessaire d’avoir des approvisionnements encombrants de charbon, plus besoin de chauffeur, plus de danger d’incendie, etc. Malheureusement ces moteurs sont encore imparfaits : leur fonctionnement est délicat, les cylindres s’encrassent rapidement, etc. Dans un avenir peut-être prochain arrivera-t-on à obvier à ces inconvénients et alors le moteur à pétrole deviendra très pratique en agriculture.
- Parmi les principaux travaux relatifs à l’agriculture et présentés à notre Société ou dont notre bibliothèque s’est enrichie n,0us citerons la Revue du Matériel agricole, de M. Lockert et les nombreuses études de M. Ronna concernant l’Agriculture, ainsi que le TraüédeMénierural, àe M. Hervé-Mangon.
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- IL — Matériel des Industries Agricoles.
- En ce qui concerne le matériel des Industries Agricoles, le bilan des progrès accomplis d’une manière générale n’est pas moins satisfaisant que celui des machines agricoles proprement dites.
- Le matériel de ces industries se rattache, en effet, d’une manière intime à celui des exploitations rurales.
- Par leurs soins le blé se transforme en farine, pain, pâtes alimentaires ; la canne et la betterave abandonnent le sucre que la végétation a développé dans leurs tissus ; les grains, la pomme de terre donnent l’alcool, etc.
- De toutes les Industries Agricoles, celle de la Meunerie est parmi les plus importantes, car le pain entre dans la consommation générale pour une proportion énorme ; on estime que la production du blé en Europe seulement représente un mouvement commercial de 17 milliards de francs.
- Dans les petites usines où la force motrice est faible le mécanisme'est resté ce qu’il était autrefois et on y travaille à façon pour le public. Le paysan apporteson blé au moulin, le meunier lui rend les produits de la mouture et il est payé de son travail soit par de l’argent, soit par une dîme en nature. Dans ces moulins le matériel est primitif et ce système de mouture à façon tend de plus en plus à disparaître. f-
- Ces petits moulins sont remplacés aujourd’hui par des véritables usines ou minoteries qui, autrefois inégalement réparties sur les rivières, subissent un nouveau groupement dû à l’emploi de plus en plias fréquent des machines à vapeur et aussi au développement des voies ferrées. Ces minoteries s’établissent près des gares, au centre d’une région de production ou dans un port d’importation de blé. Dans ces conditions les approvisionnements leur sont plus faciles, l’écoulement des produits se fait sans peine et économiquement et tout le monde , y trouve son compte : le consommateur paie le pain moins cher, le cultivateur économise les frais de transport de son blé, et le meunier ayant des installations rationnellement établies obtient de plus forts rendements et trouve des facilités commerciales plus grandes.
- Les professions de meunier et de constructeur d’appareils de meunerie, qui sont liées intimement , d’ailleurs, étaient laissées à l’écart il y a cinquante ans et ne tenaient pas dans le monde
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- industriel la place qui leur était due. Elles se sont relevées depuis dans l’opinion publique parce que l’importance de leurs affaires, la puissance de production de leurs usines et la perfection de leurs appareils les ont mis en relief.
- Actuellement on peut dire que la meunerie est une science au développement de laquelle des savants et des chimistes renommés ont contribué pour beaucoup. La routine a été battue et la mouture du blé est devenue un art véritable et une industrie scientifique. - - .
- La blancheur et la pureté des farines s’obtiennent dans tous les pays et on est arrivé à ce résultat par la mouture dite graduelle pour laquelle les cylindres métalliques sont les plus employés.
- Malgré les progrès immenses opérés dans l’art de moudre, les efforts vers le mieux se continuent.
- Il y a cinquante ans, la mouture basse s’était substituée à la mouture ronde ou demi-ronde, mais ce n’est guère qu’à partir de 1867 que la nécessité de nettoyer complètement les grains avant la mouture a été reconnue. On a donc alors commencé à transformer les nettoyages, et pendant cette période, de 1867 à 1878, plusieurs de nos Collègues ont contribué à cette amélioration et notamment MM. Hignette, etc...
- La période de 1873 à 1890 a étq, en France, pour l’art de moudre les grains, une période de transformation sans pareille.
- Les inconvénients dont s’accompagne la mouture des grains entre meules de pierre avaient frappé les constructeurs et les Ingénieurs. La France, cependant, est particulièrement privilégiée au point de vue de la structure des pierres meulières et aucun pays ne possède, pour cet usage une pierre comparable à celle que l’on extrait des carrières de la Ferté-sous-Jouarre. Aussi les tentatives faites pour substituer aux meules des engins métalliques vinrent-elles de l’étranger et elles furent longtemps infructueuses. '
- C’est vers 1832, en Suisse, que la mouture par rouleaux a eu son origine, puis s’est transportée en Autriche et en Hongrie vers .1840. C’est à la suite des essais faits à Naples en 1870, avec des rouleaux en porcelaine et mis en pratique en Suisse d’où ils furent introduits en France, que date la mouture graduelle avec broyeurs.
- Les farines obtenues par ces procédés avaient acquis, par l’élimination complète de F enveloppe et du germe du grain, une qualité exceptionnelle de conservation.
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- L’introduction en France de ces engins métalliques pour la mouture, commence en 1873, mais ce n’est qu’après 1878 que des moulins complets et importants furent installés en France avec ce nouveau procédé de mouture dit « mouture hongroise ». .Depuis cette époque, il est reconnu que la meilleure méthode .pour donner satisfaction au goût du public consiste tout d’abord à nettoyer le mieux possible le blé, puis à le soumettre à la mouture graduelle par broyeurs de constructions diverses et moulins à cylindres accompagnés de bonnes bluteries et sasseurs de gruaux et quelquefois même de bonnes meules pour moudre les gruaux.
- Les améliorations que nous constatons dans la meunerie ont été apportées successivement, et elles se sont adressées aux trois phases les plus importantes de la mouture du blé, qui sont :
- 1° Le nettoyage du blé ;
- 2° La mouture ou réduction graduelle;
- 3° Le blutage avec sassage ou épuration complète de la farine.
- 1° Nettoyage du blé.
- Il est indispensable d’avoir du blé propre lorsque l’on veut obtenir des farines très pures et cela quel que soit lé système de mouture suivi.
- En remontant à 1848, le nettoyage des blés à la ferme était excessivement sommaire : un émotteur ou un ventilateur-cribleur et c’était tout. Aussi le blé livré aux moulins par le cultivateur était-il impur et malpropre, tandis qu’aujourd’hui les batteuses mécaniques très perfectionnées, comme nous l’avons dit plus haut, lui permettent de livrer au commerce des blés propres et même divises par grosseurs.,
- Depuis 1867, on acemployé dans les moulins des épierreurs, des tarares-aspirateurs, des trieurs à alvéoles, des colonnes-épointeuses, des trieurs-cribleurs à brosses, suivis d’autres tarares et de brosses. En passant successivement dans ces .appareils, le blé est débarrassé de tous les corps étrangers qui y sont mélangés ainsi que de ses poils ;et de la poussière adhérente à l’écorce.
- Par l’emploi ultérieur de nettoyeurs, dégermeurs ou de len-deurs, on arrivera éliminer d’une manière presque (absolument parfaite, -,1a .poussière qui: est renfermée centre des deuxi lobes du blé, c’est-à-dire dans la fente et qui échappe aux autres appa-
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- reils de nettoyage. Enfin, en plaçant à la fin du nettoyage des aimants, on retire les parcelles de fer provenant de l’usure des appareils employés.
- Quand le. blé est trop sec, on le fait passer dans des appareils mouilleurs, ce qui permet, dans le travail de réduction, d’avoir des sons plus larges et, comme conséquence, une farine ÿmoins piquée.
- Certains blés très sales doivent être lavés, et enfin quelquefois, mais rarement, on a recours à une décortication partielle lorsque les blés sont échauffés ou avariés, par exemple.
- . Dans la mouture par cylindres, le blé nettoyé doit être classé par grosseurs, mais non dans la mouture par meules ou par broyeurs centrifuges.
- Le blé étant ainsi parfaitement nettoyé n’apporte dans la mouture aucune matière étrangère, mais il faut prendre garde, au cours des opérations de nettoyage, de ne pas casser le grain, ce qui exige que ces opérations se fassent avec une douceur relative.
- Nombre de membres de la Société se sont signalés par les perfectionnements apportés aux appareils de nettoyage des blés, nous citerons notamment MM. Htgnette, notre Collègue, et MM. Laurent frères, les gendres de Lhuillier, la Société Générale Meulière à La Ferté-sous-Jouarre, Collot, à Dijon, etc.
- Pour les laveuses, nous citerons : MM. Demaux, à Toulouse,. Maurel, à Marseille, etc.
- 2° Mouture ou réduction du blé.
- Il y a cinquante ans, les meules en pierres de la Ferté-sous-, Jouarre étaient employées partout et la mouture par meules a. atteint son maximum de perfectionnement il y a une trentaine d’années. Puis la mouture par cylindres apparaissait et prenait, en Autriche-Hongrie une importance telle qu’en 1878, au moment de l’Exposition Universelle de Paris, il y avait en Hongrie moitié des usines travaillant par meules ou par cylindres.
- L’emploi des cylindres en meunerie n’était .cependant pas nouveau car, dans un .grand nombre de moulins à meules en France, on avait:monté des. cylindres en fonte durcie qu’on appelait comprimeurs. .
- L’Exposition de Meunerie, en 1885, mit en vue les procédés nouveaux, mais les expériences de M. Aimé Girard firent cesser
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- les hésitations chez les meuniers et le mouvement s’accentua vers les cylindres.
- Aujourd’hui, la mouture basse par les meules est abandonnée et la faveur a passé à la réduction graduelle du blé.
- On a aussi combiné les deux systèmes en conservant une partie de l’ancien matériel, mais ce procédé de mouture mixte par meules et par cylindres n’a pas prévalu.
- Il y a dans la mouture à cylindres deux courants : le court système, comme on dit en Amérique et le système hongrois.
- Le premier passage est celui qui permet de retirer la poussière renfermée dans lé sillon du grain, ainsi que le germe. Cette opération se fait par fendage ou mieux à notre avis par battage.
- Dans l’opération du fendage, on produit, avec la poussière, une certaine quantité de farine dont l’ensemble constitue la farine noire. Tandis que, par les batteurs ou nettoyeurs-dégermeurs, on force le blé à abandonner la poussière renfermée dans la fente, comme lorsque l’on bat un habit pour en extraire la poussière ; on obtient ainsi réellement de la farine noire sans, production de farine blanche.
- On pourra alors, dès le second passage, que ce soit par broyeurs ou cylindres cannelés, s’appliquer à la production maximum de semoules.
- Ces semoules sont ensuite traitées par des cylindres à cannelures diverses et par des cylindres lissés en fonte durcie ou par cylindres en porcelaine. Chacun de ces appareils est desservi par une bluterie ronde ou centrifuge, un diviseur et un sasseur.
- Dans ces conditions, on obtient en farines supérieures 60 à 62 0/0 et, en toutes farines, 75 0/0.
- Le son compte dans le rendement pour 15 à 20 0/0, en y comprenant les remoulages, le déchet pour 2 0/0. Les pertes inconnues sont d’environ 5 0/0, lesquelles se réduisent considérablë-ment si on mouille les blés.
- Un système qui n’a pas dit son dernier mot consiste dans l’eim ploi des broyeurs à force centrifuge pour les opérations de broyage du blé et pour celles deda mouture des gruaux. On réduit, par l’emploi de ces appareils, le nombre des opérations de la mouture et on obtient des farines ayant plus de corps, et à la [panification, un pain de meilleure mâche.
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- 3° Blutage et Sassage.
- Blutage. — Aujourd’hui on tend à abandonner les bluteries prismatiques pour les bluteries rondes dont le mouvement est plus doux.
- .Les bluteries centrifuges permettent un travail plus rapide, mais forcé ; elles ont été très perfectionnées de façon que la boulange atteigne la soie presque sans vitesse. En suivant la voie du progrès, les bluteries prismatiques, cylindriques et centrifuges, se sont remplacées successivement.
- Sassage. — Le sassage a fait des progrès constants, surtout depuis l’introduction de la mouture à cylindres. Il consiste à séparer des gruaux les rougeurs qu’ils renferment et à séparer ces gruaux suivant leur grosseur. L’opération est relativement plus facile dans la fabrication des semoules.
- La mouture à cylindres produit des gruaux de toutes grosseurs, il faut d’abord les débarrasser de la farine adhérente et ensuite les classer complètement.
- Parmi nos Collègues ayant donné à la Société des Ingénieurs Civils le résumé de leurs études sur l’industrie des moulins, nous citerons d’abord les publications de M. Armengaud aîné, le rapport de M. Krémer sur l’Exposition internationale de Meunerie à Londres en 1881 et plus particulièrement la remarquable étude de M. Bétiiouart sur le matériel et les procédés de la meunerie., à l’Exposition universelle de 1889, rapport auquel nous avons fait de nombreux emprunts pour la rédaction de cette note ; comme constructeurs et inventeurs nos Collègues Brault, Teisset et Gillet, Hignette.
- Il nous resterait encore à parler des collecteurs de poussières de la conservation des farines, des appareils de manutention des blés et farines et des articles divers : soie, outillage, etc..., mais l’espace limité qui nous est accordé, nous oblige à nous résumer et à conclure.
- Résumé et conclusions.
- L’agriculture représente une masse d’intéressés plus considérable qu’aucune autre industrie ; aussi entre-t-elle plus' lentement dans la voie du progrès.
- Cependant, grâce à l’impulsion donnée par la science et par Bull. 33
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- une instruction professionnelle de plus en plus répandue, l’agriculture, comme les autres industries, suit aujourd’hui une marche ascendante vers le mieux à laquelle elle est poussée par de nombreuses sociétés et syndicats agricoles qui font une propagande active en faveur des progrès de toutes natures, effectués tant dans les méthodes culturales que dans les appareils proprement dits.
- D’autre part, la concurrence qui s’est établie entre les nombreux fabricants de machines agricoles, n’a pas été étrangère à ce mouvement, car cette concurrence a eu pour résultat non seulement d’amener des perfectionnements dans la construction proprement dite des appareils, mais encore de faire baisser considérablement, dans ce dernier demi-siècle, les prix de ces appareils en les rendant accessibles aux cultivateurs.
- Enfin, les jeunes gens sortant chaque année de nos écoles d’agriculture, exercent aussi une heureuse influence jusque dans les cantons les plus reculés ; par la mise en pratique de l’instruction professionnelle qu’ils ont reçue, ils contribuent à l’amélioration du sol, à la prospérité de l’agriculture et à la puissance du pays.
- En meunerie, toutes les nations rivalisent pour arriver à la fabrication des meilleures farines.
- La mouture à réduction multiple donne le maximum de blancheur ; elle élimine les germes du blé, c’est-à-dire les matières grasses et albuminoïdes, et aussi la partie la plus riche en acide phosphorique.
- Est-ce à dire que les farines les plus blanches sont les meilleures ?
- Si notre pain est plus blanc, plus flatteur à l’œil, par contre, il ne yaut pas, de l’avis de beaucoup, le pain d’autrefois.
- Aussi devons-nous indiquer qu’une réaction tend à se produire de la part du monde médical contre le pain extra-blanc, obtenu par les farines provenant de la mouture à cylindre et de blés peu riches en gluten.
- En Allemagne, en Belgique, en France même, les meuneries-boulangeries et les établissements fabriquant ce que l’on appelle le pain complet /après une décortication préalable du blé), cherchent à obtenir un pain plus riche en matières minérales et azotées; ce pain,- moins blanc, il est vrai, que celui auquel nous sommes habitués,. serait, par contre, plus nutritif, il pourrait être livré à un prix bien inférieur à celui actuel et rendrait à la population uni immense rser vice. r.
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- III
- INDU STRIE S TEXTILE S
- PAR
- M. JE cio na r*d SIMON
- Développement de la production de 1848 à 1898. — Création de la technologie. — Quatre des principales matières filamenteuses fournies par le sol de la France ont motivé le développement des industries textiles dans notre pays : le lin au nord, le chanvre principalement dans l’ouest et le sud-ouest, la soie au midi, la laine dans presque toutes les régions. De là, sous l’ancien régime, une répartition des spécialités qui, souvent, s’est perpétuée jusqu’à nous ; delà l’origine des toiles de Flandre, des batistes du Gambrésis encore tissées à la main, des fortes toiles de l’Anjou et de la Bretagne, des soieries de Mmes, de Lyon et de Tours, des draps de Sedan, de Louviers, d’Elbeuf, des lainages ras d’Amiens, d’Arras, de Lille, de Reims, des tapis de Beauvais, d’Aubusson, de Felletin, etc., etc.
- Aux matières indigènes s’ajoutèrent, dès le commencement du siècle, des fibres exotiques, notamment le coton. Toutefois, l’industrie cotonnière rencontra des résistances passionnées chez nos voisins d’Outre-Manche aussi bien que chez nous. « En France, la cause de cette industrie paraissait encore avoir besoin de défenseurs vers 1808, si nous en jugeons par une brochure publiée à cette époque (1). »
- Les choses ont bien changé depuis : les industriels ne négligent, aujourd’hui, aucune source d’approvisionnement. En 1851, les Indes anglaises fournissaient déjà plus de 20 0001 de jute au Royaume-Uni.; le China-grass (ortie de Chine ou. ramie) (2) était transformé industriellement à Le.eds; Y alpaga, importé duPérou, était mélangé au coton, au lin, à la laine et à la soie dans d’importants établissements de Bradford ; le même centre manufacturier filait avec une rare perfection-les poils de chèvre achetés à Marseille et destinés à- la fabrique amiénoise des velours d’Utrecht (3). .
- (1) Traité de la filature du coton, par Michel Alcan, 2° édit., page 18.
- (2) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1888, t. II, p. 281. Voir Communication de M. Auguste Moreau sur la ramie et la discussion qui à suivi.
- (3) Voir Note1. lue: par Michel'Alcan à la Société des Ingénieurs Civils,, dans- la séance du 1°- avril 1853. ,
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- Depuis 1889, la soie artificielle de Chardonnet constitue une nouvelle matière première du tissage.
- A part la soie naturelle, dont le brin élémentaire est étiré sur de grandes longueurs par une véritable filière vivante, — le ver du mûrier, — les diverses fibres textiles ne se mesurent que par centimètres ou fractions de centimètre. Il faut donc, après les avoir débarassées des corps étrangers qui les souillent, les échelonner par glissements successifs, puis leur donner la cohésion nécessaire; tel est le but de la filature. Les fils sont ensuite transformés en étoffes par les procédés du tissage, du tricotage, etc. L’aspect des étoffes est modifié par les apprêts, sans parler de la teinture et de l'impression qui, suivant les cas, s’appliquent avant ou après filage, avant ou après tissage et forment des industries connexes, mais distinctes, dont nous n’avons pas à nous occuper.
- Il va de soi que chaque sorte de fibres nécessite des transformations appropriées, des assortiments de machines spéciales.
- C’est en examinant à un point de vue élevé ces problèmes, que l’un des fondateurs et des anciens Présidents de la Société des Ingénieurs Civils, Michel Àlcan, a créé la technologie des industries textiles et publié son premier ouvrage (1847) (1). « Cet Essai était tout simplement un chef-d’œuvre » écrivait un autre de nos Présidents également disparu, Henri Tresca ; — « l’ouvrage » comprenait, sous une forme synthétique et concise, la des-» cription du travail du coton, du lin, du chanvre, des laines, » du cachemire, de la soie, etc.
- » Ce livre constituait un vaste panorama technologique dont » l’auteur avait su, le premier, réunir et classer les éléments, » car jusqu’alors les industries des divers textiles, bien que pré-« sentant de nombreuses analogies entre elles, étaient presque » étrangères les unes aux autres.
- » Le cadre devint bientôt trop étroit et la transformation con-» tinue du travail manufacturier, par la substitution des métiers » automatiques aux procédés manuels, nécessita la rédaction » d’une série de traités visant les différentes branches de la puis-» santé industrie à laquelle notre Collègue s’était consacré (2). »
- Quelle était donc, au point de vue des échanges internationaux, l’importance des industries textiles à l’origine de notre Compagnie? Quelle est-elle actuellement? Les tableaux ci-dessous, éta-
- (1) Essai sur l’industrie des matières textiles.
- (2) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1878, p. 673. Notice sur Michel. Alcan,
- par Henri Tresca. . "
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- blis d’après les chiffres relevés, en 1850, par Victor Bois (1), puis à l’aide des statistiques officielles de l’année 1896, permettront cette comparaison, au commerce spécial, c’est-à-dire pour les matières premières et les produits d’origine étrangère destinés à la consommation intérieure, et pour les articles similaires exportés par notre pays, sans tenir compte des marchandises en simple transit.
- Importations
- En 1850 En 1896
- millions de francs. millions de francs.
- Laines ' . . . 50 382,4
- Soies et hourre de soie . 64 179,8
- Lin et chanvre 6 77,4
- Jute . 27,7
- Coton . . . 108 166,8
- Fils de lin, de chanvre, de ramie. . . . 35 9,6
- — coton 3 14,3.
- — laine 15,4
- Tissus de lin, de chanvre, de ramie. . ; . 20 9,2
- — soie et bourre de soie . . . 6 50,3
- — laine. . » 45,0
- — coton 37,8
- Lingerie et vêtements. 6,5
- Totaux a l’importation. . . . . 292 1 022,2
- Exportations
- En 1850 En 1896
- millions de francs. millions de francs.
- Laines 145,2
- Soies et bourre de soie 7 93,2
- Lin et chanvre 10,6
- Fils de lin, de chanvre, de ramie. . . » 6,7
- — coton . • î O f 3,3
- — laine. . S 8 i 29,5
- Tissus de lin, de chanvre, de ramie.. . . 25 7,1
- — coton . 128 131,4
- — laine. .......... . 104 294,1
- — soie et de bourre de soie. . , . 141 246,9
- Vêtements et lingerie. ....... . . 16 98,8
- Totaux a l’exportation. . . . . 429 - 1066,8
- (1) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1850, p. 181. Notice sur l’Essai sur l'industrie des matières textiles par Michel Alcan, par Victor Bois.
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- Les valeurs clés importations se sont, on le voit, accrues de 350 0/0,. en moins de cinquante ans, et les exportations, de 2500/0. Ces estimations, toutefois, ne donnent qu’une idée imparfaite du développement des industries textiles, car il convient de tenir compte de la baisse générale et simultanée qui s’est produite sur les matières premières (constituant le plus gros chiffre des importations) et sur les objets fabriqués (formant, au contraire, le principal appoint des exportations). Les progrès continus de l’élevage des moutons dans la République Argentine et en Australie ont largement contribué à une dépréciation moyenne de 50 0/0 sur les laines; le cours des soies s’est ressenti, en égale proportion, du nombre croissant des filatures de rExtrème-Orient et aussi de la crise monétaire, de Y appréciation de l’or; le prix du coton, en dépit des prédictions pessimistes provoquées par l’abolition de l’esclavage, a baissé de plus de 60 0/0.
- 11 apparaît ainsi d’après les sommes relevées plus haut, que l’importation des laines est, en quantité, quinze fois aussi considérable qu’en 1850; que l’importation des soies a sextuplé; que les 166 millions de francs payés pour achats de cotons représentent plus que le triple du poids consommé à la même époque. L’industrie du chanvre et du lin a demandé aux cultures étrangères douze fois plus de filasses et il a été introduit trois fois moins de üls et de tissus de lin et de chanvre.
- Des remarques analogues s’appliquent aux exportations de cotonnades, de lainages et de soieries, c’est-à-dire que des deux côtés de la balance (importations de matières premières et exportations de produits manufacturés) les quantités, sinon les valeurs, ont plus que quintuplé. Totalisées, ces valeurs dépassent deux milliards, c’est-à-dire qu’elles représentent presque le tiers du commerce de la France.
- Nous nous bornons à cet enregistrement, sans rechercher quels ont été les effets des régimes économiques successivement pratiqués en France et dans les autres pays; quelle influence a exercé sur notre expansion commerciale la création des chemins de fer et de la navigation à vapeur ; dans quel sens ont agi les traités de commerce, avec tarifs annexés, inaugurés en 1860; si les conventions diplomatiques à long terme sont compatibles avec les progrès techniques qui, parfois du jour au lendemain, modifient profondément les outillages mécaniques, les procédés chimiques et les conditions de la main-d’œuvre.
- Pareille discussion excéderait les proportions du cadre où.
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- nous sommes tenu de nous renfermer; nous nous limiterons à quelques faits caractéristiques, à l’énoncé d’inventions essentielles qui, dans les diverses spécialités, ont déterminé l’économie de la production, l’amélioration de l’hygiène manufacturière et des salaires.
- Filage automatique du lin. — Philippe de Girard.
- « Tout le mobilier industriel des arts textiles, lisons-nous dans » Yétude analytique par Michel Alcan, du rapport du général Poncelet » adressé à la Commission française du jury international de l'Exposi-» tion universelle de Londres en 4854 (1) se composait, il y a » deux tiers de siècle à peine, de quelques instruments d’une » simplicité rustique. La carde et le peigne à main, le fuseau, le » rouet et le métier à tisser constituaient l’outillage employé » indistinctement pour toutes espèces de substances fibreuses, la » soie exceptée. v
- » Pour celle-ci, il faut ajouter une sorte de dévidoir destiné à » recevoir le âl des cocons ramollis dans l’eau chaude et le mé-» tier à fuseaux pour tordre ces fils.
- » Tel était l’état de.la question, en 1810, lors de la mise au » concours du grand problème du filage automatique du lin,
- » dont la solution devait être récompensée du prix d’un million » proposé par le premier Empire. Les'' principes sur lesquels » reposent les progrès réalisés depuis, furent imaginés et exposés » deux mois après l’ouverture du concours, par Philippe de » Girard...»; ils peuvent se résumer comme suit :
- Dans le travail du lin et du chanvre, comme dans la filature du coton, le ruban de préparation s’obtient au moyen d’étirages et, de doublages, pratiqués entre des systèmes de cylindres tournant;, à des vitesses différentes. Mais les dispositifs créés par les mécaniciens anglais en vue du coton, étaient inapplicables au lin. Les. filaments du lin et du chanvre présentant une plus grande longueur, il fallait un écartement proportionnel entre les cylindres; alimentaires et les suivants; il fallait, de plus, au cours des glissements, maintenir les filaments dans leurs situations relatives, sous peine, d’en détruire le parallélisme..
- L’idée géniale de Philippe de Girard consista dans l’interposition, entre les paires de cylindres étireurs, de petits peignes ou gills, formés de fines aiguilles d’acier et animés d’un mouvement de translation qui leur permît de cheminer avec les fibres, de
- (1) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1858, p. 317.
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- les supporter de façon constante, sans en entraver l’échelonnement.
- Par quelle fatalité les autres nations, et surtout l’Angleterre, se sont-elles approprié cette invention longtemps avant nous? Par quel concours de circonstances notre malheureux compatriote, dont une localité russe (Girardow) porte le nom, fut-il frustré des bénéfices de sa découverte et de la gloire qui devait lui en revenir? Le général Poncelet s’est chargé, pièces en mains, de retracer cette douloureuse histoire.
- Il fallut, pour reconquérir la filature mécanique du lin, l’intrépidité de deux industriels français :M. Scrive, à Lille, et M.Feray (père de notre collègue, M. Léon Feray), à Essonnes. En 1834, en effet, l’Angleterre — que certains contemporains représentent volontiers comme la terre classique du libre-échange — protégeait ses manufactures par une législation draconienne. Une note présentée, en 1857, à notre Société par MM. Faure et Henri Péli-got, à la suite d’une visite aux établissements de MM. Scrive frères, fournit à ce sujet de curieux renseignements :
- « Ce fut en 1834 — dit la note (1) •>— que M. Scrive père » fonda la première filature de lin à Lille... Afin de conserver le » monopole des filés de lin, le gouvernement anglais avait pro-» mulgué des lois protectrices tout exceptionnelles : la peine de » mort était prononcée contre tout exportateur de machines pro-» près à filer le lin ; les filés exportés donnaient droit à une prime » de %0 0/0, tandis que ceux que /’on importait étaient frappés, à leur » arrivée sur le sol anglais, d’un droit de 4-0 0/0 de leur valeur. »
- Après plusieurs années d’une lutte courageuse et difficile, M. Scrive, aidé de M. Feray, parvint à implanter la filature mécanique du lin en France. Le développement de cette industrie fut tel que, de 1840 à 1855, le nombre des broches s’éleva de 50 000 à 500 000, dont près de 300 000 dans le département du Nord (2).
- Les gills de Philippe de Girard se retrouvent sur la machine dite gill-box, employée à la préparation des laines longues et lisses.
- Dans la filature de la laine comme dans les transformations du coton, suivant la longueur des filaments, la finesse et la composition des fils à produire, la machine à carder, dont l’usage ne remonte guère au delà de 1780 en Angleterre, de 1784 en France (3),
- (1) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1857, p. 171.
- (2) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, id.
- (3) Michel Alcan, Essai sur l'industrie des matières textiles, p. 103.
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- joue un rôle plus ou moins prépondérant. De nombreuses modifications apportées à la structure des organes n’en ont pas altéré le principe ; les dimensions ont été notablement accrues depuis que les progrès de la fonderie ont permis de substituer des cylindres en fonte mince aux tambours primitifs en bois ; des chargeuses automatiques se sont substituées, en tout ou partie, au travail manuel, etc.
- Quelque importants qu’aient été les perfectionnements, il serait impossible de les mentionner même sommairement ; on rappellera seulement, à propos du cardage, trois ou mieux quatre inventions qui ont fait époque : a) Y ensimage à C acide oléique, b) Y échardonnage mécanique, suivi beaucoup plus tard de c) Yépail-lage chimique, d) le débourrage automatique des cardes à chapeaux :
- Ensimage des laines à l’oléine. — A l’état naturel, les toisons sont imprégnées d’une matière grasse très riche en potasse, le suint, qui, en présence d’eau chaude additionnée de carbonate de soude ou d’ammoniaque, se saponifie facilement et s’extrait par des lavages ; mais, par suite de sa forme externe, le brin de laine désuinté glisserait mal à travers les garnitures dentées de la carde, s’il n’était lubrifié à l’aide de liquides onctueux. Cette lubrification, désignée sous le nom d'ensimage, s’est longtemps pratiquée soit avec des hurles d’olive relativement onéreuses, soit avec des huiles moins coûteuses, mais siccatives et conséquemment mal appropriées au but. Les étoffes fabriquées avec des fils ainsi préparés se dégraissaient malaisément. « C’est » pendant que Michel Alcan fréquentait les ateliers » qu’il fut » témoin, dans l’usine de Beaumont-le-Roger, de ces difficul-» tés... ; il s’en ouvrit à son ancien condisciple, M. Eugène Pé-» ligot, en lui demandant si le dégraissage ne pourrait pas être » obtenu plus facilement par des moyens chimiques. Ainsi inter-» rogé, M. Péligot pensa à l’acide oléique, que la fabrication, alors » nouvelle, de la bougie stéarique, rendait disponible comme » résidu de fabrication, et un brevet fut pris en leur nom col-» lectif, pour l’ensimage des laines par l’acide oléique ou oléine. » Cette matière grasse jouit de la propriété de former un savon » soluble avec le carbonate de soude et permet ainsi d’éviter une » main-d’œuvre et des détériorations coûteuses au foulon-» nage... » (1). *
- (t) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1878, II, p. 673. Notice sur Michel Alcan, par Henri Tresca. . .
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- Échardonnage mécanique. — Il a été fait allusion aux importations croissantes des laines exotiques. Parmi ces dernières, les toisons de la Plata prirent, vers 1848, une place considérable,, grâce à l’intervention de la machine échardonneuse. Les laines argentines sont souillées d’innombrables graines de, chardons, et le nouvel outillage, particulièrement étudié par les constructeurs belges, remplaça économiquement le travail insuffisant des ouvrières chargées de trier et (Yéchardonner ou égrateronner à la main (1).
- Épaillage chimique. — On reprocha, cependant, aux machines, de fatiguer les filaments 'par les chocs et les arrachages et, depuis une vingtaine d’années, divers procédés chimiques ont permis, parallèlement aux moyens mécaniques, d’extraire les matières végétales de toutes sortes. Ces méthodes sont basées : 1° sur l’attaque des substances ligneuses par un liquide suffisamment dilué pour être sans action sensible sur les fibres d’origine animale; 2° sur un étuvage destiné à la carbonisation de la cellulose; 3° enfin, sur un simple battage, pour faire tomber à l’état de poussières, les chardons, graterons ou pailles carbonisés.
- Ajoutons que Y épaillage chimique, lorsqu’il s’agit d’ordures végétales peu volumineuses et moyennant certaines précautions, s’applique aux lainages tissés aussi bien qu’aux laines en masse avant filature.
- Débourrage automatique des cardes à coton. — Si
- les préparations du coton, en raison des caractères naturels de ce textile, ne nécessitent point l’usage d’un lubrifiant, elles donnent lieu, par contre, à un dégagement de poussières et de duvet qui, lors du débourrage à la main, des chapeaux de carde, constituait autrefois une opération des plus nocives. Un contremaître rouennais, M. Dannery, eut le mérite de résoudre pratiquement, dès 1844, le débourrage automatique et cette invention, récompensée par un prix de l’Académie des Sciences, n’a reçu, depuis, que des modifications de détails (2).
- Peigneuses Heilmann, Hübner, Imbs. — De la même année date la peigneuse de Josué Heilmann, dont Michel Alcan entretenait la « Société des Ingénieurs Civils », en 1857, après
- (lî) Voir Traité des laines cardées, par- Michel Alcan, I, p. 380.
- (2) Voir Traité de la filature du coton, par Michel Alcan, 2° édition, p. 305 et suivantes.
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- avoir obtenu de la « Société d’Encouragement » que le prix de 12 000 /‘fondé par le marquis d’Argenteuil et destiné à récompenser l’auteur de la découverte la plus importante pour l’industrie nationale, fût décerné à l’invention de notre compatriote.
- « Longtemps— disait l’auteur de la communication, on fut » obligé de pratiquer à la main l’opération si importante du pei-» gnage des matières destinées à être filées et tissées ; de nom-» breuses recherches ont été faites pendant trente ans pour » créer une bonne peigneuse mécanique. On était à peine arrivé » à un système de peignage spécial à chaque sorte de fil quand, » en 1844, M. Josué Heilmann, déjà créateur de machines em-» ployées aujourd’hui dans toutes les filatures, imagina la pei-» gneuse mécanique universelle, travaillant la laine comme le » lin, le chanvre comme le coton, les déchets comme les plus » longues fibres, avec une égale perfection...
- » L’introduction de cette machine dans la filature n’est rien » moins qu’une révolution...
- » Il est triste d’apprendre que cet illustre inventeur dont le » nom peut prendre place à côté de ceux de Philippe de Girard, » Yaucanson et Jacquard, est mort pauvre (1). »
- Nous avons eu l’occasion de rappeler l’invention de Heilmann en signalant les travaux de notre regretté Collègue, Émile Hübner, qui, disions-nous, a eu le difficile mérite d’inventer, après l’admirable création du premier, une peigneuse originale (2).
- Un des nôtres encore, M. Joseph Imbs s’est particulièrement attaché au peignage des cotons courts et a créé un type de machines qui figurait à l’Exposition Universelle de 1889 (3).
- Nous ne sommes encore qu’aux préparations de la filature dites du premier degré et nous avons omis intentionnellement des groupes entiers d’appareils précédant le cardage et le peignage, soit toute la série des ouvreuses et des batteurs, des machines à laver, à essorer, h sécher, etc., qui, cependant, pour remplacer la baguette et la claie, le bâton à laver et l’étente au soleil, ont exercé la
- (1) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1857,"p. 333.
- Voir aussi le Bulletin de la Société â'Encouragement pour l’industrie nationale, 1857, p. 498 et suivantes.
- (2) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1888, t. I, p. 577 ; 1892', t. I, pv426.
- Analyse par Édouard Simon, d’un Mémoire de M. René Féroüélle sur les travaux d'Emile Hübner; voir aussi Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1879, p. 894 et 957: Études sur les machines nouvelles dévia filature et du lissage à l’Exposition Universelle de. 4878, par Édouard Simon. "
- (3) . Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils; 1889, t. II, p'. 687 et 700: Les procèdes et le matériel des industries textiles à l'Exposition Universelle de 4889, per Edouard Simon.
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- sagacité de nombreux constructeurs et subi des modifications multiples (1).
- Lors des transformations du deuxième degré, le ruban ou plutôt la mèche de préparation deviendrait trop ténue pour résister aux laminages subséquents, si elle n’était consolidée par une friction ou par une torsion. De là deux nouveaux genres d’appareils dénommés, les uns, rota-frotteurs, bobinoirs, bancs d'affinage (2), les autres, bancs-à-broches.
- Mouvement différentiel des bancs à broches. —
- Dans les premiers, la cohésion est donnée par des cuirs sans lin agissant deux à deux sur la mèche, comme le feraient les paumes des mains frottant l’une contre l’autre. Dans les bancs-à-broches, véritables métiers à filer en gros, la mèche, tordue par l'ailette, s’envide de façon continue sur une bobine portée par la broche, mais animée d’un mouvement différent (quoique de même sens), et progressivement ralenti au fur et à mesure de la superposition des couches envidées. Cette variabilité est obtenue par la combinaison de cônes inversés, avec l’appareil connu sous le nom de mouvement différentiel.
- Les origines du banc-à-broches ont été retracées par Michel Alcan dans son premier ouvrage. Inventée en Anglerre, cette machine a été jusque dans les dernières années l’objet de perfectionnements dus à des constructeurs anglais et français ; elle est devenue l’un des outils les plus remarquables de la filature au point de vue cinématique.
- Dans une intéressante étude, M. Jules Armengaud rappelait, en 1869, les lois qui ont guidé les auteurs de ces modifications successives, et les diverses solutions enseignées par la théorie (3).
- (1) Certaines ouvreuses, armées de dentures spéciales, servent à l'effilochage des chiffons, des déchets de coupe provenant des ateliers de tailleurs et de couturières et régénèrent des matières premières qui, sous le nom de renaissance, rentrent dans la fabrication des fils et des tissus.
- Lorsque les morceaux proviennent d’étoffes mélangées de fibres végétales, un traitement chimique analogue à l’un des procédés d’épaillage indiqués plus haut, précède souvent l’effilochage pour ne laisser subsister que les filaments d’origine animale.
- Il y a là toute une industrie qui, depuis une quarantaine d’années, a pris un grand développement en utilisant, au profit d’une clientèle peu fortunée, des déchets jusqu’alors de valeur presque nulle.
- (2) M. Jos. Imbs a repris l’étude de ces machines. Voir Bulletin de la Société d’Encou-ragement, 1890, p. 287. Rapport, par Édouard Simon sur la peigneuse, le banc d'affinage et le système de laminage sous chapeau, pour colon, de M. Joseph Imbs.
- (3) Bulletindela Société des Ingénieurs Civils, 1869, p. 391. Mémoire de M. Jules Armen-gaud sur quelques applications cinématiques dans la filature automatique.
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- Métiers à filer. — Notre collègue signalait, à cette occasion, l’analogie entre le banc-à-broches et les métiers à filer dits continus, qui opèrent le renvidage simultanément avec Y étirage et la torsion, tandis que dans une autre classe de métiers à filer à la main ou automates (self-acting ou renvideurs mécaniques) le renvidage est une opération en quelque sorte isolée, indépendante et exécutée après les deux autres.
- Les ateliers Platt et Parr-Curtis, en Angleterre, créèrent les principaux types de ces renvideurs automatiques. Simultanément un modeste inventeur français, M. Yimont, ne cessait d’étudier et de perfectionner, de 1852 à 1889, le continu à anneau, que les Américains avaient adopté tout d’abord et qui semble aujourd’hui gagner du terrain sur son concurrent dans toutes les contrées de l’ancien continent.
- Avec l’anneau, en effet, la vitesse est notablement accrue sans inconvénient. « La broche tourne au centre d’une bague fixe, dont le bord supérieur arrondi sert de glissière à l’anneau guide-fil. La différence de vitesse de la broche et de l’anneau, qui détermine l’envidage, provient de la résistance à l’entrainement opposé par le curseur... (1) ». La suppression de l’ailette empêche les vibrations de la broche et, pourvu que celle-ci soit convenablement maintenue par des collets allongés, constamment lubrifiée à l’aide de réservoirs d’huile, la vitesse peut, atteindre et dépasser huit mille tours par minute.
- Dans toutes les machines complémentaires de la filature (métiers à retordre, h dévider, à gazer, à lustrer, etc.), comme dans les appareils préparatoires du tissage (machines à bobiner, ourdissoirs, pa-reuses et encolle uses, cannetières, etc.), la spécialisation et l’automatisation réduisent les prix de revient et accroissent la production sans déprécier la main-d’œuvre.
- Métiers à tisser. — Il en est de même des métiers à tisser et c’est entre tous les pays industriels une émulation fiévreuse, qui nécessite sans cesse de nouveaux débouchés. Malheureusement notre pays n’a pas bénéficié ainsi qu’il eût été souhaitable, des transformations de l’outillage des industries textiles. Pendant que l’Allemagne, la Belgique, la Suisse rivalisaient avec l’An-
- (1) Rapport au nom du. jury international sur le matériel et les procédés de la filature et du iisssage à l'Exposition Universelle de 1878, pai’ Edouard Simon, p. 41.
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- gleterre, la France voyait disparaître nombre d’ateliers de construction (1).
- Les causes d’un pareil état de choses sont multiples. M. S. Pé-rissé nous signalait l’une des principales en 1884 (2). Les appréciations de notre collègue ont trouvé leur sanction dans le développement de la construction des métiers à tisser les soieries, •depuis qu’en 1892 -le Parlement a voté un léger relèvement des droits de douane à l’entrée et compensé de la sorte, une partie des charges qui, vis-à-vis des établissements suisses, paralysaient nos ateliers du sud-est (3).
- Ce n’est point, en effet, l’esprit d’invention qui fait défaut en France. Sans remonter au premier métier à tisser mécanique créé par un officier de la marine française, de Germes, sans parler du métier Vaucanson, de la machine à fabriquer les fdets de pêche inventée par Buron et perfectionnée par Pecqueur, de la machine à broder à aiguilles multiples, trop souvent qualifiée de métier suisse et due, comme la peigneuse, à Josué Heilmann, etc., la mécanique de Jacquard n’a-t-elle pas profité à l’universalité des industries du tissage?
- Applications multiples de la mécanique Jacquard.
- — Non seulement cette mécanique a résolu le problème pour lequel elle avait été conçue, c’est-à-dire, dans la production des .articles les plus variés, la sélection et la prise des fils qui doivent, au gré du dessinateur, apparaître en des points déterminés de l’étoffe, mais elle est devenue, pour le travail automatique et •sous des formes diverses, un remarquable appareil de transmis-•sions de mouvements. Que, dans la fabrication des tissus fondamentaux, il s’agisse de fractionner la chaîne par faisceaux de'fils régulièrement distribués, ou de faire courir entre ces éléments, des trames de couleurs alternées, qu’ü convienne dans un métier à tulle, de modifier les mouvements des barres porte-fils, de faire varier le Maillage dans un métier de bonneterie, la mécanique Jacquard,, réduite et renforcée suivant besoin, se. prête à toutes les exigences ;, ses. crochets sont comme les doigts d’un habile ouvrier, apte à toutes les tâches.
- (1) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1884 ; II, p. 926. Observations présentées par M. Noblot et Lettre de M.Jantot.
- (2) ' Bulletin delà Société des Ingénieurs Civils, 1884 ; I, p. 298. Du prix de revient des machines en France, en Angleterre, en Allemagne, par M. S. Périsse.
- (3) Exposition: ïïhivérsellé de Lyon en 489i.—Rapport du nom du jwry de là classe 41, par Edouard:SiMON,:p.. 7.'.
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- L’organe interposé entre les crochets et les leviers qui les mobilisent, est — on le sait — une chaîne sans fin de cartons, perforés par planes suivant que les crochets doivent être soulevés ou rester au repos. Etant donné qu’il faut autant de cartons que le raccord d’un dessin comporte de passages de trame, soit pour certains façonnés quinze à vingt mille et au delà, on conçoit que des inventeurs se soient préoccupés de diminuer la dépense et l’encombrement en substituant au carton, une matière moins volumineuse et moins pesante. Grâce à de longues recherches (les premières tentatives s’étaient affirmées à l’Exposition Universelle de 1867), grâce à d’ingénieux artifices de mécanique, une simple feuille de papier produit actuellement les effets dus, sur les anciennes Jacquard, à la résistance du carton.
- Pour l’industrie française seulement, ce perfectionnement limité se traduit par une économie annuelle d’un million de francs (1).
- L’étude minutieuse et raisonnée des détails de l’outillage semble, d’ailleurs, la caractéristique de l’époque contemporaine ; elle s’explique par la complexité nécessaire des engins automatiques, par l’accélération constante des vitesses. Des organes, en apparence accessoires, acquièrent ainsi une importance exceptionnelle.
- Appareils casse-trame et casse-chaîne.— Tel le casse-trame imaginé, il y a une trentaine d’années, par des constructeurs anglais (MM. Howard et Bullough) et qui, contrôleur fidèle du passage de la duite jetée à toute vitesse par la navette, arrête le métier aussitôt que la trame vient à manquer. Imagine-t-on, sans un pareil auxiliaire, qu’un ouvrier puisse non seulement produire un tissu régulier avec un métier battant plus de cent coups par minute,, mais arrive à conduire 2, 4, voire 6 et 7 métiers en uni, comme le font les Américains.
- Tel encore le casse-chaîne, dont le principe réalisé pratiquement vers 1868 par un de nos compatriotes* M. Jules Rousseau, se retrouve dans le métier à tisser le plus récent et le plus automatique, pour en provoquer l’arrêt, si .l’un quelconque des .fils de chaîne vient à • manquer.
- Métier à tisser américain. — Le métier auquel nous faisons allusion et qui est l’œuvre d’une collectivité d’inventeurs américains, ne se borne pas à tisser ladoile de coton; il se charge
- (1) Bulletin de la Société d'Encouragement, 1898, p. 12. Voir Rapport sur le piquage mécanique Verâol, par Edouard Simon.
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- de remplacer dans la navette, la cannette épuisée, par .que autre cannette que lui fournit un magasin-revolver ; il enfile la trame nouvelle dans l’œil de la navette, et il effectue ces opérations supplémentaires sans ralentir sa marche, ni s’arrêter, aussi longtemps que le revolver est approvisionné et qu’un défaut n’a mis en action ni le casse-trame ni le casse-chaîne. Un ouvrier, chargé de garnir les magasins en temps utile, suffit à la surveillance de 16 métiers semblables (1).
- Outillages de la bonneterie, etc.— L'aiguille articulée des métiers à tricot fournit encore un exemple de l’esprit de recherche qui, de la modification d’un organe élémentaire fait jaillir une source de perfectionnements inattendus. Cette aiguille paraît d’origine anglo - américaine ; jusqu’en 1856, elle était restée sans emploi sérieux, lorsque des constructeurs français, MM. Tailbouis et Buxtorf (Emanuel), l’adaptèrent aux métiers circulaires (2) et aux métiers tubulaires, dont, à son retour de Philadelphie en 1877, notre collègue, M. Regnard, signalait un intéressant spécimen américain (3), puis aux tricoteuses mécaniques de famille et d'atelier, simultanément créées en Amérique par M. Lamb, et en France par l’un des nôtres, déjà cité plus haut, M. Em. Buxtorf.
- Cette indication isolée montre qu’une revue, même sommaire, des progrès réalisés depuis cinquante ans dans le seul outillage de la bonneterie excéderait le cadre qui nous est tracé pour l’ensemble des industries textiles.
- Ce sont aussi de simples aiguilles, ou plutôt des tètes d'aiguilles à lumières allongées et de dimensions très amplifiées, qui ont permis a un fabricant parisien, M. Duquesne, d’appliquer le tour de gaze à des tissus épais pour tapis, pour meubles et pour tentures et de créer, en même temps qu’un outillage spécial, une famille nouvelle de produits (4).
- Dans les métiers étroits (métiers à rubans, métiers à lacets, etc.), comme dans les métiers larges, que de détails ingénieux seraient à citer pour faire saisir l’importance et le nombre des problèmes techniques, qui, plus ou moins complètement résolus, sont de nature à tenter les hommes de science autant que les praticiens.
- (1) Voir Bulletin de la Société d’Encouragement 4896, p. 897 ; — 4897, p. 753. Étude sur le métier Northrop, par Edouard Simon.
- (2) Etudes sur les arts textiles, par M. Alcan, p. 257.
- (3) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 4877, p . 830.
- (4) Bulletin de la Société d'Encouragement, 4886, p. 242. Rapport sur le tapis parisien de~M. Duquesne, par Edouard Simon.
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- Les machines à apprêter les tissus n’offrent ni une moindre variété, ni Une moins grande somme de recherches : machines à moirer, à polir les soieries, à calandrer les toiles, à griller les étoffes rases, à fouler, à garnir, à tondre les lainages, à lainer les cotonnades, h ramer, etc., etc.
- Nous n’avons même pas mentionné la fabrication dés pièces détachées pour filatures et pour tissages, qui donne lieu à de nombreuses subdivisions et qui, pourvue d’outillages particulièrement étudiés, conserve, dans notre pays, une supériorité reconnue.
- Nous n’avons pas dit un mot de l’industrie des machines à coudre, qui touche de près à la production des tissus, qui aide souvent à la décoration des étoffes et en facilite l’exportation sous forme de confections. Là, également, nous aurions pu Citer bien des inventeurs français, Thimonnier, Bonnaz, Légat, entre autres.
- Au fur et à mesure que nous avançons dans cette énumération absolument incomplète en dépit de sa longueur, nous sommes effrayé de l’étendue du sujet et de l’impossibilité d’en exposer tous les éléments, de montrer, par exemple, commentées outillages distincts, ces machines différentes présentent des points de contact, des analogies, comment l’étude comparée de ces engins automatiques peut profiter aux nouveaux avenus dans la voie des recherches, comment aussi dans certaines questions d’ordre général telles que chauffage, ventilation, humidification, l’hygiène des ateliers et la bonne fabrication sont presque toujours et fort heureusement en concordance.
- ' Nous aurions voulu citer quelques applications de l’électricité à la prévention des accidents comme au contrôle des préparations., laissant de côté l’étude du transport de la force motrice à distance, de la commande à domicile de petits ateliers de famille, dont l’un de nos vice-présidents, M. Dumont, nous a signalé les dernières installations, mais la place manque et il nous faut conclure.
- Insuffisance de l’Enseignement technique en France, malgré la part du « génie civil » français dans le progrès des industries textiles.^ Deux ordres de faits résultent de ce qui précédé : d’un côté, la grande part des inventeurs français dans les progrès marquants dés industries .textiles,, la substitution de la machine au travail manuel et, avec le. perfectionnement de l’outillage, l’accroissement inces-Bull. \ ! ' 34
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- sant de la production, la diminution des prix de revient, de l’autre, la décadence, en France, et la fermeture d’un certain nombre d’ateliers de construction spéciaux, pendant que .nos concurrents étrangers développent, au contraire, .cette branche de leur activité. Déjà, en 1889, nous signalions.la même anomalie à la-« Société des Ingénieurs Civils » et nous estimions que l’une des causes de notre infériorité, tenait à la méconnaissance des industries textiles dans les programmes des écoles d’ingénieurs. « N’est-il pas surprenant, écrivions-nous alors* » qu’une institution portant le beau titre d’jÉcole centrale des Arts » et Manufactures néglige absolument une industrie dont le com-» merce spécial s’élève à environ deux milliards de francs .par '» année et pour la France seulement?... (1) »
- N’est-il pas également surprenant — ajouterons-nous — que la même lacune existe dans les écoles d’arts et métiers ?
- Nous savons qu’un essai a été tenté récemment à l’École Centrale, qu’un cours facultatif a été inauguré par notre Collègue, M. Joseph Imbs, mais il n’y a là qu’un essai timide et vraiment insuffisant.
- Aune époque où la carrière de l’Ingénieur est encombrée comme toutes les carrières libérales, n’y aurait-il pas double profit pour lui-même et pour le monde industriel, à ouvrir largement une porte qui est à peine entre-bâillée?
- L’insuffisance que nous signalons, tient moins à l’encombr e-ment des programmes qu’à un état d’esprit particulier résultant de notre éducation universitaire; il semble que, dans notre pays, les sciences appliquées doivent presque toujours céder le pas à la .théorie pure.
- En ce qui concerne les industries textiles, nous, ne saurions invoquer, à l’appui de cette remarque, une autorité plus haute que le rapport du général Poncelet cité au début et nous terminerons par l’extrait suivant : « D’où vient la complète indifférence des » philosophes ou théoriciens pour tout ce qu’on nomme impro-» prement application ou pratique? D’où vient le dénigrement . » non moins étrange des hommes d’atelier, des praticiens contre » toute théorie ou raisonnement d’apparence scientifique ? N’y » a-t-il pas dans ces sentiments de dédain inverses ou réciproques,
- , » quelque chose d’aussi injjiste que de peu réfléchi? Ou plutôt, ,: » ‘n’y aurait-il pas là orgueil ou paresse de l’esprit, s’autorisant
- *' {\.) Les procédés et lè matériel des industries textiles à l'Exposition universelle de 4889, par Édouard Simon.— Bulletin de la Société des Ingénieurs civils. Ï889, II, p. 681et7Q0.
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- » des abus que l’on fait si souvent de l’expérience et de la théo-» rie exclusives, deux choses qu’on ne doit pas séparer, surtout » quand les résultats s’en lient au bien-être général de la Société et à » ses 'progrès ? ».
- Quelle que soit la suite réservée au desideratum que nous venons de formuler, hâtons-nous d’ajouter que la Société des Ingénieurs Civils a toujours montré en quelle estime elle tient la grande industrie de la fabrication des étoffes. Aucun des progrès rappelés. au cours de cette notice, et dont bon nombre dus à quelques-uns de ses Membres, ne l’a laissée indifférente. Notre Société a voulu avoir et conserver pendant vingt-cinq ans dans son Comité, puis placer à sa tête en 1869, Michel Alcan, qui fut le créateur de la technologie moderne des industries textiles, le promoteur et le professeur du cours de filature et de tissage au Conservatoire des Arts et Métiers, le Membre du Conseil de la Société d’encouragement chargé, pendant trente ans, de rapporter toutes les questions afférentes aux mêmes spécialités, le maître justement écouté dont les inventions, l’enseignement oral et écrit, exercèrent une influence prépondérante sur les progrès de la mécanique industrielle et tracèrent la voie à ses élèves et successeurs soit à la Société d’Encouragement, soit au Conservatoire, MM. Édouard Simon, Joseph Imbs. A
- Jacquard, Philippe de Girard, Josué Heilmann, Pecqueur, Émile Hübner, Michel Alcan, pour ne citer ‘que,les disparus, sont de. ceux que le Génie Civil peut à bon droit revendiquer et inscrire dans le livre d’or des industries textiles.
- y---
- Le Gérant, Secrétaire administratif, A. de Dax,
- IMPRIMERIE CHAIX, rue bergère, 20, paris. — 14632-6-98. — (Bncre lorffleUi).
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- MÉMOIRES ET COMPTE RENDU DES TRAVAUX
- DE LA
- SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- DE FRANCE
- FONDÉE 1E 4 MARS 1848
- RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 1869
- CINQUANTENAIRE
- 1848-1898
- II
- ANNÉE 1898 - 2”' VOLUME
- BULLETIN D’AOUT 1898
- -»080>
- PARIS
- HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
- 19, rue Blanche, 19
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- LE GÉNIE CIVIL
- LA SOCIÉTÉ DES INGÉNIEURS CIVILS
- DE FRANGE
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- LE GÉNIE CIVIL
- ET LA
- SOCIÉTÉ
- INGÉNIEURS CIVILS
- DE FRANCE
- 1848-1898
- PARIS
- HÔTEL DE LA SOCIÉTÉ
- 19, rue Blanche, 19
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- TRAVAUX IrlMOli IIIII-N - MH
- MÉTALLURGIE
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- MINÉRALOGIE ET GÉOLOGIE
- PAR
- M. J. BERGERON
- Les progrès accomplis clans la seconde moitié de ce siècle, en Minéralogie et en Géologie, sont dus moins à l’apparition de théories nouvelles qu’à l’emploi de méthodes de recherches inédites, ou à une interprétation différente de faits déjà connus, ou enfin à la découverte de faits ignorés jusque-là. Nous examinerons successivement les progrès réalisés de ces différentes façons; mais, pour mieux en comprendre l’importance, il faut voir auparavant ce que furent ces deux sciences pendant la première moitié du siècle.
- I
- Minéralogie. — Des deux sciences qui nous occupent, la minéralogie est la plus ancienne. Ce n’est pas à dire qu’elle existât comme corps de doctrine bien longtemps avant la géologie, mais les minéraux avaient été connus pour ainsi dire de tout temps. Leurs caractères géométriques, leurs couleurs, l’usage dont plusieurs d’entre eux étaient susceptibles comme minerais, avaient attiré sur eux l’attention des anciens ; dans toutes les littératures, même les plus anciennes, il est fait mention des gemmes et des minerais dont on tirait les métaux. Néanmoins la minéralogie était demeurée dans l’empirisme jusqu’à la fin du siècle dernier et le commencement du xixe siècle, époque à laquelle Romé de l’Isle et Haüy en firent une vraie science avec ses méthodes et ses théories.
- Cependant elle restait encore surtout dans le domaine de l’observation ; il est vrai qu’Haüy poussait celle-ci assez loin pour que depuis on n’ait plus eu qu’à étendre l’étude des propriétés physiques dont. l’importance avait été pressentie par l’illustre fondateur de la,minéralogie.
- Pendant les Cinquante premières années de ce siècle, les méthodes subirent peu de modifications. Quant à la théorie, elle restait toujours celle d’Haüy : un cristal étant considéré comme formé par une réunion de particules de matière dites molécules
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- intégrantes reproduisant en grand, par leur association, la forme d’une de ces particules. Berzélius avait introduit en plus clans la minéralogie, l’étude chimique des espèces; il avait fondé l’analyse au chalumeau ou par voie sèche, qui resta pendant longtemps entre les mains des minéralogistes, le seul procédé d’analyse en usage. Ces études chimiques avaient permis de distinguer de nouvelles espèces minérales.
- D’autre part, des recherches continues sur le terrain fournissaient: toujours' des minéraux nouveaux dans lesquels se rencon--traient des corps non encore utilisables dans l’industrie. Néan-..moins, ces découvertes accroissaient les ressources industrielles -de l’avenir.
- L’étude chimique des minéraux avait amené. Gay-Lussac, 'Mitscherlich, Berthier, Fournet, Wôhler, etc., à tenter la reproduction de quelques espèces; mais, tous ces essais, faits par des chimistes plus au courant des procédés de laboratoire que des procédés de la nature, ne constituèrent que des tentatives de synthèse plus curieuses qu’instructives au point de vue de la genèse des minéraux.
- Géologie. — Jusqu’à la fin du xviii® siècle, la terre avait été l’objet, non pas, à proprement parler, d’études scientifiques, mais,, . bien plutôt de dissertations philosophiques. La géologie ne com-..mença à s’esquisser qu’avec Werner et Hutton. Peu d’hommes ont exercé une influence comparable à celle du célèbre mineur . de Freiberg: non seulement ses contemporains, mais encore plusieurs générations: après la sienne ne voulaient admettre que ses * théories-. Il prétendait que toutes les roches qui forment la croûte terrestre, provenaient de précipitations répétées, au sein d’un liquide commun à toutes les parties de la terre et dit fluide chao-. tique ; même les roches désignées actuellement sous le nom de roches éruptives auraient eu la même origine. C’est en vain que,
- - plus de vingt ans auparavant, Desmarets, en France, avait établi > la nature vraiment éruptive des basaltes d’Auvergne;d’éloquence . de Werner était telle qu’il avait rallié à ses opinions tous ceux qui s’occupaient de la terre et en particulier les Ingénieurs qui venaient se former à son école.. Il enseignait la minéralogie, mais en réalité il faisait un cours de géologie appliquée, indiquant les usages des minéraux et des pierres, comme on disait alors. Les Ingénieurs sortis de Freiberg répandirent ses théories bien au delà des frontières de la Saxe,, et son école se: trouva
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- bientôt accrue de tous ceux qui, à un titre quelconque, s’occupaient de l’étude du sol.
- A la même époque, II ut ton, en Écosse, publiait son ouvrage ayant pour titre : Théorie de la Terre. Il admettait que le sol se serait formé sous les eaux et proviendrait du démantellement et de la désagrégation d’anciens continents. Mais, ces roches, primitivement sans consistance, se seraient modifiées et durcies sous l’influence de la chaleur des roches volcaniques ; c’est sous cette même influence que les sédiments se seraient soulevés, fracturés et contournés. Le feu central serait, d’après lui, l’agent qui donnerait aux roches l’aspect que nous leur connaissons. Les disciples de Hutton furent désignés sous le nom de volcanistes ou plutonistes, tandis que ceux de Werner s’appelaient les neptunistes. Pendant longtemps, plutonistes et neptunistes se querellèrent sans aboutir, car ils n’étaient ni les uns ni les autres, sur la voie de l’observation qui, seule, devait faire faire quelque progrès.
- Il faut rendre cette justice à Hutton, qu’il fut le premier à admettre "que les phénomènes qui s’étaient produits autrefois se reproduisaient encore de nos jours; il fut,- par suite, le précurseur de Lyell en Angleterre et de Constant Prévost en France, qui soutinrent si vaillamment la théorie des causes actuelles.
- Tandis que les systèmes de Werner et de Plutton partageaient les hommes de science, un Ingénieur anglais, William Smith, posait, en s’appuyant uniquement sur des faits d’observation, les premiers principes de la stratigraphie, cette partie fondamentale de la géologie. Appelé à observer les successions de couches que traversaient les tranchées des routes qu’il construisait, il les releva soigneusement et établit que, dans les assises de même rang, il retrouvait les mêmes fossiles. Dès lors, la stratigraphie et la paléontologie furent associées pour le plus grand bien de la géologie. Smith dressa le premier des coupes géologiques qui allaient du pays de Galles jusqu’à Londres et les subdivisions qu’il adopta alors sont restées très sensiblement les mêmes que celles que nous admettons aujourd’hui. Smith arriva par une série d’études dans le même ordre d’idées, à pouvoir dresser une carte géologique de l’Angleterre. Il fut d’ailleurs le premier à comprendre l’importance de pareilles cartes dans les applications de la géologie.
- • En même temps que William Smith, Al. Brongniart établissait en France des successions constantes dans.les couches du bassin de Paris; il mettait en évidence les retraits ou les retours d# la
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- mer; de plus, il démontrait le synchronisme de dépôts présentant des faciès différents. De son côté, Cuvier étudiait les faunes fossiles et établissait une science nouvelle, la paléontologie.
- C’est donc au commencement de ce siècle que la géologie devient véritablement une science ; l’étude des faits va prévaloir sur les conceptions théoriques. A partir de 1807, à Londres, quelques hommes d’étude se réunissent pour exposer les uns devant les autres les faits qu’ils ont observés, indépendamment de toute conception théorique. En 1826, cette association prend le titre de Société Géologique de Londres. Depuis sa fondation, ainsi qu’en font foi ses transactions, elle n’a,cessé de provoquer des. travaux d’observation ; c’est à elle, aux études de ses membres,, que l’Angleterre dut pendant longtemps sa supériorité en géologie.
- En 1820, Greenough fait paraître une carte géologique de: l’Angleterre; en 1822, d’Omalius d’Halloy et Coquebert de Montbret publient une carte géologique de la France et de la Belgique. Dès lors, l’impulsion est donnée ; et le Gouvernement français, comprenant l’utilité d’une carte sur laquelle serait indiquée la nature du sol ainsi que les matériaux utilisables qu’il renferme, décide que la France aura, elle aussi, sa carte .géologique. En 1823, Brochant de Milliers, alors à la tête du service des Mines, charge Dufrénoy et Élie de Beaumont d’aller en Angleterre étudier les méthodes employées pour la confection des cartes géologiques. Ces deux Ingénieurs des Mines se mirent à la besogne avec une ardeur qui ne se démentit pas pendant dix-neuf ans et, en 1842, parut leur » carte au 1/500 000 qui est encore un objet d’admiration pour le savoir qu’elle dénote de la part de ses auteurs.
- Pendant que ce travail cartographique s’exécutait, Cuvier publiait ses travaux sur les ossements fossiles et son Discours sur les révolutions du globe, qui fut considéré pendant longtemps comme la plus éloquente expression de la vérité. En même temps, Léopold de Buch étudiait les systèmes de montagnes de l’Allemagne et leur attribuait la même origine qu’aux volcans, qu’il considérait comme des cônes de soulèvement ; de son côté, Élie de Beaumont commençait à faire connaître sa théorie sur l’âge relatif des montagnes. Cette époque de 1830 commence une ère d’activité, provoquée sans doute par les grands travaux publics qui s’exécutent de toute, pari. Partout c’est l’observation qui l’emporte sur la théorie. Mais cela ne veut pas dire que l’accord règne
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- parmi les géologues. Il y a encore deux écoles ; l’une, à la suite de Cuvier, admet que toute modification dans la distribution des terres et des mers et dans le relief du sol, est due à un changement brusque dans les conditions préexistantes, à un cataclysme ; c’est elle qui admet encore, pour expliquer ces changements de faunes, des créations successives. L’autre, à la suite de Lyell et et de Constant Prévost, veut trouver l’explication des phénomènes anciens dans les phénomènes actuels, par des mouvements lents du sol. Ces deux écoles vont se perpétuer jusqu’à nos jours; mais la théorie de l’évolution émise par Lamark et . reprise d’une façon si triomphante par Darwin, apportera à la théorie des causes actuelles un tel appui, que ce sera cette dernière qui finira par l’emporter.
- A cette même époque de 1830, Constant Prévost, Ami Boué et d’autres géologues, frappés des excellents résultats obtenus par la Société Géologique de Londres, fondèrent à Paris la Société Géologique de France. Dès lors, il va y avoir en notre pays un centre où pourront se faire jour toutes les idées nouvelles. Dès ses débuts, les fondateurs de cette Société veulent montrer que la science dont ils s’occupent est susceptible d’applications; et l’article II du règlement est ainsi conçu : L’objet de notre Société est de concourir à l’avancement de la Géologie en général, et 'particuliérement défaire connaître le sol de la France, tant en lui-même que dans -ses rapports avec les arts industriels de l’agriculture.
- Les rapides progrès accomplis sous l’impulsion de Cordier, Brongniart, de Ferrussac, Constant Prévost et de bien d’autres, plus portés vers la théorie que vers la pratique, firent négliger cette clause relative aux applications de la géologie, et celles-ci furent rarement signalées dans le Bulletin de la Société. Néanmoins, celle-ci a toujours compté parmi ses membres un grand nombre d’ingénieurs qui, s’ils ne mentionnaient pas les applications delà géologie qu’ils avaient été amenés à faire, savaient ‘du moins tirer parti des connaissances théoriques qu’ils acquéraient par les communications faites aux séances- de la Société Géologique.
- En 1848, époque à partir de laquelle nous allons passer maintenant en revue les progrès faits en minéralogie et en géologie, cette dernière science était encore descriptive ; mais les faits -commençaient à se multiplier et à se grouper, de telle sorte que l’on peut prévoir pour elle une évolution prochaine.
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- II
- Minéralogie. — Vers 1848, Bravais appliqua de nouveau à l’étude des cristaux les méthodes géométriques, ainsi qu’avaient fait avant lui Weiss et Miller, mais il donna à la cristallographie ou étude des formes extérieures des minéraux, une impulsion nouvelle, en introduisant la notion de structure interne des corps. Ce fut Mallard qui, dans son enseignement à l’École supérieure des Mines, sut tirer de cette conception le parti le plus complet. En admettant que les molécules de matière peuvent conserver leurs caractères propres, tout en présentant des groupements géométriques appartenant à des systèmes différents du leur, il expliqua théoriquement un certain nombre d’anomalies observées déjà depuis longtemps dans les propriétés physiques de certains minéraux.
- En même temps que la cristallographie se modifiait, l’étude des propriétés physiques, et surtout celle des propriétés optiques, prenaient une importance de plus en plus grande, grâce aux travaux de De Senarmont, des Cloizeaux, Mallard, Fouqué,. Michel Lévy, etc. Les procédés de détermination basés sur ces propriétés optiques sont remarquablement sensibles et permettent des distinctions que l’étude des formes géométriques ne serait pas capable d’établir, malgré les améliorations apportées dans la construction des goniomètres (1).
- Les plus grands progrès faits dans ces vingt dernières années, sont dus à l’emploi du microscope. Déjà, vers le commencement de ce siècle, Cordier, pulvérisant les roches éruptives dans lesquelles les éléments ne sont pas visibles à l’œil nu, cherchait à en déterminer les minéraux constituants en les examinant au microscope. Mais ce n’est qu’à partir de Sorby que l’on se servit couramment de cet instrument. Les minéraux furent taillés en lames assez minces pour qu’on pût les examiner par transparence. Dès lors, la structure des minéraux fut mieux connue, et il fut établi que ceux mêmes qui paraissent les plus purs renferment toujours des inclusions., des impuretés, qui expliquent bien des divergences dans les analyses, chimiques faites d’un même corps.
- (1) M. A. Picqtjet a exposé devant la Société des Ingénieurs Civils le Mode d'emploi du goniomètre de Babinet. Bulletin, 1865, p. 365.
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- — §19 —
- Puis l’emploï de prismes de Nicol donnant de la lumière polarisée parallèle, permit de reconnaître les propriétés optiques les plus délicates des minéraux. Les éléments cristallins des plus faibles dimensions purent ainsi être déterminés. Il en résulta que les roches éruptives furent plus particulièrement étudiées et leur examen au microscope a fini par constituer une vraie science, la Pétrographie. Grâce aux travaux deVorn Hath, Vogelsang, Zirkel, Tschermak, Rosenbusch, Fouqué et Michel Lévy, etc., cette science est arrivée rapidement à nous donner des notions très exactes sur la structure des roches, leur composition, leurs transformations, leurs actions réciproques, etc. Les modifications subies par les roches sédimentaires sous Faction des roches éruptives ou sous l’influence d’autres agents encore mal connus, modifications qui constituent le métamorphisme, ont été soumises à l’examen microscopique par MM. Lehmann, Michel Lévy, Barrois, Fermier, Lacroix. Le microscope a donné sur toutes ces roches des notions qui ont abouti à l’apparition de théories nouvelles, sur leur genèse; si celles-ci ne sont pas encore satisfaisantes, elles sont, cependant, à coup sûr, en progrès réel sur celles qui existaient auparavant.
- Les études plus précises faites sur les minéraux devaient provoquer de nouvelles recherches synthétiques. De Senarmont, Ebelmen, H. Sainte-Glaire-Deville, Daubrée, Hautefeuille, Debray, Friedel, Sarasin, Margottet, Troost emploient encore des méthodes de laboratoires; cependant beaucoup s’inspirent des faits observés dans la nature. Les essais de reproduction du corindon, du rubis et du saphir par MM. Frémy et Feil ont montré la possibilité de faire cristalliser l’alumine à haute température et ces expériences ont certainement servi de bases aux procédés industriels qui permettent de reproduire le corindon en employant l’arc électrique.
- L’étude microscopique des structures a guidé MM. Fouqué et Michel Lévy dans leurs reproductions des roches éruptives. Toute la série des roches sans quartz libre, dites roches basiques, a été obtenue par eux synthétiquement; l’intérêt de ces expériences réside dans les modifications que ces deux savants ont pu amener dans la composition minéralogique et la structure des roches artificielles, en faisant varier le mode de refroidissement.
- Jusqu’à présent, les procédés d’étude des roches ont peu servi dans l’industrie. Cependant M. .Fouqué1 a soumis à l’examen
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- microscopique, sur la demande de M. Appert les défauts des verres; les remarques qu’il a faites ont eu un résultat pratique, elles ont démontré que la présence de l’alumine pouvant amener la formation de feldspaths ou de humboldtilite dont la production est plus difficile que celle des autres minéraux, il y aurait parfois avantage à employer des calcaires argileux avec le sable et les alcalis pour obtenir des verres plus stables.
- L’emploi du microscope en permettant de constater la présence d’éléments excessivement petits, a amené à chercher des procédés d’analyse 'avec lesquels il fut possible de déterminer leur composition chimique. C’est ainsi que fut trouvée une branche nouvelle de la chimie, la micro-chimie. Elle consiste à provoquer la formation de cristaux ayant une forme assez bien définie pour qu’il soit possible de reconnaître facilement les sels auxquels ils appartiennent; de la sorte on connaît les éléments du minéral, puisqu’on sait quels sont ceux du réactif. Ce procédé d’analyse permet d’opérer sur des quantités tout à fait minimes ; de plus, il est très rapide et serait d’une grande utilité dans l’industrie. C’est Boricky qui l’a appliqué le premier; MM. Haushofer et Behrens l’ont singulièrement développé depuis. / Il est encore,un autre procédé d’analyse qualitative employé en pétrographie. Il est dû à Bunsen et a été perfectionné par Plattner et Szabo. Il consiste à examiner avec un verre de couleur une flamme dont la coloration décèle la présence de la potasse ou de la soude, ou des deux corps à la fois, dès qu’on y plonge un sel qui en renferme quelque trace.
- En même temps que se produisaient dans les théories et dans les méthodes d’investigation les modifications et les perfectionnements que je viens de signaler, le nombre des espèces minérales augmentait; de nouveaux gîtes étaient rencontrés; parfois même les procédés industriels donnaient lieu à la formation de minéraux déjà connus, mais dont la genèse était nouvelle. Il serait trop long d’énumérer toutes les découvertes de cette nature fàites depuis cinquante ans; je me. contenterai de signaler quelques-unes des plus intéressantes.
- Le diamant a été découvert dans la région du cap de Bonne-Espérance en 1887. Il se trouve dans des cheminées verticales, associé aux mêmes minéraux ‘que l’on rencontre dans les gites d’alluvions.. On a expliqué ce gisement de différentes façons (1)
- (1) M, Jules Garnier. — l-’or et le diamant au Transvaal et au Cap, Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1896, t. I, p. 327. *
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- sans qu’aucune fût bien satisfaisante. Daubrée a émis l’hypothèse que ces cheminées étaient dues à des explosions de gaz provenant de l’intérieur de la terre, et qu’elles avaient été remnlies par des matières venant, elles aussi, des profondeurs. Les expériences de M. Moissan tendraient à confirmer cette origine interne du diamant.
- Le phosphate de chaux se rencontre dans beaucoup de roches éruptives à l’état de fluophosphate de chaux ou apatite ; il est le plus souvent à l’état d’élément accessoire ; mais parfois il devient un des éléments essentiels de certaines roches éruptives, comme dans certains filons de Norvège, par exemple à Oddegarden, où il est assez abondant pour qu’on puisse l’exploiter. Il en est de même au Canada, dans les provinces d’Ontario et de Québec. Les phosphates les plus exploités sont ceux d’origine sédimentaire dont je parlerai plus loin.
- Le carbonate de magnésie d’Eubée (1) a été exploité avec activité pendant plusieurs années pour faire des produits céramiques servant dans la déphosphoration des fontes. Actuellement on extrait la magnésie destinée à cette fabrication des sels de Stass-fürt (2).
- L’aluminium était tiré primitivement de la cryolite ; c’est la bauxite ou alumine hydratée qui en est actuellement le principal minerai ; elle forme des amas, très vraisemblablement d’origine sédimentaire, dans un grand nombre de régions du Midi de la France.
- Le chrome et le nickel, actuellement très recherchés par les métallurgistes, se rencontrent associés dans les mêmes gisements. Ils sont accompagnés d’oxyde noir de cobalt (3). Tous ces métaux forment des sels oxygénés (spinelle et garniérite) par suite de modifications apportées par les eaux superficielles dans des gisements sulfurés. Le minerai primitif était une pyrite de fer'chro-mifère et nickelifère, comme c’est le cas pour certains filons du Canada. > ..
- Le vanadium, employé dans la teinturerie, est extrait des minerais de fer de Mazenay.
- (1) M. Lencauchez. — Les briques en magnésie d’Eubée. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1893, t. I, p. 180.
- (2) Il sera question de ces sels plus loin.
- (3) M. Jules Garnier. — Mémoire sur les gisements de cobalt, de chrome et de fer à la Nouvelle-Calédonie. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civih, 1887. T. I, p. 244.
- M. Jules Garnier. —Mines de nickel, cuivre et platine du district de Sudbury (Canada). Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1891. 1.1, p. 239.
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- Le tungstène, recherché pour durcir l’acier, est extrait actuellement du wolfram ou tungstate de fer et de la scheelite ou tung-state de chaux.
- Le cadmium, l’indium, le gallium et le thallium ont été rencontrés associés aux minerais de zinc ; ce sont des métaux encore trop peu connus pour qu’il soit possible de dire quels seront leurs usages.
- Si les minerais de zinc ne se sont pas accrus de nouvelles espèces, par contre leurs gisements connus sont devenus bien plus nombreux (1) ; plusieurs, tels que ceux du Laurium, ont été repris et ont été l’objet d’études multiples (2).
- Il en est de mêmé pour les minerais de cuivre (3), de galène (4), d’étain (3).
- Le zirconium a été très recherché dans ces. dernières années pour'la confection des manchons Auer ; on l’extrayait du zircon, minéral connu depuis longtemps et resté jusque-là sans usage. En ce moment, pour les mêmes manchons, on utilise les sels de thorium et de cérium qu’on extrait de la thorite et de la cérite.
- Les métaux précieux que l’on recueillait autrefois seulement à l’état natif, sont exploités à l’état de combinaisons. Les sulfures, les sulfo-antimoniures, les arséniures et les tellurures d’or sont recherchés, bien que leur traitement donne des résultats très inégaux. Le plus souvent l’or natif apparaît à la partie supérieure des filons (6), tandis que les sulfures et autres sels d’or se trouvent en profondeur. L’argent et l’or sont souvent associés, comme c’est le cas dans les mines du Colorado et du Névada en Amérique (7).
- Le gîte d’or du Witwatersrand se présente sous un aspect parti-
- (1) M. Picquet. —Mémoire sur la richesse minérale de la province de Santander. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1877, p. 259.
- »(2). M. Périsse. — Mémoire-sur les mines du Laurium, ibid., 1879, p. 261.
- M. Huet. — Mémoire sur le Laurium, ibid., 1879, p. 731.
- M. Huet. — Deuxième mémoire sur le Laurium, ibid., 1887, t. I, p. 530.
- (3) M. Huet. —Note sur les gisements des provinces basques et de la province de Santander, ibid., 1860, p. 232.
- Grand. — Ibid., 1868, p. 507,
- (4) Goscheer. — Notice sur Vepxloitation des mines et des usines de Bleiberg en Eifel,
- ibid., 1850, p. 219: .
- Grand.— Loc. cit.
- (5) Câillaux. — Minerais d'étain en Toscane, Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, .1876, p. 106.
- (6) M. Federman. — Gisements aurifères de l'Italie, ibid., 1893, t. II, p. 223.
- (7) M. Simonin. — Mines de la Sierra Nevada, ibid., 1867, p. 414.
- — Exploitation des mines d’or et d'argent aux États-Unis, ibid,, 1868, p. 96.
- — "Mines d’or ét d'argent du Colorado et du Névada, ibid.,1869, p. 389.
- C. Durand. —Mines d'argent du Névada, ibid., 1883, t. I, p. 761.
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- eulier qui est trop connu pour que j’en parle.; je me contenterai de rappeler qu’il a été l’objet de nombreuses interprétations.(1).
- Géologie. — La géologie s’est complètement transformée dans cette seconde moitié du siècle et surtout depuis une vingtaine d’années. Les études régionales aussi bien que les explorations entreprises dans les pays les plus reculés lui ont donné une ampleur qu’elle ne semblait pas devoir atteindre à ses débuts. Longtemps elle a consisté en des listes d’assises et des listes de fossiles : aujourd’hui les détails dans lesquels elle s’égarait autrefois disparaissent, les horizons s’élargissent ; c’est une science qui est devenue synthétique.
- Déjà des essais de synthèse avaient été entrepris par de Buch et surtout par E. de Beaumont. Ce dernier auteur avait reconnu que les montagnes ne sont pas toutes du même âge ; mais il admettait que leur soulèvement s’était produit suivant des lignes dont l’ensemble formait un réseau géométrique et qui correspondaient selon lui aux arêtes d’un dodécaèdre pentagonal ; de là le nom de réseau pentagonal donné à l’ensemble de ces directions. De plus, il avait cru trouver une certaine relation entre la mature des venues métallifères et la direction des systèmes de montagne dans lesquels on les rencontrait. Cette théorie très séduisante à cause de la généralisation dont elle était susceptible, ne put résister aux faits d’observation quand ils devinrent plus nombreux.
- Mais comme la théorie d’Élie de Beaumont tombait, le professeur Suess, de "Vienne, faisait paraître une série d’ouvrages dans lesquels il reprenait, mais d’une façon toute nouvelle, les faits déjà connus. Pour lui, la direction des ..montagnes n’est plus l’élément essentiel, mais l’élément accessoire du système auquel elles appartiennent: l’êige est la première indication à connaître. C’est ainsi que Suess et ses disciples reconnurent qu’il y a eu à ;la surface de la terre une succession de ridements se cantonnant, d’ailleurs, dans des zones assez bien définies. Ces .ridements ont obéi à des forces s’exerçant suivant une direction sensiblement la, même (S. E.-N. 0.) et imposant une Missymétrie-marquée aux deux versants d’une même chaîne. C’est sur le versant le plus accidenté, qui est du côté .opposé à celui d’où vient la force de refoulement, que se montrent les venues éruptives. Quand .des rides d’âge plus récent en rencontrent d’autres plus anciennes,
- (1) J. Garnier. — Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1896, t. I, p. 327.
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- les premières chevauchent sur les secondes ; il en résulte des renversements qui donnent aux couches une allure absolument anormale. Mais la connaissance de ces accidents a fait de tels progrès qu’on arrive à les expliquer le plus souvent, même quand les couches disloquées ne sont plus qu’à l’état de lambeaux. C’est dans la région des Alpes, la plus tourmentée de celles que nous connaissons en Europe, que les géologues allemands, suisses, italiens et français, ont trouvé le plus beau champ d’étude au point de vue de la tectonique. M. Heim, en Suisse, et M. Bertrand, en France, ont fait faire à cette branche de la géologie ses plus grands progrès.
- Les efforts orogéniques se produisant toujours dans le même sens, les rides s’accumulent en arrière les unes des autres, formant ainsi des séries de lignes directrices dont la marche vers le Sud est très sensible en Europe.
- Ces rides d’âges différents peuvent avoir été en partie réduites par les érosions ; on en reconnaît encore les lambeaux par la simple constatation de l’âge de plissement des assises qui les constituent.
- Cette notion de continuité dans l’effort, dans l’espace et dans le temps est une des plus fécondes en géologie, au point de vue de la recherche des sédiments de même âge et en particulier des dépôts houillers. Nous y reviendrons un peu plus loin.
- Si les grands phénomènes géologiques sont mieux connus qu’au trefois, et si on les interprète mieux, on ne les explique pas encore d’une façon complète. Néanmoins, c’est dans les forces internes qu’il faut en rechercher la cause.
- Parmi les manifestations de ces forces internes, les phénomènes volcaniques attribués pendant longtemps à l’arrivée de l’eau au contact de la masse incandescente centrale, ont dû être expliqués. autrement du jour où l’on a découvert des volcans au cœur de l’Asie dans une région réputée à juste titre pour sa sécheresse. Il faut admettre une sorte de rochage, un dégagement spontané de matières gazeuses dissoutes dans le bain fondamental alors que celui-ci n’était pas encore recouvert d’une croûte solide. Ces phénomènes de dissolution, d’ailleurs très connus pour un grand nombre de substances, expliqueraient comment, parmi les produits de sublimation des vapeurs sortant des roches éruptives, on a retrouvé les éléments dissous dans les eaux de la mer. Ceux-ci se sont précipités les premiers à la sur-
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- face de la terre au début de son refroidissement et ont été repris par les eaux résultant de la condensation des vapeurs. D’ailleurs, la présence des volcans près des dépressions s’explique par le fait que ceux-ci sont toujours distribués sur des cassures de l’écorce terrestre, par conséquent là où le sol a pu s’affaisser le plus facilement (1).
- Les roches éruptives qui se rencontrent dans une région donnée sont souvent très différentes les unes dés autres. J’ai dit plus haut comment, à l’aide du microscope, on pouvait reconnaître facilement la structure et la composition minéralogique d’une roche ; mais sans avoir recours à cet instrument, on peut voir dans une même région, des roches acides ou riches en silice, le plus généralement traversées par des roches basiques ou riches en éléments ferro-magnésiens ; ces dernières sont donc postérieures aux roches acides. L’étude chimique de toutes les roches a montré qu’on pouvait les considérer comme dues à l’association en proportions différentes de plusieurs magmas ou de deux seulement, suivant les auteurs (Rosenbusch, Idding, Michel-Lévy). Ces magmas se différencieraient dans des réservoirs profonds, de telle sorte qu’il se serait formé, à la partie extérieure, dns roches acides capables de modifier les couches sédimentaires à leur contact et même dans leur voisinage, au point de les transformer en roches cristallines ou de la série cristallophyllienne ; une autre partie du magma donnerait les roches basiques. Mais les roches sédimentaires peuvent, à leur tour, se dissoudre dans les roches éruptives en contact et changer localement la composition de ces dernières qui subissent alors un métamorphisme endomorphe. Il faut encore tenir compte des gaz et des vapeurs contenus dans les masses éruptives qui peuvent également produire des modifications dans les deux toches.
- On comprend que toute pression exercée sur les réservoirs où s’élaborent les roches éruptives, pression résultantdes mouvements de l’écorce terrestre, se traduise par une venue^au jour de ces matières fondues. Les roches acides et riches en alcalis, les plus légères et, par suite, les plus rapprochées de la surface
- (1) De Longraire. — Séismes et volcans. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1894, t. II, p. 629.
- Discussion de la communication de M. de Longraire. Ibid., 1895, 1.1, p. 213, 339 et 348.
- J. Bergeron. — Observations à propos de la Note de M. de Longraire. Ibid., 1895, 1.1, p. 442.
- De Longraire. — Réponse aux observations. Ibid., 1895, t. I, p. 455.
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- ont pu pénétrer dans le sol et y former des amas dont nous retrouvons la trace dans les dômes granitiques, alors que les roches plus acides telles que la granulite et le quartz s’injectaient beaucoup plus loin dans les assises sédimentaires. Les roches basiques, bien plus profondes, n’ont pu venir au jour qu’en formant des liions au milieu des fractures des roches acides et sédimentaires. Mais elles renferment encore de grandes quantités de vapeur, de matières gazeuses qui, en s’échappant, donnent lieu à la formation des projections volcaniques; ces matières gazeuses continuent d’ailleurs à se dégager de la lave pendant qu’elle s’écoule et donnent naissance aux fumerolles dont beaucoup nous fournissent du soufre, de l’acide borique, des carbures d’hydrogène.
- L’étude de ces fumerolles a été poussée très loin par Charles Sainte-Claire Deville et par M. Fouqué, qui ont montré la façon dont une même fumerolle pouvait changer de composition avec la température de la lave et aussi avec le temps. Il y a là une succession de phénomènes qui ont dû jouer un rôle très important dans l’élaboration des liions.
- C’est à la même cause qui maintient les roches éruptives à l’état de fusion qu’est due la chaleur que l’on constate à l’intérieur de la terre. L’observation nous apprend que cette température augmente en profondeur, suivant une loi encore mal connue, mais d’environ 1° centigrade par 34 m. Cette chaleur qui se répand dans toute la masse solide de la terre, se fait sentir également dans les montagnes.
- Cependant, là comme dans les pays de plaine, l’action refroidissante de l’air a une influence et ce n’est qu’à une certaine profondeur au-dessous de la surface du sol que l’on peut percevoir cette augmentation de température. On conçoit que, dans les massifs montagneux épais, le phénomène puisse être le même qu’à une grande profondeur verticale dans les pays de plaine. Les premier esmbservations sérieuses relatives à cette question de géothermique . ont été faites par Starff au début dû percement du Saint-Gothard. Il établit des formules empiriques permettant d’évaluer la température à l’intérieur d’un massif montagneux en tenant compte de son relief. Ces formules furent vérifiées pendant l’exécution des travaux, il n’y a'aucune raison de ne pas les admettre. L’homme ne pouvant travailler dans une atmosphère humide, à une température supérieure à 35°, on s’est alors rendu compte de l’impossibilité matérielle qu’il y aurait, du
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- fait de la température, à exécuter certains tunnels proposés pour la traversée des Alpes (1).
- Si beaucoup de tremblements de terre sont dus à des explosions internes accompagnant des éruptions volcaniques, il en est d’autres qui paraissent résulter des plissements lents et insensibles du sol (2). Bien que la cause de beaucoup de séismes ne soit pas connue, leurs effets n’en sont pas moins terribles; ils commencent à être assez bien étudiés pour qu’il soit possible de prendre des précautions pour atténuer, sinon pour conjurer, les désastres qu’ils causent (3). Il serait à désirer qu’un système d’observations fut établi dans toutes les régions exposées aux séismes, dans l’espérance que de leur ensemble sortît quelque notion utilisable à la prévision de pareils phénomènes- (4).
- Des fumerolles des roches volcaniques se dégagent des carbures d’hydrogène. De plus, la présence du pétrole dans des régions où les phénomènes éruptifs étaient bien connus, avait fait admettre une relation entre la genèse de l’huile minérale et le voisinage de roches éruptives. Mais à la suite de synthèses faites en Allemagne et en Amérique, on voulut voir dans le pétrole le produit de la distillation ou de la décomposition de végétaux ou de poissons. Cependant les expériences de M. Ber-thelot et de M. Moissan sur les carbures solides et sur leur décomposition au contact de l’eau, jointes aux études si approfondies de M. Mendeleeff semblent ramener l’opinion vers l’origine éruptive du pétrole.
- Lorsque le pétrole se rencontre dans une région oùles phénomènes éruptifs ne sont pas visibles, du moins cette région est disloquée, les failles y sont abondantes. Par ces cassures ont pu venir des profondeurs des carbures comme ailleurs ce sont des
- (1) Hüber. — Projet de chemin de fer par le Simplon. Bulletin de la Société des Ingé- ' nieurs Civils, 1878, p. 574.
- Sommel. — Id. ibid., 1878, p. 586. .
- Mayer. — Id. ibid., 1883, t. I, p. 492. ^ v -
- (2) De Longraire. — Loc. cit.
- J... Bergeron. — Loc. cit.
- (3) Lescasse. — Études sur les constructions japonaises, etc. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1877, p. 451.
- Pesce. — Type de construction adoptée à Ischia et, en général, dans les régions volcaniques sujettes aux tremblements de terre. Ibid., 1883, t. ÏI, p. 378.
- Lescasse-— Système de construction protégeant contre les tremblements de terre au Japon. Ibid., 1892, t. I, p. 156.
- (4) Ch. Laurent. — Perturbations causées par les tremblements de terre sur certains sondages. Ibid., 1863, p. 260.
- J. Bergeron, — Loc. cit.
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- émanations d’acide carbonique. Les gisements anciens comme les gisements récents ont été l’objet de très nombreuses publications (1).
- Les sources thermales sont en relation avec les parties profondes de la terre ; mais elles peuvent venir au jour aussi bien dans des régions non éruptives que dans des contrées où les volcans sont abondants ; il suffit que le sol Assuré permette aux eaux de descendre assez profondément à l’intérieur du sol ; elles reviennent ensuite à la surface avec une température qui dépend de celle qu’avait le sol qu’elles ont traversé et de plus elles tiennent en dissolution un grand nombre de sels minéraux ou même de gaz. Depuis quelques années elle sont l’objet d’une exploitation active pour les besoins de la thérapeutique. Les systèmes de captage préconisés par M. François, bien que datant de près de quarante ans, sont encore les plus employés.
- Depuis le jour où Elie de Beaumont At à la Société géologique de France sa communication sur les émanations métallifères, on admet en France, qu’il existe des relations entre les Alons métallifères, les fumerolles des roches éruptives et ces roches elles-mêmes. Mais comment les éléments essentiels des Alons se séparent-ils des roches éruptives, comment se concentrent-ils pour former les Alons ; c’est une question sur laquelle on est peu d’accord.
- Pour l’école allemande, les gîtes métallifères sont des dépôts superAciels remplissant des fentes de matières entraînées par les eaux, après un lessivage de roches éruptives déjà refroidies. Pour d’autres, notamment pour M. de Launay, la séparation des éléments métalliques ou autres des Alons se serait produite dans la roche éruptive alors qu’elle était encore chaude ; et ce serait les eaux qui ont contribué à l’éruption même de la roche, qui; lui auraient pris ses métaux sous forme de fumerolles et qui les auraient* entraînés à la surface. On retrouve d’ailleurs ces métaux dans les roches éruptives au voisinage des Alons, formant des gîtes d’inclusion, par suite d’une ségrégation. C’est dans les
- (1) Foucou. — Sur le gisement de pétrole des Carpathes. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1865, p. 317.
- Foucou. — Exploitation du pétrole dans l’Amérique du Nord. Ibid., 1867, p. 82.
- Grand. — Mémoire sur les huiles de pétrole. Ibid., 1870, p. 85.
- Le pétrole en Russie. Ibid., 1880, t..Il, p. 97.
- Exploitation du pétrole en Galicie. Ibid., 1881, t. I, p. 668.
- Paul Sage. — L’industrie du naphte au Caucase. Ibid., 1885, t. II, p. 761.
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- roches basiques que le phénomène est le plus net et les éléments qui se sont isolés ainsi sont des oxydes de fer, de chrome, etc.
- Mais il y a eu parfois entraînement des parties minérales sous formes de sulfures, chlorures, etc., résultant de l’action des mi-néralisateurs, c’est-à-dire des éléments qui se trouvent dans les fumerolles, sur les parties métalliques. Il se serait formé ainsi à la périphérie des masses éruptives des gîtes de départ ou de contact qui passent aux vrais liions.
- Les phénomènes chimiques qui se sont produits dans les têtes des filons et qui sont dus à la circulation des eaux superficielles au-dessus du niveau hydrostatique, sont si fréquents et d’une telle importance que M. de Launay ne craint pas de leur attribuer un rôle prépondérant dans le remplissage des filons. C’est à eux que serait due la concentration à la partie supérieure des liions de beaucoup de corps en apparence insolubles, l’or par exemple. Cette théorie qui repose sur des faits bien connus est de très grande importance au point de vue de la richesse des filons et par suite au point de vue industriel.
- La stratigraphie qui est, de la géologie, la branche la plus facile à étudier, s’était enrichie depuis safondatio.n de nombreux faits ; mais à elle seule dans les régions où les couches sont disloquées, elle ne pouvait suffire pour rétablir l’âge relatif des couches. Heureusement la paléontologie se développant elle-même, ne cessa de lui apporter d’une façon constante un secours nécessaire.
- En même temps que les régions les plus éloignées nous fournissaient de nouveaux documents stratigraphiques et paléonto-logiques, l’étude méthodique des faunes marines, des courants et des sédiments marins (1) nous donnaient sur ce qu’est et sur ce qu’a été la mer des renseignements précieux. La notion de faciès se précisait et il était possible de reconstituer les anciennes mers avec leurs faunes différentes en relation avec les courants; la répartition des terres et des mers devenait relativement facile et Suess pouvait faire apparaître devant nous une face de la terre se modifiant à chaque époque géologique mais prenant successivement à mesure qu’elle vieillissait, les traits qui forment sa figure actuelle.
- (1) Delesse. — Carte lithographique des mers d’Europe. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1867, p. 99.
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- Pour faire comprendre ce qu’est la géologie actuelle, j’esquisserai l’histoire géologique de l’Europe, et plus particulièrement de la France, montrant toutes les applications que l’on peut faire dans l’industrie de pareilles données.
- La série cristallophyllienne dite autrefois primitive correspond à un faciès dû au métamorphisme qui a pu atteindre des sédiments d’âges très différents. Les dépôts franchement sédimen-taires les plus anciens que nous connaissions appartiennent à la période silurienne.
- A son début la mer recouvrait vraisemblablement une très grande partie delà terre; mais déjà dans le nord de l’Europe s’était esquissée une grande ride qui ne se reconnaît plus que par lambeaux en Ecosse et dans les Alpes Scandinaves. Pendant la fin du silurien et durant le dévonien se dessinent de nouvelles rides au sud de la première. Dans les mers du dévonien supérieur s’élèvent des récifs où se déposent des calcaires compacts nous fournissant nos plus beaux marbres. A la fin du dévonien la haute mer, cantonnée dans l’Europe orientale et l’Asie, a abandonné l’Europe occidentale, où se voit une série de dépressions, de larges canaux qui traversent l’Angleterre, la France, . l’Allemagne et l’Espagne.
- A la période carbonifère s’accumulent'dans ces dépressions, des débris de végétaux qui se transforment en bouille. Ces bassins houillers ne se sont pas tous formés en même temps. Gei-nitz, M. Grand’Eury et M. Zeiller ont pu établir trois grandes divisions dans la flore carboniférienne : le culm, le westphalien et le stéphanien. Leurs études poussées encore plus loin leur ont permis d’établir des subdivisions basées sur des flores bien définies; ils ont pu ainsi guider d’une façon presque certaine les recherches faites dans le nord aussi bien que dans le bassin du Gard.
- Les dépôts du culm sont très rares en France et peu exploités, Par contre, la dépression qui s’était formée au nord de l’Ar-denne a été occupée par des dépôts houillers d’âge westphalien remarquablement riches ; elle correspond au bassin franco-belge,.
- La houille affleure en Belgique; en France, elle est recouverte par des sédiments plus récents. Au commencement de ce siècle*, quelques recherches furent faites pour retrouver, en France, le prolongement du bassin belge, mais sans qu’aucune idée théorique y présidât. Yers 1846, Dumont et Du Souich, à la suite
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- d’études faites par le premier en Belgique et par le second dans les exploitations existant en France, provoquèrent des explorations méthodiques vers l’ouest.-Dès 1856>,le bassin houiller était délimité comme il l’est aujourd’hui.
- C’est à partir de 1860 que les méthodes géologiques vont être introduites dans toutes les études que M:. Gosselet va faire dans le bassin franco-belge. Il reconnaît le prolongement, jusque dans le Boulonnais, de la dépression occupée par le houiller du Pas-de-Calais. Il établit que la limite méridionale du bassin est, dans le Boulonnais comme dans la région comprise entre Liège et Valenciennes, une faille très oblique. Dans la localité d’Ougrée, près Liège, on exploitait la bouille sous des grès rouges qu’il reconnut comme dévoniens; dès lors, il fut certain pour le-savant professeur de Lille que cette faille ne limitait pas le bassin houiller, mais que celui-ci se prolongeait sous un pli renversé qui correspondait à un anticlinal désigné sous le nom de crête du Côndros. Des sondages furent faits à travers cette masse de dévonien renversé et atteignirent le houiller, confirmant de la façon la plus brillante ses hypothèses (1).
- Les travaux de M. Gosselet avaient établi la continuité du pli renfermant le bassin franco-belge et de celui passant par le Boulonnais. Ce pli se continuait-il sous la Manche et allait-il rejoindre la dépression occupée par le bassin houiller du* Somerset en Angleterre? La question avait été soulevée par Godwiii Austen : pour lui, les plis de l’écorce terrestre se reproduisent toujours aux mêmes places. Il avait conclu de ses observations que le pli synclinal du bassin houiller du sud de l’Angleterre devait passer au nord des Mendip Hills et des Nortb Down; en se basant sur ses conceptions théoriques, on fit un sondage à Douvres qui retrouva le houiller ; les vues de l’auteur anglais étaient donc confirmées. Mais, d’après les études de M. Bertrand, le prolongement du bassin franco-belge passe au nord du dôme du Boulonnais, aboutit au cap Gris-Nez, tandis que le prolongement du bassin du Somerset passe par Calais. Il y aurait donc deux plis distincts. L’importance de ce fait pourrait être considérable pour nous, s’il était établi qu’au nord de notre bassin septentrional en existe un second. Les sondages entrepris dans les environs de Calais ont eu des succès très divers; il semble qu’il y ait dans cette région des accidents-encore mal connus.
- (1) Brull. — Analyse de l'ouvrage de M. Vuillemin sur le bassin houüler. du Pas-de-Calais. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1881, t. l,.p. 301t. , _ ,
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- En Belgique, le houiller a été étudié avec non moins de soin qu’en France. Les renversements signalés vers le bord méridional du bassin français se prolongent en Belgique et s’y reconnaissent plus facilement ; dans ces dernières années, M. Briard a signalé sur le houiller des lambeaux de recouvrement, absolument isolés par les érosions. M. M. Bertrand habitué à l’étude de pareils accidents dans la région alpine en a tiré des conclusions qui montrent tout le parti que l’industrie peut tirer parfois de la connaissance d’accidents géologiques les plus complexes (1).
- Vers l’est, le bassin belge disparaît encore sous des dépôts plus récents. Il a été recherché méthodiquement, et des sondages entrepris dans le Limbourg hollandais ont permis d’établir que c’était la même dépression qui se prolongeait de manière à rejoindre le bassin de la Ruhr (2). Peut-être même va-t-elle rejoindre le bassin du Donetz (3).
- C’est dans de semblables dépressions que se sont formés tous les bassins houillers. En France, les bassins du massif central, tous formés dans des lacs, appartiennent au stéplianien ; ils occupent des plis dont quelques-uns peuvent se relier à ceux de la Bretagne ou des Vosges dans lesquels on exploite la houille. Plusieurs d’entre eux disparaissent sous les terrains secondaires ; mais ils doivent se continuer en dessous (4), d’après ce que nous savons de l’allure générale des plis qui se sont formés à cette époque carboniférienne. L’ensemble de ces derniers forme la chaîne hercynienne.
- C’est à des plissements de même époque, et, par suite, appartenant à la même chaîne, qu’il faut rapporter les dépressions occupées par les bassins houillers d’Espagne (5).
- L’origine végétale de la houille ne fait plus de doute pour personne ; de nouvelles recherches entreprises dans ces dernières années par MM. Renault et Bertrand, ont démontré que les bog-head sont des amas de thalles d’algues gélatineuses, et le
- (1) J. Bergeron. — Extension possible des bassins houillers de la- France. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1896, t. I, p. 727.
- (2) Brull. — Bassins houillers de la Ruhr. Ibid., 1879, p. 278.
- (3) Grand. — Note sur les produits, etc., de la Russie. Ibid., 1868, p. 507.
- Brull. — Bassin houiller du, Donetz. Ibid., 1892, t. I, p. 635.
- (4) J. Bergeron. — Loc. cit.
- (5) Grand. — Bassin houiller des Asturies. Bulletin, de la Société des Ingénieurs Civils, 1874, pp. 304 et 315.
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- cannel-coal des accumulations de grains de pollen. Plus récemment encore, M. B. Renault observait dans la houille les traces d’une algue simple qu’il suppose être le microbe auquel serait due la fermentation des végétaux lors de leur transformation en bouille.
- Quel est le mode de formation des bassins houillers? Actuellement, tous les géologues sont d’accord pour reconnaître que la houille a été formée par des débris de végétaux qui avaient été flottés. Mais pour les uns, il y aurait dans la houille des troncs d’arbres debout, qui auraient poussé sur place, dans un sol marécageux, et tout autour desquels se seraient accumulés des végétaux entraînés de la terre ferme par des cours d’eau. Pour M. Fayol, les bassins houillers correspondraient à des dépressions occupées par des eaux dans lesquelles se seraient jetés des torrents entraînant à la fois graviers et végétaux arrachés à la terre ferme. Les premiers se seraient accumulés à l’embouchure des torrents et auraient formé des deltas, tandis que les végétaux, beaucoup plus légers, auraient flotté quelque temps, puis se seraient déposés dans une région où les eaux étaient tranquilles ; ils se seraient déposés d’ailleurs d’une façon quelconque, parfois les racines en l’air, mais il n’y aurait jamais de tronc en place dans les couches de houille.- Dans le bassin franco-belge, on aurait affaire à des deltas marins, avec retours fréquents de la mer déposant des coquilles marines ; M. Fayol tire cette conclusion de ce que les couches y sont plus régulières, moins épaisses et occupent une plus grande surface que dans les bassins du Plateau central. Dans ces derniers, l’allure est bien celle de deltas lacustres. M. Fayol a contrôlé expérimentalement ses théories, et c’est à coup sûr une des choses les plus curieuses de la géologie moderne, que cette reproduction, jusque dans leurs moindres détails, d’accidents bien souvent incompréhensibles jusque-là.
- Après le carbonifère, les eaux permiennes envahissent une partie des continents, déposant des sédiments remarquables par la constance de leurs caractères, en quelque point de l’Europe qu’on les examine. Ce'sont, à la base, des schistes noirs, bitumineux, pouvant donner des huiles minérales par distillation (1).
- (1) Simonin. — Schistes bitumineux de l'Ardèche et de l'Autunois. - Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1867, p. 416.
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- A la fin du permien, il s’est formé, sur le versant oriental du Hartz, un grand bassin d’évaporation où se sont accumulés des sels de soude, de magnésie et de potasse ; ils sont désignés sous le nom de sels de Stassfürt, et leur exploitation ne date que d’une trentaine d’années.
- A .la fin de la période primaire, le massif armoricain, le massif central, les Yosges et la Forêt Noire qui ne faisaient qu’un même massif, FArdemie, en France, formaient des reliefs qui circonscrivent les bassins de Paris, de l’Aquitaine et de la vallée du Rhône, dans lesquelles les mers secondaires et tertiaires, vont être cantonnées.
- Au début de la période secondaire, la mer du trias s’avance dans la région orientale, sur les Yosges et la Forêt Noire, sur le bord oriental et méridional du Plateau central. Par places s’étaient formées des lagunes d’évaporation où se déposaient le gypse et le chlorure de sodium. A l’infralias, la mer s’avance bien plus loin sur les rides hercyniennes : elle recouvre une dépression correspondant à ce qu’on appelle le détroit du Poitou, et il y a communication entre le bassin de Paris et le bassin de l’Aquitaine ; de même le bassin de Paris communique avec le bassin de la vallée du Rhône par le détroit de la Côte-d’Or. A ce moment d’envahissement de l’Europe occidentale par la mer, correspond un mouvement d’exhaussement de l’Europe orientale; comme à l’époque houillère, la terre ferme fournit dans ces régions des végétaux qui se transforment en houille; il en est ainsi jusqu’en Asie, au Tonkin (1).
- Pendant le jurassique inférieur, il y a une série d’invasions des continents par la mer, et de retraits de celle-ci; dans le voisinage des côtes il se forme des phosphates de chaux ou encore des minerais de fer sédimentaires dont le fer provient de la précipitation après dissolution des éléments ferrugineux entraînés par les cours d’eau qui venaient des continents. Au lias supérieur, ces minerais sont particulièrement abondants sur la bordure orientale du Plateau central; il en est de même du côté •de l’Ardenne, vers Nancy et Longwy (2).
- (1) Remaury. — Le Tonkin et ses ressources houillères, principalement dans les concessions de l’ile de Kébao. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1890, t. Il, p. 120.
- Brard.— Charbonnage de Hong-Hay. Ibid., 1896, t. I, p. 81.
- P. Regnard — Les mines de houille du Tonkin. Ibid., 1897, t. I, p. 27.
- (2) Remaury. — Note sur les mines .de fer etc., de Meurthe et Moselle. Ibid., 1889,
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- Lors du jurassique moyen, il s’esquisse dans la partie orientale du bassin de Paris, des sortes de récifs, formés d’amas de débris d’encrines, qui constituent des pierres de libage exploitées en Bourgogne; à la même époque, dans les régions du massif central envahies par les eaux liasiques, il se forme dans des golfes, des accumulations de végétaux donnant des lignites comme ceux exploités à Merueis.
- Au début du jurassique supérieur, il se produit un mouvement d’affaissement dans tout le nord et tout l’est de l’Europe ; en même temps, il y a invasion d’une faune marine froide. Mais vers la fin de cette période, il y a un exhaussement dans le nord, tandis que dans le sud, la mer s’avance en transgression par rapport aux autres dépôts jurassiques. Il se dépose des calcaires marneux, exploités comme pierre à ciment dans les environs de Grenoble. Du côté des Vosges et du Jura, s’élèvent à ce moment de vrais récifs dont les débris resoudés constituent d’excellentes pierres de construction, exploitées en particulier dans la vallée de la Meuse.
- C’est à ce moment que le massif Vosges-Forêt Noire se soulève et que le détroit du Poitou se referme.
- La situation reste la même pendant tout le crétacé inférieur. Les mers sont cantonnées à l’intérieur des bassins ; cependant les bassins de Paris et de la vallée du Rhône communiquent entre eux, de même que celui de l’Aquitaine avec le bassin de la vallée du Rliône, par un canal qui passe au nord des Pyrénées actuelles.
- A la fin du crétacé inférieur, la mer commence à revenir sur les continents qui étaient émergés à la fin du jurassique. Les sédiments qu’elle dépose à l’époque du gault, sont argileux et sableux ; ils sont disposés les uns par rapport aux autres de manière à former dans le bassin de Paris un niveau aquifère profond que vont rechercher les puits artésiens. De plus, dans ce même étage et un peu partout, le phosphate de chaux est assez abondant pour qu’on puisse l’exploiter.
- Au début du crétacé supérieur, lors du cénomanien, la mer envahit davantage les continents; il y a de nouveau communication entre le bassin de Paris et le bassin de l’Aquitaine, mais tandis qu’au jurassique les courants passaient du nord vers le sud, maintenant les courants se font en sens inverse, du sud vers le nord. Dans le nord du bassin de Paris, les sédiments sont cal-
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- caréo-argileux et sont exploités à Boulogne pour faire le ciment portland.
- Toute la série supra-crétacée est identique dans le sud de T Angleterre et le nord de la France; les dépôts se sont faits dans une même mer et dans les mêmes conditions. Aussi lorsqu’il a été question de creuser un tunnel pour relier l’Angleterre à la France, a-t-on décidé de le percer dans la craie supérieure. Par une série de sondages (1) on a pu déterminer la position des affleurements des différents horizons et on a acquis la certitude qu’aucun accident ne venait troubler la régularité apparente des couches (2). L’étage choisi comme présentant la roche la plus homogène et la moins perméable, avait été le cénomanien.
- Les gîtes de fer sédimentaires sont rares dans le crétacé; cependant, celui de Bilbao (3) est ouvert dans l’étage turonien.
- La craie grise du sénonien est riche en phosphate de chaux dans le nord de la France, en particulier dans la Somme. Ce phosphate a été l’objet de très nombreuses études. C’est à MM. Ad.. Carnot et Lasne que nous devons nos connaissances sur l’origine et le mode dé formation de ce phosphate; mais ce ne fut pas sans discussion que leurs idées prévalurent (4).
- Durant le crétacé supérieur, les courants venant du bassin de Paris descendaient par le détroit de la Côte-d’Or et s’avancaient jusque dans le voisinage des Alpes; en même temps, dans la région méditerranéenne et dans le bassin de l’Aquitaine, vivait une faune caractérisée par la présence des hippu-rites, radiolites, etc. A la tin de cette période, des soulèvements, se produisent dans le bassin de la vallée du Rhône et dans la région sous-pyrénéenne. Des continents s’esquissent d’où viennent des cours d’eau entraînant des végétaux qui formeront des-petits bassins de lignites comme à Fuveau.
- Dès le début du tertiaire, tous les détroits se ferment; seuls, les bassins de l’Aquitaine et de la vallée du Rhône communi-
- (1) Lavallay. — Tunnel sous la Manche. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1875, t. I, p. 84 et 765.
- (2) Lavallay. — Constitution géologique du détroit du Pas-de-Calais. Ibid., 1877, p. 362.
- (3) Gruner. — Notes techniques sur Barcelone et Bilbao. Ibid., 1889, t. I, p. 171.
- (4) Lévy. — Note sur les phosphates de la Somme. — Ibid., 1887, t. II, p. 184.
- Lenicque. — Observation à la communication de M. Lévy. Ibid., 1887, t. II, p. 286.
- ÎIerennes. Discussion delà communication de M. Lévy. Ibid., 1887, t. II, p. 288.
- H. Lasne. — Noie sur les phosphates de Beauval et d’Orvelle. Ibid., 1887, t. II, p. 307.
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- quent encore entre eux par le même canal dont j’ai parlé plus haut. Dans le bassin de Paris, les argiles, les calcaires et les sables.se déposent en couches alternantes ; ils forment des niveaux aquifères dont plusieurs sont utilisés (1), et ils fournissent, en plus, des matériaux pour les industries céramique et chau-fournière et pour la construction. Le bassin méditerranéen était ' occupé alors par une mer riche en nummulites. Sur son rivage méridional, dans le nord de l’Algérie et de la Tunisie, il se déposait du phosphate de chaux, ainsi que M. Thomas l’a établi le premier (2). Ces dépôts de rivage se formaient au nord d’un continent qui existait depuis déjà longtemps.
- A la tin de l’éocène et au commencement de l’oligocène, dans le bassin de Paris comme dans la vallée du Rhône, des lagunes laissent déposer'd’imposantes masses de gypse. C’est à ce moment que commence une série de mouvements du sol qui ne se termineront qu’à la fin du miocène par la surrexion des Alpes ; dès la tin de l’éocène, les Pyrénées forment une chaîne et il y a séparation définitive des bassins de l’Aquitaine et de la vallée du Rhône.
- L’époque oligocène est marquée par de vastes effondrements : c’est au tongrien que s’effondre la vallée du Rhin, et que la Limagne, les vallées de la Loire et de l’Ailier forment des dépressions. La mer . s’avance alors à travers le Plateau central et il y a communication entre le bassin de Paris et celui de la vallée du Rhône, comme il y a communication entre la vallée du Rhin et la vallée du Rhône. .
- Dès la fin de l’oligocène, le bassin de Paris est abandonné définitivement par la mer ; celle-ci n’occupe plus qu’une très faible surface dans l’Aquitaine et dans la vallée du Rhône. Elle rentre dans ces deux bassins dès le début du miocène, et les différents étages y occupent des superficies très différentes. La vallée du Rhône est envahie de plus en plus par les eaux. Après le tortonien, les Alpes se soulèvent et la mer abandonne presque foute cette vallée. Alors, le bassin méditerranéen est en grande partie recouvert par des eaux saumâtres qui s’étendent jusqii’en Asie et dans lesquelles vit une faune que nous retrouvons actuellement dans la. mer Caspienne et la mer d’Aral'.
- Pendant le miocène, le bassin de l’Aquitaine est également occupé par la mer ; le mouvement d’affaissement signalé dans la
- (1) P. Gueroult,— Puits artésien à Saint-Denis.— Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1885, t. 1, page 665.
- (2) Chateau. — Gisements de phosphate de chaux dans les départements de Constantine et d'Alger. — Ibid., 1891, t. II, p. 193.
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- vallée du Rhône avant le soulèvement des Alpes s’est fait sentir dans la partie occidentale de la France ; la Bretagne a été en partie recouverte par la mer qui s’est avancée dans des parties creusées depuis longtemps dans ce massif ancien. Ce mouvement d’affaissement est d’ailleurs général à cette époque : il y a communication entre la Méditerranée et l’Atlantique par le canal nord bétique et par le Rif, et non par le détroit de Gibraltar.
- Au début du pliocène, la mer Méditerranée occupe sensiblement le même bassin occidental qu’à notre époque ; l’Atlantique communique avec elle par le détroit de Gibraltar qui vient de s’ouvrir et qui permet à une faune très voisine de la faune actuelle de pénétrer dans cette dépression méditerranéenne de formation déjà ancienne. La mer occupe de nouveau la vallée du Rhône, qui a déjà la configuration que nous lui connaissons. Peu à peu, pendant le pliocène, la mer amenant de plus en plus vers l’est une faune atlantique gagne sur la région orientale de la Méditerranée qui s’effondre et est le théâtre de nombreuses dislocations qui se traduisent par des soulèvements locaux et des éruptions. Ces' dislocations se continueront pendant l’époque pléistocène ou quartenaire, et même jusqu’à l’époque actuelle où les tremblements de terre et les éruptions seront particulièrement fréquents dans cette partie de la Méditerranée. Ce n’est qu’à l’époque pléistocène que la mer Noire pourra communiquer avec la Méditerranée orientale, alors que des érosions fluviales auront suffisamment creusé le Bosphore.
- Pendant que la Méditerranée était le siège de tous ces phénomènes, le Plateau central de la France, subissant le contre-coup du soulèvement alpin, se fissurait et se couvrait de volcans donnant une série de roches des plus variées.
- A la fin du pliocène et à l’époque du pléistocène, l’atmosphère se charge d’une humidité inconnue jusque-là. Les montagnes nouvellement formées se couvrent de glaciers, en même temps que des glaciers venus des- régions boréales couvrent tout le nord ded’Europe.
- Les cours d’eau subissant l’influence soit des glaciers, soit des crues qui résultaient de la fusion de ces derniers, vont tantôt creuser leur lit, tantôt le combler. Le résultat final sera l’établissement des reliefs que nous avons sous les yeux et la formation des alluvions qui occupent nos vallées.
- Le régime humide de la fin de la période pliocène et de la période .pléistocène s’est fait sentir jusque dans le nord de
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- l’Afrique ; c’est alors que furent attaqués par des cours d’eau, dont nous ne retrouvons plus la trace que dans quelques oued du Sahara, toutes les roches crétacées et tertiaires, dont les débris complètement pulvérisés constituent les sables de l’erg. Mais le régime actuel est tout différent et, par suite de phénomènes sur la cause desquels on n’est pas d’accord, la région du Sahara est devenue désertique.
- III
- Si nous cherchons à nous rendre compte des progrès accomplis durant ces cinquante dernières années, nous voyons qu’en minéralogie, ils sont importants, surtout en ce qui concerne les méthodes de détermination. Nous avons une notion plus exacte de ce qu’est l’état cristallin, mais nous n’avons pas plus de notions sur ce qu’est la matière dans son essence. Nous commençons à nous faire une idée de la genèse des roches éruptives ; mais, là encore, il reste beaucoup à étudier.
- Au point de vue des applications, la minéralogie a peu donné en dehors de la reconnaissance des espèces nouvelles. Celles-ci, d’ailleurs, deviennent de plus en plus rares et l’on, peut prévoir le moment où l’on n’en rencontrera plus.
- Quant à la géologie, elle s’est transformée, surtout en ces dernières années, en une sorte de paléogéographie dans laquelle les continents et les mers ont leur position respective bien définie pour chaque époque. On sait où doit se trouver chaque dépôt, par suite des conditions dans lesquelles il a dû se former : conditions de courants, de température, etc. L’application des lois, qui régissent la nature actuelle, aux phénomènes anciens, arendu la géologie une science plus complexe, mais aussi plus vivante qu’elle n’était autrefois.
- La connaissance plus complète des étages géologiques avec leurs variations de faciès et leur extension ; celle des accidents qui peuvent les affecter ont pour résultat immédiat de faciliter la recherche et l’exploitation des matières utiles. Elles donnent, à tous ceux qui s’occupent de travaux publics, le moyen de prévoir les difficultés et de les tourner (1). Enfin, elles peuvent faire dis-
- (1) Delesse. — Coupe géologique du chemin de fer de Paris à Tours, par Vendôme. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1867, p. 290.
- Pontzen. — Le chemin de fer de VArlberg. Ibid, 1880, t. I, p. 2>'<7.
- Loustau. — Coupe géologique du Gothard. Ibid, 1881, t. 1, p. 533.
- Mallet. — Installation et avancement des travaux du tunnel de VArlberg par M. Meyer. Compte rendu. Ibid, 1882, t. II, p. 171. ,
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- paraître certains préjugés qui régnent parmi les mineurs et sont la cause de bien des erreurs.
- La branche de l’industrie qui a le plus profité des progrès de la géologie est l’art du sondeur ; elle a, en revanche, fourni à cette science de nombreux et précieux renseignements. Les Ingénieurs tels que Flachat, Degousée, Laurent, Mulot, etc., qui firent les premiers sondages, surent tirer un merveilleux parti des connaissances sommaires que l’on avait alors sur la succession des assises. Ils les utilisèrent résolument à la recherche de l’eau dans la région saharienne où de semblables travaux sont poursuivis avec une activité qui ne s’est jamais démentie (1).
- Une des applications les plus fécondes de la géologie a été faite par Belgrand, lorsqu’il créa l’hydrologie. Il établit les relations qui existent entre l’allure des cours d’eau et les terrains sur lesquels ils coulent et il en fît la base de cette science nouvelle (2). C’est encore la géologie qui fournit toutes les données sur lesquelles s’appuie la recherche des eaux (3), art qui a pris une importance considérable depuis que régnent les théories microbiennes.
- La géologie trouve encore son application en agriculture, ainsi que MM. Risler et Ad. Carnot l’ont si bien mis en évidence.
- Les résultats des recherches géologiques sont consignés dans un grand nombre de publications dont il serait trop long de donner la liste. Mais, les données qui peuvent le plus servir à l’industrie sont réunies, dans chaque pays, entre les mains des services géologiques qui publient des cartes géologiques sur lesquelles sont portés les contours des affleurements des terrains et toutes les indications relatives à l’utilisation des matériaux qu’ils renferment (4). Se basant sur les observations dues à Bel-
- (1) Ch. Laurent. — Sur le Sahara oriental au -point de vue de l'établissement de puits artésiens dans l'Oued-Souf. Bulletin de la Société des Ingénieurs civils, 1856, p. 21.
- — Puits artésiens en Algérie, par MM, Dégousée et Laurent. Ibid., 1856, p. 330.
- — Constitution géologique du Sahara. Ibid., 1865, p. 161.
- — Étude sur les cours d’eau souterrains. Ibid., 1865, p. 226.
- Ed. Lippmann. — Les forages artésiens du Sahara. Ibid., 1896, t. II, p. 614, 683, 741.
- J. Bergeron. — Résultats du voyage de M. F. Foureau, etc. Lettres, etc. 1897, t. I, p. 32, 36, 383, 384, 596.
- (2) Calon. — Analyse du Mémoire sur les crues de là Seine par Belgrand. Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1857, p. 344.
- (3) Chalon. — Recherche des eaux souterraines. Ibid., 1897, t. I, p. 615,
- — Sur la recherche des eaux souterraines. Ibid., 1897, t. II. p. 38.
- (4) Delesse.— Coupe .géologique du sol de Paris. Ibid., 1859, p. 214.
- — Carte géologique du territoire de Paris. Ibid., 1861, p. 61,
- De Cossigny. — Nouvelle carte géologique de France. Ibid., 1884, t. II, p. 27.
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- grand, quelques auteurs ont publié des cartes hydrologiques qui ne sont que des cartes géologiques adaptées à un but spécial (1).
- IV
- Si, en terminant, nous recherchons quels seraient les progrès à faire faire à la minéralogie et à la géologie en vue des applications dont elles sont susceptibles, nous voyons que d’abord ils consisteraient en la diffusion de ces deux sciences. En France, elles ne sont guère connues que d’un public spécial qui n’y voit que des sciences pures. Elles sont professées, il est vrai, dans les écoles d’ingénieurs, mais à des jeunes gens que leurs études antérieures ont mal préparés à profiter de cet enseignement. Il n’en est pas ainsi à l’étranger, où ces deux sciences sont considérées comme de première importance et trouvent leur place dans les études classiques au même titre que les sciences naturelles, physiques et chimiques. Ce fait explique comment les recherches de minéralogie et de géologie appliquées donnent aux autres nations une supériorité incontestable sur nous ; dans ces dernières années, la chose a été mise en évidence lors des nombreuses découvertes de minerais de métaux précieux faites par les Anglais et les Allemands.
- De plus, il serait à désirer, étant donnée l’importance bien établie maintenant de la connaissance des flores houillères pour la détermination des niveaux, que dans chaque bassin il fût institué une collection bien déterminée et bien classée qui permît aux exploitants de repérer les niveaux rencontrés par leurs travaux.
- Il faudrait encore que, conformément à l’exemple qui nous est donné par les États-Unis d’Amérique et par l’Angleterre, il y eût, pour toutes les régions encore peu connues de nos colonies, un service à la fois géologique et géographique faisant connaître les richesses minérales d’un pays en même temps que sa topographie. Toujours comme en Amérique, il faudrait une publication donnant, sur les ressources minérales du pays des renseignements à jour, et décrivant les gîtes exploités avec toutes leurs particularités. Nous avons bien au service de la carte géologique une publication analogue relative aux gîtes miniers de
- (1) Delesse. — Carie hydrologique du département de Seine-et-Marne. — Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, 1875, p. 87.
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- la France, mais les ressources budgétaires ne permettent pas de lui donner toute l’importance nécessaire.
- Enfin, il serait à souhaiter que les savants et les industriels se tinssent moins éloignés les uns des autres. Nous avons en France des géologues déployant une très grande activité scientifique ; nos Ingénieurs ne sont pas moins ardents pour faire faire des progrès à leurs industries. Il faut qu’ils réunissent leurs efforts ; la science et l’industrie n’auront qu’à y gagner.
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- SONDAGES
- PAR
- 3S1. Édouard LIA.3VTST
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- L’art du sondage est certainement très ancien; devons-nous bien, comme on l’a pensé, en faire remonter l’origine aux temps bibliques? Il serait assez séduisant de voir dans la baguette de Moïse la première tarière artésienne, et de faire ainsi de ce grand prophète le patron des sondeurs. Seulement nous doutons parce que l’Écriture ne dit pas que, dans la suite, les peuples pasteurs aient fait usage d’un semblable instrument pour créer, de mains d’hommes, dans les déserts d’Asie et d’Afrique, cette multitude de fontaines antiques qui existent encore aujourd’hui sous les noms de fontaines d’Agar, d’Ismaël, etc. Elle nous enseigne simplement qu’ils creusaient le sable, jusqu’à la rencontre des bancs de pierre dont le percement faisait jaillir impétueusement l’eau jusqu’à la surface de la terre. Nous avons retrouvé leur façon de procéder qui, transmise de générations en générations, se pratiquait encore il y a quarante ans à peine, dans les déserts algériens, par les meallem et les r’tassin, puisatiers plongeurs n’ayant aucune idée de la sonde (1).
- Il est hors de doute, d’après des renseignements recueillis sur place, que ce sont les Chinois qui ont fait, il y a plusieurs siècles, les premiers puits forés, à l’aide d’une sonde spéciale, rudimentaire, manœuvrée à la corde et qui est actuellement encore en usage chez eux. Mais leur procédé n’a été mentionné pour la première fois, que dans un ouvrage intitulé « "Voyage pittoresque » édité à Amsterdam dans les dernières années du xviie siècle; il est encore cité dans une lettre, datée du 11 octobre 1704, de l’évêque de Tabrasca, missionnaire en Chine. Enfin, un autre missionnaire, le Père Imbert, après avoir fait deux visites, successives dans la région des puits d’exploitation de l’eau salée, dans laquelle on en compte plus de dix mille, -a
- (1) Bulletin de novembre 1896, p. 689.
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- rapporté, en 1827, une description très détaillée de la façon de faire pour le forage de ces puits, à.l’aide d’une niasse métallique pesante, appelée mouton, et suspendue à l’extrémité d’une corde.
- Nous ne sommes pas mieux renseignés sur l’époque à laquelle on a commencé à faire usage de la sonde à tiges, dite sonde artésienne, imaginée certainement d’abord pour servir aux mineurs à faire les recherches qui les intéressaient. Mais les plus anciens traités d’exploitation des mines n’en parlent pas; et tous les pays miniers, l’Angleterre, l’Allemagne, etc., veulent en disputer l’invention à la France. Nous n’hésitons pas à revendiquer, de la façon la plus absolue, pour notre pays la priorité de la découverte de la sonde.
- En effet, le célèbre potier Bernard de Palissy qui vivait au xvie siècle, et qui s’occupait particulièrement à rechercher les eaux et les fontaines, parcourut, en ‘ observateur naturaliste, l’Artois, la Flandre, le Brabant et d’autres pays où cet instrument est depuis longtemps en usage pour la découverte des eaux jaillissantes, et,’ dans ses écrits, il ne dit pas que la sonde y fût employée soit pour les mines, soit pour les terres, soit pour les eaux. On doit en conclure qu’elle n’était pas connue avant lui : et alors on arrive logiquement à lui en attribuer l’invention, puisque, dans son Traité de la Marne,, édité à Paris en 1580, il décrit la. conception qu’il a « d'un outil, d’une tarière, munie d'un manche ou d’une tige en bois qu’il allongera suivant les besoins, pour aller prendre des échantillons de terre, voire même pour trouver de l'eau qui s’élèvera plus haut que le lieu où la pointe de la tarière l’aura rencontrée y>.
- Après lui, dans le xvne siècle, un auteur allemand, dans un traité sur les machines hydrauliques, fait la description d’une sonde dont le manche est en bois et qui est destinée à creuser des puits l’invention d’après lui, daterait du commencement,de son siècle.
- L’académicien Dominique Cassini, appelé d’Italie en France par Louis XIY, fit connaître en 1671, dans son Histoire de l’Académie Royale des Sciences, les fontaines jaillissantes cleModène et de Bologne, ainsi que celles de la basse Autriche, qui sont obtenues par l’usage cle la tarière..
- Peu après, en 1691, le Professeur Bernardini Ramazzini, du Lycée de Médecine de Modène, publia son Traité physique et hydrostatique sur le jaillissement des fontaines ou puits forés de
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- cette ville; c’est l’ouvrage le plus ancien dans lequel on trouve quelques données certaines sur l’emploi de la sonde du mineur ou de la mèche, non pas encore pour le forage des puits, mais pour parachever leur percement dans des cas particuliers. Et comme on a prétendu trouver la preuve de l’ancienneté de l’usage de la sonde en Italie, dans l’existence, à Modène, de nombreux puits jaillissants percés à l’aide de la tarière de fontainier qui figure dans les armes de la ville, il est bon de rapporter comment s’exprime, au sujet de ces fameuses fontaines, un écrivain de la lin du siècle dernier, Ludovico Picci : « Quiconque veut avoir, dans sa propre maison, une source d’eau vive qui jaillisse au-dessus du niveau de la terre, peut facilement jouir de cet avantage en creusant un puits de 60 pieds de profondeur. Puis après avoir rencontré le plan de l’ancienne ville, qui est situé à 6 brasses environ au-dessous de la ville actuelle, et après avoir traversé plusieurs couches de sédiments de fleuves, on trouve enfin un lit de terre argileuse de 5 pieds d’épaisseur, on perce ce lit d’argile à l’aide d’un foret, et bientôt on voit jaillir l’eau avec impétuosité. Elle remplit le puits, se déymrse sur la terre et forme une fontaine perpétuelle dont l’eau est pure et excellente. »
- En 1729, Bélidor, dans la « Science de l’Ingénieur » est le premier qui parle en France, de la construction « d’une sorte de puits appelés puits forés ». Il décrit succinctement la manière de procéder; il signale des puits semblables en Flandre, en Allemagne, en Italie, et il cite le beau jaillissement de celui qu’il a vu. obtenir ainsi au Monastère de SainbAmdré, près d’Aire en Artois (1).
- L’auteur allemand Delius, dans son Art d’exploiter les mines, donne une description de la sonde qu’il emprunte à l’ouvrage de Geis, imprimé à Vienne en 1770. Mais on n’y trouve aucune recherche historique sur son origine.
- Ce même ouvrage a été traduit de l’allemand et publié à Paris en 1773 par l’Inspecteur des mines Monnet (2) ; il contient sous le nom de « Perçoir des montagnes », la description,.avec planches, de toutes les parties composant la sonde du mineur.
- (1) On a trouvé étrange que Bélidor ait semblé ne pas connaître le fameux puits artésien du couvent des Chartreux à Lilliers (Pas-de-Calais) qui daterait de 1126. Nous pensons que, s’il n’en a pas fait mention, c’est uniquement parce que ce doyen des puits artésiens français aurait été creusé à mains d’hommes et non foré à la sonde.
- (2) Bulletin, 1879, p. 497.
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- L’auteur nous dit lui-même que cette partie de son ouvrage n’est qu’une « traduction littérale » du traité de Geis. Il nous apprend que l’Allemagne possède « depuis longtemps plusieurs » de ces machines, et plusieurs ouvrages qui en traitent, pen-» clant que notre nation n’en connaît à peine que quelques-unes » sous le nom de sondes propres seulement à percer les terreaux » ou rochers friables, et assez imparfaites en elles-mêmes ».
- La conclusion à tirer de là, et rapportée à ce que nous avons dit plus haut, serait que, comme trop souvent en France, l’invention de Bernard de Palissy a été mise à profit et perfectionnée tout de suite à l’étranger.
- C’est en 1781 que parut, pour la première fois, une description de la sonde artésienne; encore fut-elle faite par un français, Le Turc, professeur de Sciences militaires, qui, réfugié à Londres, rendait compte des procédés mécaniques dont il avait étudié la manoeuvre dans l’Artois, pour la construction des fontaines j aillissantes et perpétuelles.
- Cette publication, dans laquelle l’auteur proposait aux Anglais de leur apprendre l’usage de la sonde, et de leur vendre, «pour trois guinées », les modèles de toutes les pièces qui la composaient, ne pouvait utilement être prise comme guide pour l’exécution d’un sondage. Car ces forages de l’Artois s’exécutaient avec une telle facilité, qu’on ne pouvait pas chercher là un enseignement conduisant à une pratique sérieuse. Il suffisait de creuser la terre à 15 ou 20 pieds pour avoir de l’eau; l’instrument qu’on employait pour ce travail était fort grossier : il se composait d’une longue perche terminée par une sorte de gouge en fer. Aussi dans certaines localités il n’était pas une maison qui ne fût dotée d’une fontaine jaillissante.
- C’est, on le sait, de cette énorme profusion locale de ce genre d’ouvrages, qu’est résultée la dénomination d'artésiens, donnée universellement aux puite qui fournissent de l’eau jaillissant au-dessus du niveau du sol, dénomination qui, confusément suivant nous, a été adoptée généralement pour tous les puits forés à l’aide de la sonde.
- Quoi qu’il en soit, cette heureuse désignation doit être considérée comme la preuve, la confirmation du véritable certificat d’origine de l’art du fFontainier-Sondeur qui, grâce à la bienfaisante impulsion de notre Société d’Encouragement, a pris exclusivement en France, à partir de 1818, un développement rapide et considérable.
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- Cette Société, pénétrée des avantages que présentait pour l’industrie et l’agriculture l’établissement des puits forés, ouvrit un concours pour la publication d’un «Manuelou de la meilleure instruction élémentaire et 'pratique sur l’art de forer, à l’aide de la sonde du mineur ou du fontainier, les puits artésiens, depuis vingt-cinq mètres de profondeur jusqu’à cent mètres et au delà, s’il est possible ».
- C’est alors que parut, en 1822, l’ouvrage qui fut primé et qui avait pour titre : De l’Art du Fontainier-Sondeur et des puits artésiens, ou mémoire sur les différentes espèces de terrains dans lesquels on doit rechercher les eaux souterraines, et sur les moyens qu’il faut employer pour ramener une partie de ces eaux à la surface du sol à l’aide de la sonde du mineur ou du fontainier.
- L’auteur en était l’Ingénieur en Chef au corps des Mines, Garnier, et ce livre constitue le premier et véritable traité complet qui ait paru sur l’Art du Sondeur, aussi bien en France qu’à l’étranger.
- Nous devons cependant mentionner aussi l’important ouvrage de Héron de Yillefosse, qui avait été chargé, en 1803, de veiller à la conservation des mines et usines du Hartz.(Hanovre), en qualité d’ingénieur-commissaire du Gouvernement français; puis, nommé en 1807, par l’Empereur, Inspecteur général des mines •et usines dans les pays conquis, au moment de la création du royaume de Westphalie, il mit à profit son séjour dans ce centre industriel pour écrire « la Richesse minérale », qui constitue un précieux traité de métallurgie eLd’exploitation des mines. Dans le tome second, intitulé : « Division technique », édité en 1819, nous trouvons une description très détaillée de la sonde du mineur, d’après les dimensions de laquelle l’auteur fait les trois distinctions suivantes :
- 1° La Sonde portative, employée soit pour explorations verticales jusqu’à 15 ou 20 m de profondeur, soit pour opérer des percements horizontaux ou inclinés dans l’intérieur des mines. Le diamètre du forage est de 2 1/2 cm;
- 2° La Sonde du Nord de la France, employée jusqu’à la profondeur de 100m ; diamètre du forage 6 cm;,
- 3° La grande Sonde, dite sonde d’Allemagne, pénètre jusqu’à la profondeur de 200 m; son outil fore un trou dont le diamètre varie de 10 à 15 cm.
- L’éminent Ingénieur,. après avoir donné les .règles à suivre pour exécuter un sondage, termine en exprimant le désir de
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- voir se former, en France, des entreprises de sondages, dans plusieurs départements qui, selon toute apparence, en retireraient de grands avantages, si les recherches étaient sagement dirigées.
- Le souhait de Héron de Villefosse fut entendu ; et s’aidant du traité de Garnier, en même temps qu’ils aspiraient à recevoir les médailles de prix décernées chaque année, par la Société d’En-couragement, aux entrepreneurs qui introduisaient ces puits forés dans les localités où ils n’existaient pas encore, les sondeurs français s’ingénièrent à apporter d’heureuses modifications, des perfectionnements, à l’instrument plus ou moins primitif qu’ils avaient employé jusqu’alors.
- Pour activer davantage l’élan de cet art utile, à partir de 1828 la Société d’Encouragement augmenta le nombre et l’importance de ses prix, auxquels elle fit concourir : 1° les Ingénieurs des Mines et des Ponts et Chaussées, qui s’employaient à faire exécuter des puits artésiens ; 2° les Industriels et Agriculteurs qui en faisaient forer pour leur compte personnel ; 3° les sondeurs qui acceptaient d’en faire à leurs frais et les réussissaient.
- A cette même époque, en 1828, la Société Royale et Centrale d’Agriculture voulut contribuer à encourager les vaillants efforts de ces nouveaux artisans de la prospérité industrielle et de la fertilisation du sol national, en faisant connaître que, dans sa séance publique de 1830, elle décernerait trois prix de 3 000 /, 2 000 f et 1 000 f, aux Ingénieurs, cultivateurs ou propriétaires qui auraient percé un ou plusieurs puits forés dont l’eau s’élèverait à la surface du sol. L’impulsion gagna la province, les Conseils généraux'‘Votèrent des fonds pour les acquisitions de sondes, et cette industrie prit alors un assez grand essor pour que de grands Ingénieurs, comme les Flachat, les Degousée, et d’habiles mécaniciens comme Mulot, Halette, etc., ne craignirent pas de fonder des établissements spéciaux de construction de matériel de sondage et d’entreprise de forages.
- Aussi, tandis que dans les pays étrangers les établissements miniers ne faisaient que conserver respectivement leurs anciens et primitifs outillages, la France comptait une nouvelle et grande industrie, dont les progrès toujours croissants lui conquirent un véritable monopole ; et encore aujourd’hui, ce sont presque exclusivement des outillages français qui'sont envoyés sur tous les points du globe, pour faire les études du sol, et les recherches souterraines de mines et de couches aquifères.
- Le moment était venu où Fart du sondage devait sortir des
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- limites étroites, dans lesquelles l’avaient tenu jusqu’alors les modestes praticiens qui se contentaient d’exercer le plus habilement possible leur métier de fontainier-sondeur : la science apporta le concours de ses études, de ses théories, pour dicter des lois précieuses et précises, à l’aide desquelles la sonde n’opérerait que sur des points offrant de sérieuses chances de succès.
- En 1829, le vicomte Héricart de Thury, Amé'dée Burat en 1833, Arago en 1835, Ahollet en 1840, publièrent successivement des mémoires sur la théorie des puits artésiens, sur les notions générales de la géologie appliquées à la recherche des eaux souterraines, sur l’historique des travaux de ce genre exécutés avec succès. En même temps, Flachat en 1829, Degousée en 1830, puis, en 1844, Burat, dans sa géologie appliquée au traitement des minéraux utiles, et Combes, dans son cours d’exploitation à l’École des Mines, qmésentèrent les uns après les autres les descriptions détaillées des équipages de sonde, avec leurs déjà très nombreux et très utiles perfectionnements.
- Ces derniers s’étaient de suite portés principalement sur la substitution de la tôle au bois, pour le revêtement des parois des sondages ; sur l’augmentation des dimensions des outils, c’est-à-dire des diamètres des forages, pour permettre d’atteindre les plus grandes profondeurs, sans être arrêté par l’effet des rétrécissements successifs provoqués par les rencontres de couches ébouleuses à différents étages ; sur la transformation des modes et engins de manœuvre en rapport avec les poids de sonde, croissant avec leurs plus grandes longueurs ; sur le fractionnement de ces sondes profondes par l’interposition d’une glissière, appelée coulisse d’OEynhausen, inventée en 1834, et qui, tout en permettant d’équilibrer une bonne partie de la tige, empêchait les fouettements et les ruptures fréquentes des barres de fer qui la constituent. Enfin, dans les dernières années de l’époque à laquelle nous sommes arrivés, on commença à faire les manœuvres de sondages profonds à l’aide de la force animale, puis de la vapeur.
- Dans cet ordre d’idées, nous devons citer en première ligne le forage du puits de Grenelle, pour l’exécution duquel Mulot employa d’abord, en 1838, comme appareil moteur, un treuil muni de deux roues de carriers, aux échelons desquelles s’appliquèrent progressivement de six à douze hommes, jusqu’à ce que la sonde atteignît 150 m : le treuil primitif fut alors remplacé par un cabestan à manège, auquel on attela jusqu’à sept chevaux,
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- pour arriver à la profondeur de 550 m, où l’eau jaillissante fut rencontrée en 1842.
- La première machine à vapeur utilisée pour mettre en oeuvre un appareil de sondage fut employée par Degousée, à Condé près Donchery (Ardennes) (1) pour actionner un grand treuil qui au moyen d’un système d’embrayage double, servait à la montée et à la descente de la sonde, ou à produire la percussion par le trépan.
- En dehors de ces perfectionnements, on s’était aussi ingénié à trouver d’autres systèmes plus simples ou plus avantageux que ceux qui dérivaient de la sonde du mineur, c’est-à-dire que les sondages à tiges rigides.
- Le sondage à la corde, système chinois (2), avait été introduit en 1828 en Europe par Jobard de Bruxelles, qui le perfectionna en ménageant dans le mouton à dents aciérées faisant l’office de trépan, une sorte de récipient dans lequel se logeaient les détritus résultant du broyage de la roche.
- L’Ingénieur Fauvelle, de Perpignan, avait imaginé en 1845, un système de sondage (3), qui porte son nom, dans lequel la sonde est. composée de tiges en fer creux, permettant l’injection de l’eau sous pression jusqu’au fond du forage, pendant l’action des outils foreurs ; de cette manière il se produit un fort courant d’eau ascendante, extérieurement à la tige, à la faveur duquel les détritus sont constamment entraînés hors du trou de sonde. L’approfondissement est facilité par l’attaque d’un fond toujours bien libre, et il se produit avec d’autant plus de rapidité qu’on économise ainsi le temps que prennent, dans les sondages ordinaires, les manœuvres de la sonde pour l’opération du curage.
- Tout ce qui a trait à la description et aux perfectionnements de l’état dans lequel se trouvait l’outillage d’alors, tous les principaux travaux exécutés, en un mot tout ce qui se rapportait à l’industrie du sondage à l’époque de notre fondation, se trouve remarquablement exposé dans l’ouvrage que publia, en 1847, sous le titre de Guide da Sondeur, l’éminent Ingénieur Degousée qui fut l’un de nos fondateurs et l’un des deux Vice-Présidents de la première année d’existence de notre Société.
- (1) Bulletin, 1849, p. 137.
- (2) Bulletin, 1878, p. 819.
- (3) Bulletin, 1878, p. 818.
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- Nous pouvons dire que la création de notre Société coïncide avec le commencement d'une ère nouvelle dans laquelle l’art du sondage a marché à grands pas : les Ingénieurs spécialistes ne sont plus arrêtés ni par les difficultés qui résultent de la dureté excessive ou des conformations tourmentées des couches qu’il s’agit de traverser, ni par les profondeurs qu’il s’agit d’atteindre parfois au delà de 1 000 m, pas plus que par les dimensions à donner aux ouvrages qu’ils entreprennent et qui arrivent à dépasser 4 et 5 m de diamètre : le nombre des accidents qui peuvent entraver la marche d’un' sondage a diminué dans une très notable mesure, et leur réparation s’effectue avec une facilité remarquable ; enfin la rapidité d’exécution est aussi le résultat de très ingénieux perfectionnements ou inventions ; mais là, comme nous le verrons, il ne faut pas qu’une émulation téméraire puisse compromettre, par amour propre, ou par l’appât d’un gain promptement réalisé, le succès de la recherche ou l’utilité scientifique du sondage.
- De l’exposé qui compose la première partie de cette note, il résulte que nous nous trouvons, pour la pratique des sondages, en présence de trois systèmes bien distincts : le sondage, à la corde, dit système chinois ; le sondage à la tige pleinele sondage à la tige creuse.
- Nous allons passer successivement en revue chacun de ces systèmes, en décrivant succinctement les procédés qui en sont dérivés et les perfectionnements principaux qui leur ont été apportés (1).'
- Le sondage à la cordé est séduisant parce que, d’abord, il n’exige qu’un matériel sommaire, et par conséquent peu coûteux : des tentatives fréquemment renouvelées ont eu lieu pour essayer de le généraliser, c’est-à-dire, pour tâcher de le faire réussir ailleurs que dans les terrains de nature spéciale qui se prêtent avec succès à son application.
- Le célèbre Ingénieur en chef des Mines, Le Châtelier, ne pouvant pas comprendre la sorte d’aversion que les sondeurs,éprouvaient pour ce procédé si simple et si économique, fit une étude
- (1) En 1861, a paru la seconde édition du Guide du Sondeur, par Degousée et Ch. Laurent, dans laquelle Ch. Laurent, qui fut aussi l’un de nos Vice-Présidents, a savamment décrit les perfectionnements et procédés nouveaux imaginés depuis 1847.
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- attentive de tous les essais faits antérieurement, et il publia, en 1852, une notice « destinée à appeler de nouveau l’attention des praticiens sur cette méthode certainement trop négligée ». Dans cette publication, il présenta les dispositions auxquelles il s’arrêtait pour en faire l’application à un sondage qui devait être poussé, dans les terrains consistants, jusqu’à 300m de profondeur et éventuellement jusqu’à 500 m.
- Un chantier fut installé, d’après ses données, pour une recherche de charbon à effectuer auprès de Saint-Avold (Moselle) en 1854. Malgré tout le soin qu’on prit, on atteignit péniblement la profondeur de 157 m; encore dût-on, à plusieurs reprises, recourir à la sonde rigide pour dégager l’outil, redresser le forage, repêcher le cable rompu, etc. ; et finalement, on reconnut indispensable de renoncer à l’emploi de la corde, pour terminer, à la tige, le sondage, qui a été poussé jusqu’à 320 m.
- Cette dernière expérience n’a cependant pas encore condamné à tout jamais le procédé : quelques opérateurs ont continué, pendant un certain temps du moins, à lui accorder leur confiance ; en effet nous avons vu le système chinois présenté, pour la dernière fois, à l’Exposition de .Vienne, en 1873, par plusieurs Ingénieurs étrangers, particulièrement anglais, prussiens et hongrois.
- Toutefois, nous pouvons dire qu’il est encore actuellement en usage, et sans le moindre perfectionnement, au foyer de sa naissance, en Chine, où, grâce aux terrains tendres et homogènes qui se poursuivent très loin en profondeur, les indigènes atteignent jusqu’à 8 et 900 m dans leurs recherches d’eau salée.
- En général, il peut être avantageusement employé pour des recherches peu profondes, dans des terrains n’ayant pas de pen-dages trop accentués et dont la consistance est régulière, relativement faible, mais suffisante pour qu’on n’ait pas à recourir à des tubages de soutènement.
- Le principal écueil du sondage à la corde réside dans l’impossibilité de produire la rotation du trépan pour obtenir un trou bien cylindrique, et aussi de guider l’outil pour l’empêcher de suivre la pente des stratifications des bancs : il. est alors venu à l’idée de plusieurs habiles praticiens de recourir à la combinaison de la manœuvre du câble, dans l’intérieur d’un tube l’enveloppant sur toute sa longueur, jusqu’à quelques mètres au-dessus du fond du forage (1). Dans la base de ce tube pouvait tourner la
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- tête de la tige du trépan ; et, par un système d’embrayage particulier, on rendait à volonté le trépan et le tube solidaires : la rotation du trépan se donnait à l’aide du tube, et le battage au trépan se faisait avec la corde. Mais ce moyen assez complexe n’avait, sur la sonde rigide, que le seul avantage d’éviter les dégradations des parois du forage par le fouettement des barres de sonde, avantage que, nous le verrons plus loin, on obtint bientôt plus commodément par l’emploi de la coulisse à chute libre.
- Aux Etats-Unis, après avoir fait un usage exclusif du système chinois dans les premières recherches de pétrole, on n’a pas tardé à reconnaître la nécessité de pouvoir recourir, à volonté, à l’utile concours de la sonde rigide et il en est résulté un système mixte qui a pris le nom de système canadien, dont nous parlerons en traitant des transformations et perfectionnements dit système à tige pleine. „
- Le sondage à la tige creuse du système Fauvelle, tel qu’il a été imaginé par son auteur, est encore au nombre de ceux qui, comme le sondage à la corde, ne trouvent leur application exclusive que dans des circonstances spéciales et, par suite, assez limitées. La preuve en est que Fauvelle ayant tenté de l’appliquer dans les terrains tertiaires parisiens, à Saint-Ouen, n’a pu parvenir à dépasser la profondeur de 20 m (1), et que le sondage a dû être terminé par un sondeur faisant emploi de la tige pleine.
- La sonde creuse agit par percussion ou par rotation comme la onde à tige pleine. Les causes de déceptions auxquelles ce système est exposé sont nombreuses :
- D’abord, si on a traversé une nappe souterraine assez puissante, celle-ci absorbe, au passage, l’eau injectée; les détritus entraînés du fond ne sortent pas du trou de sonde, et ils emprisonnent l’outil foreur qu’on risque de ne pouvoir retirer. Si, dans une recherche d’eau, on trouve des terrains meubles qui nécessitent des tubages continus, ces derniers descendront, sans qu’on puisse s’en apercevoir, au delà de la nappe désirée ; car les mouvements révélateurs de l’eau de celle-ci seront annihilés par l’écoulement qui sert de principe au système. Et puis, en ne se procure pas partout le volume d’eau nécessaire à l’injection ; et encore, il faut que le diamètre du forage soit assez restreint, car s’il y avait un trop grand vide autour de la sonde creuse, la vi-
- (1) Bulletin, août 1849, p. 13^. Bull.
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- tesse ou la force ascensionnelle cle beau remontante ne serait plus capable cle charrier le terrain désagrégé par l’outil.
- Nous insistons quelque peu sur ces principales critiques que soulève l’emploi cle l’injection d’eau par la sonde creuse, parce que nous aurons à nous en préoccuper de nouveau tout à l’heure.
- C’est encore, en 1873, à l’Exposition cle Tienne que nous voyons, comme pour le sondage à la corde, une Société danoise, la Société d’Aalborg, remettre en faveur le système Fauvelle, en produisant des témoins d’un sondage cle 400 m cle profondeur qu’elle avait exécuté en deux mois, au faible diamètre, il est vrai, de 0,05 m. Le gouvernement hollandais en essaya l’application, en 1877, à Java, où l’on obtint des approfondissements de plus cle 10 m par jour, avec un diamètre de 0,075 m; mais on a reconnu que la vitesse d’avancement diminuait avec le diamètre du forage. Depuis ce premier essai, les sondages à injection d’eau se continuent d’une façon permanente, avec succès, aux Indes néerlandaises, où l’on réussit à atteindre de grandes profondeurs, en partant du diamètre inusité jusqu’alors de 0,200 m.
- Les Ingénieurs Hollandais constatent que, non seulement la durée du sondage est moindre qu’avec la tige pleine, mais que les frais de main-d’œuvre sont plus réduits. Seulement ils avouent qu’il leur faut toute leur expérience, et toute leur attention, pour éviter les écueils que nous avons signalés plus haut.
- La sonde creuse à injection d’eau sert aussi à l’exécution des sondages au diamant (1). Ici on n’opère que par rotation sur le tube qui constitue la tige cle sonde, et qui porte à sa base une couronne en acier, garnie, par sertissage, d’un certain nombre cle petits diamants noirs. Ce procédé présente le grand avantage de fournir à l’intérieur de la couronne un petit témoin cle terrain naturel, cle sorte que, dans les roches dures et homogènes, ôn peut reconstituer la coupe, en nature, des bancs qu’on a traversés.
- La manœuvre se fait à l’aide d’un moteur quelconque ; il faut seulement avoir la précaution capitale cle disposer l’appareil transmettant le mouvement d’avancement de la tige, sans exercer sur ~la couronne diamantée une pression capable cle produire l’écrasement des diamants. C’est, du reste, un des écueils du système, qu’on arrive à éviter avec de l’attention et cle l’expérience ; mais il en est un autre plus sérieux, c’est la difficulté
- (1) Bulletin, 1878, p. 820.
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- du sertissage des pierres qu’on n’est pas encore parvenu à faire d’une façon parfaite ; il arrive très fréquemment qu’on perde un certain nombre de ces diamants, qui ont une valeur relativement assez élevée, et, de plus, leur abandon dans le forage est une cause de détérioration rapide de la couronne.
- L’ensemble des manoeuvres par rotation rapide que comporte l’exécution du forage par le diamant noir, fait naître l’idée d’employer ici, comme force motrice, l’électricité : au Congrès de Chicago, en 1893, on a décrit la mise en œuvre d’un chantier complet par une dynamo actionnant, par une série d’engrenages embrayés électriquement, le treuil de manœuvre, la pompe injectant l’eau dans la sonde creuse et la rotation de celle-ci. La puissance de cette dynamo pour un trou de 0,036 m et de 200 m de profondeur atteignait près de 3 ch.
- Enfin on s’occupe beaucoup actuellement d’un système dans lequel le principal agent est de nouveau l’eau injectée sous pression pour maintenir le fond du forage constamment libre ; il s’agit donc encore ici de la sonde creuse : mais ce qui particularise ce procédé de sondage, breveté sous le nom de système Raky, c’est le moyen imaginé pour faire fonctionner le trépan foreur à une vitesse inusitée jusqu’à ce jour. La force est la vapeur : le mouvement est donné a une poulie qui commande, par courroie, un plateau-manivelle et la bielle imprimant un mouvement de va-et-vient au balancier horizontal auquel la sonde est suspendue : l’adhérence de la courroie est maintenue par un rouleau tendeur, monté sur une bascule à contrepoids ; un des bras du levier de celle-ci a son extrémité au contact de la poulie du plateau-manivelle, laquelle porte, sur le rebord de sa jante, un léger renflement faisant l’effet d’une petite came, pour écarter le tendeur au moment où le trépan approche du fond du trou : la détente de la courroie produit la chute de la sonde, qui est instantanément soulevée par le plateau-manivelle, par la reprise immédiate de la position efficace du tendeur. L’axe du balancier est supporté par dé forts ressorts, qui, par leur élasticité, amortissent les chocs que fait subir, à la sonde et à tout le mécanisme, l’irrégularité utile du mouvement. On arrive ainsi à produire dé 80 à 120 coups de trépan par minute, et comme l’attaque se produit sur un fond parfaitement libre, on obtient un approfondissement d’une rapidité extraordinaire. La suspension de la tige creuse au levier est faite par un mode spécial qui permet de régler, pendant le battage, la descente progressive de la sonde.
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- La rotation du trépan est pratiquée à la main, comme dans le sondage à tige pleine; l’injection de l’eau est produite à l’aide d’une pompe foulante, comme dans le sondage Fauvelle. On cite des sondages de 100 m de profondeur qui ont été exécutés en sept ou huit jours de travail de forage; un sondage de 395 m exécuté avec un avancement moyen de 11 m par jour ; un autre de 500 m avec un avancement moyen journalier de 7 m, mais qui, dans les 2 et 300 premiers mètres, atteignait des approfondissements de 18, 14 et 11 m par jour.
- Il y a là une très ingénieuse idée d’application d’un mécanisme très simple pour obtenir un battage rapide, lequel vient s’ajouter aux avantages incontestables qu’on obtient du système Fauvelle, en agissant sur un fond bien dégagé, et en économisant les manœuvres de curage du tro-u de sonde.
- Mais il ne faut pas se dissimuler qu’on reste en présence des inconvénients qui restreignent les applications de la sonde à injection d’eau; qu’on a à redouter les écueils et les accidents signalés plus haut; et qu’il faut se demander si, comme nous l’avons déjà exprimé, cette rapidité intensive d’approfondissement est de nature à satisfaire aux solutions justes et certaines des problèmes que les sondages sont appelés à résoudre.
- Nous avons déjà dit, en effet, le danger qu’il y a, dans les recherches d’eaux souterraines, de passer à côté du résultat sans s’en apercevoir ; car, on le sait, l’existence d'une nappe ne se trahit souvent que par de très faibles indices, tels, par exemple, que la rencontre d’une mince couche de sables lavés, ou bien un mouvement presque imperceptible dans le niveau statique de l’eau du forage, etc. ; ces faits éveillent l’attention du sondeur ; il faut qu’il se garde de laisser descendre un tube qui aveuglerait à tout jamais la source convoitée; il faut aussi parfois qu’il s’acharne à dégager, par des appels de pompe ou par d’autres moyens, une émergence paresseuse ou obstruée.
- N’y a-t-il pas à craindre des mécomptes analogues dans les recherches minières ? D’autant que, dans ce procédé, on ne recueille pas le moindre échantillon des terrains entraînés en poussière avec le courant d’eau, et qu’avec une telle fougue d’approfondissement, il est impossible de surveiller, de constater les changements d’àge et de nature des étages géologiques qu’on rencontre. Si l’on ajoute à cela l’insouciance de l’ouvrier, trop souvent désintéressé du but réel de la recherche, et enfiévré ici par le désir d’aller vite; si l’on tient compte des condi-
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- tions inévitablement défavorables clans lesquelles on se trouvera, à ces divers points de vue, dans un travail qui se poursuit autant de nuit que de jour; enfin si l’on pense que nul système n’impose l’obligation de recourir à d’aussi nombreux et rapides tubages, dont la précipitation peut encore cette fois faire franchir aveuglément les passages intéressants, il est permis d’élever des doutes sur le sort triomphant qui serait réservé à cette ingénieuse innovation, sur laquelle un engouement, peut-être un peu prompt, a fondé des espérances financières, dont il serait téméraire d’escompter la réalisation sans réserve.
- Nous croyons, en effet, que le sondage à la tige pleine (1) conservera longtemps encore la prédominance dont il a toujours joui, envers et contre toutes les créations nouvelles dont la vogue initiale s’est calmée, dès qu’on constatait que l’application du système n’était possible et avantageuse que dans des conditions de travail tout à fait spéciales, ou dès qu’on connaissait des insuccès, soit dans les recherches elles-mêmes, soit clans la continuation d’un sondage par la trop rapide diminution du diamètre, etc.
- Il est indubitable que seul, jusqu’à présent, le sondage à la lige pleine a pu donner, satisfaction à toutes les exigences de quelque nature qu’elles soient, qu’il n’est nulles difficultés d’aucune sorte qu’il n’ait réussi à vaincre pet, point capital, avec lui la considération du diamètre initial n’existe pas : avec tous les autres systèmes dont nous nous sommes occupé jusqu’alors, il ne peut être question de commencer un sondage à plus de 25 ou 30 cm de diamètre, et alors dans la plupart des cas, on ne peut guère dépasser les profondeurs de 4 à 500 m, parce qu’on arrive a n’avoir plus qu’un diamètre limite de 6 ou 7 cm. Avec la tige pleine, on ouvre le sondage à un aussi grand diamètre qu’on le veut, on a le moyen de conserver les tubages sans réduction aussi rapide de section, grâce aux instruments perfectionnés qui servent à leur manœuvre et à leur prolongation, mais qui ne sont dociles, dans la main du sondeur, qu’en raison de la rigidité delà tige de sonde; avec la tige pleine, il n’y a pas à craindre de voir un sondage se perdre par suite d’un accident irréparable; enfin, on le voit, avec la tige pleine, on ne doit jamais être exposé à se trouver dans l’obligation d’interrompre une entreprise, en faisant le sacrifice des dépenses faites, sans rester maître de pouvoir la conduire jusqu’au but que l’on poursuit.
- (1) Bulletin, 1878, p. 823.
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- Il n’est pas à dire que les nombreux perfectionnements dont ce système a été l’objet jusqu’ici, et que nous allons passer succinctement en revue, doivent être jugés comme ayant dit leur dernier mot : loin de là ! il reste encore beaucoup à faire, notamment surtout en vue d’accroître la rapidité d’exécution.
- C’est dans cette voie que les praticiens continuent à diriger leurs tentatives et leurs recherches; mais ils s’appliquent, bien entendu, à sauvegarder la confiance qu’on doit avoir d’atteindre le résultat voulu, ils veulent aussi éviter que la sonde ne fasse faillite à la science en devenant incapable de doter celle-ci des documents précieux qui ont tant contribué, jusqu’à présent, aux progrès de la géologie universelle.
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- Dans la première partie de cette notice, nous avons vu qu’au moment de la fondation de notre Société on commençait à atteindre avec la sonde pleine, mais avec des diamètres encore restreints, des profondeurs de 4 à 600 m, à l’aide de moteurs animés et en dernier lieu avec l’emploi d’une petite machine à vapeur. La coulisse d’OEynhausen avait amoindri l’obstacle de la flexibilité de la tige, en permettant d’équilibrer une grande partie de la sonde. Elle servit bientôt de point de départ à un perfectionnement bien plus ingénieux et d’une bien plus grande importance : cet organe divisait la sonde simplement en deux parties, dont la tête de l’une glissait dans l’extrémité inférieure de l’autre; on lui substitua une pièce à déclic grâce à laquelle toute la partie supérieure de la tige de sonde, encore équilibrée, ne sert qu’à transmettre à la partie inférieure le mouvement alternatif du balancier de suspension pour soulever le trépan, et aller le reprendre après que, par le déclic, il est tombé de tout son poids sur le fond du forage. En plaçant cette coulisse à déclic à quelques mètres seulement de la base du sondage, pour éviter qu’elle ne fonctionne dans la partie boueuse ou sableuse, on peut équilibrer en quelque sorte toute la sonde, en donnant à la partie travaillante, c’est-à-dire au trépan et à la maîtresse tige, le poids qu’on juge nécessaire: l’amplitude du balancier règle la hauteur de chute, et l’on voit qu’on peut ainsi atteindre des profondeurs sans limite, avec une force constante et relativement faible. Cet appareil a reçu le nom de coulisse à chute libre (1).
- (1) Bulletin, 1867, p. 268.
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- Le premier a été imaginé par Kind pour l’exécution du puits de Passy, en 1850. Le déclic se produisait en mettant à profit l’eau qui se trouve dans le trou de sonde, pour opposer de la résistance à la descente d’un disque, fer et cuir, muni de deux petites bielles, qui tiraient sur deux crochets encliquetantlatête du trépan. L’arrêt brusque du balancier contre un butoir facilitait le déclenchement.
- Divers systèmes furent vite imaginés (1), les uns opérant le déclic comme dans le mouton à sonnette, par l’engagement de l’extrémité des crochets encliqueteurs dans un chapeau en fer prenant son point d’appui sur le fond du sondage, au moyen d’une tringle de longueur convenable ; ce fut la coulisse à poids mort.. D’autres se servent exclusivement du choc du balancier contre un butoir, pour provoquer, dans la montée de la sonde, un arrêt brusque, dont le contre-coup réagit sur les deux crochets qui lâchent le trépan, par suite de la liberté de mouvement vertical que possède leur axe de rotation dans un trou elliptique : les branches supérieures des crochets montent ainsi, en glissant et en s’écartant, sur une sorte de coin fixe qui fait ouvrir les branches inférieures. Dans le même ordre d’idées, un constructeur fait l’accrochage de la tête du trépan par un étrier à bascule, qui opère le déclic également par l’effet de la vitesse acquise, au moment du choc du balancier de suspension.
- Il existe encore plusieurs variétés basées sur ces principes, mais pour les sondages à petite section, presque tous finirent par céder la place à un mode plus simple, moins encombrant que le système à poids mort, moins bruyant et moins brutal que le système à choc. C’est une sorte de déclic à verrou (2) qui consiste dans une très légère addition faite à la coulisse d’CEynhausen..: la partie de cette coulisse qui porte le trépan et qui glisse dans la double rainure de l’autre partie portée par la tige de sonde* a son extrémité supérieure formée d’un double talon ou d’une forte clavette servant à la guider dans la double rainure : sur le haut de cette dernière est ménagée une encoche dans laquelle se loge le talon ou la clavette, tête du trépan, par un très léger mouvement de rotation imprimé à la sonde, quand elle pose sur le fond ; dans cette position le balancier, en montant, enlève le trépan, et il suffit pendant l’ascension de détourner, d’un petit coup sec, la tige de sonde, pour que la chute, du trépan se produise.
- (1) Bulletins, 1867, p. 268 et 1878, p. 826.
- (2) Bulletin, 1878, p. 829.
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- Ces déclics sont indistinctement d’un excellent emploi dans les forages de sections courantes actuellement, c’est-à-dire pour des diamètres de 40, 50 et 60 cm, dont les chantiers, avec leur puissante machine à vapeur, leurs robustes mécanismes pour la manoeuvre de la sonde, pour le mouvement de chute libre, pour l’opération du curage à l’aide du câble métallique, laissent bien loin derrière eux les modestes installations d’il y a cinquante ans. Cette progression dans les dimensions des trous de sonde a été surtout facilitée par les progrès de la métallurgie de l’acier; car on compte, encore aujourd’hui, les aciéries dont l’outillage soit en état de façonner les gros lingots qu’on transforme en lames de trépan des calibres en usage maintenant.
- Mais on ne s’en tient pas là, et maintenant on ne s’étonne plus de voir foncer à la sonde des puits de 7 à 800 m de profondeur et de 1 m et 2 m de diamètre'; nous savons qu’on exécute couramment, à l’aide du trépan, et avec des procédés de cuvelage spéciaux, des puits de mines de 4,60 m de diamètre : les uns se font par agrandissements successifs de 1,37 m, 2,40 m et 4,60 m, en employant la sonde équilibrée avec la coulisse d’Oevnhausen; c’est le 'procédé de fonçage à niveau plein ( 1); les autres, mais avec le secours de la chute libre à poids mort, seule utilisable pour les diamètres au delà de 60 cm environ, arrivent à forer d’un seul coup ces puits de 4,60 m par le procédé connu sous le nom de^ fonçage à niveau plein et à pleine section (2).
- Avec la sonde à tige pleine, et avant l’invention de la chute libre, le battage au trépan se faisait, comme encore maintenant pour les faibles profondeurs, soit avec un crochet à bascule, appelé détente ou déclic qui, suspendu à l’extrémité de la chaîne et manœuvré à la main, s’accroche à la tête de la sonde qu’il soulève et lâche, pour venir ensuite la reprendre, et ainsi de suite: soit par l’emploi d’un cordage attaché à la chaîne, et qui s’enroule, en un ou deux tours seulement autour du tambour du treuil pour soulever la sonde quand, pendant qu’on tourne aux manivelles, un homme produit, par traction de la corde, l’adhérence de celle-ci au treuil; à la hauteur voulue, cet ouvrier rend brusquement la main en portant le corps légèrement en avant, et l’adhérence cesse pour faire tomber la sonde de tout son poids : soit encore en se servant d’un manchon monté sur l’axe du tam-
- (1) ‘Bulletin, août 1867, p. 242.
- (2) Bulletin, mai 1879, p. 498. , . ;
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- hour du treuil et qui-tourne avec celui-ci, 'ou devient fou, par la manoeuvre à la main d’un embrayage à levier ; la chaîne de suspension de la sonde est accrochée à une chaîne Galle qui s’enroule sur le tambour embrayé, et dévire, par débrayage, pour produire la chute du trépan.
- Par ces moyens, et en manœuvrant à bras, on ne produit le battage qu’à raison de 8 à 10 coups par minute ; au moteur, on atteint 15 à 18 coups.
- Pour les sondages profonds, on a employé le débrayage ; puis le battage à l’aide d’une came, ou d’une roue à galets, commandant une bascule qui était reliée, par une bielle, au levier de suspension de la sonde; celle-ci, équilibrée en partie, avec interposition de la coulisse d’Oeynhausen, battait ainsi à raison de 20 à 25 coups par minute.
- Puis la chute libre a permis d’obtenir une vitesse de 35 à 40 coups.
- La fièvre des recherches de pétrole, au Canada et aux États-Unis, a incité les Américains à imaginer des installations rapides, économiques, et à chercher le moyen de faire un approfondissement intensif: à partir de 1862, époque du premier grand jaillissement, ce fut partout dans la Pensylvanie, la "Virginie, le Kentucky, etc., une véritable course au clocher. Naturellement, nous l’avons déjà dit, ce fut le système chinois qui, par sa grande simplicité, fut tout de suite en faveur ; mais dès que les recherches arrivèrent à dépasser 100 m, les échecs, les difficultés se mani-, festèrent, et la tige pleine remplaça la corde.
- L’ensemble du procédé a reçu le nom de système canadien, bien qu’au fond il ne mette en œuvre qu’une sonde ordinaire, équilibrée, avec interposition delà coulisse d’Oeynhausen,'qui porte ici le nom de jars : la tige est très légère, en fer ou en bois, en vue de lui imprimer un mouvement alternatif aussi prompt que possible*; on ne donne du poids qu’au trépan et à la maîtresse tige (auger stem) qui le surmonte. La chèvre (derrick) a une très grande hauteur, 18 à 20 m, de manière à y loger de longues tiges, et à diminuer ainsi, le plus possible, le temps à dépenser pour les manœuvres de la sonde.
- Le battage se fait au moyen d’un balancier auquel est accrochée la vis de suspension (temper screw) par la manœuvre de laquelle, comme dans les systèmes à chute libre, on fait suivre à la sonde l’avancement de l’approfondissement. La corde d’attache de là sonde est suspendue à la vis par un système de mordache ou
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- fourchette (rope socket) 'qui, à l’aicle d’un petite vis de serrage, saisit le câble, sans l’endommager, en un point quelconque de sa longueur : la mordache est reliée à la vis de suspension par une couronne de billes d’acier qui rend la rotation très aisée.
- Ce qui particularise ce procédé, c’est d’abord la simplicité de son installation qui est toute en bois, même les deux treuils de manoeuvre et de battage; c’est ensuite le fonctionnement du trépan qui n’attaque pas la roche par chute, mais seulement par percussion, en utilisant la puissance vive due au mouvement très rapide imprimé à la tige de sonde et à la masse du trépan suspendue au-dessous du jars. On arrive ainsi à produire 60 à 80 percussions par minute; et, dans, des terrains convenables, cette grande vitesse procure un approfondissement d’autant plus prompt qu’elle s’oppose au dépôt des détritus sur le fond, qui se prête ainsi à une attaque favorable.
- Malheureusement, ce système, auquel s’appliquent toutes les ressources de l’usage de la tige pleine, ne réussit que médiocrement dans les passages durs; et, de plus, il est d’un emploi limité aux faibles diamètres qui, nous l’avons dit, présentent souvent de sérieux inconvénients pour l’achèvement heureux des recherches.
- Nous avons fini de nous occuper des divers systèmes de sondages, mais il nous resterait encore beaucoup à dire pour énumérer les nombreux perfectionnements réalisés, durant ces dernières années, dans les détails multiples des instruments qui composent l’important outillage employé dans cette industrie toute spéciale.
- Les praticiens se sont ingéniés à faire en sorte que, dans les recherches qui leur sont confiées, rien ne reste dans l’inconnu. Ils ont construit des outils qui leur permettent de ramener au jour des échantillons de terrains naturels, des témoins qui, dans le sondage au diamant, ont 0,03 m à 0,10 m; dans les forages ordinaires 0,08 m à 0,20 m de diamètre (1) : on arrive, dans les sondages à grandes sections, à extraire ainsi des colonnes de 2,20 m de hauteur et de 0,70 m à 0,80 m de diamètre (2). Ces carottes servent à reconnaître non seulement la nature, la constitution exacte des terrains qu’on traverse et l’étage géologique auquel ils appartiennent, mais aussi, grâce à des procédés ou des instruments» ad hoc,•l’inclinaison et l’orientation de leur stratification..
- (1) Bulletin, J851, p. 269, et 1854, p. 287.
- (2) Puits artésien de la place Hébert Annales industrielles, décembrei.1869.
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- De même s’il s’agit de prélever, à des profondeurs déterminées, des échantillons d’eaux douces ou minérales, on possède des éprouvettes qui fonctionnent au point précis, et font des prises qui donnent, aux analyses chimiques et bactériologiques, l’assurance de la plus complète exactitude.
- L’esprit inventif des sondeurs a encore eu un vaste et inépuisable champ d’action, dans les découvertes d’appareils pour les réparations d’accidents de sondes, pour le redressement des sondages, dans les moyens d’utilisation de la dynamite pour franchir les passages récalcitrants ou pour briser des obstacles métalliques (1), etc.
- Mais c’est surtout la grande et capitale opération des tubages, qui a donné lieu à de nombreux et intéressants perfectionnements de l’outillage dont elle exige la mise en œuvre.
- Nous ne parlerons pas de la forme ni de la disposition des tubes eux-mêmes,, ni des matériaux employés à leur construction, non plus que des modes variés d’assemblage des tronçons au moment de leur descente dans les forages; nous ne ferons que rappeler, à cette occasion, les grands progrès réalisés dans la fabrication des tubes en fer, ou en acier étiré, qui, assemblés par manchons à vis, entrent de plus en plus en usage dans l’exécution des sondages. C’est surtout dans les puits à pétrole que leur emploi s’impose, à cause de leur forte épaisseur, pour résister aux énormes pressions qui se produisent instantanément. Les usines sont maintenant outillées pour construire de ces tuyaux atteignant 0,50 m et même 0,60 m de diamètre.
- Pour atteindre les grandes profondeurs, et pour éviter les inconvénients et les dangers d’arriver à des diamètres trop restreints, il importe de pouvoir faire franchir aux tubages les obstacles sur lesquels ils s’arrêtent, ou, le plus souvent encore, de les pousser jusqu’à une nouvelle couche meuble rencontrée à une certaine distance en contré-bas d’une précédente qui a. réclamé un tubage de soutènement. Pour cela, l’opération consiste à élargir le forage au-dessous du pied d’une colonne de tubes mise en place antérieurement, On a imaginé depuis longtemps, et surtout dans ces dernières années, des outils élargisseurs donnant les meilleurs résultats ; on en a fait agissant par percussion pour les roches dures, et par rotation pour les roches traitables les premiers sont de véritables trépans à lames, en forme d’oreilles mobiles, s’ouvrant au-dessous du tubage par l’effet de ressorts ou par des (1) Bulletin, 1878, p. 838. '
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- tendeurs, ou encore par des coins à vis : d’autres sont formés de deux trépans dont les longues tiges sont soudées ensemble par leur extrémité pour faire ressort à pincette, de manière que les deux lames appliquées l’une sur l’autre,-afin de les faire passer dans le tuyau, s’écartent, dès qu’elles quittent ce dernier, pour attaquer le terrain sur un plus grand diamètre.
- Les élargisseurs par rotation sont constitués par des mains d’acier s’ouvrant à charnière, sur un cylindre en fonte, ou par des griffes d’acier Axées à une tige ronde, placée excentriquement à l’axe d’un cylindre en tôle, auquel on donne à peu près le diamètre du tubage. Dès que l’instrument arrive au pied du tube, la tige, en tournant dans le cylindre, fait mordre les griffes qui, par rotation, développent un rayon d’attaque beaucoup plus grand que le cercle de base de la colonne à mettre en mouvement.
- Après l’élargissage, les colonnes de tubes descendent ou par leur, poids, ou par des coups de mouton, ou par des pressions exercées sur leur tête par des jeux de vis spéciales, disposées pour ce genre d’opération.
- Ces memes vis sont combinées pour pouvoir servir à l’opération inverse, c’est-à-dire à l’extraction des tuyaux qu’il peut être inutile d’abandonner dans un forage.
- Quand on a cette manœuvre à exécuter, sur une colonne pesante ous enserrée dans les terrains sur une certaine longueur, quelque solide que soit le rivetage des tronçons qui la composent, il y aurait à craindre un déboîtement, si l’on n’opérait la traction que sur son extrémité supérieure. .On la saisit également par le pied au moyen d’un arrache-tuyau ; et on a de plus ainsi le moyen de combiner deux efforts simultanés, qu’on rend solidaires, en amarrant solidement, à la tête du tubage, la tige de sonde qui porte l’arrache-tuyau en prise, et qui fait l’office d’un long tirant.
- Les arraché-tuyaux ont été, à l’origine, de simples crochets, simples ou doubles, saisissant la colonne par-dessous sa circonférence inférieure : ces crochets faisaient ressort à pincette, ou consistaient en galets montés à charnière sur un mandrin en fer ou en fonte. Mais ils avaient l’inconvénient grave de déchirer et de rebrousser la tôle. On leur a substitué, dans ces dernières années,''un outil qui fait prise à l’intérieur du tube, à la place que l’on choisit. Il consiste en quatre ou six griffes en acier, logées dans autant de mortaises d’un manchon en fer ou en fonte, à l’intérieur duquel un cône à vis, manœuvré par la tige de sonde,
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- descend pour les chasser de leur logement et les appliquer, à refus, contre la tôle dans laquelle s’incruste leur surface extérieure.
- Dans d’autres circonstances, on peut avoir intérêt à ne retirer que partiellement les tubages : il faut alors opérer la solution de continuité juste à la place voulue. Primitivement ce sectionnement s’opérait à l’aide de couteaux en acier montés à charnière sur un mandrin en fer ou en fonte : mais on déchirait la. tôle plutôt qu’on ne la coupait; et la tête de la partie de colonne qu’on abandonnait dans le trou de sonde était déformée, irrégulière, les outils qu’on avait à y faire passer ensuite ne s’y introduisaient que difficilement. On emploie maintenant les lime-tuyaux formés de segments de disques en acier, taillés en lime sur leur pourtour arrondi,, et fixés sur les extrémités inférieures d’un fort ressort à pincette. Quelques heures de rotation suffisent pour opérer la section de tôles de 3, 4 ou 5 mm.
- L’instrument le plus moderne, et'qui est tout à fait mécanique, est le coupe-tuyau à galet et à vis; il consiste en un galet qua-drangulaire terminé par une pointe façonnée en crochet de tour ; ce galet glisse dans une mortaise et se meut comme les galets, d’arrache-tuyaux dont nous avons parlé tout à l’heure, seulement ci le mouvement du cône à vis est réglé de manière à ne pas se produire pendant la rotation à droite, dans le sens de laquelle l’outil fait sa saignée dans la tôle. Pour cela la vis du cône est à gauche ; un encliquetage à rochet horizontal, qui est divisé en dix dents, permet de ne faire descendre la vis que par dixième de la hauteur de son pas l’inclinaison du . cône réduit encore la longueur proportionnelle de là poussée horizontale imprimée au, galet, qui n’avance ainsi qu’à volonté et d’une quantité infinitésimale. Le jeu de l’encliquetage est combiné de telle sorte que, après le détour à gauche, pour faire descendre le cône, la reprise à droite entraîne la rotation de l’outil, qui annonce lui-même la façon complète de la saignée, par la liberté de son mouvement. La section de la tôle se fait donc ici aussi.nette que sur le tour; quand elle est achevée, il suffit de. continuer à faire descendre la vis pour que le galet rentre de lui-même entièrement dans son logement afin que le coupe-tuyau puisse être remonté au jour.
- L’utilisation de ces divers instruments a permis d’apporter une très heureuse modification à la façon de procéder au captage des nappes souterraines recherchées par forages. Quand par exemple., on trouve l’eau dans une couche sableuse, il faut, pour bien
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- dégager la nappe, pénétrer jusqu’à la base des sables, traverser ceux-ci avec une colonne pleine, c’est infailliblement couper le passage à l’eau : alors ou bien on arrêtait le pied de cette colonne à la tête de la couche aquifère, et l’eau ne passait que par l’ori-fîce inférieur du tubage, ce qui est défectueux; ou bien on avait eu soin de lanterner, de erépiner, sur une certaine hauteur, la base de la colonne pour assurer le libre passage de l’eau sur la hauteur des sables; mais alors on risquait de ne pas pouvoir descendre jusqu’au terrain qui succède, car les manœuvres de sonde pouvaient faire appel par les trous du lanternage, l’intérieur du tube s’ensablait, et les outils n’arrivaient plus jusqu’à la base de. la colonne qu’il fallait faire descendre.
- Ces difficultés sont encore bien plus grandes quand, pour tirer le meilleur parti d’un forage, on veut pouvoir utiliser les produits de plusieurs nappes superposées : dans ce cas, on a eu recours aux tubages télescopiques avec l’idée de recueillir l’eau, par les espaces annulaires, autour de l’orifice supérieur de chaque tronçon de colonne ; mais le résultat peut n’être qu’éphémère, car ces espaces annulaires s’ensablent, s’obstruent, et il est difficile, si même impossible, de les dégager.
- Aujourd’hui on pare à tous ces obstacles, à toutes ces difficultés, en exécutant le forage tout entier en colonnes pleines, en notant avec attention les passages qui contiennent les nappes à utiliser ; et après avoir descendu librement, à l’intérieur des autres, le tubage définitif, lanterné exactement en face des venues d’eaux, on opère l’extraction des colonnes pleines qu’on a eu soin de démarrer préalablement, en agissant avec les arraché-tuyaux, les coupe-tuyaux et autres appareils dont nous venons de parler.
- Quelquefois, soit en reprenant d’anciens travaux, soit par certaines circonstances, une question de diamètre trop restreint, par exemple, on a été obligé de descendre une colonne d’ascension en cuivre ou en fer, sans pouvoir la lanterner à l’avance; on pratiquait, après coup, des passages à l’eau, en la crevant avec des galets pointus fonctionnant par fortes secousses, comme les couteaux à charnière des coupe-tuyaux cités plus haut : les ouvertures ainsi créées, non seulement déformaient les tuyaux, mais livraient un trop facile passage aux gros éléments mélangés aux sables, et occasionnaient la plus ou moins prompte obstruction du tuyau d’ascension; On fait maintenant usage du pique-tuyau qui, à la façon des précédents outils, fonctionne par l’effet d’une
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- vis et d’un-cône agissant sur quatre longues branches, ou leviers, dont l’extrémité supérieure est armée d’une pointe fine en acier. Avec un peu de pratique, on réussit aisément à manœuvrer cet outil, et à obtenir un lanternage en trous de 4 à 5 mm très rapprochés les uns des autres.
- On se trouve parfois en présence de nappes souterraines existant dans des sables tellement fins et fluides que, jusqu’en ces derniers temps, il était absolument impossible d’utiliser leur eau; car partout où elle passait, le sable venait avec elle, même au travers des toiles métalliques les plus serrées, ou des feuilles de feutre dont on garnissait les trous de lanternage des tuyaux.
- Grâce à un nouveau système de tubage, appelé cuvelage filtrant, on peut aujourd’hui faire usage de cette eau, généralement d’excellente qualité (1). On descend dans le forage un tube polygonal en fonte, fermé à sa partie inférieure; sa surface extérieure est formée de petites cases rectangulaires dont le fond de chacune est percé d’un trou ; toutes ces cases sont garnies d’une dalle poreuse ; lorsque le travail est terminé, ces plaques perméables sont au contact des sables aquifères ; l’eau passe limpide au travers de ce grand filtre, pénètre par les trous des cases dans l’intérieur du cuvelage faisant l’office d’un réservoir dans lequel on puise à l’aide d’une pompe. Le volume d’eau utilisable est évidemment ici fonction de la pression extérieure et de la surface filtrante, c’est-à-dire de la hauteur noyée et du diamètre du cuvelage.
- Ces dernières considérations démontrent que ce système de puits filtrants n’a qu’un domaine d’applications assez limité, car il ne peut'être question d’utiliser ainsi que des nappes peu profondes : les plaques filtrantes ne fonctionnent utilement qu’avec une épaisseur relativement faible qui ne pourrait pas résister à des pressions de plus de 30 à 35 m de hauteur d’eau (2).
- Et puisque nous nous occupons des eaux voisines de la surface, c’est aussi le moment de consacrer quelques lignes à cet autre
- (1) Bulletin, juillet 1897, p. 89.
- (2) L’invention et les premières applications de ce système ont eu lieu, en France, en 1888, et ont été décrites dans le Génie Civil, tes Annales de la Construction, etc. A la dernière Exposition de Bruxelles (1897), un Ingénieur belge, M. Puitzers, a présenté, sous le nom de puits filtrants, une disposition absolument semblable, dans laquelle les plaques filtrantes étaient remplacées par des lames de verre juxtaposées. Dans la brochure explicative portant la date de 1897 (sans nom d’auteur), il est dit : « De nombreux systèmes ont été préconisés pour l’extraction de l’eau des sables aquifères, mais aucun moyen pratique et économique n'a été proposé jusqu'à présent. »
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- système de- forage de petits puits, qui sont si connus sous leur nom de puits instantanés ou encore puits abyssiniens, à cause des services qu’ils ont rendus, aux Anglais, dans l’expédition d’Abyssinie et dans la guerre des, Ashantis. Ce système consiste à enfoncer dans le sol un tube de fer muni à son extrémité inférieure d’un sabot pointu en acier, au-dessus duquel règne un crépinage sur une certaine hauteur. A la tête ou clans l’intérieur de ce tube, un piston de pompe aspirante et éléva-toire ou foulante, fait appel sur l’eau trouvée clans le sol superficiel et permet d’en tirer parti. L’enfoncement se fait au moyen d’un mouton cylindrique en fonte, glissant sur le tube, qui lui sert de guide, et frappant sur une douille ou embase solidement fixée à ce tube.
- Cette ingénieuse et économique disposition a été brevetée et exploitée par l’Ingénieur anglais Norton. Mais nous trouvons dans l’ouvrage du vicomte Héricart de Thury, page 241, qu’en 1826, « Halette, ingénieur-mécanicien à Arras, exécuta à Roubaix plusieurs puits forés au moyen 'd’un piquet filtre, composé, d’un tube en fer laminé de 0,081 m de diamètre, qu’il enfonçait clans le sol à coups de masse. Au moment de le frapper dans le sol, son extrémité inférieure était armée d’un sabot conique, tenant faiblement au piquet qu’il quittait, clans les terrains peu résistants, pour laisser un libre accès à l’eau clans son intérieur. »
- Ainsi, à part le crépinage, nous retrouvons absolument le système Norton imaginé longtemps auparavant par Halette.
- C’est sur cette dernière revendication en faveur d’une invention française que nous terminerons ce compte rendu, clans lequel nous avons pu faire certaines omissions, mais qui trouvera bientôt l’occasion d’être complété, ,et, nous l’espérons, considérablement augmenté, lors de la grande et imposante .manifestation de 1900.
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- MINES ET CARRIÈRES
- PAR
- IVX. A. BRÜLL
- I. — CARRIÈRES
- De tons temps on a ouvert et travaillé des carrières, mais il n’est pas besoin de consulter les statistiques pour savoir que, pendant ces cinquante dernières années, ces exploitations se sont singulièrement développées. Leur variété et leur ampleur ont posé aux Ingénieurs plus d’un problème nouveau.
- Phosphate de chaux. — Par exemple le phosphate de chaux, dont les enseignements d’Élie de Beaumont en 1834, de Liebig en 1840, montraient la propriété fertilisante* dont de Molon découvrait, en France, de nombreux gisements, s’extrait aujourd’hui en quantités énormes, car on évalue la production annuelle de la France continentale à 500 000 t.
- Rappelons à ce sujet le livre plein de faits publié en 1864 par notre Collègue M. Ronna.
- Parmi les gisements les plus intéressants, on peut citer : ceux 'de l’Yonne (MM. L. et R. Millot, membres de la Société), les craies phosphatées et les phosphates pulvérulents des départements de la Somme, de l’Aisne et de l’Oise, à l’exploitation desquels ont travaillé Alfred Lambert, membre dé la Société, mort récemment, et nos Collègues MM. Lanet, Lenicque, Lasne, Paul Lévy; les riches gisements exploités depuis quelques années dans le voisinage de Tébessa, si bien étudiés par M. Château dans une récente communication et à propos desquels on doit citer le nom de. notre Collègue M. C. Michel, directeur de la Société française des phosphates de Tébessa; les phosphates de G-afsa, en Tunisie, dont la mise en valeur est actuellement entreprise sous la haute direction de M. Molinos. Les richesses de ce pays sont si grandes que pour pouvoir les embarquer, notre ancien Président, assisté de. plusieurs de nos Collègues, achève en ce moment la construction; d’un chemin de fer de 250 km entre Gafsa et le port de Sfaxw
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- Cette entreprise est conduite par des procédés économiques et rapides.
- Minerais de fer. — La production du minerai de fer se fait actuellement sur une toute autre échelle qu’autrefois. Dans le département de Meurthe-et-Moselle, la mine oolithique est. activement exploitée depuis que le procédé basique de déphosphoration permet d’en obtenir à la fois un métal de bonne qualité et des scories fertilisantes (MM. V. de Lespinats, Fould-Dupont, H. de Wendel, de Saintignon, X. Roger et G.-E. Mathieu, membres de la Société). On consultera avec intérêt le travail de notre regretté Collègue Rémaury sur les ressources minérales et sidérurgiques de Meurthe-et-Moselle (médaille d’or). De nombreux sondages exécutés pendant ces quinze dernières années ont démontré que ce précieux gisement se prolongeait dans rarrondis-sement de Briey et jusque dans la Meuse.
- L’Algérie donne ses minerais si purs de Mokta-el-Hadid et de la Taiha.
- Bilbao "extrait chaque année plus' de 4 000-000 t d’hématite. M. Jordan, ancien Président de la Société, a montré (voir comptes rendus 1895) comment on pouvait griller économiquement le minerai spatlii que dont les puissants amas se trouvent sous l’hématite. Citons aussi, à propos de ce riche district, les noms de nos Collègues MM. Et chats, Benoist et Pralon, Ingénieurs de la Société franco-belge des mines de Somorrostro.
- Les inépuisables: amas du lac Supérieur s’enlèvent à l’aide de charrues à vapeur chargeant directement des trains de wagons. La production annuelle dépasse 11 000000 t.
- Pierres à ciment et à chaux. — Le ciment Portland n’était encore que peu connu en 1848, et on commençait seulement à le fabriquer en France. Les travaux de l’illustre Yicnt, qui remontent au commencement du siècle, la patente française de; Maurice de Saint-Léger en 1818, la patente anglaise accordée en 1824 à Joseph Apsdin, briquetier du comté d’York, pour un produit qu’il désigne sous le nom nouveau de ciment de Portland,, la fabrique établie quelques années après par un' fils d’Apsdin à Northfleet, dans le Kent, semblent marquer les origines de cette industrie aujourd’hui:puissante.- La production du monde dépasse probablement 5*000 000 t par an. La France seule en produit. plus de 400 000 t. Les noms de nos Collègues MM. Candlot,
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- Goignet, Bourry, Leurrais, A.-M. Chancel, rappellent des services signalés rendus à cette belle industrie.
- Les pierres à ciment s’extraient souvent à ciel ouvert; de mêmé les marnes qui fournissent les chaux hydrauliques. Les carrières rlu Boulonnais, celles du Teil, dans l’Ardèche, où l’abatage se fait à l’aide de grosses mines, creusées à l’acide et dont le chargement atteint 12 t de poudre, celles de la Porte-de-France (Isère):, sont des plus considérables. Ici se placent les noms de MM. Lon-.quéty, Lavocat, Bauchère, Gornier, J.-A. Allard,.membres de la Société.
- Matériaux de construction. — La pierre a bâtir,, le .marbre, les matériaux de pavage, le plâtre, la terre à briques se produisent en quantités considérables. Les carrières de pavés de l’Ouest (M. Alavoine), les carrières de Quenast (M. A. Urban) et de Lessines, en Belgique, d’Eurville et de Lérouville, dans la Meuse, de Gbâteau-Landon et Souppes dans Seine-et-Marne, de Chantilly (Oise), les carrières à plâtre des environs de Paris, sont parmi les plus importantes.
- L’industrie de l’ardoise, à Fumay (Ardennes), à Trélazé et à Renazé (Maine-et-Loire), a pris aussi un grand développement,. On y a réalisé, il y a une dizaine d’années, un grand, progrès par l’introduction de la méthode d’exploitation des fonds souterrains dits « en remontant » due à l’Ingénieur des Mines.-Ichon. Rappelons, à l’occasion de cette industrie, le nom de notre Collègue Guillaume, décédé en 1893.
- L’abatage et le débitage des roches par la scie hélicoïdale a rendu ces travaux plus faciles, plus rapides et plus, productifs Ce perfectionnement est dû à l’infatigable labeur de M. Paulin Gav (1883). Cet ingénieux procédé attirait F attention à l’Exposition de 1889, à l’esplanade' des Invalides. Il n’est pas encore aussi souvent appliqué qu’il conviendrait.
- Les perfectionnements à la perforation, aux explosifs et aux procédés de transport sont venus puissamment en aide au progrès de l’exploitation des carrières et, plus d’un membre de la Société a contribué à ces perfectionnements. Nous ne pouvons, par crainte dé répétitions, .parler ici de- la perforation,, ni des explosifs au sujet desquels nous aurions rendu hommage à, la mémoire de notre célèbre Collègue A. Nobel, mais nous dirons plus loin quelques mots, des transports, dans les carrières et dans les mines. 1
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- II. — LES MINES MÉTALLIQUES
- En 1848, la France ne comptait que 40 mines métalliques produisant seulement une valeur de 875 000 f de métaux. Aujourd’hui le chiffre de la production annuelle dépasse 16 millions. Bien qu’il soit encore bien faible, soit par rapport aux besoins du pays, soit eu égard à ses ressources minérales encore méconnues, il est cependant agréable de constater cet important accroissement.
- Quoique le nombre des Membres de la Société s’occupant de mines métalliques soit fort limité, ils n’en ont pas moins assez brillamment contribué à la découverte, à l’étude et à l’exploitation des gisements métallifères du monde.
- Rappelons ici les noms si estimés de trois regrettés Collègues : Petitgand, Gillot et E. Durand. Citons aussi MM. Chausselle, Chaloir, Bel, Couriot, Perrier de la Bathie, Deby, Rossigneux. ;
- En 1871, Alfred Caillaux présentait, sur les mines métalliques de France, un important mémoire qui fut publié et récompensé par une médaille d’or. L’auteur ayant élargi et complété son œuvre, la Société la publia en 1875 en un volume spécial intitulé : Tableau général et description des mines métalliques et des combustibles minéraux de la France. Caillaux qui, pendant plusieurs années, avait voyagé dans tous les massifs montagneux du pays, exhumant les vieux documents, explorant les gisements, étudiant les vestiges des anciennes exploitations en même temps que les conditions géologiques, professait que la France était aussi riche en minerais métallifères que les pays voisins, et que, si elle continuait à recevoir du dehors, chaque année, pour plusieurs centaines de millions de métaux, il ne fallait nullement l’attribuer à l’insuffisance de ses richesses minérales ou aux mauvaises conditions des gisements, mais bien à l’ignorance résultant de la rareté et de la difficulté d’accès des documents relatifs aux anciennes exploitations, au manque d’esprit d’entreprise, à la méfiance des capitaux et aux entraves administratives.
- Le livre de Caillaux eut un certain retentissement; il a encouragé la réouverture de quelques mines depuis longtemps inactives. . '
- Dès 1866, Huet et Geyler apportaient à la Société le résultat de leurs travaux persévérants sur la préparation mécanique des minerais ; une médaille d’or fut accordée à ce' beau travail. En
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- 1879, Huet remettait à la Société sa dernière œuvre : la description complète des grandes mines de zinc, plomb et argent du Laurium, en Grèce, au développement desquelles il avait tant contribué.
- La découverte du nickel, en Nouvelle-Calédonie, est due à notre Collègue M. Jules Garnier, qui, dès 1863, reconnaissait dans la serpentine de nombreux gisements de silicate de nickel. Ce minerai qui n’était pas connu auparavant, reçut le nom de garniérite. En 1875, il réussit à instituer un procédé métallurgique pour le traitement par voie sèche du nouveau minerai. Les Bulletins de la Société renferment plusieurs communications de M. Garnier sur cet intéressant sujet, et aussi sur les minerais de cobalt et de chrome du même pays.
- En 1892, M. Ch. Vattier présentait à la Société un intéressant tableau des mines et usines du Chili. Il appelait l’attention sur les richesses de ce .pays et sur la part que les Français pourraient prendre à leur exploitation.
- La production d’or du monde, qui dépasse aujourd’hui 1100 millions de francs par an, n’était évaluée qu’à une moyenne annuelle de 189 millions pour les dix années de 1841 à 1850. Ce sont les États-Unis d’Amérique,' la Russie, le Transvaal et l’Australie qui ont fourni ce surcroît considérable. Partout les Ingénieurs français, et spécialement les Membres de la Société, ont pris une part honorable à ce grand mouvement.
- La Société a été renseignée périodiquement sur ces divers districts aurifères par plusieurs de ses Membres et notamment, pour les États-Unis, par Simonin en 1867, 1868 et 1869 et par Durand en 1883, pour le Transvaal, par M. J. Garnier en 1896, pour le Brésil, par M. Mouchot en 1884, pour le Valais, par M. Com-boul en 1895.
- Pour les métaux divers, nous trouvons les travaux de Goschler sur le district de Bleyberg, en 1850, d’Huet sur le pays basque et la province de Santander, en 1860, de Gaillaux sur la Toscane, en 1876.
- Le naphte a été étudié par Foucou dans les Carpathes, en 1865, dans l’Amérique du Nord en 1867, par Grand en 1869 et 1870, et au Caucase par M. Sage, en 1865. M. Herweg a dirigé pendant plusieurs années des exploitations d’ozokérite dans les Carpathes.
- Le développement des mines provoqué par le rapide accroissement des besoins, a été favorisé par la transformation des" moyens généraux de transport et par le progrès des procédés
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- d’exploitation. La mine moderne >ne ressemble que de loin à-la mine d’autrefois. La perforation mécanique des roches à l’aide de la transmission de la puissance motrice par l’air comprimé ou par le courant électrique, l’emploi des explosifs brisants qui disloquent les roches les plus dures, permettent de creuser des puits et>des galeries dont l’exécution était à' peine possible ou durait des années. Les procédés Kindt-Chaudron et Pcetsch maîtrisent les plus puissants niveaux des sables bouillants. Les grands ventilateurs qui font circuler d’énormes cubes d’air dans les travaux souterrains les plus étendus, ont rendu plus saine l’atmosphère où vivent les mineurs, et ont beaucoup augmenté la surface exploitable et la capacité de production de chaque siège d’exploitation. (Des pompes puissantes, installées au jour ou recevant la vapeur au fond, ont su maîtriser les venues d’eau les plus abondantes. Les machines d’extraction, à la fois fortes et dociles,, enlèvent à grande vitesse, de plus de 1 000 m de profondeur, plusieurs tonnes de minerai à la fois ; elles épargnent aux ouvriers la fatigue et le danger des échelles.
- De même les galeries de grandes dimensions, armées de voies solides et durables, donnent passage à des trains de minerai. Le roulage extérieur surmonte aujourd’hui toutes les difficultés des terrains les plus accidentés.
- La préparation des minerais a été aussi bien perfectionnée et, nous citerons à ce sujet les travaux de Huet et Geyler et ceux de MM. Castelnau etLenicque.
- III. — PROCÉDÉS ET MATÉRIELS DE TRANSPORT
- Les transports de minerais dans les mines et au jour se son! complètement transformés.
- Le portage à dos dans les galeries étroites, inclinées, tortueuses et glissantes n’est plus guère qu’un souvenir : on ne le connaît plus que dans les soufrières de Sicile et dans les mines d’étain de Malacca.
- 1Le chien de mine a fait place à1 la berline en Tôle d’acier, à roues d’acier coulé, roulant sur rails d’acier. Le roulage à bras-ne s’emploie plus que sur de courtes distances ; dès que le transport souterrain prend quelque importance, on a recours à la traction animale et les câbles métalliques, dont la qualité s’est bien améliorée, ont permis d’établir, dans'les voies principales, à l’aide de diverses combinaisons ingénieuses, des transports ra-
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- pides et économiques. La puissance motrice, produite au jour, est transmise au fond, soit par le câble lui-même, soit par l’air comprimé, soit encore par l’électricité. De même , les chaînes flottantes, imitées des draines sans fin du Lancashire, assurent dans beaucoup de cas, le roulage de masses considérables de minerais à des prix très favorables. Enfin, depuis une dizaine d’années, des locomotives électriques à accumulateurs ou à trolley sillonnent les maîtresses galeries des grandes mines.
- Au jour, ces mêmes moyens rendent de précieux services à l’exploitation. La locomotive à vapeur ou électrique, ou encore à air comprimé s’applique couramment à la. traction de trains complets depuis le carreau des mines jusqu’aux usines, aux stations de chemin de fer ou aux ports d’embarquement. Les moyens de chargement et de déchargement des wagons sont devenus plus puissants, plus expéditifs et plus économiques.
- Mais si les pentes du terrain deviennent très prononcées, la locomotive perd bien vite son efficacité. On serait conduit à donner au tracé, pour racheter une grande différence de niveau, un développement trop considérable, qui rendrait rétablissement du chemin de fer trop coûteux.
- Les chemins de fer à câbles aériens, dont on retrouve peut-être l’origine dans la modeste installation faite par Balan aux carrières à plâtre de Sannois, près Paris, et qui ont été si ingénieusement perfectionnés par Hodgson,' d’une part, en 1868 et par Otto et Bleichert, d’autre part, vers 1875, peuvent aborder les fortes pentes et traverser, sur plusieurs kilomètres de parcours, les pays les plus accidentés, presque sans travaux d’art à la surface. Les minerais de fer de Bilbao gagnent ainsi à travers les airs, par monts et par vaux, les embarcadères du Nervion. Bien des variantes ont été successivement combinées et la Société à entendu récemment l’importante communication, sur ce sujet, de M. Thiéry, professeur à l’école forestière de Nancy. On a pu voir, dans cette intéressante revue, combien avaient été augmentés, dans ces dernières années, la vitesse de marche, le poids des masses transportées, la portée des câbles traversant les vallées.
- ' Cependant ces systèmes sont souvent d’une installation onéreuse en pays de montagnes; le fonctionnement tend à devenir précaire dans les climats rigoureux ; la capacité de transport est assez limitée quand les portées sont grandes.
- La chaîne flottante donne une solution plus sûre et convient mieux lorsque le tonnage atteint quelques centaines de tonnes
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- par jour et que le gisement est assez puissant et compacte pour garantir à l’exploitation une durée prolongée. L’amortissement de l’installation qui formera l’élément prépondérant du prix de revient du transport, est alors modéré, et l’on atteint des prix très bas, malgré les difficultés du terrain. C’est ainsi que depuis 1883, la mine de fer de Dicido, dans la province de Santander, conduit automatiquement à l’appontement où elle embarque son minerai, 1 000 t par jour sur 3 km de distance, moyennant une hauteur de chute de 300 m.
- Le chemin de fer monorail est dû à notre Collègue M. C. Lartigue. Combiné avec la traction électrique, il permet de résoudre avantageusement certains problèmes de transport de minerais.
- Citons encore les grands plans inclinés dont on trouve de si beaux modèles en Styrie et dans le district de Bilbao. Un progrès intéressant a consisté à maîtriser l’accélération de la descente à l’aide de régulateurs à palettes, tournant dans l’air avec une grande vitesse. En Autriche et en France, on a employé avec succès des régulateurs à palettes tournant dans une cuve d’eau dont on peut faire varier le niveau quand on veut modifier le régime du plan incliné.
- Plusieurs Membres de la Société ont eu l’occasion de contribuer aux divers perfectionnements qui viennent d’être esquissés. Nous ne saurions les citer tous et devons nous borner à nommer ici MM. E. Cadiat, Neu, Malissart-Taza, Abt, J. Allard, Porte, P. De-cauville, Béliard, B. Lebrun.
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- EXPLOITATION DES MINES
- PA.R
- iVl. II. COURIOT
- Préliminaires.
- Des progrès considérables ont été introduits, au cours de la période semi-séculaire écoulée, dans les procédés et dans le matériel de l’Exploitation des Mines ; le lecteur se rendra mieux compte des avantages qui en résultent, quand il aura fait un retour en arrière et constaté ce qu’était Y Art des Mines dans la première moitié du xixe siècle ; le court exposé qui va suivre, de la situation de l’exploitation minière, il y a cinquante ans, a, par suite, pour but de montrer les lacunes qu’offrait l’industrie des Mines, lors de la fondation de la Société des Ingénieurs Civils de France, et de permettre de mieux apprécier le chemin parcouru et les progrès réalisés depuis lors, les uns suggérés par le besoin de rendre le travail des mineurs plus productif et plus rémunérateur, les autres inspirés par la nécessité d’accroître la sécurité dans les exploitations minières.
- L’auteur laisse à ceux de ses Collègues qui ont bien voulu se charger d’exposer, dans des chapitres séparés, les progrès -accomplis dans le domaine de la géologie appliquée et le développement imprimé aux exploitations de mines métalliques, dans la seconde moitié de notre Siècle, le soin de présenter au lecteur un résumé de l’état actuel de l’industrie ou de la science dans -ces deux branches de l’art des mines, et, dans ce qui suivra, il limitera son étude à Vexploitation des mines proprement dite, c’est-à-dire à ses procédés et à ses méthodes, ét il fera plus particulièrement porter son examen sur les applications de ces procédés à l’industrie houillère, programme bien vaste -encore et qu’il ne pourra qu’effleurer dans le nombre de pages très limité •consacré aux monographies de chacune des nombreuses industries entre lesquelles se répartissent les Membres de la Société des Ingénieurs Civils de France.
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- I. — L’industrie des mines en 1848.
- Voyons, en passant rapidement en revue les divers services d’une exploitation minière, où en était l’industrie des mines dans la première moitié de notre siècle.
- Transport delà force. — Le transport de l’énergie par la vapeur, l’air comprimé, l’électricité, l’eau sous pression, sa transmission mécanique par câbles et chaînes, étaient choses inconnues du mineur; on peut dire qu’à l’exception des machines à colonne d’eau, usitées dans quelques cas particuliers pour l’exhaure, l’exploitant ne disposait au fond d’aucune puissance mécanique autre que celle des explosifs ; il ne devait compter que sur les bras des ouvriers qu’il occupait pour exécuter les multiples travaux, journellement accomplis aujourd’hui-par les nombreux moyens de transmission de la force, répandus dans les mines, tant pour l’abatage que pour le transport, l’aérage, l’extraction, l’épuisement, etc., etc.
- Abatage. — Si nous nous arrêtons à Vabatage des roches, nous devons constater que le mineur n’avait à sa disposition que la poudre noire pour lui venir en' aide dans les travaux d’excavation, explosif ne produisant, à poids égal, qu’un effet utile équivalant au tiers environ de ce que fournissent les explosifs actuellement employés ; le bourrage était encore fait avec des bourroirs métalliques, pouvant donner des étincelles au contact des roches scintillantes, les appareils de forage à bras des trous de mine et les perforatrices mécaniques n’existaient pas, le tir électrique n’était pas appliqué, et la mèche soufrée était le mode d’allumage généralement employé, bien que la patente de Bickford datât de 1831, car la résistance des ouvriers et les préjugés ont retardé fort longtemps l’emploi des mèches de sûreté.
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- Fonçage. — Le fonçage des puits dans les terrains aquifères rencontrait des obstacles insurmontables, le procédé Triger, première application de l’air comprimé dans les mines, avait cependant permis de s’enfoncer de 20 m dans les sables mouvants des bords de la Loire, pour atteindre le terrain houiller subjacent ; en dehors de cette application à un puits de 1,32 m de diamètre intérieur seulement, on ne disposait que du procédé de fonçage
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- à niveau vide, qui restait impuissant en présence d’une venue d’eau un peu notable dans la traversée des niveaux ; le procédé à niveau plein, qui date de 1847, apparaissait, il n e devint pratiquement applicable qu’en 1853, lors de l’invention de la boite à mousse.
- Les 'puits creusés étaient à trop faible section, ce qui excluait toute idée de production intensive ; ces puits, nombreux et rapprochés, quand les difficultés dë foncagé n’étaient pas trop considérables, étaient une conséquence du morcellement originaire des concessions,, grevaient l’extraction de frais spéciaux, répétés à chaque siège, et utilisaient mal le personnel et les dépenses de premier établissement; la faible profondeur à laquelle s’opérait l’extraction n’était qu’une compensation insuffisante à ces frais extérieurs exagérés.
- Tunnels. — Pour ne pas laisser de côté une des branches importantes de l’art des mines, qui rentre dans l’exécution des . excavations, disons Tout de suite que le percement des tunnels était dans l’enfance, comme l’industrie naissante des chemins de fer, elle-même, qui a motivé leur construction, et que, seul, le si remarquable travail, l’œuvre si hardie et originale accomplie par notre compatriote Brunei, le premier tunnel sous la Tamise, en un mot, montrait ce que pouvait devenir, un jour, la méthode féconde du bouclier pour la traversée des terrains aquifères ou coulants. Les longs tunnels ne furent creusés que dans la seconde partie de notre siècle, les moyens limités de ventilation dont on. disposait et l’absence de perforation mécanique n’auraient pas permis d’exécuter les percements du Mont-Cenis, du Saint-Gothard et de l’Arlberg, il y a cinquante ans.
- Aérage. — Dans les mines, Vaérage naturel ou l’aérage par foyers étaient à peu près seuls employés:; les ventilateurs mécaniques étaient dans l’enfance et incapables de faire passer un volume d’air de quelque importance dans une mine étroite :; lès ventilateurs à force centrifuge venaient au monde ; dans ces conditions, l’aérage laissait grandement à désirer, la température des chantiers s’en ressentait et le rendement individuel de l’ouvrier du fond ne pouvait qu’être très bas.
- La lampe de Davy était presque exclusivement employée .dans les mines à grisou; les premières lampes à manchon de cristal, donnant une clarté notablement plus grande que celle-ci, fai-
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- saient leur apparition dans les exploitations grisouteuses ; l’étude des propriétés du grisou et de ses conditions d’explosivité était très incomplète.
- Transports souterrains. — Passant aux transports souterrains, disons que le matériel était mal étudié, le rapport de la charge utile au poids mort était très faible, il en résultait une mauvaise utilisation du routeur ; les premières tractions mécaniques s’installaient en Angleterre, les voies ferrées mal assises et à pentes mal réglées, rendaient le roulage coûteux.
- Extraction. — En parlant du fonçage, il a été dit que le faible diamètre des puits était un obstacle aux grosses productions, malheureusement, toute l’organisation du siège était en harmonie avec la section limitée des puits : ceux-ci étaient rarement guidés, quelques rares installations. commençaient à être pourvues de cages, les recettes n’étaient pas conçues en vue d’accroître la rapidité des manœuvres, les machines d’extraction à engrenages étaient mono-cylindriques et donnaient, au maximum, aux cages des vitesses moyennes de 2,50 m par seconde ; elles animaient le plus souvent' des cuffats recevant des vitesses de 1 m par seconde dans des puits non guidés ; le chevalement répondait aux besoins de ces installations modestes, il était bas et sa faible hauteur le rendait dangereux; défaut absolu de mesures de sécurité dans l’extraction et insuffisance des moyens employés, tel était, en deux mots, le bilan de ce service important de l’exploitation des mines.
- Exhaure. — Si nous passons à Vexhaure, nous devons reconnaître les efforts considérables accomplis par les exploitants pour assurer l’épuisement des eaux, qui étaient un des principaux obstacles au développement des mines en profondeur, efforts dont témoignent l’exécution de grandes galeries d’assèchement ou rétablissement de puissants moteurs d’épuisement, ceux-ci principalement du type ( Gôrnwall à simple effet ; les premiers moteurs à traction directe s’installaient, les pompes à double effet étaient encore inconnues, et les. moteurs en tandem sur des pompes souterraines n’existaient pas encore. ï
- Méthodes. — Les Méthodes d’exploitation adoptées constituaient, principalement dans les couches puissantes, un véritable gaspillage de la richesse minérale, en conduisant à abandonner jusqu’à
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- 50 et même 75 0/0 souvent de la substance utile dans le gîte ; enfin, dans les houillères, les exploitations sans remblais y occasionnaient des incendies, qui obligeaient les exploitants à battre en retraite devant les feux ou à abandonner des quartiers importants de charbon.
- Divers. — Les plans orientés au nord magnétique, sans correction relative à la déclinaison, étaient une source fréquente d’erreurs dans les travaux et dans les recherches, quelquefois ils devenaient une cause grave d’accidents par la présence des eaux dans d’anciens travaux mal définis. -
- U organisation extérieure des sièges d’extraction était en harmonie avec les services du fond : les opérations et les manipulations s’effectuaient à la main, le criblage et le triage des charbons se faisaient sur tables et grilles fixes, quelques lavages commençaient à s’effectuer dans des bacs à bras, discontinus ; la préparation mécanique et le traitement magnétique des minerais étaient inconnus, l’agglomération prenait naissance en Angle ^ terre.
- II. — Progrès accomplis de 1848 à 1898.
- Multiples et variés sont les progrès introduits, sous les formes les plus fécondes, dans l’art des mines, au cours des cinquante dernières années.
- En examinant, à tour de rôle, les divers services, passés en revue dans l’exposé qui précède, nous sommes frappés de voir l’importance de ces progrès et la part considérable que la Société des Ingénieurs Civils a prise dans: le développement de l’industrie minérale, comme dans celui de toutes les autres branches de notre activité industrielle.
- Rien ne peut mieux accuser l’extension de l’industrie des mines dans notre pays et sa marche progressive, durant la période que nous venons de traverser, que les chiffres de la production houillère, que l’accroissement de la population minière et l’augmentation de l’effet utile de l’ouvrier, entre les deux années 1848 et 1896, la dernière dont la statistique officielle ait été publiée; les majorations que l’on.constate coïncident avec une réduction du nombre des accidents, c’est-à-dire avec une plus grande sécurité des travaux souterrains.
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- 1848 1893
- Production houillère, en millions de tonnes. . 4,0 29,2.
- Nombre d’ouvriers occupés dans les houillères 31 966 140200
- Production annuelle par ouvrier du fond et du
- jour . . .................................. 1254 2084
- Nombre total d’ouvriers tués par accident et
- par an dans les houillères-.................... 117 182
- Nombre des morts rapportées à 10 000 ouvriers ' occupés dans les houillères. . . ..... 36,6 13
- Nombre de tonnes extraites rapportées à un
- ouvrier tué................................. . 342004 160000.4
- Salaire moyen de l’ouvrier mineur (fond et jour) 2,14 f 4,10 f Prix de la tonne sur le carreau des mines * . 10,06/' 10,84/
- Ce tableau accuse, avec une éloquence qui dispense de tout commentaire, les merveilleux résultats obtenus, dont l’honneur revient tout entier à l’Ingénieur, c’est-à-dire à l’emploi de procédés ou de moyens plus perfectionnés et à l’application de méthodes plus rationnelles, introduits dans l’exploitation des mines.
- Malgré le renchérissement de toutes choses, le prix de la tonne sur- les lieux de production a peu varié, il s’est accru de 8 0/0 seulement, alors que le salaire de l’ouvrier mineur s’est à peu près doublé ; l’accroissement du rendement individuel, conséquence d’une meilleure organisation du travail et de l’emploi des moteurs mécaniques, a compensé l’augmentation de la main-d’œuvre ; la sécurité est environ cinq fois plus grande que par le passé dans les mines, puisque les. accidents mortels sont cinq fois plus rares, puisqu’en un mot, la production houillère, correspondant à. un ouvrier tué, est cinq fois plus forte qu’il y a cinquante ans.
- Si nous entrons dans le détail, nous trouverons, comme il a été dit, l’explication de ces remarquables résultats généraux dans les nombreux progrès apportés dans les divers services concourant à l’exploitation des mines.
- Reprenons donc cette étude dans l’ordre que nous avons suivi, quand nous avons examiné l’état d’e l’industrie minérale en 1848.
- Transport die la foree.
- Le Mansporl de l'a force dans les mines est, sans contredit, la partie la plus saillante de la. transformation qui s’e.s.t accomplie
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- dans l’exploitation des mines ; sous ses formes [les plus nombreuses et les plus-variées, l’énergie a été envoyée, appliquée et asservie pour venir en aide au rude labeur de l’ouvrier mineur.
- Am comprimé. — L’m'r comprimé, tout, d’abord, a reçu les appli-eations les plus fécondes ; sa production rationnelle a fait l’objet de progrès nombreux, dus à des Collègues autorisés, dont les noms seuls peuvent être cités ici, la place faisant défaut pour exposer leurs utiles et savants travaux ; les noms de Colladon, de Sommeiller, parmi ceux de nos Collègues qui ne sont plus, et ceux de MM. Dubois, François, Hanarte, Sautter, Lemonnier, sont intimement liés à l’histoire de l’air comprimé.
- Les résultats obtenus tendent, par le refroidissement et l’injoc-tion de l’eau, à obtenir une compression isothermique, par l’emploi de pistons hydrauliques ou par la compensation à .atténuer l’influence des espaces nuisibles, enfin, grâce aux soupapes gouvernées, à éviter le refoulement de l’air du côté de l’aspiration et les trépidations des obturateurs sur leur siège.
- La compression étagée, plutôt à recommander pour emmagasiner l’air comprimé appelé à être utilisé par un moteur en marche ou pour produire les hautes pressions nécessaires à la liquéfaction des gaz dans les appareils frigorifiques destinés à permettre la congélation des terrains aquifères, a également trouvé des applications dans les mines. Sans nous arrêter aux appareils accessoires de la production de l’air Comprimé, passons aux autres agents de transmi'ssioh de la force, jusqu’à ce jour moins répandus que le premier.
- Électricité.— L’emploi de Vélectricité dans les mines devait commencer le jour où, mieux connu, le fluide électrique devenait un agent de transmission de force, grâce à la réversibilité des dynamos ; les applications de Félectricité se sont multipliées dans tous les services, actionnant des treuils, des tractions, des ventilateurs, des pompes, etc. Qu’il suffise de dire que l’électricité est le mode le plus pratique de transport de la force dans les exploitations souterraines ; que ses conducteurs en suivent plus facilement les galeries sinueuses, tout en occupant moins de place que les autres modes de transmission et se déplaçant plus facilement; que le rendement est très supérieur à celui de l’air comprimé et que, pour les nombreux appareils d’utilisation qui ne réclament qu’un mouvement de rotation, la dynamo est le récepteur ou moteur rotatif par excellence.
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- Des réserves doivent être encore formulées concernant l’emploi de l’électricité dans les chantiers grisouteux ou susceptibles de le devenir ; dynamos, interrupteurs ou coupe-circuits doivent être enfermées dans des enveloppes hermétiques et placés dans des chambres ou galeries bien aérées.
- Nos recherches personnelles, en collaboration avec M. Meunier, sur l’explosion des mélanges de grisou et d’air, au maximum d’explosivité, par l’étincelle électrique, nos études sur l’influence de la dérivation du courant et de la self-induction des conducteurs, nos travaux sur l’incandescence des conducteurs dans ces mêmes milieux, permettent de prévoir que l’emploi de l’électricité pourra être étendu prochainement aux mines grisouteuses.
- La suppression des balais résultant de Remploi des moteurs à courants polyphasés procure une garantie supplémentaire que n’offrent pas les autres électromoteurs ; les shunt-dynamos, en raison de leur enroulement en dérivation, diminuent la self-induction dans le circuit et la tendance aux étincelles ;* elles permettent de grandes variations du travail par tour pour de légères variations de vitesse ; mais le moteur en série alimenté à force électromotrice constante, convient pour un travail uniforme et a la précieuse propriété de fournir le couple maximum au démarrage, ce qui est très favorable pour les appareils, tels que les treuils d’extraction, pompes, traînages, qui ont à vaincre l’inertie des masses à la mise en train.
- Les moteurs à enroulement compound participent aux avantages des deux types précédents, sans les'réaliser aussi complètement.
- Trop nombreux sont nos Collègues s’occupant du transport de la force par l’électricité pour qu’il soit possible de citer leurs noms ici ; mentionnons seulement quelques-uns de ceux qui ont fait des études et des applications aux mines, tels que MM. Goi-chot, Hillairet, Huguet, Pérès, etc.
- Vapeur. — La vapeur, en grande faveuppour commander des moteurs au voisinage des puits et actionner des pompes souterraines ou des treuils, tend à perdre le rang important,qu’elle a occupé lors des,premières applications de la transmission de la force dans les mines, cela en.raison de l’élévation de la température dans les chambres des machines et des condensations importantes qui Se produisent dans les conduites.
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- Eau sous pression. — Le transport de la force dans les mines par Y eau sous des pressions de 200 à 250 atm constitue un nouveau mode de transmission employé, depuis quelques années seulement, avec le plus grand succès en Allemagne, à la commande des pompes souterraines, offrant un rendement élevé et appelé à voir se développer son emploi et ses usages pour actionner des moteurs fixes à proximité des puits.
- Modes divers. — Les transmissions flexibles, c’est-à-dire les commandes par câbles ou chaînes voient leur domaine se restreindre chaque jour et tendre à se limiter aux tractions mécaniques.
- Quant aux tiges rigides utilisées pour actionner les pompes, leur rôle décroît d’importance, de jour en jour, la tendance s’accuse de plus en plus à supprimer les maîtresses tiges dans les installations nouvelles bien comprises.
- En actionnant des tiges rigides dans l’art du sondeur pour commander les outils de sondage soit par percussion, soit par rotation, on a pu, au contraire, imprimer aux recherches souterraines une impulsion considérable et atteindre, grâce au diamant noir, plus de 2 000 m de profondeur !
- Abatage.
- Abatage. — Si nous considérons les progrès réalisés dans Vabatage des roches, nous trouvons des procédés nouveaux, originaux et variés, et des moyens plus rapides et plus puissants : le forage des trous de mine au moyen d’appareils mus à bras et les perforatrices mécaniques sont des engins relativement récents qui rendent chaque jour les plus grands services aux exploitants ; les bosseyeuses, qui permettent de supprimer les explosifs, en chassant des coins dans des trous, préalablement forés par l’appareil, sont précieuses dans les travaux des mines à grisou; le brise-roches, qui substitue au choc d’une masse sur un coin, le battage d’un mouton roulant sur la queue prolongée du coin, est un appareil à la fois économique et puissant.
- Au point de vue de la forme des outils servant au forage et de leur mode d’action, il convient d’accuser la place, de /plus en plus grande, prise par les appareils perforateurs à rotation qui se substituent avec avantage aux perforatrices à percussion dans les roches tendres et dans les terrains demi-durs, remplaçant ainsi le mouvement alternatif par une marche rotative continue;
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- la pression élastique de l’outil sur la roche, dans quelques appareils à rotation, le curage du trou de mine produit par la forme hélicoïdale de la tarière qui expulse les détritus du forage aussitôt produits et évite, ainsi, de pousser la division de la roche dans le forage aussi loin que dans les appareils à percussion, l’injection d’eau dans le trou de mine qui procure le même avantage avec les perforatrices à percussion, tout en abattant les poussières et en assainissant les chantiers, sont autant de solutions ingénieuses et autant d’améliorations pratiques apportées au forage des trous de mine.
- Si le havage mécanique s’est peu répandu, ce n’est pas faute d’avoir conçu des haveuses répondant aux desiderata des exploitants, mais c’est par cette raison que, le plus souvent, les couches exploitées ne remplissent pas les principales conditions favorables à leur emploi: régularité du gîte et solidité du charbon qui ne doit pas bloquer l’outil en marche.
- Les procédés d’attaque de certains gîtes par l’eau sont encore des moyens d’action contemporains de notre époque; leur emploi pour l’abatage hydraulique des alluvions aurifères par jets d’eau sous des pressions de 10 à 25 atm et avec des diamètres de 12 à 25 cm, et l’action dissolvante de l’eau, permettant d’exploiter par sondage les gîtes salifères, ont pris naissance dans la seconde partie de notre siècle.
- Nous examinerons l’emploi des explosifs modernes à l’occasion de l’étude que nous ferons plus loin des progrès introduits dans les mines à grisou.
- Disons tout de suite que de nombreux Ingénieurs ont contribué à apporter d’importants perfectionnements dans les procédés d’abatage des roches, et qu’il convient de citer ici notamment les noms de nos Collègues MM. Bornet, Chalon, Dubois, François, Nobel, etc., pour la perforation et les explosifs, et ceux de MM. Arrault, Buquet, Daguin, Degousée, Dru, Laurent, Lippmann, etc., pour l’exploitation par sondage des gîtes salifères.
- Exécution des excavations.
- Fonçages.— Si nous recherchons les applications de l’abatage à l’exécution des excavations, nous demeurons frappés de la hardiesse des solutions employées dans les cinquante dernières années pour le fonçage des puits en terrains aquifères; nous y
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- voyons notre ancien Président, M. Lippmann, n’hésitant pas à creuser, du jour, par les procédés de sondage, de nombreux puits de 4,30 m de diamètre, supprimant l’emploi des trépans intermédiaires usités par ses devanciers dans les fonçages à niveau plein, gagnant ainsi en rapidité d’exécution et capable d’étendre sa méthode aux puits de plus grande section, grâce à la puissance des moyens mis en œuvre.
- Le mode de fonçage à niveau plein a été très concurrencé, dans ces dernières années, par le procédé de la congélation conçu par M. Pœtsch, pour une traversée verticale de 5,50 m de sables mouvants très aquifères, et rendu véritablement pratique à la s uite de l’application qui en fut faite aux mines de Lens ; ce procédé, qui a été employé depuis, toujours avec succès, dans de nombreuses cire onstances, a été étendu au fonçage simultané de deux puits à Anzin, s ur 95 m de profondeur, et pour des diamètres respectifs de 5 m et de 3,50 m ; il est superflu de rappeler ici le principe de la méthode, qui consiste, en présence de terrains aquifères, à tourner la difficulté, c’est-à-dire à solidifier les terrains pour y creuser le puits sans être incommodé par l’eau ou par la fluidité des sables que l’ouvrage peut traverser. On obtient, la congélation par la .circulation, dans des tubes-circuits, d’une solution de chlorure calcique, marquant 23° B environ, dont la température est abaissée à (—12°) ou (—15°); cette solution ne se congèle qu’à (— 35°), ce qui permet sa circulation dans des tubes congélateurs descendus préalablement dans le terrain et convenablement espacés. ;
- Non seulement de nombreux fonçages ont été exécutés par ce procédé, mais la congélation a été appliquée au creusement d’un tunnel sous le lac Mœlar, à Stockholm; le refroidissement des roches était obtenu la nuit, dans le chantier, par la simple détente de l’air comprimé, les ouvriers ne travaillaient que dans le journée ; là encore, le succès a été complet. Enfin, la méthode a été employée avec fruit pour la consolidation des fondations d’ouvrages reposant sur des terrains aquifères, et elle est'appelée à se développer encore. . . .
- N’abandonnons pas le fonçage des puits sans dire que de nombreux moyens ont été imaginés pour permettre l’approfondissement des puits sous stot, sous faux-stot ou sous demLstot et éviter ainsi l’arrêt de l’exploitation au cours du fonçage, arrêt qui
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- s’imposait dans la première moitié de notre siècle à chaque abaissement des recettes d’extraction.
- Galeries et Tunnels. Soutènements. — En ce qui concerne l’exécution des tunnels, disons que l’air comprimé a permis de triompher, en de nombreuses circonstances, des difficultés les plus sérieuses dans l’exécution des galeries et des tunnels en terrains aquifères ; l’emploi du bouclier conçu, par notre grand Ingénieur Brunei, modifié et doué d’une puissance nouvelle, grâce à l’action de vérins hydrauliques pour l’avancement et à la contre-pression de l’air comprimé, en cas de besoin, a permis d’exécuter, dans ces dernières années, les plus remarquables traversées de terrains offrant de très sérieuses difficultés. Nos Collègues, MM. Amiot, Berlier et Chagnaud nous ont montré les grands services que cette méthode peut rendre aux .mains d’hommes expérimentés.
- Les applications de revêtements métalliques, plus ou moins complets, constitués par des cintres en fer assemblés au moyen d’éclisses ou-de manchons, ou par des cadres en fer dont les éléments rappellent ceux en bois, se sont multipliées dans les dernières années ; leur emploi et celui des traverses métalliques dans les mines, avantageuses vu leur moindre hauteur, dans les galeries basses, sont intéressants â doter comme débouchés pour la métallurgie, ce grand client des houillères, qui trouvera dans la fabrication de ces pièces une nouvelle occasion d’échange avec les charbonnages.
- Ne quittons pas les galeries et tunnels sans exprimer le regret que des motifs étrangers à l’art des mines aient arrêté la progression en avant de la machine Beaumont ; cette foreuse de 2,15 m de diamètre qui a creusé 1 923 m de galerie servant d’amorce au tunnel sous la Manche et qui aurait, depuis longtemps, réuni l’Angleterre au continent, si on lui avait laissé accomplir son oeuvre sous-marine, jetant ainsi un. trait d’union de 35 km environ, non compris les rampes d’accès, entre la France et la grande île britannique. Le siècle qui va s’ouvrir opérera, espérons-le, ce rapprochement si désirable et que ses devanciers n’ont pu réaliser.
- Les percements des grands massifs montagneux : mont Genis, Saint-Gothard, Arlberg, etc., sont pour partie notable, l’œuvre de nos Collègues Colladon et Sommeiller, pour ne citer que les noms de ceux qui ne sont plus.
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- Aérage.
- Aérage et Ventilation. — Au seuil de l’étude de V,aérage, il r nous faut écrire les noms de deux de nos anciens Collègues, Guibal et Ser, dont les services rendus à l’industrie minérale sont si considérables : le premier a accusé l’influence de l’enveloppe dans les ventilateurs, conçu la cheminée de diffusion, prévu la possibilité de rendre le ventilateur aspirant ou soufflant à volonté ; enfin il a fait, avec Devillez, des études magistrales sur les résistances qu’offrent les mines au passage des courants d’aérage, travaux poursuivis d’une façon très heureuse et méthodique par un Ingénieur français, M. Murgue ; Ser a créé le ventilateur à grande vitesse, établi des règles pour en calculer les divers éléments et étudié les formes convenables à donner à toutes ses parties. Nos Collègues, MM. Farcot, Beer, Hanarte, ont également doté les mines de types intéressants.
- La caractéristique de notre époque c’est la disparition des ventilateurs volumogènes Fabry, Lemielle, Root, dans les installations nouvelles et leur remplacement par les déprimogènes à. grande vitesse, plus souples que les premiers et moins coûteux que le Guibal de premier établissement, ce dernier est toujours en grande faveur, cependant, dans certaines régions, en Belgique notamment.
- A côté de ces deux types d’appareils est venu prendre place un nouveau ventilateur rotatif sans ouïes : le ventilateur Mortier ; celui-ci doit être considéré, dans notre .opinion, comme une roue élévatoire puisant à la périphérie avec ses ailettes, le fluide à élever, et le faisant sortir à une extrémité opposée à celle de l’entrée de l’air, cela grâce à la résistance créée dans l’appareil par des noyaux qui empêchent le fluide de continuer sa rotation avec les palettes et l’obligent, au contraire, à prendre le seul chemin qui s’offre à lui, la cheminée de diffusion, dont le rôle est de transformer la vitesse en pression
- Les associations de ventilateurs en quantité ou en série, permettent de répondre aux accroissements de volume d’air, nécessités par l’augmentation de la production, ou à des allongements de parcours, correspondant à des réductions de l’orifice équivalent; ces groupements sont appliqués en vue de satisfaire à ces besoins différents des mines, et laissent, en outre, la faculté, en
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- marche normale, d’obtenir un fonctionnement indépendant des deux appareils de ventilation qui se substitueront l’un à l’autre, pour assurer une circulation ininterrompue du courant d’aérage dans les mines à grisou.
- Étude du grisou. Explosifs de sûreté. — C’est ici le lieu de faire ressortir les remarquables travaux de la Commission française du grisou et de la Commission des substances explosives sur l’inflammabilité des mélanges grisouteux, études qui ont conduit à reconnaître notamment deux propriétés importantes, à savoir : 1° qu’il faut une température minima de 650° pour provoquer la détonation d’un mélange explosif de grisou et d’air, 2° que le grisou ne détone pas immédiatement, qu’il est paresseux en quelque sorte; ce retard à Vinflammation est de 10“ environ à 650° et il est plus court pouf une température plus élevée ; sans nous arrêter aux autres importantes études de notre Commission française du grisou et aux travaux personnels de MM. Mallard et Le Chatelier, disons que le principe du retard à l’inflammation a été appliqué par la Commission à la création des-explosifs de sûreté et qu’il a conduit à écarter l’emploi de la poudre noire dans les mines grisouteuses.
- Les explosifs de sûreté produisent, dans un temps très court, un très grand volume de gaz qui se détend brusquement; cette détente subite doit abaisser la température des produits de la combustion au-dessous de 650° en moins de 10“ ; si ce résultat est atteint, il n’y aura pas de propagation possible de la déflagration de l’explosif dans le gaz tonnant ambiant; il convient, en outre, de faire développer à l’explosif son maximum d’effet utile par un bon bourrage, afin de transformer ainsi la chaleur en travail en abaissant davantage la température des produits gazeux de l’explosion ; les principes ci-dessus relatés ont eu pour conséquence de réglementer les hauteurs convenables de bourrage et ont conduit à l’usage d’explosifs nitratés, dont la température de combustion est abaissée par un mélange à une matière, dont la décomposition absorbe de la chaleur et fournit des gaz comburants et non combustibles; l’azotate d’ammoniaque est principalement employé dans ce but; ses mélanges à la dynamite, au coton octonitrique, à la binitrobenzine et à la bi ou à la trinitronaphtaline dans des proportions différentes, constituent les explosifs de sûreté employés en France. En Allemagne et en Belgique, on a substitué à l’azotate d’ammoniaque l’azotate
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- de magnésie ; ces explosifs se conservent moins bien que les dynamites ordinaires, ils exigent une onde explosive plus intense pour provoquer leur détonation et leur force brisante est moindre, elle peut être appréciée par les chiffres suivants, rapportés à la force explosive de la dynamite n° 1, représentée elle-même par 100 :
- Dynamite n° 1. . . 100 Dynamite gomme A . . 147
- Grisoutine B. ... 55 — B . . 145
- — G. ... 84 — C . . 125
- Pour les travaux en couches, dans lesquels est admis l’emploi de la grisoutine B, la température réglementaire de détonation, résultant de sa composition chimique, ne doit pas dépasser 1500° et, pour les travaux au rocher, cette température doit rester en dessous de 1900°.
- Poussières. — Enfin, il faut ajouter ici que les poussières très tenues en suspension dans l’atmosphère provoquent seules, comme les folles farines des moulins, des coups de poussières; elles sont.encore plus redoutables si une très faible proportion de grisou sert de lien entre les particules charbonneuses.
- L’arrosage des chantiers et galeries à la lance, au moyen de canalisations spéciales ou par bennes à eau munies d’une pompe actionnée à bras ou commandée par l’essieu du véhicule, l’injection et l’imbibition de la couche à la suite de sondages faits au front de taille et pratiquées à Sarrebruck, notamment, sont des moyens divers de remédier à ce danger et qui tendent à se répandre dans les mines pour éviter les, explosions dues aux' poussières charbonneuses.
- La place fait défaut pour parler ici des dégagements instantanés, comme des nombreux appareils imaginés en vue de rechercher et d’analyser les gaz des mines. Les noms de nos Collègues, MM. Hardy et Orsat, viennent au bout de la plume à l’occasion de ces derniers.
- Éclairage. — De nombreux types de lampes ont été créés, améliorant les conditions d’éclairage et de sécurité ; les types de fermeture de lampe les plus variés ont été conçus, soit pour protéger par une combinaison mécanique l’ouvrier contre sa propre imprudence, soit en vue d’éteindre la lampe en cas d’ouverture clandestine, soit encore dans le but de constater et de punir l’infraction commise et d’en prévenir le retour par l’appli-
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- cation de rivets scellant le godet d’huile et l’armature extérieure de la lampe ; on peut affirmer que, dans les conditions actuelles, si toutes les précautions imposées étaient prises et rigoureusement observées, avec les moyens dont on dispose, les coups de grisou ne pourraient plus se produire dans les mines.
- Il est à souhaiter de voir adopter, en France, les lampes à essence, si répandues en Allemagne, munies de rallumeurs qui en* évitent l’ouverture et qui ont la grande supériorité de fournir un éclairage bien plus satisfaisant et, par suite, un meilleur rendement dans le travail.
- Il existe, d’ailleurs, des types de rallumeurs intérieurs pour lampes à huile fonctionnant assez régulièrement.
- Transports souterrains.
- Les transports souterrains ont participé aux progrès qui ont été signalés dans les autres services de l’exploitation des mines.
- Roulage. Yoie. — Rien à dire des transports intermédiaires, effectués comme par le passé ; mais il convient, au point de vue du roulage, de constater que la voie est mieux assise, grâce à l’emploi de rails plus forts, et de signaler la tendance générale à la substitution des rails à boudins, usant moins les bandages des roues aux rails méplats, exclusivement employés dans le passé, vu leur grande facilité d’incurvation dans les courbes de faible rayon des mines, l’usage des rails d’acier d’une durée plus considérable, celui des traverses métalliques procurant un bénéfice de hauteur libre dans les galeries, enfin l’adoption de pentes rationnelles pour le roulage.
- Matériel. — Le matériel roulant accuse les améliorations suivantes : construction d’un matériel plus léger et plus robuste tout à la fois, grâce à l’emploi de l’acier, meilleure utilisation du poids mort et de l’emplacement disponible entre les roues et l’essieu par la forme cintrée de la caisse des chariots, protection des roues par la caisse, recouvrant celles-ci en projection et supportant ainsi seule les chocs latéraux auxquels le véhicule peut être soumis, tampons préservant le matériel, graissage rationnel des roues folles ou des essieux mobiles au moyen de systèmes divers qui. bien qu’introduisant une complication dans le matériel,
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- évitent le gaspillage du lubrifiant et diminuent le coefficient de frottement de roulement.
- Plans inclinés. — Abordant le roulage sur plans inclinés, nous devons signaler l’emploi, sur les plans à forte pente ou à circulation intensive, de poulies à grande adhérence, puis de nom breux dispositifs de sécurité, parmi lesquels l’adoption de freins normalement serrés par contrepoids et dégagés seulement lors de la mise en marche, l’application d’arrêts, de taquets ou barrières à fermeture automatique exigeant l’intervention du frei-neur pour la descente des berlines dans le plan, mais laissant passer librement les berlines montantes; l’emploi des cables sans lin et des câbles à brins croisés offrant une sécurité supplémentaire résultant de ce que les chariots pleins suivent toujours la même voie, ce qui permet de s’en mieux protéger et d’accroître la puissance de transport des plans.
- Mentionnons également la création de quelques appareils de sécurité : parachutes, arrêts, dérailleurs se mettant en action en cas de 'rupture des câbles ou chaînes ou de vitesse exagérée des berlines à la suite de ces ruptures, dispositifs toujours faciles à appliquer sur les chariots porteurs et sur les chariots contrepoids des plans à simple effet et fonctionnant toujours mieux pour le véhicule montant que pour celui qui descend, et nous aurons résumé les principaux progrès apporté au roulage dans les plans inclinés.
- Des améliorations successives importantes ont été apportées au matériel roulant par nos Collègues, MM. Cabany, DeCauville, Evrard, Fayol, Malissard-Taza, Paupier, etc.
- Traction mécanique, cables et chaînes. — Les tractions mécaniques, actionnées par les divers moyens de transport de la force datent, elles aussi, de la seconde moitié de notre siècle ; elles répondent à l’extension du champ d’exploitation attribué à un siège donné et à la production intensive réalisée de nos jours ; de nombreux Collègues ont apporté le concours de leurs travaux à cette importante question : notre ancien Président, M. Brüll, nous a donné une savante méthode de calcul des chaînes flottantes dont il a fait de remarquables applications ; sa théorie peut s’appliquer aux câbles flottants à fourches excentrées, qui sont employées sur une grande échelle en Allemagne et qui ont l’avantage de moins peser par mètre courant et de franchir les
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- courbes sans pentes automotrices, grâce aux poulies en étoile notamment, tout en se prêtant aux embranchements..
- Le tail-rope ou câble-queue paraît devoir disparaître devant ces applications nouvelles qui permettent d’éviter l’encombrement des recettes en espaçant régulièrement les berlines sur tout le parcours à desservir.
- Un chapitre des transports extérieurs est traité à part par notre distingué Collègue M. Brüil, dans la partie de l’art'des mines qu’il consacre aux mines métalliques et aux carrières.
- Locomotives. — Les intéressantes locomotives dè nos Collègues, MM. Francq et Mekarski, sont d’un emploi trop courant dans les tractions de la surface pour qu’il soit nécessaire de rappeler ici les avantages qu’elles peuvent procurer, pour les transports souterrains, en qualité de locomotives sans foyer : la première à eau chaude, la seconde à air comprimé ; à côté de celles-ci, viennent se placer les locomotives électriques, les unes portant des accumulateurs qu’on est surpris de voir fonctionner avec régularité dans les mines qui réclament des choses robustes ; cependant, les bons résultats obtenus à Amer cœur montrent que les accumulateurs peuvent fournir une solution pratique de l’automobilisme appliqué aux mines ; les autres qui ne sont, elles aussi, qu’une application des solutions de. la traction électrique adoptées à la surface, prennent le courant par chariots ramasseurs, galets de contact ou trolleys, sur des conducteurs disposés, à cet effet, à la partie supérieure des galeries à desservir. Des dispositifs particuliers assurent la circulation des locomotives sur les bifurcations, toutes les sections parcourues restant indépendantes, grâce à des dérivations qui alimentent les conducteurs fixes correspondant aux diverses sections, tout en permettant l’aiguillage des trolleys sur les conducteurs bifurqués.
- Il serait trop long de citer ici les noms de nos nombreux Collègues qui, par leur participation aux applications de l’électricité, ont contribué à fournir des solutions pratiques de l’intéressant problème de la traction électrique.
- Extraction.
- Guidage. — L'extraction est peut-être le service où les progrès les plus manifestes ont été accomplis dans les cinquante dernières années: aux tonnes dans lesquelles s’accumulaient pèle-
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- mêle les produits des divers chantiers ont été substituées les cages permettant de remonter avec une plus grande vitesse les minerais au jour et de se rendre ainsi compte, à la surface même, de la nature et de la qualité des produits de chaque chantier, tout en conduisant à mieux visiter, graisser et entretenir le matériel roulant ; l’emploi de guidages, tout d’abord en bois, puis ensuite en rails de fer ou d’acier doux, a permis de réaliser des vitesses d’extraction considérables ; c’est ainsi qu’on est arrivé à des vitesses maxima, atteignant au milieu du parcours 25 à 27 m par seconde dans.des puits de grande profondeur, c’est-à-dire fournissant, dans le plan vertical, des vitesses comparables à celles obtenues dans le plan horizontal pour les trains express dont nous nous montrons si fiers !
- Les vitesses moyennes de 12 à 15 m sont courantes et on est loin, on le voit, de celle de 2,50 m qui paraissait un résultat remarquable, il y un demi-siècle.
- Gages. — Aux cages d’extraction, d’abord à une benne, ont succédé des cages à 2, 4, 6 et 8 berlines, ces dernières en deux étages, ce qui a conduit à augmenter le diamètre des puits ; on rencontre, cependant, des productions intensives, obtenues dans d’anciens puits de diamètre restreint, au moyen de cages à 4, 8 ou 12 étages utilisant, au prix d’un nombreux personnel, des fosses de date, reculée; la tendance générale est à adopter pour les puits la forme circulaire, qui permet de mieux résister aux pressions des terrains, de monter des cuvelages cylindriques en fonte, en cas de niveaux aquifères à traverser et d’affecter les parties de la section, qui ne sont pas utilisées par les services principaux, aux besoins des services auxiliaires : conduites de vapeur, d’air comprimé, d’eau sous pression, conducteurs électriques, etc.
- Il existe, en France, de très nombreuses, installations de puits munis de 2 cages à 8 berlines en 2 étages ; on rencontre de rares exemples de puits à 4 cages, c’est-à-dire offrant le secours de petites cages auxiliaires pour venir en aide à l’extraction, en cas d’augmentation de la production ou en cas d’accident ; dans la Ruhr, au contraire, tous les nouveaux sièges sont pourvus de deux moteurs d’extraction juxtaposés, actionnant chacun 2 cages à 8 berlines en 4 étages, permettant de mettre ainsi 32 berlines en marche à la fois dans le puits et d’arriver à une puissance extractive considérable. Ces installations, qui doublent la production d’un puits déterminé, n’exigent qu’une faible augmentation
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- du diamètre du puits qui les reçoit, la projection horizontale de 4 cages à 8 berlines en 4 étages différant peu de celle de 2 cages à 8 berlines en 2 étages, les jeux nécessaires entre les cages pour le guidage et l’épaisseur des montants de celles-ci étant les seules causes d’accroissement de la section du puits ; elles ont été inspirées, en Allemagne, par le désir d’obtenir une participation plus élevée dans le chiffre de contribution à l’extraction fixé par le syndicat westphalien, chiffre qui est basé sur le nombre des appareils d’extraction possédés par l’exploitant.
- Recettes. — Les cages à plusieurs étages ont conduit à des organisations de recettes particulières pour les desservir : les recettes multiples créent de grandes excavations voisines des puits et réclament un personnel important; les taquets hydrauliques et les balances à contrepoids, abaissant successivement les divers paliers de la cage en regard du plancher unique de la recette, permettent d’arriver à faire rapidement et économiquement le service de la cage.
- Les encagements par la gravité ou divers dispositifs plus complexes, procurant l’encagement automatique, sont venus accélérer les manoeuvres; les taquets à effacement latéral au jour ont permis, en mettant au raide le câble pendant que la cage repose-sur le clichage, de faire le service de la cage par abaissement et de gagner ainsi le temps d’une manœuvre du moteur d’extraction pour chaque palier de la cage ; ces organisations de recettes conduisent à extraire aisément par puits 1 200 à 1 500 t en huit heures et les installations allemandes peuvent produire près du double.
- Parachutes. — Les premiers parachutes remontent à 1845, des perfectionnements leur ont été apportés, mais leur efficacité est toujours douteuse ; l’emploi de rails-guides en acier-doux et celui des câbles-guides ont encore diminué les chances d’arrêt des cages par les parachutes. Quelques exploitants, les mines d’Anzin, notamment, ont adjoint au guidonnage métallique un faux guidage en bois, pour favoriser l’action des parachutes ; des types trop variés ont été imaginés pour que leur description puisse trouver place ici; la solution la plus intéressante est peut-être encore celle du parachute amovible, ne se plaçant dans la cage que lors de la descente ou de la remonte des ouvriers, plus robuste, par suite facile à surveiller et à entre-
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- tenir dans l’intervalle et ne donnant pas de prise intempestive du guidage par les griffes pendant le trait de l’extraction, durant lequel il est supprimé.
- Cables. Moteurs d’extraction. — Si nous examinons les moteurs d’extraction, nous sommes frappés de leur puissance croissante, résultat de la plus grande profondeur d’exploitation et de la plus grande vitesse d’ascension, qui est elle-même la conséquence de l’accroissement de la production par siège ; l’unité de charge a considérablement augmenté : elle atteint 8 à 9 000 kg avec les cages à 8 berlines et même, avec le matériel plus lourd de la Ruhr et les cages à quatre étages, elle va à 11 000 kg; les câbles ont dû être calculés pour résister à ces charges, de grands progrès ont été apportés dans la fabrication de l’acier qui ont permis d’élever la limite de sécurité ; signalons en passant l’emploi de câbles à tension variable, travaillant moins par unité de surface dans la section de l’enlevage qu’à la patte, c’est-à-dire soumis à une moindre tension dans la partie la plus fatiguée. Les câbles d’aloèssont toujours les plus répandus en France et en Belgique, c’est l’inverse en Allemagne et en Angleterre.
- La recherche des économies de combustibles a conduit les exploitants allemands à apporter aux moteurs d’extraction, dans ces dernières années, des améliorations qui ne trouvent que lentement à faire leur chemin en France, dans les mines, à savoir l’emploi, de plus en plus répandu chez nos voisins, des hautes pressions, celui des moteurs compound et enfin la condensation ; ces solutions diverses, combinées avec l’utilisation sur une grande échelle des combustibles pauvres et pulvérulents sont de nature à procurer des économies importantes. Les nouveaux sièges aux États-Unis et en Westphalie sont timbrés à 12 kg, c’est-à-dire à une pression double de celle que nous employons généralement en France dans les mines; les machines compound, avec réservoir intermédiaire d’une capacité égale à une fois et demie ou deux fois celle du petit cylindre sont très répandues en Allemagne, elles permettent le démarrage dans toutes les positions car on constate que la pression de la vapeur dans le réservoir intermédiaire ne varie pas sensiblement entre deux cordées, enfin on se réserve la faculté d’introduire directement la vapeur, à la pression des générateurs, dans ce receiver, en cas de besoin, après un arrêt prolongé de la marche du moteur, pour permettre de démarrer avec le grand cylindre.
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- La condensation centrale, appliquée sur quelques sièges en France et en Allemagne, est à recommander pour la vapeur du moteur d’extraction, chaque fois que l’eau ne fera pas défaut et qu’on réunira, en un même point, de nombreux moteurs à marche continue actionnant des pompes, des compresseurs, des ventilateurs, des dynamos, etc.
- La détente variable est une autre cause d’économie qui ne doit pas être dédaignée aux grandes profondeurs, il est inutile de rappeler ici les types répondant à cet objet, conçus par nos Collègues, MM. Audemar, Biétrix, Kraft de la Saulx, de Quil-lacq, etc.
- Freins. Évite-molettes. Crochets de sûreté. — Les freins à serrage instantané, dont l’action est obtenue par un contrepoids soulevé par la vapeur ou par l’air comprimé et agissant, soit par l’échappement du fluide moteur, soit en cas de rupture des conduites, constituent une supériorité sur le serrage progressif du frein par la vapeur, l’action du contrepoids étant plus prompte et le frein se trouvant serré en cas d’accident aux générateurs ou aux conduites.
- Quelques moteurs d’extraction ont été munis d’évite-molettes, c’est-à-dire de mécanismes variés ralentissant la vitesse de la cage au voisinage de la recette et serrant le frein si la cage dépasse une certaine hauteur, en vue de prévenir la mise aux poulies ; le tout doit être conçu de façon à pouvoir être dégagé immédiatement par le mécanicien pour remettre le moteur en marche sans difficulté.
- Le prix élevé de ces appareils fait que leur emploi ne s’est pas généralisé, mais quand on compte les frais entraînés par une mise aux molettes et ses conséquences, on peut dire que le moindre accident est plus coûteux que leur installation sur les moteurs d’extraction.
- L’interposition de crochets de sûreté entre la patte du câble et la cage, assez répandue en Angleterre, ne rencontre que peu de partisans en France où l’on redoute l’ouverture de l’attelage en service et la brusquerie de l’arrêt de la cage à la partie supérieure du chevalet, lors du fonctionnement du crochet de sûreté, produisant des projections du contenu de la cage sur la recette et sur les moulineurs..
- Chevalements. — L’accroissement de hauteur des châssis à molettes, mesurant 25 à 30 m dans les installations récentes et attei-
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- gnant jusqu’à 40 m exceptionnellement est une cause de sécurité supplémentaire contre l’accident précité, toutefois l’augmentation des rayons d’enroulement et des dimensions données aux bobines et surtout aux tambours, produit la conséquence inverse; on a installé des tambours ayant jusqu’à 12 m de diamètre final, enroulant par suite, à fin de course de la cage, 37,75 m environ, dans un seul tour; il en résulte que le déplacement de la cage est approximativement de 19 m pour un coup de piston et qu’elle peut être arrivée aux molettes avant que le machiniste ait eu seulement le temps de s’en apercevoir, de là la nécessité d’accroître son parcours visible, c’est-à-dire la hauteur des chevalets, ce qui a conduit à les exécuter en fer, mode de construction qui leur assure une durée plus grande et rend les incendies moins redoutables.
- Régularisation de l’extraction. — En Allemagne et en Angleterre, l’emploi des tambours cylindriques a fait imaginer de nombreux dispositifs assurant la régularisation de l’extraction, c’est-à-dire compensant les variations de la résistance dues à l’allongement d’un des câbles et au raccourcissement de l’autre pendant l’extraction, et y remédiant, non plus par la variation des rayons d’enroulement, mais par l’intervention de contrepoids, chaînes ou chariots équilibrant les efforts variables des câbles.
- Le même résultat est obtenu avec les câbles d’équilibre, soit en reliant les cages entre elles par la partie inférieure, auquel cas l’appareil d’enroulement peut n’être qu’une poulie à simple ou à double gorge, cette dernière, pour cause de sécurité, recevant un câble double ; soit en rattachant les cages par la partie supérieure à des curseurs mobiles latéralement dans le puits et reliés ensembles à leur partie inférieure au moyen du câble d’équilibre. Avec la première disposition, les câbles d’extraction sont à section constante, les épuisements sont difficiles, les coupages impossibles, le réglage délicat, et en cas de rupture des câbles d’extraction, les deux cages vont au puisard, si les câbles auxiliaires de sûreté fonctionnent mal; le second dispositif remédie à ces inconvénients, mais au prix de complications nouvelles, car il y a cinq câbles en mouvement dans le puits, et l’arbre moteur doit avoir une plus grande portée pour recevoir les tambours cylindriques que pour actionner une poulie unique.
- Signaux et Avertisseurs. Barrières. — Les appareils de signalisation mécaniques, optiques ou phonétiques, les indicateurs de
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- position des cages, les avertisseurs les plus variés ont été adoptés et appliqués avec succès; l’enclenchement des signaux, des barrières de l’accrochage du fond, et des taquets de la recette du jour, appliqué avec succès à Lens, en solidarisant les manœuvres des recettes et la marche du moteur, ne permet pas de donner le signal du départ de la cage du fond avant la fermeture des barrières de l’accrochage, c’est-à-dire avant l’achèvement des manœuvres d’encagement et s’oppose à l’effacement des taquets du jour avant que le signal venant du fond soit transmis à l’orifice du puits.
- La sécurité a été complétée par l’installation aux recettes de barrières à fermeture automatique se mettant spontanément en mouvement dès que la cage quitte la recette ; on conçoit la multiplicité des solutions que ce problème peut recevoir et qui répondent toutes d’une façon satisfaisante aux conditions requises.
- Extraction par le puits d’aérage. — Ce résumé de ce qui touche à l’extraction serait incomplet si un mot n’était pas ajouté aux lignes qui précèdent pour dire que les puits de retour d’air ont été disposés de façon à pouvoir doubler la production du siège grâce à des fermetures, soit par clapets, soit par sas à air.
- Les clapets, plus généralement répandus, doivent être ouverts, non pas par la patte du câble, comme on en rencontre encore quelques exemples, mais par la cage elle-même, un disque obturateur supplémentaire ne possédant qu’un faible poids et traversé par le câble est seul soulevé par la patte arrivant au jour et celle-ci n’aura pas à être soumise au choc brutal résultant de sa rencontre avec le clapet que soulèvera la cage montante.
- Descente des remblais. — La descente des remblais dans les travaux a conduit à des artifices qui permettent le service automatique par balances de cages à deux étages, grâce à un câble-queue réunissant les planchers des cages et dont le poids est supérieur à celui des câbles de suspension; tout récemment le travail de la descente de la charge utile a été employé à actionner des compresseurs d’air produisant la récupération du travail emmagasiné à la descente, en vue de son utilisation dans la mine.
- Translation des ouvriers. — L’emploi de cages grillagées ou garnies de tôles perforées a prévalu partout pour la descente des hommes;,les échelles fixes ne sont plus considérées que comme un moyen de sauvetage et de secours, les paliers à claire-voie
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- s’imposent dans les puits de retour d’air des mines grisouteuses.
- Les échelles mobiles ou Fahrkunst tendent à disparaître, la Warocquière modifiée de M. Guinotte, actionnée par un moteur à rotation, est encore en usage à Mariemont; elle procure à la fois un ralentissement de la vitesse au croisement des paliers et un chevauchement de ceux-ci qui prolonge le temps affecté au passage d’une échelle sur l’autre, ce qui rend ce dispositif moins dangereux que les autres systèmes.
- Exhaure.
- Protection contre les eaux. '— De grands travaux ont été exécutés par les exploitants de mines pour se protéger, contre les eaux ou pour se débarrasser de celles-ci.
- La protection contre les eaux, c’est-à-dire la dérivation des cours d’eau en dehors des assises perméables ou leur canalisation, la création de lits artificiels, la conservation d’investisons suffisants, l’obturation des sondages, faits lors des premières recherches opérées dans la concession, correspondent à une dépense de premier établissement ou à une immobilisation, généralement moins coûteuse que. les épuisements qu’on est conduit à faire, quand on ne s’est pas défendu contre l’irruption des eaux dans les travaux.
- Épuisement par le cable. — A ce même point de vue, il y a intérêt à ne pas laisser descendre les eaux et à les retenir sur l’amont pendage, évitant ainsi des frais d’exhaure à grande profondeur; l’épuisement peut être fait avec un moteur d’extraction sur le puits d’aérage guidé en fer; il suffit de vider les caisses à eau sur un plan incliné terminé par un joint siphoïde qui s’oppose au retour de l’air sous la dépression du ventilateur en sens inverse du chemin que suit 'l’eau pour son évacuation au dehors.
- Dans certains cas l’épuisement par le cable a été organisé en vue de faire face à une exhaure considérable : les caisses à eau des mines de Bruay, dites buveuses, mesurent 65 hl, leurs grands orifices d’emplissage et de vidange permettent de les vider en 5", on arrive ainsi à épuiser, à raison de 35 cordées, à l’heure, 2 200 à 2 500 kl d’eau à 360m de profondeur; l’unité de charge à l’exhaure atteint, avec le poids mort de 3 237 kg, le poids total de 9 737 kg, soit 10 t en chiffres ronds; de tels moyens et la
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- précaution prise d’établir des communications (entre les travaux des divers sièges, tous pourvus de pompes puissantes, donnent la ressource de faire concourir fous les moyens d’exhaure à répud-sement, en cas de venue d’eau accidentelle et ,exceptionnelle..
- Il est intéressant de mentionner, au sujet de l’épuisement par câbles, le procédé Tornson qui permet d’opérer de grands épuisements, en cours de fonçage, en faisant descendre les cuffats., employés à cet effet, dans des bâches qu’un pulsomètre installé au fond maintient toujours pleines; l’emplissage est facile, l’épuisement est rapide, les pompes sont évitées, et si on n’arrive pas a dominer les eaux, il suffit de remonter tous les câbles de suspension ou de guidage, pourvue l’avaleresse, redevenue libre, puisse “être foncée par un des autres procédés applicables : niveau vide avec épuisement par pompes très puissantes, niveau plein ou congélation.
- Épuisement par pompes. Pompes mues par maîtresses tiges.— Nous avons vu, dans la' première partie, où en était la question de l’épuisement par pompes., il y a un demi-siècle ; les machines à balancier du type Cornwall étaient seules en usage; en 1836 apparut la première machine à traction directe (puits Thiblier, Loire) ; en 1844, l’emploi de la première maîtresse tige métallique (fosse du grand -Buisson, Mons) ; les progrès ultérieurs ont eu pour but d’accroître le nombre de coups de piston par minute, Bochkoltz résolut tout d’abord ce problème, les appareils Rossigneux, Hagniel et Lueg ont fourni plus tard des solutions du même ordre; les machines à engrenages plus récentes ont mieux proportionné la vitesse réclamée par le moteur à vapeur et celle exigée par les pompes, fout en accélérant la marche de celles-ci.
- ) Machines souterraines ,a vapeur. — Les machines à vapeur intérieures commandant des pompes souterraines, timidement appliquées à 60 m de profondeur tout d’abord, vers 1852, puis :à 100 m aux mines de Blanzy.; plus tard ,à 410 m, en 1854, à la Malafolie (Loire), ont été'.ensuite descendues à des profondeurs croissantes; la première grande application fut celle du puits Sainte-Marie de Montceau-les-Mines dans laquelle notre Collègue, M. Àudemar., eut la hardiesse, grande à cette .époque (1865),, de concevoir et d’établir des pompes capables de refouler. 3,200 m5 d’eau par jour de 300 m de profondeur, correspondant à un travail de 207 ch en eau montée., pour 20,heiores d’épuisement. Les avan-
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- tages de ces nouvelles pompes et leur moindre prix de premier établissement les ont fait préférer aux pompes actionnées par maîtresses tiges dans les installations nouvelles ; les profondeurs auxquelles s’établissent les chambres souterraines ont continué à augmenter, il convient de citer à cette occasion ia belle et "ré- , cente application faite par notre Collègue M. Deïnmler au puits Hugo, en Westphalie, de pompes intérieures refoulant d’un seul jet 2,4 m3 par minute de 600 m de profondeur et la remarquable installation de pompes souterraines faites par ndtre distingué Collègue M. AVurgler, à Arsimont.
- Pompes .a transmission hydraulique. —• La haute température des chambres souterraines et les condensations de vapeur ont fait adopter, dans ces dernières années, en Allemagne, des pompes à •transmission hydraulique, qui paraissent appelées, avec les pompes électriques, à se substituer aux précédentes.
- Dans les pompes à pression d’eau, ce fluide employé sous des pressions de 200 à 250 citm, grâce à des pompes de compression actionnées au jour par des moteurs compound, arrive au fond dans un distributeur qui l’envoie dans l’intérieur de cylindres mobiles faisant extérieurement office de plongeurs dans des corps de pompes fixes; ces plongeurs refoulent l’eau de la mine à la surface, des accumulateurs règlent la pression dans les conduites d’arrivée et de retour de l’eau motrice, tant au jour qu’au fond, afin d’éviter les coups de bélier. Ces pompes occupent peu de place, elles pourraient à la rigueur fonctionner noyées, Oè qui est un avantage sur les moteurs à vapeur; l’eau motrice, généralement vaselinée, arrive,par des conduites de très faible diamètre, un peu faible peut-être, 50 à 60 mm seulement de diamètre et la transformation de travail en chaleur qui en est la conséquence élève quelque peu la température de l’eau.
- A titre d’indication, voici les dimensions d’une pompe souterraine de ce type, épuisant 4,5 m3 par minute à 70 tours et à 400'tn de profondeur.
- Jour umoteurs à triple expansion, diamètres des cylindres: 0,47m, 0,79 m et 1,295 m; deux pompes de compression, diamètres^: 0,095 m et 0,065 m; course commune : 1,10 m.
- Fond : 3 pompes en acier forgé, à 120° ; diamètre 'extérieur des plongeurs, 0,270 m ; diamètre intérieur des ploiigeurs 0,190 m1; course commune 0,400m; soupapes en aluminium.
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- Diamètre de la conduite d’arrivée d’eau motrice 0,05 m;
- — de retour — 0,06 m;
- — de refoulement de l’eau de la mine 0,28 m.
- Le système est double pour les installations de la surface et pour les pompes souterraines. Le rendement de ces installations, mesuré en eau élevée, varie de 65 à 70 0/0.
- Pompes électriques. — Il est intéressant de comparer les transmissions hydrauliques à une commande électrique de pompes souterraines, telle que celle installée il y a deux ans, au charbonnage Deutsch Kaiser (Ruhr) élevant 2 m3 par minute de 380 m de profondeur; le travail en eau élevée est de 169 ch. '
- La réceptrice commande 3 pompes à 120° ; diamètre des plongeurs 0,160m, course 0,600m.
- La génératrice à courant continu, débite 230 ampères sous 750 volts, soit 172 500 watts; avec le rendement de 92 0/0, il faut
- lui fournir en chevaux :
- 172 500 92 X 736 “
- 255 ch ; si on prend 94 0/0
- pour le rendement de la transmission des moteurs à la génératrice,
- 261
- la machine motrice développe : = 275 ch, le rendement me-
- suré en eau élevée et rapporté au travail de la vapeur dans 169
- les cylindres est ainsi de : = 62 0/0, il peut soutenir la com-
- paraison avec celui des. pompes souterraines ou des pompes actionnées par maîtresses tiges.
- La réceptrice et les pompes tiennent clans une chambre à section elliptique de 4,60 m de largeur sur 6,70 m de hauteur mesurée suivant le grand axe et ayant 7 m de longueur.
- L’avenir, on le voit, est aux pompes dans lesquelles les conduites de vapeur ou les maîtresses tiges seront remplacées par des conducteurs électriques ou des conduites de 50 mm à 60 mm de diamètre, dont l(e rendement est très satisfaisant et dont les frais de premier établissement sont bien moindres.
- A coté des noms déjà cités de nos Collègues, MM. Audemar, Bochkolz, Demmler, Rossigneux, Wurgler, plaçons ceux de MM. Dubois, Dumont, François, Friedmann, J. Garnier, Gouvy, Letestu, Petitjean, .etc., qui ont apporté des progrès intéressants à des titres, cliver s,-aux appareils étaux procédés d’exhaure.
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- Méthodes d’exploitation.
- Il serait prétentieux, dans une notice aussi sommaire, de vouloir parler des progrès apportés dans les, méthodes d'exploitation, dont la variété est si grande, qu’on peut dire qu’il n’existe pour ainsi dire pas de méthodes générales, chaque gîte exigeant sa méthode propre, en harmonie avec le cas particulier auquel il correspond et la principale qualité d’une méthode devant être son élasticité qui lui permettra de se modifier selon les circonstances, variables elles-mêmes, que pourra présenter le gîte.
- Les plus grands progrès ont été apportés dans l’exploitation des couches puissantes pour éviter les feux dans les charbons inflammables ; les méthodes opérant par tranches avec remblais complets ont reçu des variantes nombreuses; on a cherché à limiter les mouvements pouvant se produire en déhouillant rapidement, en passant rapidement en tranches supérieures, en limitant en projection horizontale, les surfaces déhouillées simultanément etc.; au point de vue du grisou, le drainage des couches par des galeries de traçage, creusées longtemps d’avance, les sondages pratiqués au front de taille ou l’accroissement des surfaces de front de taille pour une même production ont procuré à des degrés divers, des résultats intéressants; le roulage circulaire, mis à profit dans un certain nombre d’exploitations, a donné des économies qui ne sont pas à dédaigner ; le déboisage tend à se répandre partout où il peut être appliqué sans danger et quand les frais d’enlèvement des bois ne sont pas supérieurs à la valeur de ceux-ci.
- On ne peut clore ces considérations sur les progrès introduits dans l’exploitation des mines, sans mentionner les noms de quelques-uns de nos nombreux Collègues qui ont contribué, à des titres divers, à féconder par leur travail les richesses minérales réparties dans le monde entier; signalons, en dehors des Collègues déjà cités, MM. Albertini, Biver, Brard, Chansselle, Cor-nuault, Do'rion, Dujarclin-Beaùmetz,' Evrard, Fougère, Geny, Gruner, Hebert, Ibran, Krupp, Malo, Mathieu, Paraf, Parent, Petitjean, Pralon, Pruss, Robiaud, Rotteleur, Schneider, Steen-man, Trasenster, Vathier, Vuillemin, etc., etc.
- Nos Collègues, MM. Denayrouse, Fayol et de Place, ont apporté des progrès importants aux appareils destinés à pénétrer dans les milieux irrespirables.
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- Installations extérieures.
- Sièges d’exploitation*. — Passant aux installations extérieures,. nous sommes-frappés de l’ampleur des sièges installés dans le dernier quart de notre siècle, durant lequel ont été créés, de> toutes.pièees, méthodiquement et rationnellement, des ensembles-très complets, dans lesquels les divers services sont judicieusement groupés, au lieu de constituer, comme dans le passé, desagglomérations sans coordination, ni vues d’ensemble, juxtaposées tour à tour, selon le besoin immédiat ou nouveau qui se faisait sentir-. Parmi les améliorations à signaler, relatons l’élévation des recettes, portées à 8 et à 9 m, et laissant de la hauteur pour les entassements, ou pour les ateliers de préparation mécanique; en tête de-ceux-ci, nous trouvons, dans les installations puissantes, les bas-culeurs mécaniques par côté opérant le culbutage, tout en brisant moins, les charbons que les anciens culbuteurs à étrier encore quelquefois, en usage.
- Transports extérieurs. —Les transports extérieurs ont été facilités par la création d’un matériel roulant spécial, soit formé de, wagons à caisses basculantes, soit portant latéralement des panneaux de porte 'mobiles et pouvant être inclinés sur des bascu-leurs à. contrepoids et à. frein hydraulique pour le déchargement; ces dispositifs, réalisés par notre Collègue M. Malissard-Taza,.. combinés avec le louage mécanique par chaîne sans fin du bateau devant la trémie distributrice, permettent de répartir ou de verser, le charbon, sur un. point quelconque ; le halage du train par câble-tête et par câble-queue, permet d’amener mécaniquement un wagon, quelconque sur le basculeur; on arrive à charger, 300 à, 500 wagons de LO t en 20 heures avec une installation ; de ce; genre.
- Les profils accidentés ont, conduit à l’emploi de la chaîne flottante, âl’exécution de grands plans inclinés à la surface, combinés, quelquefois avec un plan ascendant permettant de se servir de, l’excédent de travail de la charge utile pour.remonter les wagons-vides à une hauteur supplémentaire et notamment à une'prise,
- du remblais-
- Les chemins de fer aériens se sont développés dans, une grande, proportion en pays de montagne ; on a admis des, portées aftei-
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- gnant î 100"///;, en Nouvelle-Calédonie, et on a construit des lignes à deux câbles de l'o 600m en vue de transports de 500û par jour (Bedar, province d’Alméria)'.
- Préparation mécanique des minerais. — Il resterait encore à parler des progrès apportés dans la préparation mécanique ils seront traités d’autre part, à l’occasion de l’enrichissement, des, minerais, par notre ancien Président M. Brüll, qu’il suffise de rappeler ici les beaux travaux de nos anciens Collègues Huet et Geyler, qui ontfait accomplir un pas considérable aux procédés* d’enrichissement des minerais; le classement par grosseur,,préalablement effectué, permet de séparer, d’après leur densité différente, dans une opération ultérieure, les fragments ne renfermant qu’une seule espèce minérale; tel est le procédé, appli-, qpé pour la séparation des grains les plus volumineux ; pour les; sables et les schlamms, plus fins et qu’on ne peut classer par grosseur, on les groupe d’après leur équivalence, c’est-à-dire qu’on réunit et traite séparément tous ceux qui ont la même vitesse de chute dans.l’eau, à savoir ceux qui sont composés, de petits morceaux de grande densité et de gros fragments de faible densité, pour lesquels, en un. mot, le volume compense la densité dans l’eau, au point, de vue de ta vitesse de chute dans le liquide.
- Si on fait agir sur ces schlamms équivalents des courants, d’eau en couches minces, les plus gros grains de plus faible densité sont entraînés plus vite ou plus sûrement que les autres par; le choc du liquide ; vu leur plus grande surface, ils sont séparés ainsi des autres, leur élimination d’après leur grosseur équivaut donc à une séparation, d’après leur pauvreté ; les grains de.moindre grosseur qui sont les plus denses et les plus riches ont une plus grande adhérence sur les tables: d’enrichissement, ils offrent, dé plus une moindre surface aux courants d’eau et ils sont par suite retenus sur l’aire dé lavage. Le principe, étant établi, une. infinité de solutions ont satisfait au problème : tables circulaires fixes, tables rotatives', tables rectangulaires à secousses longitudinales ou transversales, tables sans fin inclinées d’avant en arrière ou transversalement, telles sont les variétés des combinaisons mécaniques suggérées par imagination dés inventeurs.
- Il est intéressant de rappeler ici leu bons effets obtenus par lu traitement magnétique dans la séparation1 dès espèces minérales de densités voisines, opérant par déviation ou par adhérence magnétiques', procédé d?enTichïssement: étendu récemment aux
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- espèces minérales très faiblement magnétiques. Aux perfectionnements apportés dans la préparation mécanique sont associés les noms de nos Collègues MM. Castelnau, Geyler, Huet, Lenicque, Siemens, Yial, etc.
- Préparation mécanique de la Houille. — En ce qui concerne l’épuration de la houille, elle est plus facile que P enrichissement des minerais, mais les solutions adoptées doivent éviter de fragmenter le charbon, qui doit être criblé avant son enrichissement par triage à la main ou avant lavage, elles doivent traiter des quantités considérables chaque jour et à peu de frais, enfin elles doivent limiter les pertes par entraînement des schlamms dans les eaux de lavage ; les cribles à mouvement de sassage cassent moins que ceux à secousses, le lavage dans des appareils continus permet de recueillir des charbons lavés à des états de richesse différents ; on arrive à diminuer la proportion de schlamms en séparant préalablement les poussières charbonneuses, de moins de 2 mm/ par le vent ou par tamisage, on évite de la sorte leur entrainement ultérieur dans les eaux de lavage ; la récupération des schlamms'obtenue en envoyant les eaux schlammeuses dans les bâches d’égouttage des charbons lavés, donne également d’assez bons résultats ; le relavage des schistes procure enfin une économie à considérer et on peut dire que notre époque, non seulement a su tirer parti des combustibles les plus inférieurs, mais qu’elle leur a même donné une valeur nouvelle, soit en les agglomérant, soit par la création de foyers spéciaux qui permettent l’utilisation des combustibles pulvérulents. -
- Le manque de place ne permet pas de passer en revue tous les progrès apportés, là encore, aux procédés mis en œuvre; qu’il suffise de rappeler que les noms de nos Collègues, MM. Biétrix, Évrard, Mazeline, Parent, de Place, Revoilier, etc., sont intimements liés aux perfectionnements apportés dans la prépa- t ration mécanique de la houille et que ces Ingénieurs ont enrichi les industries annexes de l’exploitation, d’applications'fécondes et variées.
- A côté des nombreux noms cités dans ce résumé de l’état actuel de l’industrie des mines, il doit être fait une place importante à une Association qui a puissamment contribué à développer les diverses branches de l’Art des mines, à la Société de VIndustrie minérale, qui, par les travaux de ses Membres, a imprimé une vive impulsion à l’exploitation de nos richesses minérales et a
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- doté les mines de procédés nouveaux et de méthodes pratiques et rationnelles ; il convient de mentionner ici, notamment, les noms de quelques-uns de ses Membres dont les travaux honorent la profession d’ingénieur Civil : MM. Briart, Devillaine, Dombre, François, Grand’Eurv, Marsaut, Mathet, Murgue, Pernolet, Reu-maux, Saclier, Suisse, Vialla, Milliers, Wéry, etc., etc.
- III. — Progrès restant à accomplir.
- Par le chemin parcouru en un demi-siècle, on peut juger de ce que sera l’industrie des mines, marchant ainsi à pas de géant à la lin d’une nouvelle période semi-séculaire.
- Le transport de la force au fond, devra mettre à la disposition de l’ouvrier des moyens plus puissants et plus productifs que ceux dont il dispose et moins pénibles que ceux qu’il emploie ; les exploitations plus profondes que de nos jours, bien que parvenues à 1 200 m déjà (fosse Sainte-Henriette des charbonnages des produits de Flénu), exigeront des moyens d’extraction en rapport avec ces grandes profondeurs et malgré les qualités croissantes des métaux, un moment viendra, peut-être, où l’extraction atmosphérique, c’est-à-dire l’extraction sans'câble, sera le mode d’élévation des produits aux grandes profondeurs.
- Avec des volumes d’air très notables, parcourant la mine, et au moyen de fronts de taille très développés dont l’avancement journalier sera limité, on refroidira les terrains suffisamment pour pouvoir exploiter les gisements situés à des profondeurs considérables; la détente de l’air comprimé permettra d’abaisser, s’il y a lieu, davantage encore et sans frais trop exagérés, la température des chantiers souterrains.
- Le grand volume d’air exigé pour le refroidissement des roches sur un mètre d’épaisseur environ, suffisant en un mot pour rendre la mine habitable, sera très favorable à la sécurité dans les mines à grisou, car il diluera le gaz jusqu’à la proportion inexplosible; qui sait, peut-être, ce gaz séparé par ,endosmose ou autrement, deviendra-t-il le moteur docile dont les explosions régulières et obéissantes animeront le travail souterrain, servant à générer le courant électrique en lequel on le transformera pour conduire l’énergie dans la mine !
- La sécurité des mines à grisou devra être assurée par la suppression des explosifs, dont le prix, rapporté au kilogrammètre développé, est très notablement supérieur au prix du même tra-
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- vail, obtenu: en dépensant la force produite’ par les diverses sources d’énergie habituellement employées-dans l’industrie.
- En même temps que l’homme verra ses- travaux s’avancer dans les entrailles de la terre, il devra pousser plus avant ses recherches et ses investigations souterraines ; l’art du sondage lui a permis d’atteindre 2 003,24 m de: profondeur et d’y reconnaître “une température de 69° correspondant à un degré géothermique de 34,40 m environ vers- 3400 m, il. atteindra la température de l’eau bouillante et pourra sans doute utiliser cette* source gratuite de chaleur et de force en descendant plus bas encore !
- Mais il faut s’arrêter, car en envisageant ces espérances* on redoute de faire une trop large part à l’imagination, et cependant entre ce qui' existe aujourd’hui et. ce qu’on peut entrevoir dans-l’ordre ci-dessus exposé, il y a moins loin qu’entre ce qu’étaient les mines il y a un. demi-siècle et ce que les ont faites* de nos jours, la science méthodique, 1e: travail,, l’énergie et la persévérance des Ingénieurs.
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- MÉTALLURGIE
- I
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- PAR
- II. PINGET
- Observation préliminaire. —- La sidérurgie a été l’objet pendant ce» cinquante- dernières années de progrès considérables : des perfectionnements très importants, des méthodes même entièrement nouvelles ont fait leur apparition et pris un si grand développement que la métallurgie du fer et de l’acier telle- qu’eïltei était pratiquée dans la; première moitié du siècle, s’efface pres-que complètement sous, les transformations* qu’elle a subies.
- Dans une intéressante communication à la Société, en 1895', M.. Euverte a déjà fait connaître les progrès de la métallurgie du-fèr et de l’acier pendant les quarante dernières années alors écoulées, d’après l’examen des produits qui ont figuré successivement à toutes les. expositions universelles, en France, depuis 185&.
- Autant pour ne pas.donner lieu à un double emploi avec ce travail que pour ne pas, dépasser les limites imposées à cette note1 qui; ne permettent pas une revue même succincte des produits-si-nombreux de cette industrie, nous nous bornerons à ce qui concerne les procédés "métallurgiques proprement dits; encore devrons-nous, pour ne pas être entraînés à des développements qui nous sont interdits, renoncer à signaler tous les perfectionnements de détail qui n’ont eu qu’un, intérêt local et n’indiquer que les procédés d’une application générale qui marquent les principales étapes dans la voie du progrès
- Pour mesurer tout d’abord le chemin parcouru, nous avons établi la, situation comparative de l’industrie sidérurgique, en, ce qui concerne respectivement: la. fonte, et les- produits- qui en dérivent,. au commencement et à. la fin de la période considérée en prenant, toutefois, certains chiffres de l’année 1896, lorsque les.
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- résultats correspondants de l’année 1897 n’étaient pas encore connus.
- I.—FONTE
- Production de la fonte brute. — La production de la fonte, en 1848, était de 472000 t, dont 280000 f, ou 60 0/0 de fonte au charbon de bois.
- En 1896, la production de la fonte a atteint 2 472000 t dont 6 500 t seulement de fonte au bois.
- La production totale de la fonte a donc été plus-que quintuplée pendant la période considérée et, en même temps, la production de la fonte au bois a presque complètement disparu.
- En ce qui concerne les productions respectives de ces deux catégories de fonte, on constate qu’à partir de 1828, la production de la fonte au combustible minéral a suivi une marche ascendante continue : elle atteignait en 1852, 259 303 t, et égalait à peu près celle de la fonte au bois qui était alors de.263 340 t ; en 1853, elle la dépassa et, à partir de ce moment, elle ne cessa plus de lui être supérieure, bien que la production de cette dernière ait continué à croître jusqu’en 1856 où elle atteignit le chiffre de 374 983 t ; c’est de cette époque que date la décroissance de la production de la fonte au bois qui n’est plus actuellement (1897) que de 6479 t.
- On ne connaît pas le nombre exact des hauts fourneaux en activité en 1848, mais on connaît ce nombre pour l’année 1846, dont la production de fontes avait été supérieure de 50000 t à celle de 1848 ; en admettant (ce qui doit être très sensiblement exact), que les nombres des hauts fourneaux en activité pendant ces deux années aient été proportionnels aux productions de
- fonte, on aurait, pour l’année 1848, les chiffres suivants :
- Hauts fourneaux au bois. ................ . . 328
- — à la houille et au coke.......... 49
- — au mélange du charbon de bois et de
- combustible minéral..................................... 46
- Total.................423
- En 1896, avec une production qui a été presque exactement cinq fois celle de 1848, le nombre des hauts fourneaux en activité n’a été que de 107 (dont 8 au bois et 3 au mélange des deux combustibles).
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- La production moyenne, par haut fourneau, a donc passé, dans cet intervalle de temps, de 860 t à 1091 t pour la fonte au bois et de 2 000 t à 23513 t pour la fonte au combustible minéral seul ou mélangé de combustible végétal. En ce qui concerne la fonte au coke seul, la production moyenne par haut fourneau en 1896, a été de 24 120 t pour toute la France pelle a même atteint 28000 t dans le département de Meurthe-et-Moselle, 26 000 t dans celui du Nord et s’est élevée à 36 500 t dans le Pas-de-Calais.
- La quantité de charbon de bois consommée, en 1848, pour la production de la fonte au bois, a été de 422 308 t, c’est-à-dire de près de 150 0/0 du poids de la fonte ; en 1896, la consommation de ce combustible pour la fabrication de la fonte a été de 11159 t, soit seulement 127 0/0, en poids, de la fonte produite.
- Pour la production de la fonte au combustible minéral, il a été consommé, en 1848 : 85290 t de bouille et 305932 t de coke, c’est-à-dire un total de 391222 t, soit, en moyenne, 2037 kg de combustible minéral (dont un cinquième environ à l’état de bouille crue), par tonne de fonte; en 1896, la consommation a été de 27910001 de combustible minéral (dont 393831 ou 1,4 0/0, à l’état de bouille crue), soit 1197 kg de coke en moyenne par tonne de fonte.
- Le nombre des ouvriers employés à la fabrication de la fonte brute ou moulée en première fusion, qui était, en 1848, de 7 700 pour une production totale de 472000 t, c’est-à-dire d’un peu plus de 16 ouvriers par 1 000 t, n’a été, en 1896, que de 9619 pour 2 340 000 t, soit de 4 ouvriers seulement par 1000 t.
- Enfin, le prix moyen de la tonne de fonte qui était, en 1848 ; 142 /pour la fonte au bois; 117 f pour la fonte au combustible minéral seul ou mélangé de combustible végétal,-aété en 1896 : 119 / pour la fonte au bois et 54,31 f pour la fonte au coke.
- En résumé, en même temps que la production s’est développée dans l’énorme proportion indiquée, le prix moyen a été réduit de 15 0/0 en ce qui concerne la fonte au bois et de plus de moitié pour la fonte au coke.
- Tels sont les résultats nets qui caractérisent l’évolution accomplie par l’industrie de la production de la fonte depuisl’annéel848.
- Ces résultats, ont été obtenus sans révolution dans le principe même de la fabrication, simplement par une série de perfectionnements qui ont été la conséquence de l’application à cette branche d’industrie des méthodes scientifiques modernes.
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- Les travaux de Bertiiier, de Régnault, de Dumas sur les phénomènes de combustion, de gazéification et de réduction, les recherches plus spéciales de savants éminents comme Ebèlmen, Gailletet, Sainte-Glaire Deville et notre éminent Collègue, M. Jordan, pour ce qui concerne la France, ontpetmisde se rendre «compte des phénomènes mécaniques, caloriques et chimiques qui accompagnent la production de la fonte dans le haut fourneau et ont fait faire à cette industrie les progrès considérables dont nous venons de constater les effets.
- La conduite du haut fourneau qui était autrefois un art empirique, entièrement abandonné au maître fondeur, est devenue une-science basée sur la connaissance des phénomènes qui doivent s’accomplir dans cet appareil, étant donnés les caractères physiques et la composition chimique des matières en présence (combustible, minerai fondant).
- Le principal perfectionnement d’ordre technique concernant la fabrication de la fonte, est celui qui a été réalisé par l’emploi de l’air surchauffé.
- En 1848, depuis un certain nombre d’années déjà, on chauffait préalablement l’air lancé dans les hauts fourneaux ; la température de cet air, qui était alors d’environ 200°, fut portée, par des modifications successives des appareils de chauffage, jusqu’à 400° ; mais ces appareils composés de tuyaux en fonte, ne permettaient pas d’aller au delà.
- Yers 1860, de nouveaux appareils de chauffage du vent, en matériaux réfractaires basés sur le principe fdes régénérateurs de chaleur du système Siemens, furent construits en Angleterre et ne tardèrent pas à être employés en France.
- Gn sait que dans le -système de chauffage Siemens, le gaz destiné à la combustion est préalablement porté à une très haute température ainsi que l’air comburant ; leur échauffement se fait par leur passage respectif à travers deux chambres à briques ou régénérateurs de chaleur qui, dans une période précédente, ont •été portés au rouge par le passage des produits de la combustion.
- L’appareil à chauffer le vent, inventé en 1860 par M. Gowper, était en réalité un régénérateur de chaleur'Siemens, précédé 4’une chambre de comhustion dans laquelle les gaz sortant du haut fourneau venaient s’enflammer au contact 4e l’air ; les empilages de brique, après avoir été chauffés au rouge par la flamme 4e ce mélange 4e gaz et d’air, servaient à chauffer le vent gui les traversait un m rendant aux tuyères.
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- Ces appareils et, quelques années après, ceux dutype Whitwell, basés sur le même principe., en donnant la possibilité de porter le vent à 700 ou 800° et .même au delà, ont eu une influence considérable sur d’économie de combustible, l’augmentation de production et la régularité de marche des hauts fourneaux.; pour fixer les idées sur l’importance de l’économie du combustible (variable d’ailleurs avec la nature des minerais employés et la qualité de fonte que l’on veut obtenir), nous dirons qu’avec un minerai contenant 40 à 50 0/0 de fer, on est arrivé à produire de la fonte grise en consommant moins de 1 000 kg de coke par tonne de fonte, alors qu’avec les anciens appareils en fonte, on dépensait à peu près 1300 kg, et qu’avec du vent froid, <on dépasserait probablement 1 800 kg.
- En ce qui concerne le haut fourneau lui-même, les transformations matérielles qu’a subies cet appareil peuvent se résumer .comme suit
- En 1848, les hauts fourneaux au combustible minéral (lesseuls dont nous nous occuperons, puisque la production de la fonte nu bois a presque entièrement disparu) avaient des hauteurs de 8 à 12 m et des volumes de 20 à 30 m3 ; avec du vent chauffé à 200°, ces hauts fourneaux produisaient quelques tonnes par jour:.
- .Actuellement, ces appareils ont couramment des hauteurs de 20 m et plus, des volumes de 300 à 400 m3 ; la température du vent atteint 7 à 800% leur production courante est de 80 à 1201 par jour suivant la nature de la fonte, en France., avec les minerais de Meurthe-et-Moselle, qui ne sont pas très fiches.
- En augmentant graduellement les dimensions et la capacité des hauts fourneaux dans les limites qui viennent d’être indiquées, on a apporté successivement à leur mode de construction même des modifications essentielles : jusque vers 1850, ces appareils étaiententourés d’un épais massif quadranguilaire de maçonnerie ayant pour, but de -préserver la chemise réfractaire du refroidissement. Avec l’élévation de la température du vent, on a reconnu la nécessité de refroidir les parois de l’ouvrage plus particulièrement exposées à fondre ; un .a été conduit, à eetteffet, en même temps que par l’augmentation du nombre des tuyères, à évider d’abord, puis à supprimer même complètement la partie inférieure'de <oe massif qu’on a remplacée par des pMers en fonte/moins gênants pour l’accès du fourneau que les piliers en maçonnerie).. Ces piliers supportaient, par l’intermédiaire
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- d’une pôutre circulaire, la maçonnerie de la cuve ainsi que son enveloppe extérieure réduite d’épaisseur et en forme de tour ronde ; l’ouvrage et les étalages reposant, par l’intermédiaire du creuset, sur les fondations du fourneau, étaient maintenus par un cerclage puissant. Ainsi dégagée, la partie de la chemise réfractaire qui est la plus exposée à l’usure, se prêta mieux aux réparations sans entraîner une mise hors feu.
- En même temps qu’on renonçait à s’opposer à la déperdition de chaleur par une augmentation d’épaisseur de maçonnerie, on était amené à reconnaître que, pour lutter contre l’usure de cette-partie du fourneau, de plus en plus rapide avec l’augmentation de température du vent, le meilleur moyen était d’en réduire autant que possible l’épaisseur afin de pouvoir absorber, par le refroidissement extérieur, une plus grande partie de la chaleur qu’elle reçoit, ce qui a lieu généralement aujourd’hui par un arrosage incessant des parois extérieures.
- Dans certains hauts fourneaux modernes, on a même supprimé complètement l’enveloppe extérieure de la cuve. Dans ces hauts fourneaux, la plate-forme du gueulard ainsi que les appareils de chargement et de prise de gaz, ne reposent plus sur la maçonnerie de la cuve, qui se trouve réduite à la chemise réfractaire, mais sont supportés directement par une charpente métallique en treillis, indépendante du fourneau; la cuve elle-même est supportée soit par une seconde charpente métallique à l’intérieur de la première, soit sur des consoles fixées à la charpente qui supporte le gueulard ; enfin les étalages, l’ouvrage et le creuset maintenus par un cerclage, reposent sur des fondations qui peuvent être réduites considérablement par la suppression du poids énorme de l’ancien massif extérieur.
- L’augmentation de la température du vent, qui a permis d’obtenir une plus haute température dans la zone de fusion et d’avoir des laitiers plus liquides, s’écoulant facilement, quelle que soit la nature de la fonte produite, a conduit à la suppression générale des avant-creusets, surtout depuis que la tuyère Lurmann évite l’inconvénient de l’usure rapide du trou d’écoulement des laitiers. Cette suppression de l’avant-creuset a entraîné généralement à augmenter la pression du vent.
- En dehors de ce qui est apparent dans la construction proprement dite du haut fourneau, des modifications matérielles importantes ont été apportées en ce qui concerne le profil intérieur, la nature et les dimensions des matériaux de garnissage.
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- Les. études sur la descente mécanique des charges et sur les phénomènes chimiques qui raccompagnent ont permis de perfectionner les appareils de chargement et de prise des gaz. Ces gaz, débarrassés par des dispositions spéciales d’une partie des poussières et de la vapeur d’eau entraînées avec eux, qui encrasse-seraient les appareils à chauffer l’air et diminueraient leur, efficacité, suffisent généralement au chauffage du vent et à la production de la vapeur nécessaire pour actionner la soufflerie.
- Le bulletin de la Société a publié, en 1872, une intéressante notice historique de Gibon sur l’emploi des gaz dés hauts fourneaux et sur les appareils de chargement et de prise de gaz; cette notice fait ressortir l’initiative qui appartient aux métallurgistes français dans cette importante question.
- Les accessoires divers du haut fourneau, qui rentrent d’ailleurs dans le domaine de la construction mécanique, ont augmenté de puissance concurremment avec l’accroissement de la production de la fonte ; les perfectionnements apportés aux souffleries notamment, permettent maintenant à ces machines de parer à toutes les exigences du haut fourneau comme pression; •et comme quantité de vent.
- En ce qui concerne la nature des fontes produites et la répartition géographique des usines, des modifications considérables sont à signaler depuis cinquante ans.
- Dans la première moitié de- ce siècle les hauts fourneaux ne traitaient, en général, que- des minerais exploités sur place, avec lesquels ils [fabriquaient la qualité de fonte que ces minerais donnaient le plus facilement ; on ne songeait guère, alors, à modifier les conditions de production qui paraissaient imposées par la nature ; on eût été d’ailleurs fort embarrassé, à. une époque où la production de la fonte était un art empirique qui avait ses errements locaux, pour traiter des minerais nouveaux ou modifier en quoique ce fût les conditions de la fabrication.
- D’autres raisons concouraient aussi a la consommation surplace des minerais de fer : l’absence de moyens de transports économiques et la disposition de la loi du 21 avril 1810 sur les mines et les usines, en vertu de laquelle le produit des mines et minières devait être attribué aux usines du voisinage, qui avaient le droit de s’y approvisionner par privilège.
- Toutefois,- les conditions de fabrication de la fonte commençaient déjà à se modifier, à l’origine de la période considérée; par suite de la création des chemins de fer et dudéveloppement Bul . 42
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- des voies navigables qui permettaient de faire venir sur les centres d’exploitation de la houille, les minerais des départements voisins ; avec le développement des voies de transport, les besoins croissants créés par la construction des chemins de fer, les perfectionnements des appareils et les études scientifiques nouvelles qui ont remplacé les traditions confuses d’autrefois, les conditions de production de la fonte se sont complètement transformées : on sait maintenant déterminer à l’avance les mélanges de minerais, les circonstances d’allure qui conviennent pour l’obtention d’une fonte donnée ayant une teneur déterminée en silicium, en soufre, en phosphore, etc. On estmême parvenu dans ces vingt dernières années, à fabriquer au haut fourneau, des alliages variés de fer et de différents autres métaux qui ont pris une place importante dans la pratique de la métallurgie et dans lesquels les corps comme le silicium, le manganèse sont contenus, parfois, en plus grande quantité que le fer lui-même; ces nouveaux produits constituent certainement un des progrès les plus intéressants de la fabrication de la fonte ; ils se rattachent intimement, par leur usage aux transformations survenues dans les procédés de pro -duction des fers et des aciers.
- En ce qui concerne la nouvelle répartition géographique et les conditions d’emplacement des usines à fonte, il y a lieu de signaler l’abandon complet de l’ancienne règle, considérée encore comme un axiome, en 1848, et qui voulait qu’on apportât le minerai au combustible, attendu que pour une tonne de fer fini,, on consommait 6 à 7 tonnes de houille et seulement 3 à 4 tonnes de minerai ; on apporte aujourd’hui le combustible au minerai,, dans l’Est, où l’on fabrique 65 0/0 de la fonte produite en France ; on fait même venir minerais et combustibles de fort loin, aux usines situées sur lé littoral.
- Fonderie.
- Fonte moulée en 'première fusion. — Il a été produit, en 1848, 70 083 t dè fonte moulée en première fusion, dont les deux tiers en fonte au bois ; le prix moyen de ces moulages était :
- De 23 20 f les 100 kg pour la fonte au bois ;
- — 22 40 f — — — au. coke.
- Cette production totale, après avoir augmenté jusqu’au chiffre de 120000 /, qui a été atteint en 1856, a commencé à diminuer ;
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- elle est restée fixée pendant quelques années, à partir de cette date, aux environs de 100 0001, puis a diminué de nouveau lentement, mais d’une façon presque continue ; elle a été de 76 679t en 1896; le prix moyen des produits moulés en première fusion, qui a diminué constamment, n’était plus que de 10 07 /'pendant cette même année, soit moins de moitié de celui de 1848.
- Le nombre des départements producteurs de fonte moulée en première fusion a considérablement diminué depuis cinquante ans : de 38 départements, en 1848, il est tombé à 8 en 1896, et l’on pourrait même dire à quatre, puisque les départements suivants ont produit à eux seuls les 99 centièmes de la quantité totale
- Meurthe-et-Moselle...................58 677 t
- Lot-et-Garonne..................... 10 670
- Allier ............................... 3 296
- Haute-Marne........................... 3 432
- En résumé, la production des moulages de première fusion n’a pas sensiblement augmenté au total pendant la période considérée ; mais cette branche d’industrie, qui était un accessoire de la production, partout où l’on fabriquait de la fonte en 1848, s’est concentrée' dans quelques établissements dont elle est devenue l’objet exclusif.
- L’un de ces établissements, la fonderie de Pont-à-Mousson, a -été l’objet d’une communication à la Société en 1878, par notre collègue M. Gazan.
- Fonte moulée en deuxième fusion. — On constate une augmentation considérable de la production des moulages en fonte de seconde fusion, qui est passée de 70 083 t, en 1848, à 559 302 t., en 1896, en même temps que le prix, moyen de ces moulages s’est abaissé de 35 f à 21,18 f les 100 kg.
- Cet abaissement de prix n’est pas dû seulement à la réduction des prix des fontes brutes ; des perfectionnements importants signalés dans des mémoires présentés à la Société, par M. Gouvy et par M. Hamelius, en 1887, ont été introduits dans la construction et le mode de fonctionnement des cubilots servant à la seconde fusion de la fonte, notamment en ce qui concerne la consommation de combustible, qui était de 20 kg de coke, par 100 kg de fonte, en 1855 et n’est plus maintenant que de ïê kg.
- Les études chimiques sur la composition des fontes et sur
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- d’influence des divers éléments qu’elles contiennent ont permis de modifier la nature des fontes de moulages ; on a reconnu notamment, comme l’a constaté notre Collègue M. Ferdinand Gautier, dans une communication faite à la Société, en 1886, que pour une même quantité totale de carbone contenue dans une fonte, la proportion du carbone dissous ou combiné augmente quand la teneur en silicium diminue ; on a appris ainsi à transformer la fonte blanche en fonte grise, qui est la qualité recherchée pour le moulage, en y ajoutant du ferro-silicium, l’un de ces alliages nouveaux fabriqués au haut fourneau ; on a pu dès lors utiliser pour le moulage les bocages de fonte blanche qui ;étaient autrefois rejetés ou qu’on ne savait utiliser qu’en les mélangeant à des fontes d’Écosse.
- Fonte malléable.
- On sait que certains objets, après avoir été moulés en fonte, sont transformés par une cémentation oxydante en fer doux dit fonte malléable ; l’avantage de ce procédé de fabrication consiste dans la facilité qu’il présente de fournir à peu de frais des pièces compliquées que l’on ne pourrait obtenir qu’avec beaucoup de peines et de dépenses, en employant du fer comme matière première ; ce procédé a fait l’objet, d’une intéressante étude présentée à la Société en 1863 par M. Brull.
- Une autre communication : qui se rattache également à la fabrication de la fonte malléable a été faite, en 1887, par notre Collègue M. Lencaucïiez, dans une note sur le recuit et l’affinage du fer, de l’acier et de la fonte dans un milieu réducteur.
- y
- Produits accessoires des hauts fourneaux.
- i La tendance générale de toutes les branches de l’industrie moderne " à utiliser les résidus de fabrication devait conduire, particulièrement en ce qui concerne la production de la fonte, à chercher à utiliser les laitiers des hauts fourneaux, à l’entassement desquels on sacrifie des terrains considérables; la plupart des hauts fourneaux, en effet, produisent une quantité de laitier à peu près égale, en poids, à la fonte coulée ; dans beaucoup de circonstances même, la proportion des premiers est plus grande et, comme la - densité de ces silicates est à peine
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- le tiers de celle cle la fonte, les laitiers deviennent rapidement fort encombrants.
- Cette situation, plus encore que le bénéfice à réaliser sur les laitiers, a poussé les maîtres de forges à chercher l’emploi de ces matières; on les a utilisées à l’empierrement des chaussées,, au pavage des rues, à la confection de briques ; depuis quelques années on a réussi à fabriquer avec certains laitiers, ceux qui sont calcaires et peu alumineux, un sable qui, mélangé à de la chaux éteinte, constitue un excellent mortier hydraulique.
- II. — FER
- La plus grande partie de la fonte produite pn 1848 (environ les trois quarts) était destinée à la production du fer ; la production des aciers, à cette époque, était encore fort peu importante comme tonnage.
- Le fer s’obtenait alors par affinage de la fonte au bas foyer, par puddlage et par les méthodes catalane et corse, de traitement direct des minerais. '
- L’affinage de la fonte au bas foyer et l’étirage du fer s’effectuaient par un certain nombre de variantes de procédés dont les différences étaient motivées surtout par la nature, variable avec les localités, de la fonte à affiner, par la nature du- combustible dont disposaient les forges, et enfin par la force motrice hydraulique qu’elles pouvaient utiliser.
- La nécessité où l’on était alors, vu l’absence de moyens de transports, de consommer pour ainsi dire sur place les fontes fabriquées par chaque région, à une époque .où on ne savait produire, avec un minerai donné, qu’une seule espèce de fonte (fontes grises en Franche-Comté, fontes truitées en Champagne, fontes blanches en Bourgogne, etc.), avait conduit les anciens métallurgistes de notre pays à une variété de méthodes indiquées succinctement ci-après, qui donnaient à la métallurgie du fer, en France, un caractère tout particulier.
- Affinage anglais. — On affinait à la houille et souvent en deux opérations : le mazéage ou affinage préparatoire avait lieu dans des bas foyers dits fineries et le puddlage ou affinage définitif dans le four à réverbère ; on étirait au laminoir, en réchauffant au four à réverbère ; ••'
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- Affinage comtois. — La fonte était affinée dans un bas foyer au charbon de bois ; on étirait le fer au marteau en le réchauffant dans.le foyer d’affinerie;
- Affinage champenois. — On puddlait à la houille dans un four à réverbère ; on étirait au marteau, en réchauffant à la houille dans un bas foyer ;
- Affinage comtois modifié. — On affinait dans un bas foyer au charbon de bois ; on étirait au marteau ou au laminoir en réchauffant à la houille, à la tourbe ou au gaz dans un bas foyer spécial ou dans un four à réverbère ;
- Affinage wallon. — La fonte était affinée dans un bas foyer au charbon de bois ; on étirait au marteau, en réchauffant dans un second bas foyer ;
- Affinage nivernais. — On affinait au charbon de bois en deux opérations pratiquées chacune dans un bas foyer : le mazéage et Yaffinage proprement dits ; on étirait au marteau en réchauffant dans le foyer d’affinerie.
- A défaut des chiffres de la production du fer obtenu respectivement par chacune de ces méthodes, pour l’année 1848, nous connerons ceux de l’année 1846, qui permettront de se rendre compte assez exactement de l’importance relative, comme tonnage produit, à l’époque considérée, des diverses méthodes de fabrication, ces méthodes n’ayant pas dû subir de modifications importantes dans un espace dé deux années et la production totale du fer en 1846 ne différant de celle de 1848, qui était de
- 349 286 t, que par 11 000 en plus :
- Affinage anglais. . . ............. 2231501
- — comtois........................ 81580
- — champenois ....................... 21011
- Traitements catalan et corse............... 9 851
- Traitement des riblons. . . . . . . . . . . 10163
- Affinage comtois modifié. ................. 9829
- — wallon. . . . .............. 4403
- — nivernais. ... :.................... 200
- Total ................. 360187 i
- On voit que, déjà àr cette époque, da méthode de fabrication du fer, basée sur l’emploi du combustible minéral, avait pris- un
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- -certain développement ; le puddlage était pratiqué en 1848 dans trente-huit départements: en réalité, on constate, depuis 1819, un développement continu de la fabrication des fers à la houille, dont la production avait atteint celle du fer au bois, dès 1837, tandis que, depuis 1825, aucun accroissement notable ne s’était produit dans la fabrication du fer au combustible végétal, par suite, sans doute de ce que les forges consommaient déjà toute la quantité de charbon de bois que les forêts étaient en mesure de leur fournir.
- Les besoins créés par la construction des premiers chemins de fer avaient provoqué l’établissement, à proximité des bassins houillers, de forges à l’anglaise dans lesquelles le réchauffage et le puddlage à la houille remplacèrent les feux d’affinerie et les chaufferies au charbon de bois; puis au fur et à mesure que les voies ferrées ont permis à la bouille d’arriver avec plus de facilité et à plus bas prix dans les régions où se trouvaient les forges au bois, celles-ci, limitées qu’elles étaient dans leurs approvisionnements de charbon par les ressources forestières et ne pouvant suffire aux besoins croissants, furent entraînées à changer leur mode de fabrication ; l’affinage céda la place au puddlage qui ne cessa de se développer jusqu’en 1882, année •où la fabrication .des produits en fer puddlé atteignit son maximum, qui a été de 939 000 (avec 997 fours à puddler) contre 42000t de fer affiné au bois (avec 146 foyers d’affinerie). Depuis lors la fabrication du fer puddlé a sensiblement diminué ; elle n’a été,, en 1897, que de 577607 t.
- Le prix moyen du fer puddlé, qui était de 30 f les 100 kg pour le fer brut, en 1848, n’était plus, en 1896, que de 14,80/‘pour les fers marchands et les fers spéciaux ; le prix moyen a donc diminué de plus de moitié.
- La production du fer au bois, restée à peu près stationnaire jusqu’en 1860, diminua rapidement à partir de cette époque ; en 1891 elle était tombée à 6 000 t et, depuis lors cette production est restée fixée à peu près à ce chiffre,; en 1896, la production du fer affiné au charbon de bois, à l’aide de 36 feux •disséminés dans 14 départements, a été de 6 257 t sur lesquelles 1603 t seulement provenaient de fontes au bois, (le reste ayant été fabriqué avec des fontes au coke ou avec, de vieilles matières ; le prix moyen de >tous ces fers affinés au chan-boiiide bois a été de 253,50/la tonne pour les fers marcbands. et de 344,49 f pour les tôles ; ces prix moyens s’écartent d’ailleurs
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- considérablement des prix extrêmes, car le prix qui n’était que de 220 à 230/ pour les fers provenant des fontes au bois du Périgord et des Landes, s’est élevé dans la Nièvre à 441 f pour les fers en barres et à 648/pour les tôles provenant de T affinage au bois de vieilles fontes.
- Il a été produit pendant cette même année 1896, par le procédé catalan, dans les Pyrénées-Orientales, avec des minerais hydroxydés du département, 131 t de fer, d’une valeur moyenne de 300 / la tonne.
- L’affinage au bas foyer et le traitement direct du minerai sont donc des branches de fabrication qu’on peut considérer comme à peu près disparues et ne fournissant, en tout cas, qu’un tonnage insignifiant de produits destinés — comme on le voit par leurs prix élevés — à des usages tout à fait spéciaux.
- On consommait en 1848, en charbon de bois, 190 0/0 du poids du fer (gros fer), représentant plus du quart du prix de ce produit; dans la fabrication du fer à la houille, la dépense de combustible était d’un peu plus de 215 0/0 de fer (gros fer) et entrait pour 1/8 environ dans le prix du produit.
- En. 1896, la consommation' moyenne de houille pour la fabrication des produits finis de toute sorte (fers marchands et spéciaux, tôles) en fer puddlé, a été de 137 0/0 du poids du produit fini.
- En ce qui concerne le puddlage, les principaux perfectionnements déjà introduits ou en train de se propager en 1848, étaient: le remplacement des fours à une sole et à deux portes par des fours à une seule por te et à double sole ; les soles en scories reposant sur des plaques de fonte ; le puddlage direct sans finage préalable des fontes brutes au coke ; l’emploi du tirage forcé (par ventilateurs) sous les grilles des fours à réverbère ; l’emploi des flammes perdues des fours à puddler pour produire la vapeur nécessaire aux machines motrices des souffleries et des appareils d’étirage. •
- - Les fours de puddlage ont encore été, depuis cette époque, l’objet d’amélioràtions successives qui ont eu pour but d’augmenter la production-et de diminuer la consommation de combustible ; f on a essayé, pour ces appareils et pour les fours à -réchauffer, le chauffage au gaz : l’emploi du système de chauffage -Siemens, notamment, a été appliqué au puddlage, en France, dès 4863, dans une usine du département de l’Aisne ; M. Marin, Ingénieur de ces usines, a rendu compte à la Société de ces essais.
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- M. Sylvain Périssé a fait connaître également à la Société, en 1874, un autre système de four pouvant être utilisé au puddlage et au.réchauffage, inventé par Ponsard, avec récupération de chaleur, dans lequel la circulation des gaz brûlés et celle de Pair étaient simultanées, mais en sens inverse ; la chaleur des gaz brûlés était transmise à l’air par conductibilité au travers des parois minces de conduits réfractaires, disposés de manière que les gaz y trouvassent une surface de contact aussi grande que possible.
- Diverses dispositions mécaniques ont été imaginées pour alléger le travail de l’ouvrier : tantôt ce fut l’outil qui fut mis en mouvement, comme dans le puddleur mécanique Lemut, qui a été l’objet d’une communication à la Société, en 1865, par M. Gaudry, tantôt ce fut la sole à laquelle on donna un mouvement oscillant ou rotatif autour d’un axe oblique ou horizontal. Ces diverses dispositions ont été appliquées dans quelques usines, mais leur emploi ne s’est pas généralisé.
- III. — ACIER
- On connaissait, en 1848, trois catégories d’acier qui prenaient respectivement leur nom du procédé par lequel on les obtenait :
- 1° L’acier de forge, qui était le résultat de l’élaboration dans les foyers d’affinerie de fontes aciéreuses ; cette fabrication a presque complètement disparu ;
- 2° L’acier de cémentation, qui s’obtenait et iqü’on fabrique encore en plaçant du fer par couches avec du charbon dans des caisses fermées et soumises à une très haute, température dans des fours ;
- 3° L’acier fondu, qui se produisait par la fusion, dans des creusets, des aciers des deux premières catégories.
- La production de l’acier de forge était de 3 064 t avec un prix moyen de 68,60/"les 100 kg; le principal centre de production de. cet acier était le département de l’Isère, qui fournissait à lui seul les 2/3 environ delà production totale ; dans quelques autres départements, où on fabriquait des aciers pour des usages exceptionnels, par exemple dans la Moselle, cet acier a atteint le prix de 170 f les 100 kg.
- L’acier de cémentation était fabriqué surtout dans la Loire qui
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- produisait à peu près les. 3/5'de la production totale qui était de
- 3 243 t, d’une valeur moyenne de 60,60/ les 100%; puis venaient les départements du Tarn et de FAriège.
- La cémentation s’emploie encore en France pour certains aciers spéciaux pour outils; la production a été d’environ 1 400 t, en 1896, dont 5421 dans la Loire ; 285 t dans l’Isère ; 194 t dans le Tarn et 110 t dans l’Ariège ; la valeur moyenne de ces aciers cémentés était encore de 64,15 / par 100%,
- Depuis la communication faite à la Société, en 1850, par M. Piquet, la construction des fours de cémentation n’a pas été sensiblement modifiée.
- En ce qui concerne l’acier fondu, la Loire était, à peu près en 1848, le seul département producteur, et était à cette époque le véritable marché régulateur de cet acier, en France; sur 8231 d’acier fondu, la Loire en a produit 7241 ; le prix moyen de cette sorte d’acier était de 127/‘les 100%, encore était-ce là un prix très bas, car il avait été de 161 f en 1847 et il a remonté à 151 f en 1849. On a produit environ 10000 t de cette sorte d’acier en 1896, d’une valeur moyenne de 1 056,75 f avec 50 fours et 580 creusets. Le département de la Loire était encore le principal producteur avec 7 236 t et 350 creusets.
- Pour, cette fabrication, les vieux fours chauffés au coke, à 2 ou
- 4 creusets, ont été remplacés depuis cette époque par des fours à gaz Siemens contenant 40 creusets chacun et même davantage. L’application du système Siemens au chauffage des fours à creusets a permis de remplacer, pour la fusion d’une tonne d’acier, 2 1/2 f de coke équivalant à. près de 4 t de houille par 1 1/4 £.de houille. Actuellement, on fabrique surtout par ce procédé des aciers spéciaux: aciers chromés, manganèses, silico-manganésés, au cuivre, au tungstène, etc., dont on ne peut, par.conséquent, comparer les prix à ceux des produits essentiellement différents qui étaient fabriqués au creuset en 1848.
- En ce qui concerne l’acier de forge, sa production était de 4 000 t, en 1855, lorsqu’une nouvelle catégorie d’acier, l’acier puddlé, commença à être fabriquée dans la Loire; ce dernier acier ne tarda pas à prendre une certaine importance en contribuant pour une large part à la fabrication des rails, des bandages, etc.; à partir de ce moment, la fabrication de l’acier de forge qui, depuis quelques années, se maintenait entre 3 et 4 0001, commença à décroître, par suite de la concurrence de l’acier puddlé qui coûtait moins cher arc consommateur et laissait mn
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- plus grand bénéfice au producteur ; il y a déjà des années que cette fabrication a presque complètement disparu en France où on ne comptait plus, en 1896, qu’un seul foyer d’affinerie pour acier.
- La production de l’acier pudcllé s’est développée assez régulièrement'jusqu’en 1869; on comptait alors 82 fours à puddler l’acier, avec une production totale d’environ 25 000i; le département de la Loire avait à lui seul 45 fours, avec une production de 16 000 t ; les autres principaux centres de production de cet acier étaient les départements de l’Isère et de la Moselle.
- Le puddlage de l’acier exigeait des fontes spéciales; dans la Loire on traitait surtout des fontes grises chaudes, plus ou moins manganésées, provenant de minerais méditerranéens; c’est de cette époque que date l’importation en France dés premiers minerais d’Algérie. .
- La production de cet acier n’est plus actuellement que d’environ 9 000 t (8 545 t exactement en 1897).
- Sa valeur moyenne, qui était de 46,60 f les 100 kg, en 1865;, a été, en 1896, de 38,21 f pour les aciers marchands spéciaux et de 71/"pour les tôles,.
- Vers 1862, une nouvelle méthode de fabrication de l’acier, le procédé Bessemer, qui commençait à entrer dans le domaine de la pratique et permettait d’obtenir rapidement de grandes masses d’acier fondu, a-amené dans l’industrie sidérurgique une véritable révolution.
- On sait que dans le procédé Bessemer d'affinage de la fonte par l’air froid et sans combustible, comme l’a défini son inventeur, la fonte est transformée en un métal soudable et malléable à chaud,. en la décarburant, par le passage au travers du bain de fonte liquide, de jets d’air comprimé. La composition de la fonte, qui apporte elle-même le combustible nécessaire à son affinage, devait par conséquent exercer la plus grande influence sur la marche de l’opération et la qualité des produits.
- Après une. période de tâtonnements qui dura quelques années, on arriva à reconnaître que ces fontes devaient contenir une certaine dose de silicium qui constitue le principal combustible dans l’opération et qui donne au bain la chaleur nécessaire.; qu’il fallait en outre qu’elles fussent dépourvues de phosphore et de soufre, qui rendent les produits rouverins ou cassants à froid, et qu’enfîn une certaine proportion de manganèse dans.la fonte facilitait l’opération.
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- Comme la plupart des minerais exploités en France ne permettaient pas de produire des fontes satisfaisant à ces conditions, on fut conduit à aller chercher à l’étranger des minerais riches, purs et manganésifères. C’est de cette époque que date l’importation, sur une grande échelle, des minerais d’Algérie, d’Espagne et d’Italie, dont la consommation s’est développée considérablement, et a passé de 240 000 t en 1866, à 870 000 t en 1883 ; depuis lors, l’importation des minerais de la Méditerranée a beaucoup diminué ; on n’importe plus guère de minerais d’Italie (île d’Elbe, Sardaigne) ; l’importation des minerais d’Algérie, qui était de plus de 300 000 t en 1882 et 1883, était tombée à moins de 10 000 t en 1895 et a un peu repris depuis (65 000 t en 1897) ; l’importation des minerais d’Espagne était encore de 493 000 t en 1897. '
- La nécessité de fabriquer des fontes très pures et d’y introduire certains éléments tels que le manganèse et le silicium, conduisit les industriels à des études très sérieuses, à des analyses chimiques complètes et entraîna la création de laboratoires et l’intervention des chimistes dans les usines.
- L’importance attribuée à la qualité des fontes et à l’examen de leur composition chimique est une des caractéristiques de cette époque.
- Le procédé Bessemer est certainement la transformation la plus radicale de la métallurgie du fer depuis' son origine ; on conçoit la révolution qu’il dut provoquer dans l’industrie sidérurgique, en produisant en vingt minutes une masse de plusieurs tonnes de métal, alors qu’il fallait deux heures pour affiner 200 kg dans un four à puddler, et en permettant d’obtenir en métal homogène les grosses pièces pour lesquelles on devait auparavant réunir et souder péniblement de nombreuses barres.
- Ce procédé a donné lieu, devant la Société, à une série de communications. Dès 1860, Chabrzynski a présenté une traduction de la communication faite par l’inventeur à la Société des Ingénieurs Civils de Londres; A. La Salle, qui avait déjà entretenu la Société, à l’occasion de l’Exposition de 1849, de la situation des'aciers dans notre pays, a fait connaître, en 1860, les difficultés pratiques que rencontrait l’application de ce procédé en France ; en 1869, M. S. Jordan a, le premier, exposé à la Société, dans une communication du plus haut intérêt, la théorie de ce procédé d’affinage de la fonte ; en 1873, M. Jordan faisait connaître, en outre, les dispositions d’ensemble et les perfectionnements
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- de détail des aciéries Bessemer, aux États-Unis ; en 1874, M. Len-cauchez a présenté à la Société un mémoire sur la métallurgie de l’acier Bessemer, établissant l’économie totale de combustible que l’on pouvait réaliser avec ce procédé, et avec l’utilisation des gaz des hauts fourneaux et des flammes perdues des fours à coke..
- Quelques années après la mise en pratique de ce mode d’affinage de la fonte, apparut un autre. procédé de fabrication de l’acier, le procédé Martin, qui devait être appelé, comme le procédé Bessemer, à prendre un .grand développement.
- On savait depuis longtemps que, en fondant un mélange en proportions convenables de fonte et de fer, on pouvait obtenir de l’acier ; mais, par suite de la haute température nécessaire, cette opération n’avait pu être pratiquée qu’en creusets, et par conséquent sur de petites quantités.
- MM. Pierre et Émile Martin arrivèrent à réaliser industriellement, dans des fours à réverbère, la température nécessaire à la fusion de l’acier, en appliquant le système Siemens de chauffage par récupération de chaleur,. qui donne le moyen de produire, sans soufflerie, des températures extrêmement élevées.
- La principale difficulté contre laquelle eurent à lutter ces inventeurs fut de trouver des matériaux de garnissage capables de résister aux hautes températures que nécessite la fusion de l’acier. Ce problème a été résolu par l’emploi de briques siliceuses de Dinas. -
- Dans le procédé Martin, la fonte est fondue sur la sole d’un four à réverbère, puis on y incorpore peu à peu du fer, des riblons, de manière à diminuer la teneur du bain en carbone. Ce corps s’élimine du reste en partie, par oxydation lente.
- La fabrication de l’acier, sur- sole par ce moyen est un peu plus coûteuse et beaucoup moins rapide .qu’au convertisseur, le traitement d’une charge durant de huit à douze heures, au lieu de se faire en vingt ou trente minutes ; mais ce procédé a l’avantage de permettre d’utiliser les riblons de fer et d’acier,, bouts de barres, rognures de tôle et autres déchets ; c’est donc une annexe presque obligée des convertisseurs Bessemer;, en outre-, parle fait même de sa longue durée, on peut, plus facilement que dans l’opération Bessemer, constater l’état du bain- et le modifier à volonté ; aussi convient-il tout, particulièrement pour fabriquer des aciers de qualité supérieure, et a-t-il pris une place importante, dans l’industrie.
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- Une communication intéressante a eu lieu à la Société sur le système de chauffage Siemens- et son application à la métallurgie, en 1867, par M. Boistel. En 1873, M. Boistel a, en outre, fait connaître l’emploi par M. W. Siemens cle son système de chauffage à la production de l’acier, avec le minerai seul comme agent d’oxydation, ajouté tlans le bain initial de fonte ; par ce procédé, désigné en Angleterre sous le nom d’ore process, M. Siemens produisait S t d’acier avec 3 t de fonte et 1 t à 11/4 t de minerai ; 'l’opération exigeait moins de temps qu’avec les additions de riblons (scrap process) ; toutefois, cette manière de procéder ne s’est pas répandue en France, où le four Martin est employé généralement pour l’utilisation de tous les déchets de fabrication. Notre Collègue M. Poürcel a fait une communication à la Société, en 1891, sur l’ore process qu’il avait vu pratiquer en Angleterre.
- Depuis leur origine, les deux procédés Bessemer et Martin ont été l’objet de modifications importantes : leur outillage s’est développé et a atteint une puissance considérable. En ce qui concerne le procédé Bessemer, on a réalisé une économie en prenant directement la fonte au sortir du hautfourneau, pour la verser dans le convertisseur; la capacité des appareils a été successivement augmentée : le premier convertisseur installé en France, à Saint-Seurin-sur-risle, daus le Périgord, en 1858, contenait 1500 kg de fonte; les deux convertisseurs installés, en 1862, kAssailly (Loire) et qui ont été les premiers à fournir au commerce et à l’industrie des quantités importantes d’acier Bes-sèmer, contenaient chacun 3 t; les grands appareils modernes contiennent généralement 10 à 12 t et quelquefois même 15 t.
- Des dispositions” spéciales ont été prises pour enlever et remplacer rapidement les fonds qui s’usent plus vite que le corps de l’appareil. Les fosses de coulées, agrandies, sont desservies par de puissantes grues, assez nombreuses pour opérer rapidement le démoulage des lingots et permettre de faire un grand nombre d’opérations par jour.
- En même temps que la puissance de production a augmenté, le prix de revient a diminué : la première commande de rails en métal Bessemer, faite 'le 16 mars 1865, par la Compagnie d’Orléans, était de 2 000J au prix de 371 f la tonne rendue (êhviron 350 f à l’usine) ; la même Compagnie, pour une com-ttrande de 3 000 t, ne payait plus à la fin de 1897, que 172/ la tonne rendue; les prix ont donc baissé de plus de moitié.
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- Les fours Martin ont reçu des agrandissements analogues : les premiers fours ne traitaient que 5 ou 6 t; les fours actuels traitent couramment 15 à 20 t; on a même construit des fours de 50 t.
- Ces fours ont donné lieu à la création d’un outillage très puissant pour le chargement, la coulée et le démoulage.
- Le progrès a porté noii seulement sur les dimensions des fours, mais aussi sur leur mode de construction. Au lieu de faire les voûtes très basses pour obliger la flamme à lécher le bain, on les établit plus hautes et on dirige la flamme par la disposition des carneaux de gaz et d’air; on peut ainsi obtenir des voûtes qui résistent à un grand nombre d’opérations ; enfin, contrairement à la pratique qui avait prévalu lors des premières constructions* on rapproche le plus possible les gazogènes du four.
- On a continué à employer pour la voûte les briques très sili-cieuses du type Dînas, mais la sole et le cordon sont souvent faits en matériaux basiques ou neutres.
- M. Lencauchez a présenté à la Société, en 1893, des briques en magnésie à’Eubée destinées à ces fours et a fait connaître, en 1894, l’application de ces briques à la construction d’un four Martin avec voûte, en pièces spéciales etvoussoirs.
- M. Lencauchez a signalé également, en 1894, divers perfectionnements, notamment une disposition de carneaux ayant pour but d’appliquer la flamme sur la sole.
- Au point de vue chimique, la fabrication de l’acier a subi, depuis les débuts de ces procédés, des transformations non moins importantes que le développement de sa production.
- Dans le procédé Bessemer, comme dans le procédé Martin, on prolonge généralement l’affinage jusqu’à ce que la totalité du carbone de la fonte ait été oxydée et c’est à ce moment que, par des additions convenablement dosées de fontes spéciales, on restitue du carbone au bain métallique, en quantité correspondant à la ' dureté de l’acier qu’on veut obtenir. On avait employé d’abord, pour ces additions finales, des fontes grises, puis, des fontes spéculaires contenant 15 à 20 0/0 de manganèse. Un perfectionnement sérieux a été apporté à lapratiqûede ces procédés, par la‘substitution au spiegeleisen, de fontes d’une teneur plus élevée en manganèse, qui ont permis d’obtenir plus facilement un métal peu carburé. »
- On a pu notamment, par des additions de ferro-manganèse,
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- obtenir un métal assez dépourvu de carbone pour supporter sans inconvénient une certaine dose de phosphore provenant de vieux rails en fer phosphoreux, le phosphore pouvant, dans une certaine mesure et en faible proportion, remplacer le carbone, comme l’a fait connaître notre Collègue M. Euverte dans une communication faite en 1874, à la Société, sur la fabrication des rails en acier phosphoré à l’usine de Terrenoire.
- Ces ferro-manganèses qu’on a fabriqués d’abord à un prix très élevé au creuset et aü four Martin, se produisent maintenant plus économiquement au haut fourneau.
- Aux aciers à teneurs variées en carbone que les procédés Bessemer et Martin permettaient d’obtenir, on a été amené à incorporer des substances diverses qui leur communiquent des qualités particulières, suivant les emplois auxquels ils sont destinés.
- Le procédé Martin a certainement beaucoup contribué à multiplier ces aciers spéciaux par la facilité qu’il donne d’ajouter au bain les réactifs les plus variés, de constater la qualité du produit et de la modifier au besoin.
- Cet emploi des alliages est le fait caractéristique de la phase où la métallurgie de l’acier est entrée depuis quelques années-,
- - On fabrique maintenant des aciers au manganèse, au chrome, au tungstène,, au nickel, à l’aluminium, etc.
- On produit à cet effet, en France, au hautfourneau, avec des minerais des provenances les plus variées, des, fontes spéciales ou alliages ferro-métalliques (ferro-manganèse contenant jusqu’à 87 0/0„ de manganèse; ferro-silicium contenant de 10 à 16 0/0 de silicium et de 1 à 3 0/0 de manganèse; silicospiegel contenant de 10 à 14 0/0 de silicium et 16 à 20 0/0 de manganèse; ferro-chrome contenant de 20 à 45 0/0 de chrome), dont l’usage a-été introduit successivement dans la pratique de la sidérurgie moderne, et qui constituent, au point de vue dé la fabrication des fontes, la principale nouveauté de cette branche d’industrie.
- Avec la garniture siliceuse des appareils servant à la production de l’acier, telle qu’elle était composée jusqu’en 1880, on ne pouvait pas avoir une scorie suffisamment basique pour absorber le phosphore à l’état de phosphate : la scorie était toujours trop chargée en acide silieique, provenant soit de l’oxydation du silicium delà fonte, soit des parois de la garniture,du convertisseur, qui était corrodée par les oxydes métalliques, sous l’influence de la haute témpérature ; en un mot, elle était acide. On avait dû, par conséquent, pour la fabrication des fontes destinées à. la
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- production des aciers, renoncer aux minerais phosphoreux des importants gisements de Meurthe-et-Moselle et, jusqu’en 1880, on n’avait traité en France, aussi bien au convertisseur qu’au four Martin, que des fontes' obtenues avec des minerais purs, presque tous importés de l’étranger.
- Un fait d’une importance considérable, pour l’industrie sidérurgique en général et pour celle de notre pays en particulier, fut la découverte du procédé de déphosphoration réalisé par un garnissage en dolomie avec addition de chaux vive dans le bain métallique; ce procédé, imaginé en 1878 par MM. Thomas et Gilchrist, et appelé du nom de ses inventeurs, — (ou encore procédé basique, — parce qu’il repose sur l’obtention d’une scorie basique se combinant à l’acide phosphorique provenant de l’oxydation du phosphore, et retenant ce dernier à l’état de phosphate) — en permettant l’emploi au convertissseur et au four Martin des fontes phosphoreuses bon marche de Meurthe-et-Moselle, a fait de ce département le principal centre de production de la fonte ainsi que de l’acier, en France, et a contribué à développer dans une' proportion encore plus considérable les applications du métal fondu qui tend de plus en plus depuis lors, à se substituer au métal soudé.
- La production de Meurthe-et-Moselle est passée de 716000 t de fonte et de 1 616 ÿ d’acier, en 1882, à 1 468 526 t de fonte et 419 873 t de lingots d’acier en 1896 (dont 405 161 t de lingots Bessemer et 14 712 t de lingots Martin). Ce département a fabriqué, pendant cette même année, 150 075 t de produits finis (rails, profilés divers, tôles) et a expédié, pour être élaborés hors du du département, 221 000 t de lingots, blooms et billettes; l’examen des documents officiels permet d’ailleurs de constater que ces derniers produits sont expédiés dans des régions parfois assez éloignées, telles que le Morbihan et la Loire.
- Ce fait, qui révèle une nouvelle forme de la division du travail métallurgique, tient, d’une part, à ce que le métal Thomas est susceptible des emplois les plus variés et, d’autre part, à ce que les aciéries basiques, ne pouvant produire qu’en grande masse, n’ont pas toujours la possibilité d’installer les nombreux laminoirs que nécessiterait la transformation de toute leur production en produits finis.
- En ce qui concerne la France entière, la production des aciers Bessemer et Martin, sous forme de produits finis, ,est passée de 360 000.L en 1880, à 894 500 ten 1896.
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- Les mémoires de la Société des Ingénieurs Civils ont, par la plume de MM. Jordan, Gautier, Yalton, Pourcel, Yvalrand, Len-cauchez , donné de nombreux renseignements sur la théorie et la pratique de la déphosphoration.
- Les modifications qu’a exigées le procédé Thomas, dans les usines Bessemer où il a été introduit, ne sont pas très importantes; les divers appareils mécaniques de l’atelier, envisagés dans leur ensemble , sont restés les mêmes qu’autrefois ; on a donné à l’ancienne fosse circulaire un développement suffisant pour pouvoir y faire/ au besoin, une nouvelle coulée avant que la précédente ne soit entièrement démoulée. Pour hâter le démoulage, on a multiplié les grues autour défia fosse.
- Les machines soufflantes~des nouvelles aciéries Thomas ont' en général, de grandes dimensions* justifiées par:l’allure rapide de la charge obligeant à faire passer dans la cornue une grande quantité de vent dans un temps relativement restreint ; on donne généralement à la cornue de grandes dimensions’ (12 à 15 H de capacité).
- L’importance des nouveaux matériaux de garnissage a, peu à peu, conduit fies aciéries, à annexer à 1’atelier une véritable fabrique de produits réfractaires qu’il est bon de préparer à l’usine même, pour être certain de leur qualité, tandis qu’autrefois les briques et les sables de garnissage des convertisseurs, ainsi que les tuyères des fonds, étaient le plus souvent achetés chez des fournisseurs spéciaux et déposés en magasin.
- Tant que les aciers Bessemer et Martin ont exigé, pour leur fabrication, des qualités de fontes que l’on ne pouvait produire qu’avec des minerais riches et purs importés de l’étranger, fie prix de ces'aciers ne leur a pas permis de se substituer au fer pour beaucoup d’usages où la question de prix était prépondé-^ rante ; mais depuis que les • lingots d’acier, et surtout d’acier doux, s’obtiennent à bas prix avec les fontes déphosp.horées par le procédé Thomas, les usines à fer ont dû renoncer à s’étendre, elles ne cherchent plus qu’à subsister. Après avoir abandonné successivement la fabrication des rails,* des bandages, des essieux de-wagons et de locomotives/elles ont à lutter maintenant contre l’emploi du métal fondu pour tous les produits courants du commerce et de l’industrie, et leur production totale (y compris fie fer obtenu par réchauffage de vieux fers et riblons) est tombée de 1 073 021 't eirl882* à 828-738’* en 1896.
- En somme, la transformation qui s’est opérée depuis 1880*
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- dans l’industrie sidérurgique, quoique n’affectant pas le principe des procédés ni les dispositions extérieures-des appareils, a) entraîné des modifications profondes dans la répartition géographique et dans les conditions économiques des usines. En ce qui concerne la fonte, sa fabrication s’est développée, d’une part', dans l’est de la France, où se rencontrent des minerais abondants et à bas prix (M< Remmjry a fait connaître à la Société, en 1888, les ressources minérales de Meurthe-et-Moselle et le développement qu’avait pris la production de la fonte dans ce département); d’autre part, sur les bords de la mer, à .Saint-Nazaire, au Boucau et dans les usines du Nord et du Pas-de-Calais, où les voies navigables permettent d’amener des minerais d’Espagne ; de sorte qu’on peut dire que la. presque totalité,:, de la fonte en France (2. millions de tonnes environ sur une production totale de 2 472 143 t en 1897) est obtenue actuellement avec deux sortes de minerais, ceux de Lorraine et ceux de Bilbao.
- Les départements de l’Ailier, de la Loire, de Saône-et-Loire et de l’Aveyron, qui contribuaient pour une large part à la production des rails en France et qui en avaient produit, en 1882, 196 000 t, ont à peu près: entièrement renoncé à cette fabrication, qui est actuellement le monopole des grandes aciéries de la région du Nord, des > départements de Meurthe-et-Moselle et du Gard, et du littoral.
- Le nord et l’est ont pris, en ce qui concerne la fabrication des produits courants destinés au commerce et à l’industrie, une importance prépondérante.
- Les usines de la Loire et du Centre se sont spécialisées dans la fabrication des produits de qualité supérieure, en particulier du matériel de guerre et de marine et du matériel roulant des chemins de fer (roues, bandages, essieux). \ .
- Le grand développement de la production et le bas prix de la fonte dans l’est ont conduit beaucoup d’usines de l’intérieur à éteindre leurs hauts fourneaux et à s’approvisionner de fonte en Meurthe-et-Moselle, aussi bien pour le puddlage que poui la déphosphoration au four Martin, qui s’opère surtout sur des fontes trop peu. phosphoreuses pour être traitées au convertisseur basique. Pour le procédé basique, en effet, la fonte doit être assez pauvre en silicium, afin de ne pas attaquer en pure perte les parois du convertisseur ; mais, par contre, elle doit être assez riche en, phosphore pour que la combustion de celui-ci, qui constitue la principale source de chaleur du bain, puisse
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- suppléer à l’absence clu silicium. Le phosphore joue, en réalité, clans le procédé Bessemer basique, un rôle calorifique, comme combustible intermoléculaire ; clans le four Martin, au contraire, la présence clu phosphore comme combustible n’est plus nécessaire, en raison de la chaleur extérieure que reçoit le bain.
- En même temps que l’acier doux tend à se substituer de plus en plus au fer forgé, l’acier fondu a envahi le domaine de la fonte ; on fabrique aujourd’hui en acier moulé de nombreux objets qui demandent une certaine résistance et qu’on faisait autrefois en fonte. Depuis déjà longtemps, l’acier fondu au creuset était utilisé pour certains produits moulés, mais son prix élevé n’avait pas permis cl’en étendre l’emploi ; D’acier Bessemer et l’acier Martin sont d’un usage courant maintenant pour les objets moulés qui exigent une grande résistance ou dont il peut y avoir intérêt à diminuer le poids pour une résistance donnée.
- En vue cle satisfaire aux besoins des ateliers de fonderie ou de construction mécanique qui avaient intérêt à. faire leur acier Bessemer eux-mêmes, mais qui n’avaient pas cependant l’emploi d’un appareil de grande capacité comme ceux des aciéries à production intensive, il a été imaginé divers systèmes de convertisseurs de dimensions réduites, qui n’entraînent pas de grands frais de construction et qui se prêtent à une production modérée.
- PROCÉDÉS D’ÉLABORATION DU FER ET DE L’ACIER
- Les procédés d’élaboration du fer et de l’acier pour les amener sous la forme où ils sont livrés au . commerce et à l’industrie ont été considérablement modifiés, depuis cinquante ans, en même temps que s’est développée leur produclion ; mais notre tâche serait interminable si nous devions suivre dans toutes leurs ramifications les applications de ces métaux et les procédés variés d’élaboration auxquels ils ont donné lieu ; nous avons donc dû nous borner à signaler très superficiellement les principaux perfectionnements des méthodes générales d’élaboration.
- Le marteau-pilon qui commençait déjà, en 1848* à se substituer au marteau frontal pour le cinglage des loupes et pour le forgeage des grosses pièces, est maintenant généralement employé pour ces travaux.
- Les marteaux et ^martinets, encore en usage à cette époque,
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- dans un certain nombre de forges, pour l’étirage clu fer et de l’acier, ont été remplacés d’une façon presque complète par les laminoirs.
- Ces derniers, sur lesquels nous n’avons de renseignements qu’à partir de 1856, étaient alors au nombre de cinq cent quarante -neuf trains et ont concouru avec mille soixante-dix marteaux et martinets à l’élaboration d’une quantité totale de 822034 t de fers marchands, rails, tôles et aciers (acier de forge et acier fondu au creuset); leur nombre en 1896 n’était plus que de quatre cent quatre-vingt-cinq pour une production totale de fers et aciers laminés de 1045 575 t.
- On voit par le rapprochement de ces chiffres que la puissance de ces appareils d’élaboration a considérablement augmenté depuis quarante ans.
- Les marteaux et martinets au nombre de deux cent quarante-deux, en 1896, ne sont plus guère employés que pour la fabrication de produits spéciaux.
- Cette augmentation de puissance des laminoirs est due en partie aux dispositions permettant le laminage des grosses pièces en une seule chaude. .
- En vue de diminuer les déchets provenant du rognage des bouts, on a été conduit pour tous les produits et notamment pour les rails et les gros profilés à les laminer en plusieurs longueurs, que l’on coupe ensuite; afin de simplifier la manœuvre lorsqu’il s’agit de grosses pièces, comme les rails, les grosses poutrelles et les blindages, on a adopté les laminoirs réversibles, c’est-à-dire dont on change le sens du mouvement entre chaque passe ; les grands laminoirs modernes, actionnés directement par de puissantes machines de plusieurs milliers de chevaux de force sont desservis par des systèmes de rouleaux, de grues et d’appareils appropriés qui amènent les lingots et les font passer d’une cannelure à l’autre, presque sans l’intervention de la main de l’ôu-vrier. Les grandes usines peuvent produire avec ce système de laminoir jusqu’à 300 t de rails par jour. L’encombrante machinerie usitée autrefois, avec ses énormes engrenages, ses longs arbres et ses lourds pignons a été remplacée généralement par la commande directe, ou par courroies, quand la vitesse des laminoirs est très grande, comme cela a lieu notamment dans la fabrication de la machine d’acier (rond de tréfilerie) qui a fait aussi d’immeilses progrès par l’emploi de trains puissants capables de transformer, en une chaude, des billettes de 6 à 7 cm de côté
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- en fils de .4 à 5 mm. La vitesse des finisseurs, dans ces trains, atteint jusqu’à cinq cents tours par minute. Des dispositions ingénieuses de doubleurs automatiques permettent de supprimer presque complètement la présence des ouvriers autour de cet appareil.
- La fabrication des tôles fortes, des blindages et des larges-plats a’fait un grand progrès par l’emploi du laminoir universel composé, indépendamment des cylindres horizontaux, de deux cylindres verticaux qui règlent la largeur et évitent le rognage des bords.
- Une disposition ingénieuse, imaginée vers 1850, a permis de laminer sans soudure des bandages de roues de wagons et de locomotives, qui étaient fabriqués autrefois avec une barre de profil voulu, cintrée à chaud, dont on réunissait les deux extrémités jpar soudage.
- Grâce à des combinaisons ingénieuses de galets mobiles coniques ou de profils spéciaux, on a réussi à laminer les formes les plus complexes.
- En général, le matériel d’élaboration des forges a! rnis à profit tous les perfectionnements de la construction mécanique, non seulement pour les laminoirs mais aussi pour leurs accessoires, scies à chaud, cisailles, machines à dresser, etc.
- La métallurgie du fer, après avoir contribué aux progrès paci-!flques de toutes lés autres industries, auxquelles elle a fourni leur outillage, est devenue, en outre, depuis vingt ans, un auxiliaire précieux pour l’art de la guerre ; le développement et la transformation incessante des armements lui ont imprimé une impulsion nouvelle ; certains grands établissements sidérurgiques 'sont devenus de véritables arsenaux, ne se contentant plus de ..fabriquer les modèles commandés, mais s’ingéniant à inventer de nouveaux types d’engins de guerre.
- Le travail de grandes masses de métal,-comme celles que,présentent les canons et les blindages, a donné lieu à la création d’un puissant outillage spécial, de fours, laminoirs, marteaux-pilons, presses à forger, machines outils, grues, ponts roulants, etc., en Rapport avec la dimension des lingots à élaborer.
- RÉSUMÉ
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- iLa seconde5 moitié du siècle a été marquée, dans le domaine de la sidérurgie, par des perfectionnements considérables du
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- procédé de fabrication de la fonte et par l’apparition de procédés absolument nouveaux en ce qui concerne la production.de l’acier.
- Ces progrès et ces méthodes nouvelles ont eu pour conséquence une augmentation énorme de la production totale des fontes, fers et aciers, en même temps qu’une diminution considérable du prix de ces produits, car c’est toujours, en définitive, le souci de la réduction du prix de revient qui conduit aux progrès et à la transformation des méthodes de fabrication.
- Ce qui caractérise l’industrie sidérurgique moderne, ce n’est pas seulement sa puisssance de production comme quantité, c’est aussi et surtout la variété considérable de ses: produits au point de vue de leur composition chimique, de leurs propriétés, mécaniques et de leurs nombreuses applications.
- Comme produits nouveaux du haut fourneau, nous avons.signalé ces alliages divers dont la teneur en fer est quelquefois inférieure à celle des autres métaux.
- En ce qui concerne l’acier, on ne connaissait, il y a cinquante ans, d’autre corps allié au fer que le carbone ; depuis la découverte des procédés Bessemer et Martin, les conditions générales de l’industrie de ce métal ont été profondément modifiées : non seulement on fabrique couramment et à volonté toutes les qualités intermédiaires d’acier au carbone, depuis le plus dur jusqu’au métal le plus doux, mais encore on produit,.notamment au four Martin et au creuset, des alliages variés, ou aciers spéciaux, en ajoutant au fer, avec ou quelquefois même sans carbone, des corps qui ont pour effet de donner au métal des qualités déterminées en vue des emplois auxquels il est destiné.
- On a conservé, en .France, le nom d’aciers à tous ces produits obtenus par- des procédés qui avaient exclusivement en vue, a l’origine, la production de l’acier, alors même que leur teneur en carbone est excessivement faible ou nulle et qu’ils ne prennent pas la trempe dans les conditions où cette épreuve servait autrefois de distinction entre le fer et l’acier.
- Concurremment avec le développement de la fabrication de l’acier et l’emploi des alliages nouveaux, la connaissance des.rap-ports qui existent entre la composition chimique, du métal et ses propriétés physiques et mécaniques a pris une.grande importance.
- La communication faite par M> Barba à la Société, en 1880, le mémoire présenté par M. Périssé, en 1884, et l’analyse faite, en 1886, par M. Bertôn, d’un mémoire de M. Considère , Ingénieur
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- en chef des Ponts et Chaussées, sur l’emploi du fer et de l’acier, ont fourni d’intéressants renseignements sur la corrélation entre la composition chimique et les propriétés mécaniques du métal.
- . Toutefois, on n’avait encore jusqu’à ces dernières années que des notions éparses sur les changements de la structure et des propriétés mécaniques des aciers ainsi que sur l’influence des éléments étrangers au fer et au carbone ; on se bornait, avec l’examen de la cassure, à indiquer, en regard de la composition chimique, les résultats des. essais mécaniques.
- Depuis une douzaine d’années, la connaissance des aciers a fait des progrès considérables à la suite des beaux travaux, en collaboration, de nos Collègues MM. Osmond et Werth, travaux qui ont précisé les états allotropiques du carbone et révélé plusieurs états allotropiques du fer lui-même, dans les aciers, suivant les conditions de température ou de travail mécanique du métal.
- Ces études poursuivies ensuite par M. Osmond , en ce qui concerne l’action des corps étrangers, dans les aciers spéciaux et notamment leur influence sur les conditions dans lesquelles s’opèrent les changements d’état moléculaire du fer et du carbone, ont permis de fixer sur des bases rationnelles les conditions de l’élaboration du métal, notamment les conditions du traitement calorifique de ces aciers complexes et ont contribué ainsi à en étendre l’emploi. .
- En résumé, aux procédés empiriques reposant sur des traditions confuses et variables avec les localités, aux recettes et aux tours de main tenus généralement secrets, dont la fabrication de l’acier fournissait des exemples particulièrement saisissants, dans la première moitié du siècle, la métallurgie moderne, faisant appel à toutes les branches de la science, a substitué des méthodes de travail rationnelles, unifiées dans leurs principes et s’appuyant sur des données scientifiquement établies; il serait injuste de ne pas reconnaître le concours précieux apporté, à cet effet, par les associations scientifiques d’industriels et d’ingénieurs, qui ont pour but la mise en commun des observations et des renseignements recueillis ; à ce titre, il nous sera donc permis d’attribuer à la Société des Ingénieurs Civils de France une certaine part dans les progrès considérables réalisés , par l’industrie sidérurgique pendant la seconde moitié du siècle.
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- II
- MÉTALLURGIE p^SJiÉTAUX AUTRES QUE LE FER
- PAR
- 3M. IR. JANNETTAZ
- Les métaux autres que le fer se trouvent, relativement à ce dernier métal, en quantité très faible à la surface du globe ; il en résulte immédiatement qu’ils ont un prix élevé et même, pour certains, considérable, et qu’il est possible de. traiter des minerais à très faible teneur, soit qu’on les enricbisse en leur faisant subir une préparation mécanique, soit qu’on les soumette directement aux traitements métallurgiques.
- Ceux-ci sont très divers ; mais on peut les grouper en deux classes : 1° Procédés de voie sèche; 2° procédés de-voie humide.
- Les procédés de fusion remontent fort loin et, sans parler des Égyptiens et des Grecs, nous rappellerons, avec notre Collègue, M. Léger/ dont la Société couronna, en 1876, le travail sur la métallurgie au temps des Romains, que « ceux-ci, devançant toute théorie, après avoir préalablement préparé et enrichi le minerai, pratiquaient, comme d’instinct, la réduction des oxydes, des carbonates et des sulfures par le grillage et la calcination avec du charbon; ils savaient expulser les gangues dans les scories, séparer l’argent du plomb et isoler le mercure par sublimation ».
- Les progrès se sont poursuivis graduellement dans les siècles suivants ; nous aurons l’occasion de les signaler dans les courts chapitres consacrés à chacun des métaux.
- Quant à ceux qui ont été réalisés dans ce- siècle, et notamment dans sa seconde partie, il est bien difficile d’en résumer l’ensemble ; néanmoins, relativement aux procédés de voie sèche, on peut dire que les perfectionnements se rapportent principalement aux points suivants:
- 1°Qualité des matières, c’est-à-dire pureté des métaux affinés;
- 2° Rendement, que la fusion, faite jadis d’une façon purement empirique, avait maintenu si faible, et qu’a beaucoup amélioré l’étude théorique de la composition des lits de fusion, étude qu’ont particulièrement développée deux célèbres métallurgistes
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- français, Leplay et Gruner, notamment clans deux importants mémoires, l’un publié par Leplay en 1848, sur la Métallurgie du cuivre en Angleterre, l’autre que fît paraître, en'1868, Gruner, sur la.Métallurgie du plomb. Les progrès dans les procédés de condensation ont également' permis d’augmenter le rendement des métaux très volatils comme le mercure et le zinc, ou de récupérer ceux qui sont sensiblement volatils, comme le plomb ; des chambres de dépôt servent également à recueillir les métaux qui, sans être volatils, sont entraînés mécaniquement à des états divers;
- 3° Economie de combustible ; on l’a réalisée en augmentant les dimensions des appareils et en favorisant les conditions mêmes de la combustion, ce qui a été souvent, obtenu par le chauffage au gaz ; . ;
- 4° Diminution de main-d’œuvre, grâce aux systèmes mécaniques appliqués non seulement aux appareils de chargement, mais aux fours eux-mêmes ;
- 5° Conservation des fours et, par suite, durée des campagnes, grâce au choix des matériaux réfractâires, et souvent, notamment dans les fours à cuve, grâce à des dispositions spéciales de réfrigération;
- 6° Abaissement du prix de revient, comme conséquence immédiate de tout ce qui précède; car c’est la différence entre la science pure et la science appliquée de chercher des traitements non seulement nouveaux mais économiques.
- Les procédés de voie humide résultent directement des progrès de la chimie ; en permettant de. n’attaquer que la partie utile du minerai au lieu-! de nécessiter la fonte eh la scorification de matières inertes, ils ont donné le.moyen de traiter les minerais contenant des quantités'-extrêmement faibles de métaux. L’importance des procédés de voie humide a été exposée à plusieurs reprises devant la Société, et tout récemment par M. Chalon, qui a insisté sur le développement auquel ils sont appelés.
- L’électricité est venue apporter son eoncours-aux procédés de voie sèche aussi bien qu’à ceux de voie humide, et, si les applications industrielles sont encore limitées, il y en a déjà plusieurs fort importantes, notamment :
- lïéleetrolyse par voie humide pour l’afïînage du cuivre ;
- ilJélectrolysepar voie ignée pourdasfabricatiom de l’aluminium ;
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- sans parler des procédés électrothermiques qui ont pris un si rapide développement. Nous ne pouvons nous étendre ici sur Y Électrométallurgie, mais nous devons faire remarquer la part considérable qu’y ont prise les savants français et citer au moins les noms de Becquerel et de M. Moissan.
- La rareté des minerais contenant les métaux autres que fer, en proportion utilisable actuellement, est particulièrement grande en France. Le nombre des usines extrayant ces métaux y est donc assez faible; néanmoins, les Ingénieurs français ont marqué leur trace dans cette branche de la métallurgie et nous verrons, notamment à propos du cuivre, du nickel et de l’aluminium, que les travaux des membres de notre Société comptent parmi les plus importants.
- Cuivre.
- Des travaux métallurgiques poursuivis au cours du moyen âge auprès des gisements pyriteux du Harz, du Mansfeld et de la Thuringe, est résultée une méthode par grillage et induction qu’on appelle souvent méthode allemande. En Suède également, depuis un grand nombre d’années, on pratique la même méthode qui, par suite, peut recevoir aussi le nom de suédoise ; enfin, on l’appelle encore continentale, par distinction d’avec la méthode anglaise, pratiquée dans les fonderies d’Angleterre, installées auprès des mines du Cornouailles et du pays de Galles.
- En 1848, des fonderies de cuivre existaient en Russie, en Scandinavie et en Allemagne, à côté des gîtes mêmes ; mais tous les minerais qui n’étaient pas traités sur le lieu d’extraction, comme ceux d’Amérique et d’Australie, étaient fondus en Angleterre. Dans ce pays le développement de la.métallurgie du cuivre ne datait que d’une vingtaine d’années; il est allé sans cesse en croissant, grâce aux deux éléments de succès industriel qui devaient tant profiter à l’industrie anglaise et qui sont le génie entreprenant de ses négociants et la richesse du pays en minerais et plus encore en houille.
- Pour traiter les minerais venant des régions différentes du globe, il fallait une méthode se prêtant à de grandes variations et employant des appareils bù l’on puisse changer facilement la ( composition des charges, l’élévation de température, la puissance oxydante ou réductrice de l’atmosphère. Le four à réverbère «'remplit toutes ces conditions.' Aussi est-ce lui dont se sert la ,mé-
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- thode anglaise pour les grillages, les fusions pour mattes, les rôtissages où le cuivre prend nature, enfin pour l’affinage.
- A l’époque dont nous parlons, la méthode anglaise était déjà très perfectionnée ; une disposition particulière de grille permettait un véritable chauffage au gaz, ce qui fournissait le moyen de brûler des anthracites menus.
- On pratiquait également la fabrication des fonds cuivreux ou bottoms permettant de rassembler, dans une petite masse, les métaux étrangers ; cette opération, combinée avec des rôtissages supplémentaires, constitue le procédé complexe appelé extra-process.
- De son côté, la méthode allemande était en 1848 appliquée dans les pays possédant des gîtes de composition suffisamment régulière. L’emploi du four à cuve où le minerai est directement au contact du combustible procure pour ce dernier une grande économie ; aussi cet appareil a-t-il continué à être en usage pour la fusion des mattes et pour la réduction des produits provenant soit du grillagé des mattes, soit des minerais oxydés comme ceux exploités dans le courant de ce siècle, en France à Chessy et jusqu’à ces dernières années, à Perm dans l’Oural.
- Mais les enrichissements des mattes se font beaucoup plus facilement au four à réverbère ; c’est pourquoi on trouve en général avantageux de recourir à une méthode mixte, combinant les opérations de grillage ou de fusion au four à réverbère et de fusion simple ou de scorification au four à cuve. C’est ce qui a eu lieu pendant quelques années dans les usines à cuivre des Bouches-du-Rhône fondées aux environs de 1848 et dont la plupart n’ont marché que peu de temps ; c’est ce qui a lieu encore dans les usines de B.iache-Saint-Vaast, à propos desquelles nous devons citer les noms de M. Mesdach, qui fut Membre de la Société et de nos Collègues MM. Eschger et Ghesquière-Dierikx.
- Voyons maintenant quels sont les progrès réalisés dans les appareils servant aux opérations précédentes.
- Les fours à réverbère pour la fusion ont été agrandis ; tels ceux pour 1’afîinage du cuivre noir ou du cuivre natif. On y a souvent appliqué le chauffage au gaz, en France notamment où nos Collègues MM. Derval, Hovine, Lencauehez, Radot se sont fait une spécialité de ce mode de chauffage. Nous citerons comme exemple les fours pour l’affinage du cuivre installés dans les belles usines de notre Collègue M. Lazare Weiller.
- Pour le grillage des pyrites ou dés mattes et, d’une façon géné-
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- raie, pour le grillage des sulfures, les dispositifs ont été nombreux. Les grillages en tas et à l’air libre, sont devenus, de plus en plus rares et ont fait place à ceux qui permettent de recueillir le gaz sulfureux: stalles de grillage, kilns et autres fours verticaux, de construction assez compliquée où la matière finement pulvérisée tombe de gradin en gradin, en offrant à l’air une grande surface d’action. Les fours à réverbère ont, dans le cours de ces dernières années, été de plus en plus employés pour le grillage. On les a beaucoup allongés par rapport aux anciens fours de la méthode anglaise, de façon à mieux y utiliser les gaz chauds et à y faire circuler la matière d’une façon méthodique et continue. En Amérique, on a beaucoup étendu l’emploi des fours à grand débit et, par suite du prix élevé de la main-d’œuvre, on se sert souvent du râblage mécanique et .des fours rotatifs. Signalons que les fours à sole tournante étaient déjà employés en Angleterre au milieu de ce siècle. A la même époque, en France, une. série d’expériences, poursuivies par MM. Olivier, Jean Baptiste et Michel Perret, allaient permettre l’utilisation des pyrites menues pour la fabrication de l’acide sulfurique. Plus tard, on est arrivé à construire des fours à tablettes où la combustion des pyrites menues suffit à produire dans le four la température nécessaire à l’opération.
- Quant aux fours à cuve pour la fusion, ils ont subi des modifications considérables. Les anciens fours à manche, peu élevés, à petite section rectangulaire, sur une face desquels soufflaient les tuyères, très peu nombreuses, tandis que devant l’autre face était creusé un bassin de réception, ont été remplacés par des fours d’un type analogue à celui des hauts fourneaux ; comme eux ils n’ont pas cessé de se transformer ; leur section s’est agrandie, leur forme s’est élancée, leur base s’èst dégagée, la cuve du four a été appuyée sur des colonnes, laissant libre la région de l’ouvrage qui a pu ainsi être réparée facilement et construite avec des épaisseurs de maçonnerie beaucoup plus faibles; on a même supprimé complètement la maçonnerie, en la remplaçant par une enveloppe métallique qu’on, a refroidie par un courant d’eau et qu’on a appelée, en Amérique, le waierjacket.
- Une transformation beaucoup plus importante encore que les précédentes a été faite dans la métallurgie du cuivre; elle correspond à celle que le convertisseur a apportée dans la fabrication de l’acier. Beaucoup d’essais ont été tentés dans ce but; rappelons ceux de M. Hollway en Angleterre, que nos Collègues,
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- MM. Pourcel et Regnard ont fait connaître a la Société en 1879. C’est en France, clans les usines de M. Manhès, à Yedènes (Vaucluse), qu’a été faite la première application à la métallurgie du cuivre du procédé pneumatique. La réussite a été obtenue grâce à une nouvelle disposition des tuyères; elles furent placées horizontalement, de façon à éviter un trop grand refroidissement de la masse qui contient, par rapport à la fonte, des éléments à éliminer atteignant des proportions considérables et ne produisant, par leur combustion, que de faibles quantités clé chaleur, et qui fournit un métal ayant une médiocre capacité calorifique et une grande conductibilité, et tendant, par suite, à se refroidir et à se solidifier.
- A cette invention est attaché le nom de notre Collègue M. Paul David, qui, depuis les premiers essais qu’il dirigea à Vedènes, n’a pas cessé de travailler à perfectionner le convertisseur pour* cuivre, et vient d’en inventer un nouveau type, « le sélecteur », employé dans les usines de la Société des Cuivres de France, à Eguilles, qu’il dirige actuellement ; cet appareil est caractérisé par sa forme sphérique, la disposition des tuyères et par une poche latérale qui permet de recueillir les fonds cuivreux ou bottoms analogues à ceux dont nous avons parlé:à propos de la méthode anglaise.
- En Amérique et en Angleterre, on a poursuivi des travaux très nombreux et intéressants ; sans y insister;, nous citerons ceux relatifs à l’emploi du vent chaud, à la fusion pyritique et au raffinage direct des mattes.
- Dans la voie humide également, les procédés sont multiples. Le plus simple est celui de la sulfatisation, dont l’invention paraît remonter assez loin et dont l’application fut faite il y a deux siècles déjà à Agordo; il permet de traiter des minerais contenant moins de 2 0/0. M. Ferdinand Gautier a décrit à la Société, en 1879, ce procédé tel qu’il est employé dans les, gisements du sud de l’Espagne. On utilise également pour ceux-ci la chloruration produite par une solution de chlorure de fer. La chloruration peut être, aussi réalisée par voie sèche au moyen du grillage chlorurant.
- Après dissolution la précipitation du cuivre se fait au moyen du 1er et'. quelquefois de l’hydrogène sulfuré.
- La voie humide fournit actuellement près de la moitié du cuivre produit dans le monde.
- Electrohjseni, depuis plusieurs années déjà, permis à Findus^
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- trie de- produire du cuivre très pur et d’extraire les métaux précieux qu’il, aurait été impossible de retirer par les procédés ordinaires de la voie humide ou de la voie sèche. Ce procédé est installé en France dans un assez grand nombre d’usines.
- On a fait plus et on est arrivé à la fabrication des tuyaux dans les cuves d’électrolyse.
- Quant au traitement électrochimique des minerais, il a été éga-? lement essayé, mais, malgré les recherches intéressantes : de différents Ingénieurs, et notamment de notre Collègue M. Deli-gny, il n’a pu entrer clans la pratique, pas plus pour les mattes que pour les minerais.
- Aux usines déjà mentionnées d’Fguülos, qui:fondent des minerais pyriteux; de Biache Saint-Yaast qui traitent les mattes du Havre, qui pratiquent l’affinage, nous devons ajouter ici, comme s’occupant d’une façon importante de la métallurgie du cuivre en France, les usines d’affinage de notre. Collègue M. Félix Hubin, et les nombreuses usines de la Compagnie Française des métaux, qui font le rôtissage des. mattes et raffinage du cuivre, Dans cette Compagnie nous relevons les-noms de notre Vice-Président, M. Mesureur, et de nos: Collègues MM, Ilippolyte Fontaine, Bullot et Sommaire.
- L’industrie du cuivre n’a pas cessé de se développer depuis 1848> en Amérique, spécialement aux États-Unis et au, Chili. Relativement à ce dernier pays M. Ch. Vattier a. publié dans le le Bulletin de 1892 sur le Chili minier, métallurgique et industriel un mémoire très documenté et contenant outre, la,, métallurgie du fer, celle du cuivre, de l’argent et de l’or.
- Plomb.
- La métallurgie du plomb comprend deux méthodes correspondant à celles qui s’appliquent au cuivre : méthode par réduction des oxydes qu’on rencontre soit sous forme de minerais oxydés, à: divers états, soit sous forme de produits résultant du grillage des. minerais sulfurés ; méthode par rôtissage ou par. grillage et réaction des oxydes sur les sulfures.
- Mais ici, elles ne s’appellent, plus d’une façon, aussi nette, méthode allemande et méthode anglaise; car elles sont appliquées concurremment dans les différents pays,. Le choix entre elles dépend, en effet, de la, nature des métaux mélangés, au.
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- plomb dans les minerais : argent, zinc, cuivre, fer; et aussi cle la composition des gangues, suivant qu’elles sont plus ou moins quartzeuses.
- C’est ainsi que la méthode par grillage et réaction, qui convient aux minerais riches et où, par suite, on n’a pas à craindre la formation de trop de scories plombeuses, a été suivie non seulement en Angleterre et en France, mais en Allemagne. Quelquefois d’ailleurs on extrait par cette méthode au four à réverbère une partie seulement du plomb contenu ; le résidu est traité au four à cuve; on opère ainsi dans les usines de Silésie.
- A côté de ces méthodes, il faut citer celle de précipitation par le fer qui a été essayée pour un grand nombre de métaux et est restée d’un emploi courant seulement pour le plomb ; on la combine, en général, avec la méthode de grillage et réduction, et l’on se sert non plus seulement du fer à l’état de vieilles ferrailles, mais de scories ferrugineuses ou de minerai de fer. C’est alors une méthode mixte; elle est employée, en France, aux usines de Pontgibaud et de Couëron.
- On appliquait encore, en 1848, dans un certain nombre d’usines, une méthode très simple, celle du bas foyer, mais son usage a été sans cesse en diminuant. A la même époque, le procédé par grillage et réaction, avec une période de ressuage très marquée, était pratiqué en France sous le nom de procédé breton, du nom de la région où était située l’une des usines qui l’appliquaient, celle de Poullaouen; l’autre usine était celle d’Albertville, en Savoie ; toutes deux sont fermées depuis longtemps.
- La consommation du plomb était d’ailleurs assez faible à cette époque et certaines mines vendaient la plus grande partie de leurs produits à l’état brut, la galène ou alquifoux, servant à vernir les poteries. C’est ce qùi avait lieu, par exemple, aux usines du Bleiberg belge, dont M. Goschler a donné la description (Bulletin de 1850) ; de grands agrandissements y ont été faits depuis cette époque par une Société à la tête de laquelle est notre Collègue, M. Gottereau. Autrefois, de petits fours à manche où l’on passait un lit de fusion formé de minerai, -de chaux, de scories de forge et de coke, servaient à extraire le plomb, comme produit accessoire.
- Les fours de réduction employés en Espagne pour traiter les carbonates de plomb étaient particulièrement simples ;s c’étaient des fours dits à grand tirage ou atmosphériques; l'air, au lieu d’être soufflé, arrivait aux tuyères aspiré par de grandes chemi-
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- nées ou clés carneaux appuyés sur des collines au pied desquelles était construit le four. M. Petitgand les a décrits, en 1863, dans notre Bulletin et a fait ressortir combien ces appareils, si simples qu’ils soient, ont développé l’industrie dans la région de Carthagène.
- Un type intéressant de four de réduction est celui de l’usine française de la" Pise. La réfrigération par l’eau y fut appliquée en 1863. La .partie inférieure du four était formée de plaques de fonte munies de rigoles dans lesquelles circulait de l’eau.
- En Amérique, on a plus tard employé une double paroi, de façon que le métal soit sur toute sa hauteur au contact de l’eau ; on constitue ainsi le manchon ou chemise d’eau dont nous avons déjà rappelé l’appellation de waterjacket.
- Relativement au grillage, il faut signaler un mode opératoire spécial au plomb qui convient au cas où l’on emploie la méthode mixte ; on ne grille qu’une partie du sulfure, mais à la fin de l’opération on agglomère la masse de sulfure et d’oxyde obtenue. Cette opération se fait de deux façons différentes ; c’est ainsi qu’en Saxe, à Freiherg, la masse est amenée à un état d’agglomération complet. On emploie, pour ce grillage, des fours à réverbère qui sont, comme ceux dont il a été parlé au cuivre, très ^ longs, munis de nombreuses portes et permettant une marche méthodique; ceux de Freiherg comportent un bassin dans la partie voisine de l’autel.
- Un problème qui n’est pas encore résolu d’une manière satisfaisante, est celui de la condensation des matières métalliques entraînées ;‘malgré des chambres sèches ou humides et des galeries dont la longueur atteint 1 km et plus, les pertes sont encore considérables.
- En 1848, la désargentation du plomb se bornait au procédé de Pattinson, fondé sur la cristallisation du plomb. Ce procédé a été modifié, notamment parM. Laveissière, Membre de là Société, qui s’est préoccupé de substituer des appareils mécaniques aux râbles dont le travail, est assez pénible. '
- Procédé différent, le zincage repose sur la formation, par l’addition de zinc, d’un alliage triple qui entraîne l’argent et est moins fusible que les métaux constituants, de sorte qu’il se solidifie et surnage sous forme de croûtes à la surface du plomb désargenté. -
- L’importance que devait prendre ce procédé alors tout récent, a été signalée dès 1853, à la ..Société, par M. Goschler. A cette Bull. 44
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- époque, le traitement de l’alliage triple se faisait simplement en chassant le zinc par distillation. On a perfectionné ce procédé en permettant au zinc de se condenser. Bien d’autres variantes ont également été employées; on s’est servi notamment de la vapeur d’eau et de la soude pour enlever le zinc. L’emploi de la soude à été signalé à la Société, en 1872, par M. P. Thomas.
- Quant au plomb désargenté et zingueux il est en général affiné au four .à réverbère. Le zinc qu’il contient est ainsi perdu; il reste donc là des améliorations à réaliser.
- Le plomb suffisamment enrichi est ensuite soumis à la coupellation. Gomme dans tant d’autres cas, on retrouve en présence deux procédés : l’un allemand, l’autre anglais. Le premier se pratique dans de grands fours à voûte mobile, sur de fortes masses de plomb, encore impur et à teneur assez faible en argent pour qu’une partie des litharges puisse être livrée directement au commerce ; la coupellation anglaise emploie des fours de petite dimension, à sole mobile, où l’on peut réaliser le chargement d’une façon continue pendant l’opération.
- La voie humide n’est pas employée pour traiter les minerais de plomb et il y a à cela divers motifs dont les deux principaux sont : la grande fusibilité du plomb et l’insolubilité dans l’eau de la plupart de ses composés, particulièrement sulfate et chlorure. Mais la voie humide combinée à l’électrolyse pour le traitement des plombs argentifères a donné lieu à plusieurs applications.
- Zinc.
- Si les différentes contrées où s’est développée, à la fin du siècle dernier et au commencement de celui-ci, l’industrie du zinc ont donné naissance aux procédés : anglais, belge, silésien, carinthien,. on ne trouve de différence que dans les appareils, et le principe du traitement reste le même : calciner la calamine et griller la blende de façon à avoir un oxyde ; réduire ensuite cet oxyde au contact direct du charbon, dans un vase clos au sortir duquel le zinc volatil vient se condenser dans des appareils de petite dimension, car, il faut pouvoir y maintenir une atmosphère réductrice et soustraire la vapeur de* zinc à l’oxydation que produit sur elle non seulement l’oxygène, mais l’acide carbonique lui-même.
- Les fours pour la calcination sont de deux sortes: fours cou-
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- lants, analogues à ceux qui servent pour la calcination des minerais de fer, et fours à réverbère. Ges derniers ont subi les mêmes transformations que ceux appliqués au traitement des métaux précédents ; ils ont été construits très longs et à marche continue, soit avec deux soles superposées, soit avec une sole unique, comme le four dont M. Piquet a donné la description dans le Bulletin de 1877.
- La blende est particulièrement difficile à griller ; il faut, en effet, lui faire subir un coup de feu final pour décomposer le sulfate de zinc qui a pu se former et qui ne se réduirait pas dans les appareils de distillation.
- On la pulvérise toujours avant de la griller. On lui applique les fours à chute ou à cascade comme aux pyrites pulvérisées ; dans les régions riches, où l’industrie est avancée et Pagriculture développée, on préfère actuellement à ces appareils les fours à moufles, qui permettent la transformation complète du gaz sulfureux, non dilué dans les fumées, en acide sulfuriquè, et évitent ainsi aux cultures des dommages dont le paiement a été quelquefois fort onéreux pour les usines.
- Les appareils où l’on réduit l’oxyde de zinc pulvérisé et mélangé au charbon ont des formes très diverses ; les appareils anglais, analogues à des pots de verrerie, sont de moins en moins employés ; les tubes du procédé carinthien ne le sont plus du tout. Les cornues belges, maintenues seulement à leurs deux extrémités, et les moufles silésiens reposant par toute leur base, continuent à être en usage, les premiers pour les minerais riches, les autres pour ceux qui n’ont qu’une faible teneur, mais les anciens condenseurs silésiens ont été à peu près complètement abandonnés ; on les a remplacés par des condenseurs à allonges, auxquels on a donné une grande capacité pour contenir le zinc distillé.
- Cette disposition a permis de placer les moufles sur plusieurs étages, et, par suite, de mieux utiliser les fours et la chaleur qui y est produite.
- Dans certaines régions, notamment en Silésie, on s’est surtout; préoccupé de diminuer les pertes de zinc entraîné, et on a construit des appareils de condensation assez compliqués et ' aboutissant à de grandes chambres de dépôt.
- Quant au chauffage, il a fait des progrès considérables, grâce aux fours à gaz. Ceux-ci, en effet, ont, entre autres, le grand avantage de pouvoir fonctionner avec des houilles contenant
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- peu de matières volatiles et qui n’auraient pas, avec la combustion sur grille ordinaire, chauffé d’une façon régulière les nombreux tubes ou moufles qu’on aligne et superpose dans les appareils actuels; le système de récupération, soit par chambres de briques, soit par poteries, permet aussi une meilleure utilisation de la chaleur et produit des économies importantes. Les gazogènes sont, comme dans les autres industries, de types divers ; les gazogènes soufflés ont l’avantage de produire une surpression dans le four, qui empêche les vapeurs de zinc de sortir des appareils par les fissures qui peuvent s’y produire.
- Malgré ces progrès, l’industrie du zinc est encore dans des conditions de rendement en métal et d’utilisation de combustible inférieures aux autres industries métallurgiques. C’est pourquoi on a cherché un procédé tout à fait différent et on a voulu réduire l’oxyde de zinc au four à cuve. Notre Collègue, M. Len-cauchez, a publié, sur cette question, deux communications au Bulletin, en 1860 et 1877. La vapeur de zinc est si oxydable qu’il est impossible d’obtenir du zinc métallique compact au four à cuve. Cet appareil semble donc ne pouvoir être utilisé que pour produire un oxyde très riche et pur, qui serait facile à réduire ensuite dans les appareils de distillation ordinaires.
- Nous n’avons parlé, jusqu’ici, que du traitement des minerais pour en retirer un seul métal. Le,plus souvent il n’en est pas ainsi, et, malgré la séparation que permet de faire la préparation mécanique, on doit traiter des minerais complexes. Nous ne pouvons, ici, que signaler ce fait et l’appuyer d’un exemple: la blende est souvent mélangée à la pyrite et à la galène plus ou moins argentifère. On fait alors une série d’opérations : grillage du soufre, distillation du zinc, fusion pour plomb d’œuvre et matte cuivreuse, concentration de cette matte pour cuivre, enrichissement du plomb argentifère et. coupellation ; de sorte qu’on retire finalement tous les produits contenus dans le minerai.
- La grande facilité d’attaque des composés du zinc par les acides et la solubilité des sels ainsi obtenus pourrait faire croire que la voie humide convient bien aux minerais de zinc pauvres ; l’impossibilité de précipiter le métal par le fer empêche cette méthode de convenir au zinc comme elle convient au cuivre. Mais on peut, par l’électrolyse, réaliser l’affinage du zinc.
- On a- essayé de traiter aussi les minerais par l’électrolyse. M* Létrange a exposé, en 1881, devant la Société, tous les travaux qui avaient été poursuivis - par lui dans ce but et lui avaient
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- donné des résultats encourageants dans des essais restreints; malheureusement, ils n’ont pu fournir une méthode industrielle.
- Il y a actuellement, en France, trois fonderies de zinc : à Viviez (Aveyron), à Auby et à Noyelles (Nord) ; il n’en existait pas en 1848. L’usine de Viviez appartient à la célèbre Société de la Vieille-Montagne. Dans celle-ci nous comptons deux Collègues, MM. Artus et Prus.
- Mercure.
- Le mercure est, comme le zinc, très volatil ; mais, étant beaucoup moins oxydable, il est bien plus facile à condenser.
- Les traitements encore adoptés pour le cinabre, par grillage simple ou par réduction à l’aide de la chaux, sont connus depuis plusieurs siècles. Les progrès réalisés à notre époque sont relatifs aux appareils ; on a construit des fours à réverbère et des fours à cuve permettant, grâce à. leur marche continue, de diminuer la main-d’œuvre, d’économiser le combustible et de soustraire autant que possible les ouvriers aux vapeurs mercurielles si toxiques.
- Ces avantages et le dernier notamment, aujourd’hui où l’on se préoccupe tant de l’hvgiène des travailleurs, ont fait se répandre ces procédés; ils ont l’inconvénient de diluer les vapeurs de mercure dans les gaz étrangers provenant de la combustion et de rendre, par suite, la condensation moins facile et moins complète.
- Nickel.
- Le nickel fournit un des exemples les plus nets de,s progrès de la métallurgie contemporaine. S’il était déjà connu depuis plusieurs siècles dans les minerais que les mineurs saxons appelaient kupferriickel, en 1848, il était encore un métal rare ; on avait simplement reconnu la réalité de son existence restée longtemps problématique.
- En 1867, notre Collègue, M. Jules Garnier, rapporta de la Nouvelle-Calédonie un minerai nouveau qui fut déterminé par M. Édouard Jannettaz comme un silicate de nickel et de magnésium ; cette garniérite, qu’on a aussi appelée nouméite, resta le
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- seul minerai alimentant les diverses fonderies jusqu’à la découverte des gisements du Canada.
- M. Garnier a exposé, dans notre Bulletin, ses recherches pour transformer le minerai de la Nouvelle-Calédonie en une fonte nickelifère dans le but de l’affiner ensuite sur sole pour obtenir du ferro-nickel ou du nickel. C’était une solution permettant de fondre le minerai sur place ; malheureusement, ce traitement présente des difficultés. Le nickel a, en effet, une grande affinité pour le soufre ; or, le coke renfermant du soufre, on obtient, en réduisant le minerai au four à cuve, une fonte de nickel qu’accompagnent quelques centièmes de soufre.
- C’est pourquoi on a dû fabriquer des mattes, en fondant le minerai au four à cuve, avec des composés contenant du soufre, sulfate de chaux, soufre natif, ou bien encore résidus decliarrées de soude. Les mattes obtenues ont été soumises à la voie humide ou à la voie sèche ; ces deux modes de. traitement ont été décrits dans notre Bulletin, à propos d’une visite faite par les Membres de la Société chez nos Collègues, MM. Christofle et Bouilhet, en 1884. Nous avons visité à notre tour leurs célèbres ateliers, sous la direction de notre Collègue, M. Herpin, qui nous a fait , suivre le traitement par voie sèche; ce traitement est actuellement le seul employé ; il consiste en un grillage au four à réverbère suivie d’une scorification du fer à l’état de silicate, de façon à obtenir du sulfure de nickel ; ce sulfure est grillé à son tour au four à réverbère et donne un oxyde que l’on réduit en vase clos, après l’avoir mélangé avec de la farine de seigle.
- Dans la métallurgie du nickel comme dans celle du cuivre, le convertisseur devait trouver son emploi; on arrive à faire au convertisseur la scorification du fer contenu dans la matte, mais on n’obtient que le sulfure de nickel, et on n’a pas pu produire le nickel, métallique comme on obtient le cuivre noir.
- Les gisements du Canada ont été décrits' en 1891 devant la Société par M. Jules Garnier. Avec les minerais qui en proviennent on fabrique, en Amérique, depuis ces derniers temps du nickel électrolytique.
- Manganèse, chrome, etc.
- Le traitement des minerais de., manganèse appartient à la sidérurgie, car l’industrie ne fabrique pas ce métal à l’état de
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- produit pur, mais à l’état de fontes. Nous n’ayons donc pas à parler ici des traitements qui s’y rapportent; nous rappellerons seulement que notre ancien Président, M. Jordan, a fait connaître en 1877 des fontes manganésifères obtenues à l’usine de Saint-Louis et contenant jusqu’à 85 ,0/0 de manganèse et qu’il annonça la volatilisation de ce métal ; c’est un des plus volatils au four électriquej comme M. Moissan l’a signalé au cours des belles recherches qu’il a poursuivies dans ces dernières années.
- Rappelons aussi que M. Moissan a obtenu au four électrique, entre autres métaux, le chrome, le titane, le tungstène, le molybdène.
- Il y a là une voie toute nouvelle ouverte à la métallurgie.
- Étain.
- La métallurgie de Pétain n’a subi que peu de changements depuis 1848 ; on savait déjà depuis des siècles réduire la cassitérite par le charbon, soit au four à réverbère, soit au fqur à cuve. On a appris ensuite à obtenir de l’étain pur ; on y est arrivé en perfectionnant les procédés et appareils de grillage ; oii a notamment employé pour ceux-ci des dispositions mécaniques, tel le four à sole tournante. On a su se débarrasser du tungstène contenu dans le wolfram qui accompagne souvent la cassitérite et -obtenir ainsi des composés de ce métal.
- Mais dans cette partie du siècle on a inventé de nombreux procédés pour récupérer l’étain des déchets de fer-blanc: procédés électrolytiques et chimiques, donnant, les premiers de l’étain cristallisé très pur, les seconds des sels d’étain auxquels on a eu, dans certains cas, recours pour fournir par précipitation au moyen du zinc, de l’étain en poudre ; cette poudre peut s’étaler sur du papier pour remplacer les feuilles d’étain laminées qui sont si employées, mais dans certains cas sont d’un prix trop élevé malgré leur minceur.
- Aluminium.
- L’aluminium était encore mal connu, même au point de vue iscientifique, en 1848. Quelques années plus tard, H. Sainte-Glaire Deville a créé la métallurgie de l’aluminium par réduction du chlorure d’aluminium et de sodium à l’aide du sodium, dont il dut, en même temps, établir industriellement la fabrication.
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- - Cinquante ans pins tard, l’électrométallurgie de l’alnminium était créée à peu près en même temps en Amérique et en France ; et à ce propos, nous devons citer le nom de notre Collègue, M. Heroult, et celui de M. Minet. Leurs procédés appartiennent à un autre chapitre; ils ont d’ailleurs été exposés dans notre Bulletin par M. Haubtmann qui, en 1891, a publié un important mémoire sur la Métallurgie de l’aluminium.
- Les propriétés du métal et de ses alliages ont été décrites devant la Société, par M. Spiral, en 1891 également; puis, en 1893, par M. Le Verrier, Ingénieur en chef des Mines, professeur de métallurgie au Conservatoire des Arts et Métiers, qui a bien voulu répondre, à l’invitation qui lui avait été faite de présenter à la Société les résultats de ses recherches sur la question si importante de la soudure de l’aluminium. M. Hart a exposé en 1894 les emplois de l’aliminium dans la marine.
- Antimoine.
- La métallurgie de l’antimoine était assez développée en France, en 1848, pour permettre l’exportation de ce métal, dont les applications étaient, d’ailleurs, restreintes; elle n’a, pendant la plus grande partie de ce siècle, subi aucun changement dans ses procédés. L’un est fondé.sur une propriété toute spéciale, la fusibilité du sulfure ou stibine, qui permet de le séparer par une simple fusion de ses gangues; le sulfure enrichi a été quelquefois traité par lé fer, qui précipite l’antimoine, ou, ce qui est le cas habituel, soumis à la méthode générale de grillage et réduction. Mais ici se présente une autre propriété de l’antimoine: c’est la volatilité de son oxyde, qui rend le grillage difficile. Aussi, dans ces dernières années, on a appliqué un mode de grillage spécial : le grillage avec volatilisation.
- Bismuth et arsenic.
- Le bismuth prend place à côté de l’antimoine, à cause de ses propriétés générales et de sa facilité d’extraction par liquation. Les minerais natifs sont faciles à traiter par liquation ; les autres donnent lieu à des traitements plus ou moins complexes qui se font d’ailleurs uniquement à l’étranger.
- Quant â l’arsenic^ qui appartient également à la même famille
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- de métaux, il n’est guère traité qu’en Allemagne pour donner des produits chimiques.
- Argent.
- Il a été parlé, à propos du plomb, de la coupellation. Les minerais riches en argent peuvent être ramenés à ce procédé par une fonte préalable avec du plomb ou avec des minerais et résidus contenant ce dernier métal.
- Le cuivre argentifère peut également être traité par voie sèche, en partie du moins ; les rnattes contenant du cuivre, du fer et de l’argent sont grillées de façon à donner du sulfate d’argent qu’on extrait ensuite par voie humide. L’électrolyse a été également appliquée pour séparer le cuivre de l’argent.
- Après la, coupellation, dont l’origine est extrêmement ancienne, la découverte la plus importante dans la métallurgie de l’argent est celle faite dans le courant du xvie siècle par Bartoloméo Médina du procédé du patio, c’est-à-dire de l’amalgamation à froid des minerais contenant l’argent combiné à l’état de chlorure et même de sulfure. Ce procédé, dont on a Si difficilement expliqué exactement les réactions chimiques, est encore appliqué de nos jours tant il était heureusement combiné et approprié à un pays sans routes, où les matériaux pour les appareils et les combustibles ne peuvent guère se transporter, tandis qu’on peut faire porter à dos de mule quelques kilogrammes de mercure jusqu’au minerai dont il s’agit de retirer l’argent.
- L’amalgamation ne fut appliquée en Europe jusqu’à la fin du XYine siècle qu’aux minerais natifs. A cette époque fut réalisée pour les minerais sulfurés la méthode saxonne comprenant le grillage chlorurant des minerais, le traitement du chlorure d’argent par le fer et l’amalgamation de l’argent ainsi précipité,
- En 1848 déjà, la quantité d’argent extraite des usines d’Europe était très faible, par rapport à celle que fournissait l’Amérique. Celle-ci a, depuis, accru sa production dans les proportions qui ont amené d’une façon persistante la baisse du métal.
- Dans certaines exploitations les procédés sont restés simples; tel le broyage sous pilon et l’amalgamation qu’a décrits M. Durand dans sa communication sur les mines d’argent du Névada.
- Au contraire, sur beaucoup d’autres points on a employé des appareils très perfectionnés pour le grillage et l’amalgamation.
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- On a aussi eu recours à des procédés fondés sur la dissolution du chlorure d’argent dans divers composés : sel marin, et hypo-sulfites de sodium, de calcium, de sodium et de cuivre.
- Or.
- Le traitement des alluvions d’or a été pratiqué depuis la plus haute antiquité et l’on trouve chez les différents peuples une série d’appareils différents permettant de séparer par l’eau les sables d’avec le métal précieux. L’amalgamation est venue perfectionner ce traitement et permettre de recueillir l’or dont les particules trop fines et légères étaient entraînées.
- A côté de la bâtée, du pan, de l’auget, de l’auge sibérienne qui nécessitent d’une façon constante la main de l’homme, le berceau, le long-tom et le sluice ont permis d’abandonner à l’eau seule le travail d’enrichissement.
- Pour les quartz aurifères les premiers progrès ont résulté des appareils de broyage qui ont permis de réduire le minerai en particules fines de façon que l’or renfermé soit mis au contact du mercure. L’arrastra, un peu perfectionnée est encore employée dans certains cas, comme on peut le voir dans l’importante étude sur les gisements d’Ouro-Preto qu’a publiée M. JVIonchot dans le Bulletin de 1884 et dans la communication faite par M. Feder-mann en 1893 sur les exploitations d’or de l’Italie.
- Mais, en général, on emploie des appareils mécaniques plus perfectionnés, bocards ou meules; on peut commencer l’amalgamation dans ces broyeurs et la terminer sur des plaques de cuivre amalgamées.
- Lorsque l’or ne peut pas être obtenu ainsi, qu’il est réfractaire, c’est-à-dire que la présence des corps étrangers qui l’accompagnent l’empêchent de s’amalgamer, on a recours aux traitements chimiques qui ont complètement transformé dans la seconde partie de ce siècle la métallurgie de l’or plus encore que celle de l’argent.
- Ces traitements nécessitent un enrichissement mécanique pour la production des concentrés.
- Le premier en 'date est la chloruration consistant à faire passer l’or à l’état de chlorure, d’où' on l’extrait par un réducteur : sulfate de fer, hydrogène sulfuré, sulfures, etc. La chloruration
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- peut se produire soit directement par l’attaque du chlore, soit après grillage chlorurant.
- A côté de ces traitements, il en est un qui, dans ces dernières années, a pris une place très importante, la cyanuration. On dissout dans du cyanure de potassium l’or renfermé dans les minerais, dans les résidus ou tailings provenant de traitements antérieurs par amalgamation et même dans les résidus très fins, se présentant sous forme de houe, qu’on appelle les sûmes..
- On retire l’or du cyanure double qui le contient soit par le zinc, soit ;par l’électrolyse ; on a étudié une série de variantes permettant de combiner la cyanuration et l’amalgamation.
- La cyanuration s’est étendue dans les diverses contrées, et même dans l’Oural, comme on a eu l’occasion de le dire récemment à propos de l’industrie minérale de cette région et dans le compte rendu de l’ouvrage de notre Collègue M. de Batz sur les gisements aurifères de Sibérie.
- A côté des minerais aurifères proprement dits, il en est une autre classe fort importante, les minerais auroargentifères, qui se traitent aussi, soit par amalgamation, soit, s’ils sont rebelles, par les procédés de lixivation qui ont été exposés à propos de l’argent.
- Aux communications déjà signalés nous devons ajouter celle de M. Jules Garnier en 1896, sur les mines de l’Afrique du Sud; celle faite cette année même par M. Prosper Garnier, sur les mines de la Nouvelle-Zélande.
- Affinage des métaux précieux.
- De quelques années seulement avant 1848 date le procédé d’affinage encore actuellement suivi pour l’alliage d’or et d’argent; celui-ci est traité par l’acide sulfurique concentré qui dissout à chaud l’argent et le cuivre, sans attaquer l’or; le sulfate d’argent ainsi obtenu est ensuite décomposé par le cuivre.
- Actuellement on emploie aussi l’électrolyse pour faire cette séparation.
- Conclusion.
- Sans pouvoir rappeler ici tous ceux de nos Collègues qui se .sont spécialement occupés de la métallurgie des métaux autres que le fer, nous devons ajouter à ceux que nous avons eu déjà
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- l’occasion de citer dans ce qui précède les noms de : M. Boucheron, Professeur à l’École Centrale des Arts et Manufactures, de M. Ronna qui fit connaître en France l’important traité de métallurgie. de Percy en le traduisant avec M. Petitgand, et de MM. Bel, Bodard, Castelnau, Chabrand, Collin, Durassier, Hebert, Laveissière, Maggiar, Maudet-Deneubourg, H. Meyer, des Moutis, Perrier de laBâthie,de Ribes-Christofle, Vincens, Zolkiewski, etc., qui, soit en France, soit dans les pays plus favorisés au point de vue minier, ont contribué au développement de la métallurgie des métaux autres que le fer.
- Les procédés actuels de traitement s’appliquent à un très grand nombre de minerais. Cependant il en est encore de trop complexes ou trop pauvres qu’on doit laisser de côté. Il y a donc là beaucoup de progrès à réaliser. On peut prévoir qu’ils le seront grâce à la combinaison de tous les procédés qui ont pris un si grand développement dans la seconde partie de ce siècle ou qui ont été créés dans ces dernières années.
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- III
- FONDERIE ET TRAVAIL DES MÉTAUX
- PAR
- E. MAGLIN
- Les perfectionnements considérables apportés depuis cinquante ans dans la métallurgie en général, et dans celle des métaux autres que le fer en particulier, ont permis, pour certains d’entre eux du moins, de développer dans une large mesure leur utilisation industrielle.
- Il en en est résulté, de la part des usines qui fondent ou travaillent ces métaux, un accroissement très notable dans la fabrication et une recherche constante de l’amélioration des machines ou des procédés employés.
- Toutefois, dans un grand nombre de cas, les machines en usage pour le travail du fer et de l’acier ont pu être appliquées, avec de légères modifications, au travail des autres métaux qui, pour cette raison, n’ont fait que bénéficier des perfectionnements réa^-lisés sans pouvoir les revendiquer comme leur bien propre.
- Yoilà pourquoi nous serons souvent amenés à constater le développement de telle ou telle industrie sans avoir à enregistrer dans son outillage spécial des progrès correspondants.
- I. — Le cuivre et ses alliages.
- Dans une autre partie de cet ouvrage, on a exposé les procédés métallurgiques et l’affinage du cuivre ; nous n’aurons donc pas à y revenir. Mais si le cuivre pur joue un grand rôle dans un certain nombre d’industries, notamment celles qui se rattachent à l’électricité., ses alliages, et en particulier le bronze et le laiton, lui ouvrent un champ non moins vaste, grâce à leurs nombreux emplois.
- Fonderie. — La fonderie du bronze a peu progressé; c’ést en effet une industrie trop complexe pour qu’on puisse lui appliquer facilement des procédés un peu compliqués dont T’avantage ne
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- se fait réellement sentir que lorsqu’on les pratique sur une grande échelle.
- Le four à réverbère est resté le type consacré pour les tonnages un peu importants, et encore n’est-il applicable que clans les grandes fonderies de bronze, comme celle de MM. Muller et Roger, par exemple.
- Le cubilot a été plusieurs fois essayé, , mais sans grand succès, car il ne permet pas d’obtenir des alliages bien exactement titrés; il donne en outre un déchet très appréciable étant donné le prix de la matière première, et de plus permet l’introduction dans l’alliage de matières étrangères, le soufre par exemple, qui nuisait considérablement à la qualité des produits obtenus.
- Dans la plupart des fonderies on emploie de préférence le four à creusets, dit four potager, qui ne produit guère plus de 35 à 50 kg à la fois de matière fondue, mais qui est avantageux en ce sens que la fusion s’opère très rapidement et qu’on a toute facilité pour modifier aussi souvent qu’on veut la composition de l’alliage, suivant l’usage auquel sont destinées les pièces à obtenir.
- Gomme la manœuvre des creusets est pénible et dangereuse, on a songé à rendre le four mobile en l’entourant d’une enveloppe en tôle munie de tourillons, de telle sorte qu’on puisse, soit à la grue, soit au moyen, de leviers équilibrés, soulever le four tout d’un bloc et en verser facilement le contenu dans une poche de coulée; La durée du creuset est ainsi notablement accrue puisqu’il n’est plus soumis à des refroidissements réitérés, et de plus, sa capacité peut être portée jusqu’à 150, 300, 500 kg et même davantage.
- Monsieur Piaf, Membre de la Société des Ingénieurs Civils, qui a construit le premier des fours de ce système a eu, de plus, l’idée d’augmenter la rapidité de la fusion en utilisant les chaleurs perdues au moyen d’une rehausse dans laquelle les mitrailles ou lingots employés, se trouvant en contact direct avec la flamme, sont déjà fluides lorsqu’ils tombent dans le creuset. — Dans le même ordre d’idées, M. Rousseau a construit un four oscillant, sans rehausse mais à retour de flamme.
- Citons encore les fours employés par plusieurs usines, notamment par la Compagnie Française des métaux, et qui tiennent le milieu entre le four à réverbère et le four potager, puisqu’ils emploient une série de creusets disposés dans un four unique. •
- Dans la région de Paris on fait généralement usage, pour les fours potagers, de creusets en terre réfractaire, légers et mania-
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- blés, mais qui une fois refroidis doivent être mis au rebut. Dans le Nord, on emploie de préférence des creusets en plombagine, d’un prix plus élevé mais qui présentent de grands avantages. Nous avons été longtemps tributaires de l’étranger pour les creusets de plombagine, mais maintenant les produits français, notamment ceux d’Émile Muller, d’Ivry, peuvent soutenir sans désavantage la comparaison avec les meilleures marques anglaises et allemandes.
- Alliages. — Le bronze est un composé de cuivre et d’étain, c’est donc un alliage ou, pour mieux dire, une -série d’alliages dont l’aspect, la couleur et les propriétés se modifient d’une façon surprenante, suivant les proportions relatives des métaux composants.
- Avec 6 0/0 d’étain, le cuivre donne naissance au bronze sou-dable (94 -j- 6) employé pour la fabrication des brides de tuyaux.
- Avec 10 0/0, on obtient un bronze tendre (90 -j- 10) d’une belle couleur, mais un peu malléable.
- Avec 12 0/0, on arrive à une matière (88 -f- 12) plus dure que la précédente, résistant bien aux frottements et se rodant avec facilité ; c’est l’alliage couramment employé dans la robinetterie de vapeur.
- Avec 14 0/0 etl6 0/0 d’étain, l’apparence du bronze se modifie; sa couleur devient analogue à celle de certains laitons. Il devient, un peu cassant, mais présente une grande dureté ; on l’emploie donc pour les coussinets et les pièces frottantes qui ne sont pas. soumises à des chocs.
- Quand la proportion d’étain dans le bronze atteint 18, 20 et 22 0/0, la matière obtenue offre un grain d’aspect grisâtre; elle est d’une extrême dureté, mais beaucoup trop cassante pour les usages industriels. Sa sonorité remarquable la fait employer pour les sifflets, tam-tams et cloches.
- En ajoutant à un bronze de dureté moyenne une faible quantité de phosphore (l à 2 0/0), on lui donne une résistance extraordinaire au frottement, aussi remploie-t-on avec succès pour les. coussinets des arbres tournant à grande vitesse, comme ceux des dynamos et de certaines machines-outils.
- Les premiers essais de durcissement par le phosphore ont été faits,en 1854, par MM. de Ruolz et Fontenay; M. Guillemin et la Société Montefiore les ont suivis dans cette voie.
- Le manganèse, le silicium, le bore ont été' également employés.
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- dans le but d’augmenter la résistance du bronze proprement dit.
- Enfin, dans ces dernières années on est arrivé à produire des bronzes qui, tout en conservant leurs qualités originaires ont, en outre, l’avantage de pouvoir être travaillés à la forge.
- Nous ne dirons que peu de chose du bronze d’art; l’alliage employé pour les statues varie considérablement comme propor-tidns, tout en restant généralement un alliage ternaire de cuivre, zinc et étain, avec addition d’une faible quantité de plomb.
- La principale difficulté qu’on rencontre dans l’exécution des bronzes d’art réside dans leur moulage extrêmement compliqué et qui demande une habileté de main toute particulière, pour conserver à l’objet son cachet artistique. Sous ce rapport nous pourrons citer M. Barbedienne et MM. Jabœuf et Bezout, qui se sont acquis une réputation justement méritée.
- Moulage. — Le moulage du bronze se fait généralement dans des châssis en fer ou en fonte, au moyen d’une main-d’œuvre purement manuelle, il n’a donc fait que peu de progrès. Les machines à mouler, employées avec succès pour la fonte de fer, sont moins usitées pour le bronze, car leur usage ne devient réellement économique que lorsqu’il faut exécuter un nombre considérable de pièces identiques.
- Nous avons eu l’occasion de signaler, l’année dernière, à la Société des Ingénieurs Civils le procédé Le Bourg pour le moulage du bronze d’art par un système analogue à la cire perdue, mais permettant d’obtenir une certaine quantité de moulages au lieu d’un exemplaire unique, et sans sacrifier l’original.
- Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc dans lequel la proportion des métaux employés varie généralement entre 65 à 80 0/0 de cuivre et 35 à 20 0/0 de zinc.
- Comme pour le bronze, mais d’une manière moins sensible, les propriétés du laiton se modifient suivant la quantité plus ou moins grande de cuivre qu’il renferme.
- Parmi les alliages de laiton les plus remarquables, nous citerons le métal Delta, à base de cuivre, zinc et fer, dont la résistance et la ténacité sont très grandes, et qui se coule, se forge et s’estampe à chaud.
- Fabrication. — Le bronze s’emploie toujours après avoir été coulé dans des moules, de sorte qu’au point de vue mécanique il ne subit comme .travail que le perçage, tournage, fraisage et polissage. On peut l’étirer, mais difficilement et d’une faible quantité.
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- Le cuivre rouge, au contraire, est rarement employé seul en pièces coulées, mais il se lamine, s’étire, se tréfile, s’emboutit et se découpe avec facilité, aussi est-il susceptible d’un très grand nombre d’emplois industriels.
- Le laiton se travaille à la fois comme le bronze et comme le cuivre rouge.
- Le cuivre et le laiton en planches, en barres, en fils, sont d’un usage très répandu ; des usines considérables, telles que celles de la Compagnie Française des Métaux, des Établissements Lazare Weiller, de M. Félix Idubin, et tant d’autres, font subir au cuivre et au laiton ces diverses opérations et en produisent journellement d’énormes quantités. Néanmoins leur outillage, bien que très perfectionné, n’offre pas de particularités bien saillantes et présente de grandes analogies avec celui qui est employé dans le même but pour le travail du fer et de l’acier.
- Nous signalerons cependant un certain nombre d’industries employant le bronze, le cuivre et le laiton, et qui demandent un outillage tout spécial. Telles sont, notamment: la frappe des monnaies de bronze, la fabrication des épingles, des douilles de cartouches, des tubes sans soudure, des tubes Serve, des tubes par le procédé Mannesmann, la chaudronnerie de cuivre, etc.
- La robinetterie, qui joue un grand rôle dans la consommation du bronze, ne présente rien de bien spécial dans son outillage ; il en est de même pour la fabrication si importante des plaques de foyer.
- Citons, pour terminer, quelques industries spéciales telles que le décolletage, le découpage, le polissage, le repoussage et la perforation.
- Nous ne pouvons entreprendre d’énumérer ceux des membres de la Société des Ingénieurs Civils qui se livrent avec succès à ces multiples fabrications ; nous rappellerons seulement les noms de la Société des anciens Établissements Cail, de la Société des Munitions, de MM. Muller et Roger, Egrot, Regnard, Krieg et Zivy, etc.
- II. — L’étain et l’antimoine.
- L’étain et l’antimoine présentent entre eux certaines analogies au point de vue chimique, de telle sorte qu’une analyse approfondie est nécessaire pour les distinguer l’un de l’autre quand ils sont alliés au cuivre ; mais si la substitution de l’antimoine à
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- l’étain peut faire illusion clans les bronzes fondus, elle est facilement reconnaissable lorsqu’on travaille les pièces à la machine.
- L’étain s’emploie rarement pur, mais il fait partie intégrante d’un grand nombre d’alliages importants.
- Nous ne reviendrons pas sur les bronzes, dont nous avons parlé plus haut, mais nous citerons les alliages blancs communs, composés d’étain, zinc et plomb (ces deux matières en faible quantité).
- L’étain (90 0/0) allié à l’antimoine (10 0/0), avec un peu de cuivre et de zinc, donne le métal Britannia.
- Pour les clichés et empreintes, pour les caractères d’imprimerie, on fait usage d’alliages multiples de plomb, antimoine, bismuth, étain et zinc.
- La poterie d’étain emploie des alliages étain-plomb (80 à 92 0/0 d’étain pour 20 à 8 0/0 de plomb).
- La composition connue autrefois sous le nom de métal d’Alger était un alliage étain-antimoine (10 à 75 0/0 d’étain pour 90 à 25 0/0 d’antimoine).
- L’étamage des ustensiles en fer battu emploie un mélange d’étain (11,5), d’antimoine (0,15) et de fer (0,4).
- Citons, en passant, les alliages fusibles de Darcet (bismuth, étain et plomh), dont la température de fusion varie suivant les proportions relatives des composants. Enfin, l’alliage triple : cuivre, étain et antimoine, avec quelquefois une addition de zinc, de plomb ou de fer, sert à obtenir le métal antifriction pour coussinets et pièces frottantes.
- Le battage de l’étain en feuilles minces, telles qu’on les emploie notamment comme enveloppes dans la chocolaterie et les tabacs, ou pour le capsulage des bouteilles, donne naissance à une industrie très importante dont la production annuelle représente un tonnage considérable.
- III. — Le plomb.
- Employé autrefois dans la fabrication des pièces artistiques de grandes dimensions, dont les statues du bassin de Versailles nous ont conservé de beaux spécimens, le plomb est réduit, de nos jours, au rôle moins brillant de métal purement industriel et s’emploie principalement à l’état de feuilles laminées et de tuyaux. Pour ces derniers, l’ancienne fabrication par étirage a été remplacée par l’emploi de la presse hydraulique.
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- Le plomb occupe également une place très importante dans la fabrication des accumulateurs électriques.
- Mélangé à une petite quantité d’étain ou d’antimoine, pour augmenter sa dureté, il sert à la fabrication des plombs de chasse et des balles.
- Inattaquable à l’action de l’acide sulfurique, le plomb est employé pour le doublage des chambres dans lesquelles cet •acide se fabrique.
- IV. — Le zinc.
- Depuis un certain nombre d’années, la fonderie du zinc a accompli des progrès importants. C’est aux usines de la Vieille-Montagne qu’on doit les premières applications du zinc à la fonderie d’art ; le moulage en sable primitivement employé a été remplacé depuis par la coulée en moules métalliques qui donne un prix de revient très inférieur.
- Mais le véritable emploi du zinc est celui des feuilles laminées dont on fait un usage considérable dans les industries du bâtiment ; nous citerons également les zincs ornés qui remplacent maintenant le plomb dans la décoration des lucarnes et des toitures.
- Les propriétés chimiques du zinc lui assurent aussi, dans la fabrication des piles électriques, un important débouché.
- Enfin, le zinc, employé sous forme de couche protectrice déposée sur des objets en tôle mince, donne lieu à l’industrie considérable de la galvanisation.
- V. — L’aluminium.
- Sa plus ancienne application industrielle a été la fabrication des bronzes d’aluminium, très appréciés à cause de leur belle couleur et de leur inoxydabilité.
- Toutefois, jusqu’à ces dernières années, le prix de revient de l’aluminium n’avait permis d’en faire qu’un emploi restreint, mais aujourd’hui les perfectionnements des procédés métallurgiques l’ont abaissé dans des proportions considérables et on a songé à utiliser dans bien des cas l’incomparable légèreté de ce métal.
- Malheureusement, bien qu’il ne présente pas, au point de vue de la fonderie et du laminage, d’obstacles sérieux, la faible résistance de l’aluminium et la grande difficulté qu’on éprouve à le
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- travailler lorsqu’il est pur, avaient retardé le développement de son emploi.
- C’est principalement sur le durcissement de l’aluminium qu’ont porté les dernières recherches grâce auxquelles il est aujourd’hui d’un usage courant.
- L’adjonction d’une faihle quantité de cuivre (3 à 5 0/0) lui donne une résistance très suffisante, et certaines usines, les forges de Douai entre autres-, laminent ce métal en planches et en barres profilées.
- L’emploi d’autres métaux que le cuivre (titane, Wolfram, etc.) a donné naissance à un certain nombre d’alliages d’aluminium qui, tout en conservant à peu de chose près la faihle densité du métal pur, ont une résistance infiniment supérieure.
- Tels sont, par exemple, l’alliage de M. Y. Coppée (1/2 à 2 0/0 de Wolfram) ; les alliages Cothias; le Partinium, etc.
- La soudure de /aluminium a donné lieu également à de nombreuses recherches, et on est arrivé à la réaliser de plusieurs façons, notamment en employant une brasure composée de 50 parties de zinc et 10 parties d’étain.
- VI. — Le nickel.
- Le nickel se fond, se lamine, s’étire et se tréfile comme le cuivre ; on l’emploie quelquefois à l’état de pureté, mais c’est surtout par ses alliages qu’il joue un grand rôle dans l’industrie, à cause de sa couleur brillante et de son inoxydabilité.
- Grâce à lui, on obtient des alliages beaucoup plus fins et beaucoup plus blancs que ceux de la série étain-zinc-plomb. Nous citerons entre autres le Pak-frind de Sheffield (8 parties de cuivre, 3 de nickel et 3 1/2 de zinc), l’argentan (6 p. de cuivre, 2 1/2 de nickel, 2 de zinc et 0,3 de fer), et surtout les maillechorts (ordinaires — de Paris — d’Allemagne — de Chine — pour couverts de table et pour laminage).
- Le maillechort pour laminage, employé pour la fabrication des douilles de cartouches et les enveloppes de balles est constitué par un mélange de 60 0/0 de cuivre, 20 0/0 de nickel et 20 0/0 de zinc.
- Introduit en petite quantité dans le fer ou l’acier (ferro-nickel, acier au nickel) le nickel leur donne un notable accroissement de résistance.
- • Le nickel et le maillechort trouvent un important débouché
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- dans la fabrication des monnaies divisionnaires, et il a été question, à plusieurs reprises, d’adopter en France cette monnaie beaucoup plus maniable et plus propre que celle de bronze.
- Le nickelage, qui consiste à déposer électriquement une légère couche de nickel sur un autre métal, pour assurer sa conservation et lui donner un beau poli, a donné naissance à une industrie très répandue.
- VII. — L’or et l’argent.
- L’or et l’argent, à cause de leur prix élevé, ne sont pas, à proprement parler, des métaux industriels, et il n’y a guère que dans la fabrication des monnaies qu’ils sont soumis à un travail mécanique important.
- * Dans cette voie, les machines nouvelles présentent beaucoup de perfectionnements et nous citerons, entre autres, celles fournies à la Monnaie de Paris, il y a quelques années, par la Société des anciens établissements Cail.
- Le battage de l’or et de l’argent, grâce auquel on peut obtenir des feuilles extraordinairement minces, permet l’application de ces métaux dans les cas où les procédés chimiques de dorure et d’argenture ne peuvent être employés.
- Les journaux ont fait grand bruit, à la fin de l’année 1897, au sujet des résultats obtenus, paraît-il, en Amérique, en faisant subir à des pièces d’argent une action mécanique très puissante. Le métal ainsi obtenu, auquel on a donné le nom d’argentaurum, aurait l’aspect, la densité et les propriétés générales de l’or. Faute d’éléments sérieux, nous nous abstiendrons de toute appréciation à ce sujet.
- VIII. — Le mercure.
- En dehors de la métallurgie, le mercure a peu d’applications industrielles, mais nous devons signaler la tendance actuelle à revenir à son emploi dans la fabrication des glaces, dans laquelle il a été longtemps supplanté par l’étamage et l’argenture.
- IX. — Le magnésium.
- La propriété du magnésium de brûler dans l’air avec un vif éclat lorsqu’il est pulvérulent ou réduit en fils ou en lames minces
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- a donné lieu à quelques applications notamment pour la photographie.
- On a également tenté récemment, mais dans une proportion encore très restreinte, de substituer les fils de magnésium aux fils d’aluminium.
- X. — Les bi-métaux.
- Depuis quelques années, on a réalisé avec succès la juxtaposi-. tion de deux métaux non par alliage ni par dépôt chimique, mais par simple adhérence obtenue à l’aide d’une pression convenable.
- Dans cet ordre d’idées, nous citerons les bi-métaux suivants : cuivre-argent; cuivre-acier; cuivre-or; plomb-étain (tubes) : étain-plomb (feuilles) ; étain-maillechort, etc. ,
- Bien que quelques autres métaux, tels que le platine, aient reçu quelques applications, nous ne croyons pas devoir en faire mention dans cet exposé sommaire, en raison du rôle peu important qu’ils jouent dans l’industrie.
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- PHYSIQUE INDUSTRIELLE
- Au sens propre des mots, la Physique industrielle est l’étude de tous les phénomènes ayant ou pouvant avoir une application dans l’industrie. Une telle étude serait non seulement fort longue, mais encore confuse et très décousue. Aussi préfère-t-on, même dans l’enseigement, — tel celui de l’École Centrale, — examiner le côté physique des diverses branches de l’Art de l’Ingénieur dans l’étude générale de ces branches. Cette méthode s’impose encore davantage dans le recueil de monographies qu’est la Revue du Génie Civil. Nous nous sommes donc tenus au judicieux programme adopté par l’École Centrale, et même nous avons pensé qu’il n’y avait pas lieu de parler ici des phénomènes physiques tels que combustion, écoulement des gaz et des vapeurs, circulation dans les chaudières, etc., dont l’examen a sa place tout indiquée en d’autres chapitres.
- Nous avons ainsi réduit la Physique industrielle aux deux questions suivantes :
- 1° Chauffage et ventilation des lieux habités ;
- 2° Froid industriel et ses applications.
- I
- CHAUFFAGE ET VENTILATION DES LIEUX HABITÉS
- PAR
- yi. RODOLPHE SOREAU
- 1°—État du chauffage et de la ventilation en 1848.
- Chauffage. — A l’époque de la fondation de la. Société, le chauffage était obtenu par les cheminées et les poêles, et quelquefois, pour de grands édifices, par des calorifères placés dans les caves. Aussi, dans la remarquable communication sur le chauffage et la ventilation qu’il nous fit en 1878,. notre ancien Président Trélat pouvait-il caractériser ainsi les phases du chauffage :
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- Avant 4840, âge des Êtres ouverts, qu’il appelait spirituellement l’âge des rhumes ;
- Age des poêles, ou des congestions ;
- Age plus heureux des cheminées à air chaud, qui prirent en France une rapide extension, grâce à l’impulsion que leur donna Péclet ; en vingt années, Paris substitua à ses vieux âtres béants 4 ou 5 millions de cheminées à combustion correcte ;
- Age des calorifères à air chaud;
- Age contemporain des appareils à circulation continue.
- Il n’en faudrait pas conclure que le chauffage par circulation ' de vapeur ou d’eau chaude était inconnu en 1848. Ces modes de chauffage général avaient même donné lieu à des intallations remarquables, réservées d’ailleurs aux seuls monuments publics ou à.quelques rares usines.
- Ainsi, dès 1777, Bonnemain avait établi en France un appareil à circulation d’eau chaude. Chaudière, tuyau ascendant, vase d’expansion, tuyau descendant en serpentin afin d’obtenir une .grande surface rayonnante, tuyaux de remplissage et de purge d’air : rien n’y manquait. Et ce serait un anachronisme que de reprocher à cet appareil la grande masse d’eau mise en mouvement, car à cette époque c’était une conséquence presque logique de l’emploi d’eau sans pression.
- Ce mode de chauffage fut préconisé et appliqué par les frères Duvoir, auxquels succéda d’Hamelincourt, fun des fondateurs de notre Société. Quelques années avant cette fondation, Léon Duvoir l’avait établi à l’hospice de Charenton. En 1848, René Duvoir l’installa, dans une partie des bâtiments de l’École Polytechnique et, vers la même époque, dans l’église de la Madeleine à Rouen. En 1845, Grouvelle, le père de notre distingué Collègue, s’en était servi pour le chauffage de l’église Saint-Roch, mais d’une façon différente : les tuyaux de circulation ne chauffaient pas directement ; ils ne faisaient qu’échauffer préalablement l’air, qui était ensuite versé dans l’église. Notre Collègue M. Pottiernous a rendu compte, en 1852, des particularités de cette installation. Je dois signaler dans son mémoire une intéressante représentation, graphique des variations, en fonction du temps, de la température extérieure et de la température en différents points à l’intérieur de l’église. Les observations portent sur 9 semaines. Au-dessous de chaque journée, figurée par une abscisse de 1 cw, est indiquée la consommation de combustible.
- Quant au chauffage par circulation de vapeur, il était égale-
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- ment connu depuis plus d’un demi-siècle. Au dire de Tredgold, la première application en aurait été faite en 1799 dans une filature. En France, Grouvelle père, que Trélat appelait dans une de nos séances « l’audacieux promoteur de la vapeur comme véhicule de chaleur », en fit nombre d’installations. La première" fut celle de la Bourse de Paris, qu’il établit en 1828, sous l’inspiration de son oncle, le célèbre chimiste Darcet. Le choix de la vapeur était ici très judicieux, en raison du petit nombre d’heures où la Bourse est occupée. Les chaudières, placées dans le sous-sol, envoyaient la vapeur dans l’appareil de chauffage, placé dans un caniveau qui dessinait un grand rectangle suivant Taxe des galeries. Cet appareil se composait de 4 caisses placées aux angles, et de 4 séries de 3 tuyaux qui réunissaient les caisses. L’air des caves arrivait au caniveau par des orifices ménagés dans le fond, et s’échauffait au contact des tuyaux de vapeur. Cette installation a parfaitement fonctionné pendant de longues années ; lors du remplacement des chaudières, MM. Geneste etHerscher ont modifié la disposition des tuyaux de façon à supprimer les caisses d’angles.
- Le chauffage mixte était lui-même connu i en 1848, Grouvelle l’établit à Mazas, où d’Hamelincourt lui substitua, quelques années plus tard, le chauffage par la vapeur.
- Ventilation. — On s’en tenait, le plus souvent, à la ventilation naturelle. Toutefois, la ventilation par appel fonctionnait dans plusieurs hôpitaux de Paris et de la banlieue, grâce à l’administration des hospices, qui avait compris la nécessité d’une ventilation rationnelle, condition primordiale de'l’hygiène dans ces établissements. On en voyait aussi l’application dans quelques autres édifices : ainsi, aux amphithéâtres de l’École Polytechnique, l’air vicié était extrait sous les gradins au moyen d’un appel établi par la surface de chauffe des tuyaux de fumée.
- La ventilation mécanique était également connue, mais plus rare : dans la grande salle du palais du Luxembourg, 4 ventilateurs à force centrifuge, mus à bras, communiquaient par leur œil avec la prise d’air extérieur, et par leur circonférence avec les gradins de la salle ; la ventilation d’hiver s’effectuait d’elle-même par l’ascension de l’air chaud des calorifères vers l’orifice du lustre.
- Le bon fonctionnement de ces différents modes de chauffage et de ventilation était dû surtout, il faut le dire, à l’intuition et à
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- l’habileté clu constructeur, qui jouent à coup sur un grand rôle. La théorie et les données expérimentales sur les divers éléments du problème faisaient presque complètement défaut; elles ont aussi un rôle, et même un rôle prépondérant dans les grandes installations qui échappent de plus en plus à la fumisterie pour entrer dans le domaine du Génie Civil.
- 2° — Le chauffage et la ventilation de 1848 à 1898.
- C’est à trois de nos anciens Présidents, dont les noms reviennent souvent dans les diverses monographies de cet ouvrage, le général Morin, Tresca et Trélat, que sont dues les premières recherches théoriques sur le chauffage et la ventilation. Dans ce rapide exposé je ne puis analyser leurs travaux, ni même résumer les théories et les données expérimentales utilisées aujourd’hui pour le calcul des divers éléments d’un projet. Au reste, les théories ne sont pas définitives, surtout quand intervient le mouvement des fluides, et les données expérimentales exigeraient, à défaut des graphiques bannis de ce livre, des tableaux trop nombreux : on les trouvera dans les ouvrages spéciaux les plus récents, notamment dans le traité de Planat, dans celui de Ser, publié par MM. Carette et Herscher, et dans celui de M. Denfer.
- Du moins dois-je rappeler ici les noms des Ingénieurs qui, avec Morin, Tresca et Trélat, ont le plus contribué à ces études : Péclet, Ser et d’Hamelincourt; du moins dois-je signaler aussi la contribution qu’y apporta la Société des Ingénieurs Civils, soit par la publication de mémoires dont quelques-uns sont devenus classiques, comme celui de Ser sur les ventilateurs à force centrifuge (1878), soit par des discussions approfondies comme celles de 1867, 1878 et 1880, discussions qui durèrent chacune plusieurs séances, et eurent la bonne fortune d’être dirigées, on imagine avec quelle autorité, par des Présidents tels que Flachat, Tresca et Gottschalk.
- Je me bornerai donc à rappeler sommairement le principe des différents systèmes, et les applications les plus topiques qui en ont été faites, en m’arrêtant de préférence aux travaux exposés ou discutés devant nous. Je ne m’occuperai pas du chauffage par. les cheminées et les poêles ordinaires : quelque ingénieux que soient certains dispositifs, ces systèmes rudimentaires et locaux sont plutôt du ressort de la fumisterie. Je n’examinerai que les
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- systèmes de chauffage général qui peuvent se diviser en quatre groupes :
- 1° Chauffage par l’air chaud;
- 2° Chauffage par l’eau chaude ;
- 3° Chauffage par la vapeur;
- 4° Chauffage mixte.
- De même, je ne m’occuperai pas de la ventilation dite naturelle, peu coûteuse, mais variable avec les saisons et difficilement méthodique. Si l’on peut s’en contenter dans divers édifices tels que les églises à nefs élevées, on doit la proscrire comme insuffisante dans les locaux où les causes de viciation de l’air sont nombreuses et actives. Je n’examinerai que les systèmes de ventilation rationnelle, en réservant une place spéciale aux applications dans les ateliers et dans les usines, qui intéressent tout spécialement l’Ingénieur. De là quatre groupes :
- 1° Ventilation par cheminée d’appel ;
- 2° Ventilation mécanique;
- 3° Ventilation par jet d’air comprimé;
- 4° Ventilation des ateliers et des usines.
- a) Chauffage.
- 1° Chauffage 'par Vair chaud. — Des calorifères, généralement placés dans les sous-sols, chauffent l’air qui s’écoule dans des tuyaux. Ce système très simple a le défaut de ses qualités : économique comme installation, puisqu’il se fait sans aucun intermédiaire, il ne peut par cela même porter la chaleur, sans déperdition notable, à une distance horizontale supérieure al 5 m; au delà il est d’une utilisation coûteuse.
- Notablement perfectionné dans sa construction, muni de tambours en fonte à ailettes qui augmentent la surface de chauffe et de saturateurs qui diminuent la siccité de Pair, le ^calorifère donne, pour une installation peu étendue, un chauffage économique qu’on adopte volontiers si l’on consent à sacrifier l’hygiène. L’économie est très appréciable avec le foyer à étages de notre Collègue M. Michel Perret, quand on a des combustibles pauvres et menus : cet appareil, il est vrai, est encombrant et manque de souplesse; sa mise en marche est longue; mais il convient admirablement au chauffage continu. Il dessert une partie des bâtiments de l’École Centrale.
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- Le chauffage par l’air chaud 11e se règle pas sans difficulté; en outre il n’est pas hygiénique : aussi doit-on souhaiter qu’avec lui la ventilation soit particulièrement soignée, sous peine d’avoir un chauffage malsain et une introduction d’air tout à fait incohérente. Presque exclusivement employé autrefois dans les grands édifices, il est de plus en plus délaissé. On ne le trouve guère que dans les établissements dont l’installation est ancienne, ou, pour les établissements modernes, dans des parties spéciales : telles, le grand escalier et les vestibules de l’Opéra, le grand amphithéâtre, le vestibule d’entrée, les grands escaliers et les couloirs de la nouvelle Sorbonne. On lui substitue aujourd’hui les chauffages par l’eau chaude et par la vapeur, plus sains, plus économiques dès que le développement a quelque importance, et plus réguliers dans les effets produits.
- 2° Chauffage par l’eau chaude. — La chaudière, complètement remplie d’eau, est surmontée d’un tuyau terminé par un vase d’expansion, d’où partent les conduites qui desservent les pièces. Ces conduites ramènent l’eau à la chaudière (retour direct), ou par l’intermédiaire d’une bâche d’alimentation (retour indirect). Dans le vase d’expansion, placé au point le plus haut, vient se loger le produit de la dilatation de l’eau contenue dans tout le système. La circulation est donc continue; elle n’exige que l’addition, de temps à autre, d’une faible quantité d’eau pour remplacer celle qui se perd inévitablement.
- Les tuyaux peuvent être placés directement dans les pièces a chauffer : ce sera en particulier le cas pour les grandes salles, telles que halls, salles des pas perdus, etc. On les place généralement alors dans des caniveaux recouverts de plaques métalliques ajourées; ils peuvent aussi être mis en dehors des pièces, au pied de gaines qui conduisent l’air échauffé aux endroits convenables. Dans d’autres cas, et en particulier pour les appartements, les surfaces, rayonnantes' sont constituées par des poêles, ou radiateurs, de formes très variées. Ces appareils font partie des circuits qui s’embranchent sur la colonne montante en série ou en tension, pour employer les locutions usitées en électricité. Divers dispositifs ont été imaginés pour régler le chauffage et pour le localiser.
- a) Le vase d’expansion étant ouvert, la pression aux divers points de l’appareil est purement statique; elle ne dépend que de la distance du point considéré au sommet du vase : c’est le
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- chauffage dit sans pression. Dans tout le circuit, l’eau est à une température inférieure à 100°, généralement 90° à la sortie de la chaudière ; par suite, elle ne peut abandonner qu’une faible quantité de chaleur, au maximum 40 calories. Aussi les anciens appareils nvaient-ils des tuyaux de grande section et des surfaces chauffantes de dimensions excessives : ils étaient encombrants, se mettaient en marche avec lenteur, et n’avaient aucune souplesse, car la masse d’eau formait volant. On s’est appliqué depuis à diminuer le volume d’eau en munissant d’ailettes les parties rayonnantes des tuyaux, dont on a pu ainsi réduire notablement le diamètre, d’ailleurs variable suivant les applications.
- Les chaudières sont en général d’un type tubulaire simple, afin d’avoir une mise en marche suffisamment rapide; comme il ne s’y forme pas de, vapeur, elles sont dispensées du timbre, et les appareils accessoires habituels sont inutiles. Aujourd’hui, l’alimentation se fait automatiquement au moyen d’une boîte à flotteur qui règle le niveau. Le chauffage à l’eau sans pression a donc lieu presque sans service et sans surveillance, et le manque de souplesse qu’on pouvait lui reprocher autrefois est évité avec les récentes installations à petit volume d’eau. Ce volume peut descendre à 1 l par mètre courant, ce qui permet de chauffer tout un immeuble avec quelques mètres cubes.
- En 1852, Léon Duvoir installa le chauffage par l’eau chaude au Conservatoire des Arts et Métiers, et le général Morin rédigea à cette occasion un important mémoire à l’Académie des Sciences. D’Iiamelincourt l’établit pour la scène, la salle et les couloirs de l’Opéra : au-dessus des générateurs, placés dans les caves, court une voie de distribution d’où partent les circulations principales, commandées chacune par une vanne qui permet d’arrêter ou de localiser le chauffage. Ces circulations alimentent des tuyaux placés dans des gaines où pénètre l’air à chauffer.
- Comme installations plus récentes et plus perfectionnées, je citerai la gare d’Orléans, la gare Saint-Lazare, l’Hôiel Terminus, l’École Monge, dont le système nous a été décrit par notre Collègue M. S. Périssé, et les nouvelles serres du Muséum, où l’emploi de l’eau chaude était tout indiqué, puisqu’il s’agissait d’un chauffage continu et régulier. C’est ce système qui a été choisi par la Commission de notre Hôtel, où il a été établi par nos Collègues MM. Pommier et Delaporte.
- La circulation de l’eau est produite par la différence de densité entre la colonne descendante et la colonne ascendante, dif-
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- férence assez faible dans le chauffage sans pression; aussi, en raison des résistances, la longueur de circuit est-elle limitée’à 50 m environ. Pour l’augmenter, M. Cuau eut l’idée de recourir à l’injecteur, etM. G. Anceau imagina de propulser l’eau chaude en circulation par la pression de la vapeur produite dans une chaudière. Ce dernier système, dit chauffage-par écoulement d'eau chaude, permet soit d’allonger le circuit, soit de réduire le diamètre de 1a. tuyauterie ; il a été appliqué au pavillon de chirurgie de l’hôpital Necker, et au Palais des Beaux-Arts de Lille sur un développement de 1 200 m.
- Depuis quelques années, le besoin de confort a fait étendre aux maisons d’habitation de quelque importance le chauffage par l’eau chaude sans pression, qui donne, sans complications de service et de surveillance, un renouvellement constant d’air pur attiédi et non surchauffé.
- b) Afin d’augmenter le nombre de calories du véhicule, et par suite de réduire sa masse, Perkins a imaginé de fermer le vase d’expansion. L’eau peut alors être portée à une température supérieure à 100° sans production de vapeur. Perkins chauffait à 130 ou 140°; il employait des tuyaux en fer ayant 15 mm de diamètre intérieur et 6 mm d’épaisseur, et résistant à plus de 200 atmosphères. Point de chaudière avec ce système : le tube est contourné en serpentin qu’on chauffe soit par un foyer ménagé dans une maçonnerie, soit même par un foyer placé à l’intérieur du serpentin; celui-ci fait partie intégrante du circuit. L’assemblage des tuyaux, filetés en sens contraire aux extrémités en regard, se fait par des manchons à double filetage. Quelquefois le vase d’expansion est remplacé par une soupape à double effet.
- Ce chauffage par eaü chaude à haute pression nécessite évidemment plus de surveillance, surtout aux joints, dont il est prudent de vérifier souvent l’étanchéité; mais il ne faut pas s’en exagérer le danger, et l’on doit reconnaître que, s’il est convenablement établi, il peut, dans certains cas, être utilement employé. Toutefois dl s’est peu répandu en France : parmi les installations faites à Paris, on peut citer la prison du Cherche-Midi.
- Entre l’appareil sans pression et le système Perkins se place l’appareil à moyenne pression de MM. Geneste et.Herscher appelé microsiphon, c’est-à-dire à tubes de petit diamètre. Gomme dans l’ancien dispositif de Bonnemain, les surfaces rayonnantes étaient primitivement obtenues en contournant les tuyaux descendants
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- en forme de serpentin, ce qui donnait une trop grande résistance : aussi leur a-t-on substitué les tuyaux à ailettes. Parmi les installations du microsiphon, je signalerai les appartements privés de la nouvelle Sorbonne.
- 3° Chauffage par la vapeur. — Une chaudière tubulaire très simple, facile à conduire, munie toutefois des accessoires réglementaires et soumise au timbre, produit la vapeur qui se rend dans des tuyaux de petit diamètre. Cette vapeur communique à l’air la majeure partie de sa chaleur; l’eau de condensation est recueillie par une série de tuyaux qui la conduisent soit à la chaudière, soit à la bâche d’alimentation. Comme dans le cas précédent, il y a donc circulation continue, et les appareils de chauffage présentent des dispositions générales analogues : toutefois, il y a lieu de leur adjoindre un détendeur de pression, car celle-ci doit toujours être très faible dans les radiateurs; il convient aussi de prévoir des purgeurs automatiques d’air et d’eau.
- La vapeur est, sans conteste, le meilleur véhicule de la chaleur : c’est, dit Péclet, le corps qui, sous le même volume, renferme le plus de chaleur; c’est, d’après l’expression pittoresque de Trélat, le véhicule qui constitue le moindre poids mort. Le chauffage par la vapeur a donc ces deux davantages : transport économique de la chaleur, même à grande distance; abandon, par la condensation, de la chaleur latente qui est considérable; il convient de citer en outre la facile indépendance des locaux desservis, une mise en marche et une extinction rapides, ce qui constitue d’excellentes conditions pour un chauffage intermittent. Il a aussi ses inconvénients : service généralement plus compliqué qu’avec l’eau chaude ; nécessité, pour le bon fonctionnement, de munir les différentes conduites et les radiateurs d’appareils de réglage et de distribution ; soins à apporter dans l’installation et la surveillance de la tuyauterie qui doit être faite en tubes résistants avec joints étanches, surtout si la pression est un peu élevée.
- Aussi s’est-on beaucoup appliqué à diminuer la pression. Dans les anciens appareils, elle atteignait plusieurs kilogrammes; ce chauffage à vapeur sous pression ne s’emploie plus guère que dans les usines. Quand la pression, qu’on évaluait alors en kilogs, était inférieure à 1,8 kg, on disait que le chauffage était à basse pression; aujourd’hui, cètte dénomination est réservée aux appareils où la pression est de 1 à 3 m d’eau; demain peut-être, elle s’ap-
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- pliquera à des tensions encore plus faibles, puisque certains publicistes américains préconisent l’emploi d’appareils où la pression serait négative. Quoi qu’il en soit, les faibles pressions actuelles, qu’on règle en agissant sur le tirage, constituent un perfectionnement important, surtout en ce qui concerne les applications dans les maisons d’habitation, Le générateur devient sans danger; il n’exige plus de surveillance spéciale, caria pression est limitée par un tube de sûreté comme dans les appareils de chimie. Et néanmoins on peut, en déterminant convenablement le diamètre de la tuyauterie, conduire la chaleur à une distance très suffisante pour les besoins de la pratique.
- L’Hôtel de Ville offre un intéressant exemple du chauffage par la vapeur à une faible pression. Cette vapeur, fournie par dix générateurs multitubulaires placés dans les sous-sols, s’élève dans les combles où elle est détendue ; de là elle est distribuée aux diverses parties de l’édifice en circulant toujours dans le sens de la gravité. Autant que possible, les surfaces chauffantes rayonnantes sont installées dans les pièces mêmes, près du sol, au bas des parties refroidissantes et notamment des parties vitrées.
- - Parmi les autres installations,je citerai: les magasins du Printemps, la Bourse du Travail, l’École Centrale, les bureaux de la Compagnie des chemins de fer de l’Est, l’hôpital Boucicaut, la prison de Fresne, qui doit remplacer Mazas, les bâtiments des études et des archives du matériel de la Compagnie des chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée, où l’on a proscrit les calorifères pour éviter tout danger d’incendie.
- 4° Chauffage mixte. — La vapeur se prête très bien, et sans perte sensible, au transport de la chaleur à grande distance ; mais elle exige alors, pour être distribuée, des appareils relativement compliqués. Le chauffage par l’eau chaude n’a point la même complication ; il est plus doux, plus régulier, mais il n’est possible que pour des circuits beaucoup plus courts.
- Afin d’utiliser les avantages propres à chaque système sans en avoir les inconvénients, on peut recourir au chauffage mixte,, assez coûteux et compliqué, qui n’a de raison d’être que pour l’installation d’un système de chauffage sur de longs parcours. Alors la vapeur est généralement employée sous pression. De la chaudière tubulaire partent les circuits des tuyaux de vapeur ; sur chacun de ces circuits est établi un serpentin qui sert de foyer
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- aux circulations d’eau. J’ai dit que G-rouvelle installa ce système à Mazas; il fut, je crois, le premier à l’appliquer. On peut citer encore, parmi les installations faites à Paris, la Préfecture de Police, une partie de l’hôpital Lariboisière, l’Hôtel-Dieu, l’hôpital de Ménilmontant.
- b) Ventilation.
- Le général Morin n’admettait que la ventilation descendante, c’est-à-dire l’introduction de l’air neuf par le haut des salles. Or il en résulte le mélange de cet air avec les gaz viciés, qui tendent naturellement à gagner les régions plus élevées : aussi le général Morin indique-t-il, pour les quantités d’air à introduire, des chiffres trop élevés. Trélat, au contraire, préconisait l’introduction de l’air neuf par la partie inférieure, et avec raison, car l’air que nous expirons est moins dense que l’air introduit, même en été.
- D’une façon plus générale et plus complète, l’air neuf, puisé dans un lieu bien aéré, loin de tout voisinage fâcheux, sera introduit à moitié saturé, et très faiblement chauffé dans le cas où il passe sur les appareils de chauffage ; il débouchera dans les pièces avec une petite vitesse, au-dessous et à peu de distance des occupants; les orifices d’admission seront donc nombreux et répartis de façon à créer une ventilation aussi uniforme que possible. Ce desideratum conduit à des dispositions très variables selon les circonstances : ainsi, dans les théâtres, il faut faire la ventilation à tous les étages et sous les spectateurs, sans toutefois les incommoder.
- 1° Ventilation par cheminée d’appel. — La ventilation par cheminée d’appel a l’avantage d’être peu coûteuse comme installation. Elle a l’inconvénient d’être irrégulière et souvent insuffisante ; de plus, elle met dans l’obligation de réunir l’air vicié des différentes pièces pour le diriger vers la cheminée. Qu’elle se' fasse par le haut, à niveau ou par le bas, elle nécessite toujours le chauffage de l’air vicié à son introduction dans la cheminée d’évacuation. Toutefois, et c’est un principe dont on ne doit jamais se départir, il faut que le chauffage et la ventilation soient indépendants, car ils correspondent à des besoins bien différents. En hiver on provoque l’appel dans la cheminée en utilisant le système de chauffage ou l’éclairage par le gaz; en été, on emploie les moyens
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- les mieux appropriés, par exemple la couronne de gaz dans les théâtres. L’air neuf est introduit soit par des conduites où se trouvent les appareils de chauffage et dans lesquelles il s’échauffe, soit par des conduites spéciales, soit de préférence par les unes et les autres. Ces conduites devront autant que possible être courtes et larges, de façon qu’on puisse toujours les maintenir dans le plus grand état de propreté.
- Pour la plupart des théâtres, on s’est contenté d’établir la ventilation par une cheminée placée au-dessus du lustre; elle n’est alors à peu près suffisante que si les orifices d’accès de l’air neuf sont bien disposés et bien répartis dansées différentes parties de la salle, et si les mouvements de cet air y sont convenablement conduits.
- En 1862, M. Tresca, Président, rendit compte à la Société des résultats obtenus aux deux théâtres qu’on venait d’édifier sur la place du Châtelet. Le lustre habituel avait été remplacé par un large plafond lumineux, formé de verres dépolis et décorés ; au-dessus se trouvaient 1 200 becs de gaz munis de réflecteurs à 45°, et placés à la hase de la cheminée d’appel. L’air vicié était aspiré par des conduites qui le prenaient sous le parterre et dans le plafond de chaque loge'. L’air neuf, après avoir passé en totalité ou en partie sur des calorifères, entrait dans la salle par de larges ouvertures grillées placées sur le devant de la scène, ainsi que par le pourtour d’un faux plancher qui régnait sur tout l’amphithéâtre du premier étage. « D’après les nombreuses expériences faites au Conservatoire, nous disait M. Tresca, nous sommes convaincus, le général Morin et moi, qu’un mètre cube de gaz brûlé dans une cheminée peut produire un appel de 1 000 to3 d’air. On devrait donc avoir au théâtre du Cirque une ventilation de 250 000 m3 d’air par heure ; mais les premières expériences, qui demandent à être confirmées, n’ont donné au maximum que 100 000 m3. »
- A l’Opéra, on s’est préoccupé de provoquer un appel plus énergique de l’air vicié, et pour cela on a eu recours à plusieurs moyens : 1° chaleur utilisée des appareils d’éclairage ; 2° chaleur perdue des tuyaux à fumée de différents foyers, et en particulier des calorifères qui chauffent, ai-je dit, le grand escalier et les vestibules; 3° couronne de gaz établie au bas de la cheminée du lustre, et qui sert en été, ou même en cas d’insuffisance de l’appel en hiver. L’air vicié est aspiréhors de la salle par des bouches placées à.l’orchestre, au parterre, dans les loges, dans les amphi-
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- théâtres, etc. ; il est entraîné par des gaines clans la cheminée d’appel, placée dans la coupole. Cette cheminée générale porte à sa partie inférieure un registre qu’on ferme après la sortie du public.
- A la prison de la Santé, l’air, pris dans les galeries de surveillance, entre, chauffé ou non, vers le haut des cellules, sort par le siège, passe dans la galerie des tinettes, et est évacué par la cheminée collective, munie d’un foyer d’appel.
- A l’École Monge, l’appel s’effectue par deux chambres sous les combles, dont la température est élevée au moyen des vases d’expansion cl’eau chaude et des cheminées des chaudières; la ventilation dépend donc du chauffage. On trouvera les détails de l’installation clans-le mémoire de M. S. Périssé.
- 2° Ventilation mécanique. — La ventilation mécanique, plus régulière, plus énergique et plus souple, doit être préférée toutes les fois que les causes de viciation sont nombreuses. Au reste, la dépense est notablement réduite quand on possède une installation générale de force motrice, et qu’on peut louer cette force.
- La théorie des ventilateurs a été plusieurs fois l’objet de nos discussions : je me bornerai à rappeler les théories de MM. Arson (1876), Douau (1876), et Ser (1878).
- La ventilation mécanique se fait soit par aspiration, soit par insufflation (et alors, en hiver, l’air insufflé passe, en partie du moins, sur les appareils de chauffage), soit même par les deux procédés à la fois, ce qui permet de régler, aux points les plus favorables, l’aspiration de l’air vicié et l’insufflation de l’air neuf. Il convient de remarquer ici, avec le général Morin, que l’air injecté conserve sa forme et sa vitesse, à moins de précautions spéciales, et qu’il frappe au lieu de s’étendre ; l’air - aspiré, au contraire, afflue de toutes part. Il convient encore de signaler la grande importance qu’ont les positions relatives des orifices d’adduction de l’air neuf et des orifices d’évacuation de l’air vicié. C’est ainsi qu’au théâtre de la Monnaie, à Bruxelles, adduction et évacuation se faisaient à la partie supérieure de la salle, la première par pulsion à l’aide d’une machine soufflante, la deuxième, en partie du moins, par appel au-dessus du grand lustre: il en résultait des courants fâcheux; en l’espèce, ces courants avaient de plus l’inconvénient de donner une mauvaise utilisation de la chaleur, car l’air neuf, avant son insufflation, se chauffait dans des chambres où étaient établies des batteries de tuyaux à vapeur.
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- Les édifices où l’on emploie la ventilation mécanique sont do plus en plus nombreux. Je citerai comme exemple de l’aspira-, tion: Mazas, ainsi que la salle des séances de notre Hôtel, où l’air aspiré est renouvelé par un mélange d’air chaud et d’air froid qu’on règle à l’aide d’un jeu de registres placés sur les bouches de chauffage ; comme exemple d’insufflation : l’Hôpital Lariboisière et la nouvelle Sorbonne, où l’insufflation se fait avec pulvérisation d’eau afin de rafraîchir l’air introduit. D’autres édifices emploient simultanément les divers systèmes : à l’École Centrale la ventilation mécanique se fait sous ses trois formes, aspiration, insufflation, aspiration et insufflation combinées ; à l’Hôtel de Ville, elle se fait partie par insufflation, partie par aspiration.
- Je ne puis omettre de mentionner la ventilation de l’Opéra de Vienne, qui passe pour un modèle, et qui du reste a été copiée dans les théâtres de diverses capitales. Due au professeur Bôhm, elle est assurée par deux ventilateurs, l’un qui insuffle l’air neuf dans le bas de la salle, l’autre qui aspire l’air vicié dans Ja cheminée générale d’évacuation des combles, placée au-dessus du lustre. Le mouvement de l’air s’effectue ainsi de bas en haut dans la salle, et profite de l’appel produit par la cheminée du lustre. L’air insufflé arrive par le plancher du parquet, par les parties basses des loges et des galeries, et, pour les étages supérieurs, q>ar les contre-marches des gradins, entièrement ajourées. Les bouches d’émission sont garnies de mailles fines qui tamisent l’air, brisent sa vitesse, et détruisent ainsi, pour les spectateurs, toute sensation de courant. Je renvoie, pour le détail, à la communication que nous a faite, en 1880, notre Collègue M. Herscher, délégué par la Société, avec M. Demimuid, au Congrès des Ingénieurs et Architectes d’Autriche.
- 3° Ventilation par jet d’air comprimé. — Cette ventilation consiste dans l’entrainement de l’air atmosphérique par un jet d’air comprimé. Elle a été exposée pour la première fois, avec quelques expériences à l’appui, en 1867, devant la Société des Ingénieurs Civils, par MM. Piarron de Mondésir et Lehaitre. Leurs deux communications furent précisément, avec celle de M. Monthiers sur la ventilation mécanique des théâtres, l’origine de la longue discussion dont j’ai parlé. Ce procédé fut appliqué par MM. Piarron de Mondésir, Lehaître et Jullienne, au Palais de l’Exposition de 1867, où du reste il avait quelque raison d’être. D’une façon
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- générale, il n’est pas recommandable, au dire de Péclet: « Dans les expériences les plus favorables faites an Conservatoire, écrit le célèbre professeur, le rendement a été de 1/115, tandis qu’un ventilateur eût facilement donné un rendement de 0,20. Ce système ne doit donc être utilisé que dans le cas où l’emploi d’un autre mode de ventilation serait impossible ou difficile. »
- L’introduction directe de l’air comprimé serait peut-être plus intéressante ; on pourrait ainsi chasser l’air vicié et obtenir par la détente un rafaîchissement notable. Quoi qu’il en soit, M.Piar-ron de Mondésir installa encore son procédé à la manufacture d’armes de Saint-Étienne, dans l’atelier des meules de l’aigui-serie; une conduite centrale donnait l’air, par autant de robinets, à 80 meules placées sur deux rangs. Cette application dans les ateliers peut être heureuse dans certains cas, ainsi que je le signalerai au paragraphe suivant.
- 4° Ventilation des ateliers et des usines. — Une bonne ventilation des ateliers est toujours utile; elle devient indispensable quand les poussières sont nombreuses, ou quand les gaz résultant de certaines manipulations sont délétères. C’est à Darcet que revient l’honneur d’avoir insisté sur la nécessité, dans ces conditions fâcheuses, de la ventilation forcée, que l’appel ne saurait donner..
- Si la production de poussières ou de gaz est locale et peu abondante, on les entraîne par appel dans des hottes où débouche un canal qui rejoint la cheminée.
- Si la production est locale et abondante, il est bon de recourir à la ventilation mécanique par aspiration. Quand on ne peut, en raison des règlements de police, abandonner à l’extérieur les gaz aspirés, on place dans le canal d’aspiration des matières propres à les absorber : telles, la chaux, pour l’acide sulfureux produit dans les affineries d’or et d’argent; ou bien on les réduit par la chaleur; ou bien encore, s’ils sont solubles dans l’eau,,on les fait passer dans une tour remplie d’une matière inerte et divisée sur laquelle tombé une pluie d’eau froide.
- Si la production est générale, ce qui arrive pour les poussières des filatures et les gaz dégagés dans certaines fabrications, il faut toujours avoir recours à la ventilation forcée, et conséquemment mécanique. Dans les filatures, la ventilation est combinée avec l’humidification de l’air de telle sorte qu’on obtienne le degré hygrométrique voulu pour la fabrication.
- Je m’en tiendrai à ces brèves indications, et ne parlerai point
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- d’une autre application très importante : la ventilation des mines, qui, en raison même de son importance, fait partie intégrante de l’industrie minière.
- 3° — Développement des procédés de chauffage et de ventilation.
- Aujourd’hui, le chauffage et la ventilation sont soigneusement étudiés dans tous les grands édifices. Leur rôle est même devenu assez considérable pour que, par une pratique louable, certains Architectes ne commencent pas l’étude de leurs projets sans être fixés sur les systèmes adoptés. Ces systèmes doivent être déterminés suivant chaque cas particulier, car, en dehors des généralités auxquelles je me suis intentionnellement tenu, il serait téméraire de proclamer l’excellence de tel ou tel principe.
- Des édifices publics, leur application s’est étendue aux grands immeubles, où le besoin de confort et le souci croissant de l’hygiène la rendent de plus en plus fréquente. Même dans ce cas spécial des maisons d’habitation, aucun système, à l’heure actuelle, ne s’impose d’une façon absolue. Tout ce qu’oii peut dire avec certitude, c’est que, dans les grandes villes du moins, la fumisterie s’efface peu à peu devant les différents modes de chauffage général avec ventilation rationnelle.
- Enfin, les usines d’autrefois, trop ou trop peu aérées, les ateliers noirs et malsains, les fabriques chauffées par des poêles rudimentaires, font et feront place de plus en plus à des constructions bien comprises au double point de vue du bien-être et de la santé de l’ouvrier. Je me plais à le dire dans ce livre : ce n’est pas à la seule intervention des pouvoirs publics qu’est due cette heureuse tendance ; elle se réclame aussi de l’intelligente philanthropie des Industriels et des Ingénieurs.
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- II
- LE FROID INDUSTRIEL ET SES APPLICATIONS
- PAR
- 3VE. Gîx. LAAIBERT
- INTRODUCTION
- Une des plus intéressantes conquêtes de la science moderne est l’obtention facile de basses températures dans de vastes locaux, et la production économique de la glace en énorme quantité, en toutes saisons, sous tous les climats.
- Dès la plus haute antiquité on a su se servir de la glace ou de la neige recueillie en hiver, et emmagasinée dans des puits ou autres constructions à revêtement épais en matériaux peu conducteurs. Les mélanges réfrigérants, dont le plus simple est le mélange de glace concassée et de sel, sont utilisés depuis longtemps. Enfin, certaines découvertes scientifiques ont permis, dès le siècle dernier, d’obtenir de petites quantités de glace.
- Dans tous les cas on n’obtenait du froid ou de la glace que d’une façon intermittente et à grands'frais ; tout au plus peut-on assimiler ces essais à de simples expériences de laboratoire.
- La dernière période de quarante années a vu successivement les inventions s’accumuler, et une nouvelle branche d’industrie des plus importantes a été créée. La multiplicité d’applications lui réserve pour l’avenir un champ très vaste; en France, on peut dire que les utilisations du froid artificiel ne sont qu’à un très modeste début de leur développement. Il existe actuellement, dans le monde entier, plus de quarante mille machines de tous systèmes produisant le froid ou la glace ; leur puissance totale peut certainement s’évaluer à une production équivalant à plus de 10 millions de kilogrammes de glace par jour.
- Nous n’entreprendrons pas l’histoire complète de ces découvertes; nous renverrons le lecteur aux différents ouvrages cités dans l’index bibliographique placé à la fin de cette notice.
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- I. — Classification des machines frigorifiques.
- a) Principes des différentes machines.
- Les principaux systèmes en usage sont les suivants :
- 4°. — Machines dites à absorption ou à affinité. — Une dissolution de gaz .ammoniac dans l’eau étant chauffée laisse échapper son gaz, qui se liquéfie sous sa propre pression dans un récipient froid en communication avec celui qui contient le liquide.
- Si on laisse revenir à la température ambiante l’eau qui reste dans l’appareil, le gaz vient se dissoudre à nouveau, et l’évaporation de l’ammoniac liquéfié produit un froid utilisable.
- 2°. — Machines à détente d’air. — Un gaz comprimé qui se détend brusquement subit un abaissement de température considérable. Inversement, un gaz comprimé rapidement subit une forte augmentation de température (expérience, du briquet atmos-. pbérique).
- Les machines productrices de froid, basées sur ce phénomène physique, sont composées de la manière suivante :
- " Une pompe comprime l’air à 4 atm environ dans un réservoir tubulaire où il est refroidi par une circulation d’eau. L’air ainsi comprimé, ramené à la température ambiante ou à peu près^ .est envoyé comme fluide moteur dans le cylindre d’une machine où il se détend derrière un piston. A l’échappement, il subit une chute de température équivalente théoriquement à l’augmentation qui s’était produite à la compression.
- Les deux appareils étant en fonctionnement continu, on conçoit que l’on obtienne au tiroir d’échappement du cylindre détendeur un débit continu d’air froid,
- 3° Machines utilisant l’évaporation des liquides. — La formation de vapeur au sein d’un liquide exige l’absorption d’une certaine quantité de chaleur qui se fait aux dépens de ce liquide.
- Dans un liquide chauffé, cette absorption est équivalente à l’apport de chaleur fournie par le foyer, et le liquide reste à température constante.
- Si on active l’évaporation d’un liquide à forte tension de-vapeur à la température ambiante, ce liquide se refroidit; il absorbe de la chaleur aux parois du récipient qui le contient, et cette, surface refroidie peut être utilisée comme source rélrigé-
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- rante dé l’air ou d’un liquide incongelable circulant à son contact.
- Les machines de ce système sont à cycle continu.
- Le récipient contenant le liquide volatil (évaporateur) est en communication avec une pompe qui enlève rapidement les vapeurs formées ; celles-ci sont comprimées dans un serpentin ou faisceau tubulaire refroidi par un courant d’eau extérieur ; elles se liquéfient à nouveau sous la pression convenable, et le liquide produit retourne à l’évaporateur.
- Pratiquement et industriellement, ces machines sont, pour ainsi dire, uniquement employées maintenant.
- b) Principaux types de machines.
- Nous venons d’indiquer les trois systèmes dans lesquels on _peut classer toutes les machines actuellement en service. Nous allons maintenant examiner sommairement comment les inventeurs et les constructeurs ont tiré parti de ces principes généraux.
- La diversité des types de machines résulte de deux causes distinctes :
- 1° Mode de construction mécanique et groupement des divers organes;
- 2° Méthode utilisée pour recueillir et distribuer le froid produit.
- Chaque constructeur revendique certaines dispositions spéciales de tel ou tel organe de la machine, en combinaison ou non avec telle ou telle méthode de distribution du froid. En fait, il n’existe plus de brevets valables sur le principe même des machines; il n’y a plus que des différences tenant à l’adoption de certaines dispositions mécaniques plus ou moins ingénieuses et pratiques, dispositions qui sont dues autant‘à l’ingéniosité des constructeurs qu’au perfectionnement des moyens de la construction mécanique. D’ailleurs, les applications de ces machines conduisent à des sujétions ou des nécessités communes à tous les systèmes, ce qui impose des dispositions presque indentiques. Aussi, lorsque l’on compare entre elles deux machines de constructeurs différents qui doivent réaliser le même emploi commercial ou industriel, on constate des analogies frappantes, et la différence ne se fait que par la nature du liquide employé et par d’insignifiants details de construction. Le choix d’un type de machine sera basé le plus fréquemment, non pas sur les qualités spéciales à un système déterminé, mais sur les nécessités du but commercial
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- on industriel que l’on se propose, ce qui exige du téchnicien une parfaite connaissance de cette application particulière.
- En résumé, la classification des appareils de production du froid doit s’établir en fixant leur place dans chacun des trois tableaux qui suivent.
- Nous ne citons, bien entendu, que les constructeurs les plus importants qui exploitent des brevets leur appartenant ; une liste complète devrait comprendre plusieurs centaines de noms. Les maisons les plus considérables se trouvent en Angleterre, Amérique du Nord, Allemagne, France et Suisse.
- Tableau I
- 1° Machines à absorption
- à détente d’un gaz , ) Avec utilisation de puissance me-à évaporation d’un liquide j canique extérieure.
- 2°
- 3°
- Tableau II
- a) Utilisation de la solution ( E. Carré, Rouart frères, Imbert,
- ammoniacale
- Pontifex, Wood, Yallicély.
- b) Utilisation de la détente de l’air.
- L’éther méthylique L’acide sulfureux. L’acide sulfocarbonique
- L’éther ordinaire
- F. Carré. E. Carré, Tellier. Pictet.
- c) Utilisation de
- l’évaporation de : L’ammoniac
- L’acide sulfocarbonique Pictet.
- [ Linde, Osenbruck, Mertz, Kil-
- T , \ bourn, deLavergne,Puplett,
- L ammoniac < ’ T , ® 1 /
- ) Fixary,'WoodetRichemond,, [ Sterne, Sulzer frères, etc.
- Le chlorure de méthyle Douane.
- L’acide ( Windhausen, Hall, Escher et carbonique ( Wyss, SociétéDyle etBacalan.
- L’éthylène
- En essais récents.
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- Tableau III
- Machines pour fabrication de glace ou
- refroidissement des liquides.
- Chaque constructeur fournit trois modèles
- Machines spéciales pour navires.
- II. — Description des différents types.
- a) Machines a absorption.
- Ces machines, dites aussi machines à affinité, ont eu autrefois un certain succès; il en existe encore un certain nombre, et particulièrement de petits modèles à marche intermittente pour la production de faibles quantités de glace.
- Nous en avons décrit le principe, et cette description définit très exactement les petits appareils à marche intermittente. Le récipient contenant la solution ammoniacale est chauffé à feu nu ; le gaz est recueilli dans un serpentin métallique où se liquéfie l’ammoniac. Au centre de ce serpentin, on loge un moule en métal contenant l’eau à congeler.
- On a construit de grands appareils où le chauffage de la dissolution est obtenu par la vapeur provenant d’un générateur spécial, ce qui donne un chauffage plus régulier ; puis on a fait des appareils à marche continue en faisant circuler la solution ammoniacale et l’eau produite au moyen de petites pompes actionnées par un moteur spécial.
- On a ensuite perfectionné ces appareils et obtenu un meilleur rendement par le chauffage méthodique et l’échange de chaleur entre la solution ammoniacale entrant dans la partie chauffée et l’eau chaude privée d’ammoniac qui en sort.
- La machine automotrice Yallicély utilise la pression développée dans l’appareil pour obtenir la force nécessaire à la mise en mouvement des pompes de circulation, ce qui supprime le moteur spécial nécessaire, dans les appareils Carré. Le succès ne semble pas répondre aux espérances que pouvait faire naître l’étude théorique du rendement de ces appareils; on leur reproche le
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- danger d’explosion possible par un chauffage mal réglé dans les appareils à feu nu, la rapide diminution du rendement, les arrêts fréquents produits par la formation de bouclions de glace dus à l’entraînement de la vapeur d’eau. On ne doit pas néanmoins les condamner sans retour, et si l’on parvient à éliminer les divers inconvénients signalés, on arrivera à produire le froid très économiquement. Un appareil continu basé sur ce principe serait des plus intéressants, et la transformation directe de la chaleur en frigories sans intermédiaire de puissance mécanique amènerait certainement une diminution du coût de production du froid. Si la solution ammoniacale ne paraît pas pour le moment susceptible de donner pratiquement ce résultat, peut-être la chimie organique fournira-t-elle une substance capable de la remplacer avantageusement :, il ne faudrait qu’une pareille découverte pour annuler immédiatement la faveur dont jouissent les machines à gaz liquéfiable.
- b) Machines a détente d’air.
- Dans les villes comme Paris où existe une canalisation de distribution d’air comprimé pour la production de la force motrice, on obtient, comme sous-produit, de l’air froid que l’on peut utiliser. C’est ce qui se pratique, mais pour de très modestes applications, appelées d’ailleurs à disparaître à cause du prix de revient excessif de la force et du froid produits dans ces conditions.
- Cependant, cette application peut avoir un intérêt dans certains cas spéciaux, par exemple à bord des navires, où l’on dispose d’air comprimé pour divers appareils; on peut alors placer sur la canalisation, en tels points qu’on le désire, des détendeurs d’air qui serviront à rafraîchir des cales ou des soutes à munitions. L’air froid produit dans ces conditions est généralement chargé d’un excès de neige, parce que les cylindres compresseurs d’air sont rafraîchis par un jet d’eau pulvérisée qui est entraînée. Cette humidité est très nuisible dans les applications à la conservation des denrées.
- Les machines à air sont les premières qui aient eu un véritable succès commercial et des applications suivies.. L’étude théorique et les calculs d’établissement de ces appareils ne peuvent être abordés dans le cadre restreint dont nous disposons ; il conviendra de se reporter aux travaux de MM. Armengaud, Richard, de Marchena, etc...
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- Ges machines sont de deux types principaux :
- 1° Machines à cycle ouvert;
- 2° Machines à cycle fermé.
- Dans les premières, l’air froid, après avoir produit son effet utile, s’échappe dans l’atmosphère. Dans les secondes, l’air froid, après avoir été utilisé, revient au compresseur : de telle sorte que le même volume d’air est constamment employé. La machine-type est la machine Giffard ; toutes les autres n’en sont que des modifications de peu d’importance théorique.
- Parties principales de la machine. — Les parties principales constituant une machine frigorifique à air sont :
- . 1° Le cylindre compresseur d’air ;
- 2° Le récipient d’air comprimé où se produit son refroidissement par l’eau;
- 3° Le détendeur ;
- 4° Le réfrigérant.
- 1° Les compresseurs d’air sont bien connus; on les construit à double ou à simple effet avec distribution par soupapes automatiques (Giffard, Iiaslam), ou à distributeurs automatiques (tiroirs plans Hall et Burckhardt, tiroirs rotatifs genre Corliss). Les^ divers constructeurs se sont ingéniés à assurer la facilité de visite et d’entretien de ces distributeurs. ,
- L’échauffement considérable de l’air soumis à la compression constitue une perte sèche de travail utile. Il nécessite autour du cylindre compresseur, l’emploi d’une circulation d’eau que l’on complète parfois par une circulation dans les fonds de cylindre et dans le piston ; l’air lui-même se refroidit peu, mais le travail du piston et son graissage sont mieux assurés. Dans certains appareils, on complétait le refroidissement initial de l’air comprimé par une injection d’eau pulvérisée dans l’intérieur du cylindre, mais des inconvénients très graves ont fait abandonner ce dispositif.
- 2° Le réservoir d’air comprimé est un récipient contenant un faisceau tubulaire en cuivre ou en laiton, où se fait la circulation d’eau de refroidissement. Les surfaces de contact sont calculées de manière que l’écart entre la température des deux fluides ne dépasse jamais 8 à 10° à l’allure la plus vive de la machine.
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- Des dispositions accessoires permettent de dessécher l’air comprimé ainsi rafraîchi (tuyaux à chicanes, purgeur centrifuge, faisceau tubulaire refroidi par l’air revenant des chambres frigorifiques, etc.).
- 3° et 4° Le détendeur a la même disposition d’ensemble qu’un cylindre compresseur d’air ; comme ce dernier, il, peut être à double ou à simple .effet, à simple cylindre ou à cylindres compound. La distribution aux cylindres détendeurs est réglée mécaniquement ; on y trouve les mêmes variantes que pour le compresseur. Ces organes doivent être particulièrement robustes en raison des chocs qui se produisent fatalement lorsqu’il y a accumulation de neige ou de glace dans les orifices de la distribution.
- L’air froid sortant du détendeur est recueilli dans une canalisation généralement en bois, entourée d’une couche épaisse de matériaux isolants pour éviter le réchauffement dû au rayonnement extérieur. A l’origine de cette tuyauterie, on constitue, par un élargissement brusque de section, une sorte de chambre de repos relatif où l’air dépose une partie de la neige qu’il contient en suspension (boite à neige). Cette partie est facilement accessible au moyen d’un guichet permettant l’enlèvement de la neige, dont l’apport diminue peu à peu dans les machines à cycle fermé.-
- L’air froid obtenu est envoyé directement dans les locaux à refroidir ou autour des mouleaux de fabrication de glace.
- Dispositions mécaniques des machines à air. — Suivant les cas, on a fait des machines verticales ou horizontales combinées ou non avec 1-e moteur à vapeur. Ainsi, dans les machines Hall pour les appareils de faible puissance mus par courroie, les cylindres sont à axe vertical et placés parallèlement à un bâti en fonte qui contient les faisceaux tubulaires de circulation d’eau.
- La nécessité de réduire l’encombrement pour les machines employées à bord des navires a conduit aussi à la construction de machines horizontales comportant, sur un seul bâti, le moteur à vapeur à double ou triple expansion avec condensateur par surface, les cylindres compresseurs ou détendeurs d’air pouvant être simples ou doubles, de façon à former deux unités indépendantes ou solidaires à volonté. Le condenseur de vapeur et le faisceau tubulaire du rafraichisseur sont logés dans le bâti formant socle de la machine. Il a été construit un grand nombre de ma-
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- ehines cle ce système, et les plus importantes sont sorties des ateliers des constructeurs Haslam et J. et E. Hall, de Londres. En 1888, un navire faisant le service d’Australie ' en Angleterre et destiné au transport des viandes congelées recevait une machine Hall duplex, avec compresseurs attelés directement sur les tiges des pistons d’une machine à vapeur de 27$ ch effectifs, à triple expansion et à condensation par surface.
- Avantages et inconvénients de ces machines. — Ces machines fournissent directement de l’air bien sec à très basse température (jusque — 70° G.); aussi sont-elles avantageuses dans certaines applications, telles que la congélation des viandes. L’agent frigorifique employé se trouve partout sans dépense ; dès lors, les fuites sont de nulle importance, tant au point de vue du renouvellement de ce produit que de la sécurité du personnel mécanicien, — ce qui est à considérer pour une machine installée dans un pays dépourvu de moyens de communications fréquentes, aux colonies, par exemple. La température extérieure influe peu sur le rendement ; il n’en est pas de même pour les machines à liquides volatils.
- L’inconvénient grave résulte du mauvais,-rendement du système qui, dans les meilleures conditions, ne peut donner que 12 à 15 0/0 du maximum théorique, et exige, pour des productions relativement faibles, la mise en mouvement d’énormes masses d’air, ce qui donne une grande importance aux résistances passives par rapport au travail utile. De plus, le réchauffement rapide de l’air froid produit s’oppose à ce qu’il soit trans--porté à de grandes distances à cause de sa faible, capacité calorifique.
- Expériences pratiques faites, le rendement de ces machines atteint à peine le 1/5 de celui des machines à gaz liquéfiable;, on obtient au maximum 450 frigories par cheval effectif et, sauf circonstances tout à fait spéciales, on ne les emploie plus.
- c) Machines utilisant l’évaporation d’un liquide
- Nous en avons indiqué le principe, et nous n’en décrirons pas les machines primitives, qui n’ont plus qu’un intérêt historique.
- La supériorité de ce système sur celui de la détente de l’air résulte de deux causes :
- 1° La chaleur de vaporisation des liquides employés étant très grande par rapport à la chaleur spécifique de l’air, une machine à liquide présente, à volume égal, une puissance frigorifique bien plus grande qu’une machine à air ; et les résistances pas-Bull. 47
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- sives de l’appareil ont une influence d’autant moindre pour diminuer le rendement ;
- 2* Le rendement théorique est meilleur,'puisque la température demeure à peu près constante dans le liquide pendant la liquéfaction et l’évaporation, ce qui diminue l’écart entre 'les températures extrêmes du cycle décrit.
- En se rappelant que l’évaporation d’un liquide, sous une pression déterminée, a lieu à une température constante pour chaque pression, on voit immédiatement qu’on obtient à l’évaporateur une température d’autant plus basse que la pompe est plus puissante et permet d’enlever plus rapidement des vapeurs formées, e’est-à-dire de diminuer la tension superficielle.J1 s’ensuit que, si l’on cherche à obtenir des températures basses, la pression d’aspiration devenant faible, les résistances passives acquièrent une importance grandissante, et que le rendement s’abaisse rapidement. Pour la même raison, le rendement dépend beaucoup des températures de l’eau de circulation qui entoure le liqué-facteur. •
- Choix du liquide
- Diverses raisons guident le constructeur dans le choix des liquides. Les principales sont les suivantes :
- 1° Il faut tout d’abord considérer la tension de vapeur du liquide dans Pévaporateur. Une machine en fonctionnement normal doit réaliser, par exemple, une température de — 20° C dans l’évapora-teur. Si la tension, de vapeur saturée à cette température est faible, le travail utile de la pompe d’aspiration est réduit, et les résistances passives absorbent en pure perte une forte proportion de travail mécanique. C’est le cas de l’éther et de l’acide sulfureux.
- Les tensions de vapeurs saturées des liquides employés sont les suivantes :
- TEMPÉRATURES ACIDE SULFUREUX CHLORURE DE MÉTHÏLE AMMONIAQUE ACIDE CARBONIQUE
- — 20° 0,60 kg 1,15 kg 1,85 kg 20 kg
- 0° 1,65 2,50 4,20 ’ 36 •-
- -f 20° 3,20 2,80 8,20 60
- •2° Les pressions développées à la liquéfaetion ne doivent pas compromettre la sécurité des appareils.
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- Grâce aux progrès de la métallurgie et de la construction mécanique, on construit actuellement des appareils et canalisations absolument étanches, fonctionnant normalement, sans aucun risque, aux pressions de 80, 100 et 120 kg pour certaines distributions d’eau sous pression. Par conséquent, cette réserve n’a pas à être faite avec les liquides que nous avons cités plus haut.
- 3° La liquéfaction du gaz doit être possible à toutes les températures de l’eau de circulation que l’on est conduit à employer.
- Cette condition est remplie pour tous les liquides' utilisés, y compris l’acide carbonique, qui occupe le dernier échelon ; les machines de ce système fonctionnent sous les climats tropicaux sans diminution anormale de rendement.
- 4° D’autres conditions pratiques sont à désirer pour le liquide servant à la charge de la machine. Il convient dans chaque application particulière de se rendre compte de l’importance effective de ces conditions, telles que :
- Odeur du produit, qui peut être très nuisible en cas de fuites aux appareils, si le gaz se répand dans les locaux de l’usine ; toutefois, un gaz inodore, comme l’acide Carbonique, exige plus de soin pour la recherche des fuites;
- Innocuité du gaz, condition sans intérêt pour une machine placée dans un vaste espace, mais d’une extrême graAdté à bord d’un navire ou dans un local clos ;
- Ininflammabilité, sans laquelle on peut -se trouver exposé à l’augmentation du coût des assurances d’incendie ou à des risques d’explosion, si le gaz donne avec l’air un mélange détonant; tel est ,1e cas du chlorure de méthyle, qui ne doit jamais être employé à bord des navires et particulièrement des navires de guerre ;
- Prix de revient et faculté de ravitaillement, condition qui n’a d’importance véritable que pour les installations faites au loin ;
- Action du liquide sur les métaux. Il est. essentiel que le liquide n’attaque pas les matériaux utilisés dans la construction des machines : c’est ce qui se passe avec l’acide sulfureux, :si Pon n’a pas soin d’acheter un produit parfaitement pur ; de même, l’ammoniac attaque le cuivre, le bronze et le laiton ;
- - Action des liquides sur les huiles ou graisses de lubrification. S’il y a combinaison ou simplement mélange intime entre le liquide actif et les huiles de graissage, l’évaporation ne se fait plus faci-
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- lement et le rendement diminue beaucoup ; aussi, toutes les machines à ammoniac ont-elles des appareils séparateurs très perfectionnés qui ont pour but de parer à ce grave inconvénient.
- Actuellement, on emploie les quatre liquides indiqués précédemment. Il ne serait pas exact de dire que tel ou tel produit doit être nécessairement préféré à tel autre. Incontestablement, il y a une tendance marquée à choisir de préférence des liquides ayant aux basses températures des pressions suffisantes; on a passé successivement de l’éther à l’acide sulfureux, au chlorure de méthyle, à l’ammoniac et à l’acide carbonique. Mais la vérité, c’est que, dans chaque cas particulier, suivant les nécessités commerciales, industrielles ou climatériques, il y a lieu de faire un choix judicieux, basé sur une expérience et une pratique suivies de l’exploitation que l’on se propose. Les rendements ou résultats effectifs des diverses machines fournies par les bons constructeurs sont équivalents, et c’est par des raisons d’un tout autre ordre que l’on est appelé à décider.
- Parties principales des Machines a liquides volatils
- Les mêmes organes principaux se retrouvent dans toutes les machines : la pompe de compression ; le liquéfacteur ;. l’évapo-rateur.
- Ils sont accompagnés de divers appareils accessoires, tels que séparateurs, purgeurs, robinet de réglage d’écoulement du liquide dit régulateur, etc...
- 1° Pompe de compression. — C’est un compresseur à gaz ; par conséquent sa construction sera très semblable, toutes proportions gardées, à celle des compresseurs d’air, avec les mêmes variantes dans la distribution.
- La partie la plus étudiée de cette pompe est le presse-étoupe qui assure l’étanchéité lors du mouvement de la tige du piston. La solution la plus usuelle consiste dans l’emploi d’une double garniture annulaire entourant la tige. L’espace libre entre les deux garnitures est mis en communication avec l’aspiration, ou bien est rempli d’une matière grasse consistante (Fixary), ou d’une matière grasse refoulée à une pression supérieure à celle de la compression (Hall).
- Hans certaines machines, comme les machines Pictet, on refroidit l’enteloppe du cylindre compresseur par une circulation d’eau.
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- 2° Liqiéfacteur. — Le gaz refoulé par la pompe est envoyé dans le liquéfacteur. C’est tantôt un récipient muni d’un faisceau tubulaire, comme dans les machines à air, tantôt un serpentin en fer, cuivre ou acier, suivant les cas.
- Dans les machines Pictet de construction récente, le liquéfacteur est formé d’une série de tubes en U soudés par l’extrémité des deux branches sur un collecteur cylindrique horizontal.
- Les machines à ammoniac utilisent des séries de serpentins refroidis par de l’eau qui ruisselle à. la surface, comme dans les appareils échangeurs employés en laiterie ou en brasserie.
- Dans les machines à acide carbonique Hall, on emploie un serpentin sans joints immergés, obtenu en soudant électriquement bout à bout des tuyaux du commerce. Ges serpentins sont soumis à une pression d’épreuve de 160%.
- 3° Évaporateur. — Il est constitué de la même manière que le liquéfacteur, mais sa surface sera beaucoup plus grande si l’on veut produire de l’air froid ou si l’on refroidit un liquide. Un robinet spécial dit régulateur permet de régler l’écoulement du liquide entre le liquéfacteur et l’évaporateur.
- L’ensemble de l’appareil sera ou non réuni avec la machine motrice et les pompes à eau ou autres accessoires.
- En résumé, on pourrait décrire les machines à liquides en disant qu’elles se composent de deux serpentins en relation entre eux, à l’une des extrémités par le régulateur, et à l’autre par la pompe, dont l’aspiration est branchée sur l’évaporateur et le refoulement sur le liquéfacteur.
- III. — Applications industrielles du froid.
- a) Méthodes générales pour recueillir et utiliser le froid
- PRODUIT PAR LES MACHINES.
- Deux cas principaux sont à, examiner:
- I. — Refroidissement des liquides et fabrication de la glace ;
- IL — Refroidissement des locaux par : 1° détente directe ; 2° ventilation froide ; 3° circulation de liquide froid.
- I. — Dans le premier cas, le serpentin de l’évaporateur est logé dans une cuve où l’on fait circuler le liquide à refroidir de haut en bas ; : on assure au besoin un renouvellement des surfaces de contact par une agitation mécanique. S’il s’agit de
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- refroidir de l’eau jusqu’à congélation, c’est-à-dire de fabriquer delà g]ace, la cuve est remplie d’un liquide incongelable (eau salée ou dissolution de chlorure de calcium). Les mouleaux ou récipients où se trouve l’eau à congeler sont plongés dans ce bain, et retirés au fur et à mesure de leur prise pour être remplacés.
- II. — Lorsqu’il s’agit de refroidir des locaux (entrepôts frigorifiques ou cold store), le froid produit par la machine peut être utilisé de diverses manières :
- 1° Détente directe. — Le liquéfacteur de la machine devient un serpentin ou un réseau de tuyauteries d’un développement considérable, et qui tapisse les parois des locaux. Dès que la machine est en action, le liquide volatil s’évapore dans ces tuyaux, qui agissent par refroidissement de l’atmosphère des chambres et par radiation directe (de Lavergne, Douane, Pictet, Escher et Wyss). Ce système est très séduisant en théorie, puisqu’il supprime tout intermédiaire pour le transport du froid.
- Avec des machines utilisant des gaz odorants ou inflammables, une simple fuite dans un joint peut faire avarier toutes les marchandises contenues dans les locaux, et la réparation est difficile, vu l’impossibilité de vider les tuyauteries. D’autre part, si l’on opère sur plusieurs réseaux à la fois, il est difficile de régler uniformément l’aspiration dans chacun d’eux ; la température, et par suite la pression au liquéfacteur, varient très brusquement, et l’allure de la machine est irrégulière, ce qui nuit au rendement et à la sécurité du fonctionnement. Enfin on reproche à ce système l’absence du volant de froid qui est constitué dans les autres appareils par la masse de liquide froid circulant dans les chambres. L’abaissement de température dans les locaux est très brusque au moment de la mise en marche de la machine ; les parties extérieures des objets soumis au refroidissement subissent trop vite l’action du froid, et, à l’arrêt, lorsque l’équilibre se rétablit, il y a réchauffement de plusieurs degrés. Ces oscillations brusques de température sont très nuisibles dans la plur part des applications.
- 2° Ventilation froide. — On donne aux serpentins ou faisceaux tubulaires du liquéfacteur un développement suffisant, et l’on fait circuler Sur ces parois froides un important volume d’air par des moyens mécaniques. L’air se refroidit, puis est envoyé dans les locaux par des tuyauteries convenablement disposées ;: il
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- revient ensuite au ventilateur pour continuer le même cycle.: (Fixary, Hall.) Au bout de peu de temps, les tuyaux se couvrent de givre, la transmission et l’échange de calories diminuent beaucoup, il faut arrêter la circulation ou bien dégivrer les tuyaux par divers moyens, et alors diriger le courant d’air sur •d’autres réseaux de tuyauteries :; l’installation est donc conteuse et encombrante.
- Mêmes inconvénients que pour la détente directe : absence: de volant de froid, irrégularité de marche, danger de contamination des locaux. On reproche encore à ce système la perte résultant du transport de l’air froid. Il est maintenant abandonné dans la plupart des cas.
- On peut également produire de l’air froid en le faisant circuler au contact de la solution de liquide incongelable, par ventilation-naturelle résultant de la différence de densité (Pieté t); l’air est dans ce cas refroidi par contact avec une pluie de la solution de chlorure de calcium.
- , Dans les machines Linde, on fait circuler l’air, refoulé par un ventilateur, au contact de disques métalliques qui plongent dans le liquide froid. Les surfaces d’échange sont constamment renouvelées par un mouvement de rotation donné aux disques. On a vivement critiqué ce système pour diverses raisons; en premier lieu, l’encombrement causé par les appareils de production d’air froid et la complication qu’ils occasionnent ; ensuite, entrainement mécanique de la solution de chlorure en fines gouttelettes, qui vont se déposer sur les parois des chambres et sur les marchandises. Si par hasard des moisissures, des germes ou des odeurs se développent dans un point quelconque des locaux, ils sont immédiatement répandus dans tout l’édifice. Ceci a peu d’importance pour certaines applications, mais devient très grave, pour la conservation à long terme des denrées alimentaires; (viandes congelées, beurre, fruits, etc.). Enfin, cette disposition est désavantageuse à cause de la condensation de l’humidité de; l’air dans le bain de‘Chlorure de eahûum* Cette dissolution augmente de volume ; il faut la concentrer, ce qui exige des appareils spéciaux, et l’on risque à tout instant la congélation .autour des serpentins de l’évaporateur, ce qui peut amener leur rupture.
- Ciradatim. de liquide froid. •— La saumure froide produite; dans la cuve: du serpentin de l’évaporateur -est e nvoyée par une-
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- pompe spéciale dans des réseaux de. tuyauteries ou des réservoirs plats dits radiateurs (syst. J. et E. Hall, Dyle et Bacalan), qui tapissent les parois et le plafond des locaux. Ce système est plus généralement adopté ; il offre l’avantage d’une grande régularité de température dans les locaux; la masse de liquide froid qui reste dans les tuyaux lors de l’arrêt de la machine permet'de continuer l’action réfrigérante.
- 'Il peut être critiqué parce qu’il occasionne un grand encombrement intérieur des locaux, et que la circulation d’air est peu active, ce à quoi l’on peut remédier par une ventilation mécanique (ventilateurs électriques) ; on lui reproche également le dépôt de givre qui se forme sur toutes les .surfaces métalliques et diminue la transmission, à moins de nettoyages fréquents.
- C’est, malgré cela, le moyen le plus usité maintenant. b) Applications.
- Elles peuvent se diviser en quatre groupes :
- 1° Fabrication de la glace ;
- 2° Conservation des denrées alimentaires ;
- 3° Refroidissement des locaux- ou des liquides pour la régularisation de certaines réactions chimiques ou autres opérations industrielles ;
- 4° Applications diverses.
- Chacun de ces groupes comprend une assez grande diversité d’utilisations spéciales que nous indiquons sommairement.
- 1° Fabrication de la glace. — a) Glacé ordinaire pour usages commerciaux, expédition du poisson, glacières à viande ou à provisions ménagères, sorbetières, etc.; b) Glace, transparente en gros blocs (système américain), en blocs débités' suivant certains plans de clivage pour débitage facile (système Van der Weyde), en petits mouleaux cylindriques pour carafes frappées ; c) Glace opaque ou transparente faite avec de l’eau stérilisée, pour consommation directe dans l’eau de boisson, usages médicaux, etc.
- a) La fabrication de la glace s’effectue généralement en congelant l’eau contenue dans des mouleaux, récipients en tôle étamée ou galvanisée; Ces mouleaux sont immergés presque complète-
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- ment dans un réservoir contenant une solution de liquide incon-gelable refroidi dans la machine, ou refroidi directement par le serpentin évaporateur qui se développe sur toute la surface extérieure de ce bac, en échangeant ainsi directement ses frigo -ries avec le liquide salin dans lequel il est immergé.
- Certains moyens mécaniques, hélices ou agitateurs, permettent de faire mouvoir le liquide dans cette cuve, de façon à renouveler les surfaces en contact aussi bien sur le serpentin que sur les mouleaux, ce qui améliore le rendement et augmente la rapidité de la congélation.
- Les mouleaux ont comme épaisseur de 5 à 30 cm,; aussi la production d’un bloc de glace dure de deux à vingt-quatre heures. Cette durée est d’ailleurs variable avec la température du liquide incongelable, qui varie elle-même avec la puissance de la machine, la température de l’eau de circulation et celle de l’air extérieur, et aussi avec le système employé. Ainsi que nous l’avons dit précédemment, les liquides à très basse terhpérature d’ébullition, comme l’acide carbonique, permettent l’obtention facile à l’évaporateur de températures suffisantes pour arriver à — 20° et — 25°, dans le bain incongelable, tandis qu’il ne serait pas pratique ni économique d’essayer d’obtenir au liquide — 8 ou 10° avec les machines à acide sulfureux ou analogues.
- Certains constructeurs, désireux d’annoncer des rendements exceptionnels, font fabriquer de la glace dans des bains inconge-lables à — 5 ou — 6°. La glace ainsi produite n’est pas suffisamment dure ; elle fond très rapidement et ressemble à de la neige semi-fondue. L’emploi de cette glace a contribué à répandre le préjugé que la glace artificielle se conservait moins bien que la glace naturelle, à laquelle on accorde encore très souvent la préférence malgré le danger évident qu’elle présente pour la consommation directe, surtout lorsqu’elle est ramassée dans les ruisseaux ou les étangs. La glace de Norvège et celle des glaciers des montagnes sont généralement pures.
- La glace une fois formée dans les mouleaux, ceux-ci sont sortis du bain réfrigérant et plongés dans un récipient, rempli, d’eau chaude pour opérer le démoulage. L’opération dure une minute environ; les mouleaux sont ensuite basculés pour être placés horizontalement et laisser échapper leur contenu sur un plan incliné'qui les conduit à la glacière-magasin, ou directement dans les voitures ou wagons de transport.
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- L’opération de sortie des mouleaux du bain incongelabié s’effectue généralement sur une série de mouleaux réunis par un cadre en fer que l’on soulève au moyen d’un treuil. Ce treuil, placé sur un pont roulant supérieur qui se déplace horizontalement au-dessus de la cuve, permet le transport de la série de mouleaux à la cuve de démoulage, au basculeur et au plan incliné de décharge, puis le retour de l’ensemble à un appareil permettant de remplir d’eau les mouleaux simultanément, et enfin de les remettre en place dans la cuve.
- La variété des dispositifs mécaniques employés est très grande ; leur perfection dépend surtout de la puissance de production des usines. La glace est un produit de peu de valeur qui se vend généralement, en gros à l’usine, de 1 fa 3 f les 100 kg; il faut donc éviter autant que possible la nécessité de la manutention à la main.
- Il existe des usines produisant jusqu’à 500 t par jour, et dans lesquelles tout s’effectue automatiquement. La maison Linde principalement, la Société Pictet, la maison Sterne et la maison Hall ont édifié des usines qui sont de véritables merveilles d’installations mécaniques.
- b) L’opacité de la glace tient à ce que l’air dissous dans l’eau se, trouve emprisonné dans la masse en très petits globules lorsque, la congélation est peu rapide. Le moyen d’obtenir de la glace transparente est donc d’utiliser de l’eau privée d’air. On y arrive également en agitant mécaniquement l’eau contenue dans les mouleaux pendant toute la durée de la congélation, ou encore en opérant la congélation très lentement.
- Dans le premier cas, utilisation d’eau privée d’air, il faut préalablement produire celle-ci, ce à quoi l’on arrive par différentes, méthodes. On peut employer de l’eau bouillie, et si on la produit spécialement pour cette utilisation, il convient d’installer des appareils de chauffage avec récupération de chaleur analogues aux appareils à distiller ; on économisera le combustible eu meme temps, que l’on enverra aux mouleaux de l’eau moins chaude. On construit actuellement des appareils échangeurs récupérateurs tellement perfectionnés que la différence de température de l’eau à l’entrée et à la sortie ne dépasse pas 4° G. (sys-. tème Desmaroux), la dépense de charbon étant inférieure, pour1 un chauffage direct, à 2 kg par mètre cube d’eau traitée. On peut; aussi employer le chauffage de l’eau à 60°, avec l’ébullition dansj
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- le 'vide (système Linde). On peut également obtenir de l’eau privée d’air en faisant usage de l’eau condensée provenant de la vapeur d’échappement, soit dans un condenseur multitubulaire,; soit dans un aéro-condenseur (système Fouché). Dans ce cas, il faut filtrer avec soin l’eau de condensation pour éviter la présence de traces d’huile provenant du graissage du cylindre à vapeur. Enfin, la vapeur d’échappement peut être utilisée comme chauffage pour la distillation d’eau, en combinaison ou non avec des récupérateurs ou des appareils à faire le vide.
- On obtient aussi de la glace transparente en agitant constamment l’eau pendant la congélation, ce qui peut se réaliser soit en communiquant mécaniquement aux mouleaux un mouvement alternatif, soit en agitant l’eau qu’ils contiennent au moyen de baguettes métalliques qui plongent dans le liquide et que l’on enlève lorsque la prise du bloc de glace est presque complète ; mais, dans ce cas, la partie milieu du bloc est.opaque.
- La congélation très lente est aussi un moyen d’obtenir de la glace transparente ; pour cela, on emploie des mouleaux de forte épaisseur et l’on ne produit pas de trop basses températures dans le bain. Cette méthode conduit à l’emploi d’immenses cuves à mouleaux où les déperditions extérieures sont importantes; d’où prix de revient plus élevé de la glace produite et augmentation de l’encombrement des appareils.
- Dans le but d’obtenir de la glace parfaitement transparente en très gros blocs, on emploie également une disposition assez ingénieuse qu’il convient de citer. La cuve contenant le serpentin de l’évaporateur ne reçoit plus de liquide incongelable ni de mouleaux ; elle est directement remplie d’eau à congeler. La tuyauterie de l’évaporateur tapisse les parois de la cuve et forme également une série de cloisonnements verticaux constituant des tranches verticales de 0,500 m à 0,800 m d’épaisseur sur toute la largeur et la hauteur de la cuve. La congélation se pro.duit; elle est assez lente, à cause de la forte épaisseur de la masse à congeler. Lorsqu’elle est complète, on ouvre en grand le robinet régulateur de la machine qui sépare l’évaporateur du liquéfac-teur ; il s’établit entre ces deux parties une communication, directe ; il y a réchauffement et décongélation partielle sur . les tuyaux, ce qui permet l’enlèvement des blocs de glace dans lesquels on a immergé préalablement des barres de fer à crochets qui 'en permettent l’enlèvement. On obtient ainsi des masses compactes de plusieurs mètres cubes.
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- c) La contagion de certaines maladies a indubitablement pour cause principale la contamination dés eaux de boisson (fièvre typhoïde, fièvre jaune, choléra, fièvres intermittentes, etc.). Ce danger, n’est pas diminué par la congélation de l’eau ; les germes actifs n’en sont nullement affectés, et conservent leur virulence aux plus basses températures. Aussi en Amé-1 rique et en Angleterre, où l’on se montre très rigoureux sur ce point, est-il de toute nécessité de fabriquer de la glace transparente et de faire usage d’eau stérilisée par ébullition ou tout autre moyen. L’emploi du simple filtrage dans les bougies en porcelaine ou amiante est totalement insuffisant pour donner üne garantie absolue d’innocuité.
- L’Industrie de la fabrication de la glace est certainement la plus importante application des machines frigorifiques, et il existe plusieurs milliers d’usines de production sous tous les climats. La glace, autrefois objet de consommation de luxe, est devenue un objet de première nécessité : la demande ne fait que s’accroître au fur et à mesure du développement de la pro-. duction.
- 2° Conservation des denrées alimentaires. — La conservation par le froid s’applique avec une absolue sécurité pour des laps de temps plus ou moins longs :
- A la chair des animaux (viandes de boucherie, poisson, volaille, gibier, etc.) ;
- Aux graisses ou dérivés ( saindoux, suif, margarine, stéarine, huiles, beurres, fromages, lait, etc.) ;
- Aux fruits et légumes ; ,
- Aux liquides fermentés peu alcoolisés (vins, bières, cidres, poirés, hydromel, etc.).
- La conservation de la viande s’effectue de deux manières bien distinctes:
- 1° Conservation à court terme, trois semaines à un mois au maximum, par la simple réfrigération à + 2° C. ;
- 2° Conservation à' long terme, une année et plus, par la congélation à cœur, c’est-à-dire au centre de la masse, à une température de — 5° C. -1 _
- Les deux conditions essentielles pour la bonne conservation des viandes sont :
- Maintenir très régulièrement la température assignée aux envi-
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- rons du point fixé pour la.congélation ou la réfrigération, sans alternatives de réchauffement ou de refroidissement (même peu importantes elles sont nuisibles), et quelles que soient les durées journalières de marche ou d’arrêt des machines ;
- Dessication convenable de l’air des chambres de dépôt des viandes à conserver; dessication presque complète dans le cas de la congélation, et un peu moindre pour la réfrigération.
- Contrairement au préjugé répandu, ni la congélation lente, ni la réfrigération ne modifient en quoi que ce soit les tissus animaux; les viandes ainsi conservées et mises à l’air libre se conservent plus longtemps que les viandes fraîches d’abattoir qui leur seraient comparées pendant le même temps (voir Armand Gautier, Les viandes congelées),
- Le nom de Tellier, innovateur de cette application industrielle du froid, doit être rappelé ; son entreprise n’a pas été pour lui, malheureusement, un succès financier, mais elle a ouvert la voie, et, avec de simples perfectionnements de détail, elle a permis aux Anglais et aux Américains, financièrement plus tenaces, de mettre en valeur l’incomparable production agricole de leurs colonies et des pays tropicaux ; ils ont ainsi pu porter leur concurrence sur tous les marchés de consommation du monde.
- Les usines frigorifiques pour la conservation des viandes, qu’elles soient placées à terre ou sur navires, comportent une machine de production du froid et des magasins à hasse tempé-rature ou dépôts frigorifiques, comprenant une ou plusieurs chambres, dont la température est variable avec la nature des denrées à conserver.
- Pour' obtenir une température constante et réduire au minimum le fonctionnement journalier de la machine à froid, on isole parfaitement les locaux, c’est-à-dire qu’on en revêt les surfaces extérieurs de matériaux calorifuges sous une épaisseur de 5 à 30 cm. Généralement on construit à l’intérieur des murs des coffrages en planches d’épaisseur convenable, et dont l’intérieur est rempli de matières isolantes : charcoal ou charbon de bois, liège en poudre, poussière ou laine de tourbe, briques de liège, laine de scories (ou silicate cotton en anglais), sciure de bois, boîtes en carton formant compartimentage cellulaire, etc., etc.
- La nécessité d’une parfaite isolation des locaux n’était pas suffisamment connue en France jusqu’à ces derniers temps, et c’est à cela seul qu’on doit attribuer certains échecs d’installations faites à-grands frais. p:
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- La distribution du froid se fait par l’un quelconque des moyens-que nous ayons précédemment indiqués.
- Au début on a utilisé les machines à acide sulfureux; elles peuvent encore s’employer pour les entrepôts de viandes réfrigérées, mais non pour les viandes congelées où il faut maintenir de basses températures.
- Pour les entrepôts à terre, on peut employer n’importe quel genre de machines, mais il y a toujours lieu de se préoccuper de la perte totale des marchandises qui peut provenir d’un échappement brusque de gaz odorant venant infecter les chambres. C’est ce qui explique la faveur dont jouissent les machines à acide carbonique pour ce genre d’applications, en particulier sur les navires où elles sont à peu près exclusivement employées.
- Cette industrie a pris dans l’Amérique Nord et Sud, en Angleterre et dans ses colonies, Australie et Nouvelle-Zélande, un développement prodigieux.
- Dans l’Amérique du No-rd, les « cold store » ou magasins refroidis sont de gigantesques entrepôts où s’accumulent toutes les productions agricoles apportées par wagons frigorifiques spéciaux. Ces marchandises, assurées contre tous risques (même contre l’arrêt des machines), paient un magasinage infime relativement à leur valeur, et peuvent se warranter, comme n’importe quelle marchandise. C’est un puissant moyen d’aider les agriculteurs, et c’est par suite l’une des causes de la supériorité de la production agricole dans ces régions.
- Plus de deux cents grands navires, aménagés partiellement ou totalement en steamers frigorifiques, transportent constamment en Angleterre des viandes réfrigérées ou congelées, du gibier, du poisson, de la volaille, du beurre, des fruits, venant de l’Amérique du Nord," de la République Argentine et de l’Uruguay, de l’Australie, de la Nouvelle-Zélande, du Cap de Bonne-Espérance. Certains de ces navires portent jusqu’à 110000 moutons congelés (2 200 000 kg de viande nette).
- En dehors des marchandises précieuses, le transport des viandes réfrigérées est le seul trafic rémunérateur pour les transatlantiques à grande vitesse reliant Liverpool à New-York (Cunard Line,/Steamers : Teutonic, Majestic, Gothic, etc.). D’autres navires apportent à Londres les beurres du Danemark, de Hollande, de Finlande, le lait congelé de ces régions (400 000 l par jour), la crème, etc. Liverpool a des dépôts, frigorifiques de plus de
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- 120 000 ra3 de capacité, Londres 300000 m3, etc., etc. (les importations de denrées alimentaires dépassent 100 millions).
- La France, qui aurait tant d’intérêt pour sa production agricole à suivre ce mouvement, ne fait rien dans cette voie ;• malgré la richesse de sa production et la douceur de son climat, elle se voit peu à peu enlever sa clientèle de consommateurs par des agriculteurs de pays tropicaux qui ont à lutter contre le climat et à payer d’énormes frais de transport. D’autre part, rien qu’aux Halles à Paris, on peut évaluer à plusieurs millions par an la moins-value ou la perte totale sur les denrées alimentaires due à la chaleur, et à peut-être plus de 30 millions la perte ou l’inutilisation de ces mêmes produits dans toute la France. Les indications précédentes sont identiquement applicables à la conservation des matières grasses ou de leurs dérivés. Les graisses et le beurre se congèlent à environ —1° ; on peut les conserver temporairement à .+ 2° ou -f- 4° et plus longtemps à — 4°. C’est ce qui se pratique pour le beurre et les graisses alimentaires.
- Le froid réduit à peu de chose l’oxydation superficielle, mais .ne la supprime pas entièrement, ce qui limite pratiquement la conservation à une année. '
- Le lait, la crème,, les œufs sont généralement consommés à bref délai on effectue la conservation dans les entrepôts à -j- 2°.
- Pour les fruits et légumes, il suffit d’une température de + 6° à -{- 8° avec une atmosphère suffisamment sèche et de l’air parfaitement purifié. Ceci s’applique très couramment pour les ananas du Cap Yert ou des Antilles, les pêches du Cap ou de France, les raisins, les bananes du Brésil, les poires, prunes, pommes d’Amérique, les figues, les betteraves, etc. On expédie à Londres, au moment de la récolte, des pêches de Montreuil qui sont conservées jusqu’en janvier et sont alors revendues à Paris 2,50 f et 5 /‘pièce.
- 3° Refroidissement des locaux ou refroidissement direct des liquides pour la régularisation de certaines réactions, chimiques et autres opérations industrielles. — Il est reconnu qu’une fermentation, pour donner des résultats constants, doit être effectuée dans un milieu de température rigoureusement déterminée.
- Afin de rendre les opérations industrielles de fabrication des boissons fermentées indépendantes de la température extérieure ou de l’eau dont on peut disposer, on utilise les machines frigorifiques ou le mélange de glace avec le liquide en traitement.
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- La fabrication de la bière n’a pris son importance actuelle que grâce à cette decouverte, due à l’étude del’action-des ferments.-Dans ce cas, on refroidit les liquides en fermentation, et aussi les ateliers de fabrication; le produit obtenu est également maintenu à + 3° ou + 3°, en attendant sa consommation, ce qui explique l’usage des caves glacières, des wagons frigorifiques pour le transport. On évite ainsi les fermentations secondaires qui ne manqueraient pas de se produire à température un peu plus élevée, et qui altéreraient complètement le produit, à moins qu’il ne soit additionné de substances chimiques s’opposant à cette fermentation-; mais ces substances sont généralement toxiques, et leur emploi doit être sévèrement proscrit.
- . Ceci s’applique^également au vin, au cidre et au poiré.
- Dans l’industrie chimique on peut également avoir besoin de machines frigorifiques, soit pour empêcher une élévation de température des substances en traitement au moment de leur mélange (fabrication de la dynamite, de la mélinite et autres explosifs), soit pour obtenir la cristallisation d’un sel peu soluble à une température déterminée proche de 0° (fabrication des sels de soude ; fabrication des couleurs).
- On opérera de la même manière pour séparer des huiles ordinaires les matières solides qu’elle renferme, stéarine et margarine, ou pour obtenir directement l’oléine. On pourra de meme séparer . la pafâffme du pétrole brut, enrichir les huiles lourdes de goudron, concentrer les alcools par congélation de l’eau, ou augmenter la teneur en alcool des vins pour leur assurer une plus longue durée de conservation. De même pour la fabrication des parfums par solution dans l’alcool, etc., etc.
- Depuis les beaux travaux de Pictet, on sait que les substances chimiques qui donnent les réactions les plus vives aux températures ordinaires deviennent absolument neutres ou inactives à des températures suffisamment basses. C’est ce qui vient d’être démontré pour le fluor par M. Moissan. L’industrie chimique, en Allemagne, utilise très largement cette application du froid; c’est grâce à cet outillage spécial qu’elle a acquis le monopole presque absolu de la fabrication de certains produits, couleurs d’aniline et dérivés, acides anhydres et purs, chloroforme, etc. Des laboratoires spéciaux, largement subventionnés par les industriels, permettent aux savants de faire toutes leurs recherches avec des moyens qui manquent en France. Le laboratoire Pictet, à Berlin, a coûté plus d’un million.
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- Dans d’autres cas enfin, on utilise un effet purement physique du froid. Certaines substances telle que le chocolat, la margarine, le beurre même, la stéarine, le savon, ont besoin d’être refroidis rapidement au moment de leur fabrication pour se durcir à la surface et permettre leur débit sous forme de morceaux réguliers ou de pains ayant un aspect satisfaisant ou une cassure nette. On adjoint donc au matériel ordinaire une machine frigorifique utilisée pendant l’été, et qui permet la réfrigération et la ventilation des locaux de fabrication.
- On utilise également les machines frigorifiques pour la liquéfaction des gaz.
- 4° Applications diverses. — Certaines applications particulières, mais d’une importance moindre, sont encore à citer : telle la congélation de nappes d’eau pour patinage (Fixary à Paris et Hall à Londres); mais ceci n’est, en somme, qu’une variante de la fabrication de glace.
- De même, le fonçage des puits ou percements des tunnels en terrains boulants ou aquifères peut utiliser la congélation, qui permet la formation de murailles de glace à l’abri desquelles on peut creuser les galeries et puits d’avancement, et construire les maçonneries ou blindages de protection.
- Nous indiquons pour mémoire le traitement des graines de vers à soie par le froid, afin d’en retarder l’éclosion et d’en opérer la sélection.
- On a aussi utilisé les locaux refroidis artificiellement pour le magasinage des fourrures, des biscuits et pains de guerre, attaqués par des insectes qui ne peuvent éclore qu’à une certaine température.
- Citons aussi les applications médicales essayées ou usitées (fri-gothérapie de Pictet, insensibilisation locale pour opérations de petite chirurgie par jet d’un liquide volatil).
- Le refroidissement des locaux habités est encore peu pratiqué, mais il le sera certainement avant peu.
- Conclusion.
- Ainsi que nous le disions en commençant ce travail, l’industrie frigorifique n’existait pour ainsi dire pas il y a cinquante ans. La rapide énumération d’applications que nous venons de présenter montre quel est, dès à présent, son champ d’action. Celui que Bull. V 48
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- l’avenir peut lui réserver est immense, particulièrement dans le domaine des arts chimiques. Dans une étude aussi succincte, nous ne pouvons indiquer quelles prévisions on peut faire ; mais il est incontestable que peu d’industries ont devant elles une aussi absolue certitude de développement.
- Déjà, par la diversité d’applications si rapidement réalisées, on peut se faire une idée de ce que les découvertes ultérieures pourront amener; personnellement, nous pensons que l’étude des actions chimiques aux basses températures réserve des surprises inespérées. Qui sait, par exemple, si la question des accumulateurs électriques, stationnaire depuis dix ans, ne trouvera pas là un nouveau cycle de recherches ? Qui sait si, par la combinaison des méthodes actuelles et du ralentissement possible des réactions (ou leur suppression par un froid intense), on n’arrivera pas à créer l’accumulateur léger et de grande puissance qui empruntera à la chaleur extérieure une partie de son énergie emmagasinée sous forme de frigories? Mais ne parlons que de ce qui existe et qui est de pratique courante.
- La fabrication de la glace ne suffit pas aux demandes et, là même où elle est créée, elle devient aussitôt insuffisante par l’accroissement inespéré de la consommation en toutes saisons et sous tous les climats.
- La conservation, le transport de toutes les « denrées périssables », ainsi que le disent si justement les Anglais, n’est encore qu’au début de son application. C’est une obligation absolue de demain pour tous les peuples d’Europe, devant l’augmentation croissante des agglomérations des villes ; c’est aussi l’avenir pour les producteurs, par la suppression des méventes et la régularisation des cours des denrées sans pertes possibles. Le gain excessif prélevé par les intermédiaires entre producteurs et consommateurs n’a pas d’autres motifs.
- Il est regrettable de constater qu’en France cétte industrie n’a pas la faveur ou l’attention qu’elle mérite. Elle est peu connue et l’on ne soupçonne pas ce qu’elle sera plus tard, bien que les idées initiales qui en ont fait le succès soient presque toutes venues de notre pays, au grand profit de nos rivaux. Le monde industriel semble méconnaître ou ignorer son avenir; il y a là une prévention absolument injustifiée que devrait dissiper l’étude de ce qui se passe à l’étranger.
- • Évidemment eette branche de l’Art de l’Ingénieur ne se présente pas avec tout le brillant et l’aspect séduisant des applica-
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- tions de l’électricité par exemple, auxquelles toute la faveur publique est résolument acquise. Et cependant, nous persistons à penser que, prochainement, dans les pays industriels les plus avancés, le capital engagé dans les affaires frigorifiques ira de pair avec celui engagé dans les affaires électriques.
- Actuellement, tout est à créer en France, bien que l’utilisation du froid y soit plus indiquée que dans n’importe quel pays, de par la nature même de notre principale richesse: la production agricole.
- Nous serions heureux si ce modeste travail pouvait attirer l’attention sur ce point ; et ce serait, auprès du lecteur, notre meilleure excuse.
- INDEX BIBLIOGRAPHIQUE.
- Nous donnons ci-dessous la liste, suivant l’ordre alphabétique des noms d’auteur, de quelques livres récemment publiés, tant eïi France qu’à l’étranger, sur la production et les applications industrielles du froid. Cette liste est très incomplète, car nous n’avons pas la prétention de signaler tous les ouvrages intéressants parus sur ce sujet.
- De Brévans. — Les conserves alimentaires, Paris, 1896.
- Deligny. — Étude des procédés industriels de production du froid (Conseil municipal de Paris, 1890).
- Deligny. — Rapport sur la création d'entrepôts frigorifiques (Conseil municipal de Paris, 1889, n° 127).
- Dussutour. — Conservation des viandes par l’air froid sec (Revue de l’intendance, t. I., 1880).
- Exposition universelle de 1889. — Rapport du Jury international. Barrier, classe 50, Potin, classes 70 et 71.
- A. Gautier. — Les viandes alimentaires fraîches et congelées, Paris, 1897.
- Journal Ice and Réfrigération. — (H. S. Rieh et Cie, New-Yorlt).
- Marchal. — Des viandes de boucherie conservées par le froid, Paris, 1895.
- De Marciiena. — Les machines à gaz liquéfiable.
- De Marchena. — Étude sur le travail des machines frigorifiques.
- R. Pictet. — Publication sur l’emploi des basses températures (Gauthier-Villars).
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- A. Ritciiie Leask. — Refrigerating machinery (Tower Publishing Company Ld, Londres).
- Th. Schloesing. — Congélation de la viande par les liquides froids (Académie •des Sciences, t. ÇXI, 1890).
- L. Ser. — Physique industrielle, t. II.
- E. T. Skinkle. — The practical Ice making and Refrigerating (H, S. Rich et Cie, New-York).
- Professeur Siebel. — Compend of mechanical Réfrigération (H. Rich et Cie, Chicago).
- Urbain. — Conservation des substances alimentaires (Encyclopédie chimique de Frémy, t. X, 1892).
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- W. Wedel and C°. — Review of the Frozen Méat, 4889 à 1898.
- Plagge et Trapp. — Die Methoden der Fleischconservierung. Verotlichungen ans dem Gebiete des Militarsanitatwesen (Heft 5; Berlin, 1893).
- Dr Viry. — Utilisation de la viande congelée (Storck, éditeur, Lyon, 1898).
- Enfin, parmi les mémoires et communications faites à la Société des Ingénieurs Civils sur la question du froid, nous rappellerons par ordre de date :
- 1865. M. Rouart, Appareil Carré.
- 1868, M. Frot, Machine à ammoniaque.
- 1868. M. Rouart, Appareils ci produire le froid.
- 1870. M. Barrault, Conservation des subsistances.
- 1873. M. Brüll, Résumé de la Théorie de la production du froid par la détente des gaz, de M. J. Armengaud.
- 1880. M. Raoul Pictet, Théorie des machines à produire le froid.
- 1884. Fonçage des puits par le froid, système Pœstch.
- 1885. M. A. Moreau, Résumé de la Conservation des viandes par le froid, de M. de Leyn.
- 1892. M. H. Faucher, Les machines frigorifiques.
- 1892. M. E. de Marchena, Les machines frigorifiques à air et leur application à la conservation des viandes.
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- CHIMIE .INDUSTRIELLE
- PAR U
- IkAS»
- Al. T*. JANNETTAZ
- « La chimie est une science française; elle fut constituée par Lavoisier, d’immortelle mémoire. Pendant des siècles, elle n’avait été qu’un recueil de recettes obscures, souvent mensongères. » Telles sont les paroles par lesquelles Wurtz ouvre la célèbre préface de son Dictionnaire. S’il n’est pas étonnant qu’elles s’appliquent d’une façon complète à la chimie industrielle, il est cependant remarquable de constater avec quelle rapidité les applications de la chimie se sont développées en France, dès que ses principes scientifiques ont été posés.
- En effet, dans une courte période d’années, Nicolas Leblanc créait la fabrication de la soude, Berthollet l’industrie des chlorures décolorants, GheVreul établissait les principes sur lesquels allait se fonder l’industrie des corps gras, Gay-Lussac perfectionnait la fabrication de l’acide sulfurique.
- L’intervention de l’art de l’Ingénieur était, dès lors, devenue nécessaire. Pour que les réactions du laboratoire soient produites dans l’usine, il fallait créer les appareils. Leur importance est considérable dans une fabrication industrielle ; on sait, par exemple, combien de recherches furent nécessaires pour établir, la fabrication de l’acide stéarique sur les principes de Chevreul et combien de tentatives échouèrent' avant la mise en marche industrielle de la fabrication de la « soude Solvay », par les réactions qu’avait déjà signalées Fresnel en 1811.
- A côté des industries de la nature des précédentes, que la chimie a permis de constituer tout d’une pièce, il. en est d’autres où cette science a un rôle moins important parce que les transformations des matières premières sont plus simples ou ont été découvertes jadis par empirisme. Telles sont, parmi celles-là, la verrerie et la céramique ; telle, parmi celles-ci, la sucrerie qui extrait le sucre déjà formé dans la canne ou dans la betterave.
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- Ici, la chimie a donc eu un rôle relativement secondaire ; elle a fourni surtout les moyens d’améliorer la qualité des produits ; par exemple, d’obtenir des verres peu attaquables, des pâtes céramiques et des émaux se prêtant à la décoration, des jus sucrés bien épurés. L’amélioration des divers appareils a eu, de son côté, une importance considérable, car elle a permis de beaucoup diminuer les prix de revient.
- Ce qui. précède explique que les diverses industries chimiques aient donné lieu devant la Société à des communications assez nombreuses pour les unes, très rares, au contraire, pour d’autres et qu’elles se trouvent traitées avec des développements très différents dans cet expose — qui restera très incomplet à bien des points de vue.
- D’ailleurs, il est un grand nombre de questions qui auraient demandé à être traitées par ceux de nos Collègues qui y ont consacré des études spéciales. Nous devons exprimer tous nos regrets que cela n’ait pas été possible et que nous ayons du nous charger tout seul de cette tâche.
- Malgré ses difficultés, nous n’avons pas cru pouvoir nous y soustraire. Il est, en effet, nécessaire que ce volume consacré au Génie Civil signale, d’une façon au moins sommaire, quel a été, dans l’industrie chimique, le rôle des Ingénieurs et, en particulier, celui des Membres de notre Société.
- Le nombre de ceux-ci est tellement grand que, contrairement à ce qui a été fait pour d’autres spécialités, il nous aurait été' impossible de les signaler tous ; nous leur en exprimons nos regrets.
- Conservant les grandes divisions habituelles, nous commencerons par la chimie minérale, et, comme il est naturel, par ce qu’on nomme la grande industrie chimique. Viennent ensuite les industries qui utilisent les hautes températures : verrerie et céramique.
- Dans la partie organique, nous avons commencé par les corps gras, que nous avons fait suivre de l’industrie des explosifs, puis de celle du gaz et de ses produits annexes, les goudrons.
- Passant ensuite au rôle de la chimie dans le traitement des matières végétales, nous avons dit quelques fnots de la chimie agricole, puis nous nous sommes arrêté aux industries de la sucrerie et de la distillerie.
- Comme suite à ces matières, vient l’épuration des: eaux.
- Nous avons, à regret, dû borner là cet exposé.,
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- Acide sulfurique.
- En 1848, la fabrication de l’acide sulfurique était définitivement installée avec les chambres de plomb, inventées à la fin du siècle pré'cédent et qu’on avait cherché pendant la première partie de ce siècle à remplacer par des appareils, constitués avec des lames de verre, des briques vernies ou des enduits résistants.
- On trouvait encore deux sortes de fabrication, l’une intermittente, l’autre continue, qui naturellement est la seule employée aujourd’hui. La matière première était le soufre; depuis, les sulfures métalliques et particulièrement les pyrites ont pu être employées grâce aux travaux de notre éminent Collègue, M. Michel Perret, comme nous avons déjà eu l’occasion de le rappeler à propos de la métallurgie du cuivre.
- De nombreux perfectionnements se produisirent successivement; c’est ainsi que la tour de Gay-Lussac sert à dissoudre dans, de l’acide sulfurique les produits nitreux qui s’échappaient des chambres de plomb, tandis qu’au contraire, en avant des chambres la tour de Glover dénitrifie l’acide qui vient du Gay-Lussac et en même temps le concentre.
- Des dispositifs nombreux ont été imaginés pour concentrer l’acide sulfurique ; parmi eux, il faut citer celui qui consiste à employer des couches minces de liquide. Les appareils en platine, si coûteux, ont été remplacés, dans certaines usines, par des appareils en verre ou en porcelaine..
- On a fait de nombreuses tentatives pour substituer aux chambres "de plomb des appareils plus économiques et moins volumineux, mais les résultats obtenus jusqu’à présent n’ont pas été complètement satisfaisants.
- Relativement â l’acide azotique, signalons les progrès apportés dans les appareils de condensation par les tuyaux de poteries en jeu d’orgues et en dernier lieu par le disposif de notre Collègue, M. Barbier, des tours à cellules.
- Soude.
- Le procédé Leblanc, inventé en 1789, était le seul employé en 1848.
- L’attaque du sel marin par l’acide sulfurique fournit d’une part
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- de l’acide chlorhydrique, et d’autre part du sulfate de soude ; celui-ci, traité par le carbonate de chaux et le charbon, donne du carbonate de soude et du sulfure de calcium. Ce dernier constitue les charrées de soude fort encombrantes et donnant lieu sous l’action de la pluie à des liquides qui souillent les rivières où ils s’écoulent. Le traitement industriel.de ces- charrées a été un progrès considérable; il a été réalisé pour la première fois, en France, aux usines de Dieuze, par notre ancien Président, M. P. Buquet.
- On a apporté beaucoup de modifications aux fours à sulfate; on a'construit des fours à moufles et des fours mécaniques.
- On produit également du sulfate par le procédé Hargreaves employant l’acide sulfureux qu’on fait réagir en présence de vapeur d’eau sur du sel marin.
- Les anciens types de fours à soude ont été également modifiés et remplacés par des fours tournants. Mais la grande transformation apportée dans l’industrie de la soude est due à l’emploi de la voie humide, essayée à plusieurs reprises depuis le commencement du siècle, toujours d’après les mêmes réactions qui sont celles du bicarbonate d’ammoniaque sur l’eau salée.
- C’est à partir de 1861 que M. Ernest Solvay parvint à établir complètement ce procédé au point de vue mécanique et à abaisser dans des proportions considérables le prix de revient de la soude.
- Depuis lors la lutte n’a pas cessé de se poursuivre entre ce nouveau procédé et le procédé Leblanc.
- Les phases en ont été exposées, avec toute l’autorité qui lui appartient, par M. Buquet, dans l’éloquent-discours qu’il prononça en prenant place au fauteuil présidentiel de notre Société en 1892.
- Chlore.
- L’industrie du chlore était restreinte en 1848 ; la réaction sur laquelle elle était fondée, c’est-à-dire attaque du bioxyde de manganèse par l’acide chlorvdrique, est restée employée, mais on a trouvé moyen de régénérer le bioxyde de manganèse : c’est le procédé Weldon. Son inventeur a ensuite monté, en collaboration avec notre Collègue M. Péchiney aux usines de Salindres, un autre procédé pour retirer le chlore des eaux-mères des salines en utilisant la décomposition par la chaleur de l’oxychlorure de magnésium obtenu par l’action de la magnésie sur le chlorure de magnésium. C’est bien ici la place de rappeler qu?à la suite
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- d’une importante discussion à la Société de l’industrie chimique de Londres, on a reconnu que de grandes difficultés avaient été vaincues à Salindres au point de vue de la construction des appareils et que l’art de l’Ingénieur exerce un rôle considérable sur les progrès de la chimie.
- Un autre procédé a encore été employé; celui de Deacon utilisant l’acide chlorhydrique gazeux tel qu’il sort du four à sulfate.
- L’industrie du chlore et de la soude est sur le. point de subir une transformation plus grande encore que celle causée par la substitution de la voie humide à la voie sèche pour la soude. En effet la fabrication électrolytique de ces deux produits après des essais nombreux, va être prochainement réalisée en grand. Depuis plusieurs années déjà, le chlorate de potasse se produit d’une façon industrielle par l’électrolyse.
- Oxygène.
- Il a été souvent question, à la Société, , de la fabrication de l’oxygène. D’ailleurs, un de ses anciens membres, Tessié du Motay, dont on retrouve le nom dans une série d’inventions relatives à l’industrie chimique et métallurgique, a particulièrement étudié les modes de production de ce gaz.
- Son procédé, basé sur l’absorption de l’oxygène de l’air par un mélange de bioxyde de manganèse et de soude caustique et sur la décomposition du manganate de sodium ainsi obtenu, par la vapeur d’eau surchauffée, a été signalé à la Société, en 1868, par M. Maldant, et exposé d’une façon complète, en 1871, par M. Pourcel.
- En 1881, M. Guitton a décrit la fabrication industrielle de l’oxygène d’après le procédé Brin, qui emploie le bioxyde de baryum susceptible, comme. l’avait déjà reconnu Boussingault, de fixer pour l’abandonner ensuite à haute température l’oxygène de l’air.
- Si ce gaz n’a pas d’application industrielle importante, il est cependant employé à différents usages, depuis surtout qu’il est livré au commerce dans des tubes où il est comprimé à de fortes pressions; de plus, le.produit qui en dérive par condensation de sa molécule, l’ozone est capable de rendre des services divers à l’industrie chimique, i '
- M. Otto,. l’an dernier, a fait connaître à la Société les appareils qu’il a construits pour produire l’ozone, et signalé les applications possibles de ce gaz pour la synthèse des parfums,
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- le blanchiment des tissus, de là cire, du glucose, .des jus sucrés, l’épuration des eaux et la thérapeutique.
- Verre.
- « Depuis l’époque où Agricola a décrit l’art de la'verrerie, disait Dumas en 1830, dans son si remarquable Traité de chimie appliquée aux arts, le mode de fabrication et la nature des matières employées ont éprouvé des modifications de détail, mais pas.de changement dans leur ensemble. »
- Si cet ensemble reste encore le même dans ses grandes lignes, il a cependant subi une série de transformations dont quelques-unes constituent des procédés tout à fait nouveaux. Plusieurs de ceux-ci sont dus à notre ancien Président, M. Appert, qui est venu lui-même exposer, il y a deux ans, devant la Société, les progrès de l’industrie du verre. Nous allons faire à sa communication de nombreux emprunts, dans la première partie de cet exposé.
- Le développement de la grande industrie chimique a eu sur la fabrication du verre une action immédiate, en lui permettant de remplacer les matières alcalines, que fournissaient jadis les cendres de végétaux ou les produits impurs tirés de ces cendres, par le carbonate de soude — obtenu par le procédé Leblanc et ensuite par le procédé à l’ammoniaque — ou, pour les verres ordinaires, par le sulfate de soude extrait directement du chlorure de sodium. Gomme silicates alcalins, on a pu employer les feldspaths si répandus dans la nature. Notons d’ailleurs que dès 1780, certaines verreries à bouteilles du sud de la France avaient employé la lave comme matière première. Cette fabrication, organisée sur les conseils de Chaptal, réussit tant que celui-ci s’en occupa.
- Au point de vue de la fonte du verre, il s’est produit, depuis 1848, une transformation considérable : la substitution, au chauffage ordinaire, du chauffage au gaz complété par la récupération..
- Le four Siemens a été adopté dès sa création par MM. Maës et Glémandot, Membres de la Société, à la cristallerie de Clichy, et par notre Collègue M. Hector Biver, à la glacerie de Saint-Gobain. Il permit de réaliser pour le combustible une économie de moitié, qui fut encore augmentée plus tard, en même temps que le mode de travail se perfectionnait, dans un appareil donnant ce résultat toujours poursuivi d’une marche continue. Cet appareil est
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- le four à bassin, dans lequel la composition, chargée à une extrémité du four, se fond, s’affine et peut être puisée et travaillée à l’autre extrémité.
- A propos de ce type de four, notons un mode de construction souvent appliqué à la sole : adoptant un principe analogue à celui qui a été suivi dans la métallurgie pour refroidir l’ouvrage des fours à cuve, on construit la sole au-dessus de petites voûtes et on la constitue par des dalles réfractaires reposant sur ces voûtes et placées les unes à côté des autres sans aucun joint; c’est le verre fondu qui, en pénétrant dans ces joints et en se refroidissant, sert lui-même à l’étanchéité du bassin.
- Ne pouvant, dans ce rapide aperçu, parler du côté économique des diverses industries, on rappellera seulement la surproduction due bientôt à ces immenses appareils et les crises qui en furent la conséquence.
- Dans les verreries ne fondant que des quantités de matières relativement faibles, on conserve les fours à pots, mais eux aussi ont été chauffés par le gaz, notamment le four Boetius, qu’a perfectionné. M. Appert en y pratiquant le chauffage de l’air de combustion dans de meilleures conditions que dans les types primitifs.
- On a généralisé l’emploi du gaz et on l’a appliqué aux fours où doit s’opérer la recuisson des pièces, remplaçant ainsi les anciennes arches à recuire chauffées au bois, qui sont cependant conservées encore pour certaines fabrications spéciales.
- Dans le travail du verre à vitre, on emploie le procédé des manchons à l’exclusion de celui des plateaux, dont la fabrication était déjà. abandonnée en France en 1848; pour les fours à étendre on a imaginé une série de dispositifs mécaniques diminuant beaucoup la main d’œuvre; on y appliqué le chauffage au gaz. Notre Collègue M. Renard a fait connaître des procédés empêchant la décomposition du verre. On est arrivé à faire des verres à vitre de dimensions exceptionnelles et d’une très grande finesse de pâte, notamment dans les verreries d’Aniche que dirige notre Collègue M. Desmaisons.
- La fabrication des bouteilles a fait de grands progrès, grâce à la substitution, aux anciennes méthodes à moule ouvert, des procédés employant les moules fermés, soit fixes, soit tournants, On les souffle à la bouche, au piston ou à l’air comprimé mécaniquement.
- Au point de vue du travail du verre,, M. Appert a inventé une
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- série de procédés qui ont été décrits dans nos Bulletins et qui ont à la fois perfectionné la fabrication et rendu le travail plus facile et moins fatigant. Ce sont :
- 1° Le soufflage mécanique par l’air comprimé ;
- 2° Le moulage désigné sous le nom de moulage méthodique.
- Entre autres produits, on a pu obtenir ainsi ces bacs de verre de grandes dimensions, convenant en particulier pour les accumulateurs et sur lesquels M. Sartiaux a, en 1896, attiré l’attention de la Société.
- Notons encore, au point de vue du travail du verre, le développement du procédé par coulage, qui permet de réaliser ces grandes vitres de plus en plus employées dans la construction.
- Un autre emploi du verre en construction est celui des briques soufflées qui ont été présentées à la Société par M. Falconnier.
- La Compagnie de Saint-Gobain, qui a créé l’industrie des glaces coulées, est restée, au premier rang de cette industrie. Parmi les Ingénieurs de cette Compagnie, beaucoup sont nos Collègues.
- L’importance de l’industrie des glaces est devenue très grande et diverses usines s’v sont consacrées. En France, citons celle d’Aniche, dont nous avons déjà parlé à propos de la verrerie; celle de Jeumontj où notre Collègue, M. Despret, a l’un des premiers fait des essais sur la régénération du carbone des gazogènes; en Belgique, la glacerie de Courcelles, où notre Collègue, M. Droit, a reçu ceux des. Membres de la Société qui ont pris part l’an dernier au voyage de Belgique.
- Dans la fabrication des glaces, les procédés mécaniques ont pris une part de plus en plus importante, et leur développement a permis de diminuer de plus de moitié les frais du doucissage, du savonnage et du polissage.
- L’étude du verre a fait beaucoup de progrès, grâce notamment à nos Collègues, MM. Appert et Henrivaux, dont notre Bulletin renferme l’étude sur les défauts du verre. Signalons encore dans le Bulletin un mémoire de M. Léger sur la trempe.
- Cette question de la trempe a donné lieu à de nombreuses recherches. On a pu, par un recuit spécial, rendre le verre non pas incassable, mais moins, cassant; on a aussi obtenu un verre moins cassant par refroidissement sous pression. M. Clémandot a particulièrement étudié cette question, ainsi que celle des verres spéciaux, flints, crowns pour l’optique et verre nacré ; il entre-
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- tint la Société, en 1880, des propriétés de ce produit particulier.
- Comme se rattachant au verre, nous devons citer les émaux et rappeler les noms de nos Collègues, MM. Appert et Guilbert-Martin.
- Céramique.
- Si, dès les civilisations les plus reculées, l’industrie céramique a produit de très belles œuvres, ses transformations récentes n’ont, par rapport aux autres industries, pas été considérables.
- Cependant, pour certains produits de valeur supérieure, une étude chimique complète a permis de constituer des pâtes spéciales, non plus avec des matières terreuses, dont la composition peut varier dans une même carrière, mais avec des éléments nettement définis, par exemple la craie et le salpêtre.
- On a pu aussi se rendre compte des phénomènes qui se produisent dans les fours et utiliser pour la décoration l’action des atmosphères oxydante ou réductrice.
- Les transformations les plus importantes au point de vue de la fabrication sont analogues à celles qui ont été réalisées dans les autres industries, c’est-à-dire se rapportent à l’amélioration du mode de chauffage et à l’adoption d’appareils mécaniques nombreux.
- On en trouve des exemples importants dans les produits céramiques les plus simples, qui ne sont pas, en général, recouverts de glaçure et qui servent à la construction : les briques, les tuiles et les tuyaux.
- C’est d’abord une série de machines pour le façonnage mécanique ; c’est, pour la cuisson, des fours pour lesquels on est arrivé à ce résultat toujours recherché dans l’industrie, la marche continue.
- Pour les tuiles, les progrès ont consisté non seulement dans leur mode de fabrication, mais dans les types nouveaux qui ont été créés, les tuiles à emboîtement, par exemple.
- D’autres matériaux de construction ont encore été fournis par l’industrie céramique, et leur emploi va Sans cesse en augmentant : telles, ces pièces énormes qu’on a pu voir à l’Exposition de 1889 et qui sortaient des ateliers de notre ancien Président, Émile Muller; tels encore, les grès et les carreaux et briques émaillés, de plus en plus employés.
- Enfin, pour signaler encore une des applications les plus importantes relativement à l’Art de l’Ingénieur, il faut parler
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- des produits réfractaires qui ont rendu des services si considérables aux industries employant les hautes températures.
- Si nous passons maintenant aux produits céramiques dont la-préparation des pâtes est plus complexe, la porcelaine et la faïence, nous trouvons pour cette dernière des progrès considérables remontant au dernier siècle ; c’est la faïence dite fine,' qu’on appelle encore porcelaine opaque, demi-porcelaine, cailloutage, terre de fer et mieux terre de pipe.
- Elle a à peu près complètement remplacé la faïence à glaçure stannifère qui n’est plus guère employée que comme faïence de batiment et de chauffage.
- Elle est fabriquée en France par un nombre d’usines relativement restreint qui n’ont pas cessé de développer leurs installations, de sorte qu’on y trouve des appareils très perfectionnés au point de vue mécanique: broyeurs de différents systèmes, filtres-presses pour le raffermissement de la barbotine sous la pression produite par des pompes de types divers, malaxeurs pour les pâtes, presses mécaniques pour fabriquer certains produits, comme les casettes. *
- L’industrie de la porcelaine a subi des modifications analogues Nous citerons notamment les tours pour le façonnage mécanique des assiettes créés par notre Collègue M. Faure. Rappelons également ici le procédé de moulage par coulage, qui est d’un emploi particulièrement fréquent pour la porcelaine.
- Au point de vue des pâtes, celle-ci a donné lieu en France, dès le xvne siècle, à une découverte importante; celle de la porcelaine tendre, dont l’emploi prit, dans la manufacture de Sèvres, un grand développement; elle était composée de craie, de marne et d’une fritte dont .les principaux éléments étaient le sable quartzeux, le salpêtre et la chaux.
- Au siècle suivant, la découverte du kaolin à Saint-Yrieix permit de réaliser en France la fabrication de la porcelaine dure, qui existait déjà en Saxe, et l’importance des gisements qui s’étendent aux environs de Limoges, y fit installer des fabriques qui, depuis lors, ne cessèrent de se développer.
- Dès 1804, le travail long et difficile de la porcelaine tendre, en avait fait abandonner la fabrication à la manufacture de, Sèvres.
- Nous ne pouvons rappeler ici l’œuvre de celle-ci dans le courant du siècle ; signalons seulement lés découvertes faites, dans ces dernières années, d’une nouvelle porcelaine et de pâtes à faïence; citons les noms de Brongniart, auteur d’une œuvre
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- magistrale sur les arts céramiques, de notre ancien Président Salvetat et de M. Yogt, qui a poursuivi d'importantes études sur la constitution des argiles.
- Les fours ronds à alandier inventés à Sèvres dans la seconde partie du siècle dernier, étaient employés d’une façon générale en 1848, pour la porcelaine comme pour la faïence; une grande économie a été obtenue par la substitution de la houille au bois. Il reste de grands progrès à réaliser au point de vue du chauffage ; c’est de généraliser l’application du chauffage au gaz, qui a produit tant d’économie dans la fabrication du verre.
- La céramique se prête encore à la production d’un grand nombre d’objets spéciaux:. tels, dans la catégorie des pâtes purement feldspathiques, les boutons, perles, éléments de mosaïques; le feldspath, purifié et pulvérisé, est aggloméré au moyen de lait, moulé par pression et cuit au four à moufle. Cette fabrication due, suivant l’expression de M. de Luynes, « au génie inventif et à la persévérance » de M. Bapterosse, qui fut Membre de la Société, n’a pas cessé de s’étendre et de se perfectionner sous la direction des successeurs de M. Bapterosse, qui sont notre Président, M. Loreau et nos Collègues, MM. Baeot et Yver.
- Différentes communications ont été faites, à la Société, sur la céramique et les industries qui s’y rattachent.
- Dès 1848, Salvetat publiait plusieurs notes sur les couleurs employées dans la peinture sur porcelaine. Plus tard, il parla de l’industrie céramique au sujet des Expositions universelles de Paris en 1855 et 1867 et de Londres en 1862.
- Nous signalerons également les communications deM. Hignette et de M. Lencauchez, qui ont présenté à la Société des produits céramiques spéciaux..
- Corps gras.
- Chevreul a établi au commencement de ce siècle que les corps gras peuvent se dédoubler en-deux éléments : l’un d’eux (acide gras) en présence d’une base, donne un sel qui est soluble lorsque la base est alcaline et constitue un savon, d’où le nom de saponification donné à cette opération ; l’autre élément « principe doux des huiles »•, est la glycérine.
- On a reconnu que la saponification peut se produire, non seulement en présence d’oxydes métalliques, mais sous l’action seule de l’eau à une pression de plusieurs atmosphères, ou bien sous
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- l’action de l’acide sulfurique; ce dernier procédé est,. en général, suivi de la distillation des acides gras, obtenus.
- Quelques années après, la découverte de Ghevreul, étudiée au point de vue pratique par de Milly et Motard, permit la création en France d’une nouvelle industrie, celle de la fabrication des bougies ; le mélange d’acide gras provenant de la saponification est soumis à la compression à une température convenable de façon à fournir l’acide stéarique.
- L’industrie des savons qui existe depuis fort longtemps n’a pas subi de modifications importantes. Néanmoins,' il faut y signaler la simplification de la main-d’œuvre, la diminution du prix de revient et l’utilisation des sous-produits, c’est-à-dire l’extraction de la glycérine des lessives après ou avant la saponification.
- L’industrie des corps gras a donné lieu à diverses communications à la Société, l’une en 1862, deM.Barraultsur un nouveau procédé de fabrication des savons et plusieurs en 1876 : M. Ser-gueff a parlé des corps gras en Russie et M. Àllaire, du raffinage des corps gras, question sur laquelle il est revenu en 1878.
- Explosifs.
- Depuis 1848, à côté de la poudre noire en grains, sont venues prendre place les poudres comprimées, sans parler des poudres d’autre nature chimique.
- Une invention dont les résultats ont été considérables pour l’industrie, est celle qu’a faite Nobel, Membre de la Société. En incorporant à la nitro-glycérine, d’une sensibilité si. dangereuse, une matière absorbante, le kieselguhr, il a obtenu la dynamite, qui, facile à manier, a rendu à l’industrie des mines des services énormes. Sous sa direction technique, M. Barbe, Membre de la Société, organisa en France l’industrie de la dynamite; au développement de cette industrie se sont attachés plusieurs de nos Collègues, notamment, MM. Brüll, Chalon et Barbier.
- L’action de l’acide azotique a été étudiée sur une série d’autres matières organiques. La nitration de la cellulose a donné lieu, en particulier, à des produits très intéressants, fulmicoton, collodion, soie artificielle, celluloïd, vernis spéciaux. L’application la plus importante des nitrocelluloses est celle qu’en a faite un Ingénieur français, M. Vieille, pour la fabrication des poudres sans fumée.
- Nobel a employé le coton nitré pour gélatiniser la nitro-gly-
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- cérine. Il a obtenu deux séries de produits différents : les gélatines explosives, soit pures, soit mélangées à l’état un peu fluide à diverses substances, fournissant des explosifs pour les mines ; puis pour les armes, des poudres sans fumée, constituées par des produits fermes et pouvant être obtenus sous forme de grains dont la grosseur varie avec les dimensions de l’arme. Citons ici notre Collègue, M. Fehrenbach qui, pendant un grand nombre d’années, participa à toutes les recherches de Nobel.
- La nitration des produits organiques a pris un développement considérable, à la suite des travaux de M. Berthelot. Le phénol trinitré ou acide picrique est particulièrement important comme explosif de guerre.
- Les communications sur les explosifs ont, depuis 1870, été nombreuses à la Société, notamment de la part de notre ancien Président, M. Brüll. Rappelons encore celles de MM. Caillaux et A. Moreau.
- Gaz d’éclairage et Goudron.
- L’éclairage au gaz, inventé à la fin du siècle dernier par l’Ingénieur français Philippe Lebon, fut d’abord pratiqué en Angleterre.
- L’application en France ne commença à se développer que vers 1830.
- En 1848, nous trouvons l’usine à gaz définitivement organisée, avec ses cornues de distillation en terre qui avaient remplacé celles en fonte, ses barillets, ses aspirateurs ou extracteurs pour empêcher la pression dans les cornues, ses condenseurs à tubes réfrigérants, ses épurateurs à caisses remplies de chaux, son gazomètre, ses tuyaux de conduite.
- Les perfectionnements, depuis 1848, en ce qui concerne la fabrication, ont porté : sur l’élévation de la température de distillation, qui a augmenté les rendements en gaz ; sur l’application à l’industrie du gaz, vers 1862, des fours Siemens, qui ont, comme dans les autres industries, réalisé l’économie du combustible employé au chauffage et assuré la régularité et la commodité d’un chauffage plus puissant.
- Nous citerons encore, parmi les appareils perfectionnés introduits dans le matériel des usines à gaz, dans la période considérée : les condenseurs à choc de Pelouze, Membre de la Société, et Audouin, qui arrêtent si utilement les parcelles de goudron Bull. 49
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- q.ue n’ont pu enlever les appareils antérieurs; les laveurs ou scrubbers rotatifs, permettant cle bien retenir l’ammoniaque ; enfin, les appareils de chargement et déchargement des cornues, notamment le dispositif spécial de notre Collègue M. Coze, par cornues inclinées.
- Mais c’est surtout du côté de rutilisation du gaz que sont venus les progrès féconds.
- Ceux-ci ont été particulièrement importants dans ces dernières années, grâce à la chimie qui permit de traiter les terres rares et d’en retirer des métaux, dont les oxydes jouissent de la propriété de multiplier d’une façon si intense le pouvoir éclairant des flammes.
- Tous ces progrès ont été mis en évidence dans nos Bulletins par M. Cornuault, qui a décrit, en 1881, les becs intensifs à récupération, et pris part, avec sa compétence toute spéciale, aux discussions où il a été question de l’industrie du gaz. Nous lui empruntons quelques chiffres : l’unité habituelle de lumière, la carcel exigeait en 1848 une consommation horaire de 120 à 130 l avec les becs papillons; en 1880, avec les becs intensifs, de 50 à 60 l; aujourd’hui, avec le bec Auer, de 15 à 20 L Ces chiffres indiquent bien le chemin parcouru et mesurent réellement les progrès accomplis dans l’industrie du gaz.
- En 1848, les goudrons étaient des résidus encombrants qu’on n’utilisait guère que comme combustibles; quelques années plus tard la découverte de l’aniline permettait de fabriquer le violet Perkin; la distillation des goudrons prit dès lors une grande importance, ce devait être comme le disait M. Buquet dans le discours que nous avons déjà rappelé « une mine dont les mineurs sont les chimistes », qui en ont tiré des couleurs, des parfums, etc.
- Les recherches qui n’ont cessé de se poursuivre ont permis d’étudier les divers produits que donne la distillation du goudron :
- D’une part, un résidu, le brai, qui a trouvé une application importante dans la fabrication des charbons agglomérés ;
- D’autre part, des produits volatils qu’on peut diviser en trois catégories : essences et huiles légères avec carbures dont les plus importants sont la benzine, . le toluène et le xylène, qu’accompagnent les alcools et les ammoniaques composées qui leur correspondent : phénol, aniline, etc. ; huiles lourdes avec d’autres carbures de constitution moléculaire plus complexe, tels que la naphtaline et d’autres phénols et bases volatiles; huiles à an-
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- thracène, dont le nom indique bien que le carbure le plus important est celui qu’on peut regarder comme formé de trois noyaux benzéniques et qui est la base de cette matière colorante si importante l’alizarine.
- C’est de tous ces corps contenus dans les goudrons que, par une suite d’opérations parfois très compliquées, la chimie a su faire jaillir cet arc-en-ciel de couleurs, que nous voyons briller sur les tissus modernes.
- Si cette fabrication, à laquelle pourtant un grand nombre de chimistes français ont contribué par leurs découvertes a pris en Allemagne un développement considérable, du moins quelques usines françaises luttent avec succès; parmi elles nous devons citer celles à la tête desquelles est notre Collègue M. Poirrier, et où ont été découvertes et fabriquées beaucoup de couleurs nouvelles.
- Chimie agricole.
- Une des branches les plus importantes de la chimie appliquée est la chimie agricole. Elle est, en quelque sorte, sœur de la chimie industrielle et est, par suite, capable d’intéresser les Ingénieurs Civils qui comptent parmi eux des Ingénieurs Agronomes. Aussi, notre Société n’a-t-elle pas négligé les questions se rattachant à la chimie agricole, comme celle de la fabrication des engrais.
- De nombreuses communications ont été faites en particulier sur les phosphates, tant au point de vue minier qu’au point de vue chimique; citons notamment celle de M. A. Moreau sur leur solubilité.
- En 1871, M. de Dion a décrit les gisements de guanos de l’Amérique du Sud. M. Faure-Beaulieu en 1880, s’est occupé de la fabrication du sulfate d’ammoniaque. En 1890, M. Buquet a fait part d’un mémoire de M. Ventre-Pacha sur la nitrification des Koms.
- Sucre et alcool.
- L’industrie du sucre est le type des industries chimiques où le Tôle de l’Ingénieur est prépondérant, celui du chimiste se bornant à contrôler, au laboratoire, la marche de la fabrication et le chiffre des rendements atteints ; ceci explique le grand nombre de‘membres de notre Société qui se sont occupés de cette industrie et ont contribué à la faire progresser, ainsi que de
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- nombre'des communications qui y ont été faites, notamment en 1873 et 1874, où leur ensemble est arrivé à constituer dans nos Bulletins une monographie de l’industrie du sucre à cette époque ; aussi suivrons-nous pas à pas ces différentes communications, au moins dans la première partie de notre exposé.
- En 1854, M. Barveaux parlait à la Société de l’extraction du jus des betteraves par la macération ; cette question était reprise en 1866 par M. Crépin, qui décrivait divers perfectionnements.
- En même temps que la macération, existait un autre système d’extraction du jus de betteraves ; c’était le procédé par expression, qui fut ensuite le seul employé; les presses hydrauliques furent d’abord utilisées pour cette opération, puis elles furent remplacées par les presses continues. Parmi les appareils divers destinés au râpage et à l’expression, ont pris une place spéciale ceux inventés par un membre de la Société, M. Champonnois, qui contribua grandement au développement de l’industrie du sucre et de la distillerie agricole.
- Les difficultés de transport des betteraves à travers les champs amenèrent M. Linard à installer une série de petites usines ou « râperies » pour extraire le jus sucré, et à envoyer celui-ci sous pression dans une usine centrale de traitement. La première râperie fut établie à Saint-Acquaire (Aisne), pour alimenter l’usine de Montcornet, située à 8 kilomètres. Cette disposition d’une usine centrale alimentée par les jus d’usines périphériques fut appliquée dans d’autres très grandes installations. Notons qu’elle fut décrite, dès 1869, à la Société par M. Maure, puis par M. Linard lui-même, dans une note publiée au Bulletin de 1873.
- La même année, M. de Mastaing fit un exposé complet de la fabrication du sucre de betteraves. A cette époque venait de se créer un procédé qui devait prendre un développement considérable et qui est, en somme, une modification très heureuse, complétée par une marche méthodique, du traitement primitif de la macération : la diffusion.
- Dans le travail de notre ancien vice-président, il faut noter également la préoccupation de réaliser des appareils à marche continue ; on sait que lui-même construisit une turbine à sucre remplissant cette condition, et que c’est en essayant un de ces appareils, qui se brisa, qu’il perdit la vie.
- A la suite de la communication de M. de Mastaing furent présentées diverses observations par M. Manoury et M. Loiseau, dont
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- nous allons retrouver les noms parmi ceux des Ingénieurs, qui ont fait progresser l’industrie du sucre.
- En effet, cette même année 1873, MM. Boivin et Loiseau firent connaître à la Société un procédé d’épuration applicable dans les fabriques de sucre de canne et dans la raffinerie ; ce procédé était basé sur l'obtention d’un « sucrate d’hydrocarbonate de chaux »,
- La même année, nous relevons encore d’autres communications à la Société, l’une de M. Cartier sur l’industrie du sucre brut dans les états du Zollverein et en France, l’autre de M. Caze sur les procédés d’extraction du sucre de mélasse. L’année suivante, M. Grand exposa quels étaient les résultats qu’on pouvait attendre de la culture de la canne à sucre en Espagne. En 1877, MM. Champion et Pellet parlèrent de l’action du noir animal sur les jus sucrés.
- Enfin, en 1880, M. Manoury s’occupa de l’extraction du sucre des mélasses au moyen de la chaux.
- Depuis cette époque, des perfectionnements nombreux ont été apportés à l’industrie du sucre; nous ne pourrions les signaler tous ici, nous nous .contenterons d’énumérer les principales opérations de la fabrication et 'de signaler ensuite les procédés les plus récents.
- On y trouve une œuvre considérable de la part des Ingénieurs dont beaucoup sont nos Collègues.
- Depuis quelques années les betteraves sont souvent amenées au laveur au moyen du « transporteur hydraulique », long caniveau où elles flottent et commencent à se laver. Après leur passage dans un ou deux appareils de lavage, elles sont montées au coupe-racines, qui doit les débiter en cossettes ; l’épaisseur de celles-ci, la façon dont leurs cellules sont tranchées, a la plus grande importance sur les phénomènes d’osmose qui doivent se produire dans le diffuseur ; aussi a-t-on étudié en grand détail les coupe-racines et leurs couteaux, pour lesquels le montage et l’affûtage sont très importants.
- Les diffuseurs ont aussi donné lieu à un grand nombre d’études délicates, ainsi que leurs appareils annexes, notamment les presses à cossettes. Les jus sucrés sont ensuite purifiés. Le chau-lage, suivi de la carbonatation, et répété à deux reprises, est resté le procédé le plus répandu; certains fabricants le pratiquent trois fois de suite ; c’est la triple carbonatation. On a aussi construit des appareils pour la carbonatation continue.
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- Beaucoup de modifications ont été apportées à l’épuration des jus, aussi bien qu’à celle des sirops ; on a employé la chaux, la baryte, la magnésie, la strontiane et d’autres composés chimiques, les anhydrides sulfureux et phosphorique qui ont surtout pour but de produire la décoloration.
- Enfin, l’électrolyse a déjà donné des résultats intéressants pour l’épuration des jus. Notre Collègue M. Gallois et M. Dupont ont étudié cette importante question, sur laquelle nous n’insisterons pas davantage, car elle est du domaine de l’électro-chimie.
- Nous devons encore citer le nom de M. Gallois à propos des perfectionnements apportés aux filtres-presses pour récupérer une partie du sucre dans les écumes, provenant de la carbonatation.
- Après qu’ils ont été épurés, les jus sont filtrés, cela à deux reprises au moins, sur les filtres mécaniques qui ont donné lieu à un très grand nombre de [recherches et ont remplacé les filtres à noir animal. • -
- Les jus ainsi purifiés sont évaporés; les sirops sont filtrés à leur tour et soumis à la cuite en grains. Les appareils d’évaporation ont sans cesse « multiplié leur effet ». Les trois chaudières du triple effet ont été remplacées par quatre et cinq appareils ; de même pour les appareils à cuire. Nous devons ici citer le nom de notre Collègue M. Horsin Déon, qui a particulièrement étudié ces appareils, de façon à diminuer leur consommation de vapeur. Différents appareils ont été disposés dans le but d’utiliser le ruissellement, pour activer la transmission de la chaleur.
- La masse cuite est ensuite envoyée aux turbines, où se fait le clairçage ; on obtient du sucre premier jet et des eaux mères ou égoûts qui, convenablement concentrés et déposés pendant quinze j ours ou plus dans des bacs d’emplis, donnent, par un nouveau turbinage, des sucres roux et des eaux mères plus épuisées. Ce traitement, repris jusqu’à trois fois dans certaines usines, permet d’atteindre la mélasse après quatre ou cinq mois de séjour dans les emplis.
- La cristallisation en mouvement, qui date de ces dernières années, utilise, pour compléter la cristallisation, le refroidissement de la masse, maintenue homogène par l’agitation. Notre Collègue M. Bocquin s’est un des premiers occupé de réaliser un appareil permettant la .cristallisation en mouvement.
- Les efforts tendent actuellement à supprimer le travail des
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- emplis pour obtenir, pendant la période même de fabrication, le sucre blanc d’une part et la mélasse de l’autre; notre Collègue M. Manoury s’est attaché avec succès-à la réalisation de ce problème.
- On a aussi perfectionné les turbines, dont la marche continue peut être aujourd’hui réalisée pratiquement.
- Un certain nombre d’usines sont installées pour extraire le sucre des mélasses, qui ne cristallise plus directement. Quelques-unes, qui ont le combustible à bon marché, emploient l’osmose, appliquée depuis longtemps déjà par Dubrunfaut.
- D’autres emploient la séparation Steffen, qui consiste à précipiter le sucre des mélasses, à l’état de sucrate insoluble, par l’emploi de la chaux vive pulvérulente. Ce sucrate, séparé par filtration et lavage, est employé en guise de chaux dans l’épuration des jus de betteraves et se trouve décomposé par l’acide carbonique. Les eaux mères peuvent servir à l’extraction des salins.
- Quelques usines ont monté l’outillage nécessaire pour produire directement le sucre raffiné, soit en poudre cristalline, soit en plaquettes. La cuite est conduite comme en raffinerie, soit sur des sirops de betterave très soigneusement épurés soit sur des sirops provenant de sucres refondus et les plaquettes sont obtenues soit dans des turbines, soit par agglomération de poudres dans des machines spéciales.
- Constatons, en terminant, combien les fabricants sont prêts à se faire part des procédés qu’ils essaient et des résultats qu’ils en retirent. Ils donnent dans l’industrie chimique un exemple trop rarement suivi. Nous avons à en remercier plusieurs particulièrement, pour la façon dont ils nous ont permis de visiter à plusieurs reprises leurs fabriques et nous mentionnerons d’une façon spéciale celle de Meaux où nous avons pu apprécier, sous la direction de notre Collègue M. Tourneur, quelques-uns des progrès les plus importants de l’industrie du sucre.
- Il y a entre l’industrie du sucre et celle de l’alcool des analogies très grandes au point de vue de la nature végétale des matières premières qu’elles emploient.
- Mais il y a dans leurs méthodes des différences considérables, résultant de ce que l’alcool n’est pas, comme le sucre, tout formé dans les végétaux, et qu’il ne se produit que par suite des phénomènes de fermentation. Aussi, dans la fabrication de l’alcool, la science chimique a toute prépondérance.
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- En effet, à l’étude de la fermentation sont attachés les deux noms les plus illustres de la chimie ; ceux de Lavoisier et de Pasteur. Lavoisier a établi, au siècle dernier, la formule de la fermentation alcoolique, c’est-à-dire le dédoublement du sucre en alcool et acide carbonique ; Pasteur, dans la seconde partie de ce siècle, a mis en évidence la nature de germes jusque-là inconnus, et après avoir indiqué le moyen d’améliorer la fabrication industrielle du vin et de la bière, il a atteint les hauteurs les plus élevées de la théorie, et est arrivé à cette conception de la vie microbienne si universellement admirée aujourd’hui.
- Ces études théoriques ont donné naissance, non seulement à une science, mais à une industrie nouvelle. Sans insister ici sur la culture des ferments, signalons le développement auquel elle est appelée et d’où pourra résulter de grandes transformations dans la fabrication de l’alcool de grains.
- Actuellement, pour produire la fermentation'des matières déjà saccharifïées, on emploie la levure de bière.
- Malheureusement, parmi les produits obtenus se trouvent, outre l’alcool éthylique, des alcools supérieurs dont la puissance toxique est indéniable.
- On en diminue les dangers grâce à la rectification. Cette opération est relativement récente, tandis que la distillation remonte à une époque très reculée.
- C’est du commencement de ce siècle que datent les appareils permettant la déphlegmation et la rectification. Il restait, à ce moment, à réaliser la continuité de marche ; elle fut d’abord obtenue dans les appareils à plateaux. Champonnois et surtout Savalle, les perfectionnèrent bientôt; ce dernier, grâce à un régulateur automatique pour l’admission de la vapeur de chauffage et à un autre pour l’eau du condenseur, arriva à des résultats extrêmement remarquables.
- Depuis lors, ces appareils n’ont cessé de se perfectionner dans leurs détails grâce aux travaux des constructeurs, parmi lesquels la Société compte plusieurs membres.
- Dans ces dernières années, notre Collègue, M. Barbet, a réalisé un appareil à rectifier continu, remplaçant les deux appareils à distiller et à rectifier.
- Eau.
- .... Le rôle de la chimie, au point de vue du traitement des eaux, est dans la seconde partie de ce siècle devenu considérable, aussi
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- bien pour en examiner la nature que pour en améliorer la qualité.
- Au point de vue de l’analyse, on retrouve les mêmes progrès que ceux qui s’appliquent, d’une façon générale, à l’analyse chimique. Ces progrès ont été exposés à la Société par notre Collègue M. Marboutin, en 1895.
- Les procédés d’épuration des eaux d’égout ou des eaux résiduaires d’usines, soit par l’épandage, soit par les réactifs chimiques, ont donné lieu à de nombreuses communications dans nos Bulletins : citons celles de nos anciens Présidents. A. Faure (1857) et M. Brüll (1871), et de M. Maldant (1870), M. Ronna (1872-73-74), M. P. Thomas (1873), etc.
- La question de l’épuration des eaux naturelles est bien plus importante encore pour l’industrie ; aussi les Membres de notre Société l’ont-ils particulièrement étudiée. Camille Polonceau, en 1851, a rendu compte des premiers essais faits par M. Knab au chemin de fer de Saint-Germain avec M. Deligny, et au chemin de fer d’Orléans avec M. de Fontenay où l’épuration reçut quelque extension; M. Forquenot a publié à ce sujet une note au Bulletin de 1874.
- Peu après, en 1861, sous l’impulsion de MM. Alquié et Ferdinand Mathias, de vastes installations furent établies au chemin de fer du Nord; depuis cette époque, elles n’ont pas cessé de s’accroître ; elles ont été décrites dans les mémoires de M. Chavès en 1862, et de MM. Carcenat et Derennes en 1890. Ce dernier a, en outre, pris part, avec sa compétence particulière, à de nombreuses discussions relatives à l’épuration des eaux. .
- M. Asselin a proposé, en 1879, l’épuration par les oxalates alcalins ; en 1890, par le carbonate de baryte précipité ; en 1895 par l’aluminate de baryte. MM. de Derschau (1882), F. Closson (1883), Chancerel (1884) se sont occupés de l’action de la.magnésie ou du carbonate de magnésie.
- Pour les eaux potables, la Société a été tenue au courant par M. Pettit des résultats fournis en 1891 par le procédé Anderson à l’usine de Boulogne-sur-Seine.
- Industries diverses.
- A côté des nombreuses industries qui viennent d’être passées en revue, il en est encore beaucoup dont il aurait été intéressant de parler ici: produits chimiques, couleurs, blanchiment, teinture, pétrole, caoutchouc, papier,, matières alimentaires, etc.
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- Dans la plupart de ces industries, aussi bien que dans les précédentes, la Société compte des Membres très autorisés. Cependant, nos Bulletins ne contiennent à leur sujet qu’un très petit nombre de communications. Ce sera pour nous une excuse de les passer sous silence. Pourtant, il en est une dont nous dirons quelques mots, à cause même de son caractère spécial, la- photographie.
- Il semble, en effet, que c’est bien ici la place de rappeler que c’est un Ingénieur Civil français, Poitevin, qui découvrit que la gélatine bicbromatée devient insoluble quand elle a été insolée. De là dérivèrent la photographie au charbon, la phototypie et la photoligraphie.
- Citons aussi le nom de notre Collègue M. Fernique, qui a collaboré à une application toute spéciale de la photographie, pendant la guerre de 1870, celle de la transmission des dépêches. Celles-ci consistaient en photographies sur pellicule transparente très mince qui, bien que ne pesant que 5 cg, pouvaient contenir environ 3000 dépêches de 20 mots. A l’arrivée à Paris, on les agrandissait photographiquement pour en faciliter la lecture.
- Il est encore diverses questions qui appartiennent à la chimie industrielle et qui ont donné lieu à d’importants travaux de la part de plusieurs Membres de la Société ; telles la fabrication des chaux et ciments, les méthodes de conservation des bois et l’industrie toute récente de l’acétylène. Elles ne sont pas traitées ici parce qu’elles se rattachent directement à d’autres chapitres de ce volume.
- En terminant, nous dirons quelques mots d’une branche spéciale de la chimie, l’analyse, qui est du plus grand secours pour l’industrie en lui fournissant le moyen de contrôler ses matières premières et ses produits au cours de la fabrication.
- Si, en 1848, l’analyse chimique avait déjà ses méthodes scientifiques très exactes et sensibles, elle a, depuis cette époque, beaucoup développé les procédés permettant des déterminations rapides, notamment les procédés par liqueurs titrées. Aux progrès de ceux-ci ont collaboré nos Collègues M. Weill et M. Charpentier qui ont fait connaître leurs travaux à la Société par différentes communications.
- Conclusions.
- Si incomplet qu’il soit, l’exposé qui précède a pu permettre d’apprécier l’importance des progrès qu’a réalisés dans cette seconde1 partie du. siècle la chimie industrielle.
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- Quels sont ceux que lui réserve l’avenir?
- Il n’est pas possible, croyons-nous, de mieux faire que de répondre à cette question d’après un savant illustre, M. Berthelot, dont notre Société a inscrit le nom parmi ceux de ses Membres honoraires, à côté de ceux de Dumas et de Pasteur. Reproduisons donc quelques extraits du magistral discours prononcé par M. Berthelot lors de l’ouverture du dernier Congrès international de chimie appliquée : «... Les industries chimiques proprement dites embrassent les questions les plus variées. Le domaine en est chaque jour agrandi par le développement incessant des méthodes de la synthèse chimique, méthodes dont l’importance était négligée et mal comprise, il y a quarante ans, à l’époque où les représentants officiels de la science ne les envisageaient guère que comme un simple contrôle de l’analyse, méconnaissant le rôle supérieur de la synthèse créatrice. C’est alors qu’elle fut proclamée le véritable fondement de la chimie organique. Quels progrès n’a-t-elle pas accomplis depuis !
- «... La synthèse chimique s’étend aujourd’hui aux corps gras et aux sucres, c’est-à-dire aux aliments eux-mêmes. Le jour où ces créations sortiront du domaine des laboratoires scientifiques pour entrer dans celui des usines industrielles, on verra d’étranges changements dans le monde. »
- Il n’est pas moins intéressant de constater ce que M. Berthelot dit de l’acétylène, dont il a réalisé la synthèse dans une expérience célèbre, par l’union directe du carbone et de l’hydrogène dans l’arc électrique :
- «... Maintenant, voici que ce gaz, naguère rare et coûteux, est obtenu à bas prix et en grandes quantités ; le jour n’est pas loin, sans doute, où il servira à fabriquer économiquement la benzine, l’acide oxalique, les cyanures avec l’azote de l’air, peut-être l’alcool et l’acide acétique. Ce sont là des réactions très faciles à réaliser et de l’ordre de celles qui passent chaque jour du laboratoire des savants dans l’usine des praticiens. »
- Quel champ immense reste ouvert à l’art de l’Ingénieur à qui il appartient de prendre une part importante dans les applications industrielles de toutes ces découvertes !
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- ENSEIGNEMENT TECHNIQUE
- Que faut-il entendre par enseignement technique? C’est là un titre bien vague si l’on s’arrête uniquement à'son étymologie : technique, qui appartient à un art, à un métier, c’est la science d’une profession.
- L’enseignement technique est donc, à première vue, aussi vague qu’étendu : apprendre la médecine, le droit, les sciences appliquées, l’économie domestique, etc., etc., c’est de l’enseignement technique. A ce terme trop étendu, il fallait donner une limite ; c’est ce qui a été fait au Congrès international qui eut lieu à Paris, du 8 au 13 juillet 1889.
- Afin d’éviter toute équivoque, il fut convenu que, dorénavant, dans le langage international, les mots enseignement technique, lorsqu’ils ne seraient suivis d’aucune épithète, désigneraient l’ensemble de l’enseignement industriel et de l’enseignement commercial.
- Ce même Congrès de 1889 s’est également préoccupé de la classification de cet enseignement technique qui n’est pas donné de la même façon chez les différents peuples : En France, de même que pour la branche universitaire, la branche technique s’est divisée en degré primaire, degré secondaire et degré supérieur.
- L’enseignement technique primaire sera à la fois celui donné dans les écoles d’apprentissage, dans les écoles primaires supérieures et professionnelles et dans les écoles pratiques de commerce et d’industrie, créées par la loi du 26 janvier 1892.
- L’enseignement secondaire sera celui des Ecoles d’Arts et Métiers et des écoles analogues ; en particulier l’École Centrale Lyonnaise et l’Institut Industriel du Nord de la France. Enfin, l’enseignement supérieur sera celui de l’École Centrale des Arts et Manufactures pour la partie industrielle et celui de l’École des Hautes Études Commerciales et des Écoles supérieures de Commerce pour la partie commerciale.
- Sans vouloir discuter plus longtemps le plus ou moins bien-fondé de cette division, c’est celle que nous suivrons dans l’étude rapide qui nous a été confiée : en la divisant en deux parties : celle qui traite de l’enseignement industriel et celle qui a rapport à l’enseignement technique commercial.
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- ENSEIGNEMENT TECHNIQUE INDUSTRIEL
- PAR
- 3VÜ. DELMAS
- L’enseignement technique industriel, tel que nous le comprenons, c’est-à-dire avec des méthodes régulières et certaines, ne date guère que de la fin du siècle dernier. Jusque-là, l’enseignement n’était, pour ainsi dire, que partiel : les artisans, dans chaque profession, ne se formaient qu’au contact d’autres ouvriers plus habiles ; c’était, en quelque sorte, l’enseignement mutuel : il existait, en même temps et pour certaines régions, l’apprentissage chez le patron, mais apprentissage très dur pour celui qui apprenait, et il fallait de longs efforts pour que l’apprenti devînt ouvrier.
- - Ajoutons à cette organisation les confréries, les maîtrises et les compagnonnages et nous aurons nommé tout ce qui constituait l’enseignement technique ; et encore, ces diverses corporations avaient-elles, en général, pour unique mission, de conférer le titre de maître ou de compagnon après exécution manuelle du chef-d’œuvre, et il ne pouvait guère en être autrement; en effet, tout enseignement technique industriel complet, doit se composer essentiellement des connaissances théoriques et de leur application aux besoins du métier, ainsi que de l’exécution matérielle. .
- Or, au point où en étaient les diverses branches des connaissances humaines j,usqu’à la Révolution Française, il ne fallait pas songer aux sciences appliquées. ^
- Pendant toute la période si troublée du moyen âge durant laquelle les quelques formules exactes qui constituaient tout le bagage scientifique, avaient été conservées dans les monastères et par quelques artisans privilégiés ; à la Renaissance et pendant les xviie et xviii6 siècle, on cherche à donner aux métiers des règles un peu plus fixes, mais il faut le souffle rénovateur de la Révolution Française pour amener dans l’art industriel comme, dans-toutes les autres spécialités, cet esprit de méthode qui, seul, peut conduire à la perfection et au progrès. :
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- Enseignement technique industriel supérieur. — L’enseignement technique industriel supérieur, se donne dans deux établissements situés tous les deux à Paris.
- D’abord, le Conservatoire national des Arts et Métiers. Fondé définitivement en 1798 dans l’ancien prieuré de Saint-Martin-des-Champs, cet établissement ne devait être-, dans le principe, qu’un musée de modèles, de machines d’outils et de dessins. — Aux trois démonstrateurs chargés d’expliquer les objets exposés, succéda en 1819 une création nouvelle : celles des cours d’enseignement gratuit qui, de trois lors de leur organisation, passèrent à dix, en 1839, pour être au nombre de dix-huit aujourd’hui.
- Ces cours, qui ont lieu le soir, sont faits dans un esprit élevé et scientifique et n’ont pas peu contribué à faire donner le nom de Sorbonne de l’Industrie à cet important établissement. Mais c’est surtout comme musée industriel que le Conservatoire des Arts et Métiers est universellement conpu. '
- Avec cet établissement, nous avons à citer l’École Centrale des Arts et Manufactures. Fondée en 1828 par Dumas, 011ivier,Péclet et Lavallée, l’École Centrale, dans l’idée de ses fondateurs devait fournir à l’industrie française des Ingénieurs et chefs de maisons : et de fait l’esprit qui présida à sa création n’a pas changé.
- Suivant en cela l’évolution de la science et de l’industrie, les programmes ont toujours été tenus à la hauteur des perfectionnements apportés, et le caractère à la fois théorique et pratique des études a permis aux Ingénieurs Civils qui en sont sortis de jouer un rôle des plus importants dans le Génie Civil français.
- Reconnaissant les services rendus par ses anciens élèves, le Gouvernement n’a pas hésité à faire bénéficier les jeunes Ingénieurs à leur sortie de l’École d’une loi d’exception qui fait d’eux des officiers de réserve d’artillerie qui sauront également sur les champs de bataille lutter pour la gloire et la défense du pays, comme ils combattent le bon combat dans les luttes pacifiques de l’Industrie.
- Le cadre qui nous est accordé est trop restreint pour qu’il nous soit possible de mous étendre davantage sur cette école aujourd’hui si connue et si appréciée - dans le monde industriel.
- Enseignement technique industriel secondaire. — La première tentative d’enseignement secondaire industriel remonte à 1788. A cette époque le duc de Larochefoucauld.-Liancourt, fonda à la Montagne, près Liancourt, une école technique destinée, suivant le
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- désir de son fondateur, à apprendre nn état aux enfants des sous-officiers et soldats de son régiment. Cette école transférée à Com-piègne, est enfin installée en 1806 à Châlons-sur-Marne, où elle devient bientôt l’École des Arts et Métiers. En 1804, l’école de Beaurepaire (Vendée), fondée sur le modèle de celle de Com-piègne est transférée en 1818 à Angers.
- A ces deux écoles d’arts et métiers, vient s’adjoindre une troisième, celle d’Aix, en Provence, dont la fondation remonte à 1843.
- Bientôt, la région du Nord possédera son école, mais ce ne sera pas sans peine ! il aura fallu; en effet, près de 20 ans pour édifier à Lille la quatrième école d’Arts et Métiers. L’enseignement donné dans cette école différera sur un point des trois autres ; il existera une quatrième année d’études, facultative, où seront faits des cours de filature et de tissage, de construction et installation de métiers, industries spéciales à la région.
- Comme on le voit, ces quatre écoles qui représentent véritablement l’enseignement technique secondaire ont complètement dévié du but de leur fondateur qui n’avait vu, dans la fondation de la première d’entre elles qu’une école manuelle destinée à faire des ouvriers instruits.
- L’enseignement s’est peu à peu élevé, et les programmes sont tels qu’un, certain nombre d’anciens élèves occupent aujourd’hui dans l’industrie les situations les plus élevées.
- A côté de ces quatre écoles qui tiennent la tête de l’enseignement secondaire, il convient de placer un certain nombre d’établissements, parmi lesquels l’École de Maîtres Mineurs d’Alais (Gard), fondée en 1843, l’École des Arts Industriels et des Usines de Lille, fondée en 1854, et qui devenait plus tard l’Institut Industriel du Nord de la France, les diverses écoles de Mineurs, l’École Centrale Lyonnaise, fondée en 1857, si utile aux Industriels de la région, l’École d’industrie de Bordeaux, l’École de Chimie industrielle de Lyon, l’Institut chimique de Nancy, et tant d’autres écoles du même genre, plus ou moins spéciales, qui ont toutes une utilité incontestable.
- Nous ne pouvons cependant pas nous empêcher de regretter la tendance actuelle qui consiste à vouloir relever le niveau des études, de façon à faire passer dans la catégorie de renseignement secondaire des écoles qui devraient rester plutôt établis-ments d’enseignement primaire. En effet, si nous comparons d’une part ce que font nos voisins, et si, d’autre part nous jetons les
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- yeux sur notre industrie nationale, nous sommes frappés de la nécessité qui s’impose pour nous de pousser nos efforts au perfectionnement de renseignement technique primaire, base de notre richesse nationale, car il importe avant tout de former des soldats et de ne pas chercher à faire trop de chefs.
- Enseignement technique industriel primaire. — L’enseignement primaire a pour but de former de bons ouvriers : il se fait, soit par les écoles d’apprentissage, soit par les écoles primaires supérieures et professionnelles, soit par les écoles pratiques [de commerce et d’industrie qui constituent en quelque sorte renseignement officiel.
- A côté, il convient de faire mention d’un grand nombre d’établissements privés, subventionnées ou non par le Ministère qui viennent apporter un appoint à cet enseignement.
- Il faut ajouter, enfin, les cours du soir, organisés, soit par les Municipalités, soft par les Sociétés d’enseignement populaire, soit par des groupes industriels, chambres syndicales patronales ou ouvrières qui constituent comme des cours complémentaires.
- Bien que la création d’un certain nombre d’établissements compris dans l’une ou l’autre de ces catégories remonte à une époque relativement éloignée, c’est surtout à l’époque de la conclusion des traités de commerce de 1860, alors que des conditions nouvelles étaient faites au régime économique établi, que la France a dû donner une impulsion nouvelle aux créations de ce genre. Les désastres de 1870, en nous montrant notre infériorité bien marquée vis-à-vis des nations étrangères nous a fait également étudier cette question d’enseignement ; malheureusement, nous sommes loin de ce côté, d’avoir rattrapé le temps perdu par la longue quiétude dans laquelle nous nous sommes endormis pendant les dernières années de l’Empire.
- Les principales écoles qui rentrent dans la catégorie ainsi visée sont d’abord nos trois écoles nationales deYoiron (Isère), Armen-tières (Nord) et Yierzon (Cher).
- Les écoles primaires supérieures et professionnelles, placées sous le régime de la loi de 1880 sont toutes municipales : au nombre de 34, elles sont réparties sur tous les points du territoire. Parmi celles de Paris, nous citerons : les Ecoles Estienne (industrie du livre), Diderot (fers et bois), Boulle (ameublement), Germain-Pilon, Bernard-Palissy (dessin, physique et chimie, etc.).
- Sans vouloir faire absolument la critique de ces fondations,
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- nous ne pouvons pas cependant nous empêcher de constater, en ce qui concerne généralement les écoles de la province, combien peu l’enseignement donné est véritablement pratique : pour former de bons ouvriers et de bons contremaîtres, il faut aux jeunes gens qui en sortent, un temps relativement considérable d’atelier : les études sont trop théoriques et n’ont pas un caractère suffisamment industriel; d’autre part, dans les écoles de Paris, l’instruction d’un jeune homme coûte vraiment trop cher 1
- La critique que nous adressons aux écoles primaires supérieures et professionnelles n’existe plus pour les écoles pratiques : soumises à un régime différent, elles ont un caractère vraiment pratique, et tout fait supposer que leur nombre de 23 augmentera rapidement pour le plus grand bien de notre industrie.
- Le cadre restreint qui nous est accordé ne nous permet pas d’entrer dans le détail des nombreuses écoles particulières, ainsi que les cours; de plus, en voulant les désigner, nous risquerions fort d’en oublier, tellement ces établissements sont nombreux, et puis, à quoi bon ? L’esprit qui préside à leur organisation est le même, et j’ajouterai qu’il est excellent. Gréées et dirigées par des industriels, elles ont un côté pratique que ne peuvent avoir les établissements officiels. —J’ajouterai qu’un grand nombre d’entre elles pourraient être considérées, à juste titre, comme de véritables écoles d’apprentissage, ce qui est la seule façon pratique d’arriver à former de bons ouvriers.— Nous nous permettrons, toutefois, une légère critique : parfois, les cours demanderaient une partie théorique qui fait défaut.
- Enfin, il convient pour compléter l’énumération de cet enseignement primaire, de citer les cours d’adultes ayant un esprit technique, organisés soit par les municipalités, soit par les Sociétés d’enseignement populaire.
- A l’inverse de certains cours d’apprentissage, cet enseignement du soir est parfois trop théorique et manque du côté pratique : ne serait-il pas possible, par une heureuse combinaison de ces doubles bonnes volontés, d’arriver à un enseignement technique élémentaire ayant à la fois un caractère théorique et pratique?
- L’examen de notre enseignement technique primaire nous permet également de constater une lacune des plus regrettables en effet, si les grands centres sont largement dotés, par suite de l’existence d’écoles ou de cours très florissants, il.n’en est pas de même d’un grand nombre de localités moins importantes, et BuLt. 50
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- qui, cependant, mériteraient que l’on s’occupât d’elles et pourraient fournir des élèves fort intéressants à instruire.. Avec l’esprit moderne de décentralisation, il y aurait là une oeuvre des plus utiles à faire pour le plus grand bien du pays. Et on pourrait résoudre facilement ce problème.
- Résumé. —,,L’examen trop rapide de l’enseignement technique industriel: que nous venons de faire nous amène, aux conclusions suivantes :
- L’enseignement technique industriel supérieur est absolument suffisant aujourd’hui; il est, certainement, beaucoup plus sérieux que dans les autres pays; notre enseignement secondaire comparé à celui des autres nations est également suffisant; donc, sur ces deux .points, il semble inutile, en ce moment de chercher à accroître.notre enseignement : qu’il nous suffise de nous tenir au courant des progrès, de façon à ne pas nous laisser devancer,; si nous considérons l’enseignement primaire industriel, il convient de l’organiser de manière à créer des apprentis capables de devenir d’habiles ouvriers ; pour atteindre à un résultat sérieux, c’est par la base qu’il faut commencer en instruisant théoriquement et pratiquement la jeunesse.
- Rôle de la Société dans l'enseignement technique. — La Société des Ingénieurs Civils se préoccupe, à juste titre, de toutes les questions qui se rattachent à l’enseignement technique.
- Des communications intéressantes ont été faites sur ce sujet, d’ailleurs, ses travaux, ses communications, constituent véritablement de l’enseignement technique, même de l’enseignement technique mutuel dans le champ le plus vaste qu’il soit possible à l’activité humaine I
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- II
- "ENSEIGNEMENT TECHNIQUE GOMMERGIAL?
- .PAR
- JM. CHARLIAT
- En 1848, l’Enseignement commercial était donné en France, clans un seul établissement : l’École spéciale de Commerce et d’industrie.
- Aujourd’hui, il est représenté principalement par l’École des Hautes Études commerciales, les Écoles supérieures de Commerce et les Écoles pratiques de Commerce. *
- Ecole des Hautes Etudes Commerciales. — Laissons à M. Cousté, ancien Président de la Chambre de Commerce de Paris, le * soin de définir le caractère de cette École :
- « Ici, dit M. Cousté, l’Enseignement commercial atteint son niveau le plus élevé, tant par l’étendue du programme, que par l’autorité de Professeurs éminents....
- » Elle est destinée à couronner l’instruction des jeunes gens qui sortent des Lycées et Collèges, en leur donnant les hautes connaissances nécessaires pour arriver promptement à la direct tion des affaires de la Banque, de l’Industrie et du Commerce intérieur ou extérieur....
- » Les promotions de ses Élèves qui ont déjà pu entrer dans la carrière commerciale, ont toutes fourni des sujets qui, par leur mérite personnel, témoignent de la valeur justement attachée à leur diplôme. »
- Les principales matières enseignées dans cette École sont : lé Commerce et la Comptabilité, les Langues étrangères, la théorie des opérations financières, la Géographie commerciale, l’Histoire du Commerce, les éléments du Droit civil, la Législation commerciale, maritime et industrielle, les Législations commerciales étrangères, la Législation ouvrière, la Législation budgétaire et douanière, TÉconomie politique, l’étude des Transports, l’Outillage commercial, etc.
- Écoles supérieures de Commerce. —• La plus ancienne, l’École spéciale de Commerce et d’industrie, a été fondée, en 1820, à Paris,
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- dans le but de former des chefs de maisons de commerce et des employés supérieurs. Ses débuts furent pénibles : après dix ans de lutte, l’École ferma ses portes (1830).
- Blanqui la releva de ses ruines et la défendit énergiquement contre toutes les attaques. Depuis cette époque, elle a vécu et prospéré.
- En 1869, la Chambre de Commerce de Paris en a fait l’acquisition et lui a donné le nom d’École supérieure de Commerce.
- Au lendemain de nos désastres, un mouvement très sensible se produisit en faveur de l’extension des études commerciales en France.
- On créa successivement : en 1871, les Écoles supérieures de Commerce du Havre et de Rouen.
- En 1872, celles de Lyon et de Marseille.
- En 1874, celle de Bordeaux.
- En 1884, un groupe de commerçants, désireux de voir nos Comptoirs se développer au dehors, créèrent l’Institut Commercial de Paris, dans le but de favoriser le commerce d’exportation.
- La prospérité des Écoles supérieures de Commerce s’affirma : en 1890, elles furent reconnues par l’État au point de vue de l’application de la loi militaire, qui dispense une partie des élèves diplômés de deux années de service militaire.
- Ces mêmes avantages furent accordés en 1892 à l’Institut Commercial, qui fut à son tour reconnu par l’État, et aux Écoles créées en 1892 à Lille, en 1896 à Nancy, en 1897 à Montpellier.
- Les matières enseignées dans ces Écoles ont un fond commun : le Commerce, la Comptabilité, les Langues étrangères, les Mathématiques appliquées au Commerce, le Droit, etc., auquel certaines Écoles de province ont ajouté un enseignement spécial approprié aux besoins de la région; celle du Havre a un cours d’armement maritime, celles de Lille et de Lyon un cours de filature et de tissage, celle de Marseille comporte une section de la marine marchande.
- Ecoles pi'atiques de Commerce. — Il existe en France ce qu’on appelle des Écoles pratiques de Commerce et d’industrie : ce sont, pour les garçons, celles de Boulogne-sur-Mer, Fourmies, Le Mans, Nîmes, Reims, Béziers, Romans, Agen, Limoges; pour les filles, celles de Nantes, Romans, Saint-Étienne. Elles représentent l’Enseignement primaire supérieur commercial..
- iDans les Écoles pratiques de Commerce de garçons, on enseigne
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- la Comptabilité, l’Arithmétique et l’Algèbre, la Géographie, la Chimie, les éléments de la Législation, et, en outre, on donne aux élèves un enseignement spécial comprenant : l’Histoire, le Dessin, l’Histoire naturelle, l’Hygiène, la Physique, la Géométrie.
- Dans les Écoles de filles, on enseigne, en outre, la Morale, l’Économie domestique, la Couture usuelle et la Coupe.
- A côté des Écoles pratique de Commerce, signalons l’École commerciale de l’avenue Trudaine.
- Cette création, qui remonte à 1863, a été provoquée par le souci qu’avait la Chambre de Commerce de se conformer aux articles 11 et 14 de son décret d’organisation, qui appellent l’attention de ses membres sur la création possible de cours publics propres à développer les connaissances indispensables aux bons employés de commerce.
- M. Denière, secrétaire de la Chambre de Commerce, présidée alors par M. Davillier, proposa d’établir à côté de l’École Blanqui, qui recrutait ses élèves dans les classes aisées de .la société, un établissement scolaire à la portée des jeunes gens appartenant à des familles peu fortunées. 4
- Son idée fut mise à exécution, et la Chambre décida d’ouvrir une École qui ne recevrait que des Élèves externes, âgés d’aü moins douze ans, et justifiant d’une instruction élémentaire.
- La durée des études fut fixée à quatre ans.
- De plus, elle y créa des cours gratuits du soir pour les adultes des deux sexes, désireux de se perfectionner dans la connaissance de la Comptabilité et des Langues étrangères.
- Établissements divers. —Le cadre qui , nous est réservé nous empêche de donner la nomenclature complète de tous les cours organisés, soit par des sociétés particulières, soit par des syndicats de commerçants ou de comptables. Nous pouvons dire, en effet, que nous assistons aujourd’hui à la diffusion la plus complète de l’Enseignement commercial sous toutes ses formes.
- La Comptabilité, les Langues étrangères, le Droit commercial, la Géographie économique et commerciale, le Calcul pratique, etc., sont enseignés gratuitement tous les soirs dans un très grand nombre de cours, dirigés par des sociétés particulières d’enseignement populaire.
- Nous ne voudrions pas ne pas citer les Cours d’Enseignement commercial de la Ville de Paris, qui sont généralement très fréquentés.
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- Il existe encore des Cours d’Enseignement commercial dans les Ecoles primaires supérieures, mais nombre de ces établissements se sont transformés en Écoles pratiques de Commerce, et d’autres* sont sur: le : point de lé faire.
- Conclusions.—On ne peut que désirer voir s’accroître le; nombre des Écoles pratiques de Commerce, soit par des créations nouvelles, soit par la transformation d’Écoles primaires; supérieures,., Quant aux Écoles supérieures, nous pensons:, qu’à. l’heure actuelle il y en a un nombre suffisant. Nous;; désirerions ; vivement que1 l’État* qui a reconnu ces Écoles, au point de vue de. la: loi militaire, exigeât d’elles un minimum d’études, maism’en-' travàt pas le développement des Hautes Études commerciales. Nous espérons donc que la Chambre de Commerce, de Paris: n’abandonnera pas définitivement l’idée de créer à l’École, des Hautes; Études Commerciales; une série de cours: de troisième, année* auxquels;ne pourraient assister que des Élèves: déjà diplômés par: une des: Écoles .supérieures de Commerce.,
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- LÉGISLATION INDUSTRIELLE
- I
- LÉGISLATION DES CHEMINS 1)1, l'E K
- PAR
- M. G. FÉOLDE
- Lors de la création de notre Société, nous avions déjà sur l’exploitation des chemins de fer une législation complète, qui a peu varié depuis, bien que la première concession, celle de Saint-Étienne au Rhône, datât du ,26 février 1823 et qu’au 1er janvier 1848 la longueur totale du réseau exploité en France ne fût que de 1 860: km.
- CONCESSION ET CONSTRUCTION DES CHEMINS DE FER
- Monopole dé fait des chemins dé fer;
- En droit, les chemins de fèr ne jouissent d’aucun monopole, cela résulte de l’article 6 du cahier des charges des-lignes d’intérêt général et des articles 8 et 39 de là loi du 11 juin 1880, relative aux chemins de fer d’intérêt local et aux tramways. En fait, il en est tout différemment ; cela provient d’abord de ce que la construction d’une ligne ferrée exige une dépense considérable de capitaux, et ensuite parce que la mise en exploitation permet de répondre largement aux besoins du trafic des-localités desser-. vies, sauf de très rares exceptions. La construction et l’exploita- ' tion d’une ligne faisant concurrence à une autre ligne, existant déjà, n’aurait-le plus souvent aucun effet utile et1 ne pourrait' avoir pour; conséquence qu’une augmentation des tarifs afini d’assurer aux capitaux engagés une rémunération suffisante et' légitime.
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- Création du réseau français.
- Lignes d’mtérêt général. — Les premiers chemins de fer ne servaient qu’au transport des marchandises, et la traction était faite avec des chevaux ; aussi personne ne prévoyait l’importance que devait prendre un jour ce mode de transport. Le Gouvernement n’avait pas fait de plan d’ensemble, et se contentait de concéder les lignes qui lui étaient demandées. En juillet 1832, la Compagnie de Saint-Etienne à Lyon fit un essai qui montra les avantages que pouvaient procurer les chemins de fer : aux chevaux, elle substitua la locomotive et admit les voyageurs dans ses trains. L’attention publique se trouvait fixée sur les chemins de fer. Le parlement s’émut, et la loi du 27 juin 1833 accorda un crédit de 500000 f à l’État qui devait faire les projets des lignes à construire, mais l’exécution et l’exploitation des voies ferrées devaient être laissées à l’industrie privée.
- A la fin de 1841, la France ne possédait encore que 877 km de chemins de fer, dont 566 seulement étaient en exploitation. A la m.ême époque, les autres pays industriels étaient bien plus avancés que nous :
- L’Angleterre avait 3 617 km Concédés, dont 2 521 en exploitation
- La Prosse et les États d’Allemagne — 2 811 — * 627 —
- L’Autriche — 877 — 747 —
- La Belgique — 621 — 378 —
- Les États-Unis d’Amérique — 15 000 — 5 800 —
- L’on prit alors un grand parti et la loi du 11 juin 1842 décidait la construction des lignes suivantes dont l’ensemble formait un réseau complet : de Paris à la frontière belge par Lille et Yalen-ciennes ; de Paris à Rouen et au Havre ; de Paris à Strasbourg ; de Paris à Lyon et à la Méditerranée vers Cette et Marseille ; de Paris en Espagne par Tours, Bordeaux et Bayonne ; de Tours à Nantes ; d’Orléans à Bourges et au Centre de la France ; du Rhin à la Méditerranée par Marseille et Lyon ; de Bordeaux à Marseille par Toulouse.
- A la fin de 1851, nous avions 3 911 km concédés, dont 3 547 étaient exploités, mais répartis entre 27 Compagnies. Ce morcellement du réseau offrait de sérieux inconvénients, notamment à cause des différences existant entre les tarifs de ces diverses Compagnies et des frais de transbordement à chaque changement de Compagnie. Ces inconvénients ne tardèrent pas à disparaître ; les Compagnies fusionnèrent entre elles et, en 1859, elles étaient
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- réduites à six : Est, Midi, Nord, Ouest, Paris à Lyon et à la Méditerranée, Paris à Orléans. Cette formation de six Compagnies puissantes, desservant tout le territoire, amena la création de voies nouvelles, un abaissement dans les prix des tarifs et une grande amélioration dans le service des transports.
- Enfin une loi votée le 19 juillet 1879 et connue sous le nom de plan Freycinet, vint ajouter 9 502 km au réseau de nos lignes d’intérêt général.
- Lignes d’intérêt local. — Beaucoup de localités qui n’étaient pas situées sur l’une des lignés des grandes Compagnies, réclamaient une station de chemin de fer. La loi du 12 juillet 1865 donna satisfaction à ces réclamations en autorisant les départements et les communes à construire des lignes dites d’intérêt local. Ces lignes devaient relier les localités secondaires entre elles et avec le réseau des grandes Compagnies, mais elles devaient surtout éviter les travaux d’art dispendieux. Malheureusement, ce sage programme ne fut pas suivi ; la spéculation profita des lacunes de la loi ; elle parvint à se faire concéder des lignes qui, par leur ensemble, formaient un second réseau d’intérêt général. Le but poursuivi était de forcer les grandes Compagnies à racheter ces diverses lignes ; on ne s’était pas occupé de leur trafic possible ; aussi donnèrent-elles de mauvais résultats quand elles furent mises en exploitation, et l’Etat dut les racheter en 1878.
- La loi du 11 juin 1880 abrogea celle du 12 juillet 1865 et posa des règles destinées à éviter le retour de tels abus.
- Tramways. — L’établissement d’un chemin de fer d’intérêt local est fréquemment une dépense trop considérable pour des lignes d’un faible trafic ; en pareil cas, on peut construire un chemin de fer sur route, autrement dit tramway, dans des conditions bien plus économiques. La loi du 11 juin 1880 réglemente les conditions de concession, de construction et d’exploitation des tramways dans ses articles 36 à 39.
- Chemins de fer industriels. — Les chemins de fer industriels ou embranchements particuliers sont régis par les dispositions de l’article 62 du cahier des charges des lignes d’intérêt général ou 61 du cahier des charges des lignes d’intérêt local, suivant la classification de la ligne à laquelle ils se soudent. Le Gouvernement peut exiger qu’on fasse un service public sur ces lignes quand la nécessité en est reconnue après enquête (1).
- (1) Palaa, Dictionnaire des chemins de fer, Embranchements industriels ou particuliers.
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- Intervention de l’État dans la construction des chemins:
- de fer.
- Lignes d’intérêt général,. — L’Etat s’est complètement désintéressé de la construction et de l’exploitation des premières lignes de chemins de fer, qu’il a complètement abandonnées à l’industrie privée. En 1837, les Chambres discutèrent si l’État devait construire et exploiter des chemins de fer ou continuer à se décharger de ces soins sur l’industrie privée. Le système des concessions à l’industrie privée l’emporta encore, comme en 1833 ; cependant la loi du 15 juillet 1840 autorisait l’État à exécuter les lignes de Montpellier à Nîmes et de Lille à "Valenciennes.
- La loi du 11 juin 1842, qui créait le réseau français, mettait à: là charge de l’État l’acquisition des terrains et tout ce qui concerne l’infrastructure : terrassements, ouvrages d’art, stations, maisons de gardes des passages à niveau. L’exploitation de la ligne devait être donnée à bail à une Compagnie concessionnaire qui serait chargée des travaux de superstructure, pose de la voie et ballast, du matériel, des frais d’exploitation, d’entretien et de réparation de la ligne.
- Lignes d’intérêt local: — Dans le système ' établi par la loi du; 12 juillet 1865, l’État avait la faculté de donner une subvention" en argent pouvant être le tiers, la moitié ou. lé quart delà dépense mise à la charge des départements et des communeSj suivant le produit du centime additionnel au principal clés quatre contributions directes. D’après la loi du 11 juin 1880, l’État donne encore une subvention en argent en cas d’insuffisance du produit brut, pour, couvrir les dépenses de l’exploitation, et 5 0/0 par. an du .capital de premier établissement (art. 13). L’article 1er du décret du 20 mars 1882 énumère les diverses dépenses qui entrent, dans le capital de premier établissement. Les départements et lea communes peuvent donner leur concours, dans une autre forme que l’État.
- Tramways. — L’Étabpeub accorder des subventions pécuniaires aux tramways (art. 39 et 14 de la > loi * du 11 juin 1881).
- Réseau1 de ; l’État.
- Le réseau/dès chemins de fer de l’État a été constitué, en France, à>la; suite de la loi du‘18' mai* 1878, qui approuvait le
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- rachat de diverses lignes secondaires par l’État et autorisait le ministre des Travaux publics à en assurer l’exploitation provisoire. Cette exploitation a été organisée par le décret du 25 mai 1878, puis réorganisée par le décret du 10 décembre 1895,
- Les dépenses et recettes des chemins de fer de l’État, ainsi que celles du chemin de fer de la Réunion, figurent au budget parmi les annexes (état: F).
- Établissement des chemins de fer.
- Lignes d'intérêt général. — Une loi est nécessaire pour décider rétablissement d’une ligne d’intérêt général, à moins que sa longueur ne soit inférieure à 20 km ; dans ce cas, il suffit de rendre un décret en la forme des règlements d’administration publique.
- Il n’en a pas toujours été ainsi. Les premières lignes de chemin de fer furent établis en vertu d’une ordonnance royale. La loi de finances, du 21 avril 1832, avait posé le principe, en son article 10, que lee travaux, faits aux frais de l’État, devaient être autorisés par une loi spéciale ou par un crédit ouvert à un chapitre spécial du budget. Ce principe fut appliqué auxtravaux.de chemins de fer, par l’article 3 de la loi du. 7 juillet 1833 sur, l’expropriation forcée, alors même qu’ils étaient exécutés par l’industrie. La loi du 3 mai 1841, qui remplaça celle du 7 juillet 1833, contient les mêmes dispositions dans son article 3, une loi était nécessaire pour les lignes ayant au moins 20/cm de longueur';' pour les! autres, une ordonnance royale suffisait. L’article 4Ru sénatus-consulte, du 25 décembre 1852, portait que les travaux de-chemins de fer étaient ordonnés ou autorisés par décret de l’Empereur: La loi du 27 juillet 1870 a abrogé l’article 4 du sénatus-consulte du 25 décembre et reproduit les dispositions de l’article 3 de la loi dû 3 mai 1841.
- Lignes d’intérêt local. — Sous l’empire .de la loi du 12 juillet 1865, c’était par un décret-délibéré en Conseil d’État que l’utilité publique des lignes d’intérêt local était déclarée et'ieur - exécution autorisée. La loi du 11-juin 1880 exige, que la déclaration d’utilité publique et l’autorisation d’exécution soient données par une loi, quelle que soit la longueur de la ligne concédée.; ..
- Tramways. —• L’utilité publique .des lignes de .tramways ost déclarée et leur exécution est autorisée-par un décret délibéré en Conseil d’État,(art. 30 ,dé la loLâ^llJuiïfdSSO)^
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- Concession.
- L’Etat, n’exploitant pas lui-même les chemins de fer, a passé des contrats, nommés concession, avec les particuliers, nommés concessionnaires, qui en prenaient la charge. Ces concessionnaires devaient être rémunérés de léurs dépenses, non pas par l’État, mais par les personnes qui se serviraient du chemin de fer pour voyager ou pour faire transporter des marchandises (1).
- C’est l’État qui accorde les concessions des lignes d’intérêt général et de tramways, quand ces dernières lignes sont établies sur une voie dépendant de son domaine public.
- C’est le Conseil général du département qui accorde les concessions des lignes d’intérêt départemental, celles d’intérêt local communal traversant plusieurs communes, celles de tramways qui empruntent le sol d’une route départementale, d’un chemin vicinal de grande communication ou d’intérêt commun, ou qui s’étendent sur le territoire de plusieurs communes.
- C’est le Conseil municipal qui accorde les concussions des lignes d’intérêt local communal entièrement construites sur son territoire, celles de tramways dans le même cas établies sur un chemin vicinal ordinaire ou sur un chemin rural.
- Mode de concession.
- L’adjudication et la concession directe ont été employées dès le début des chemins de fer. D’après l’expérience acquise, il semble que lç mode de concession directe soit préférable, bien des adjudications imprudemment souscrites n’ont pu être maintenues et les conventions ont dû être remaniées. Les Charentes (1862), la Yendée (1862), Clermont à Tulle (1870), sont des lignes qui ont été concédées par adjudication.
- Durée de la concession.
- Les premières lignes de chemins de,fer, Saint-Étienne au Rhône (26 février 1823), Saint-Étienne à Lyon (7 juin 1826), Andrezieux à Roanne (27 août 1828), Alais àBeaucaire (29 juin 1833), furent concédées à perpétuité. Celle de Montbrison à Montrond (26 avril
- (1) Sur le contrat de concession, voyez : Aucoc, Droit administratif, tome III, nos 1284 et suiv., pages 382 et suiv. ; Chbistophle, Traité des travaux publics, 2e édit., tome II, n°“ 1458 et suiv., pages 1 et suiv. ; Perriquet, Traité des travaux publics, tome il, n03 607 et suiv.,.pages 1 et suiv.; Léchalas, Droit administratif, tome II, 2e partie, p. 261.
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- 1833) fut la première concédée pour 99 ans. Dans les adjudications faites de 1844 à 1846, on admit des durées temporaires bien plus courtes ; la ligne d’Orléans à Bordeaux, mise en adjudication pour une durée maximum de 41 ans et 16 jours, fut donnée à une Société qui la prenait pour 27 ans et 278 jours.
- Aujourd’hui,, toutes les concessions sont temporaires et de 99 ans en général.
- Rôle du concessionnaire.
- Le concessionnaire est lié par les termes du contrat qu’il a passé avec l’État, le département ou la commune qui lui a accordé sa concession. C’est dans ce contrat qu’on trouve ses droits et ses obligations.
- L’État s’est substitué le concessionnaire en vertu du contrat de concession ; si donc une personne éprouve un dommage par suite des travaux du chemin de fer, elle devra poursuivre le concessionnaire devant le Conseil de préfecture pour en obtenir réparation, exactement comme si l’État était responsable. Au contraire, quand on doit interpréter un contrat passé avec un particulier, entrepreneur, voyageur ou expéditeur, le concessionnaire redevient un commerçant justiciable des tribunaux de l’ordre judiciaire.
- CONCOURS FINANCIER DE L’ÉTAT
- Les concessionnaires des chemins de fer ne tardèrent pas à se trouver dans des embarras financiers très sérieux, causés par l’insuffisance des prévisions des devis de construction, ainsi que par les crises économiques puis politiques qui éclatèrent en 1839, 1847 et 1848. L’État dut venir en aide aux Compagnies de chemins de fer (1).
- Le concours financier de l’État peut être donné sous diverses formes, par des souscriptions d’actions, par des prêts, par des subventions en travaux, par des subventions en argent, ou par une garantie d’intérêts.
- (1) Sur le concours financier de l’État, voyez : Aococ, Droit admininistratif, tome III n08 1284 et suiv., pages 382 et suiv. ; Carpentier et Maury, Traité pratique des chemins de fer, tome III, nos 4402 et suiv., pages 1 et suiv.; Théry, Histoire des grandes Compagnies ; .Nouveau dictionnaire d’économie politique, de Léon Say et Chaileey, Chemins de fer; Picard, les chemins de fer français; Dictionnaire des finances, de Léon Say, Chemins de fer, garanties d’intérêt. '
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- Souscriptions d’actions.
- En 1835 et .en 1840, le gouvernement proposa,aux Chambres de venir au secours des Compagnies en,souscrivant'des.actions;' mais, ce mode do. concours.ne fut pas adopté.
- Prêts.
- Le système des prêts fut pratiqué de 1837.à 1847, mais a été abandonné à la suite des difficultés que traversa l’industrie des chemins de fer. La loi du 17 juillet 1837 autorisa l’État à prêter 6 millions a la Compagnie d’Alais à Beaucaire, avec intérêt de
- 3 0/0; une autre loi, celle du 15 juillet 1840, autorisa un prêt de 12 600 000 f à la Compagnie de Strasbourg à Bâle, avec intérêt à
- 4 0/0. La loi du 11 juin 1:842 autorisa un prôt de 10 millions pour la construction de la ligne de Rouen au Havre.
- Subventions en travaux.
- Le concours financier de l’État, par des subventions en travaux, a été adopté par la loi du il juin 1842. Nous avons déjà vu que, par l’article 5 de cette loi, l’État prend à sa charge les travaux d’infrastructure des lignes à constuire.
- Ce mode de subvention est celui qui a été employé pour presque toutes les concessions. On le trouve dans les conventions de 1859, seulement les stations figurent parmi les travaux de superstructure. Dans certains cas, les Compagnies faisaient l’avance des fonds nécessaires aux travaux d’infrastructure que l’État leur remboursait au moyen d’annuités. Les conventions de .1883, sauf celle avec la Compagnie du Midi, reproduisent cette disposition ; la Compagnie est remboursée de ses avances par le paiement annuel que lui fait l’État de l’intérêt et de l’amortissement des emprunts qu’elle a effectués pour l’exécution des travaux qu’elle a pris la charge d’exécuter (art. 8 P.-L.-M., 11 Orléans, 9 Nord, 6 Est, 6 Ouest).
- Subventions en argent.
- Les .subventions en argent ont l’avantage d’aider les Compagnies à faire leurs dépenses de premier établissement. Les concessionnaires de) la ligne de Rouen au Havre obtinrent une subvention à titre gratuit de 8 millions par la loi du 11 juin 1842.
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- Ce.fut la première. Ce système a été pratiqué concurremment avec celui des. garanties d’intérêt.
- La loi du 12 juillet 1865 sur les chemins de fer d’intérêt local admettait le principe des subventions émargent, en son article 5. La loi de 1880 a abrogé cette disposition.
- Garantie d’intérêt.
- La garantie d’intérêt est un concours par lequel l’État s’engage à garantir l’intérêt, à un taux déterminé et dans certaines conditions, de la totalité ou d’une partie des fonds engagés (1). Ce mode de concours, qui se produit pendant l’exploitation, complète celui des subventions qui se produit pendant la construction.
- Les Chambres, qui repoussaient la garantie d’intérêt en 1837 parce qu’elle aurait pour effet de désintéresser le concessionnaire d’une bonne administration de son chemin de fer, l’admettaient, au contraire, en 1839, parce qu’elle développe l’esprit d’association par la réunion des petits capitaux et provoque le classement des actions entre les mains de preneurs sérieux.
- Lignes d’intérêt général. —La Compagnie de Paris à Orléans, qui se trouvait alors dans une situation très.précaire, obtint par la loi du 15 juillet 1840 une garantie d’intérêt de 40/0 pour son capital qui s’élevait à 40 millions pendant une durée de quarante-sept.ans. La Compagnie devait rembourser l’État avec les excédents du produit net d’exploitation dès qu’il dépasserait 4 0/0.
- La Compagnie de Marseille à Avignon, en vertu de la loi du 19 novembre 1849 et du décret du 13 mai 1850, obtint une garantie d’intérêt de 5 0/0, amortissement compris, pendant toute la durée de sa concession, pour un emprunt de 30 millions. Les .sommes, payées par l’État en vertu de cette convention, .^étaient considérées comme des avances, portant intérêt à 4 0/0 et payables chaque année ; le remboursement devait, avoir lieu par les bénéfices de l’exploitation.avant toute distribution de dividende.
- Dans la concession accordée à la Compagnie de Paris à Lyon (décret du 5 janvier 1852), on retrouve encore une garantie d’intérêt de 40/0 d’un capital de 200 millions employé à exécuter certains travaux et à rembourser une somme de 114 millions à l’État. : i;:
- Nous ne 'pouvons citer toutes les conventions par lesquelles l’État a accordé des garanties d’intérêt à clés Compagnies qui
- (1) Aucoc, Droit administratif, t. III, nvlSGi, p. 492.
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- obtenaient des concessions de lignes d’intérêt général, cela nous entraînerait trop loin, bien que certaines présentent des combinaisons intéressantes, ainsi que cela a lieu pour les Chemins de fer départementaux et les Chemins de fer économiques.
- Conventions de 4859. — Ces conventions ont été passées avec les six grandes Compagnies ; elles poursuivaient un double but : affermir le crédit des Compagnies par la garantie de l’État et permettre la construction d’un nouveau réseau qui comprenait 8 578 km.
- Les lignes de chaque Compagnie étaient divisées en deux groupes : l’ancien réseau comprenant les lignes exploitées ou déjà concédées, le nouveau réseau comprenant les lignes nouvelles. La garantie d’intérêt qui était de 4,65 0/0 ne s’appliquait qu’aux lignes du nouveau réseau, et comme les Compagnies empruntaient à 5,75 0/0, la différence de 1,10 0/0 était fournie par l’ancien réseau dont le trafic devait augmenter par la mise en exploitation des nouvelles lignes. L’ancien réseau avait les charges suivantes : paiement d’un dividende minimum aux actionnaires, service des emprunts contractés pour sa construction et sa mise en exploitation, appoint de 1,10 0/0 pour le nouveau réseau ; le surplus des produits de l’ancien réseau était déversé sur le nouveau réseau pour concourir au paiement de l’intérêt garanti.
- Les avances faites par l’État pour assurer le paiement de l’intérêt garanti portaient un intérêt simple de 4 0/0 l’an et elles devaient être remboursées dès que les produits du nouveau réseau, augmentés de ceux déversés par l’ancien, dépasseraient l’intérêt garanti. Dans le cas où le remboursement n’aurait pu être effectué avant l’expiration de la concession, l’État devait reprendre le matériel de la Compagnie jusqu’à due concurrence de ce qui lui était dû, à titre de compensation.
- Les conventions de 1859 ont reçu des modifications de détail en 1860,* 1862, 1863, 1868, 1869, 1873 et 1875. Elles ont été très avantageuses au pays, puisqu’elles ont permis de construire un grand nombre de nouvelles lignes; mais les actionnaires des diverses Compagnies n’ont pas vu croître les dividendes de leurs actions en même temps que le trafic augmentait. Au 31 décembre 1882, voici ce que les diverses Compagnies devaient à l’État: Ouest, 234 895 475 /; Orléans, 213 884 210 /; Est, 151743 368/; Midi, 37 474 633/. Le Nord et le P.-L.-M. n’avaient pas eu recours à la garantie d’intérêt.
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- Conventions de 1883. — En 1883 comme en 1859, pour s’assurer la construction cl’un troisième réseau de lignes d’intérêt général, l’Etat dut s’adresser aux six grandes Compagnies, et les conventions de 1859 furent abrogées et remplacées par de nouvelles. La distinction entre l’ancien et le nouveau réseau disparut; l’Est, le Midi, l’Orléans et l’Ouest n’eurent plus qu’un seul compte d’exploitation et la garantie d’intérêt s’appliqua aux actions comme aux obligations. Les avances, faites par l’Etat à titre de garantie d’intérêt, sont productives d’un intérêt annuel de 4 0/0 et remboursables avec les excédents du revenu brut sur les charges. Si le remboursement de ces avances n’est pas effectué avant l’expiration de la concession, l’Etat reprendra le matériel de la Compagnie jusqu’à due concurrence de ce qui lui sera dù. Pour le Nord et le P.-L.-M., la garantie d’intérêt ne porte que sur les nouvelles lignes concédées.
- Les conventions de 1883 ont apporté de très lourdes charges aux Compagnies qui durent toutes, à l’exception du Nord, faire appel à la garantie d’intérêt.
- Lignes d’intérêt local et tramways. — La loi du 11 juin 1880, dans son article 13, autorise l’Etat, sous certaines conditions, à donner aux lignes d’intérêt local, concurremment avec le département ou la commune, des subventions destinées à parfaire l’insuffisance des recettes brutes et à les porter à une somme annuelle, de 10 500 f pour les lignes à voie normale et de 8 500 / pour les lignes à voie étroite. Pour les lignes d’intérêt local comme pour les tramways, les Compagnies ne peuvent émettre des obligations sans l’autorisation du ministre des Travaux publics après avis du ministre de l’Intérieur, et le capital-obligations ne peut jamais être supérieur au capital-actions.
- Le département ou la commune n’est pas tenu de prêter son concours sous la même forme que l’État; il a toute liberté pour en régler le mode ou l’importance. ,
- Les décrets du 20 mars 1882 déterminent les règles à suivre pour établir les recettes et dépenses de la Compagnie et les subventions à lui accorder.
- Partage des bénéfices.
- Il est tout naturel que l’État, en accordant des concessions de chemin de fer, ait stipulé un partage des bénéfices quand le produit net donnerait un dividende supérieur à un taux déterminé.
- Bull. 51
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- Cette clause se retrouve déjà dans la concession de la ligne d’Avignon à Marseille avec le partage par moitié, quand le revenu sera supérieur à 10 0/0 du capital dépensé par la Compagnie (loi du 24 juillet 1843, article 47 du cahier des charges). Dans la concession du chemin de fer d’Orléans à Bordeaux (loi du 26 juillet 1844), le partage a lieu par moitié quand le dividende dépasse 8 0/0 du capital dépensé par la Compagnie. Les conventions de 1883 ont un article spécial au partage des bénéfices par chaque Compagnie.
- EXPLOITATION DES CHEMINS DE FER
- Caractère commercial de l’exploitation.
- Dans notre législation, le concessionnaire qui exploite un chemin de fer est un commerçant; il a les obligations elles droits du voiturier,' mais, par suite de dispositions législatives spéciales, il ne peut abuser envers le public du monopole de fait dont il jouit (1).
- Contrôle de l’État.
- Lignes d’intérêt général. — L’Etat exerce un contrôle sur les divers services des chemins de fer. Dans les cahiers des charges on trouve des dispositions relatives aux travaux à exécuter ainsi qu’au matériel et à la mission donnée aux Ingénieurs des Ponts et Chaussées et aux Ingénieurs des Mines. La loi du 27 février 1850 crée des commissaires, placés sous la direction des Ingé-nièurs du contrôle chargés de surveiller si les prescriptions relatives au service du chemin de fer, sont observées. Le personnel actif des Compagnies est placé sous leur surveillance par le décret du 27 mars 1852. Un autre décret, celui du 26juillet 1852, crée des inspecteurs de l’exploitation commerciale sous la direction des Ingénieurs en chef chargés du contrôle. Le décret du 7 juin 1884 a institué des commissaires généraux chargés de veiller à l’exécution des statuts de la Compagnie, de contrôler les délibérations du conseil d’administration en ce qui touche les intérêts du Trésor et de surveiller les opérations financières de
- (1) Sur l’exploitation des chemins de fer, voyez : Picard, Traité des chemins de fer ; Sarrut, Législation et jurisprudence sur le transport des marchandises par chemins de fer ; Féraud, Code des transports de marchandises et de voyageurs parchemins de fer; Féolde, Transports par chemins de /er; Bédarride et Rivière, Des chemins de fer-, Carpentier et Maury, Traité pratique des chemins de fer.
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- la Compagnie, émissions et amortissement des obligations, placements de fonds, achats de valeurs, reports ou escomptes de papier. '
- Le contrôle a été réorganisé par le décret du 20 juillet 1886 et par celui du 30 mai 1895 et par l’arrêté ministériel du 26 octobre de la même année. L’article 15 de cet arrêté définit les attributions des contrôleurs comptables et l’article 16 celles des contrôleurs du travail des agents. Deux arrêtés ministériels du 21 septembre 1895 déterminent les conditions d’admissibilité des contrôleurs comptables et des contrôleurs du travail. Les fonctions de contrôleurs du travail et de contrôleurs comptables ont été créées par l’arrêté ministériel du 20 mai 1893.
- Lignes d’intérêt local et tramways. — Le contrôle technique et commercial des lignes d’intérêt local et des tramways est soumis au préfet, sous l’autorité du ministre des Travaux publics, d’après les articles 21 et 39 de la loi du 11 juin 1880. Le décret du 20 mars 1882 a organisé une commission qui vérifie les comptes des concessionnaires. Ce décret a été modifié par un autre décret en date du 23 décembre 1885.
- Législation spéciale.'
- Les dispositions spéciales relatives à l’exploitation des chemins de fer se trouvent dans les articles 6 et 9 de la loi du 11 juin 1842, dans la loi du 15 juillet 1845 sur la police des chemins de fer, dans l’ordonnance royale du 15 novembre 1846 sur la police, la sûreté et l’exploitation des chemins de fer, dans le cahier des charges annexé à la loi ou au décret, suivant les cas, qui accorde la concession. Le principe qui domine cette législation est celui de l’égalité de traitement pour tous les.voyageurs, expéditeurs et destinataires, sans aucune distinction.
- Tarifs. >
- Les tarifs d’une Compagnie indiquent dans quelles conditions elle effectue le transport des voyageurs et des marchandises qui lui sont confiées. Ils ne peuvent être appliqués qu’autant qu’ils ont été Homologués, c’est-à-dire qu’après un affichage à titre de proposition et l’approbation par l’administration.
- Pour les lignes d’intérêt général, pour les lignes d’intérêt local et les tramways desservant des localités situées dans des dépar-
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- tements différents, l’approbation est donnée par le ministre des Travaux publics, par le préfet du département pour les autres tramways et lignes d’intérêt local.
- Quand un tarif a été homologué, il a acquis force de loi; les diverses clauses qu’il contient forment l’ensemble du contrat qui lie la Compagnie au voyageur ou à l’expéditeur qui l’appliquent, sans qu’ils.puissent y ajouter, retrancher ou modifier quoi que ce soit sous peine de nullité.
- Les tarifs généraux représentent le droit commun des transports, auxquels les tarifs spéciaux apportent des dérogations qu’ils indiquent limitativement.
- Prix des transports.
- Sur la première ligne de chemin de fer, celle de Saint-Étienne à la Loire, concédée par ordonnance royale du 26 février 1823, le prix kilométrique était de 0,0186 / par hectolitre de houille et de coke ou par 50 kg de marchandises de toute sorte. Sur la ligne de Paris à Saint-Germain, concédée par la loi du 9 juillet 1835, les tarifs comprenaient une seule classe de voyageurs à 0,075 / par kilomètre, et trois classes de marchandises à 0,12 /', 0,14 /et 0,16/par tbnne et par kilomètre. Dans la concession de la ligne de. Paris à Orléans, loi du 7 juillet 1838, nous trouvons deux classes de voyageurs à 0,075/‘et 0,05/par kilomètre, trois classes de marchandises comme sur la ligne de Saint-Germain avec un prix spécial de 0,05 / par tonne et par kilomètre pour la houille.
- La Commission extraparlementaire, instituée à'1a fin de 1839, était d’avis qu’on ne pouvait pas encore arrêter définitivement le prix des transports (1). Elle proposa seulement d’établir un maximum, au-dessous duquel la Compagnie pourrait descendre, après en avoir prévenu l’administration, mais qu’elle ne pourrait relever, sans autorisation et avant un délai de six mois. Ce maximum devait être égal pour les voyageurs au minimum du tarif des messageries, pour les marchandises en grande vitesse- au minimum du tarif du roulage accéléré, pour les marchandises en petite vitesse au minimum du tarif du roulage ordinaire. Malheureusement", on a oublié cette règle si sage en établissant les tarifs des lignes d’intérêt local et des tramways, ce qui aurait atténué bien des-garanties d’intérêt qu’on trouve écrasantes.
- (1) Picard, les Chemins de fer français, tome I, page 187.
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- Aujourd’hui, nous avons, en général, trois classes de voyageurs payant par kilomètre 0,10 f, 0,0675 f et 0,044/'(impôt déduit) et 0,112 /, 0,0756 f et 0,0493 f (impôt compris) ; quant aux marchandises, elles sont réparties en séries et payent en petite vitesse des prix variant de 0,16 /'à 0,08 f par tonne kilométrique avec hase décroissante qui n’est plus que de 0,08 f à 0,02 / pour les parcours supérieurs à 1 000 km.
- Transport des marchandises.
- Dans le contrat de transport de marchandises, on trouve le dépôt d’qne marchandise fait en un certain lieu par un expéditeur à un voiturier qui se charge de remettre cette marchandise à un destinataire dans un autre lieu, moyennant un prix fixé et dans un délai déterminé. Gomme tout voiturier, la Compagnie de chemin de fer prend à sa charge la marchandise que l’expéditeur lui a remise; elle en est responsable tant qu’elle l’a sous sa garde.
- En vertu du cahier des charges, la Compagnie doit prendre toutes les marchandises qu’on lui remet, sauf certains cas limitativement spécifiés, elle doit les expédier suivant leur ordre de remise et les faire parvenir à destination dans les délais fixés par les arrêtés ministériels.
- En échange de la déclaration d’expédition par laquelle l’expéditeur fait connaître la nature de la marchandise, sa destination et le tarif qu’il demande, la Compagnie délivre un récépissé qui tient lieu de lettre de voiture.
- Responsabilité de la Compagnie. — En cas de perte totale, de perte partielle, d’avarie ou de retard, la Compagnie doit, conformément aux règles du droit commun, payer une indemnité en rapport avec le préjudice suhi, à moins de cas fortuit ou de force majeure. C’est au destinataire ou à l’expéditeur qu’incombe de prouver l’étendue du préjudice qu’il invoque. D’après les tarifs généraux, la Compagnie doit remettre au destinataire, dans les délais réglementaires, la marchandise dans l’état où l’expéditeur la lui a confiée, mais la clause de non-garantie pour avarie survenue en. cours de route, qu’on trouve dans tous les tarifs spéciaux, contient une.dérogation à cette règle; en vertu de cette clause, la. Compagnie est libérée de son obligation en re.mettant .au destinataire la marchandise dans l’état où elle se trouve, et, si cette marchandise est avariée, la responsabilité du chemin de fer n’est
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- encourue que s’il est établi par l’intéressé qu’elle a causé l’avarie par sa faute.
- Dans les pays où l’État exploité les chemins de fer, leur exploitation est un service public, effectué en vue de favoriser les transports, sans chercher à réaliser des bénéfices, mais en évitant de demander à combler l'insuffisance des recettes par le produit des impôts. Les prix des tarifs sont généralement inférieurs à ceux des pays où les chemins de fer sont exploités par l’industrie privée, puisque l’État ne recherche pas les bénéfices, mais l’étendue de la responsabilité en cas de perte, avarie ou retard, est toujours limitée à une indemnité fréquemment insuffisante pour ne pas grever le budget de l’administration du chemin de fer, au lieu de correspondre au préjudice réellement subi.
- Transport des voyageurs.
- Dans le contrat du transport des voyageurs, lé voiturier s’engage à procurer au voyageur une place dans une de ses voitures et à le conduire en un lieu déterminé moyennant un certain prix.
- Responsabilité de la Compagnie. — En cas d’accident survenu à un voyageur, la responsabilité de la Compagnie est tantôt contractuelle, tantôt quasi délictuelle. Quand l’accident est causé par suite du mauvais état de la voie ou du matériel, mis à la disposition du voyageur, ou bien encore par une violation des règlements pris pour assurer la sécurité, la responsabilité de la Compagnie est contractuelle et elle doit payer uné indemnité à la victime, à moins qu’elle ne prouve que l’accident est dù à un cas fortuit ou de force majeure. Si F accident a une autre cause que celles énumérées plus haut, la victime ne peut obtenir une indemnité qü’en faisant la preuve de la faute de la Compagnie.
- Bagages.
- Tout voyageur a droit, en général, au transport gratuit de 30 kg de bagages qui doivent prendre le même train que lui. Cette disposition est inscrite dans les cahiers des charges, types des lignes d’intérêt général, des lignes d’intérêt local et des tramways. Sur la petite ceinturé de Paris, qui est une ligne d’intérêt général, les voyageurs ne jouissent pas de ce droit.
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- POLICE DES CHEMINS DE FER
- Dispositions législatives.
- La loi du 15 avril 1845 sur la police des chemins de fer et l’ordonnance royale du 15 novembre 1846 sur la police, la sûreté et l’exploitation des chemins de fer s’appliquent aux lignes d’intérêt général et d’intérêt local. Les tramways sont régis par la loi du 15 juillet 1845, à l’exception des articles 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 qui ont trait à la clôture de la voie, ainsi qu’aux servitudes imposées aux voisins du chemin de fer, et par le décret du 6 août 1881 concernant l’établissement et l’exploitation des voies ferrées sur le sol des voies publiques (1). La loi du 26 avril 1833, relative à la ligne de Montbrison à Montrond, prévoit la possibilité d’établir la voie ferrée sur les accotements des routes et renvoie à une ordonnance qui posera les règles relatives à la police et à la sûreté de la voie publique.
- Infractions à la réglementation des chemins de fer.
- Les infractions aux ordonnances royales ou décrets, portant règlement d’administration publique sur la police, sur la sûreté et l’exploitation des chemins de fer, aux arrêtés pris par le ministre des Travaux publics, aux arrêtés pris par les préfets, sous l’approbation du ministre des Travaux publics pour l’exécution de ces ordonnances ou décrets, sont des délits-contraventions punis d’une amende variant de 16 à 3 000 f d’amende, et, en cas de récidive dans l’année, d’une amende couvant s’élever au double et d’un emprisonnement de trois jours à un mois. Les délits-contraventions, peu nombreux dans notre législation, présentent cette particularité que leur auteur est puni même en l’absence prouvée de toute intention coupable. Le voyageur qui monte dans un train sans avoir pris de billet commet un délit-contravention ; il en est de même de l’expéditeur qui fait une déclaration inexacte concernant la nature des marchandises qu’il remet à la Compagnie pour les.faire transporter;
- (1) Sur là police des chemins de fer, voyez les mêmes auteurs que pour l’exploitation.
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- TRANSPORTS INTERNATIONAUX DE MARCHANDISES
- Convention de Berne du 14 octobre 1890.
- La convention de Berne du 14 octobre 1890 a été passée entre la France, l’Allemagne, F Autriche-Hongrie, la Belgique, le Danemark, l’Italie, le Luxembourg, la principauté de Lichtenstein, la principauté de Monaco, les Pays-Bas, la Russie et la Suisse. Cette convention s’applique à tous les transports de marchandises qui sont exécutés, sur la base d’une lettre de voiture directe, du territoire de l’un des États contractants à destination du territoire d’un autre État contractant, par les lignes de chemins de fer dont la liste a été dressée. L’échange des ratifications a eu lieu le 30 septembre 1892 et la convention est entrée en vigueur le 1er janvier 1893.
- Les conditions des tarifs particuliers à chaque administration ou Compagnie de chemins de fer ne sont valables qu’autant qu’elles ne sont pas contraires à la convention, autrement elles sont considérées comme milles et non avenues.
- La convention de Berne contient quelques particularités et dérogations à notre droit qu’il convient de signaler (1).
- Lettre de voiture.
- La lettre de voiture doit contenir toutes les indications nécessaires pour que l’expédition n’éprouve aucun retard, soit en douane, soit autrement; ces indications sont plus nombreuses que celles portées sur nos récépissés, ce qui se comprend. La lettre de voiture peut être rédigée dans la langue parlée dans le pays où se fait l’expédition, mais elle doit toujours être accom p'agnée d’une traduction française'ou allemande.
- (1) Sur la convention de Berne, voyez Code annoté de la Convention internationale sur les transports par chemins de fer, par G. Féoldk. Droit Industriel, année 1895, p. 364 et suivantes.
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- Responsabilité du chemin de fer.
- Perte de la marchandise. — Les articles 30, 31, 32 et 33 déterminent rétendue de la responsabilité du chemin de fer relativement aux marchandises transportées. En cas de perte totale ou partielle, l’indemnité est calculée d’après le prix courant des marchandises de mêmes nature et qualité, au lieu et à l’époque ou la marchandise a été reçue au transport ; les droits de douane , de transport et autres frais sont remboursés.
- Avaries. — En cas d’avarie, le chemin de fer paye le montant intégral de la dépréciation subie par la marchandise. Si l’expédition a eu lieu sous le régime d’un tarif spécial, dans lequel est fixé le maximum à payer en cas de perte ou d’avarie, avec réduction sur le prix du .transport, l’indemnité à allouer est proportionnellement réduite.
- Retard. — Les indemnités pour cause de. retard sont fixées à une fraction du prix du transport, même en l’absence de la preuve que ce retard ait causé un dommage ; si la preuve du dommage causé est établie, l’indemnité pourra être plus élevée sans dépasser toutefois le prix du transport.
- Déclaration d’intérêt à la livraison.
- Quand un expéditeur a un intérêt sérieux à ce qu’une marchandise arrive à destination, il peut indiquer, dans la lettre de voiture, la somme qu’il entendra réclamer en cas de perte totale ou partielle; dans ce cas le chemin de fer perçoit une taxe supplémentaire, dont le minimum est 0,50 f, et qui ne pourra dépasser, par fraction indivisible de 200 km, 5 0/00 de la somme déclarée. La déclaration d’intérêt à la livraison produit plusieurs effets. En cas de perte totale ou partielle, ainsi qu’en cas d’avarie, le propriétaire de la marchandise reçoit en plus des indemnités dont nous avons, précédemment parlé, des dommages-intérêts ne pouvant dépasser la somme fixée par la. déclaration, à charge par l’intéressé d’établir l’existence et le montant du dommage. En cas de retard, le montant de l’indemnité est le double de celle
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- allouée quand le dommage n’est pas prouvé ; si l’existence du dommage est prouvée, le montant de l’indemnité pourra atteindre, sans la dépasser, la somme déclarée.
- Cas de dol on de faute grave du chemin de fer.
- Dans tous les cas où le dommage causé à l’expéditeur ou au destinataire provient du dol ou d’une faute grave de la part du chemin de fer, l’indemnité à payer est pleine et entière ; elle •comprend les dommages-intérêts.
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- BREVETS D’INVENTION MARQUER MODÈLES ET DESSINS DE FABRIQUE
- PAR
- M. Émile BBRT
- Oïl comprend sous le nom de Propriété industrielle les lois qui régissent les Brevets d’invention,. les. Marques de fabrique, le Nom CommerciaLet les Modèles et Dessins industriels.
- Les questions qui concernent ces matières sont étroitement liées aux progrès de l’Industrie et du Commerce ; elles intéressent tous les Membres de la Société des Ingénieurs Civils de France, car il n’en est aucun qui, au cours de sa carrière, n’ait eu à s’en occuper.
- Notre législation industrielle est constituée par les lois des 5 juillet 1844 sur les Brevets d’invention, 23 juin 1857 sur les Marques de fabrique, 28 juillet 1824 sur le Nom Commercial et 18 mars 1806 sur les Modèles et Dessins de fabrique.
- Toutes ces lois, de date bien ancienne, n’ont subi aucune modification depuis leur promulgation, et cependant elles ne répondent plus aux besoins de l’Industrie et du Commerce, aussi serait-il à souhaiter qu’elles soient mises en rapport avec les-progrès réalisés dans ces dernières années et que notre Parlement suivit l’exemple des nations étrangères qui, presque toutes, depuis vingt ans, ont perfectionné, leur législation en matière de propriété industrielle. C’est ainsi que l’Allemagne a établi, en 1891, une nouvelle loi sur les brevets d’invention et les modèles d’utilité et en 1894 une nouvelle loi sur les Marques de fabrique. En 1883, l’Angleterre a refondu toutes ses anciennes lois et les a réunies en une seule, qui constitue un véritable code de la Propriété industrielle. L’Autriche, la Hongrie, le Danemark,, la Norvège, la Suède, la Russie, et plusieurs autres pays ont remanié dans ces dernières années leur législation industrielle.
- La seule modification apportée à notre, législation française est celle qui résulte de. la Convention internationale pour la Protection industrielle”du 20 mars 1883, au sujet de laquelle diverses communications ont été présentées .dans les séances de notre Société des 1er juin 1883, 16 octobre 1885 et 15 octobre 1886.
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- Brevets d’invention.
- Progrès et Invention sont synonymes, car les inventions sont la ;source de tous les progrès réalisés dans'l’industrie. C’est l’invention qui anime et vivifie le travail national, dont elle accroît la puissance et la fécondité.-
- Les inventions ont dans la Société une influence considérable et l’extension de toute industrie est intimement liée au sort des. inventeurs.
- Nous sommes loin du temps où l’on contestait le droit .de l’inventeur sur sa-création : aujourd’hui ce droit est consacré et reconnu par toutes les nations d’Europe, excepté la Grèce, la Hollande et quelques principautés dans la région du Danube.
- Les Ingénieurs Civils occupent une place prépondérante parmi les inventeurs; en parcourant l’annuaire de notre Société, on constate qu’un grand nombre de nos Collègues sont les auteurs d’inventions remarquables: Achard, Agudio, Alcan, Arbel,. Belleville, Belpaire, Blot, Bourdon, Breguet, Calla, Champonnois, Closson,; Colladon, Crampton, Doyère, Dulac, Dumont, Engerth,. Forquenot, Foucault, Fourneyron, Gaiffe, Gally-Cazalat, Giffard, Guibal, Hermann-Lachapelle, Jousselin, Leclanché, Letestu, Meyer, Normand, Pasteur, Polonceau, Poncelet, Roy, de Ruolz, Schneider, Sommellier, Soulerin, Tessié du Motay, etc., pour ne citer que les morts. Les vivants sont légion : inutile de les nommer, nous les connaissons tous et applaudissons chaque jour à leurs succès.
- Quand l’Ingénieur n’est,point l’auteur de l’invention, il est presque toujours le collaborateur de l’inventeur, car bien peu d’inventions peuvent être mises en pratique et exploitées industriellement sans le concours d’un homme technique.
- L’importance, toujours croissante, des brevets d’invention a fait surgir une profession spéciale (celle d’Ingénieur-Conseil en matière de Propriété industrielle) dont l’utilité a été si unanimement reconnue que créée, vers 1840, par nos anciens Collègues Jacques et Charles Armengaud (le premier est inscrit au nombre des Membres fondateurs ; de la Société), elle est exercée aujourd’hui par une trentaine d’ingénieurs dont dix-huit font partie de notre Société.
- En France, les.brevets d’invention ont été réglementés pour la première fois, par la loi du 25 mai 1791,...qui a; été remplacée par la loi du 5 juillet 1844, sous, l’empire de laquelle, nous nous trouvons encore aujourd’hui.
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- Cette loi n’a subi, depuis 54 ans, aucune modification, sauf en ce qui concerne la Convention internationale de 1883, que j’ai rappelée plus haut.
- Excellente dans son ensemble, cette loi aurait besoin d’être modifiée dans quelques-unes de ses dispositions, afin de la mettre en harmonie avec les exigences actuelles de l’Industrie.
- Plusieurs fois il'a été question d’y apporter les modifications reconnues nécessaires par tous ceux qui s’intéressent à ces questions, mais jusqu’à présent, rien n’a été fait.
- La plupart des grandes nations étrangères nous ont devancés sur ce point et notre législation, qui a. servi de modèle à bien des pays, se trouve aujourd’hui en retard sur presque toutes les autres.
- Il est pénible de constater que le législateur français semble se désintéresser de ces questions, et il faut espérer que la législature qui vient de commencer* ne se terminera point, comme ses devancières, sans que les Chambres se soient occupées de ces questions pourtant si vitales à tous les points de vue et qui présentent un intérêt considérable pour le Commerce et l’Industrie.
- Il me semble utile de signaler les points de notre loi sur lesquels on doit appeler- plus particulièrement l’attention du Parlement, en raion dés inconvénients qu.’ils présentent dans la pratique et des critiques dont ils ont été si fréquemment l’objet. Ces divers points ont été exposés d’une manière saisissante dans une pétition adressée au Sénat et à la Chambre des députés, en 1891, parle Syndicat des Ingénieurs-Conseils en matière de Propîiété industrielle.
- Je ne reproduirai pas ici tous les points traités dans cette pétition, mais je crois utile d’en signaler les plus importants.
- D’abord, en présence des progrès considérables réalisés dans l’imprimerie, n’est-il pas pénible de constater que tous les brevets français ne sont pas textuellement et intégralement publiés comme, cela se fait, depuis longtemps, en Angleterre, en Allemagne, aux Etats-Unis, en Russie, en Suisse, en Hongrie, au Danemark, en Suède, en Norvège, etc. ? Dans; ces pays tous les brevets sont, publiés: et il est possible de; se les procurer pour une somme, minime. EmFrance, on ne publie qu’un très petit nombre de: brevets et encore cette publication; n’est pas textuelle : les rédacteurs chargés de ce . service modifient ou abrègent les descriptions, de sorte que la publication n’a aucun caractère d’authen-
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- tieité ; de plus, son prix est fort élevé, car pour un seul brevet intéressant on est forcé d’acheter le fascicule contenant, pour une année, tous les brevets qui appartiennent à la même classe. De. sorte que quand un industriel veut avoir la copie d’un brevet, il est forcé de la faire prendre au Ministère du Commerce et de l’Industrie, dans la salle de communication au public, qui est fort mal aménagée et où l’on ne peut prendre que des notes au crayon. Il est inutile d’insister sur ce qu’une pareille organisation a de défectueux.
- A la suite des nombreuses réclamations qui lui ont été adressées de toutes parts par les intéressés, le Ministre actuel du Commerce et de l’Industrie, l’honorable M. Boucher, paraît vouloir rompre avec les errements du passé et il étudie les moyens de répondre sur ce point aux justes réclamations de l’Industrie tout entière, ainsi qu’il l’a déclaré à la séance t de la Chambre des députés, dans la séance du 11 février dernier.
- Nous ne pouvons que faire des vœux pour que les projets de M. le Ministre du Commerce et de l’Industrie se réalisent et je suis certain d’être l’interprète des sentiments de tous les Membres de la Société des Ingénieurs Civils de France en affirmant qu’ils apprendraient tous, avec la plus vive satisfaction, que désormais tous les brevets français seront publiés textuellement et sans aucune exception. .
- Un second point sur lequel le Syndicat des Ingénieurs-Conseils a appelé l’attention du Parlement est relatif à la déchéance de tout brevet dont l’annuité n’a pas été payée avant la date anniversaire de son dépôt; cette déchéance absolue, irrévocable n’a-t-elle pas quelque chose de draconien. Ne devrait-on pas accorder un délai à l’inventeur pour les paiements d’annuités, comme cela se fait d’ailleurs dans beaucoup^ de pays, en lui imposant, s’il le faut, une amende à cause du retard? Il ne serait que juste et légitime d’accorder aux inventeurs quelques facilités pour le paiement des annuités de leurs brevets et de ne point les frapper d’une façon aussi dure pour le seul oubli d’une échéance.
- Un troisième point, de moins d’importance que les précédents mais qui présente néanmoins en pratique un réel intérêt, a été développé dans la même pétition, c’est celui qui se rapporte à la qualité de Breveté. D’après l’article 33, de la loi du 5 juillet 1844, celui qui fait mention de sa qualité de breveté, doit y ajouter les mots « sans garantie du gouvernement » qui depuis longtemps sont remplacés par les lettres S. G. I). G. Cette obliga-
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- lion ne présente en pratique qu’une utilité trèsrelative, aussi pourrait-elle être supprimée sans aucun inconvénient. Mais une autre mention serait bien plus utile, ce serait celle du numéro du brevet; il est, en effet, souvent fort difficile de trouver le brevet qui concerne un appareil, et ces difficultés deviennent quelquefois insurmontables lorsque celui qui exploite un brevet n’en est point le titulaire.' Il n’y aurait inconvénient à obliger ceux qui font mention de leur qualité de breveté à y ajouter le numéro de leur brevet ; cela serait fort utile pour les tiers qui pourraient ainsi se renseigner facilement sur les droits du breveté. Si les intérêts des inventeurs sont à défendre, il ne faut pas pour cela perdre de vue ceux des tiers, ceux du domaine public, et il n’est que juste et équitable que tout produit présenté comme breveté, porte l’indication du ou des brevets qui le protègent.
- En dehors des trois points que je viens de signaler, notre législation pourrait encore être améliorée etperfectionnée dans quelques-unes de ses autres dispositions, mais ces modifications sont plus secondaires et ne présentent point autant d’intérêt. Gomme on le voit, les réformes demandées ne touchent pas aux points essentiels de notre loi de 1844 qui, dans son ensemble, est excellente, il faut bien le reconnaître ; s’il en avait été autrement, il est bien certain qu’elle aurait déjà été remaniée.
- Quoi qu’il en soit, il faut espérer, comme je l’ai déjà dit, que la législature qui vient de commencer ne se terminera point sans que le Parlement s’occupe des modifications que tout le monde désire voir apporter à la loi de 1844. .
- Si la législation est restée immuable depuis plus d’un demi-siècle, le nombre des brevets d’invention délivrés chaque année a considérablement augmenté d’une année à l’autre.
- Le nombre des brevets a d’abord été très limité : il fut de. 34 en 1791, de 29 en 1792, puis, il tomba à 4 en 1793 et varia de 5 à 8 jusqu’en 1798 ; puis, il augmente peu à peu et atteint le chiffre de 53 en 1814. Ensuite, il s’est élèvé progressivement avec des variantes jusqu’à 1 439 en 1843, l’année qui précéda l’élaboration de la loi de 1844.
- Le nombre total des brevets délivrés sous le régime de la loi de 1791 (c’est-à-dire jusqu’au 8 octobre 1844) fut de 17.288.
- A partir de 1844, le nombre des brevets va sans cesse, en augmentant : il est de 625 pour la période qui va du 9 octobre au 31 décembre 1844, de2110 en 1845, 2088 en 1846, 2150 en 1847, il tombe à 853 en 1848, puis à partir de cette date il s’élève régu-
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- lier,ement chaque année et passe de 1479 en 1849 à 4579 en 1869. Les événements cle 1870-71 font tomber le nombre des brevets à 3 029 en 1870 et 2 325 en 1871 ; mais depuis 1872 le nombre des brevets n’a cessé de s’élever successivement ;, il est passé de 4 663 en 1875 à 6 057 en 1880, 6 721 en 1885, 7 634 en 1890, 8 848 en 1895, 10 966 en 1897.
- En résumé, le nombre des brevets français pris, du 9 octobre 1844 au 31 décembre 1897 s’élève à 273 704.
- Tel est le mouvement des brevets d’invention en France. Il est intéressant de le comparer avec celui des brevets dans les principaux pays industriels étrangers.
- Le nombre total des brevets accordés aux États-Unis du mois de juillet 1836 au 1er janvier 1898 s’élève à près de 597000. Cela montre l’importance des progrès industriels réalisés dans ce pays.
- Sur le tableau ci-contre j’ai indiqué les brevets demandés et les brevets délivrés en Angleterre : la législation de ce pays présente ce caractère particulier que les brevets demandés, sous forme de spécification provisoire, restent secrets pendant neuf mois: à l’expiration de ce délai, on ne délivre que les patentes provisoires qui sont complétées par une spécification définitive.
- Pour l’Allemagne et les États-Unis, pays à examen préalable, j’ai également indiqué séparément les demandes de brevets et les brevets délivrés. A la simple inspection des deux colonnes, on remarquera que le nombre des brevets accordés, en Allemagne, ne dépasse point 40 0/0 des demandes et 60 0/0 aux États-Unis. Le système de l’examen préalable, pratiqué dans ces pays, bien que séduisant au premier abord, ne présente, en pratique, que des inconvénients pour les inventeurs, qui sont souvent dépouillés du fruit de leurs travaux par suite de refus non justifiés. Cet examen préalable ne. constitue pas une garantie pour le breveté, car le brevet peut parfaitement être annulé ultérieurement, ce qui arrive fréquemment, mais cela n’est qu’un; inconvénient accessoire, et ce qui est beaucoup plus grave, c’est qu’il arrive souvent que des brevets sont injustement refusés pour des inventions réelles et sérieuses.
- Le tableau ci-contre donne le nombre des brevets et des certificats d’addition délivrés en France,, de 1848 au 31 décembre 1896, ainsi que le nombre de brevets délivrés dans les plus importants pays étrangers.
- Les tableaux suivants indiquent la classification des brevets français, par spécialité, de 1880 à 1896. , ,
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- Tableau montrant la marche des brevets en France, Allemagne, Angleterre, Belgique, Espagne, Italie, Suisse, États-Unis.
- FRANCE ANGLETERRE ALLEMAGNE ÉTATS-UNIS BELGIQUE ESPAGNE ITALIE SUISSE
- ANNÉES — — — —
- llroYOls Certificats Spécif. Patentes Brevets Brevets Brevets Brevets Brevets Brevets. Brevets Brevets
- délivrés. d'addition. provisoire. définitives. demandés. délivrés. demandés. délivrés. délivrés. délivrés. délivrés. délivrés.
- 1848 853 338 xx XX XX XX XX XX XX XX
- 1849 1477 476 xx Xx XX XX XX XX xx XX
- 1850 1687 585 xx XX XX XX XX XX XX » XX x»
- 1851 1836 626 xx XX XX X) » XX XX xx X)
- 1852 2 469 810 1211 914 xx » XX XX » XX
- 1853 3111 954 30^5 2187 s> XX . XX S) XX XX
- 1854 3492 1071 2764 1878 xx ' X) XX XX » XX
- 1855 4056 1342 2 958 2 046 xx XX XX xx 2) » 110 X)
- 1856 4 403 1358 3106 2 094 » XX » XX ’ XX XX 213 »
- 1857 4 586 1524 3200 2028 xx » XX » » » 237
- 1858 4400 1428 3 007 1954 xx xx » XX X) » 183
- 1859 4 039 1400 3 000 1977 » xx XX XX » XX 151 »
- 1860 4 606 1516 3196 2 063 » xx XX XX X) » 262 x>
- . 1861 4 476 1 465 3276 2 047 xx xx XX XX » » 249 XX
- 1862 4 410 1 449 3 490 2191 D » XX » » » 255 »
- 1863 4 512 1378 3 309 2 094 XX » XX XX XX » 304 X)
- 1864 4324 1329 3260 2024 » xx » XX » XX 577
- 1865 4190 1282 3 386 2186 XX xx’ » •XX » » 325
- 1866 4411 1260 3453 2124 y> xx - » XX » £ 312
- 1867 4722 1376 3 723 2 284 xx XX XX XX » 432 XX
- 1868 4750 1353 3 991 2 490 x> xx XX . » » » 427
- 1869 4579 1327 3786 2 407 xx xx XX XX » XX 480 XX
- 1870 3029 821 3405 2180 xx » XX XX • » XX 422 XX
- 1871 2 325 457 3 529 2 376 X) xx 2) JD XX 478
- 1872 3934 941 3970 2 771 xx xx » XX » » . 580 XX
- 1873 4007 1067 4294 2 974 X) xx XX XX XX XX 629 x>
- 1874 4571 1175 4492 31C2 xx xx XX XX » » 659 XX
- 1875 4 663 1344 4561 3112 xx xx XX » » » 684 XX
- 1876 5 3«9 1347 5 069 3 435 » XX XX » » » 637 XX
- 1877 5610 1491 4949 3317 3 212 190 20308 14187 b » 765 XX
- 1878 3 348 1633 5343 3509 5949 4200 20260 13 444 XX 28 845 XX
- 1879 6161 1667 5338 3524 6 528 4410 20059 13213 XJ 440 901 XX
- 1880 6057 1603 5 517 3 741 7 017 3 966 23012 13947 » 485 949 XX
- 1881 6 203 1610 5751 3 950 7174 4339 26 059 16584 » 584 1222 " 'XX : ’
- 1882 6269 1 455 6241 4 337 7 569 4131 31522 19267 » 636 1168 XX
- 1883 6573 1514 5993 3 962 8121 4848 34 576 22 383 » 798 1 280 XX
- 1884 6 724 1529 17111 9 984 8 607 4 459 35 600 20413 XX 818 1350 . XX
- 1885 7 060 1631 16101 8 775 9 408 4018 35 717 24233 » 749 1546 XX
- 1886 7 371 1647 17176 9105 9991 4 008 35968 22508 4335 1050 1640 »
- 1887 7 284 1 579 18051 9 455 9904 3882 35613 21477 4342 818 1 650 XX
- 1888 7182 1487 19103 9842 9 86.9 3923 35 797 20506 4353 1309 1680 240
- 1889 7810 1476 21008 10624 11645 4 406 40 5’5 24158 4536 1285 2150 1410
- 1890 7 634 1375 21307 10557 11882 4 680 41048 26292 4217 1 295 2068 1132
- 1801 7863 1429 22878 10922 12 919 5 550 40552 23244 4457 1211 2139 1444
- 1892 8 432 1470 24179 11 599 13126 5 900 40 753 23559 5 061 1276 2200 1521
- 1893 8358 •1502 25107 11 779 14265 6 43 38473 23 769 5093 1200 2 090 1681
- 1894 8845 1587 25386 12 042 14 964 6280 38 439 20867 5548 1478 2 420 1789
- 1895 8 848 1409 25 062 12307 15 063 5 720 40680 22057 5 704 1706 2 390 1850
- 1896 9830 1600 30194 XX 16486 5 410 43 962 23373 6330 1656 2850 1957
- Bull.
- 52
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-
- CLASSIFICATION OFFICIELLE DES BREVETS FRANÇAIS PAR CATÉGORIES
- 1880
- (
- I. Agriculture. (
- II. Hydraulique.
- III. Chemins de fer
- et tramways.
- IV. Arts textiles.
- Y. Machines.
- VI. Marine et navigation.
- VII. Travaux de construction.
- (
- VIII. Mines j
- et métallurgie. |
- IX. Matériel (
- de l’économie < domestique, r
- X. Carrosserie. -s
- 1 Machines agricoles..............................
- 2 Engrais et amendements, travaux de vidange. . .
- 3 Travaux d’exploitation, horticulture...........
- 4 Meunerie.......................................
- 5 Boulangerie....................................
- 1 Moteurs hydrauliques............................
- 2 Appareils autres que des moteurs hydrauliques. .
- 1 Voie............................................ .
- 2 Locomotives et locomotives routières...........
- 3 Voitures et accessoires........................
- 4 Appareil divers se rapportant à l’exploitation. . .
- 1 Filature........................................
- 2 Teinture, apprêt et impression, papiers peints . .
- 3 Tissage..................... . . ..............
- 4 Passementerie..................................
- 5 Tricots........................................
- 6 Tulles, dentelles et filets, broderies.........
- 1 Machines à vapeur...............................
- 2 Chaudières.....................................
- 3 Organes........................................
- 4 Machines-outils pour le travail des métaux et des
- bois..........................................
- 5 Machines diverses..............................
- 6 Manoeuvre des fardeaux.........................
- 7 Machines à coudre..............................
- 8 Moteurs divers.................................
- 9 Machines servant à la fabrication des chaussures .
- 1 Construction des navires et engins de guerre. . .
- 2 Machines marines et propulseurs................
- 3 Gréements, accessoires, appareils de sauvetage)
- pisciculture et grande pêche, aérostats ....
- 4 Travaux des ports, des rivières et des canaux. . .
- 1 Matériaux et outillage..........................
- 2 Ponts et routes................................
- 3 Travaux d’architectui’e, aménagements intérieurs,
- secours contre l’incendie.....................
- 1 Exploitation des mines et minières..............
- 2 Fer et acier................•..................
- 3 Métaux autres que le fer.......................
- 1 Articles de ménage.............................
- 2 Serrurerie............................... . . . .
- 3 Coutellerie et service de table.............. . .
- 4 Meubles et ameublements........................
- 1 Voitures et vélocipèdes.........................
- 2 Sellerie.......................................
- 3 Maréchalerie...................................
- 4 Compteurs......................................
- 199
- 65
- 114
- 35
- 30
- 28
- 114
- 80
- 32
- 106
- 16
- 143
- 148 110
- 19
- 37
- 16
- 76
- 128
- 91
- 80
- 134
- 26
- 41
- 90
- 11
- 26
- 29
- 63
- 21
- 35
- 50
- 175
- 40
- 109
- 47
- 162
- 149 43
- 107
- 85
- 37
- 12
- 8
- — 779 —
- 1883 1884 1885 1886 1887 1888 1889 1890 1891 1892 1893 1894 1895 1898
- 178 187 179 194 167 140 140 138 160 172 167 148 128 120
- 40 34 37 37 18 20, 28 15 12 19 20 21 29 21
- 107 84 103 161 156 143 137 125 133 133 127 113 154 126
- 40 74 66 50 46 45 50 48 56 51 47 54 48 63
- 26 30 41 40 32 29 29 45 48 28 45 31 37 42
- 38 21 34 37 29 34 42 39 33 39 34 33 37 28
- 155 181 164 201 166 173 139 167 158 161 154 205 213 167
- 102 119 99 96 78 83 98 100 135 120 113 131 132 144
- 45 33 26 30 32 31 41 46 40 46 50 54 66 49
- 122 103 107 125 123 95 123 111 130 144 118 123 108 142
- 13 11 20 22 17 21 26 14 13 20 16 18 10 21
- 145 155 169 179 150 160 135 153 154 163 143 138 155 139
- 140 129 151 160 159 142 127 118 159 139 148 117 124 121
- 138 128 156 133 116 134 139 110 145 138 136 156 139 158
- 14 14 19 10 14 16 14 17 14 14 15 16 10 7 '
- ; 38 33 36 . 39 54 43 55 32 41 33 18 39 36 35
- 32 26 39 25 21 24 24 31 17 19 22 27 20 17
- 86 89 98 76 78 96 101 96 95 80 74 91 89 88
- 151 158 169 183 150 151 172 178 187 184 192 240 215 214
- 117 132 170 151 138 130 151 162 166 177 169 205 200 192
- 95 116 113 95 80 95 104 106 110 121 116 115 114 143
- : 129 149 161 175 173 175 211 221 201 199 182 213 219 219
- 51 57 44 52 37 58 48 39 53 45 52 59 50 42
- 55 48 48 57 78 51 49 43 40 37 34 42 40 36
- 112 99 95 113 108 101 138 140 148 129 129 150 195 235
- 15 8 10 16 19 23 32 22 34 21 24 31 26 47
- 33 20 27 31 24 35 21 36 23 23 18 28 34 31
- 32 40 32 39 39 45 46 40 49 . 55 44 37 48 36
- 84 77 65 70 68 89 81 89 82 80 101 81 121 107
- 23 28 19 34 25 30 35 24 15 24 18 14 14 17
- 43 40 57 51 52 39 58 44 55 61 58 70 69 86
- 42 84 62 70 61 44 45 59 59 60 44 51 42 46
- 173 186 . 207 218 212 193 204 212 199 234 259 255 189 197
- 39 31 44 43 51 35 49 43 49 47 35 49 51 42
- 73 84 101 81 84 63 61 84 70 85 67 77 58 59
- 69 83 73 83 82 101 82 68 85 107 79 113 80 •102 ’
- 174 158 162 169 199 173 183 206 183 196 188 222 238 246
- 149 167 176 157 184 161 152 142 146 184 149 153 161 156
- 42 39 39 29 24 32 46 41 23 52 43 43 39 31
- 137 141 180 159 195 131 146 124 128 128 149 137 167 164
- 100 108 124 4 127 159 187 210 231 381 655 771 784 785 1302
- 40 48 51 50 45 43 62 48 56 64 69 64 75 58
- 12 18 26 27 38 20 35 40 28 30 40 34 27 264
- 18 10 10 9 10 11 39 21 19 19 15 21 16 19
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- CLASSIFICATION OFFICIELLE DES BREVETS FRANÇAIS PAR CATÉGORIES 1880 1881 1882 1883 1884 1885 1886 1887 1888 1889 1890 1891 1892 1893 1894 1895 1896
- [ 1 Fusils 59 72 55 84 87 87 108 85 84 83 85 86 102 71 78 72 69
- XI. Arquebuserie 2 Canons 21 23 26 24 30 32 50 74 77 53 71 66 60 40 42 46 45
- et artillerie. | 3 Équipements et travaux militaires 35 28 28 25 30 36 35 53 51 24 46 39 33 39 41 32 23
- I 1 Horlogerie 88 75 63 78 86 99 98 83 76 74 61 74 74 76 63 78 65
- 1 2 Appareils de physique et de chimie, appareils fri-
- 1 gorifiques 229 343 472 404 322 355 358 395 399 458 457 76 108 101 108 120 85
- ] 3 Médecine, chirurgie, hygiène. 93 88 62 85 108 86 115 101 128 143 130 158 130 175 178 159 161
- XII. Instruments / 4 Télégraphie> téléphonie 72 115 115 118 95 111 105 77 55 74 68 90 95 80 70 97 74
- de précision. j ^ p0i,js et mesures et instruments de maihéma-
- 1 tiques 105 72 50 68 82 62 97. 125 127. 133 115 110 89 86 92 104 106
- j 6 Production et transport de l’électricité )) X» S) » » » » » » » » 199 172 176 167 213 269
- 1 7 Application de l’électricité » » » )) » » » » » » » 170 150 184 152 159 117
- t 1 Briques et tuiles 33 27 35 36 35 24 24 23 12 12 15 18 19 18 18 24 16
- XIII. Céramique. < 2 Poteries, faïences, porcelaines 17 22 25 19 18 24 21 19 15 21 21 25 12 25 21 16 21
- ( 3 Verrerie. 57 39 45 60 33 45 52 42 42 54 42 47 47 47 42 32 45
- /I Produits chimiques 129 171 202 211 184 206 228 242 207 274 272 299 300 269 299 253 234
- 1 2 Matières colorantes, encres 23 ’ 27 36 34 32 27 20 46 55 84 74 55 69 75 82 64 62
- 1 3 Poudres et matières explosibles 14 16 16 16 17 21 18 23 32 19 14 19 13 19 18 14 16
- 1 4 Corps gras, bougies, savons, parfumerie 65 69 74 76 60 64 58 37 69 58 72 6<» 75 78 49 42 51
- XIV. Arts J 5 Essences, résines, cire, caoutchouc 41 46 33 31 40 30 40 34 44 45 42 60 48 56 55 51 40
- chimiques. \ 6 Sucre 116 139 112 127 134 128 84 77 72 87 81 63 83 76 92 72 69
- J 7 Boissons 67 75 71 79 88 81 92 111 101 124 115 118 119 144 168 160 215
- f 8 Vin, alcool, éther, vinaigre 77 111 86 93 106 103 106 91 122 112 115 117 108 124 113 85 83
- ! 9 Substances organiques, alimentaires et autres et
- l leur conservation 99 SO 83 78 89 105 94 106 113 105 106 91 105 97 112 123 101
- ( 1 Lampes et allumettes 50 38 34 38 60 80 97 81 80 80 68 83 75 74 78 132 97
- XV. Eclairage 2 Gaz 124 145 102 140 108 135 147 126 107 131 106 81 83 87 159 206 613
- et chauffage, j g Combustibles et appareils de chauffage 138 136 133 131 155 164 203 199 197 227 176 199 209 238 221 225 227
- / 1 Mercerie, ganterie, lingerie, fleurs, plumes. . . . 147 117 127 162 169 159 175 146 152 157 154 150 209 201 191 198 208
- ) 2 Parapluies, cannes, éventails 54 45 47 43 41 25 32 37 45 41 40 30 54 45 44 29 38
- XVI. Habillement, j 3 yêtements, chapellerie 62 76 87 66 68 88 100 78 80 78 86 90 72 93 101 123 84
- v 4 Chaussures ,. 99 82 74 80 83 87 90 88 88 99 87 88 113 95 89 94 117
- f 1 Peinture, dessin, gravure, sculpture 39 40 29 34 32 34 27 27 17 35 38 23 30 42 24 35 28
- . \ 2 Lithographie et typographie 56 65 ’ DD 66 70 96 78 72 80 101 95 79 84 68 91 88 79
- XVII. Arts 1 3 Photographie . . 26 23 ko 31 46 48 51 55 56 72 82 116 113 95 121 108 232
- ' «xtastnels. j 4 Masiqne , 56 50 59 49 56 64 78 76 79 99 82 86 104 62 82 76 76
- \ 5 Bijouterie, joaillerie et orfèvrerie 45 53 Dû 42 54 57 30 35 32 40 30 26 33 18 25 21 32
- ( 1 Pâtes et machines ......... . 51 47 57 53 60 31 53 44 50 37 45 44 32 36 39 46 25
- XVIII. Papeterie. < 2 Articles de bureau, presses à copier, reliure, ob- Afi(\
- ( jets d’enseignement 126 119 138 138 135 149 187 175 218 206 183 218 223 221 212 238
- XIX. Cuirs et peaux. 1 Tannerie, mégisserie, corroirie . ^ 50 46 kà cQ 33 38 41 39 39 38 36 45 24 33 29 29 37 47
- XX. Articles de / 1 Bimbeloterie . . 71 64 DO 62 75 83 85 97 137 168 133 112 128 140 134 128 119
- Paris ‘ \ 2 Articles de fumeurs 54 34 Oà /.Q 42 35 27 34 48 48 40 48 64 50 50 51 40 43
- et petites ) 3 Tabletterié, vannerie, maroquinerie 77 52 kv 11 56 79 75 53 49 58 67 79 74 77 71 96 66 48
- industries. \ 4 Industries diverses 96 112 58 92 104 136 165 137 139 164 139 168 143 186 160 171
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- Marque de Fabrique. — Nom Commercial.
- Les marques-de fabrique sont des signes spéciaux apposés par les industriels sur les produits de leur fabrication pour en faire connaître et en garantir la provenance ; elles sont régies en France, par la loi du 23 juin 1857.
- La loi du 28 juillet 1824 s’applique aux noms de fabricants-ou aux noms de localités apposés sur les produits.
- Il serait aussi utile de reviser ces deux lois que celle qui concerne les brevets d’invention. Mais ces matières sortant du cadre ordinaire des travaux de la Société des Ingénieurs civils, je ne ferai que les signaler.
- Modèles et Dessins industriels.
- L’auteur d’un nouveau modèle, ou d’un nouveau dessin de-fabrique, a seul le droit de le vendre et de le reproduire à l’exclusion de tous autres. Ses droits sont garantis par la loi du 18 mars 1806. Cette loi est tout à fait incomplète et les critiques que l’on peut y faire sont aussi nombreuses que sérieuses ; l’on ne peut faire que des vœux pour que le Parlement donne satisfaction aux nombreuses réclamations des artistes industriels,, qui demandent depuis longtemps que leurs droits soient établis d’une façon plus certaine.
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- ÉCONOMIE POLITIQUE
- INDUSTRIELLE ET SOCIALE
- PAR
- *
- CACHBUX;.fc FLEURY^ et BUVERTE
- C’est pendant l’année 1848 que quelques hommes de grande intelligence et de grand savoir prirent l’initiative de la création de la Société des Ingénieurs Civils de France.
- Si l’on se reporte, par la pensée, à l’état des esprits en France, en 1848, au moment de la création de cette Société ; si l’on considère que, pendant la deuxième moitié du dix-neuvième siècle, un mouvement considérable a entraîné la France, l’Europe, le monde entier vers l’étude des transformations économiques et sociales, on ne saurait s’étonner que la Société des Ingénieurs Civils de France ait été amenée à prendre part à ce mouvement considérable.
- Au moment où elle se prépare à célébrer le cinquantenaire de sa fondation, la Société a décidé de faire un retour sur elle-même: et de procéder à une revue complète de ses travaux dans toutes les directions.
- Chargés plus spécialement de rechercher ce qui a été dit et écrit sur les questions d’économie politique et sociale, nous venons rendre compte, aussi succinctement que possible, du résultat >de nos recherches
- La méthode à employer pour présenter clairement ce travail, nous a arrêtés un instant, et il nous paraît nécessaire d’exposer rapidement ici celle que nous avons adoptée.
- On comprendra aisément que, de 1848 à 1898, les questions diverses dont la Société a dû s’occuper se sont présentées au Jour le jour, dans leur très grande variété, et tout naturellement, sans aucune méthode préconçue.
- Nous avons pensé qu’il ne saurait convenir de présenter ainsi nos observations, dans un désordre obligatoire, fatigant pour de lecteur, obligé de passer incessamment d’un sujet à l’autre, et de revenir, à plusieurs reprises, sur une question déjà traitée.
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- Nous avons donc fait abstraction des dates auxquelles les questions ont été discutées, et nous les avons présentées dans un ordre qui nous a paru convenable et méthodique.
- I. — Études sur le travail et son organisation.
- L’art. 2, § 4, des statuts de la Société des Ingénieurs Civils de France stipule que l’un des buts de la .Société a pour objet :
- « De poursuivre par l’étude des questions d’économie industrielle, d’administration et d’utilité publique, l’application la plus étendue des forces et des richesses du pays. »
- Au moment où la Société s’est fondée (4 mars 1848), les questions de ce genre avaient un caractère politique aigu bien plus que scientifique. Aussi nos illustres fondateurs n’hésitent-ils pas dans leur premier compte rendu (mai 1848), à reconnaître que leurs premières délibérations'ont eu un « caractère plutôt politique que technique ou scientifique ». . .
- En effet,'les questions étudiées par eux dans les trois premiers mois de l’existence de la Société sont relatives à :
- 1° L’organisation du travail qui se discutait à ce moment dans les conseils du Gouvernement provisoire et à la Commission dite du Luxembourg que présidait Louis Blanc. Ils constatent que les ateliers nationaux qui, à Paris seulement, renfermaient 80 000 hommes et coûtaient 120000 f par jour, n’étaient utilisés à aucun travail utile et ils demandaient qu’une commission, « composée d’hommes indépendants de tout esprit de corps et de toutes entraves hiérarchiques et administratives », soit chargée de dresser le programme des travaux utiles à exécuter et de répartir, autant que possible, les travailleurs dans leurs spécialités;
- 2° La réorganisation du corps des Ponts et Chaussées, à la tète duquel ils proposaient de mettre un conseil composé en nombre égal d’ingénieurs des Ponts et Chaussées, d’ingénieurs Civils et d’Architectes, et où ils voulaient résèrver aux Ingénieurs Civils la possibilité d’entrer à certaines conditions;
- 3° L’enseignement, professionnel au moyen de la création d’une Université industrielle, qui eût compris tous les degrés de cet enseignement encore aujourd’hui si imparfaitement organisé.
- Les études sur le travail et son organisation donnèrent lieu à de nombreuses et très intéressantes discussions.
- 1872.— Une Commission d’économie industrielle fut nommée au
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- commencement de l’année 1872; elle était composée comme suit :
- MM. Deligny, président;
- Marché et Périssé, secrétaires;
- Forquenot, Gibon, Grand et Normand, membres.
- Le rapport de la Commission fut déposé le 3 août 1872, et donna lieu à une intéressante discussion, d’où résultèrent les conclusions suivantes : '
- 1° Proclamation du principe de solidarité du travail;
- 2° Le droit des ouvriers de s’associer pour la défense de leurs intérêts, ne doit pas être contesté. MM. Benoît Duportal, Desmousseaux, de Givré, Gaudry, etc., prirent une part active à cette discussion qui occupa plusieurs séances.
- 1878. — Étude sur le travail, par M. Stéphane Mony.— M. Stéphane Mony occupa une place importante dans la grande industrie; c’est à l’époque même où il était gérant des houillères de Gommentry et des forges de Fourchamhault qu’il publia un important ouvrage, présenté à la Société des Ingénieurs Civils, par M. Ivan Flachat, dans les termes suivants :
- « Cet ouvrage, traitant des grandes questions d’économie poli-» tique qui se rattachent aux conditions d’existénce des travail-» leurs, donne les détails des plus intéressants sur chacune de » ces conditions d’existence et, en particulier, sur les faits dont » l’auteur a été témoin dans les centres ouvriers de la Société
- de Commentry et Fourchamhault, dont il préside le Comité de » direction.
- » Il passe en revue toutes les formes connues de l’Association » et toutes celles de la bienfaisance, appliquée à la classe labo-» rieuse. Il analyse les mœurs, les tendances de F ouvrier dans » les grands centres, dans les petites villes, dans les champs et » conclut en disant : que l’esprit chrétien est le salut des ateliers, mais » à la condition absolue qu’il soit réciproque des patrons aux ouvriers et » des ouvriers aux patrons ! »
- 1886, — Le marché du travail, par M. Salomon. — Le mémoire •de M. Salomon est très développé et présente un sérieux intérêt. L’auteur constate les difficultés réelles de ce que l’on a appelé, pendant un certain temps, Vorganisation du travail; il conclut à une solution par les associations syndicales.
- 1886. — Travail coopératif aux .États-Unis, par M. Édouard Simon.
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- 1883. — Mouvement coopératif en Angleterre, par le même. —-L’auteur ne voit qu’un moyen d’atteindre sérieusement la coopération utile et pratique entre l’ouvrier et son patron, c’est que celui-ci se préoccupe sérieusement de faire l’éducation de ses collaborateurs.
- 1890-1891. — La jpaix clés ateliers, par M. Gibon. — Il est à peine utile de faire remarquer ici combien M. Gibon, lui-même, dans toute sa carrière industrielle, a poursuivi les idées émises-par lui dans de nombreuses publications.
- Le travail que nous mentionnons ici avait pour épigraphe :
- « Il est indispensable au bien de la Patrie que l’accord règne entre le capital et le travail. »
- M. Rémaurÿ, en présentant le travail à la Société, adresse à l’auteur quelques observations très élogieusea.
- 1892. — Compte rendu, par M. Buquet, Président de la Société. — En 1892, M. Buquet présenta à la Société un compte rendu fort intéressant des travaux de la Commission supérieure du travail à la. Chambre des députés.
- Il insista plus particulièrement, sur ce qui est relatif :
- Au crédit agricole,
- Aux habitations ouvrières,
- Aux règlements d’ateliers.
- Ce compte rendu fait un grand honneur à son auteur.
- II. — Études diverses sur l’industrie. — Grèves. —
- Participation aux bénéfices. — Assurances ouvrières. — Caisses de retraites, etc.
- M. Ed. Simon a abordé, en 1884, la question de la participation aux bénéfices (Ann. 4884, tome II, pages 457-461). Procédant encore par monographies, M. Simon décrit les heureux résultats obtenus dans certaines entreprises : Leclaire, Laroche-Joubert, Godin, où la participation est établie depuis longtemps. Il indique la possibilité de les voir se développer le jour surtout où les Français jouiront de la liberté d’association que nous ne possédons pas encore.
- Cette question a reparu devant la Société en 1892 (Ann. 4892, t. II, p. 14) à propos de l’analyse par M. JDujardin-Beaumetz de l’ouvrage de M; Gibon, intitulé : La Participation des ouvriers aux bénéfices et les difficultés présentes.
- Mais c’est principalement l’année suivante que cette question.
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- fut abordée avec le plus d’ampleur (4893, tome I, p. 601-682; tome II, p. 411).
- Dans sa séance du 19 mai 1893, la Société entendit M. Charles Robert, qui est encore aujourd’hui le grand propagateur de la participation aux bénéfices. Une discussion approfondie a eu lieu ensuite. La conclusion a été que, quelque louable que fût l’institution de la participation aux bénéfices, elle n’a pas le caractère d’universalité qui permettrait de la qualifier d’institution sociale. Le contrat de louage, d’ouvrage et le salariat, qui consacrent l’indépendance mutuelle du patron et de l’ouvrier, .seront, longtemps encore, les formes usuelles de l’organisation industrielle des Sociétés.
- En 4887, la question des lois dites d1assistance ouvrière a été portée devant la Société par deüx de nos Collègues qui en avaient fait une étude spéciale. M. Gruner (4887, tome I, page 343) a exposé très complètement l’état de la législation ouvrière en Allemagne, en Autriche, en Suisse. De son côté, M. Cantagrel (4887, tome I, p. 383) a dit ce qu’il en était en Angleterre, en Belgique, en Italie et enfin dans notre pays. Nous savons ce qui en est de ces grandes expériences. Les résultats acquis n’infirment en rien les conclusions de nos deux Collègues : ne pas affaiblir la responsabilité individuelle, ne pas y substituer l’intervention protectrice de l’État.
- La question des Caisses de retraites, étudiée par la Société en 1893 (4895, tome I, page 670-763), se rattache à la précédente. La Société a eu une nouvelle occasion de manifester l’intérêt qu’elle prend aux graves questions sociales de notre temps.
- 1895. — Les caisses de retraites pour les ouvriers mineurs, par M. Gibon. — Le travail de M. Gibon présente une très réelle importance, et il nous paraît nécessaire d’en extraire quelques chiffres présentant un très grand intérêt. . - ^
- M. Gibon signale plus particulièrement les faits suivants :
- 1° A Anzin et dans les autres exploitations du département du Nord, il était distribué, chaque année, en œuvres de bienfaisance . . .. . ...................................... 4405 743 f
- 2° Au Creusot, d’après un rapport de M. Cheysson, on distribuait en 1888 une somme de . . . .... . . . . . . 1632 000 f
- 3a A Blamzy, d’après certains renseignements précis, les libéralités de l’administration s’élevaient à . . . -. . . . 1 626 000 f
- 4° Dans la Loire, on distribue des pensions de 365 f par an
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- pour les veuves, 219 /' pour les enfants, 300 f pour les vieux ouvriers.
- 5° Aux mines cle Bessègés, on distribue des retraites de 600 f, 465 f, 395 / et 295 par an, suivant la durée des services. '
- De tels faits méritent certainement d’être signalés.
- 1886. — Grève de Decazeville. Mort de Watrin, par M. Jules Garnier. — Il était difficile que ce funèbre événement de Decazeville ne fût pas évoqué à la Société des Ingénieurs Civils de France.
- M. Jules Garnier l’a fait en termes très convenables, et justice a été rendue au malheureux Watrin, mort victime du devoir.
- A894.—Mémoire sur les grèves, parM. Féolde. — M. Féolde a fait un travail très important sur cette question irritante des grèves d’ouvriers: la question y est étudiée sous toutes ses faces ; mais l’auteur, tout en constatant la gravité de ces luttes intérieures entre les chefs d’industrie et leurs ouvriers, n’arrive point à une conclusion formelle sur ce qu’il y aurait à faire pour les éviter.
- Il faut bien reconnaître, en effet, que les meilleures intentions sont réduites à l’impuissance, en présence des passions violentes soulevées dans ces luttes industrielles.
- 1889. — Limitation des heures de travail— M. Georges Salomon présente à la Société un exposé intéressant de cette question ; il signale des faits importants constatés dans différents pays, notamment en France, en Allemagne et en Angleterre.
- Il formule des conclusions spéciales en ce qui concerne les enfants, les jeunes gens et les adultes des deux sexes.
- Il proteste contre certaines lois socialistes.
- A une séance postérieure, M. Couriot proteste contre la réglementation et réclame la liberté.
- M. Edouard Simon présente également quelques observations très judicieuses.
- 1891. — L’échelle mobile des salaires en Angleterre. — M. Georges Salomon donne de très intéressants détails sur le système de l’échelle mobile des salaires récemment appliqué en Angleterre.
- ‘Il fait très justement ressortir les graves inconvénients pouvant résulter d’une échelle établie d’après les prix de vente.
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- Il arrive à cette conclusion que la variété dans le salaire n’est pas admissible.
- La Société approuve cette conclusion.
- 1892. — M. Polonceau présente cent monographies résultant des recherches de M. Cheysson. — M. Cheysson, Inspecteur général des Ponts et Chaussées, a toujours montré une très sérieuse préoccupation de l’étude des questions sociales; il est resté l’un des plus sérieux adhérents des idées mises au jour par l’illustre Le Play et a été son continuateur, notamment en ce qui concerne l’étude des conditions d’existence de certaines familles par le moyen des monographies.
- 1861. — Organisation de la main-d’œuvre, par M. Hamers. — Travail où la main-d’œuvre est envisagée au point de vue purement industriel, sans aucune préoccupation sociale.
- Il s’agit ici d’une répartition des heures de travail, de jour ou de nuit, avec indication de certains systèmes de répartition.
- 1881. :— Les industries textiles, par M. Édouard Simon. — Ce mémoire est extrêmement intéressant par la précision des détails qu’il renferme et aussi parce qu’il fournit de précieux éléments de comparaison entre diverses contrées.
- Les questions sociales sont en dehors de ce travail très important d’ailleurs.
- 1884. — Enquête sur les conditions de l’industrie en France et à l’étranger. — M. Georges Salomon, par une lettre au Président de la Société, avait demandé qu’il soit procédé à une enquête sur les situations respectives du commerce et de l’industrie en France et à l’étranger. Dans une note très étudiée, il indiquait les raisons qui lui paraissaient devoir rendre cette enquête nécessaire. Il signalait plus particulièrement les difficultés du commerce extérieur et de la lutte avec l’étranger qui en était la conséquence. Cette enquête devait être économique et technique.
- La Société entra dans la voie indiquée par M. Salomon, et deux de ses Membres présentèrent 'des mémoires fort intéressants.
- M. Périsse produisit une étude sur les prix de revient comparatifs des machines, en, Angleterre et en France.
- M. Couriot donna une étude comparative sur l’industrie des mines en France, en Angleterre, en Belgique et en Prusse.
- Ces rapports donnèrent lieu à une très intéressante discussion.
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- III. — Associations et Assurances ouvrières.
- Sous ce titre, forcément elliptique, nous avons réuni ce qui dans les travaux de la Société des Ingénieurs Civils se rapporte à l’influence et aux résultats de l’association sur la productivité du travail et l’amélioration physique et morale du travailleur.
- Nous rencontrons d’abord dans nos annales (4866, pag. 160, 172, 181) l’analyse par M. Peligot d’un livre de M. Audiganne intitulé : « Les Aciéries d’à présent » et les discussions ou plutôt les observations auxquelles il a donné lieu dans deux séances successives. — Comme le dit M. Ii. Peligot, « M. Audiganne pose la question sur son véritable terrain, le terrain de la liberté et le libéralisme le plus complet ». Ce livre, qui traite toutes les questions qui préoccupent aujourd’hui l’opinion à un si haut point, n’a pas vieilli, et l’analyse qu’en a faite M. Peligot, très complète, très claire, est une lecture qui en donnera une idée exacte.
- - Trois ans après l’analyse du livre de M. Audiganne, la Société entendait le résumé fait par M. Bacedevali (4869, p. 242), du livre du Comte de. Paris sur les Trade-unions anglaises, qui est une des meilleures monographies qui aient été faites de ces puissantes associations. Les deux derniers chapitres, intitulés Remèdes aux grèves et VAvenir des Unions, paraîtraient aujourd’hui quelque peu optimistes. Mais, comme le précédent auteur, celui-ci croit trouver dans la liberté la solution définitive des crises sociales.
- Une application des idées d’Audiganne sur l’association a été signalée à la Société en 1873 (7£73, p. 93) par M. Galland. Il s’agit d’une Société qui s’occupait de mettre en rapport les patrons (entrepreneurs de travaux publics et du bâtiment) à la recherche de personnel et les employés en quête d’emploi.
- Dans le même ordre d’idées, la Société a entendu à plusieurs reprises M. Ed. Simon l’entretenir du mouvement coopératif en Angleterre et en France.
- Dans une note (4876, p. 831) sur les Sociétés coopératives en Angleterre, notre Collègue donne la définition de ces associations qui diffèrent tout à fait des Trade-unions. Celles-ci constituées en vue de défendre le salaire et les conditions du travail sont surtout organisées en vue de la lutte ; les Sociétés coopératives sont bien une émanation des Trade-unions, mais ce sont spécialement des associations de consommation et quelquefois de pro-
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- duction. — On sait quel développement considérable elles ont pris. M. Simon le prévoyait. Fait remarquable, les Trade-unions, les Sociétés coopératives en Angleterre ont une organisation identique à la Société commerciale à responsabilité limitée. Elles ont -existé sous l’empire du droit commun, et il n’a pas fallu leur octroyer par voie législative des privilèges spéciaux. C’est là la raison de leur prospérité.
- M. Ed. Simon a repris la question avec plus d’ampleur en 1883 (Ann. 4883, tom. 1er, p. 483-549) dans un mémoire intitulé Le Mouvement coopératif en Angleterre. Procédant par exemples, M. Ed. Simon a décrit quelques-unes des Sociétés coopératives anglaises les plus importantes. Les Equitable Pioneers de Rochedale, la première et la plus ancienne, qui, fondée par. douze tisseurs au moyen de cotisations de 2 pence par semaine, est arrivée au plus haut point de prospérité, occupent une grande partie du mémoire. C’est une lecture instructive et intéressante. — La devise des pionniers de Rochedale,- « Self help by the people », est devenue celle de toutes les Sociétés anglaises de coopération. — Ces exemples peuvent être utilement suivis en France, pense M. Edouard Simon, à condition « de ne point faire appel à l’intervention administrative et de se . dégager du socialisme d’État. »
- IV. -r- Questions d’économie sociale. — Apprentissage. — Habitations ouvrières. — Accidents du travail. — Sauvetage.
- En 1889, M. Émile Cacheux fut chargé par M. le Ministre de l’Instruction publique, défaire un rapport sur l’état de l’apprentissage en France, et M. Ch. Lucas, notre Collègue, fut nommé rapporteur de la section d’Économie sociale, relative à l’apprentissage. Les rapports de nos deux Collègues ayant été présentés à la Société des Ingénieurs Civils, nous avons constaté que l’apprentissage n’était pas aussi abondonné qu’oïï le croyait en France; qu’il avait sa législation, ses écoles de demi-temps, ses .cours professionnels. Nous avons vu également que l’apprentissage se faisait dans les ateliers, soit isolément, soit en commun et qu’on s’y occupait des femmes autant que des hommes.
- La question des Habitations à bonmarché-, a été abordée dp bonne heure par la Société des Ingénieurs Civils, grâce à M. Émile Muller, qui a construit les Cités ouvrières de Mulhouse.
- La Société des Cités ouvrières de Mulhouse a été la première
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- qui ait appliqué, en France, le système de rendre l’ouvrier propriétaire, par le paiement de son loyer pendant un certain temps. On a combattu ce principe, mais nous ne croyons pas qu’il soit possible d’adresser à M. Muller, autre chose que des félicitations, car il a réussi à construire des maisons qui revenaient, clefs en mains, à 2.500 f, et qui, par suite, pouvaient être vendues à raison d’une annuité de 250 f par an, payée pendant 14 ans. — Or, chacune de ces maisons est à un étage et comprend quatre grandes pièces dont une sert de cuisine et elle a, comme dépendance, un grenier, une cave et un jardin de 120 m de superficie ; — espace suffisant pour cultiver les légumes nécessaires aux besoins d’un ménage. A l’époque où ces maisons furent mises en vente, les logements se louaient, à Mulhouse, à raison de 100 /' par chambre et par an ; donc en payant 150 f de moins que pour.un logement de surface équivalente, on devenait propriétaire d’une immeuble qui pouvait être revendu jusqu’à 6 000 f.
- Bien des industriels et beaucoup de Sociétés ont suivi l’exemple des industriels de Mulhouse.
- M. E. Cacheux-a rendu compte dans des séances de notre Société, dès habitations ouvrières exposées en 1878 et en 1889, au Champ-de-Mars, et il a publié dans l’ouvrage intitulé : Les Habitations ouvrières à la fin du xixe siècle, la liste des lauréats de l’Économie sociale (section des habitations ouvrières), parmi lesquels figurent un grand nombre de nos Collègues.
- On s’occupa de bonne heure, dans les séances de la Société des Ingénieurs Civils, de la préservation des accidents.
- . Pour combattre un mal, il faut en connaître les causes; c’est pourquoi, dès l’année 1854, M. Grenier faisait une communication à notre Société pour attirer l’attention de nos Collègues sur les accidents de chemins de fer. Il établissait qu’en 1853 il y avait aux États-Unis un réseau de 24 000 km de chemins de fer. L’exploitation des chemins de fer donna lieu à 103 accidents, par suite desquels 305 personnes furent tuées et 449 blessées grièvement. Parmi les personnes tuées, il y eut 36 voyageurs et 269 employés de chemins de fer. 28 décès purent être attribués à l’imprudence des victimes et 241 aux risques professionnels. M. Grenier termina sa communication en disant qu’en France les voyageurs en chemins de fer couraient moins de risques que dans les autres pays.
- En 1882, M. Grenier fit à notre Société une communication sur les accidents de chemins de fer en Angleterre.
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- En 1886, M. Rey fit le compte rendu de l’ouvrage de don Pédro Ribéra, qui contenait un projet d’unification de matériel roulant, et il décrivit une disposition de couloir latéral assurant aux voyageurs une communication entre les voitures, analogue à «elle qui a été employée par notre Collègue M. Desgrange pour le chemin de fer de Frévent à Gamaches.
- Dans le cours de la même année, M. le Ministre des Travaux publics nomma une Commission qui fut chargée d’étudier les mesures à prendre pour assurer la sécurité des chemins de fer. Les membres de la Commission furent choisis en nombre égal parmi les Ingénieurs civils et ceux de l’État.
- La sécurité des voyageurs en chemin de fer ne pouvait manquer d’être étudiée dans nos séances. M. Armengaud demanda, en 1886, l’emploi du téléphone pour assurer une communication entre les voyageurs et les agents des trains. M. Boudenoot proposa, la même année, l’emploi de tuyaux acoustiques. M. Doux •décrivit le système Westinghouse employé depuis l’année 1886 en Belgique pour arrêter les trains : à la suite de sa communication, M. Cerbelaud démontra que le frein Westinghouse était •en usage à la Compagnie des chemins de fer de l’Ouest depuis l’année 1883.
- En 1889, M. Dallemagne présenta à la Société, vers la même -époque, un exemplaire de son travail relatif à un appareil avertisseur des trains.
- Dans plusieurs voyages faits par la Société, notamment en Hollande, nous trouvons trace des préoccupations de nos Collègues concernant la sécurité des voyageurs ; ainsi M. Belpaire a fourni une note sur les appareils employés pour l’aiguillage sur le chemin de fer de Nimègue à Vouloo (Hollande).
- Sauvetage en cas d’incendie. — Les Ingénieurs se sont beaucoup •occupés des mesures à prendre pour éviter les incendies et les combattre. En 1875, M. Génissieu fit une communication relative à une canalisation d’eau qu’il installa dans les ateliers de la Compagnie Générale des Toitures, pour avoir de l’eau sous pression en attendant l’arrivée des pompiers.
- Dans beaucoup d’usines, nos Collègues ont pris des dispositions pour combattre les incendies dès qu’ils se déclarent, et M. Loc-kert a fait, en 1876,. une communication sur les avertisseurs -.d’incendie.
- Les mesures à prendre pour assurer la sécurité des spectateurs Bull. 53
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- dans les théâtres ont été l’objet de nombreuses discussions dans--nos séances.
- En 1886, M. Thereau à l’occasion d’une communication à notre Société sur la législation du travail, fit connaître les heureux ' résultats obtenus par l’Association des Industriels de France, dont il était alors directeur. En 1887, M. Ameline fit une importante communication sur le train sanitaire qu’il construisit pour le compte de la Compagnie de l’Ouest en collaboration avecM. Gran- jon. MM. Polonceau, CléraultetlelPGu'byprirentpartàla discussion qui suivit cette communication.
- Ce fut en 1888 que les Ingénieurs Civils s’occupèrent plus activement du sauvetage, grâce à une Exposition d’hygiène et de sauvetage organisée au Palais de l’Industrie sur le modèle de celle qui eut tant de succès à Bruxelles en 1876. A l’occasion de "cette Exposition, notre Collègue M. Cacheux, réunit dans un Congrès, les Ingénieurs qui s’occupaient de la préservation de la vie humaine. MM. Bricogne et Périssé furent délégués par notre Société à ce Congrès.
- M. Max de Nansouty parla de la prévention des inondations, dans une séance présidée par M. Cotard. La question fut reprise l’année suivante par le Congrès officiel de l’utilisation des eaux fluviales, auquel un grand nombre de nos Collègues prirent part et M. Cacheux demanda à une section spéciale de la Société des Amis des arbres, dont M. le sénateur Calvet est aujourd’hui le président, de s’occuper de la mise à exécution des vœux émis-eoncernant la prévention des inondations. Son offre fut acceptée, et la Société des Ingénieurs Civils sera mise au courant des résultats obtenus.
- M. Goibillon, Ingénieur des Arts et Manufactures, fit un rapport sur le sauvetage en cas d’incendie, et il décrivit les nombreux appareils inventés par nos Collègues pour combattre un incendie quand il se déclare et sauver les personnes en danger. Dans une séance présidée par M. Bricogne, Ingénieur en chef du mouvement de la Compagnie des Chemins de fer du Nord, M. Compère,. directeur de l’Association des propriétaires d’appareils à vapeur et M. Mamy, directeur de l’Association des Industriels de France, firent connaître les heureux résultats obtenus par leurs Sociétés, c’est-à-dire le peu de fréquence d’explosions de chaudières, et la diminution du nombre des accidents dans les ateliers soumis à l’inspection des agents de la Société.
- • jM. Cossma'nn, Ingénieur1 à la Compagnie du Nord, parla des-
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- accidents de chemins de fer, des précautions prises par les Compagnies pour les éviter, et des mesures à prendre par les voyageurs pour ne pas être blessés. “
- IV -bis. —Questions diverses.
- L’exposé de la méthode de comptabilité agricole suivie dans le domaine deM. Pépin-Lehalleur (4886, p. 293), a paru un exemple utile, facilement applicable — avec les modifications convenables — à un grand nombre d’industries, c’est, en tous cas. un modèle de clarté et on définit quelquefois la comptabilité le. flambeau des affaires.
- En 1884 (4884, tome I, page 683), a été lu un mémoire de M. Delfosse sur la direction dans les usines et les manufactures qui contient de sages conseils et d’utiles avis-.
- V. — La propriété industrielle.
- 1885.— La question des brevets d’invention a fait, en 1885, L'objet d’une étude très sérieuse et très développée par MM. Édouard Simon, Ch. Assi, Armengaud, Casalonga, Albert Cahen, etc., etc.
- Notre Collègue, M. Edoux, ht une communication en 1887 sur le rideau de fer qu’il a établi dans divers théâtres.
- Dans la même année, M. Trélat, rapporteur d’une Commission officielle qui avait pour objet l’examen des mesures à prendre pour assurer la sécurité des spectateurs au théâtre, ht à notre Société une remarquable communication sur le feu au théâtre, il demandait l’isolement de la scène, l’établissement d’échelles de secours, l’emploi de substances ignifuges, etc. M. Ternes, dans une communication suivante, demande la substitution de l’éclairage au gaz par l’électricité.
- Une discussion intéressante sur la sécurité au théâtre, à laquelle prirent part MM. Cornuault, Gaget, Casalonga, Gaudry, .Cbatard, Ellissen, Badois, Simon, Regnard, Desennes, Lencauchez, eut lieu en décembre 1887. M. Gaget décrivit le service d’eau dans les théâtres; M. Cornuault ht remarquer que, malgré l’emploi de l’électricité, des théâtres avaient pris feu et qu’il était nécessaire de prendre des précautions minutieuses même quand on ne se-servait pas de gaz.
- En 1888, M. Bauer demanda la construction d’un mur derrière la scène pour faire une vâste cheminée d’appel des gaz chauds en cas d’incendie.
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- La sécurité du travail dans les mines, fut étudiée spécialement par plusieurs de nos Collègues. En 1885, M. Simon fît une communication sur les facultés explosives des poussières de charbon et la même année, M. Chansselle décrivit la lampe desûreté Fumât.
- M. Couriot,, en 1884, fit une remarquable étude sur l’industrie des mines, et il démontra par une statistique bien établie, que la mortalité de nos ouvriers mineurs était moins élevée que celle des autres pays de l’Europe.
- En 1887, MM. Couriot, Gruner, Périssé, Simon, Cantagrel, prirent part à une discussion qui avait pour objet la discussion d’une communication faite par M. G. Salomon sur la liberté à laisser aux industriels de prendre des mesures pour prévenir les accidents du travail.
- M. E. Cacbeux a rendu compte des travaux effectués par les Congrès de sauvetage, dans plusieurs séances de notre Société ; il a publié le résumé de ses études et de ses voyages dans l’ouvrage intitulé : Le Sauvetage en France et à l’étranger, dont notre ancien Président, M. Lippmann, a rendu compte à la Société et qui a été honoré d’un prix Montyon, d’une valeur de 2 500 f, par l’Académie des Sciences.
- VI.— Traités de commerce. — Droits de douane, etc.
- 1885. — Les coalitions commerciales, par M. Georges Salomon. — La question traitée ici par M. Georges Salomon est importante et très délicate sous plus d’un rapport.
- Il s’agit ici des coalitions de producteurs en vue d’arriver à une majoration factice des prix de vente.
- L’industrie allemande est entrée la première dans cette voie, qui consiste à vendre à prix élevé dans le pays de production, dans le but de vendre à bas prix à l’étranger.
- M. Salomon, par son travail, a porté une lumière utile sur ces pratiques plus habiles que scrupuleuses..
- 1890. -— Commerce extérieur de la France. Traités de commerce, communication de M. Bekt. — M. Bert avait présenté à la Société un travail très complet sur la situation et les. développements du commerce extérieur de la France, à partir du moment où avaient été conclus les traités/de. commerce.
- Le travail de M. Bert, très documenté, donna, lieu à une dis-
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- cus'sion animée, à laquelle prirent part, principalement, indépendamment de l’auteur, MM. Fleury et Euverte.
- Les doctrines de la liberté du travail et du système protecteur se trouvèrent aux prises pendant trois séances entières, durant lesquelles la discussion, tout en restant très courtoise, prit une réelle animation.
- Naturellement, da Société n’avait aucune décision à prendre dans une telle question, et la discussion resta purement théorique.
- 1891. — Les droits de douanes au point de vue industriel, par M. Hinstin.— L’énoncé de ce travail montre que la question traitée en 1890 par M. Bert revenait, en 1891, avec M. Hinstin.
- Le point de vue auquel se place M. Hinstin est surtout industriel; il considère un système sagement protecteur comme essentiellement utile à l’industrie française, et rend à M. Méline un très grand hommage pour la persévérance qu’il a apportée à la rénovation du système commercial de la France.
- MM. Ernest Coignet et Fleury ont pris part à la discussion dans le sens libre-échangiste.
- 1891. — Échange des marchandises, par M. Walrat. — La question est traitée surtout au point de vue scientifique et mathématique. Il ne s’agit plus ici du commerce envisagé en lui-même.
- Ce mémoire est surtout intéressant pour les amis de la théorie pure.
- 1893. — Commerce extérieur de la France. Les consulats. — La question des consuls et des consulats a donné lieu souvent, en France, à des discussions qui dégénéraient assez souvent en personnalités.
- Dans le cas particulier, il n’en a pas été ainsi; la discussion serait plutôt revenue à la question du commerce extérieur, MM. Fleury et Bert étant intervenus avec leurs doctrines respectives.
- Mais, on est arrivé à reconnaître qu’il ne faut pas mélanger les questions, et l’on est resté sur ce qui est relatif aux consuls, nos représentants commerciaux à l’étranger.
- A deux reprises, la question des attachés commerciaux-dans les légations et les consulats a été agitée devant la Société.
- En 1884 (4884, tome I, pages 148-157), M. Max de Nansouty en a fait un exposé très complet concluant à l’utilité de la création
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- de ce nouvel ordre de fonctionnaires. La discussion qui a suivi a montré que beaucoup de nos Collègues partageaient cette opinion.
- Reprise en 1891 (1891, tome II, p. 610) par M. Bert, la question qui n’avait pas alors — et qui n’a pas encore — changé d’aspect, souleva quelques contradictions. L’opinion se manifesta que c’était peut-être se faire illusion que d’attribuer aux attachés commerciaux le pouvoir de maintenir les courants commerciaux. C’est plutôt-là l’œuvre du commerce lui-même. Cependant, pour donner plus de valeur et d’exactitude aux renseignements consulaires, les attachés pourraient être utiles. Cette opinion, toutefois, n’a pas été partagée par la majorité de ceux qui ont pris part à la discussion.
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- ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- MM. E. S ART! AUX et DELPEUO^H (1)
- Avant-Propos.
- L’arc voltaïque a été découvert en 1808 par Davy qui l’obtint en faisant passer le courant d’une pile Volta de 2000 éléments à travers deux baguettes de charbon de bois placées dans le prolongement l’une de l’autre.
- Cette expérience de Davy est bien l’origine de l’éclairage électrique; mais pendant de longues années encore, elle ne put être suivie d’aucune application industrielle, car la pile était d’un prix très élevé, très encombrante, peu constante; et la nécessité où l’on était de produire à la main le rapprochement des baguettes de charbon au fur et à mesure de leur usure, rendait l’emploi de l’arc voltaïque d’autant plus impraticable que la combustion des baguettes de charbon était très rapide.
- L’usure des crayons fut diminuée et la régularité de leur combustion augmentée par la substitution du charbon de cornue au charbon de bois, mais il fallait pour rendre pratiques des applications industrielles de l’arc voltaïque, trouver un générateur d’énergie électrique ne présentant pas les inconvénients de la pile, surtout de la pile Volta, et imaginer un . moyen de rendre automatique le rapprochement des baguettes de charbon.
- L’invention de la .pile Bunsen (1840) constitue un premier progrès en raison des qualités de cette pile relativement aux piles genre Volta : force électromotrice élevée et constante, faible résistance intérieure.
- Aussi, en 1848, à l’époque de la fondation de notre Société, l’éclairage électrique n’était pas encore sorti de la période des essais. S’il faut en croire M. Deleuil, ce serait son père qui aurait fait le premier l’expérience pratique de la lumière électrique, et cela en 1841, quai Gonti, n° 7, en présence de Cagnard de la Tour; l’énergie .‘était empruntée à une pile de Bunsen de 100 éléments
- (1) Les auteurs se sont adjoint, pour ce travail, la collaboration de M. F. Bélètre, Sous-Chef du Bureau des Études des Services Electriques du Chemin de fer du Nord.
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- et la lumière était produite entre deux charbons au sein d’un ballon dans lequel il avait fait le vide.
- En 1842, une autre expérience fut faite également par Deleuil père sur la place de la Concorde. Néanmoins, c’est à partir de 1849 que M. Archereau contribua le plus à vulgariser la lumière électrique par les expériences qu’il faisait, chaque soir, soit rue Rougemont, soit boulevard Bonne-Nouvelle, soit rue Basse-du-Rempart.
- En 1848, les puissants moyens de production de l’énergie électrique n’étaient pas encore connus, les piles seules permettaient •d’obtenir cette belle lumière à un prix qui ne permettait.pas de l’employer industriellement. Ce n’est que plus tard que notre Société vit naître et se développer, comme nulle autre pareille, cette merveilleuse industrie de l’éclairage électrique.
- Progrès accomplis depuis 1848.
- Repuis les premières expériences de Deleuil et Arcbereau les essais se sont multipliés; on en a fait de très intéressants au moment de l’anniversaire de l’indépendance du Brésil, à Rio de Janeiro; on en a également fait souvent à Londres; à Paris, on a éclairé, pendant deux mois, l’avenue de l’Impératrice, au moyen de deux lampes Lacassagne et Thiers montées sur l’Arc de Triomphe de l’Étoile. En 1863, pour célébrer les victoires des armées fédérales, il y eut à Boston de merveilleuses expériences du même genre.
- Une des applications les plus intéressantes tant par son importance et sa durée que par les données précises qu’elle permit de recueillir sur le fonctionnement et le prix de l’éclairage électrique est celle qui fut faite en 1862 par notre ancien président, M. Brüll, sur les chantiers de construction du chemin de fer du Nord de l’Espagne. '
- « La Compagnie du chemin de fer du Nord de l’Espagne, dit M. Brüll, dans son rapport sur ces expériences, a fait, au mois d’avril 1862, l’acquisition de vingt régulateurs Serrin que l’on a expédiés dans les montagnes du Guadarrama, avec les piles et matières nécessaires pour leur alimentation. L’emploi de la lumière électrique fonctionna régulièrement dans dix chantiers jusqu’à l’achèvement des travaux...
- » La durée totale de l’éclairage a été de 9417 heures. La
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- lumière a toujours été belle et régulière, elle éclairait les chantiers à profusion sans blesser pourtant les travailleurs par son intensité...
- » La dépense par heure des matières consommées a été de 2,90/par lampe. L’économie réalisée par l’application de l’éclairage électrique sur les torches a été d’environ 60 0/0. »
- Si la résolution du problème de la production de la lumière électrique est, comme on le voit, un fait accompli depuis longtemps, il n’en est pas de même pour la division de cette lumière; en effet, bien que l’incandescence ait été patentée en 1841 par •de Meleyns, l’éclairage à incandescence et le principe de sa production semblent être restés dans l’oubli près de quarante ans ; ce n’est guère qu’en 1879 que ce principe fut véritablement appliqué.
- Dans une soirée à Stafford-House où assistait le. prince de Galles, les galeries de peinture, les salons, la salle à manger et le grand vestibule étaient éclairés par 36 lampes André donnant •Chacune 20 bougies.
- Premières applications industrielles. — Les premières applications véritablement industrielles de la lumière électrique à arc datent de 1863, époque de l’apparition, de la machine magnéto-électrique, dite de l’Alliance, inventée par Nollet et perfectionnée par Masson.
- C’est, en effet, grâce à la courageuse initiative de cette Compagnie et de son intelligent directeur M, Berlioz, que le monde •civilisé doit cette belle application de la lumière électrique aux phares, application qui a certainement contribué à prévenir bien des sinistres maritimes.
- Cette machine a été, en effet, appliquée presque dès son apparition, à l’éclairage du phare de la Hève, puis, ensuite, et successivement, aux phares de Gris-Nez, cap Lizard, Odessa, Port-Saïd, etc...
- Enfin, en 1864, la plupart des phares des côtes de France, de Russie et d’Angleterre étaient ainsi éclairés. En 1863 également, les ardoisières d’Angers étaient éclairées électriquement au moyen des machines de l’Alliance.
- Concurremment avetç ces, premières applications industrielles, les expériences de lumière électrique se continuaient sans interruption; à Paris on en fit de splendides à l’occasion du bal donné •en l’honneur de l’Empereur de Russie; c’était M. Serrin qui les
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- dirigeait. On en a fait pendant longtemps au Carrousel, au Bois de Boulogne, au lac des patineurs et dans une foule de cas on venait admirer cette belle lumière comme un feu d’artifice. .
- Le prix très élevé des machines magnéto-électriques a empêché, malgré leurs qualités très remarquables de régularité, le développement de . leurs applications aux éclairages industriels, et c’est seulement après l’apparition de la machine dynamo-électrique de Gramme, en 1872, que l’éclairage électrique a pu véritablement entrer dans le domaine de la pratique.
- Dans son ouvrage « l’Éclairage à l’électricité » d’où nous avons tiré une partie des renseignements qui précèdent, M. Fontaine, pour mettre en évidence les avantages de la machine Gramme, sur la machine de l’Alliance, dit qu’à puissance égale, la machine Gramme pèse 40 fois moins et coûte 16 fois moins.
- La machine Gramme a été employée presque dès son origine à l’éclairage électrique d’ateliers, tissages, filatures, moulins,, constructions, etc. Parmi les applications faites, nous citerons, d’après l’ouvrage de M. Fontaine :
- En 1875, les usines Menier à Royes, Noisiel, Grenelle, la filature David Trouillet et Adhémar, à Épinal ;
- En 1878, le tissage de M. Manchas à Rouen, les ateliers de peignage d’Holden et fils, à Reims, les ateliers Carels frères à Gand.
- Dès 1876, l’éclairage électrique fut appliqué à bord d’un grand nombre de navires de guerre français et étrangers ; les premières-installations ont presque toutes été faites par MM. Sautter et Le-monnier à qui sont dues aussi les applications d’éclairage électrique, avec projecteurs Mangin, aux opérations militaires.
- En 1877, la Compagnie du Chemin de fer du Nord fît, dans la gare des marchandises de La Chapelle, un essai d’éclairage électrique qui donna lieu aux conclusions suivantes : « La grande clarté répandue permet de faire le travail avec plus de célérité et moins d’hommes, l’économie de personnel est évaluée à 25 0/0... Le travail se fait à peu près dans les mêmes conditions-qu’en plein jour... Les erreurs de direction et les retards qui en sont la conséquence, les avaries produites dans les chargements ont été diminuées, de même les diverses fraudes des expéditeurs et les détournements ». :
- En résumé, le 1er mai 1877, il y avait 243 applications de cette machine.
- Dans toutes ces installations, le fonctionnement de chaque régulateur exigeait une machine dynamo distincte. C’était une
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- complication qui augmentait beaucoup les dépenses d’établissement, de conduite et d’entretien.
- Bégulaleur Lontin. — Vers cette époque, Lontin inventa un régulateur à arc voltaïque réglé par une bobine en dérivation, perfectionnement qui permettait de faire fonctionner plusieurs foyers sur un même circuit. C’était un très réel progrès, d’autant plus que le même inventeur construisit une machine capable d’alimenter plusieurs régulateurs sur la même source d’électricité et offrait ainsi un système complet pour constituer des installations d’éclairage étendues.
- Bougie Jabloehkoff. — Cependant, le système Lontin se laissa devancer dans la pratique par la bougie Jabloehkoff. Celle-ci atteignit, dans le courant de 1877, sa forme définitive et, complétée par la machine à courants alternatifs de Gramme, forma un système qui présenta de très grands avantages.
- La machine du type employé donnait quatre circuits distincts sur chacun desquels on mettait cinq bougies en série, simplification très grande dans le mécanisme et l’organisation générale.
- À cette époque, on crut réellement que l’éclairage électrique approchait de sa solution définitive. Les applications en furent très rapides : dès 1877, plus de 300 bougies étaient installées à Paris, tant sur la voie publique que dans les grands magasins et ateliers.
- En 1878, on éclaira l’avenue de l’Opéra par ce système et il a subsisté jusqu’en 1882.
- D’autres essais furent faits place de- la Bastille ; la Ville de Paris fut aussi le théâtre des premiers essais d’éclairage électrique en grand. Une des installations les plus considérables a été celle de l’Hippodrome qui ne comportait pas moins de 20 régulateurs de 60 bougies.
- Mais la lumière donnée par les bougies Jabloehkoff n’était pas aussi fixe que celle des régulateurs. En outre, à moins d’adapter à l’appareil supportant chaque bougie un dispositif spécial, ingénieux, mais un peu compliqué et insuffisamment sûr, il n’était pas possible de rallumer à distance une bougie éteinte volontairement ou non, de sorte que les allumages et extinctions successifs, inévitables dans toute installation quelque peu importante, si l’on ne veut pas produire de lumière inutile, devenaient à peu près impossibles.
- De plus, chaque bougie durait peu, une heure et demie envi-
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- ron. Elle était d’un prix élevé comparativement à celui d’une-paire de crayons pour régulateur donnant la même lumière pendant le même temps.
- D’autre part, le succès considérable des bougies Jablochkoff avait suscité la création de nouveaux systèmes de régulateurs plus simples, plus sensibles que ceux employés jusqu’alors et qui donnaient un éclairage plus régulier, plus fixe et plus économique que celui des bougies. Ajoutons que les bougies exigeaient l’emploi de courants alternatifs, tandis que les régulateurs utilisaient aussi bien ces courants que les courants continus, et l’emploi de ces derniers courants présentait le grand avantage d’obtenir une répartition plus utile, des rayons lumineux émis par-rare, en ce sens que le charbon positif étant le charbon supérieur, les deux tiers au moins de la lumière émise étaient dirigés vers le sol, c’est-à-dire dans le champ à éclairer.
- Les nouveaux types des régulateurs étant construits pour être montés soit en dérivation, soit en série, il devenait possible d’alimenter un nombre considérable de ces appareils avec une seule dynamo. Les régulateurs présentaient ainsi un des avantages de 'la bougie Jablochkoff; ajoutons que la création de régulateurs à points lumineux fixes, permettant l’emploi de globes de petit diamètre et de régulateurs fonctionnant à une faible intensité de courant, facilitait leur application à l’éclairage intérieur des magasins et bureaux.
- Lampe à incandescence. — Enfin, tout allait changer par la venue de la lampe à incandescence. ' , -
- Quoique la question reste légalement douteuse, il est à peu près certain que Swan fut le premier qui amena cet appareil à l’état pratique.
- Les essais faits dans le laboratoire de Newcastle-on-Tyne, les-succès relatifs obtenus, ont donné l’éveil à la grande fabrique d’inventions américaines. Celle-ci, plus puissante que le modeste savant, a pu arriver en même temps que lui, mais il avait ouvert la voie, en partant le premier.
- D’autres les suivirent et, à l’Exposition d’électricité de Paris, en 1881, on put en voir un grand nombre de différents, systèmes en état de: bien fonctionner, événement considérable, car on y put constater les énormes progrès réalisés par l’électricité depuis la dernière Exposition Universelle de 1878.
- Le succès de cette Exposition fut très grand, les nombreuses
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- ressources que pouvait procurer l’emploi de l’électricité y furent mises en évidence.
- Les progrès acquis en provoquèrent de nouveaux qui justifièrent les Expositions spéciales qui eurent lieu depuis à Munich, 1882, à "Vienne, 1884, Turin, 1884, à Francfort, à Moscou, etc.
- Perfectionnements des deux types de foyers. — Dès 1881, l’éclairage électrique avait à sa disposition les deux types de foyers qui sont encore exclusivement employés aujourd’hui : le régulateur à arc et la lampe à incandescence. Le premier convenait surtout à l’éclairage extérieur et à celui des grands locaux, la lampe à incandescence à l’éclairage domestique .
- Les nouveaux perfectionnements auxquels les inventeurs et les constructeurs s’appliquèrent eurent pour objet principal de donner à chacun de ces systèmes d’éclairage une partie des qualités qui caractérisent l’autre.
- Les lampes à incandescence paraissent convenir surtout à l’éclairage des locaux de petites dimensions ; on construisit des régulateurs fonctionnant avec un courant de très faible intensité, et on chercha à obtenir un éclat plus atténué, une lumière plus-douce, en employant des dispositifs de réglage plus sensibles, en brûlant des crayons de fabrication plus soignée et de petite section, en tamisant enfin les rayons lumineux émis par des globes spéciaux, ou bien en utilisant seulement les rayons réfléchis par un plafond ou un écran convenablement disposé.
- D’un autre côté, on créa des lampes à incandescence plus-puissantes et donnant une plus grande quantité de lumière par unité ol’énergie dépensée.
- Malgré ces perfectionnements, les régulateurs sont encore à peu près exclusivement employés pour l’éclairage des grands espaces, et les lampes à incandescence plus généralement réservées à l’éclairage individuel ou à l’éclairage domestique. Par sa simplicité, par son petit volume, la lampe à incandescence convient d’ailleurs très bien à l’éclairage de nos intérieurs, où elle peut être substituée aux becs de gaz, aux lampes à huile étaux bougies, elle s’adapte avec facilité à l’ancien appareillage et aux lustres, qui constituent un élément important- de la décoration de nos habitations. ,x
- Le développement des applications des lampes à incandescence a été aussi facilité par les progrès accomplis dans leur fabrication; actuellement on construit des lampes qui consomment seu-
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- lement 2 watts par bougie, il y a quelques années, il fallait compter sur une consommation de 5 à 6 watts. La durée moyenne des lampes a été aussi augmentée dans une certaine mesure, enfin le prix de vente a considérablement baissé.
- .Les applications d’éclairage électrique se multiplièrent rapidement dans les usines, les grands magasins, les théâtres, les administrations, les gares de chemins de fer et sur les voies publiques, c’est-à-dire partout où le nombre de lampes à alimenter était assez considérable pour justifier l’établissement d’une installation mécanique pour la production de l’énergie électrique.
- Stations centrales. — Mais le nouvel éclairage ne pouvait pénétrer dans les habitations particulières que si le consommateur était dispensé de l’obligation de produire lui-même le courant nécessaire. La création d’usines centrales, jouant pour l’éclairage électrique le même rôle que l’usine à gaz pour l’éclairage au gaz, s’imposait donc.
- Ces usines ou stations centrales, placées dans l’intérieur même des localités desservies ou à proximité, distribuent le courant par des canalisations suivant généralement le tracé des voies publiques et disposées soit au-dessus du sol, soit au-dessous, les conducteurs étant placés en égouts, dans des caniveaux ou en tranchées.
- Développement de Vèclairage électrique à l'étranger. — En Angleterre, l’éclairage électrique ne se propagea guère qu’à l’apparition de la bougie Jablochkoff ; ainsi, en décembre 1878, il y avait à Londres 20 lampes de ce système sur le quai de la Tamise, 10 autres furent ajoutées,en mai 1879, puis 10 au .pont de Waterloo en octobre, soit en tout 50 lampes alimentées, par la même source de Gharing-Cross.
- En Amérique, les procédés industriels pour produire la lumière électrique ont été importés en 1876 par notre collègue M. H. Fontaine, qui exposa à Philadelphie la série complète de la Société Gramme, dont il était l’Administrateur. Son Exposition fut très remarquée, les Américains se rendirent compte de tout le parti qu’on pouvait tirer chez eux de l’industrie nouvelle qui leur était révélée, et.ils se mirent résolument à l’œuvre pour l’approprier à leurs besoins et l’exploiter sérieusement : les premières manifestations de leurs efforts apparurent en 1879 ou 1880.- :
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- Les Américains comprirent immédiatement qu’il fallait faire de l’éclairage électrique une industrie similaire à l’éclairage au gaz; aussi engagèrent-ils résolument la lutte sur ce terrain en créant des usines centrales et en fondant des Sociétés.
- Ce mouvement commença en 1881 ou 1882, et dès 1887, il y avait des usines importantes dans toutes les villes.
- En 1882, l’Engineering News nous donnait un aperçu de la rapidité avec laquelle- la lumière électrique se répandait déjà aux États-Unis.
- C’est dans ce pays, dit-il, qu’ont été formées les premières Compagnies pour la distribution de l’électricité pour l’éclairage. À Denver, Colorado, ville de 35 000 habitants, plus de 200 lampes à arc sont installées dans les hôtels, magasins, etc., et alimentées par l’électricité fournie par une Compagnie.
- À Albany, 2000 becs de gaz ou lampes à huile étaient remplacées par 300 lampes électriques.
- La plus originale de toutes les applications de cette époque est celle qui a été faite à la Nouvelle-Orléans. Dans le delta fiévreux du Mississipi, la fraîcheur relative des nuits a conduit à faire les courses de chevaux à la lumière électrique.
- En 1887, à New-York, dans la ville de 1 200 000 habitants comprise entre l’Hudson et la rivière de l’Est, il y avait six stations principales possédant ensemble une force motrice de 6 000 ch et alimentant 3 000 régulateurs et 2000 lampes à incandescence.
- Enfin, la Compagnie Brusli, de Cleveland, la -Compagnie Wes-ton Maxim, de New-York, la Compagnie Edison,, de New-York, la Compagnie Thomson-Houston, de Boston, ont été les quatre Compagnies promotrices de ce mouvement ; ces quatre Compagnies comptaient, au 1er janvier 1887, 77 000 régulateurs installés et 420 000 lampes à incandescence.
- En Italie, le mouvement commença dès 1882; c’est en effet à cette époque que fut décidée la construction de la station centrale de la ville de Milan. Cette station commença à fonctionner en 1884, elle alimentait 5 500 lampes, dès 1889, l’éclairage électrique était partout et l’usine était capable d’alimenter 12 000 lampes à incandescence et 120 lampes à arc.
- En Allemagne, l’éclairage électrique s’est développé très rapidement depuis l’année 1886, en particulier dans la capitale ; ce mode d’éclairage a suivi le développement général de la ville. Aussi, dès 1888, on ne songea déjà plus à élever un monument public sans l’éclairer électriquement.
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- Nous empruntons au rapport d’administration de la Compagnie du Gaz de Berlin les renseignements suivants sur l’état de l’éclairage électrique dans cette ville à la fin de mars 1886 et 1887 :
- 1887 1886
- Nombre d’installations........................ 333 152
- — de lampes à arc ..................., . . 1 554 736
- — — à incandescence..................22 363 12 705
- — des installations faites par les « Staed-
- tische Elektricitaetswerke................ .163 43
- — des installations exploitées par des ma-
- chines à vapeur . . .................... 124 79
- des installations exploitées par des mo-- teurs à gaz........................... 46 30
- Pour les deux‘années 1888 et 1889, la Deutsche Bauzeitung donne les renseignements suivants sur les développements de l’éclairage électrique dans cette ville. Les deux stations centrales de Margrafen-Strasse et de Mamer-Strasse donnaient pour l’éclairage particulier les chiffres suivants :
- Fin mars 1888. . . 540 lampes à arc. 23 016 lampes à incandescence.
- — 1889. . . 826 — 31 417 —
- En outre, les installations particulières d’éclairage fournissaient :
- Fin mars 1888 . . 1 700 lampes à arc. 23 536 lampes à incandescence.
- — 1889 . . 2 796 — 31 399 —
- Enfin, d’après une statistique allemande, les stations centrales étaient en 1889 au nombre de 21 dans tout l’empire d’Allemagne, savoir celles des villes de :
- Barmen avec . . . . . 600 ch
- Berlin 10 000 —
- Brunswick 2 000 —
- Brême . 600 —
- Breslau. ..... 500 .—:
- Cologne 500 —
- Darmstadt. ...... 450 —
- Dresde , 500
- Eberstadt ...., 100
- Elberfeld ........ ...... 325 ___
- Ems . . . . 100 —
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- Francfort . .... 1 000 ch.
- Gœrlitz 450 —
- Halle . . , . . 550 —
- Hambourg. ...... 1200 —
- Kœnigsberg 300 —
- Lubeck 300 —
- Magdebourg 500 —
- Mulhouse 300 —
- Olmutz 300 —
- Strasbourg. ...... 400 —
- En Suisse, grâce aux nombreuses chutes d’eau, l’électricité prit •également un rapide développement. A la fin de 1889, les appareils électriques fonctionnant dans ce pays se composaient de SI 155 lampes à incandecence et 845 lampes à arc exigeant une puissance de 9 600 ch, effectifs répartis dans 347 installations.
- Développement de l'éclairage électrique en France. — En France, les progrès de l’éclairage électrique marchèrent assez lentement pendant les cinq années qui suivirent l’Exposition. On ne peut guère citer comme réellement intéressantes que les. installations faites sur le réseau du Chemin de fer du Nord, et dans les divers théâtres de Paris dont le principal est le grand Opéra.
- La Société Edison éclaira encore le théâtre du Palais-Royal, l’Odéon, la Comédie-Française.
- A la suite du terrible incendie de l’Opéra-Comique, en 1887,, s’éleva un cri général : « Il faut mettre l’éclairage électrique dans tous les théâtres ».
- On fit mieux on réclama la lumière pour tous.
- Ce vœu ne tarda pas à se réaliser, et des installations d’éclairage électrique furent entreprises dans tous les immeubles où. il fut possible de trouver un petit coin pour y installer la force motrice.
- La Société de la Transmission de la Force entreprenait l’éclairage de quatre théâtres : la Renaissance, la Porte-Saint-Martin, l’Ambigu et les Folies-Dramatiques.
- Ce mouvement eut son contre-coup à l’étranger; c’est, en effet, vers 1888, que furent éclairés électriquement les théâtres de Gand et de Genève.
- Enfin, vers le 9 février 1889, le Conseil Municipal de Paris accordait six concessions de secteurs, dont quatre subsistèrent.
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- Le tableau ci-dessous donne les progrès de l’éclairage électrique de 1885 à 1889*.
- ANNÉES NOMBRE. TOTAL de foyers électriques SYSTÈMES EN USAGE
- ' 14 foyers système Lonlin (Compagnie Lyonnaise) place du
- Carrousel. •
- 1885 68 { 12 foyers système Jablochkoff, au parc Monceau. 1 40 foyers’système Brush, au parc des Buttes-Chaumont.
- 1886 . 2 foyers système Siemens, au Champ-de-Mars. , 14 foyers système Lontin (Compagnie Lyonnaise).
- * 66 < 12 foyers système Jablochkoff. , 40 foyers système Brush. 14 foyers système Lontin.
- 1887 63 12 foyers système Jablochkoff. 37 foyers système Brush. ' 14 foyers système Lontin.
- 1888 65 1 12 foyers système Jablochkoff. 39 foyers système Brush.
- i 14 foyers (Compagnie Continentale Edison), place du Carrousel. 40 foyers (Compagnie Popp) boulevards, Concorde-Opéra. 37 foyers (Compagnie Edison) Opéra à la Porte Saint-Denis. 27 foyers (Compagnie Marcel Deprez) Porte Saint-Denis à la i place de la République. 1 6 foyers. Secteurs de la place Clichy abord gare Saint-Lazare.
- 393 lampes | 85 lampes à incandescence (Compagnie Edison) galexûe du
- 1 à arc Palais-Royal, Théâtre-Français.
- 1889 \et 6 188 lam- (12 foyers Jablochkoff, parc municipal, usine municipal.
- \ 47 foyers Brush, Buttes-Chaumont.
- pes à in- 16 lampes à incandescence, Buttes-Chaumont.
- candescence 1 5 300 lampes à incandescence. Hôtel de Ville. Usine munici-[ pale. 210 lampes à arc aux Halles. Usine municipale. 500 lampes à incandescence, sous-sol des Halles. Usine mu-
- nicipale.
- \ \ \ 287 lampes à incandescence, service privé. Usine municipale.
- L’exposition de 1889 vint donner un nouvel essor à l’éclairage-électrique dans notre pays; , '
- Les installations furent si nombreuses à partir de cette époque jusqu’aujourd’hui que le cadre forcément restreint de cet exposé ne nous permet pas de donner des listes comparatives montrant les progrès accomplis d’année en année.
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- . Leur 'nombre s’accroît, en effet, chaque année dans. des.proportions considérables. On en compte aujourd’hui plus de 600 représentant une puissance totale disponible supérieure à 150 000 ch.
- Bientôt toute localité tant soit peu importante aura une usine de production d’électricité et dans les régions où l’énergie électrique peut être obtenue à bas prix, dans celles où les Chutes d’eau sont nombreuses, par exemple, beaucoup de petits villages sont déjà éclairés à l’électricité.
- Distribution de l'énergie électrique. — Le développement des stations centrales.a donné une grande importance à l’étude de la distribution électrique. Différents systèmes ont été imaginés dans le but de satisfaire aussi économiquement que possible aux conditions à peu près essentielles que doit remplir toute distribution électrique, c’est-à-dire d’assurer l’indépendance complète du récepteur en rendant la différence de potentiel aux bornes de prise de courant indépendante des.variations qui peuvent se produire dans le nombre et la situation des récepteurs alimentés.
- ' Le système le plus simple, celui qui est encore aujourd’hui l,e plus employé consiste à produire à l’usine centrale du courant continu à un potentiel égal aux pertes dans le circuit extérieur, plus la valeur qu’il doit avoir, aux bornes des appareils d’utilisation, et à modifier automatiquement ou à la main la valeur du potentiel aux générateurs, de telle sorte que sa valeur aux récepteurs reste constante quel que soit le nombre des récepteurs eii fonction.
- Ce. système conduit à des canalisations de grande section puisque les récepteurs employés, ceux destinés à l’éclairage, en particulier, fonctionnent avec une faible différence, de potentiel et exigent par suite des courants d’intensité assez grande. On l’a modifié et perfectionné de manière à réduire les pertes dans les canalisations en réalisant les systèmes à 3, 4 et 5 fils.
- Mais quand il s’agit d’utiliser pour la production de l’énergie des forces naturelles situées à une grande distance des localités à éclairer, ou que, afin d’obtenir un prix de revient aussi bas que possible, on veut desservir par un seul circuit plusieurs localités ou tous les quartiers d’une localité importante, on est conduit à une distribution par transformateurs consistant à produire l’énergie sous une différence de potentiel élevée à. un faible débit, n’exigeant par suite que des conducteurs de petite section, et à
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- transformer ensuite, près des lieux d’emploi, cette énergie' de-manière à réduire la différence de potentiel à la valeur exigée par les appareils d’utilisation.
- . La distribution par transformateurs s’imposera de plus en plus-dans l’avenir. Elle se réalise presque toujours par l’emploi de courants alternatifs simples ou polyphasés.
- Les transformateurs sont placés tantôt dans des sous-stations établies à une faible distance des abonnés desservis, tantôt chez les abonnés eux-mêmes. Ils sont reliés d’une part à l’usine génératrice dont ils reçoivent le courant à haut potentiel et restituent l’énergie reçue dans le circuit secondaire alimentant les récepteurs sous un potentiel moins élevé.
- La distribution par transformateurs peut être réalisée avec des courants continus,_ mais elle est moins employée parce que les transformateurs à courants continus sont des appareils plus compliqués que ceux à courants alternatifs, et qui demandent une surveillance et un entretien dont ces derniers peuvent en grande partie se passer.
- Enfin toute distribution importante d’électricité exige que le courant soit laissé à toute heure à la disposition des abonnés. Gomme, à certaines heures, pendant le jour principalement, le nombre des récepteurs en service est très faible, les machines-productrices d’énergie fonctionneraient dans des conditions peu économiques; on évite cet inconvénient par l’emploi de batteries-d’accumulateurs qui ne sont que des transformateurs, mais des transformateurs différés.
- Les accumulateurs constituent, de plus, une réserve d’énergie très précieuse dans le cas de fonctionnement anormal ou d’arrêt des machines à l’usine centrale. Ces appareils sont en usage dans presque toutes les stations centrales à courant continu et constituent un des principaux avantages de ces stations sur les stations à courant alternatif, ô :
- Enfin, il faut ajouter que pour un groupement étudié des éléments pour la charge et la décharge, on peut par l’emploi des accumulateurs, étendre le périmètre desservi par une seule usine et 'installer celle-ci à une distance éloignée du centre des abonnés. N
- Il n’est plus douteux que si de nouveaux progrès amélioraient, encore le rendement des accumulateurs actuels, l’emploi de ces appareils deviendrait de plus en plus fréquent.
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- Conclusions.
- En 1848, l’éclairage électrique était, comme nous'l’avons vu, dans la période des essais. Les puissants moyens de production faisaient défaut.
- En 1898, l’éclairage électrique est partout et si toutes les villes ne l’ont pas encore, on doit attribuer ce retard en général au contrat qui les lie avec les Compagnies de gaz.
- Il n’est pas douteux que les appareils producteurs d’électricité et de lumière ainsi que les systèmes de distribution sont encore susceptibles de grands progrès dans l’avenir. Il serait, en effet, téméraire de préjuger autrement d’une science dont révolution nous ménage et nous apporte chaque jour de nouvelles surprises.
- D’une part, les systèmes de distribution ont encore à attendre quelques progrès des accumulateurs qui n’ont certainement : pas dit leur dernier mot, et d’autre part, l’application par transport de force des courants alternatifs à haute fréquence à l’éclairage électrique est également susceptible de perfectionnements plus particulièrement liés à la découverte des machines génératrices et réceptrices, industrielles et économiques.
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- MATÉRIEL
- DE
- L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE
- PAR
- M. V. LANGLOIS
- Machines électriques.
- A la création de la Société des Ingénieurs Civils, en 1848, les générateurs d’électricité n’existaient qu’à l’état embryonnaire.
- En effet, avant cette époque, un constructeur français, Pixii, se basant sur la découverte des courants d’induction par Faraday, avait réalisé, en 1832, la première machine magnéto-électrique qui consistait en un aimant que l’on faisait tourner devant deux bobines fixes. Clarke créa ensuite une machine qui, au point de vue mécanique, était l’inverse de celle de Pixii : il fit tourner les bobines devant l’aimant qui était fixe.
- En 1849, Nollet, professeur à l’École militaire de Bruxelles, et descendant du célèbre abbé Nollet, appliqua le principe de la machine de Clarke d’une façon remarquable. Il groupa 60 gros aimants en fer à cheval et fit tourner entre leurs pôles des bobines de fil de cuivre munies d’un noyau de fer. Cette machine acquise par la Société « l’Alliance », fut perfectionnée par Masson et Van Malderen.
- En 1854, Siemens et Halske, de Berlin, imaginèrent une bobine longitudinale qui, plus tard, en 1867, fut appliquée par Wilde.
- Entre ces deux dates, en 1860, Pacinotti créa la première dynamo à induit en anneau denté que Gramme devait employer plus tard.
- Wilde fut le premier à remarquer que le fer doux était susceptible de fournir une aimantation maxima beaucoup plus grande que l’acier trempé dont les aimants permanents sont composés et que l’on pouvait, par son intermédiaire, et sous l’influence d’uii courant issu d’une machine électro-magnétique ordinaire, provoquer des courants induits d’une énergie plus grande que celle des courants primitifs qui ont produit la première réaction.
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- Il disposa donc deux machines superposées et de dimensions inégales. Dans la plus grande, l’armature était remplacée par un fort électro-aimant. La petite machine, qui était à la partie supérieure, avait pour but de faire naître le magnétisme dans l’électro-aimant : elle servait donc d’excitatrice. Cette invention date de 1865.
- Quelque temps après, Wheatstone eut cette idée qu’il pouvait suffire d’une très faible aimantation initiale communiquée à un électro-aimant pour augmenter considérablement sa force si on faisait circuler dans son circuit magnétisant le courant induit qui pouvait en résulter. Il imagina de supprimer dans la machine de Wilde la partie magnéto-électrique et de la remplacer momentanément par une pile.
- Siemens, en 1867, mit à profit pour l’excitation le magnétisme rémanent des électro-aimants, et créa ainsi les machines auto--excitatrices.
- Ajoutons qu’en 1851, Sinsteden avait indiqué le principe sur lequel Wilde s’était basé pour construire sa machine.
- Ce fut Holmes qui, le premier, en 1869, appliqua une machine magnéto-électrique à la production de la lumière.
- Enfin en 1870, Gramme imaginait sa machine qui devait donner un essor si considérable à l’industrie électrique.
- A partir de cette époque, on vit surgir'une quantité de types de dynamos, dont nous allons citer quelques-uns.
- En 1872, Niaudet combina un appareil donnant des courants continus sans bobine annulaire centrale, mais en employant le collecteur de Gramme.
- En 1873, à l’Exposition de Vienne, M. Hefner-Alteneck exposa une machine magnéto construite par Siemens et Halske, de Berlin, et connue sous le nom de machine Siemens ; elle était analogue à celle de Gramme avec 'ses pôles conséquents, mais son armature avait la forme d’un tambour terminé par deux calottes arrondies. Les fils de cuivre entouraient extérieurement cette armature et lui donnaient l’aspect d’une pelote très allongée.
- Plus tard, en 1878, Siemens et Halske empruntèrent définitivement à la machine Gramme le collecteur, les balais et le mode de connexion de l’induit avec le collecteur.
- En 1876, Brush présenta une machine à courants alternatifs que redressaient quatre commutateurs.
- La même année, un autre Ingénieur américain, Farmer, fit
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- exécuter par M. Wallau une machine formée comme celle de Erush, de deux électro-aimants en fer à cheval et d’une armature centrale tournant devant les deux pôles des électro-aimants. L’induit était constitué par deux plateaux en fonte montés sur l’arbre et portant chacun une série de bobines dont les pôles passaient successivement devant les inducteurs. Les bobines étaient reliées à un commutateur de Gramme. C’étaient, en somme, deux machines Niaudet à électro-aimants qu’on pouvait employer séparément ou accouplées.
- A l’Exposition de 1878, Lontin présenta une magnéto à courants continus et une à courants alternatifs.
- La machine à courants continus de Lontin dont le brevet remonte à l’année 1874, est d’un principe identique à celle de Niaudet; les dispositions des électro-aimants et des bobines-seules diffèrent. Quant à sa machine à courants alternatifs, elle n’est qu’une copie de celle de Holmes. ' ,
- En 1878, M. de Méritens créait une machine avec inducteurs formés d’aimants permanents en fer à cheval; elle eut un certain nombre d’applications.
- Il nous parait inutile de continuer cette revue des principales dynamos à courants continus qui ont suivi la machine Gramme. On est arrivé actuellement à des types très perfectionnés, grâce aux travaux des constructeurs, parmi lesquels nous comptons-beaucoup de nos Collègues.
- Les machines à courants alternatifs ont fait, dans ces dernières années, de grands progrès et ont été l’objet de nombreuses appli7 cations qui ne pourront que se multiplier grâce à l’utilisation toujours croissante des chutes d’eau.
- Ges machines permettent, en effet, la production de courants de haute tension transmissibles facilement par des conducteurs d’un diamètre' très faible et par suite d’un prix peu élevé.
- Les dynamos à haute tension exigent une construction très soignée. Mais grâce à l’expérience acquise par nos constructeurs, on peut voir fonctionner aujourd’hui de puissantes machines offrant toutes les garanties voulues. Ges dynamos à courants alternatifs de haute tension sont encore appelées à jouer un rôle important dans l’éclairage électrique ; en raison de la nécessité où l’on se trouvera de mettre, hors des villes les usines centrales. Elles-trouvent aussi une application dans la fabrication du. carbure de calcium destiné à la production du gaz acétylène. Nul doute-que.,nos constructeurs continueront à marcher dans la voie que
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- leur ont tracée leurs illustres devanciers : Gramme, Siemens, de Ferranti, Mordey, Ganz, Thury, etc.
- En résumé, l’industrie électrique, qui n’existait pas à la fondation de notre Société, a eu pour point de départ l’invention de Gramme et a fait des progrès très rapides depuis quinze ans.:
- Lampes à incandescence.
- Ces lampes, qui ont permis de résoudre le problème de la divisibilité de la lumière, ont passé par bien des phases avant d’arriver au point où elles sont actuellement.
- Si l’on veut remonter aux débuts de la question, on peut citer les essais de Grove en 1840 ; de de Moleyns en .1841 ; de Star de Cincinnati, en 1845; du professeur S.-W. Draper en 1847. Ce dernier, ainsi que de Moleyns, avait utilisé le platine. De Moleyns employait un dispositif permettant à du charbon pulvérisé de tomber grain à grain sur deux spirales de platine en contact et que traversait le. courant électrique. Le tout était renfermé dans un globe en verre percé en deux points pour laisser passer les deux tiges de platine pouvant coulisser dans deux petits presse-étoupes. '
- Plus tard, en 1849, Pétrie reprit l’idée de de Moleyns, en substituant l’iridium au platine. Mais ce n’étaient là que de véritables-essais de laboratoire. Tels étaient encore ceux de Changy sur des spirales de platine incandescent avec régulateur-diviseur de conrant qui empêchait la fusion.
- Nous arrivons en 1877 : W.-E. Sawyer prend un brevet pour un système d’éclairage par lampes en dérivation, et Hiram-Maxim crée une lampe à platine avec régulateur.
- L’année suivante, Sawyer et Man emploient un filament incandescent en papier carbonisé, tandis qu’Edison prend un brevet pour une lampe à filament de platine.
- En 1879, Edison reprenant une idée de Lane Fox fait la première lampe réellement industrielle en employant du papier carbonisé.
- C’est à dater de cette époque que la lampe à incandescence entra dans le domaine de la pratique. Depuis, on a créé un grand nombre de types de lampes différents par la forme -ou la constitution du filament et ayant les unes et les autres leurs avantages et leurs inconvénients. .
- Pour mémoire, nous, citerons Tes lampes : Gérard (à crayons-
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- 'minces de charbon aggloméré passé à la filière) ; Lane ‘ Fox (chiendent carbonisé) ; Maxim (carton bristol découpé en forme de M non carbonisé, puis placé dans une atmosphère d’hydrogène carburé pour boucher les pores du carton et le rendre plus conducteur) ; Bernstein (filament constitué par un tube de soie tissé à minces parois, puis carbonisé sur un lit de graphite); Edison (bambou carbonisé replié en forme d’ü) ; Swan (coton trempé dans l’acide sulfurique étendu d’un tiers de son poids d’eau, puis carbonisé en vase clos avec de la poussière de charbon très fine, le filament replié, ensuite, en forme de boucle).
- Actuellement, les lampes à incandescence livrées couramment à la consommation fonctionnent sous des tensions de 70 à 110 volts. Leur puissance lumineuse varie de 5 à 32 bougies.
- La médecine, la chirurgie emploient des lampes de formes appropriées pour l’examen interne de différentes parties du corps.
- La nature même de la lampe à incandescence se prête aux combinaisons les plus variées.
- Quant à la consommation d’énergie, qui était de 5 à 5 watts 1/2 par bougie, il y a une dizaine d’années, est descendue actuellement jusqu’à 2 watts 1/2.
- Les premières montures des lampes étaient à crochets sur lesquels venaient se Axer les deux fils d’alimentation. Puis vinrent les lampes avec culot à vis et à baïonnette, qui sont actuellement les plus répandues. Dans les théâtres, les lampes à vis offrent l’avantage de pouvoir être rapidement retirées du circuit sans être déposées.
- Que nous réserve l’avenir au sujet des lampes à incandescence? Actuellement, on en fabrique de 100, 200, 300 bougies; peut-être arrivera-t-on à concurrencer heureusement la lampe à arc, dont le principal inconvénient est le remplacement des charbons. -,
- Lampes à arc.
- Nous ne. pouvons entreprendre dans ce cadre restreint de décrire ni même de mentionner toutes les lampes à arc qui ont été imaginées.
- Il suffit de penser qu’à ce jour, plusieurs milliers de brevets ont été pris à ce sujet pour se faire une idée du travail que nécessiterait une telle description. 1
- Mais il sera intéressant de rappeler les origines de la question et de donner quelques détails rétrospectifs. ;
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- En 1845, Thomas Wright, de Londres, avait eu l’idée de faire jaillir l’arc entre des disques de carbone mis en mouvement par un mécanisme. L’idée fut reprise, en 1849, par Le Molt.
- L’année 1848 fut marquée par un fait assez important dans-l’histoire des lampes à arc : Foucault en France et Staite et Pétrie, en Angleterre, eurent l’idée de se servir du courant lui-même pour régler l’écartement des charbons. Ce fut le point de départ, des applications industrielles de la lampe à arc, qui était caractérisée par ces deux faits :
- 1° Qu’un courant'peut faire naître une aimantation dans un fer doux entouré par un fil de cuivre ;
- 2° Que dans l’are voltaïque, la résistance variant au fur et à mesure de l’écart des charbons, le courant est supprimé quand cet écart devient trop grand.
- Le régulateur Foucault fut perfectionné par Duboscq. Dans le premier appareil, il fallait écarter les charbons à la main pour les régler ; dans le deuxième, un mécanisme fut. ajouté pour éloigner les charbons. Longtemps cet appareil servit dans les laboratoires et les théâtres.
- En 1866, M. Serrin construisit un appareil qui avait des avantages' marqués sur le précédent. Tout d’abord, il répondait à: trois qualités essentielles; il permettait aux charbons:
- 1° Devenir en contact;
- 2° De s’écarter ensuite à une petite distance pour permettre à l’arc de se développer ;
- 3° De se rapprocher au fur et à mesure de leur usure.
- En 1850, Archereau, auquel l’industrie électrique est redevable -de tant de travaux, imagina un régulateur auquel Gaiffe appliqua plus tard l’action magnétique et attractive d’un solénoïde.. Le charbon supérieur était fixe et le charbon inférieur mobile.. Au repos, un ressort antagoniste amenait les charbons au contact. Aussitôt que le courant passait dans le solénoïde, le charbon inférieur s’abaissait-et l’arc s’établissait. La résistance deq l’arc augmentant, le ressort l’emportait sur la force électromagnétique et les charbons se rapprochaient. Plus tard, M. Cance perfectionna cette lampe et l’appliqua avec succès.
- En 1856, MM. Lacassagne et Thiers imaginèrent une lampe, dont le charbon inférieur était rendu mobile en le- plaçant sur un flotteur rempli de mercure. ' ’
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- Pour mémoire, nous citerons les régulateurs Girouard, Lon-tin, Bürgin, Gülcher, Rapieff.
- En 1875, M. Reynier imagina un régulateur à crayons obliques. Puis vinrent les appareils Hefner-Alteneck, Thomson-Houston, Hiram-Maxim, Siemens, Fontaine, Cance, Bardon, Brianne, Kremenesky, Hélios, etc.
- II y a quelques années encore, les lampes à arc ne fonctionnaient bien qu’en dérivation : il était nécessaire de leur adjoindre un rhéostat monté en tension, qui absorbait du courant, d’où perte réelle. •
- Aujourd’hui, toutes les lampes sont faites pour pouvoir marcher par deux en tension sous 110 volts, prenant chacune de 42 à 45 volts; aux bornes un petit rhéostat est encore nécessaire, mais il y a économie sensible.
- Les lampes à arc dont il a été question fonctionnent en partie avec les courants continus.
- Avec les courants alternatifs, il existe des types dont on peut mettre 3 et même 4 lampes' en tension sous 110 volts, en utilisant une bobine de self-induction. Il est inutile de faire ressortir l’économie très sensible réalisée de ce fait.
- Le montage des lampes à arc en tension présente des avantages que l’on ne peut toujours pas utiliser, car dans certains services publics, il faut éviter que l’extinction d’une lampe n’en-traine celle des autres.
- Dans ce rapide exposé, nous n’avons pas parlé des bougies. •
- Ce fut Staite qui en 1846 eut le premier l’idée de placer deux •charbons parallèlement.
- En 1874,''Werdermann reprit cette idée, mais ne l’appliqua pas à la lumière.
- Ce ne fut qu’en 1876, qu’un officier Tusse, Jablochkofï, imagina la fameuse bougie qui eut un si légitime succès. Elle fonctionnait avec courants alternatifs. Aujourd’hui les bougies Jabloch-koff ne sont plus employées.
- Les lampes à courants alternatifs semblent destinées à un brillant avenir, car leurs applications peuvent devenir nombreuses: du fait de l’emploi d’alternateurs puissants à proximité de chutes d’eau que l’on utilise de plus en plus.
- Quelques progrès restent encore à réaliser pour le perfectionnement des lampes à arc. v '
- L’avenir nous dira ce qu’il faut penser des lampes à longue durée récemment livrées à l’industrie. Au premier abord, elles
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- semblent avantageuses, car le renouvellement des charbons n’est pas journalier, mais le principe même de la' lampe est critiquable. En effet, en remplaçant fréquemment les charbons, il y a possibilité d’examiner chaque fois la lampe et de reconnaître à première vue si elle ne présente rien d’anormal, tandis que la lampe à longue durée peut précisément devenir caduque à un moment tout à fait imprévu, ce qui est très gênant.
- Quoi qu’il en soit, cette tentative est heureuse et dans bien des -cas, très appréciée.
- En résumé, les lampes à arc ont fait des progrès très importants, non seulement depuis l’apparition de la première lampe, ce qui n’est que naturel, mais même dans ces dernières années. On a de plus fait pour elles des ornements qui les agrémentent et les prêtent volontiers à la décoration des milieux où elles sont appelées à brûler. Ce fait contribue beaucoup à les répandre, car longtemps on leur a reproché d’être fort peu décoratives et il faut reconnaître que ce reproche était bien fondé.
- Conducteurs électriques.
- L’industrie des conducteurs électriques n’existait pour ainsi -dire pas en 1848. ,. ,
- Leurs principales applications étaient, en effet, la construction des lignes télégraphiques.. Dès le début, les fils employés à cet usage étaient en cuivre, mais on dut renoncer à ce métal qui offrait l’inconvénient de devenir cassant lors des variations brusques de température.
- Le cuivre fut remplacé par le fer galvanisé, puis on employa le bronze phosphoreux ou siliceux.
- Quant aux câbles en usage en télégraphie, leur succès date de la découverte de la gutta-percha, en 1849.
- La propriété qu’a cette matière végétale de n’être pas attaquée par l’eau de mer ni par les acides, lit qu’on l’appliqua de suite aux câbles sous-marins, et en premier lieu au câble télégraphique reliant Calais à Douvres, qui se composait de quatre fils de cuivre de 15/10es de diamètre noyés dans une gaine de gutta d’environ 7 mm de diamètre. Ces quatre fils étaient entrelacés par autant de cordes de chanvre. Un mélange de suif et de goudron agglomérait le] tout et formait un câble d’environ 30 mm de diamètre. Autour de ce câble était enroulée une corde de chanvre et enfin dix fils de fer galvanisé de 8 mm de diamètre affec-
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- tant chacun la forme cl’une hélice à long pas. On constitua ainsi un ensemble assez souple et solide.
- Pour la lumière, les différentes conditions d’établissement ont, donné lieu à de nombreux procédés d’isolement.
- En principe, le fll nu serait le type idéal, car l’air est le meilleur isolant, mais malheureusement on ne peut appliquer le fil nu partout, notamment dans les milieux où des poussières, des matières fermentescibles ou volatiles, peuvent s’enflammer au contact du fil si sa température vient à s’élever pour une raison., quelconque.
- On a donc dû isoler le fil ou le cable, voire même les enfermer dans des moulures.
- Quand on doit traverser un mur, le cable est logé dans des. fourreaux en métal Ou dans des tubes en matière isolante : ébonite, fibre vulcanisée, carton comprimé, etc.
- Dans les tranchées, on fait des galeries dans lesquelles sont placés, de distance en distance, des isolateurs en porcelaine sur lesquels sont posés les câbles qui sont ainsi à l’abri des eaux d’infiltration.
- . En résumé, quand cela est possible, il est préférable d’employer les conducteurs nus simplement posés sur des isolateurs en porcelaine. Ces conducteurs étant en contact avec l’air ambiant offrent une surface de refroidissement qui peut éviter des élévations inquiétantes de température.
- C’est en maintenant des conditions parfaites d’isolement que les installations pourront être à l’abri des accidents.
- Nous savons fort bien que la plupart de nos grandes usines et notamment les secteurs parisiens sont fort rigoureux à ce sujet, ce dont nous ne saurions les blâmer.
- Il nous a été donné tout récemment de voir à l’étranger des usines électriques et un théâtre éclairés à l’électricité.
- Nous avons remarqué l’absence complète de moulures en bois.
- Dans les couloirs et dégagements du théâtre,.les conducteurs sont recouverts d’un isolant et posés sur des poulies en porcelaine. Les fils convenablement tendus et bien disposés ne faisaient pas mauvais effet. Au contraire, le coup d’œil était préférable â celui que présente l’aspect de moulures épousant plus ou moins bien toutes les sinuosités d’un édifice. Enfin, en cas d’échauffe-ment des conducteurs, aucune crainte d’incendie par le bois des moulures.
- Dans la plupart des locaux que l’on construit actuellement, on
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- ménage descaniveaux pour le passage des tubes dans lesquels peuvent être enfilés ultérieurement les conducteurs. C’est un progrès notable auquel il convient d’applaudir.
- D’autres perfectionnements s’imposent encore, mais il faut un peu laisser au temps le soin d’accomplir son œuvre.
- Appareillage.
- Dans ce chapitre, nous ne dirons que quelques mots au point de vue de la lustrerie.
- Du jour où l’électricité fut substituée au gaz ou à tout autre mode d’éclairage, la première idée fut d’utiliser les appareils existants en faisant les transformations nécessaires. Mais on créa bientôt des modèles spéciaux. Les artistes ont pu se livrer à des combinaisons plus ou moins réussies.
- Au théâtre, les effets ont été très heureux et la substitution assez facile.
- Il a fallu, pour arriver à ces résultats, un certain nombre d’années qui furent consacrées à des expériences.
- Quant à l’appareillage, comprenant les petits accessoires, tels que: interrupteurs, commutateurs, coupe-circuits, porte-lampes, réflecteurs, rhéostats, etc., etc., il a fallu bien du temps pour réaliser certains progrès qui ne constituent pas encore la perfection à l’heure présente.
- La plupart de ces petits appareils étaient montés tout d’abord sur des socles en bois n’offrant aucune sécurité dans le cas d’échauffement ou même au moment de la rupture du courant.
- L’ardoise, le marbre, l’ébonite, furent substitués au bois. Mais dans le cas d’appareils devant être livrés à bon marché, on dut avoir recours à des matières isolantes susceptibles d’être obtenues par des procédés mécaniques. Ces matières isolantes sont : le verre, la marbrite, l’ivorine, la faïence et enfin la porcelaine. Aujourd’hui, cette dernière semble avoir conquis tous les suffrages par ses nombreuses qualités. Les appareils montés sur porcelaine offrent, en effet, des avantages sérieux. Cette matière résiste à la chaleur, elle n’est pas hygrométrique, elle est bonne au point de vue de l’isolement et elle se moule facilement, ce qui permet de lui donner toutes les formes voulues à des prix très accessibles. Aussi remploie-t-on aujourd’hui d’une façon constante, non seulement pour fabriquer des interrupteurs, des coupe-circuits de petites dimensions, mais même des appareils Bull. 55
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- de dimensions respectables. C’est ainsi que, pour des rhéostats,, on emploie des pièces en porcelaine avec des gorges susceptibles de retenir les fils formant les résistances. Même dans le c.as-d’échauffement considérable des fils, il y a toute sécurité.
- Les Ingénieurs de nos secteurs, soucieux de livrer à la consommation une lumière offrant toute garantie, exigent de plus en plus l’emploi d’appareils sur porcelaine dans les installations particulières.
- Les supports de lampes, appelés communément douilles, ont subi bien des transformations. Dès le début, ils consistaient en un petit culot en bois sur lequel, deux fils, en forme de crochets, recevaient les deux pôles de la lampe. Puis vint le modèle à vis-Edison et enfin le modèle à baïonnette dont les variantes sont nombreuses, mais dont le type semble être adopté définitivement.
- Quant aux interrupteurs, commutateurs, coupe-circuits, les modèles qui ont été créés et ceux que l’on crée encore ne répondent guère aux conditions que l’on devrait être en droit d’exiger. Les progrès accomplis dans la fabrication de ces accessoires ont été assez grands, mais il y en a encore beaucoup à. réaliser.
- Pour cela, que faudrait-il ?
- A notre point de vue, une entente entre électriciens s’imposerait pour étudier et construire des types d’accessoires pratiques, offrant toutes les garanties. Il faudrait établir, pour certains appareils, la densité de courant que l’on ne devrait pas dépasser par millimètre carré et pour des intensités données. Partant de ce point, il y aurait lieu de créer des modèles qu’il serait possible' de classer d’une façon méthodique.
- On ne verrait plus des appareils dont l’intensité est très élastique, dont la comparaison entre eux devient impossible quant à la qualité, la sécurité, le prix. Souhaitons donc que l’entente s’établisse pour la création de ces modèles, car tout le monde y gagnerait : constructeurs, installateurs, consommateurs.
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- ET DISTRIBUTION DE L’ENERGIE
- m. i>je mahchbna
- Historique. — De toutes les conquêtes scientifiques de ce dernier quart de siècle, la transmission de la force à distance par l’électricité est certainement une des plus importantes.
- La découverte en date seulement d’hier, pour ainsi dire ; mais les progrès, principalement dans ces dix dernières années, se sont succédé si rapidement et le principe en est si fécond en utiles et grandioses applications que, déjà maintenant, cette branche spéciale de la science électrique tient la plus grande place dans notre industrie moderne, et les révolutions, que d’après toutes les prévisions, elle produira dans ses procédés et ses moyens d’action, seront encore plus profondes et plus importantes dans un avenir prochain.
- Il n’y a pas plus de vingt-cinq ans que fut constaté pour la première fois à l’Exposition de "Vienne, le principe de la réversibilité des dynamos, principe dont découle la possibilité de la transmission à distance de l’énergie par le moyen du courant électrique. '.
- L’historique de cette science ne comporte donc qu’une bien courte étape et, cependant, quel chemin déjà parcouru, grâce aux efforts et au génie des inventeurs de tous les pays !
- En se remémorant cette période si courte et qui présente cependant tant de noms glorieux, on peut constater, non sans une légitime satisfaction, que le Génie Civil français occupe une place des plus honorables dans l’histoire des progrès de cette science.
- Quoique ce domaine fût un peu spécial et parût être, principalement dans les débuts (comme d’ailleurs toutes. les premières applications de l’électricité), l’apanage d’une minorité d’ingénieurs et de savants, notre Société a eu, dès les premiers jours, son attention dirigée de ce côté et elle a toujours porté le plus vif intérêt aux communications de ceux de ses membres qui s’occupaient plus spécialement de cette question et dont plusieurs y ont acquis la compétence la plus indiscutée.
- G’est en 1873, avons-nous dit, et à l’Exposition de Tienne,
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- qu’eut lieu la première expérience de transmission par l’électricité. M. Hippolyte Fontaine avait réuni deux machines Gramme par. un conducteur de 1 100 m de longueur, la génératrice était mue par un moteur à gaz et la réceptrice actionnait une pompe centrifuge de Dumont.
- Elle excita un très vif intérêt et beaucoup de personnes prévirent de suite la révolution industrielle qui devait sortir de cette combinaison mécanique nouvelle.
- Toutefois, les premières applications ayant un caractère pratique datent seulement de 1877 et 1878. Elles ne portaient, d’ailleurs, que sur de très faibles puissances et avaient pour objet de transmettre le mouvement d’un point d’un atelier à des outils placés à peu de distance de la source, d’énergie, mais dans des conditions qui en rendaient difficile la commande directe.
- On réalisa ensuite la commande d’appareils de levage, de pompes, de ventilateurs, etc..., généralement situés à très petite distance des appareils générateurs.
- Ces applications eurent principalement lieu dans les arsenaux, dans les ateliers, quelques-unes dans les mines à l’aide de dynamos à basse tension (150 à 250 volts) analogues à celles employées couramment déjà pour la production de la lumière.
- Transports de force à grande distance. — Les premiers essais de véritable transport électrique de la force à grande distance sont dus à un autre Français, M. Marcel Deprez, dont les expériences sont restées justement célèbres et dont le nom demeurera- toujours attaché au souvenir des origines de cette branche de l’industrie électrique.
- M. Marcel Deprez se rendit compte que pour augmenter les distances de transport d’une manière suffisante pour rendre possible l’utilisation à l’intérieur des villes des forces motrices naturelles, il fallait de toute nécessité augmenter considérablement la force électromotrice des appareils générateurs et récepteurs, afin de pouvoir réduire en proportion l’intensité des courants circulant dans les lignes de transmission et, par suite, l’importance de ces lignes.
- A ce point de vue, il arriva à des résultats très remarquables pour l’époque à laquelle ils ont été obtenus.
- Tout le monde se souvient de ces expériences qui eurent tant de retentissement dans la presse du monde entier et qui, si elles ne furent pas couronnées de tout le succès qu’en espérait leur
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- promoteur, firent faire beaucoup de progrès à la question et furent comme l’avènement et la préparation des succès futurs.
- Ces expériences eurent lieu d’abord à Munich, en 1882 ; une puissance d’un demi-cheval fut transportée à 57 km avec un rendement de 30 0/0. La tension de la dynamo génératrice était d’environ 1 300 volts.
- Elles se continuèrent près de Paris entre La Chapelle et le Bourget, dans les ateliers de la Compagnie des Chemins de fer du Nord, puis entre Vizille et Grenoble avec des forces électro-motrices croissantes et atteignant respectivement 2 et 3 000 volts.
- Mais, ce furent surtout les expériences de Creil, en 1886, qui eurent le plus d’importance, en ce qu’elles portèrent sur des puissances beaucoup plus considérables que les précédentes et furent l’occasion d’études minutieuses: une puissance de 70 à 110 ch fut transportée avec un rendement moyen d’environ 40 0/0 et sous une tension de 5 à 6 000 volts.
- Les principales difficultés qui avaient été rencontrées provenaient surtout de ces tensions énormes obtenues au moyen d’un seul induit et nécessitant des dynamos d’une construction toute spéciale, de dimensions très considérables et d’un prix très élevé.
- Mais, dès la même année, M. Hippolvte Fontaine montrait que cette difficulté était très facile à. tourner et qu’il suffisait d’accoupler en série plusieurs dynamos de ypltages modérés tant à la station génératrice qu’à la station réceptrice.
- Le premier transport de force industriel était établi en 1887 par les ateliers d’GErlikon entre Kriegstetten et Soleure.
- Le succès fut complet : une puissance de 30 à 50 ch fut transportée à 8 km avec un rendement de 75 0/0 et dans les conditions les plus satisfaisantes à tous points de vue.
- Une fois l’impulsion donnée, on créa en France des transports d’énergie parmi lesquels nous citerons ceux de Domène (1888-1889), Bourganeuf (1889) et Oyonnax (1889). En Suisse, les nombreuses chutes d’eau offraient un champ particulièrement vaste et propice à cette industrie.
- Toute cette première période peut être considérée comme une période d’éclosion. Elle préparait les brillants succès qui vont suivre.
- Pour le courant continu, on se heurte à une difficulté quand on arrive à la distribution. L’emploi du transformateur par le courant alternatif permet de lever cette difficulté, de telle façon que cette nature de courant est bien appropriée aux distributeurs.
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- Nous devons ajouter, toutefois, que ces difficultés spéciales n’ont pas arrêté les électriciens et que M. Thury, en particulier, a obtenu, jusque dans ces derniers temps, en se basant uniquement sur l’emploi des courants continus, des résultats très intéressants et très remarquables.
- L’emploi des balais en charbon et des machines multipolaires à.très faible réaction d’induit a, du reste, atténué une grande partie des inconvénients présentés par le collecteur des dynamos à courants continus, c’est-à-dire les principaux griefs qui pouvaient leur être faits.
- Au lieu d’employer la distribution sous potentiel constant, M. Thury emploie, de préférence, la distribution à intensité constante, ainsi que l’avaient proposé dès 1881, notre distingué Collègue, Ivl. Cabanellas, et M. Deprez.
- L’avantage est facile à saisir : il serait difficile d’établir des récepteurs de faible puissance fonctionnant sur des tensions très élevées sans aucune transformation de celle-ci, tandis qu’en établissant les récepteurs en série, ils ne fonctionnent que sous de minimes fractions de la tension totale de distribution.
- Les installations de transport de force faites dans cet ordre d’idées, comprennent une série de génératrices montées sur un circuit desservant toutes les réceptrices successivement et parcouru par un courant constant.
- L’excitation des génératrices peut être faite d’une manière indépendante et réglée pour toutes les dynamos à la fois, par un régulateur électrique maintenant automatiquement constante l’intensité du courant débité.
- Ces dynamos peuvent, ainsi, être autoexcitées, les inducteurs étant en série sur le circuit principal. Les moteurs sont, alors, munis de régulateurs qui en règlent la vitesse, de manière à maintenir l’intensité constante. Quand les variations de charge sont peu considérables, le réglage peuL être obtenu en agissant sur une seule des unités mises en service ; quand elles sont considérables le régulateur peut être disposé pour agir sur toutes les machines à la fois.
- Ce système s’applique particulièrement aux usines hydrauliques.
- L’excitation des réceptrices est faite en série, au moyen d’une dérivation du circuit principal, réglée automatiquement à l’aide d’un shunt variable par le régulateur de vitesse du moteur, ainsi que l’avait indiqué M. Marcel Deprez en 1882. La force contre-élec-
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- Promotrice clés réceptrices varie proportionnellement à la charge ^qu’elles ont à surmonter.
- C’est d’après ces principes qu’a été établi le transport de force -entre l’usine de Saint-Fargeau et la sous-station de la rue Saint-Roch, à Paris, pour la charge d’accumulateurs et l’alimentation du secteur Popp; une autre application en a été faite près de Gênes, pour le compte de la Société de l’Aqueduc Ferrari Galbera qui a établi trois usines génératrices utilisant une puissance de 1500 ch et la distribuant dans un rayon de près de 30 km sous une tension de 8 à 9,000 volts.
- La dernière et plus importante installation a été faite pour l’utilisation des forces motrices de la Reuss et leur transport dans les communes du Locle et de la Ghaux-de-Fonds, pour les besoins -de l’éclairage et de la distribution de l’énergie. La puissance transmise est de 2000 kilowatts sous une intensité constante de 150 ampères, une tension atteignant 14 000 volts et dans un périmètre de 48 km.
- Nous devons remarquer que, dans ce système, la force, électro-motrice des réceptrices doit varier proportionnellement à leur puissance, ce qui empêche, d’une part, d’adopter des unités génératrices de très grande puissance, comme c’est actuellement la tendance générale, et limite, d’autre part, les écarts maxima - de puissance admissible pour les réceptrices.
- On est arrivé à établir des moteurs ne possédant que 1,5 à 2 0/0 de la puissance des générateurs, c’est-à-dire, d’une importance relative très faible. Toutefois, il est souvent nécessaire de descendre au-dessous de ce chiffre et, dans ce cas, on est dans l’obligation d’établir des sous-stations de transformation alimentant un réseau spécial à basse tension et potentiel constant. Du reste, cette obligation est inévitable dans la plupart des cas, •quand les appareils récepteurs sont très nombreux et disséminés sur une vaste surface d’une manière irrégulière ; sinon, leur alimentation directe nécessiterait un circuit extrêmement développé et dans lequel les pertes atteindraient une valeur très considérable. .
- Une pareille transformation est évidemment onéreuse à tous les points dé vue et ne constitue pas une solution très satisfaisante.
- Aussi, le système dé distribution que nous venons d’indiquet, quoique très intéressant et susceptible, dans certains cas, d’applications avantageuses, ne peut être considéré comme fournis-
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- sant une manière générale de résoudre le problème de la transmission à grande distance et de la distribution de l’énergie.
- Les courants continus ont été principalement employés quand la transmission et la distribution ne devaient se faire que dans un rayon modéré, ne nécessitant pas l’adoption de tensions exagérées et permettant l’emploi du système de distribution à potentiel constant.
- Transmissions électriques. — Parmi les applications de ce genre, nous pouvons mentionner particulièrement les transmissions électriques à l’intérieur des grands ateliers, sujet dont nous ont souvent entretenus nos Collègues, MM. Hillairet, Dumont et Baignères ; ces transmissions offrent de très grands avantages dans certains cas, en diminuant considérablement le poids mort des transmissions intermédiaires et les pertes de travail occasionnées par leur marche à vide. Elles donnent beaucoup d’indépendance aux différents ateliers, permettent de concentrer en un point là production de la force motrice et, en même temps, de répartir les différents ateliers d’une manière arbitraire sans qu’on ait à obéir à d’autres préoccupations qu’à satisfaire aux conditions d’une fabrication méthodique et bien ordonnée.
- Enfin, la légèreté des moteurs électriques rend possible le transport de l’outil auprès de la pièce à travailler, ce qui constitue un sensible avantage quand ces pièces sont très lourdes.
- Parmi les installations de ce genre les plus intéressantes, nous pouvons citer celles des ateliers de l’artillerie à Puteaux, de la manufacture d’armes d’Herstal, près de Liège, qui comporte une puissance totale de près de 500 ch, celle.de la fonderie de canons de Ruelle, des ateliers Ducommun, à Mulhouse, etc., etc.
- Nous pouvons classer dans le même genre d’applications les installations dans les gares et celles à bord des navires de guerre pour la manœuvre et la charge des canons, installations pour lesquelles l’électricité tend de plus en plus à remplacer Peau sous pression.
- Il convient également de ne pas passer sous silence les distributions effectuées par les manutentions des ports, ni mise en action des différentes machines des grands chantiers de travaux publics dont il est question dans les notes de nos Collègues, MM. Coiseau et Delachanal. Les travaux souterrains et sous-marins nous offrent encore des exemples plus intéressants de l’ap-
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- plication de l’électricité (voir la note de notre Collègue, M. Cou-riot, sur l’Exploitation des Mines).
- Traction électrique. — Mais les principales et plus brillantes applications des courants continus pour le transport de l’énergie se sont produites dans une autre direction et dans une industrie toute spéciale pour la traction sur voies ferrées.
- La première idée de l’emploi de l’électricité pour la traction sur voies ferrées s’est produite presque aussitôt après la découverte de la transmission électrique de la force et elle en découle naturellement.
- C’est à Paris, à l’Exposition Internationale d’électricité en 1881, qu’elle fut appliquée pour la première fois et les Parisiens ne virent pas sans surprise cette petite voiture légère sans moteur apparent qui faisait le service de la place de la Concorde au Palais de l’Industrie.
- D’autres applications suivirent bientôt, parmi lesquelles nous pouvons citer particulièrement le tramway de Francfort-Offen-bach, celui de Yevey-Montreux et celui de Clermont-Ferrand-Royat.
- Toutefois, la traction électrique des tramways ne prit véritablement son essor qu’après les progrès apportés par les Américains au système de prise de courant en substituant aux conducteurs aériens plus ou moins massifs un fil flexible en cuivre nu et aux navettes de prise de courant, la roulette de trolley.
- Cet essor, confiné pendant quelques années aux États-Unis, fut véritablement prodigieux et- aboutit en moins de six ou sept ans, à la disparition à peu près complète de la traction animale sur un réseau de tramways de plusieurs milliers de kilomètres.
- Il eut la plus décisive influence sur l’immense développement que devaient bientôt prendre toutes les branches de l’électricité, et peut être considéré comme l’un des faits les plus saillants de l’histoire industrielle de la fin de notre siècle.
- La traction par fil aérien pénétrait bientôt après en Europe où elle ne tardait pas à se répandre avec la même foudroyante rapidité qu’en Amérique, et à changer complètement la physionomie de la plupart de nos villes en donnant aux moyens de transports intérieurs une facilité longtemps désirée, mais jamais encore obtenue.
- Notre distingué Collègue, M. Mékarski, dont tout le monde connaît les remarquables travaux sur la traction mécanique des tramways et la grande compétence dans cette question, a été un
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- des premiers à nous entretenir, dès l’année 1881, du nouveau procédé de traction. Depuis ce temps, le même sujet n’a cessé d’attirer l’attention et l’intérêt de notre Société et il me suffira de citer les noms de MM. Boistel, Haag, Hillairet, Lavezzari, Langlois, Dumont, etc., pour vous rappeler les nombreux et inté-ressauts travaux qui nous ont été soumis sur cette question.
- La traction électrique des tramways a pour base une véritable distribution d’énergie depuis une usine centrale jusque dans toutes les parties d’un réseau comprenant parfois plusieurs dizaines de kilomètres et des centaines de récepteurs.
- Cette distribution d’énergie s’est faite jusqu’à ce jour presque exclusivement par courants continus. La tension choisie oscille généralement entre 5 et 600 volts. Elle est suffisante pour permettre aux lignes de s’étendre dans un rayon de plusieurs kilomètres autour de l’usine génératrice .et cependant assez basse pour écarter tout danger sérieux et pour éviter toutes difficultés dans la constitution et l’isolement des appareils générateurs, des moteurs et des appareils de mise en marche.
- Les dynamos employées pour l’alimentation de ces réseaux sont autoexcitatrices : cette excitation est faite en dérivation et la distribution se fait sous potentiel constant, ce qui permet Rétablissement et le couplage de groupes aussi puissants et en aussi grand nombre qu’on peut le désirer.
- Les moteurs sont excités en série, ce qui est incontestablement la méthode la plus simple et la plus pratique, du moment qu’ils ne sont astreints à aucune condition de régularité de vitesse et que leur fonctionnement est constamment sous le contrôle du conducteur.
- Les transports de force ainsi constitués ont donné les meilleurs résultats ; une expérience de plusieurs années a permis de faire ressortir tous les avantages procurés par l’emploi des moteurs électriques pour la traction, et a mis en relief dans les types définitivement adoptés des qualités de solidité et de robustesse que peu de personnes soupçonnaient au début pouvoir être obtenues.
- L’expérience a même été si heureuse qu’il est très probable que la traction électrique n’en demeurera pas là, et qu’un nouveau et vaste champ d’exploitation s’ouvrira bientôt devant elle par la transformation de certaines parties de nos réseaux de chemins de fer à vapeur.
- La question est en ce moment à l’étude de tous côtés et les solutions proposées sont diverses : le système Heilmann, qui était
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- exposé à notre Société, dès 1891, par son inventeur, a été, dans nos séances, l’occasion de nombreuses discussions où toutes les -diverses opinions ont pu se donner librement carrière.
- Touage électrique. — Parmi les autres applications de la traction électrique, nous devons citer l’intéressant système de touage des bateaux dont l’idée est due à l’initiative d’un autre de nos Collègues, M. de Bovet, et qui nous a été magistralement exposée par lui à diverses reprises.
- Nous pouvons signaler ainsi la traction dans les galeries de mines, sur les plans inclinés, les chemins de fer funiculaires, etc., dont plusieurs applications nous ont été souvent décrites par différents de nos Collègues.
- Emploi des courants alternatifs. — Presque toutes ces applications de la transmission électrique de la force n’ont utilisé que les courants continus et, comme on le voit, elles constituent un champ très vaste. Mais un nouvel et immense essor leur a été donné depuis la découverte mémorable, il y a environ une dizaine d’années, des propriétés des courants polyphasés et les remarquables travaux sur cette matière de MM. Nicolas Testa et Galileo Ferraris. Depuis l’invention de la machine Gramme, cette découverte est assurément la plus importante qui ait été faite en électricité et elle a eu, en peu de temps, d’immenses conséquences.
- Beaucoup d’électriciens avaient déjà été frappés des avantages offerts par les courants alternatifs pour la transmission et la distribution à grandes distances de l’énergie ; ces avantages sont • dus principalement à la facilité de production de tensions très élevées permettant de diminuer les sections des conducteurs et à celle de la transformation des voltages aux points d’utilisation, de manière à les réduire aux valeurs convenant le mieux aux conditions à remplir par les appareils d’utilisation.
- Malheureusement if ne semblait pas possible de réaliser des moteurs à courants alternatifs pratiques, c’est-à-dire capables de démarrer sous charges et pouvant s’établir en toutes puissances sans nécessité de dispositifs spéciaux pour l’excitation.
- Ces difficultés provenaient principalement de ce que dans un circuit traversé par un courant alternatif simple l’énergie est fournie sous forme pulsatoire et non pas régulière comme dans les circuits à courants continus.
- MM. Tesla et Ferraris firent observer les premiers que ces difficultés pouvaient être tournées par la combinaison de doux ou
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- plusieurs courants alternatifs de même tension et de même période, mais de phases convenablement décalées. Les courants ainsi constitués portèrent le nom de courants polyphasés. Les plus employés sont les courants biphasés et triphasés qui ne nécessitent que trois fils de transmission.
- Les mêmes inventeurs constatèrent que les courants ainsi décalés pouvaient produire au moyen d’enroulements convenablement disposés des champs magnétiques d’intensité sensiblement constante et, tournant synchroniquement avec les appareils générateurs et que ces champs tournants pouvaient être Utilisés pour la constitution de moteurs ne nécessitant aucune excitation indépendante et pouvant démarrer sous pleine charge, c’est-à-dire débarrassés des principaux défauts reprochés aux moteurs à courants alternatifs simples.
- Ces découvertes mémorables ouvrirent aux transports électriques de la force à grandes distances un champ d’opération qui leur paraissait à peu près fermé jusqu’à ce jour, et devinrent le point de départ des merveilleux développements que l’électricité devait prendre dans cet ordre d’idées.
- Nous n’entrerons pas au sujet des systèmes à courants polyphasés dans des détails techniques qui ne trouveraient pas ici leur place ; nous rappellerons en passant que notre collègue M. de Chasseloup-Laubat en a fait, il y a environ quatre ans, l’objet d’une étude très serrée et très substantielle qui a été exposée dans les bulletins de notre Société.
- Nous ferons seulement remarquer que les moteurs à champ tournant, par leur simplicité, leur vitesse sensiblement constante, l’absence de tout collecteur, le caractère tout à fait mécanique de leur construction et la facilité de leur opération sont par excellence les moteurs d’ateliers et les moteurs pour distribution d’énergie par petites forces.
- Ils ont reçu dans cet ordre d’idées de nombreuses applications^ d’abord en Allemagne, en Suisse et en Amérique où les systèmes, à courants polyphasés ont pris naissance et où leur développement a pris le plus grand essor.
- En Europe, nous pourrions citer de nombreuses installations très remarquables qui utilisent des forces hydrauliques ou autres (1).
- (1) A ce propos, l’installation des nouveaux ateliers Escher et Wyss, à Zurich, méritent une mention toute spéciale : ils utilisent une force de 600 ch environ empruntée à .Reuss et transportée à plus de 25 km pour le service de tous les ateliers.
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- Les courants alternatifs simples ont pu être aussi utilisés pour la constitution de moteurs à champ tournant monophasés, grâce à des dispositifs spéciaux pour le démarrage.
- Ces moteurs sont surtout avantageux pour les petites puissances et offrent l’avantage de pouvoir se brancher sur des circuits d’éclairage ; ils conviennent très bien à un service mixte de lumière et de force motrice quand la lumière constitue l’élément prédominant.
- Comme variante, nous signalerons aussi un système dit mono-'cyclique qui participe à la fois des avantages du système triphasé et de ceux du système monophasé. Il convient particulièrement bien aussi à une distribution mixte de lumière et de force motrice.
- Les moteurs à champ tournant ou « asynchrones » sont peu employés pour les grandes puissances, c’est-à-dire au delà de 150 ch. Mais pour ces puissances les dynamos ordinaires à courants polyphasés permettent de constituer d’excellents moteurs synchrones qui démarrent avec champ tournant; ils ne présentent plus de > glissement, le régime une fois établi, leur excitation étant empruntée à une source étrangère.
- Ces moteurs offrent comme les moteurs asynchrones l’avantage de permettre la suppression de tout, commutateur et 4e se prêter à une constitution mécanique très robuste ; ils peuvent s’établir pour des voltages très élevés, ce qui donne la possibilité de supprimer souvent l’emploi de transformateurs abaissant la tension et de réaliser de ce chef le meilleur rendement possible. Ils peuvent démarrer à vide et même sous charges modérées et quand ils sont judicieusement proportionnés, ils peuvent, une fois amenés au synchronisme, supporter des surcharges très considérables. Enfin leur marche est absolument régulière suivant mathématiquement et d’une manière pour ainsi dire chronométrique les alternances des génératrices alimentant le réseau.
- Ces précieuses qualités désignent ces moteurs d’une manière tout à fait particulière pour le transport des grandes puissances à grandes distances.
- Aussi est-ce depuis l’apparition des systèmes à courants polyphasés que l’utilisation des forces motrices naturelles est entrée 4ans une période véritablement pratique.
- Cette utilisation a pris un développement des plus remarquables à partir de l’année 1892 principalement.
- Parmi les installations les plus connues, se trouve celle des eélèbres chutes du Niagara dont le développement progressif
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- atteindra bientôt jusqu’à 100 000 ch et qui a donné l’essor le plus-remarquable à toutes les industries de la région desservie.
- Nous citerons aussi les installations de la « Columbia Walter-Power Cy » d’Ogden, de Portland, de Sacramento, de Pelzer, de Saint-Anthony Falls, de Redlands, de Lachine Rapids, etc., qui comptent des puissances variant de 2 500 à 12 000cà transportées-à des distances variant de quelques kilomètres à plus de 100 km. Les tensions atteignent pour quelques-uns 30 000 volts et oscillent généralement entre 5000 et 12 000 volts; elles sont obtenues alors directement au moyen des dynamos sans intercalation, de transformateurs.
- Quoique moins nombreux encore à Ph-eure actuelle, les grands transports de force se sont aussi répandus en Europe. Nous pouvons citer dès 1891 le célèbre transport de force de Lauffen à Francfort, à l’occasion de l’Exposition d’électricité et pour lequel les énormes tensions de 15 et 30 000 volts furent uti-' lisées pour la première fois sans aucune difficulté, la distribution de force de la « Goule » (Jura) par courants monophasés, les installations pour l’utilisation des forces motrices du Rhône à Jonage et du Rhin ,à Rheinfelden, actuellement en cours d’exécution, le transport de force de Paderno à Milan en Italie, de la Reuss à: Neuchâtel en Suisse, etc., auquel s’ajouteront prochainement, beaucoup d’autres en perspective en France, en Suisse et en Italie-
- Avenir des transports et des transmissions électriques. — Grâce aux progrès réalisés dans la construction desappareils électriques, à Rabaissement de leurs prix, à la flexibilité des moyens qu’ils mettent à notre disposition, permettant de modifier les tensions, de passer de la forme alternative à la forme continue et vice versa dans les conditions les plus pratiques-et les plus satisfaisantes, l’utilisation des forces motrices naturelles entre en effet de plus en plus dans nos idées.
- MM. Dumont et Baignères dans leurs communications si complètes et si bien documentées sur cette intéressante question nous ont fait ressortir suffisamment toutes les applications diverses qui lui étaient offertes pour qu’il me soit inutile d’y revenir.
- Cet avenir n’échappe d’ailleurs à personne. A mesure que se développeront et se perfectionneront tous les procédés basés sur l’emploi de Ténergie électrique à la traction, à l’électrochimie, à la métallurgie électrique, etc., nous augmenterons nos ressources-industrielles pour le plus grand bien de l’humanité.
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- PUES ET ACCUMULATEURS
- PAR
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- I. — PILES.
- G est la découverte de la pile en 1799 par Yolta, qui marque le début de l’Électricité Dynamique, caractérisée par des phénomènes continus.
- La pile est un Transformateur permettant de changer de l’énergie chimique en énergie électrique.
- Nous n’avons pas à refaire ici la théorie de la pile, mais nous croyons nécessaire pour l’intelligence de ce qui va suivre, d’expliquer le phénomène désigné sous le nom de « polarisation des électrodes ». Toute pile est caractérisée par la combinaison d’une électrode avec l’électrolyte, l’autre semblant servir uniquement de conducteur et faciliter la continuation du phénomène dont la première électrode est le siège. L’électrode qui brûle sera pour nous l’électrode négative, par opposition à l’électrode positive ou électrode dépolarisante. Presque toutes les réactions chimiques utilisées dans la production des courants par piles hydro-électriques, donnent lieu à un dégagement gazeux; les globules vont se coller sur l’électrode positive, et font diminuer la force ëlec-tromotrice de la pile, celle-ci est ainsi polarisée. Le dépôt de gaz. joue un triple rôle : il diminue d’une part la surface réellement conductrice, c’est-à-dire la surface d’électrode directement en contact avec l’électrolyte ; il augmente la résistance à vaincre sur toutes les portions où l’électrolyte touche l’électrode par l’intermédiaire d’une couche gazeuse; enfin la couche gazeuse a une tendance à la recombinaison avec le corps dont elle est issue, tendance qui donne lieu à une force contre-électromotrice dite de polarisation.
- Pour mieux saisir le caractère de ce phénomène, nous allons entrer dans quelques détails. Lorsque l’on procède à l’électrolyse, ou à la décomposition chimique au moyen d’un courant, on remarque que l’intensité du courant va en diminuant et qu’elle ne se maintient que si la force électra motrice extérieure est supé-
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- rieure à celle qui a son siège sur les électrodes. Des gaz s’aggloméreront sur les électrodes jusqu’au moment où ils se dégageront dans l’atmosphère ; à partir de cet instant, la décomposition continue sans qu’il soit besoin d’augmenter la force électromotrice extérieure; on dit qu’à ce moment on atteint la capacité de polarisation des électrodes ; il va de soi que les choses ainsi présentées simplement ne tiennent aucun compte des phénomènes complexes qui accompagnent les principales réactions de la pile.
- Si la force électromotrice extérieure était insuffisante pour amener un dégagement gazeux à l’extérieur, l’intensité du •courant irait progressivement en diminuant, jusqu’à devenir pratiquement nulle, la force contre-électromotrice est alors sensiblement égale à la force électromotrice extérieure ; on dit que la quantité q =jfidt fournie représente la capacité de polarisation relative à l’état considéré.
- Ceci posé, on comprend que la réaction inverse de la décomposition, celle, qui se produit par le fonctionnement d’une pile productrice de courant, donnant ainsi lieu à un dégagement gazeux, produira les mêmes phénomènes de polarisation et que la capacité de polarisation sera celle relative à la force électromotrice de la pile. Tous les efforts des constructeurs de piles ont porté sur la diminution de la polarisation ; avant d’entrer dans la nomenclature des piles, dont plusieurs remarquables sont dues à des membres de la Société des Ingénieurs Civils, nous croyons utile de donner quelques indications générales sur l’utilisation pratique et économique de ces appareils.
- Utilisation des piles.— Dans une note sur les piles, déjà ancienne, parue dans un Bulletin technologique des anciens élèves des Ecoles nationales d’Arts et Métiers, en mars 1887, l’un des membres les plus éminents de notre Société, M. Hippolyte Fontaine, examinant les substances consommées dans la pile, s’exprimait de la manière suivante :
- « J’ai cherché à expliquer comment l’énergie se répand sur » notre globe, et comment s’opère le cycle des transformations » qui entretient l’activité vitale. La conclusion de mon raison-» nement c’est que les matériaux terrestres s’étant successive -» ment combinés entre eux par suite de leurs affinités récipro-» ques, ont dégagé, en se combinant, la plus grande quantité de » chaleur possible; qu’il n’existe plus guère de corps süscepti-» blés de donner par réactions chimiques, du travail a bon compte ;
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- » qu’en conséquence, la pile économique pouvant faire concur-» rence au charbon dans la production de l’énergie mécanique » ou de l’énergie électrique, n’existe pas. »
- L’affirmation de M. Fontaine n’a rien perdu de sa justesse, et toutes les piles de nos jours n’ont fait que vérifier le fait énoncé.
- Avant la réalisation pratique des machines dynamos, transformant l’énergie mécanique en énergie électrique, la pile a été le seul moyen de produire des courants électriques continus ; elle a joué à ce titre un rôle très important dans l’industrie de la galvanoplastie; la télégraphie, la téléphonie, se servent encore presque exclusivement de piles, et celles-ci continueront à rendre de précieux services chaque fois que l’on aura besoin d’une façon très intermittente d’une faible puissance.
- Progrès réalisés en 1848. — La pile électrique, dont le centenaire coïncide presque avec le cinquantenaire de la Société des Ingénieurs Civils de France, avait en 1848, lors de la fondation de la Société, presque entièrement franchi toutes les étapes de. son développement actuel.
- Yoici résumé l’état de la question avant cette date; tout d’abord, les files de Volta et ses dérivées sont caractérisées par deux électrodes, l’une en zinc, l’autre en cuivre, trempant dans de l’eau acidulée à l’acide sulfurique où l’on ne fait emploi d’aucun dépolarisant. C’est le prototype de la pile ; on y revient quelquefois lorsqu’on recherche une source d’électricité simple et facile à se procurer. Citons comme piles dérivées celle de Cruikshank (1801) qui présente l’intérêt historique d’avoir été. donnée sous la forme d’une grosse batterie à l’École Polytechnique par Napoléon Ier, et d’avoir servi aux essais de Gay-Lussac et de Thénard ; celle de Wollaston (1816). Outre le prix de revient élevé auquel elles fournissent du courant électrique, ces piles ont l’inconvénient d’être facilement polarisables, d’avoir un électrolyte de composition très variable, et par conséquent, d’être essentiellement inconstantes.
- Un perfectionnement immédiat fut l’emploi du platine à la place du cuivre (Smée 1840) ; la lame de platine recouverte de platine pulvérulent a diminué la polavisation ; il en. est de même de l’emploi du cuivre pulvérulent sur du cuivre (Poggendorff 1842). L’utilisation du charbon comme électrode positive, a été. un nouveau pas fait dans la voie de l’amélioration ..des piles, non
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- seulement le charbon est un excellent dépolarisant, mais encore il est' d’un prix relativement bas, excellent conducteur, et à l’abri de toute attaque chimique. Citons l’emploi d’électrodes positives à section circulaire qui permettent encore d’augmenter la* surface dépolarisante. Ici se placent enfin les travaux de De la Rive, qui étudia et classa assez complètement les métaux selon leurs valeurs comme électrodes lorsqu’ils sont employés avec un électrolyte composé d’eau et d’acide sulfurique.
- On utilisa pour les piles des électrolytes autres que les acides; notamment le sel marin et surtout l’eau de mer. Bagration imagina en 1844, une pile au zinc-cuivre avec, comme électrolyte, de la terre arrosée de sel ammoniac.
- La recherche de tous les moyens possibles d’éviter la polarisation conduisit tout naturellement à l’utilisation de dissolutions protectrices pour l’électrode positive ; ce fut Becquerel (1829) qui signala le premier ce procédé ; on fit de la sorte ce que l’on nomme communément les piles à deux liquides, dont la plus importante est sans conteste lapileDaniell (1836) qui eut de nombreux dérivés. Elle comporte l’emploi du sulfate de cuivre comme dépolarisant; cette manière défaire a Davantage de réduire de beaucoup la variation de composition de l’électrolyte, puisqu’à chaque molécule de cuivre précipité sur l’électrode positive, correspond une molécule d’acide sulfurique mise en liberté.
- Nous arrivons enfin à la découverte de Grove qui construisit en 1839 l’une des piles les plus puissantes et les plus constantes que l’on connaisse. Une voie nouvelle a été ouverte par l’emploi de l’acide azotique comme dépolarisant, que l’électrode positive soit du cuivre, de l’argent ou du charbon.
- En 1843,/ Bunsen crée le modèle définitif de la pile Grove, en employant du charbon pour l’électrode positive. La pile Bunsen est l’une des plus économiques; elle a été presque exclusivement utilisée autrefois lorsqu’il s’agissait d’un travail électrique un peu important.
- Aprèstla pile de Bunsen, quia l’inconvénient de dégager des vapeurs nitreuses, la pile au bichromate est la plus importante, tant par sa puissance que par le manque absolu de toute production de gaz délétère. Le bichromate de potasse est employé comme dépolarisant grâce à l’oxygène qu’il met en liberté lorsqu’il est mélangé à de l’acide sulfurique. L’idée de l’emploi de l’acide chromique comme dépolarisant est due à Bunsen (1841) ; elle a été reprise et simplifiée par Poggendorff.
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- Perfectionnements apportés depuis 1848. — Examinons les perfectionnements réalisés de 1848 à 1898 en citant les travaux des Membres de notre Société.
- En 1856, M. .Grenet imagina une pile au bichromate de potasse des plus simples, dont M. Barrault exposa le principe dans la séance du 16 juillet 1858. Tout en utilisant les propriétés dépolarisantes du mélange bichromate de potasse, acide sulfurique et eau, M. Grenet n’employa qu’un seul liquide, comprenant le liquide excitateur (eau acidulée) et la liqueur dépolarisante. Ayant remarqué que les piles au bichromate étudiées antérieurement par Bunsen, Leeson, Warrington et Poggendorff •donnaient lieu à un précipité d’oxyde de chrome, M. Grenet insuffla un courant d’air par le bas entre les électrodes et obtint ainsi, avec une circulation continue de liquide, un courant constant qui ne cesse qu’après l’usure complète du zinc.
- La pile Grenet, sans courant d’air, est plus simple ; elle comporte un zinc descendant entre deux électrodes en charbon et pouvant être retiré du liquide lors de la rupture du circuit.
- Mais la pile la plus pratique, la plus économique, et dont l’usage (d’ailleurs spécial), a été le plus généralisé, est due à Leclanché.
- C’est en 1866 que ce dernier, dans une communication à) la Société des Ingénieurs Civils, faite pendant la séance du 1er juin 1866, énonça quelques idées nouvelles et décrivit le principe de sa pile. L’idée très heureuse de notre Collègue consistait à employer une électrode positive dépolarisante, dont le dépolarisant, au dieu d’être un sel de cuivre soluble, était un sel insoluble.
- Le premier type de pile comportait une électrode positive en cuivre, en forme de disque, recouverte de carbonate de cuivre ; l’électrode négative était toujours constituée par une lame de zinc. Le vase était rempli de sable fin imprégné d’eau, contenant 20 0/0 de chlorhydrate d’ammoniaque. Le carbonate de cuivre n’étant pas soluble dans l’eau contenant du chlorhydrate d’ammoniaque, et cet électrolyte ne ^ réagissant pas sur le zinc, il résulte que cette pile, tune des 'premières, ne consomme rien à circuit ouvert. C’est là un point capital. La réaction, assez complexe, donne lieu à un précipité de cuivre sur l’électrode positive.
- La pile Leclanché, ainsi constituée, a été mise en service àd.a
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- Compagnie des chemins cle fer de l’Est en janvier 1866. Depuis elle a été perfectionnée : l’électrode positive est composée de bioxyde de manganèse, la négative'est toujours constituée par une tige en zinc. Au début, le bioxyde de manganèse était enfermé dans un vase poreux, qui rendait assez considérable la résistance intérieure de la pile ; depuis, l’électrode positive a été constituée par un aggloméré de bioxyde de manganèse, de charbon, et d’une pâte agglutinante. Comme nous l’avons déjà dit, cette pile ne dépense qu’à circuit fermé. La réaction qui caractérise son fonctionnement semble être la suivante : lorsque l’on ferme le circuit, le chlore du chlorhydrate d’ammoniaque donne lieu à une formation de chlorure de zinc et à un dégagement d’ammoniaque et d’hydrogène. L’ammoniaque se dissout ensuite dans la liqueur, en donnant lieu à un chlorure double de zinc et d’ammoniaque; quant à l’hydrogène* il réduit le bioxyde de manganèse à l’état de sesquioxyde et forme de l’eau. Voici la réaction qui semble résumer le phénomène :
- Zn + 2AzH3HCl + 2 MnO2 = ZnCl2 (AzH3)2 + H20 + Mn203.
- Il nous reste à dire quelques mots de la pile au fer, particulièrement étudiée par M. Hippolyte Fontaine.
- L’électrode négative était une tige de fer doux et l’électrode positive un prisme de charbon; l’électrolyte employé était de l’eau acidulée à l’acide sulfurique. Cette pile, qui visait surtout à l’économie et à'l’utilisation de matières courantes dans l’industrie, devait produire théoriquement le cheval-heure à 0,28 f, et l’on devait aussi recueillir l’étain du fer-blanc.
- « En fait, au lieu de 0,28 /', dit M. H. Fontaine, on arrive à üne dépense de 1,20 /'par cheval-heure, et faut-il encore, pour obtenir ce résultat, se trouver dans d’excellentes conditions d’exploitation. »
- La cause de ce faible rendement réside précisément dans l’impureté des matières employées et dans les courants locaux qui, se formant à l’intérieur de la pile agissent en sens inverse du courant principal et viennent en déduction de l’effet utile.
- M. Fontaine essaya encore la même pile avec un mélange d’acides et obtint de l’énergie à raison de 4,20 f le cheval-heure. Ces résultats démontrèrent l’impossibilité de constituer une pile puissante et économique. Cependant, la pile a conservé son emploi pour la production de courants intermittents et de faible intensité. -•
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- II. — ACCUMULATEURS
- Définition.— Aucun caractère tiré clu fonctionnement en' débit (à la décharge), ne distingue l’accumulateur d’une pile proprement dite. L’électrode négative en plomb spongieux joue le rôle que joue le zinc dans la plupart des piles, c’est l’électrode qui brûle; l’électrode positive, composée principalement dePbO2 est l’électrode dépolarisante, celle qui alimente la combustion ; elle a souvent été utilisée comme telle dans des piles primaires.
- Quel est donc le caractère particulier d’un accumulateur ? dans une pile, le métal qui brûle se dissout dans l’électrolyte et même s’y précipite ; il quitte le support électrode pour donner lieu à un sous-produit ; alors, de deux choses l’une : ou ce sous-produit est utilisable et vendable tel qu’il est, et dans ce cas la pile pourrait être d’un emploi économique, mais on sait que rien d’intéressant n’a encore pu être obtenu dans cet ordre d’idées; ou le sous-produit ne peut être directement utilisé et nous sommes conduit, s’il y a dissolution, à essayer de régé^-nérer le métal primitif, soit par une méthode purement chimique, soit par électrolyse.
- Les méthodes chimiques n’ont conduit à aucun résultat pratique; reste doncl’électrolyse. Avant la découverte de Z. Gramme, le courant nécessaire à l’électrolyse ne pouvait être obtenu que par des piles, et l’on aperçoit le cercle vicieux dans lequel on était enfermé lorsque l’on utilisait le travail d’une pile pour en régénérer une autre. La machine dynamo, au contraire, a permis d’appliquer à la reconstitution des électrodes d’une pile, le courant obtenu par la transformation en énergie électrique de l’énergie mécanique d’un moteur thermique. Le problème devint alors intéressant et çl’une utilité pratique. Les piles dont les électrodes négatives se combinent avec l’électrolyte en donnant lieu à une dissolution n’ont pas encore pu être utilisées pour deux causes : 1° le fonctionnement à circuit ouvert ; 2° la difficulté que l’on éprouve à précipiter d’une façon homogène et complète, sur le support négatif, le métal dissous. Force était donc de s’adresser à une pile réversible dont les électrodes se transformaient en débit sans dissolution et sans désagrégation mécanique.
- Nous définirons donc l’accumulateur en disant que c’est une pile dont les électrodes sont insolubles dans l’électrolyte et qui
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- peuvent être entièrement régénérées au moyen d’un courant de sens inverse de celui débité par la pile.
- En résumé, un accumulateur part d’un état A au commencement de la décharge, arrive à un état B puis par la recharge, revient à l’état A, sans modification apparente et avec un rapport entre le travail effectué et le travail reçu, pratiquement admissible.
- Dans de longs articles parus tout récemment sous la signature de M. Darieus (l’Eclairage électrique), celui-ci arrive à la même conclusion que nous et dit textuellement :
- « Le nom d’accumulateur est fort improprement donné à » cette classe particulière de piles qui jouissent de la précieuse » propriété de pouvoir être reconstituées par l’électrolyse.
- » Parmi-les piles réversibles le couple au plomb est une simple » pile primaire qui, débarrassée de réactions fugitives n’affectant » qu’une très courte période initiale, est constituée de la façon » suivante :
- » Métal brûlé : Plomb à un état allotropique augmentant ses » propriétés réductrices et par conséquent l’énergie chimique de » ses réactions ;
- » Réservoir dépolarisant ou comburant: Peroxyde de plomb. » L’oxygène emprunté au réservoir brûle le plomb et l’oxyde » formé se sulfate comme dans toutes les piles à l’eau acidulée »' sulfurique connues ;
- » Réduit à. l’extrême simplicité de ces deux termes le fonction-» nement de la pile au plomb s’explique sans aucun mystère » et sans faire intervenir aucune hypothèse plus ou moins » hasardée. »
- Historique.— L’accumulateur électrique a son origine dans la remarque faite dès le début de l’emploi des piles ou couples galvaniques, de la polarisation des électrodes.
- Gautherot en 1801, Ritter en 1802 semblent être les premiers qui étudièrent de plus près le phénomène. Ils firent plonger dans de l’eau acidulée, à l’acide sulfurique, deux lamelles de platine auxquelles ils firent aboutir les deux pôles d’une batterie de piles. Les électrodes en platine étaient surmontées de deux tubes à essais; c’est l’expérience classique du voltamètre. Le courant traversant le liquide acidulé décomposait l’eau; les deux tubes se remplissaient l’un d’oxygène, l’autre d’hydrogène et les deux lamelles se recouvraient respectivement d’une couche adhérente
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- d’oxygène et d’une couche d’hydrogène. Lorsque l’on supprimait le courant et que l’on réunissait au dehors du liquide à travers un galvanomètre, les deux électrodes en platine, on remarquait la production d’un courant électrique de sens inverse de celui du courant qui avait servi à la décomposition.
- , Ce courant fut considéré comme produit par la recombinaison de l’oxygène et de l’hydrogène, séparés pendant la première partie de l’expérience ; le couple ainsi constitué prit le nom de couple ou pile secondaire : c’était un véritable accumulateur.
- Après Ritter, Grove, puis Poggendorff se livrèrent aux mêmes essais. Poggendorff, pour augmenter la durée du phénomène, recouvrit les deux électrodes d’oxyde de platine lequel emmagasinait plus facilement les deux gaz.
- Presque en même temps, de la Rive et Sinsteden font faire un grand pas à ces expériences. De la Rive (1856) emploie une lame de platine recouverte de peroxyde de plomb et une lame de platine nu ; Sinsteden prend simplement deux lames de plomb et remarque que pendant que l’une se peroxyde, l’autre se recouvre d’hydrogène en petits globules. *
- Kirchhoff (1861) recommence les mêmes essais, mais se sert d’électrodes perforées et recouvre l’une d’elles de plomb cristallisé.
- En ce moment l’accumulateur est inventé. Son étude reste à faire. Planté, dont le nom est à jamais attaché à cette découverte, refit non seulement toutes les expériences, mais encore dans son remarquable travail: Recherches sur P électricité, classe les phénomènes, discute les résultats et constitue le premier, le plus clair corps de doctrines sur ce sujet: son ouvrage est encore aujourd’hui le plus précieux guide en matière de construction d’accumulateurs. Dès 1859, Planté démontra : 1° que le plomb était le meilleur métal à employer dans les accumulateurs ou piles secondaires; 2° que l’une des électrodes devait être recouverte de peroxyde de plomb, l’autre de plomb spongieux, réduit élec-trolytiquement. Planté avait même, dans son laboratoire, construit des accumulateurs complets à sels rapportés, transformés électrolytiquement sur les électrodes. Ces expériences datent de 1870, époque à laquelle Gramme communiquait à l’Académie ses importantes découvertes (Comptes rendus, LXXIII et LXXY) qui devaient par la suite engendrer la vie industrielle de l’Electricité.
- Planté ne poursuivait ses études que dans un but purement scientifique. Mais les dynamos commençant à se répandre, le pro-
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- blême de l’emmagasinement de l’énergie électrique devenait une question de grande importance. L’accumulateur cessait d’être un instrument de laboratoire pour devenir un outil industriel.
- En 1880-1881, Faure étudie assez complètement les accumulateurs à sels de plomb entièrement rapportés. Depuis, tous les efforts des constructeurs n’ont porté que sur des points de détail; de nombreux perfectionnements d’ordre pratique ont rendu cet appareil vraiment industriel, c’est-à-dire simple, robuste, peu coûteux et d’un bon rendement.
- Principaux types d’accumulateurs. — L’accumulateur électrique étant, comme son nom l’indique, un appareil capable d’emmagasiner un travail électro-chimique susceptible de sé transformer en travail chimico-électrique doit être chargé, puis déchargé.
- Charger un accumulateur, c’est transformer au moyen d’un courant électrique emprunté à une source d’énergie extérieure, sesdeux électrodes, l’une en PbO2 (électrode dite positive), l’autre en Pb électrolytique spongieux (électrode dite négative).
- Décharger un accumulateur, c’est lui faire restituer l’énergie qu’on y a emmagasinée pendant la charge, au rendement près, bien entendu.
- Nous distinguerons trois sortes d’accumulateurs :
- 1° Accumulateurs genre Planté, proprement dits, à formation Planté ;
- 2° Accumulateurs mixtes Faure-Planté à formation mixte ;
- 3° Accumulateurs Faure proprement dits.
- 1° Accumulateurs genre Planté. — L’accumulateur Planté tel que son inventeur l’a primitivement imaginé, n’est plus en usage; c’est-à-dire que l’on ne se sert plus de lames lisses et que les négatives ne sont plus obtenues par oxydation totale puis par réduction,^ moyen d’inversions du courant de formation. Les accumulateurs dits Planté sont constitués aujourd’hui par des plaques en plomb pur, de contour plus ou moins accidenté ; on cherche par là et à retenir une légère couche de peroxyde et surtout à multiplier les surfaces actives sans augmenter le nombre des électrodes et leur poids ; ce n’est pas que je veuille dire que ces accumulateurs soient légers ; ils cherchent à l’être le plus possible. Les négatives quoi qu’on en cjise, sont dues uniquement au procédé Faure.
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- 2° Accumulateurs mixtes. — Ces accumulateurs consistent en des positives à carcasse en plomb pur, carcasses en tous points semblables aux plaques positives des accumulateurs genre Planté , dont il vient d’être question, recouvertes après avoir reçu un commencement de formation Planté, d’oxydes, minium et litharge, puis formées d’après les principes de Faure. Les négatives sont toujours des plaques du Faure le plus pur.
- 3° Accumulateurs Faure proprement dits. — Ceux-ci sont constitués par des grillages plus ou moins inattaquables, plus pu moins appropriés, tartinés de minium et de litharge, puis formés par les méthodes connues.
- Nous renverrons pour la théorie électro-chimique du fonctionnement des accumulateurs actuels aux diverses notices de M. Da-rieus et à nos propres publications, les développements nécessaires à ces recherches dépassant de beaucoup le cadre qui est imparti à ce modeste résumé.
- Avenir réservé aux accumulateurs. — En somme, l’accumulateur au plomb, tel que nous le connaissons, a presque accompli son évolution complète.
- L’application qu'e l’on en fait de tous côtés à la traction automobile, conduit à des recherches d’appareils robustes, à grand débit et surtout d'un faible poids.
- Ces conditions s’excluent un peu les unes les autres, et la solution la meilleure consiste, à notre avis, dans un moyen terme : il faut se contenter de capacités moyennes, si l’on veut arriver à des prix d’exploitation admissibles et obtenir la.sûreté.de fonctionnement indispensable à tout service régulier, à toute entreprise.
- Ceci dit, nous croyons encore à un avenir brillant de l’accumulateur au plomb. On a vu quels seraient les progrès à réaliser, les desiderata à atteindre ; nous pensons qu’il serait impossible^de faire, dans cette voie, de grandes enjambées : quelques perfectionnements de détail pourront seuls augmenter la valeur des quelques bons appareils en service.
- Mais là n’est point l’idéal que nous devons nous proposer : il faut profiter de la méthode découverte, chercher avec de nouveaux corps de nouvelles combinaisons, constituer une pile réversible nouvelle, puissante, entièrement régénérable, capable de donner un travail spécifique bien plus élevé que celui du plomb qui, lui,
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- est destiné à devenir de plus en plus méprisable dans la liste des corps.
- Les accumulateurs actuels donnent 50 000 à 100 000 joules (approximativement 5 000 à 10 000 kg sec.) par kilogramme d’élément; c’est un bien beau résultat comparativement à tous les réservoirs d’énergie mécanique proprement dite. Il ne faut pas désespérer d’atteindre à un million de joules au kilogramme ; des essais l’ont prouvé, la théorie est faite ; il faut forcer les corps choisis à suivre la voie que des difficultés d’exécution leur masquent, mais que l’électrochimie et le calcul leur indiquent ; en résumé, il faut chercher et surtout mettre au point. Avec du courage persévérant, peut-être verrons-nous cette merveille en 1900.
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- ÉLECTROCHIMIE
- ET
- ÉLECTROMÉTALLURGIE
- PAR
- M. O. B
- Ces deux branches de l’Industrie électrique sont de création toute récente; les quelques applications réalisées jusqu’ici permettent d’entrevoir une extension peu commune des procédés sur lesquels elles reposent. '
- Lorsque la Société des Ingénieurs Civils s’est fondée, en 1848, les lois mêmes relatives au courant électrique étaient pour le moins incomplètement connues. Cependant, la loi d’Ohm date de 1827 et fut retrouvée expérimentalement par Pouillet quelques années après. La loi de Faraday date de 1833 ; la loi relative à la quantité de chaleur dégagée par le passage d’un courant à travers une résistance donnée, fut indiquée par Joule en 1840.
- Mais les lois qui régissent l’électrochimie au point de vue de la conservation de l’énergie sont postérieures à 1848 ; elles résultent d’une série de travaux dus à Becquerel (1853), Favre (1854), Raoult (1864), Edlund (1869), Hirn (1876), Braun (1878), Thomson (1880), Helmoltz (1882), etc.
- Si d’autre part on considère que l’introduction des dynamos dans la pratique. industrielle ne date guère que de 1870, et que l’outil indispensable au langage et aux calculs techniques, le système d’unités dit C.Gr.S. n’a été établi qu’à l’Exposition d’Elec-tricité de 1881, on comprendra aisément la réelle jeunesse de l’Électrotechnique.
- Néanmoins, les procédés galvanoplastiques, la dorure et l’argenture, avaient déjà su prendre une place importante ; mais il ne s’agissait là que d’industries de luxe, par conséquent toutes spéciales, et les procédés employés rentraient dans la catégorie des recettes et des tours de main. Néanmoins, les procédés d’argenture imaginés par M. de Ruolz, qui fut membre de notre Société, avaient su prendre un développement considérable.
- Jusqu’à l’année 1884, les travaux présentés à notre Société a ce sujet sont d’un ordre purement théorique, nous citerons :
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- une note de M. Barveaux relative aux procédés électrochimiques employés par M. Chaudron-Junot pour la réduction du Silicium tungstène et du Molybdène (1855). Cette note, très intéressante pour l’époque, montre surtout l’analogie que présentent ces trois corps obtenus par voie électrolytique avec l’argent et donnent en même temps les moyens de les en distinguer.
- Jusqu’en 1881, nous ne voyons guère qu’une communication de M. E. Barrauly sur une pile due à M. Grenet ; cette pile comportait zinc et charbon comme électrodes, eau acidulée sulfurique et bichromate de potassium comme liquide excitateur; la caractéristique de cette pile était qu’afm d’éviter la précipitation de l’oxyde de chrome sur l’électrode, on avait recours à l’insu-flation et au renouvellement du liquide.
- En 1881, communication de M. Letrange sur la métallurgie du zinc et en particulier sur l’électro-métallurgie de ce métal. Le principe de ce procédé vraiment nouveau dans la technique industrielle pour l’époque était le suivant: on passait de la blende ou de la calamine au sulfate de zinc par un traitement préalable, comportant pour la blende en particulier un grillage modéré. La liqueur sulfatée passe dans une série de bassins, où une partie du zinc qu’elle contient se dépose sous l’action du courant. Cette liqueur partiellement appauvrie servait à régénérer à nouveau la solution de sulfate en repassant sur le minerai, blende ou calamine, préalablement préparé. L’opération était rendue automatique en établissant des différences de niveau. M. Létrange indiquait déjà à cette époque l’importance que donnait à son procédé l’utilisation possible des énergies naturelles.
- En 1884, M. E. Reignier lit à notre Société une fort intéressante communication sur laquelle nous n’insisterons pas, puisqu’elle doit être examinée d’autre part au sujet des accumulateurs électriques. Il exposait dès cette époque.des idées générales et rigoureuses sur les réactions qui se produisent dans ce transformateur d’énergie dont le rôle est devenu si important dans la pratique industrielle.
- Dans un ordre d’idée un peu spécial, M. Przewoski présente en 1888, à la Société, la traduction d’une note relative au procédé de soudure par l’électricité de M. Benardos. Ce procédé consiste essentiellement dans l’utilisation de la température élevée de l’arc électrique ; intéressant comme originalité, il n’a pas ' pris toute l’importance à laquelle il semblait devoir être appelé, d’une part à cause du dispositif peu pratique, et d’autre part par
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- suite de la trop grande quantité d’énergie absorbée pendant le travail de soudure.
- Enfin, dans ces dernières années, une série de communications vraiment techniques ont été présentées à notre Société ; elles prennent un intérêt tout spécial du fait des résultats pratiques qui les accompagnent.
- Une des plus importantes à beaucoup près est celle de M. Haubt-mann, au sujet de laquelle cet ingénieur a su nous présenter une étude complète et parfaitement coordonnée des industries électrochimiques et électrométallurgiques.
- Nous rappellerons sommairement les grandes lignes de ce mémoire, qui, à lui seul, donne un aperçu de l’état de ces deux branches d’industrie toutes récentes presque en harmonie avec les progrès réalisés actuellement.
- M. Haubtmann décrit ou rappelle les principaux types de fours électriques successivement employés ; ceux pour courant continu de William Siemens, William Maxwell, Parker, MM. Rogerson, Statter et Stevenson, et de M. W. Cross; et aussi les fourneaux à courants alternatifs de Ferranti et de Colby ; ces derniers sont tous deux des transformateurs dont le creuset forme avec la matière traitée le circuit secondaire. Il rappelle ensuite les lois générales appliquées en électrolyse: loi de quantité, loi de Thomson, loi de Joule et loi de Sprague.
- La loi de quantité due à Faraday est la. suivante :
- Lorsqu’un électrolyte est traversé par une quantité d’électricité égale à 96 512 coulombs, le poids des matières décomposées est représenté, en valeur absolue, par leur poids mollécu-laire exprimé en grammes, avec cette condition que l’élément électro-négatif entre avec un seul équivalent dans la formule chimique.
- Loi de Thomson. — La force électromotrice minimum est proportionnelle à la chaleur de formation de la molécule électroly-, tique avec cette condition que l’élément électrolysé entre dans la formule chimique avec un seul équivalent.
- Loi de Joule. — La chaleur développée dans le temps T par- le passage d’un courant de I ampère à travers une résistance de R ohms est de :
- ! —j— calories Kgd, '
- formule dans laquelle :
- J = 425X9,808 =4 200
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- Loi de Sprague. — L’ordre de décomposition des matières formant un électrolyte, suit l’ordre des chaleurs de formation. Ce sont celles qui ont la moindre chaleur de formation qui sont décomposées les premièrés,
- Notre Collègue indique ensuite les trois modes différents d’électrolyse :
- 1° Par dissolution;
- 2° Par fusion aqueuse ;
- 3° Par fusion ignée.
- Au point de vue électrométallurgique, le dernier mode seul présente de l’intérêt en ce qu’il a l’avantage de conduire à un volume très réduit de l’électrolyte, ce qui diminue beaucoup les pertes par rayonnement; d’ailleurs les matières traitées se trouvant à l’état anhydre, les chaleurs de formation à adopter sont celles relatives à l’état solide. En ce qui concerne en particulier l’aluminium, métal à beaucoup près le. plus important à cet égard, les procédés de fabrication se divisent en trois classes :
- 1° Procédés chimiques (H. Sainte-Claire Deville, Castner, Netto, Grabau) ;
- 2° Procédés thermo-électriques (Cowles);
- 3° Procédés électrolytiques (Ad. Minet, Héroult, Hall).
- Nous laisserons de côté les procédés purement chimiques et ceux électro-thermiques, ces derniers n’utilisant l’action de l’arc qu’au point de vue calorifique.
- Le procédé de Héroult, appliqué aux usines de Neuehausen et de Froges, date de 1886. Il consiste dansl’électrolyse de l’alumine dissoute dans la cryolithe (Al2Fl66NaFl).
- M. Héroult admet que le sodium est libéré le premier et réagit ensuite sur le fluorure d’aluminium ; on entretient le bain en jetant de l’alumine au pôle positif au fur et à mesure de l’opération. Dans ce procédé, la cuve entière en charbon, constitue le pôle négatif ; la différence de potentiel nécessaire aux bornes de l’appareil est de 7,3 volts.
- M. Minet, qui s’est livré à une étude très approfondie du mode d’électrolyse par fusion ignée, est arrivé à déterminer d’une manière précise, les conditions de fonctionnement les plus favorables. D’après les lois de Thomson et de Sprague et en s’appuyant sur les déterminations thermo-chimiques, M. Minet montre que le fluorure d’aluminium doit seul s’électrolyser lorsque la différence de potentiel est inférieure à 13 ou 20 volts et la température
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- du bain au-dessous de 1 600°. Il est donc possible, en agissant sur le voltage, d’obtenir uniquement de l’aluminium et ce résultat serait avantageux à tous égards, étant données d’une part la petitesse de la tension nécessaire dans ce cas (2,5 à 3 volts) et d’autre part la bonne utilisation du courant.
- La régénération du bain s’effectue encore au moyen d’alumine ; le point de fusion est abaissé par l’addition de chlorure de sodium au fluorure double. Le procédé Minet offre un exemple remarquable d’une exploitation industrielle dont les résultats ont été conformes à ceux qu’a pu permettre de prévoir une série de recherches dirigées dans un esprit réellement scientifique. Cette étude sur l’aluminium fut complétée par M. Spiral qui nous a donné un exposé très complet des propriétés et des applications de l’aluminium et de ses alliages. Il a montré le rôle très important de ce métal si jeune cependant au point de vue industriel. Enumérant les alliages de l’aluminium avec l’étain, les bronzes d’aluminium, les ferro-aluminium, il insiste ensuite particulièrement sur les avantages 'très appréciables, que certains de ces alliages procurent dans la métallurgie de la fonte, de l’acier, et du fer.
- Tout récemment, M. Otto nous a entretenus d’une application très différente de l’électricité à la chimie industrielle. La question des ozoneurs avait été traitée jusque-là, d’une manière purement empirique, il y avait fort peu de différence au point de vue des résultats obtenus entre les appareils de laboratoire et ceux de l’industrie. Les seuls présentant quelque intérêt étaient ceux de Siemens etHalske et Andréoli. M. Otto s’est livré à une étude rationnelle de ces appareils, il a examiné l’influence des diélectriques, celle de la nature de la décharge (effluve ou pluie de feu) et celle de la vitesse de passage de l’air. Il a constaté à nouveau l’importance que l’on doit apporter au refroidissement; de plus, grâce aux appareils de production de courant, étudiés spécialement pour cet usage par M. Labour et qui lui ont permis d’opérer dans des conditions très différentes de voltage et de fréquence, M. Otto a pu démontrer que le rendement en ozone entre certaines limites, augmentait à peu près proportionnellement à la fréquence du courant.
- Pour ce qui est des applications, M. Otto nous a rappelé celles relatives au blanchiment des tissus et des jus sucrés, à la teinture, au traitement de certaines affections et à la synthèse des parfums. ,
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- En résumé, les deux branches de l’industrie électrique que nous venons d’examiner, quoique nées d’hier, ont déjà fourni des résultats pratiques très importants ; un très grand avenir leur est certainement réservé, étant donné que leur mise en pratique .se prête particulièrement bien à l’exploitation immédiate des énergies naturelles et que d’autre part, un grand nombre de réactions pourrait s’effectuer au moyen des procédés propres à chacune d’elles.
- Du reste les récents et si remarquables travaux de M. Moissan sur le four électrique, confirment entièrement ces prévisions; les résultats qu’il a obtenus montrent la généralité des applications auxquelles se prête l’emploi des températures élevées obtenues au moyen de l’arc électrique ; la production de certains carbures et d’un grand nombre de métaux jusqu’ici inutilisés, pourrait constituer très prochainement une mise en pratique de ces procédés.
- Les communications faites à la Société des Ingénieurs Civils donnent, à très peu près, un exposé complet de la marche ascendante de ces industries spéciales ; seul un exposé des travaux de M. Moissan et des procédés employés actuellement pour la fabrication du carbure de calcium serait indispensable ; mais il est à peu près certain qu’une prochaine communication achèvera de mettre cette question complètement au point.
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- TÉLÉGRAPHIE ET TÉLÉPHONIE
- PAR
- M. O. TBA TOiNJ] FtES
- I. — TÉLÉGRAPHIÉ
- Historique. — Une des premières applications résultant des lois des phénomènes électriques est la télégraphie électrique. Ce fut Ampère, en 1820, qui eut l’idée du premier télégraphe magnétique, mais nous devions arriver jusqu’en 1837 pour en voir l’application due à Wheatstone et Steinheil. Wheatstone expérimenta son télégraphe entre Londres et Birmingham. A la même époque Steinheil poursuivait les essais de son appareil qui permettait de n’employer qu’un seul fil en dehors du fil de retour, alors que l’appareil Wheatstone en exigeait cinq.
- Un an plus tard, en 1838, Steinheil découvrait qu’on pouvait supprimer le fil de retour en prenant la terre elle-même comme conducteur de retour.
- Les appareils Gooke et Wheatstone qui fonctionnèrent de 1838 à 1846 étaient surtout spécialisés à l’usage des chemins de fer; ils comportaient deux aiguilles et exigeaient deux fils conducteurs.
- En France, ce n’est que le 23 novembre 1844, à la suite d’un rapport favorable fait par une Commission d’étude que l’on donna à M. Foy, Directeur des télégraphes aériens, une somme de 240000 f pour installer une ligne télégraphique entre Paris et Rouen. Elle futinauguréelel8mai 1845. Pour ne pas changer les habitudes des employés des télégraphes, il avait été décidé que les appareils reproduiraient les mêmes signaux que ceux du télégraphe Chappe. C’est un de nos Collègues, L. Breguet, qui résolut avec beaucoup d’élégance le problème ainsi posé.
- Ce système avait l’inconvénient d’exiger deux fils, parce qu’il fallait un fil conducteur pour chaque branche du télégraphe.
- A ce système rudimentaire succéda bientôt l’appareil à cadrans de Breguet, encore en usage aujourd’hui pour l’exploitation de certaines lignes de chemins de fer.
- En 1854, un décret ordonna l’abandon des appareils Foy-
- Buia.
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- Breguet et leur remplacement par l’appareil Morse qui est universellement connu. Morse construisit son premier appareil en 1835 et ce n’est que huit années plus tard, en 1843, qu’il fut adopté en Amérique ; la première ligne construite en Amérique et exploitée par ce système., fut celle de Washington à Baltimore dont la longueur était de 16 lieues.
- Les besoins augmentant, on dut bientôt, pour ne pas multiplier indéfiniment le nombre "des lignes et pour diminuer le prix des transmissions, employer des appareils rapides. Ces appareils peuvent se diviser en^trois classes :
- Les transmetteurs ou manipulateurs automatiques ;
- Les appareils à transmissions simultanées ;
- Les appareils à transmissions multiples.
- Le premier transmetteur automatique a été inauguré et expérimenté par Bain, en 1846, mais l’emploi de cet appareil ne se trouvant pas justifié à cette époque, il tomba dans l’oubli.
- Ce fut beaucoup plus tard que Wheatstone imagina l’appareil employé encore aujourd’hui.
- Au lieu de faire mouvoir le manipulateur à la main, comme dans le morse ordinaire, le manipulateur est mis en mouvement par une bafide de papier convenablement perforée à l’avance par des employés.
- Dans le système de transmissions simultanées on emploie les duplex, les diplex et les quadruplex.
- Les duplex imaginés par Gilt, en 1853, permettent d’envoyer simultanément deux dépêches en sens inverse sur le même fil. Ils reposent sur ce principe que l’électro-récepteur de chaque poste est intercalé dans le circuit de transmission et reste en équilibre lorsque ce poste est transmetteur et est actionné lorsque ce poste est au contraire récepteur.
- Les diplex permettent d’envoyer deux dépêches dans le même sens sur le même fil ; dans ce cas, les courants émis par les deux opérateurs sont d’intensités inégales et ne peuvent actionner, par suite, que des récepteurs dictincts.
- Les quadruplex sont le'résultat de la combinaison des duplex et des diplex.
- . Dans les appareils à transmissions multiples on met la ligue successivement en communication, pendant un temps très court, avec quatre, ou six employés occupés à préparer leurs signaux. Au poste d’arrivée les récepteurs correspondants sont mis aussi en relation avec la ligne aux mêmes instants.
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- Le système Meyer, basé sur ce principe, a été pendant quelque temps employé en France, mais il est aujourd’hui remplacé par l’appareil Baudot, beaucoup plus perfectionné, qui imprime les dépêches en caractères typographiques.
- Le débit de cet appareil peut atteindre quinze cents mots par heure.
- En le montant en duplex ou en quadruplex, on peut doubler ou quadrupler ce débit.
- Dans ce qui va suivre, nous allons passer rapidement en revue les télégraphes imprimeurs et ceux à transmissions multiples ; nous-dirons quelques mots de la télégraphie sans fils et nous terminerons par quelques considérations générales sur la télégraphie sous-marine. Des éléments de statistique permettront enfin de se rendre compte de l’importance du rôle de la télégraphie.
- Télégraphes imprimeurs. — Les télégraphes imprimeurs permettent de remettre au destinataire la dépêche elle--même telle qu’elle arrive au poste-récepteur, imprimée en caractères ordinaires.
- Quel que soit le système, ils se. composent toujours de deux organes principaux :
- 1° Une roue des types, tournant en regard d’un o-bande de papier, portant en relief tous les caractères à imprimer et imprégnée d’encre par frottement contre un rouleau humide,; , h :
- 2° Un levier agissant au moment où la lettre à imprimer passe en regard du papier, pressant la roue sur le papier et faisant avancer le papier. ' -h :
- Les télégraphes imprimeurs se divisent en deux classes : les premiers sans synchronisme et ce sont les plus simples, les seconds à synchronisme et ce sont les plus rapides.
- Parmi les appareils sans synchronisme, nous citerons ceux de d’Ar-lincourt, de Joly, de Baillehache et du Stock-Exchange ou télégraphe de « Bourse et de Marché » très employ é eh Angleterre pour transmettre à tous les abonnés Simultanément les 'dépêches qui les intéressent particulièrement. . 1
- Parmi les appareils à synchronisme^ le plus parfait après le Baudot dont nous parlons plus loin, est celui bien connu de Hughes qui est très employé en France. L’opérateur combine ses signaux sur un clavier dont les touches soulèvent de petits goujons qui viennent faire contact avec un chariot entraîné dans un mouvement de rotation par un système d’horlogerie. Amposte récepteur,
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- une armature agit sous l’influence des émissions de courant et presse la bande de papier sur une roue des types qui tourne synchroniquement avec le chariot.
- Avec l’appareil simple, on peut envoyer 40 mots par minute environ et en duplexant l’appareil, on arrive à des débits beaucoup plus grands encore.
- A la classe des télégraphes imprimeurs.se rattachent les télégraphes écrivants.
- Les premiers' appareils de transmission télégraphique de l’écriture ont été réalisés en 1855 par l’abbé Caselli. Ils ont effectué un service régulier entre Paris et Lyon en 1866 et leur rendement était même satisfaisant pour l’époque, car il atteignait 33 dépêches de 28 à 30 mots à l’heure.
- Dans ce système comme dans ceux imaginés plus tard par Meyer, d’Arlincourt et Lenoir, les télégrammes étaient préparés à l’avance par le public sur une feuille métallique de dimensions déterminées et les caratères tracés étaient reproduits à l’arrivée par une série de hachures très voisines les unes des autres. Tous ces appareils reposaient sur l’emploi de moteurs synchroniques; après avoir été en-service ou en expérience pendant quelque temps, ils furent abandonnés.
- Les appareils désignés plus particulièrement sous le nom de té-lautographes sont basés sur un principe différent; ils mettent directement en rapport l’expéditeur et le destinataire, comme le font les téléphones ; l’écriture d’un correspondantestretracée sous les yeux de l’autre au fur et à mesure de sa formation : ils permettent de réaliser ainsi une véritable conversation écrite et authentique illustrée de croquis, dessins, etc.
- Le premier télautographe a été imaginé, en 1857, par M. Émile Lacoine.
- Tout récemment, M. Elisha Gray est parvenu à établir un appareil qui résout pratiquement le problème.
- Des essais ont été faits-en décembre 1894 entre Paris et Londres ' et les résultats ont été'des plus satisfaisants.
- M. Elisha Gray aurait, paraît-il, imaginé un appareil qui ne ; nécessite que deux conducteurs. • S’il en était ainsi, lé télautographe deviendrait bientôt le complément de toute installation téléphonique.
- Télégraphes à transmissions multiples. — Utilité des ' télégraphes à transmissions multiples:-— Dans tout système de télégra-
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- phie électrique, le fil de la ligne reste sans emploi pendant la fraction des intervalles séparant les signaux, qui ne sert pas à la décharge de la ligne. La manipulation automatique diminue ces pertes de temps, relativement énormes, mais la durée de la manipulation automatique est encore bien supérieure à celle qui est indispensable pour le passage des signaux.
- La transmission multiple a pour objet d’utiliser, dans une certaine mesure, les intervalles pendant lesquels le fil reste libre, en les consacrant à d’autres transmissions par le même fil.
- Le premier mode de transmission multiple a été imaginé par M. Rouvier en 1858 ; un autre est dû à M. Meyer qui l’a réalisé en 1872. Deux ans après, en 1874, M- Baudot construisit son télégraphe imprimeur à transmissions multiples. A la même époque M. Elisha Gray a imaginé son télégraphe harmonique ; plus récemment, en 1886, M. Delany a fait connaître un mode de transmission multiple.
- Dans chacun de ces systèmes on doit avoir aux extrémités de la ligne deux commutateurs synchroniques dans leurs mouvements et qui règlent le jeu des manipulateurs.
- Télégraphe imprimeur à transmission multiple, de M. Baudot. — Le télégraphe-imprimeur à transmission multiple de M. Baudot est certainement l’appareil le plus ingénieux qui existe. II. est employé aujourd’hui en France sur un grand nombre de lignes de l’Etat et compte de nombreuses applications à l’étranger.
- Le premier appareil deM. Baudot a été breveté en juin 1874 et a été mis à l’essai en 1875 sur un fil partant de Paris passant par le Havre et Lisieux revenant à Paris et prenant terre à Versailles (550 km). En 1877, deux appareils à cinq transmissions, ont été mis en service sur la ligne de Paris à Bordeaux. Ces appareils ont figuré à l’exposition de 1878. En 1879, deux nouveaux appareils quadruples ont été mis en service sur la ligne de Paris à Bordeaux, puis plus tard sur la ligne de Paris à Lyon où ils donnent une vitesse de transmission de 40 à 50 dépêches de 20 mots par clavier et par. heure.
- Depuis l’année 1879, l’appareil de. M. Baudot a reçu de la part de son-inventeur de nombreux perfectionnements et les modèles-actuels réalisent tous les avantages que peut donner le système
- Les opérations que comporte le fonctionnement d’un télégraphe-imprimeur, se résument comme suit : , - vc
- Au poste de départ: 1° formation, préparation du signal sim-
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- plie on composé destiné à représenter les lettres ; 2° transmission d’une on plusieurs émissions de courant dont le nombre, le sens, la. durée, l’espacement, etc., correspondent au signal formé et qu’il s’agit de transmettre à l’autre extrémité de la ligne.
- Au poste d’arrivée : 3° réception des courants et reproduction du signal formé au départ; 4° traduction du signal et impression de la lettre qu’il représente,
- . Dans le système Baudot le signal est formé au moyen de cinq leviers ou touches manœuvrés par les doigts de l’opérateur qui, à volonté, les abaisse ou les laisse au repos. Chacune des touches abaissée séparément constitue un signal simple distinct. Deux ou plusieurs de ces touches abaissées simultanément permettent de constituer autant de signaux composés distincts qu’il est possible d’effectuer de combinaisons à l’aide de cinq touches. Chacun des signaux, simple ou composé, sert à représenter une lettre. Le signal étant préparé par l’abaissement des touches suivantune Combinaison déterminée, des courants sont alors auto-xiquement transmis sur la ligne, le sens de ces courants ainsi que leur durée et leur nombre étant obtenus par cette combinaison même.
- À l’arrivée, les courants électriques actionnent des organes mobiles en nombre égal à celui des touches du poste de départ et correspondant respectivement à celles-ci. Le signal, simple ou composé, préparé au moyen des touches du poste de départ, se trouve ainsi reproduit par les organes mobiles du poste d’arrivée, qui le cèdent bientôt à un mécanisme spécial, lequel l’emmagasine d’abord et le traduit ensuite en un caractère typographique imprimé sur une bande de papier.
- Cette traduction et cette impression s’effectuent à l’aide d’organes indépendants de ceux qui servent à la réception proprement dite, il en résulte que ces opérations toutes locales n’entravent pas le travail de la ligne qui, pendant ce temps, peut être utilisée pour la transmission d’autres signaux.
- Télégraphe imprimeur multiple, de M. Munier. — M. Munier a cherché une disposition permettant de grouper plusieurs appareils Hughes ou multiples sur un même fil pour les moments où le service est encombré.
- L’appareil multiple se transforme instantanément en appareil simple et réciproquement. La simplicité de la manipulation permet de pousser la vitesse des appareils à son maximum soit en
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- moyenne à 150 tours par minute. D’où, pour un quadruplex une production de 600 lettres par minute au lieu de 180 lettres environ par le Hughes simple.
- Appareils divers. — Sténo-télégraphe de M. Cassagnes. — M. Cassagnes a imaginé des appareils très ingénieux pour l’application de la sténographie mécanique à la télégraphie. M. Cassagnes est parti de l’appareil de sténographie mécanique Michela à l’aide duquel on inscrit, à la vitesse de la parole, sur une bande de papier, par l’abaissement d’une ou de plusieurs touches d’un clavier, des signes sténographiques représentant les sons phoniques d’un discours.
- Systèmes d'appareils télégraphiques automatiques universels. — M. Meyer s’est proposé de combiner un appareil exécutant la double fonction d’enregistrer un télégramme, comme le fait un récepteur ordinaire et de préparer les éléments pouvant servir à sa retransmission. Il s’ensuit que tout télégramme reçu par le récepteur composteur est automatiquement retransmissible sans •autre préparation que celle résultant du fait même de la réception.
- C’est, comme-on le voit, la composition automatique substituée à la composition manuelle du télégraphe Wlieatstone.
- La transmission électrique automatique avec composition à l’arrivée des moyens de reproduire la même transmission peut également être réalisée par les appareils Baudot et Munier, à l’aide de dispositifs très simples et sans modification sensible des appareils: existants.
- Télégraphe phonopore de M. Langdon Davies ( 4884-). — Le phonopore est constitué par un ensemble de quelques appareils qui, étant ajoutés aux appareils ordinaires des postes et télégraphes, permettent de doubler le rendement de la ligne.
- Le principe du système est le suivant :
- Sur la ligne télégraphique, on place aux postes de réception en dérivation des appareils phonoporiques qui sont combinés de manière à être actionnés par des courants ondulatoires de haute tension. Ces courants sont sans action sur les appareils télégraphiques ordinaires, et l’on conçoit dès lors qu’on puisse correspondre à la fois sur la même ligne à l’aide des appareils ordinaires et des appareils phonoporiques.
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- Télégraphie et téléphonie simultanées. — Divers systèmes ont été inventés dans le but de permettre de transmettre simultanément par un même fil des dépêches télégraphiques et téléphoniques. Parmi ces systèmes, celui de M. Yan Rysselberghe a paru jusqu’alors donner les meilleurs résultats pratiques. Tout le système repose sur le principe suivant: lorsqu’on supprime la brusquerie des émissions et des extinctions des courants, ceux-ci deviennent inauditibles au téléphone.
- Transmission sans fils conducteurs des signaux télégraphiques à travers l'espace.— Le système que vient d’inventer M. Marconi résout le problème de la télégraphie sans fils.
- Il produit des ondes électriques ou hertziennes de haute fréquence qui traversent l’espace et sont recueillies par un relais d’une extrême sensibilité.
- Il est remarquable que les collines ou autres obstacles visibles n’empêchent pas la propagation des ondes.
- Avec l’invention de M. Marconi, nous arrivons à la télégraphie dans sa plus grande simplicité, puisqu’il n’est plus besoin de fils conducteurs. Les expériences qui ont été faites permettent d’espérer que cette invention ne restera pas dans le domaine scientifique.
- Télégraphie sous-marine. — La télégraphie sous-marine reçut, dès 1850, un commencement d’application, mais le câble posé par Jacob Brett entre Calais et Douvres, fonctionna une nuit seulement et fut coupé.
- C’est en 1852 que Wollaston et Crampton réussirent à immerger un câble entre Douvres et Calais, et le résultat obtenu fut excellent. En 1854, Cyrus Field se mettait à la tête d’une puissante Compagnie pour poser le premier câble entre l’Irlande et Terre-Neuve.
- Aujourd’hui, les câbles sillonnent toutes les mers, et c’est grâce à notre Collègue, M. Ylasto, qu’une importante usine pour la fabrication des câbles sous-marins fut établie à Calais. Cette usine qui appartient maintenant à la Société industrielle des téléphones nous a permis de nous affranchir du monopole des Anglais.
- Le développement de la télégraphie sous-marine est dù surtout à Lord Kelvin qui fit de longues études sur les câbles et qui créa pour la circonstance, d’abord son galvanomètre marina réflexion, puis l’enregistreur automatique appelé siphon recorder.
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- Pour mieux utiliser les câbles, on les a duplexés et nous signalerons entre autres l’appareil de M. Muirliead parmi ceux qui ont permis d’obtenir cet important résultat.
- Dernièrement, M. Cuttriss, en Amérique, a introduit un nouveau système de récepteur imprimeur qui est un grand perfectionnement sur le siphon recordèr.
- Sources d’électricité. — Jusqu’à ces dernières années, le courant électrique nécessaire pour faire fonctionner les appareils télégraphiques, étaient exclusivement produits par des piles. Aussi, dans les grands bureaux télégraphiques centraux où viennent aboutir de nombreuses lignes, il fallait, pour assurer le service, installer des batteries ayant un nombre considérable d’éléments; c’est.ainsi qu’au bureau central de Paris, on comptait encore, avant 1892, plus de 10000 éléments Callaud grand modèle.
- L’emploi d’accumulateurs ayant présenté des avantages incontestables, les piles ont fait place aux accumulateurs dans les postes télégraphiques importants.
- C’est à notre ancien Collègue Leclanché qu’est due la pile de ce nom encore en usage aujourd’hui dans les postes secondaires et dans les Compagnies de chemins de fer.
- Renseignements statistiques. — Le service télégraphique exigeant, plus que tout autre, de la part des fonctionnaires, des garanties de moralité et de scrupuleuse discrétion, la télégraphie pouvant d’ailleurs être utilisée comme moyen d’action politique, bon nombre de gouvernements se sont réservé le monopole des transmissions télégraphiques ; dans quelques pays, tels que l’Angleterre et les États-Unis, la télégraphie a été confiée à des Compagnies libres, mais l’État conserve la priorité pour ses dépêches et le droit d’interrompre ou de suspendre le cours des dépêches privées.
- C’est le 1er mars 1851, que le télégraphe électrique fut mis en France à la disposition du public.
- En 1852, le nombre des dépêclies transmises annuellement s’élevait à. . . 48105
- En 1858, — — ... 463000
- En 1897, — — . . . 46 382 390
- Au 1er janvier 1898, la longueur des lignes télégraphiques du monde atteignait 8 205 307 km, savoir :
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- Lignes terrestres.
- En Europe.................... 2 841 326 \
- En Asie...................... 500 203 ]
- En Afrique................... 160 065 [ 7 903 377 km
- En Australie................. 35.0141 l
- En Amérique.................. 4 051642 /
- Lignes sous-marines.
- 1 500 câbles en service d’un développement de. 301 930 km Total....................................... 8 205307 km
- Le tableau ci-dessous donne divers renseignements en ce qui concerne la France et l’Algérie.
- France et Algérie Statistique au 4er janvier 4897.
- Longueur des lignes du réseau entier en kilo-
- mètres ..... Développement des fils conducteurs en kilo- 103 052
- mètres 346 028
- Nombre de bureaux ouverts au service intérieur
- et international.. 12 337
- Nombre d’appareils \ en service. . . . ) Système Morse. . Système Hughes. Autres systèmes. 13 255) 811 7 254) 21 320
- Personnel. . . . . 34 520
- Nombre de télégrammes expédiés ou reçus. . . 46 382 390
- Recettes . . . f. 33 385 706
- II. — TÉLÉPHONIE
- , Historique. — L’idée de transmettre des sons à distance est très ancienne; d’après M. Preece, Robert Hooke, en 1667, décrivit d’une façon très nette le téléphone à ficelle. En 1819, Wheatstone appela l’attention sur ce fait et construisit sa lyre magique. Puis,
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- deux physiciens américains, Henry et Page, découvrirent, en 1837, que des tiges de fer soumises à des changements rapides d’aimantation émettaient des sons. En 1843, de la Rive amplifia les sons de Page, en employant de longues tiges de fer placées dans des bobines.
- En 1847 et en 1852, les travaux exécutés par MM. Froment et Petricia sur les vibrations électriques combinées, par MM. Ma-caulay, W agner et Nief, pour la production des sons musicaux, prouvaient que le problème de la transmission des sons à distance était réalisable.
- Enfin, en 1854, M. Charles Bourseul publia une note sur la possibilité de la transmission électrique de la parole à distance.
- En 1855, M. Léon Scott, ouvrier mécanicien de Martinville, inventa le pbonautographe composé en principe d’une peau tendue vibrant sous l’action de la voix. Cette découverte et celle de Page fournissent les deux organes essentiels du téléphone : le transmetteur et le récepteur.
- En 1860, M. Reis inventa le premier appareil permettant la transmission à grande distance de la mélodie musicale.
- En 1874, M. Elisha Gray construisit un téléphone musical très perfectionné.
- Enfin, le même jour, le 14 février 1876, Graham Bell, de Boston et Elisha Gray, de Chicago, présentèrent à l’Office des patentes des demandes de brevets renfermant fin résumé de leurs travaux sur la téléphonie.
- Yers la même époque, Edison inventait le téléphone à pile avec bobine d’induction. Mais la téléphonie n’aurait pas reçu les grandes applications d’aujourd’hui, si M. Hughes n’avait pas inventé le microphone en 1877.
- Téléphones. — L’année qui suivit sa découverte, M. Graham Bell fit connaître la forme définitive du téléphone, forme qui a peu varié depuis.
- Le fonctionnement des téléphones repose sur les principes bien connus de l’induction. Si l’on fait vibrer une plaque de fer doux dans le voisinage d’un aimant, dont l’un des pôles est entouré de fils conducteurs, le champ magnétique de cet aimant variera et la bobine se trouvera alors être le siège de courants d’intensité variable qui, circulant sur la ligne, modifieront le champ magnétique d’un aimant par l’intermédiaire d’une bobine et c’est la modification de ce. champ magnétique qui, à -son tour, fera
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- vibrer, à l’unisson de la première, la plaque de fer doux placée dans le voisinage de l’aimant.
- Diverses combinaisons très intéressantes ont été faites avec des téléphones magnétiques. Notre ancien Collègue, M. de Bran ville, a particulièrement étudié cette question, surtout au point.de vue militaire, et il est arrivé à d’excellents résultats. ’
- Postes micro-téléphoniques. — La découverte du microphone. par Hughes devait résoudre complètement la question de la téléphonie. Le microphone jouit de la propriété d’amplifier considérablement les sons et c’est, en 1876, qu’Edison créa le téléphone à charbon qu’il a appelé le micro-téléphone ; on a ensuite complété le système en transformant les courants de pile modifiés par le microphone en courants induits à haut potentiel, en leur faisant traverser l’hélice primaire d’une bobine d’induction, laissant aux courants induits développés dans l’hélice secondaire le soin de traverser la ligne et d’agir sur.le récepteur.
- Un poste micro-téléphonique se compose d’un microphone, d’un ou deux téléphones récepteurs et des appareils accessoires, sonnerie, bouton d’appel, commutateur, pile et, le plus souvent, une bobine d’induction.
- Applications. — Les applications de la téléphonie sont fort nombreuses.
- Par la création de postes centraux pourvus d’appareils spéciaux dont le commutateur multiple est un des plus perfectionnés, on a pu établir des services de téléphonie urbaine et même interurbaine. Aujourd’hui, on correspond facilement de Paris à Marseille et de Paris à Londres, mais pour que la conversation ne soit pas troublée par des phénomènes extérieurs, il est nécessaire d’employer deux fils conducteurs que l’on croise de distance en distance, tous les 500 m ordinairement, afin d’éviter les courants d’induction provenant des fils placés dans le voisinage.
- Dans les chemins .de fer, dans les mines, les chantiers de travaux publics, dans les services des sapeurs-pompiers, partout enfin où il est nécessaire de transmettre rapidement des ordres, on fait usage du téléphone qui est, de tous les appareils de correspondance, le plus complet et le moins coûteux.
- - Nos Collègues, MM. Dumont et Bernheim, ont présenté à la Société, en 1893, une très intéressante communication sur l’emploi’ du téléphone dans les chemins de fer.
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- La téléphonie militaire est également appelée à jouer un rôle important sur le terrain et notre Collègue, le capitaine Charollois, nous a tenus au courant de cette importante question.
- Citons également le poste militaire portatif de notre ancien Collègue, M. de Branville, qui a étudié cette question avec la compétence que l’on sait.
- Une application intéressante du téléphone est le théâtrophone. Il s’est créé, à Paris, une Société qui, moyennant un abonnement, installe chez les abonnés de Paris et de la banlieue des appareils permettant d’entendre à domicile les représentations de différents théâtres. Chaque soirée d’audition donne lieu, en outre, à la perception d’une taxe fixe.
- Cette même Société a également installé, en divers lieux publics, des théâtrophones à perception automatique.
- Renseignements statistiques. — D’après une statistique publiée par une revue anglaise, le nombre des téléphones en service, au 1er janvier 1898, serait de près d’un million et demi,
- dont :
- En Europe .................................... 500000
- En Amérique............................ 900000
- Et dans les autres parties du monde . ........ 100 000
- Ensemble ...... 1500000
- Si l’on admet que chaque téléphone en service corresponde à environ 2 km de fil, ce qui est à peu près la moyenne résultant des renseignements que nous possédons, on pourrait donc assigner aux réseaux téléphoniques un développement total d’environ 3 millions de km de fil conducteur.
- Le tableau ci-dessous donne divers renseignements en ce qui concerne la France. :
- Statistique au Ie1' janvier 1896. I. — Réseaux urbains.
- Nombre de réseaux exploités par l’État v . . 407
- Longueur en kilomètres des lignes ..... 13727
- Développement en kilomètres des fils en service et en réserve................ . 68913
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- II. — Circuits interurbains.
- Nombre de circuits......................... . 567
- Longueur des lignes en kilomètres............. 15 271
- Développement des fils en kilomètres .... 41 077
- III. — Stations et postes.
- Nombre de stations centrales . . . . 419 \
- Nombre de cabines publiques . . . 762 ! 32100
- Nombre de postes d’abonnés .... 30919 )
- IY. — Personnel ........................................ 1 963
- Y. — Conversations.
- Urbaines ........ 76096860) 77^o o7o
- Interurbaines............. 1422018 'j
- YI. — Recettes . . .......................s . . . 10 514169 f
- 10 232 890 f
- YII. — Dépenses,
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- APPLICATIONS DI L ÉLECTRICITÉ
- AUX. CHEMINS DE FEE
- PAR
- aîTÿ&f" •
- M. E. HUBOU
- Le développement des chemins de fer et l’accroissement incessant de leur trafic ne sont devenus possibles que grâce au concours de l’électricité.
- Le but de cette note est de rappeler comment on a utilisé l’électricité au début des chemins de fer, d’indiquer son rôle actuel, et de laisser entrevoir les puissants moyens d’action qu’elle peut, dans l’avenir, apporter encore à l’activité de leur exploitation.
- Nous passerons successivement en revue ses différents emplois en commençant par les appareils de correspondance.
- Télégraphie. — L’invention du télégraphe électrique est contemporaine de la création des chemins de fer, et les premières lignes télégraphiques ont été installées le long des voies ferrées. Il est donc naturel que l’attention des Ingénieurs ait été attirée sur l’application du télégraphe dès son apparition.
- Le télégraphe électrique de Gooke et Wheatstone, expérimenté en Angleterre en 1837, fut utilisé par Robert Stephenson en 1840, pour l’exploitation de la ligne de Londres à Blackwall.
- L’appareil de Wheatstone d’abord à cinq, puis à deux aiguilles, et finalement à une seule se complétait par une sonnerie d’alarme à mouvement d’horlogerie. Il fut l’objet de plusieurs perfectionnements à la suite desquels Wheatstone imagina, en 1840, le télégraphe à cadran.
- Installé d’abord en France sur le chemin de fer de Saint-Germainpar Er. Gouin, Ingénieur de la traction et des ateliers, l’appareil Wheatstone fut remplacé bientôt par le télégraphe à cadran Breguet. ; ,
- Le télégraphe à cadran est maintenant presque totalement abandonné; on l’utilise cependant encore sur certaines lignes de l’Or-,
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- léans et de l’Ouest, et aussi dans quelques cas spéciaux, par exemple pour des postes facultatifs ou des postes de secours en pleine voie.
- A la même époque que Wheatstone, en 1838, Morse créait son • télégraphe universellement connu. Dès son apparition, cet appareil fut appliqué sur presque toutes les lignes des États-Unis. Il ne commença à s’introduire en Europe que vers 1855, et peu à peu les Gouvernements et les Compagnies abandonnèrent les télégraphes à aiguille et à cadran pour l’adopter. Les Compagnies du Nord et de l’Est furent en France les premières à s’en servir pour la correspondance entre les gares et les stations.
- Le télégraphe Morse a, sur les précédents, le mérite d’être plus rapide et de garder une trace écrite des dépêches transmises ; il permet donc de déterminer les responsabilités des agents chargés de sa manipulation. C’est à cette seule supériorité sur ses devanciers ou contemporains, qu’il doit encore son maintien exclusif dans toutes les Compagnies, 60 ans après son apparition.
- Le télégraphe est employé pour communiquer rapidement d’une gare à une autre toutes les indications qui se rapportent à la circulation des trains. La correspondance s’effectue au moyen de' fils télégraphiques classés en fils directs, reliant les gares de premier ordre, en fils semi-directe reliant les gares de second ordre et en fils omnibus desservant toutes les stations.
- Chacune d’elles comporte, suivant son importance, un poste télégraphique installé pour le nombre de directions à desservir. Celui-ci se compose essentiellement des organes suivants : pile, manipulateur, récepteur, boussole, paratonnerre, sonnerie d’avertissement avec relais, commutateurs de pile et de ligne. Les postes peuvent ën outre, suivant les cas, être munis de parleurs pour livrer la communication directe à deux correspondants et avertir le stationnaire de la fin des transmissions; de rappels par inversion de courant; d’un rappel général avec relais permettant d’intercaler toute une série de bureaux dans le circuit d’un même fil, en donnant à chacun, la faculté de passer directement une dépêche à l’un quelconque des autres.
- En Amérique, le télégraphe est beaucoup plus employé qu’en Europe ; en outre de la correspondance entre les gares, il -sert en particulier au moyen d’un fil spécial à régler tout le mouvement des trains sur un ensemble de lignes constituant une section. ‘VLa télégraphié électrique est devenue une des bases esseii-
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- tielles de la sécurité de l’Exploitation ; les précautions en nombre infini qu’il est nécessaire de prendre pour assurer la circulation des trains ne sont réalisables que par. la facilité que les agents ont de correspondre entre eux, et l’on peut affirmer que les chemins de fer n’auraient pu atteindre au développement actuel, sans cet auxiliaire devenu indispensable.
- Appareils de contrôle. — En même temps que le télégraphe, les Compagnies appliquèrent bientôt l’électricité au contrôle des signaux ou du fonctionnement de certains appareils placés sur la voie.
- A la sonnerie électrique, employée tout d’abord dans ce but, sont venus s’ajouter les répétiteurs optiques, les contrôleurs d’aiguilles (dont le premier type a été imaginé par notre Collègue Lartigue), les photoscopes (contrôleurs des feux de signal), les contrôleurs de vitesse des trains, etc.
- Dans certains cas la fermeture du circuit électrique dans lequel est intercalé l’avertisseur, optique ou acoustique, est produite par le train lui-même, à l’aide de pédales ou de contacts frotteurs.
- De nombreux transmetteurs électriques ont été, pendant bien des années, essayés avant qu’on en ait pu trouver qui résistent à un service prolongé. Mais des progrès importants ont été réalisés. Nous citerons, en particulier, les pédales de nos Collègues Guillaume, Chaperon et de Baillehache,. et le contact isolé (ou crocodile) de la Compagnie du Nord.
- Appareils de correspondance. — En dehors des portes télégraphiques proprement dits, il est souvent nécessaire de mettre en correspondance des postes, placés à une bifurcation ou à l’intérieur d’une gare, qui doivent recevoir des ordres bien définis et presque toujours identiques. On emploie à cet effet des appareils plus simples que les télégraphes ordinaires, partant plus rapides et comportant un certain nombre de phrases inscrites d’avance sur leurs voyants. On peut citer comme types les appareils à guichets dont le nombre des boutons est égal a celui des ordres à transmettre, et les appareils de notre ancien Président Jousse-lin. Ces derniers sont.fréquemment utilisés; ils se composent d’un transmetteur et d’un récepteur identiques dont les aiguilles se meuvent sur un cadran en donnant les mêmes indications aux deux postes en correspondance.
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- Téléphonie. — Le téléphone est l’appareil de correspondance par excellence. Il était naturel que, dès son apparition, il fût appliqué sur les chemins de fer dont il est devenu un auxiliaire précieux. Ses emplois sont aujourd’hui très variés ; ils peuvent être classés en cinq catégories ainsi que l’a indiqué M. G. Dumont dans un mémoire très complet présenté à la Société en mars 1893.
- 1° Application du téléphone pour les communications intérieures. — Le téléphone sert en particulier dans les bâtiments d’administration et les principales gares, sièges d’inspections régionales.
- 2° Relations des gares avec les réseaux des communes. — Le téléphone facilite ainsi singulièrement les relations entre les Compagnies et les voyageurs, expéditeurs ou destinataires de marchandises (1).
- 3° Relations dans les gares et leurs dépendances. —- Dans les gares on fait actuellement un fréquent usage du téléphone pour relier le chef de service avec la petite vitesse, le dépôt, les ateliers, les différents postes d’enclenchement ou d’aiguilleurs, le triage des wagons, etc., et pour mettre ceux-ci en correspondance.
- Certaines gares sont maintenant pourvues d’un véritable réseau téléphonique avec poste central et des postes secondaires permettant d’échanger des renseignements utiles de toute sorte, et même de donner des ordres n’intéressant pas directement la sécurité de l’exploitation. Les dépêches téléphonées, qui peuvent engager la responsabilité des agents qui les transmettent et de ceux qui les reçoivent, sont inscrites sur un registre spécial tenant lieu de procès-verbal télégraphique et elles sont, de plus, collationnées par les agents. .
- 4° Relations de gares à gares. —Nous avons des exemples nombreux de petites lignes d’intérêt local qui ont trouvé avantageux de remplacer le télégraphe par le téléphone.
- Pour les grands réseaux,, il est dès maintenant une annexe très utile du télégraphe Morse : nous trouvons une application intéressante de l’association du téléphone et du télégraphe sur la ligne de Vincennes.
- (1) En Suisse, les gares et les communes même de faible importance sont reliées au réseau téléphonique. Grâce à cette facilité de communication, la Compagnie du Jura-Sim-plon organisait dernièrement en quelques heures et mettait en marche un train complet de pèlerins qui s’arrêtait à certains passages à niveau pour prendre les voyageurs des communes avoisinant la ligne, prévenus seulement dans la matinée. .
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- 5° Relations des agents de la Voie et des trains avec les trains ou des agents de la Voie entre eux. — Le téléphone peut servir â créer des postes de secours en pleine voie et à établir des relations entre les passages à niveau-et les gares voisines.
- Gomme on le voit, le téléphone donne le moyen de réaliser toutes les communications possibles entre les divers postes, des gares, de gare à gare et d’un point quelconque de la voie avec un autre point de la voie ou avec les postes télégraphiques-voisins.
- Les transmissions téléphoniques sont, il est vrai, fugitives, mais il en est de même avec tous les appareils de correspondance autres que le télégraphe Morse ; elles ont, par contre, de nombreux avantages.
- Actuellement, des raisons sérieuses militent en faveur du maintien du télégraphe. Mais quand les habitudes auront été prises et que l’emploi du téléphone aura de plus en plus été généralisé, ainsi qu’on tend à le faire, on peut prévoir, dans un avenir plus ou moins prochain, que le téléphone prendra la place du télé-j graphe. L’autorisation que la Compagnie du Nord a reçue tout récemment de faire progressivement cette substitution sur tout son réseau permettra de juger les résultats de cette innovation.
- Protection des trains en marche (Block-System).
- La protection des trains en marche a été de tout temps la préoccupation incessante des Compagnies. Au début, on espaçait les départs des trains par un intervalle de temps variant de 10 à 2 minutes, suivant les cas. Mais on a reconnu unanimement que ce moyen présentait des inconvénients. On a donc été amené à ne laisser partir un train que quand le précédent avait parcouru une distance kilométrique connue. C’est le principe du Block-system qui remplace l’intervalle de temps par l’intervalle des distances : son emploi est maintenant considéré comme la condition sine qua non de la sécurité d’une exploitation un peu active et nous devons par conséquent faire ici un rapide historique de^ cette application importante de Téïecfricité.
- Dès 1842, peu après les premiers essais du télégraphe en Angleterre, sir William Cooke, l’associé de Wheatstone, exposa les principes du block-system dans son ouvrage « les Noies de fer télégraphiques ou1 les lignes de chemins de fer recommandées au triple point d'e vue de la sécurité, de l’économie et du trafic
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- étendu auquel elles' peuvent prétendre avec le secours et le contrôle du télégraphe électrique ».
- Cooke divisait toute la ligne en sections et plaçait dans chacun des postes qui constituent une section deux appareils électriques en rapport, l’un avec le poste de droite, l’autre avec celui de gauche. Son système était alors fondé sur l’emploi du télégraphe à aiguilles de Wheatstone et d’un timbre d’alarme, signalés plus haut, permettant une correspondance rapide entre les agents de deux postes consécutifs et rendant possible la circulation dans les deux sens sur une seule ligne. C’est, en effet, pour les lignes à voie unique que Cooke préconisa le block-system. Son livre donne le principe essentiel et fondamental de l’espacement des trains dans des cantonnements invariables et fixes, substitué aux appréciations variables et incertaines du temps nécessaire à les parcourir, avec interdiction absolue de laisser pénétrer un train dans une section avant que le précédent l’ait quittée.
- L’idée de l’associé de Wheatstone fut bientôt appliquée pour l’exploitation des voies ferrées ; elle a passé par trois phases que nous allons examiner séparément.
- 4° Systèmes à appareils de correspondance absolument indépendants des appareils extérieurs. — Dès que le premier télégraphe alphabétique Wheatstone eut été introduit en France et appliqué sur la ligne de Saint-Germain, notre Collègue, M. Régnault, chef du mouvement de cette ligne, chargé des appareils télégraphiques, construisit un appareil indicateur de la marche des trains combiné avec un appareil de secours.
- En '1852, Walker, Ingénieur électricien du South Eastern Rail-way, imagina dans le même but son timbre électro-magnétique à simple battement produisant des signaux acoustiques variés dans les postes de signaleurs et devant être répétés ensuite au poste transmetteur.
- Yers la même époque, on employait également des appareils à aiguille et des appareils à cadran pour correspondre entre les postes de block-system; les indications « Yoie occupée » et « Yoie libre » étaient inscrites sur le cadran, au-dessus des lettres de l’alphabet.
- En 1852 également, Tyer construisit son premier appareil de bloc. Au début, son système était automatique et il employait des pédales. En 1854, il remplaça celles-ci par des boutons-poussoirs placés sur l’appareil et actionnés par les agents
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- eux-mémes. En ajoutant à ces appareils un timbre d’avertissement et un bouton d’appel, il constitua ainsi dans ses principaux éléments l’appareil tel qu’il a été établi et utilisé jusqu’à ces dernières années. Dans ces conditions, cet appareil présente beaucoup de points de ressemblance avec celui de M. Régnault, qui a le mérite de l’antériorité.
- En 1862, W. Preece rendit plus claires et plus faciles pour les agents les manipulations des appareils de correspondance en employant des sémaphores électriques en miniature identiques aux appareils extérieurs de la Voie. Il introduisit en même temps, pour la première fois, le perfectionnement optique du signal répétiteur ou de l’accusé de réception donnant au poste transmetteur l’assurance que son signal est bien arrivé et a produit au poste récepteur le mouvement qu’il devait produire sur le petit sémaphore.
- En 1853 avait été appliqué le système du bloc à trois fils de Ed. Clark, considéré d’abord comme le plus sûr. Mais Walker, Preece et Tyèr n’employèrent plus bientôt qu’un seul fil. Le système à trois fils est cependant resté en faveur sur plusieurs lignes anglaises et est encore appliqué, en particulier avec l’ap-reil de Spagnoletti, Ingénieur du Great Western Railway. Quel que soit le système employé, l’exploitation des lignes de bloc se fait toujours en Angleterre par sections normalement fermées.
- L’appareil Tyer fut importé en France à l’Exposition universelle de. 1855 et reçut sa première application au tunnel de Blaisy-Bas. Son emploi s’est généralisé sur la Compagnie de Lyon, qui a remplacé la sonnerie d’appel par un avertisseur Jousselin, ce qui a pour avantage de doubler ainsi le poste Tyer d’un télégraphe sommaire n’exigeant pas de fil spécial.
- Le système de M. Régnault, adopté par les Compagnies de l’Ouest et du Midi, a été, de la part de son inventeur, l’objet de nombreux perfectionnements, et son emploi a été minutieusement décrit dans les mémoires que l’auteur a présentés à la Société en 1854 et en 1867.
- Tous les appareils précédents présentent le grave inconvénient d’être indépendants des signaux à vue ; rien n’empêche le stationnaire d’un poste de négliger de manœuvrer ces derniers pour les mettre en concordance avec les indications données par les aiguilles.
- 2° Solidarité entre les appareils de block-system et les signaux à vue.
- •— C’est en 1872 que nous voyons paraître simultanément de
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- nouveaux appareils de bloc réalisant le principe de la solidarité entre les signaux à vue et les appareils électriques. Ce sont les éloetto-sémapliores de Siemens et Halske, et ceux de Lartigue, Tesse et Prudhomme.
- Notre ancien Collègue Lartigue a présenté ses appareils à la Société en 1873 et en 1877. Ils reposent sur l’emploi de l’électro-aimant Hughes. La manœuvre de mise à l’arrêt de la grande aile du sémaphore produit l’enclenchement mécanique de celle-ci et le déclenchement électrique du petit bras correspondant du poste en avant auquel est ainsi annoncé l’expédition d’un train. La grande aile qui couvre la section à l’entrée est déclenchée électriquement et remise à voie libre par l’agent du poste de sortie qui remet à la verticale le petit bras de son sémaphore et le réenclenche mécaniquement. Dans l’un et l’autre cas, annonce à l’avant ou déblocage à l’arrière, chaque agent reçoit un signal automatique en retour, ou accusé de réception, lui donnant le contrôle de la manœuvre réellement produite. Enfin les agents peuvent correspondre entre eux au moyen d’un commutateur annexe transmettant un certain nombre de signaux conventionnels faits par la sonnerie trombleuse.
- Le principe de la solidarité entre les signaux électriques et optiques une fois adopté et les règlements recommandant expressément aux agents de ne jamais débloquer une section à l’arrière avant d’avoir préalablement bloqué celle qui est à l’avant du poste, on arriva bientôt à l’idée du block-system enclenché, de manière à forcer ces agents à bien faire la manœuvre des signaux dans l’ordre prescrit.
- De nouveaux appareils ont été créés, ceux existant déjà ont été perfectionnés de manière à réaliser ces enclenchements ; il nous reste donc à dire quelques mots de la situation actuelle.
- Le premier bloc enclenché a été celui de Sykes appliqué dès 1875 en Angleterre sur le London, Chatam and Dover Railway. A la suite de l’Exposition d’électricité de 1881,1a Compagnie de Lyon modifia ses appareils de bloc de manière à répondre aux objections que soulevait l’application de l’ancien système. Le nouvel appareil qu’elle a créé est une combinaison des appareils Tyer et Sykes et a été étudié par deux de nos Collègues, MM. Jousselin et Chaperon et par M. Rodary.
- Actuellement, chaque poste de bloc est considéré comme une station ; il est couvert par un signal avancé de protection que le règlement prescrit de maintenir à l’arrêt tant que l’aile du sémaphore du bloc est horizontale *
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- MM. Jousselin, Chaperon et Rodary, au moyen d’enclenchements mécaniques et électriques, réalisent la dépendance absolue entre les signaux de la voie et les appareils électriques et solidarisent trois postes A, B, C de cantonnement ou deux sections consécutives.
- Leur système est caractérisé par l’enclenchement automatique du sémaphore une fois mis à l’arrêt, par l’annonce automatique du train expédié, par l’obligation de mettre à l’arrêt les signaux pour rendre la voie libre, par l’impossibilité de pousser deux fois de suite le bouton de remise à voie libre, de telle sorte que le stationnaire du. poste B peut bien rendre voie libre à Barrière au poste A quand il a couvert le train qui a passé à son poste mais ne peut plus le faire une seconde fois : il faut,-pour cela, qu’il ait reçu lui-même auparavant voie libre du poste C.
- A cet appareil est toujours adjoint l’appareil de correspondance Jousselin.
- Le système de bloc P.-L.-M. résout complètement le problème de la protection des trains en marche. Mais chaque bloc constituant un véritable poste d’enclenchement, la Compagnie ne l’a adopté que sur les sections de lignes à circulation tout à fait exceptionnelle et aux abords des plus grandes gares. Elle a préféré conserver, en général, ses appareils Tyer en les complétant par un appareil spécial résolvant la partie principale .du problème, c’est-à-dire leur solidarisation avec les signaux sémaphoriques.
- La Compagnie de l’Ouest a réalisé le même programme du bloc enclenché en conservant les appareils de Régnault, mais en les complétant : 1° par l’enclenchement du signal avancé et du signal d’arrêt absolu ; 2° par une serrure électrique et un verrou d’arrêt empêchant l’agent d’un poste d’effacer ses signaux tant que la section engagée n’a pas été débloquée électriquement par le poste de sortie; 3° par un relais électrique empêchant l’agent d’un poste de rendre voie libre au poste précédent avant d’avoir lui-même fermé ses signaux à vue.
- Les Compagnies de l’Est,du Nord et de l’Orléans ont adopté les sémaphores Lartigue, Tesse et Prudhomme, modifiés cependant à la Compagnie d’Orléans, de manière à obtenir un avertissement automatique de sonnerie dans le cas de chute intempestive de la grande aile qui couvre le train.
- Avec le système Lartigue, les sections successives, sont indépendantes les unes des autres; la Compagnie du Nord y a ajouté un dispositif d’enclenchement électrique réalisant la dépendance
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- de ces sections. En outre, le levier du disque à distance est enclenché par une serrure électrique, de manière qu’on ne puisse bloquer une section sans avoir préalablement mis à l’arrêt le disque à distance; la chute de l’aile du sémaphore revenant à voie libre, dégage cette serrure et permet d’effacer le disque à distance.
- La dépendance des postes de block-system en pleine voie est conservée dans les stations de passage qui fonctionnent comme postes intermédiaires. Mais, dans les gares importantes ou de dépassement, cette dépendance entraînerait l’annonce obligatoire d’un train non expédié et elle doit être nécessairement détruite,
- 3° Block-system automatique. — L’efficacité de la protection des trains en marche, au moyen du block-system aussi perfectionné qu’on le suppose, est subordonnée au bon fonctionnement des appareils et à la responsabilité des agents de la voie. La solution serait plus complète si la solidarité était établie entre les postes de bloc et les trains eux-mêmes, de manière à empêcher un mécanicien de pénétrer dans une section bloquée. C’est ce que le block-system automatique a pour but de réaliser au moyen de pédales ou de contacts électriques et d’appareils récepteurs appropriés. De très nombreux, systèmes ont été. imaginés à cet effet, mais les meilleurs ne sont pas encore .exempts de tout reproche. Si, au point de vue théorique, le bloc automatique présente, de réels avantages, on est loin d’être arrivé à des appareils suffisamment pratiques pour qu’on puisse en recommander l’emploi. On peut, néanmoins, citer en particulier le système proposé par notre ancien Collègue Banderali, basé sur l’emploi du crocodile et du sifflet électromoteur Lartigue et consistant dans le déclenchement électro-automatique du frein continu dès qu’un train franchit Un signal à l’arrêt.
- Il est possible que des études très consciencieuses poursuivies dans cet ordre d’idées aboutissent dans un temps plus ou moins prochain à une solution convenable du problème.
- , Lignes à voie unique.—Nous signalerons, comme moyen d’avertissement employé sur les lignes à voie unique, les sonneries allemandes dont il existe deux systèmes ; les cloches Siemens et les cloches Leopolder ; les unes fonctionnent par l’émission d’un courant d’induction et les autres par l’interruption d’un courant continu de piles. Ces appareils permettent d’annoncer les trains à la station d’arrivée et aux passages à niveau et inversement
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- d’envoyer de ces passages à niveau aux stations extrêmes des indications en cas de détresse ou d’accident survenu au train.
- Enclenchements électriques. — L’électricité permet encore de résoudre tous les problèmes d’enclenchement de la manière la plus complète et la plus simple.
- Cette question a fait l’objet de deux communications à la Société, l’une de M. Loppé, en 1892, sur les enclenchements électriques des Chemins de fer de l’État; l’autre, de M. Hubou, en 1893, sur la comparaison des systèmes d’enclenchement des appareils de la voie.
- La protection des gares est assurée en Allemagne par un système d’interverrouillage mixte, mécanique-et électrique, des signaux et des aiguilles placé sous la responsabilité directe des chefs de gare. Les .chemins de fer de l’État français appliquent pour une bifurcation un enclenchement électrique des leviers de signaux carrés de deux directions. La Compagnie de Lyon emploie des verrous électriques pour enclencher des leviers isolés ou placés dans des postes éloignés les uns des autres.
- L’usage des disques électriques présente également de grands avantages : il permet de supprimer les transmissions mécaniques des signaux dont la manœuvre devient difficile pour de longues distances ; il permet également de réaliser très économiquement les enclenchements des signaux avec les aiguilles munies de contrôleurs ou de verrous : il pourrait également servir pour le bloc automatique.
- Application de rélectricité an matériel roulant. —
- 1° Intercommunication. — Le nombre de systèmes imaginés depuis 1850 pour permettre aux voyageurs de communiquer avec les agents, des trains et même avec le mécanicien est très considérable. Les moyens mécaniques essayés au début ont tous été jugés des plus insuffisants. L’intercommunication électrique a donné de meilleurs résultats et le système Prudhomme est un de ceux qui se sont le plus répandus depuis 1865, date à laquelle il commença à être appliqué sur le Chemin de fer du Nord. Deux boîtes à pile et à sonnerie sont placées dans, les fourgons de tête et de queue. Les piles sont montées en opposition et leurs pôles réunis par un câble de communication directe sur lequel viennent se greffer des fils de dérivation aboutissant aux commutateurs d’appel des voitures et des fourgons. Les voitures sont réunies électriquement les unes aux autres.
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- L’intércommunicaiion électrique tend à être remplacée par rintereommunication pneumatique utilisant un branchement de la conduite générale du frein Westinghouse et produisant par la manœuvre d’une poignée d’appel l’ouverture d’un robinet a sifflet placé sur la voiture môme et le serrage graduel des freins de tout le. train.
- 2° Freins électriques. — Notre ancien Collègue Achard est le premier qui ait appliqué l’électricité à la manœuvre des freins. Le principe' de son système consistait à embrayer à distance par l’électricité un mécanisme qui utilisait la rotation des essieux du train lui-même pour produire le serrage des sabots sur les roues. Ce système donna lieu à des essais prolongés : les premiers remontent à 1854, Après avoir été abandonnés, ils furent repris en 1878 par la Compagnie de .l’Est où notre ancien Collègue Regray fit subir à l’appareil Achard plusieurs modifications et prit comme source d’énergie, au lieu d’un accumulateur, une dynamo Gramme dont l’anneau était monté sur l’arbre d’un moteur Bro-therhood placé sur la locomotive. Le frein Achard a été, de la part de son auteur, l’objet de deux communications à la Société, l’uné en 1859, l’autre en 1880.
- Les appareils Achard avaient comme inconvénients sérieux : la mise à l’arrêt du train dans le cas d’un raté de la commande électrique et une action trop brusque sur les sabots.
- Toutes les Compagnies ayant adopté des freins pneumatiques de fonctionnement à peu près uniforme, il n’est pas probable qu’un nouveau système de frein purement électrique soit appliqué au . matériel actuel. Néanmoins, on peut associer les deux actions électrique et pneumatique, soit en employant l’électricité pour commander le serrage et le desserrage, et l’air comprimé comme force motrice, soit en limitant l’emploi de l’électricité aux arrêts d’urgence, soit en faisant toujours fonctionner l’air et l’électricité simultanément aussi bien au serrage qu’au desserrage. Avec ce dernier système de manœuvre électro-pneumatique simultanée, imaginé par M. Chapsal, et que nous a décrit en 1895 notre Collègue M. Lesourd, un raté de l’air ou de l’électricité laisse libre le fonctionnement de l’autre agent. Ce dispositif possède en outre un fonctionnement purement électrique permettant de donner la modérabilité nécessaire au serrage et au desserrage et de supprimer les blocages et arrêts intempestifs.
- 3° Éclairage électrique cles.trainsi — L’éclairage électrique des
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- voitures de-'chemins cle fer aurait dés avantagés incontestables.
- Il est, depuis plusieurs années, l’objet d’études sérieuses et suivies et commence à entrer dans la pratique/Nous résumerons la question en nous appuyant sur divers documents et en particulier sur le mémoire présenté à ce sujet à la Société,, par nos Collègues MM. G, Dumont.et Baignères en décembre 1892.
- Plusieurs procédés ont été mis à l’essai pour réaliser cet éclairage électrique des trains :
- 1° Il peut être obtenu directement au moyen du courant fourni par une dynamo placée sur la locomotive et actionnée par un moteur qu’alimente la vapeur de cette locomotive.
- Ce système nécessite la liaison des voitures entre elles et a l’inconvénient de les laisser dans l’obscurité quand la machine est séparée du train; il ne se conçoit que pour les trains qui ne changent pas de composition et sont remorqués par la même locomotive;
- 2° L’éclairage peut être assuré soit par. une batterie centrale d’accumulateurs installée dans un wagon spécial, soit par deux batteries placées, l’une en queue, l’autre en tête du train et permettant de couper ce dernier sans interrompre l’éclairage, soit encore par des accumulateurs placés sous chaque voiture.
- Ces batteries sont alimentées par des dynamos installées dans un fourgon et commandées par l’essieu de ce véhicule. Elles jouent alors le rôle de régulateurs en constituant des réservoirs qui se chargent quand le train marche et qui fournissent l’électricité aux lampes pendant les stationnements;
- 3Q Chaque voiture porte sa propre source d’énergie électrique et peut être ainsi éclairée indépendamment des autres voitures. A cet effet, on a essayé l’emploi de piles primaires analogues à la pile de Meritens, mais on est arrivé à..préférer des accuimm lateurs chargés dans des stations fixes et remplacés lorsqu’ils sont déchargés.
- Cette dernière solution, qui est la plus en faveur actuellement, a Davantage, sur les systèmes précédents, de ne pas nécessiter un matériel compliqué, spécial au train, de garder l’indépendance des voitures et d’utiliser les usines d’éclairage électrique installées dans les gares.
- C’est en particulier celle qui a été adoptée par la Compagnie du Jura-Simplon : les accumulateurs chargés à une station centrale j sont répartis par un wagon distributeur à un certain
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- nombre de gares de dépôt où se fait leur mise en place dans les caisses des voitures.
- Les Compagnies du Nord, de Lyon, de l’Est, commencent à appliquer ce même système d’éclairage à leurs trains rapides et de luxe.
- L’éclairage électrique des voitures est encore à ses débuts. Bien que d’importantes améliorations aient été apportées aux accumulateurs dans ces dernières années, il reste encore à les perfectionner tant au point de vue de leur durée et de leur capacité qu’à celui de leur résistance aux trépidations. Il deviendra réellement pratique quand le prix de revient de l’énergie électrique aura pu être suffisamment réduit, et que les Compagnies posséderont dans leurs principales gares des usines électriques pour l’éclairage et la transmission de la force.
- Un concurrent sérieux de l’électricité est actuellement l’acétylène, dont la matière première, le carbure de calcium, est obtenue au four électrique et à ce titre, il devait être tout au moins cité ici. Le mode d’application de ce gaz est, en ce moment, l’objet' d’études en ce qui concerne son utilisation à l’état de pureté ou de mélange, avec d’autres gaz.
- Éclairage et manutention électriques dans les gares. —
- L’éclairage et la manutention électriques dans les gares, ont été étudiés par nos Collègues MM. Dumont et Baignères, dans deux communications présentées à la Société, l’une en mars 1892, l’autre en janvier 1897.
- L’éclairage électrique étant devenu maintenant absolument pratique, on aurait pu croire qu’il aurait été l’objet d’une application courante dans les gares; mais il s’est développé bien plus à l’étranger qu’en France où l’on en peut cependant citer plusieurs exemples intéressants.
- Il est assuré au moyen de lampes à arc et de lampes à incandescence. Les premières conviennent plus particulièrement dans les cours à voyageurs et à marchandises, sur les quais couverts et- découverts, dans les salles de pas-perdus et de bagages, dans les voies aux abords des faisceaux d’aiguilles, et des traversées-jonctions, dans les gares de triage et dans les dépôts de machines. Les secondes sont employées surtout dans les dépendances des bâtiments et dans les bureaux.
- Les lampes à arc doivent être robustes et d’un réglage facile, de manière que leur fonctionnement ne soit pas gêné par la fu-
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- mée et par les escarbilles provenant des locomotives ; elles ont, en général, une intensité variant de 5 à 12 ampères, correspondant à un pouvoir éclairant de 20 à 100 carcels ; les lampes à incandescence sont de 10, 16 ou 20 bougies, selon,la puissance lumineuse qui est nécessaire.
- La distribution de l’énergie électrique se fait soit à courant continu, soit à courants alternatifs comprenant chacun plusieurs variantes. On emploie, en général, le courant continu à basse tension, lorsque l’usine génératrice est près de la gare et que les lampes sont réparties dans un rayon peu étendu autour d’elle.
- Dans le cas ou l’on doit faire non seulement de l’éclairage électrique, mais encore du transport de force, on peut employer des courants de haute tension avec transformateurs. Mais lorsqu’on a affaire au courant alternatif et qu’on désire s’en servir pour charger des accumulateurs, il faut le transformer en courant continu à basse tension ; c’est ce que réalise notre Collègue M. Maurice Leblanc, au moyen de son transformateur-redresseur dont la Compagnie du Nord a fait d’intéressantes applications.
- Les usines d’électricité installées dans les gares doivent avoir maintenant pour but les trois fonctions suivantes: assurer l’éclairage, actionner des moteurs et charger des accumulateurs. La Compagnie du Nord est entrée pleinement dans cette voie.
- C’est elle qui a été la première en France à appliquer l’électricité à la manœuvre directe des appareils de la voie. Elle a commencé par étudier la manœuvre électrique des aiguilles au moyen d’une dynamo forçant les lames à se déplacer transversalement; cette application paraît être restée seulement à l’état d’essai. Mais l’emploi de l’électricité s’est, au contraire, généralisé avec succès pour les engins de manutention tels que les treuils, les monte-charges et ascenseurs, les grues et ponts roulants, les différents types de cabestans, les plaques tournantes et les chariots transbordeurs.
- Il est essentiel de remarquer que les opérations de manutention sont variables en nombre, en durée et en intensité. L’usine n’a donc pas à assurer le fonctionnement simultané de tous les appareils d’éclairage et de manutention; elle a à donner le meilleur rendement possible, et on y arrive en utilisant le courant à charger des accumulateurs dans les périodes de temps où l’on n’éclaire pas. Ces accumulateurs forment une réserve d’énergie toujours disponible qui n’est dépensée dans les opérations intermittentes de manutention que proportionnellement au travail utile.
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- L’électricité peut ainsi être appliquée dans les gares à des conditions-réellement économiques et pratiques, et il y a lieu d’espérer que son emploi se développera de plus en plus dans les Compagnies de chemins de fer.
- Conclusion. —- Cette revue rapide des principales applications de l’électricité à l’exploitation des Voies ferrées montre que l’on a déjà tiré un grand parti de cette nouvelle forme de l’énergie, mais de nombreuses applications restent encorê à réaliser, et nous sommes convaincu que grâce aux perfectionnements incessants de la science électrique, ces applications se développeront de plus en plus dans les Compagnies de chemins de fer. .
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- TABLE DES MATIERES
- Anciens Présidents de la Société...............
- Bureau et Comité de 1898. ......................
- Membres fondateurs de 1848 (Annuaire de 1893) . . . . . Le Génie Civil et la Société des Ingénieurs Civils de France
- Pages.
- ............ v
- ............ v
- ...... V
- ‘G. Dumont. vu
- Première Section.
- Travaux publics. — Chemins de fer. — Navigation.
- Chemins de fer.
- Poi’ts de mer.
- Chantiers et Matériel des Travaux publics........................ Coiseau.
- Constructions civiles. — Bâtiments. — Charpentes en fer ..... L. Langlois. Ponts.— Ponts métalliques. — Ponts en maçonnerie.— Ponts suspendus. A. Bécard.
- , „ „ , . • „ t A. Moreau
- ' I, Superstructure et Materiel fixe. . ... • j efp peruwi
- II. Matériel.roulant des chemins de.fer ,. . . . . . Flaman.
- III. Exploitation des chemins de fer ..... . A. Jacqmin.
- I. Construction ......................... . C. de Cordemoy.
- II. Exploitation.. ............. E. Delachanal.
- Hydraulique générale.—Irrigations. — Assainissement. ..... Ed. Badois.
- Canaux. — Construction et exploitation . .,....................... E. Pontzen.
- 3
- 28
- 41
- 65
- 129
- 163
- 193
- 199
- 234
- 250
- Deuxième Section.
- Mécanique et ses applications. — Machines à vapeur.
- . ( I. Récepteurs hydrauliques............ Ed. Badois.
- ecamque ) n. Emploi de l’eau sous pression . .............. Lustremant.
- y rau îque. ç jjj Appareils accessoires..................... . P. Boger.
- Chaudières t I. Chaudières fonctionnant à terre . .............. Compère.
- à vapeur. ( II. Chaudières fonctionnant à bord des bateaux. E. Duchesne.
- ÎGuyot-Sionnest, ) Liébavt } et A. Mallet. \
- a vapeur. ^ jp Machines locomotives .......................J. Morandiere.
- I I. Motéurs à gaz............................. A. Moreau.
- oteuis i jj. Moteurs à pétrole . ..... de Varamondde Lafajole.
- t ermiques. ^ jjp Moteurs à air comprimé................ . L.-A, Barbet.
- Appareils de mesure de la puissance des machines et d’essai des matériaux. Ed. Bourdon*.
- Matériel naval '..................................L. de Chasseloup-Laubat.
- Aéronautique........................................................ R.Soreau.
- l I. Historique ......................................E.Pérignon.
- Automobilisme j jj L’industrie automobile en 1897.............L. Périsse.
- 263
- 267
- 275
- 283
- 295
- 301
- 336
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- 421
- 437
- 441
- p.887 - vue 908/909
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- Constructions mécaniques et Machines-outils ...........;
- Essai
- des matériaux.
- Industries
- diverses.
- I. Essai des métaux ................
- II. Essais des chaux, ciments et mortiers
- I. Matériel de guerre................
- II. Matériel agricole..................
- III. Industries textiles..............
- Honoré, )
- P. Regnard > 449
- et G. Richard, j
- . . Ch. Fremont. 462
- . . . . Candlot. 467
- . . . . Badois. 469
- . . . . Hignette. 480
- . . . E. Simon. 493
- Troisième Section.
- Travaux géologiques. — Mines. — Métallurgie.
- Minéralogie et Géologie.......................................J. Bergeron. 513
- Sondages......................................................Ed. Lippmann. 543
- Mines et Carrières............................................... A. Brüll. 569
- Exploitation des mines........................................H. Couriot. 577
- ( I. Industrie sidérurgique. . ..................H. Pinget. 611
- Métallurgie. s II. Métallurgie des métaux autres que le fer . P. Jannettaz. 641
- ! III. Fonderie et travail des métaux ....... E. Maglin, 661
- Quatrième Section.
- Physique et Chimie industrielles. — Questions diverses.
- 673 689 717 741 747 751
- 771 783
- Physique ( I. Chauffage et ventilation des lieux habités. . . B. Soreau.
- industrielle. ( II. Le froid industriel et ses applications . . . Ch. Lambert. Chimie industrielle....................................................P. Jannettaz.
- \
- I. Enseignement technique industriel.......... F. Delmas.
- II. Enseignement technique commercial............ Charliat.
- I. Législation des chemins de fer............. G. Féolde.
- II. Brevets d’invention. — Marques, modèles et dessins de fabrique........................................ E.Bert.
- , l Cacheux, Fleury
- Economie politique, industrielle et sociale...............j ^ Euverte
- Enseignement
- technique
- Législation
- industrielle.
- Cinquième Section.
- Électricité industrielle.
- * . . „ . . ( E. Sartiaux )
- Eclairage electnque. ...........................................} et Delpeuch. j 801
- Matériel de l’éclairage électrique..................................F. Langlois. 816
- Transport et distribution de l’énergie...........................de Marchera. 827
- Piles et accumulateurs ....................................................Pisca. 839
- Électrochimie. — Électrométallurgie..............................G. Mar gaine. 851
- Télégraphie et Téléphonie. . . .................................G. Baignères. 857
- Applications de l’électricité aux chemins de fer.................... E. Hubou. 871
- Le Gérant, Secrétaire administratif,
- A. de Dax.
- IMPRIMERIE CHAIX, RUE BERGÈRE, 20, PARIS.
- 14632-6-98. — (Encre Lorilleux).
- p.888 - vue 909/909
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