Mémoires et compte-rendu des travaux de la société des ingénieurs civils

- - SOCIÉTÉ
  - DES
  - INGÉNIEURS CIVILS
  - DE FRANCE
  - ANNÉE 1809
  - i
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- - La Société n’estjpas 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 TRAVAUX
  - DE LA
  - SOCIÉTÉ
  - INGÉNIEURS CIVILS
  - y
  - IDE FRANCE
  - FONDÉE LE 4 MARS 1848
  - RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 1860
  - AOÉË 1909
  - PREMIER VOLUME
  - PARIS
  - HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
  - 19, RUE BLANCHE, 19
  - 1909
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- - LES PROGRÈS
  - DE LA
  - CONSTRUCTION DES MOTEURS A GAZ
  - PAR
  - M;. Ft.-E. MATHOT
  - Quand on examine la production mondiale des moteurs à combustion interne, on est immédiatement frappé de la faible contribution apportée par les industriels français à ce genre de construction.
  - Certaines firmes allemandes, comme la Société Otto Deutz, par exemple, accusent à ce jour une fabrication de 45 000 machines représentant 410 000 ch, d’autres firmes belges ou allemandes, s’occupant de la construction des grands moteurs de hauts fourneaux, telles que Cockerill, Koerting, Nuremberg, mettent en ligne chacune environ 200 moteurs d’une puissance moyenne de 80Q à 1 200 ch ; Crossley, en Angleterre, invoque une production de 60 000 moteurs représentant 973 000 ch.
  - Suivant une enquête récente faite par « Power », de New-York, 34 constructeurs, sur 58 qui existent aux Etats-Unis, auraient produit jusqu’ici 217 000 moteurs représentant une puissance totale de 2445000 ch.
  - En France, la plus favorisée des firmes ne pourrait inscrire sur sa liste de références, qu’un nombre de machines assez réduit.
  - Les constructeurs anglais et allemands considèrent la clientèle française comme étant de premier ordre, au point de vue de l’exportation de leurs machines. La plupart d’entre eux ont à Paris et en province des représentants actifs, qui installent de nombreux moteurs dans toute l’étendue du territoire.
  - Ce fait est d’autant plus anormal que l’on peut considérer la France comme le berceau des moteurs à gaz.
  - C’est, en efîet. à des ingénieurs et inventeurs français que l’on doit les idées premières les plus heureuses et les progrès théoriques les plus*remarquables relativement à ces machines.
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  - Il me suffit de rappeler les noms de Beau de Rochas, de Lenoir, de Gharon, Niel, Letombe, G. Richard, Delamarre de Boutteville, Witz, Moreau, Deschamps, etc.
  - L’histoire des moteurs à combustion interne ne saurait être écrite sans citer un nom français à côté de chaque étape importante. 1
  - Pour quelles raisons, les praticiens n’ont-ils pas suivi les théoriciens? Faut-il supposer que les constructeurs français ont préféré laisser à d’autres le soin de faire des études et des expériences coûteuses? C’est une raison de ce genre que M. Hum-phrey invoquait pour expliquer comment les Anglais s’étaient, au cours de ces dernières années, laissé distancer par les Allemands au point de vue de la construction des m oteurs à gaz pauvre et des moteurs à gaz de hauts fourneaux, alors qu’ils étaient auparavant les meilleurs constructeurs de moteurs à gaz de ville ou à pétrole.
  - La considération des résultats financiers à obtenir n’est certes pas à dédaigner et il faut reconnaître que les progrès rapides, qui ont caractérisé la construction allemande, ont entraîné]des dépenses considérables, qui pèsent encore lourdement à l’heure qu’il est sufr le budget d’un grand nombre de firmes.
  - Si les constructeurs français se sont montrés prudents et n’ont pas cherché à être les premiers à mettre sur pied des moteurs rationnels, parfaitement exécutés et d’un fonctionnement sûr, ils ont agi sagement au point de vue des risques pécuniaires à courir. Les savants de ce pays ont eu le mérite d’inventer ; les Anglais et les Allemands ont appliqué les idées françaises, mais leur réussite leur a coûté cher.
  - Telle est la situation actuellement et le moment semble venu où l’industriel français peut, à son tour, avantageusement s’inspirer de ce qui a été fait à l’étranger pour construire des moteurs à bas prix de revient et susceptibles en conséquence de lui procurer un gain raisonnable.
  - Ceci s’applique aussi bien aux moteurs destinés à l’industrie manufacturière et fonctionnant à l’aide de gazogènes, qu’à ceux installés dans les usines métallurgiques et utilisant les gaz des hauts fourneaux.
  - J’examinerai la question des progrès réalisés dans la construction des moteurs à gaz au point de vue des résultats acquis, des critiques formulées, de certains principes et détails de construction, et de quelques perfectionnements à réaliser..
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- - Résultats acquis.
  - Quelles que soient les critiques formulées par les adversaires des moteurs à combustion interne, on peut poser en principe que ces moteurs sont devenus des machines suffisamment perfectionnées pour effectuer un service normal et régulier sans ris -ques excessifs.
  - Il suffit pour obtenir ce résultat, que les moteurs considérés soient bien construits, bien installés, bien entretenus.
  - Je n’insisterai pas au sujet des moteurs légers pour automobiles, bateaux, appareils d’aviation, etc., qui sont exécutés dans d’excellentes conditions par de nombreux constructeurs français.
  - Je rappellerai seulement que la question d’économie de consommation de ces moteurs a jusqu’ici été laissée un peu à l’écart et qu’il y a dans cet ordre d’idées des progrès sérieux à réaliser.
  - Les moteurs utilisant le pétrole lourd et appliqués dans la marine de guerre, notamment pour le service des sous-marins, sont construits par plusieurs firmes, telles que :
  - MM. Sautter Harlée et Cie à Paris ;
  - La Société des moteurs Sabathé à Saint-Étienne;
  - La Société Française des moteurs Diesel à Longeville ;
  - La Société des Chantiers et Ateliers de la Loire ;
  - La Société des Chantiers et Ateliers Augustin Normand, au Havre.
  - Des machines de même type sont établies :
  - En Allemagne, par Koerting frères ;
  - En Angleterre, par Thornycroft ;
  - Aux États-Unis, par Craig.
  - Il est difficile d’obtenir des "renseignements quant à la construction et aux conditions de fonctionnement de ces machines.
  - Les applications des moteurs à gaz de hauts fourneaux ont été très nombreuses à l’étranger.
  - Certaines des premières installations faites ont, il est vrai, donné lieu à des accidents plus ou moins graves, mais, actuellement, les difficultés rencontrées ont été vaincues et plusieurs constructeurs peuvent citer à leur actif des moteurs utilisés dans des conditions exceptionnelles de bon fonctionnement pendant de très longues périodes de travail ininterrompu. ...,w , ,
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  - Suivant les données les plus récentes, les principaux constructeurs allemands et belges ont construit ensemble 830 grands moteurs représentant une puissance totale de 770 000 ch, soit en moyenne 930 ch par moteur.
  - En Angleterre et en France, on reste de beaucoup au-dessous de ces chiffres.
  - En Amérique, au contraire, o'n les atteint sensiblement au point de vue du nombre d’unités, et on les dépasse de beaucoup quant à l’importance de chacune.
  - Les usirïes métallurgiques constituent encore pour les constructeurs, une clientèle de premier ordre, non seulement au point de vue du nombre d’unités à installer, mais surtout à celui de l’importance de la puissance envisagée. Toutefois, cette clientèle est nécessairement limitée et se trouvera très réduite lorsque les transformations nécessaires auront été partout effectuées.
  - C’est surtout dans l’industrie manufacturière que les moteurs peuvent trouver des applications très nombreuses et, en quelque sorte, illimitées, pour des puissances atteignant jusqu’à 1 000 ch.
  - L’établissement des centrales électriques peut également correspondre pour eux à de sérieux débouchés.
  - Critiques formulées.
  - Les principaux reproches formulés à l’égard du moteur à gaz sont les suivants : défaut d’élasticité, défaut de régularité, délicatesse de certains organes qui jouent un rôle indispensable dans la marche.
  - Je pourrai plaider ici les circonstances atténuantes et faire remarquer que la machine à vapeur, à ses débuts, a présenté des inconvénients analogues.
  - 4 Son origine remonte à plus d’un siècle et demi et sa perfection actuelle n’a été acquise que grâce à de nombreuses années de travail, tandis que les premières tentatives sérieuses relatives au moteur à gaz remontent à 186Q, que ses premières applications industrielles datent de 1878 et que les moteurs à gaz de hauts fourneaux ou fonctionnant avec des gazogènes par aspiration, n’ont été établis que vers 1895.
  - Cet argument n’est même pas nécessaire et les résultats acquis à l’heure qu’il est suffisent pour faire justice des préventions, en quelque sorte classiques, qui existent encore contre le moteur à
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  - gaz. et les constructeurs de ces machines peuvent invoquer des expériences concluantes qui réduisent définitivement ces préventions à néant.
  - Défaut d’élasticité.
  - On perd trop souvent de vue qu’une machine à vapeur n’est jamais vendue pour le maximum de puissance qu’elle est susceptible de réaliser.
  - On appelle, par exemple, machine de 100 ch, une machine susceptible de développer cette puissance avec une admission de vapeur égale à 1/5 ou 1/6 de la course du piston, condition qui correspond à un résultat économique satisfaisant.
  - En réalité, si l’on augmente l’admission ou la pression de la vapeur, la puissance de la machine s’accroît et on peut arriver à lui faire développer 150 ch, c’est-à-dire 50 0/0 en plus que la puissance considérée.
  - Il est évident que, dans ces conditions, on peut qualifier la machine à vapeur d’essentiellement élastique.
  - En ce qui concerne le moteur à gaz, au contraire, l’usage est de le vendre pour la puissance réelle dont il est susceptible. Parfois prend-on la ^précaution de laisser un disponible ou marge de 5 à 10 0/0 pour parer aux irrégularités éventuelles.
  - Le moteur, dans ce cas, manque évidemment d’élasticité, mais rien n’empêche, si cette condition d’élasticité est prépondérante, de choisir un moteur plus puissant qui sera comparable à la machine à vapeur.
  - Ce reproche de défaut d’élasticité n’est donc pas fondé, quand on l’attribue au moteur à gaz lui-même. Il est uniquement imputable à la conception à laquelle* on a obéi pour définir et pour choisir la puissance de la machine envisagée.
  - Défaut de régularité.
  - Les moteurs à 4 temps, à simple effet, n’ayant qu’un effort moteur par cycle ou par 2 tours du volant, sont, évidemment, dans des conditions de marche moins régulières que la machine à vapeur, dans laquelle un effort moteur se produit à chaque demi-tour de jvolant/ mais personne n’ignore que la régularité
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  - voulue peut être obtenue au moyen d’un volant suffisamment lourd.
  - Dans ce cas encore, il n’y a pas lieu de faire un grief au moteur à gaz de ce prétendu défaut de régularité.
  - Il suffit de le construire dans des conditions adéquates au rôle qu’il doit remplir, point de vue qui fut envisagé pour les machines à vapeur dont il existe un très grand nombre de types différents, tandis que jusqu’ici, pour les moteurs, le nombre de modèles se réduit, en réalité, à deux : le moteur vertical à grande vitesse pour âuto-mobiles, bateaux, etc., et le moteur industriel plus lent.
  - Pour montrer que les moteurs à gaz peuvent rivaliser au point de vue de la régularité avec n’importe quelle machine à vapeur, je,citerai l’exemple d’une installation de moteurs à 2 temps, faite par la Siegener Maschinenfabrik, pour actionner des dynamos à courant triphasé; c-,tv
  - Ces machines travaillent avec un degré d’uniformité de 1/160° à 1/180°.
  - MM. Mather et Platt ont également installé, dans une filature de Lancashire, un moteur jumelé de 600 ch, à .2 temps.
  - Le diagramme (fig.. -/J relevé pendant une journée avec un enregistreur Moskrop montre l’absolue régularité cyclique de ce moteur.
  - Délicatesse de certains organes.
  - Le moteür à gaz, comme la machine à vapeur, est sujet à des accidents d’ordre mécanique, tels que lé grippage de pièces mal graissées ou la rupture de l’un ou l’antre organe dont les dimensions ont été mal calculées, ou qui a été soumis à des efforts anormaux.
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  - Il renferme cependant un organe délicat qui ne se rencontre pas dans la machine à vapeur. C’est le dispositif d’allumage.
  - Graissage.
  - On reproche également aux moteurs à gaz d’entraîner une consommation excessive d’huile de graissage.
  - Cela n’est vrai que si on règle mal le débit des graisseurs ou si l’on emploie des huiles de mauvaise qualité.
  - Normalement, la consommation ne doit pas dépasser 3 g par cheval-heure effectif et, pour les moteurs bien construits, elle est de 1,25 à 1,5 g par cheval.
  - Gaz pauvre.
  - Des difficultés d’un autre ordre ont été signalées à propos des moteurs à gaz. Il l’agit de l’encrassement des organes d’admission par les gaz mal épurés.
  - Ce point est également résolu à l’heure qu’il est puisqu’on est parvenu à combiner des gazogènes par aspiration fonctionnant avec des charbons maigres et donnant régulièrement un gaz d’un pouvoir calorifique de 1 200 à 1 400 calories, sans entraînement anormal de goudron.
  - On voit constamment fonctionner des installations jour et,nuit pendant six ou huit jours, sans qu’il se produise d’arrêts intempestifs.
  - En résumé, les reproches signalés n’ont pas l’importance que la majeure partie du public industriel leur attribue. Ils sont uniquement basés sur des cas particuliers d’installations défectueuses.
  - Principes et détails de construction.
  - Il ne me serait pas possible d’examiner, au cours de cette étude sommaire, tous les organes d’un moteur à gaz.
  - Je me bornerai donc à signaler quelques points caractéristiques.
  - Cylindres, Culasses et fonds de Cylindres.
  - Pour les moteurs à simple effet, d’une puissance inférieure à 150/175 ch, la forme la plus rationnelle et qui semble devoir
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- - Fig 4,
  - VWn^xsSI
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  - devenir prépondérante, est celle qui se rapproche du type allemand représenté en coupe (fig. 2).
  - Elle comprend une chemise indépendante à libre dilatation, une enveloppe d’eau faisant partie du bâti qui soutient le cylindre dans toute sa longueur et se trouve prolongé à l’arrière en vue de recevoir seul tous les supports du mouvement reliés à l’arbre latéral (fig. 3).
  - Dans les moteurs à double effet et dans les moteurs tandem à
  - Fig. 5.
  - deux cylindres à simple effet, la culasse peut être remplacée par des fonds de cylindres (fig. A).
  - Les longues culasses, comme celles représentées schématiquement (fig. 5), ne sont pas à conseiller. Elles ont l’inconvénient de donner lieu à une propagation trop lente de l’allumage, ainsi que le montre le diagramme (fig. 6).
  - Fig. 6.
  - Ce même inconvénient doit se produire également dans le cas des culasses latérales. Néanmoins, certains constructeurs ont adopté bette dernière disposition pour les grands moteurs, afin d’éviter, d’une part, la solution de continuité dans les maçonne-
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- - n —
  - ries, exigée pour la commande de la soupape d échappement quand elle est placée au-dessous du cylindre, et en vue, d’autre part, de rendre beaucoup plus accessibles les mouvements de commande de ees soupapes.
  - Ces culasses latérales ont été adoptées notamment par la firme
  - Fig. 7.
  - Kœrting (fig. 7), par la Compagnie de Constructions Mécaniques de Denain (anciens établissements Cail) (fig. 24), par la SnowSteam Pump C°, de Buffalo, pour ses moteurs de 5400 ch (fig. 4, PL 478).
  - Modes de réglage.
  - Les différents modes de réglage peuvent’ se classer en trois catégories principales :
  - 1° Réglage à teneur et volume constants,;
  - 2° Réglage à teneur variable et à volume constant ;
  - 3° Réglage à teneur constante et à volume variable.
  - 1° Réglage a teneur et volume constants.
  - 11 est réalisé au moyen du système dit par « tout ou rien » qui fut appliqué universellement, en quelque sorte, aux moteurs fonctionnant au gaz de ville.
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  - Ce mode de réglage a, comme qualité essentielle, l’extrême simplicité de son mécanisme. Il conduit à des résultats avantageux au point de vue de l'économie de consommation, parce que le dosage de gaz et d’air du mélange étant réglé une foispour toutes, chaque charge admise constitue un mélange détonant parfait, susceptible du maximum d’effet utile.
  - Mais, à mon avis, il ne convient, ni pour les moteurs à gaz pauvre, fonctionnant au moyen de gazogènes par aspiration, ni même pour les moteurs à gaz de ville d’une puissance supérieure à 20 à 25 ch.
  - ' Il est d’ailleurs, actuellement, presque totalement abandonné sur le continent, et les constructeurs anglais qui y sont restés fidèles jusqu’à ces dernières années, se décident, l’un après l’autre, à employer un mode de réglage plus moderne.
  - 2° Réglage a teneur variable et a volume constant.
  - Ce mode de réglage est caractérisé par une admission d’air qui se produit pendant toute la durée de la course d’aspiration, tandis qu’une entrée variable de gaz change la proportion du
  - ,/
  - mélange en fonction du travail a effectuer, ;; Sa compression est donc constante. 1 ’ ; i
  - On a réalisé ce mode de réglage au moyen de la came conique représentée figure 8 ou ‘d’une tige de soupape munie de crans étagés comme dans la ligure 9. ,
  - Ce mode de réglage est incompatible avec -les compressions
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  - élevées, parce que si celles-ci étaient réalisées, les explosions se produiraient prématurément pour la pleine charge, par suite de ce que le mélange est trop riche. Aussi ne dépasse-t-on guère, comme compression maximum avec ce système, 8 à 9 kg.
  - Plusieurs constructeurs ont réalisé le mélange à teneur variable et à volume constant en agissant sur la course de la soupape de gaz, soit à l’aide d’un mouvement continu, soit par un déclic.
  - 3° Réglage a teneur constante et a volume variable.
  - La caractéristique de cette méthode est d’entraîner, comme conséquence de la variation de volume admis au cylindre, une variation proportionnelle de la compression.
  - Afin d’assurer, lors de la marche à faible charge, c’est-à-dire avec une cylindrée partielle de mélange, une compression suffisante pour obtenir l’allumage, il faut réaliser à pleine charge, avec la cylindrée complète, une compression élevée tout en se gardant d’atteindre les limites critiques à partir desquelles peut se produire le self-allumage.
  - Pour le gaz pauvre, la compression peut atteindre, sans inconvénient, 10 à 12 kg.
  - Ce mode de réglage avec mélange à teneur constante est, à mon avis, celui qui doit être appliqué de préférence, à la condition de le réaliser au moyen d’une disposition mécanique agissant sur la course de la soupape d’admission, ceci, bien entendu, pour les moteurs d’une puissance inférieure à 200 ch environ.
  - La teneur constante du mélange a été réalisée par un grand nombre de constructeurs, tels que Tangye, Westinghouse, Koer-ting, Benz, Schmitz, Stockport, etc., en interposant sur la conduite de mélange ou séparément sur les conduites d’air et de gaz, des papillons, vannes, tiroirs ou soupapes équilibrés, commandés par le régulateur Koerting (fig. 40).
  - Je suis d’avis que le papillon n’est pas à recommander, parce qu’il provoque des réactions sensibles sur le régulateur et qu’il a pour conséquence de créer, avant l’entrée au cylindre, une grande chambre de mélange qui peut donner lieu à des explosions de retour violentes.
  - Il y a donc lieu de rechercher, de préférence, un dispositif mécanique agissant sur la soupape d’admission au cylindre.
  - On peut réaliser ce dispositif d’une façon plus ou moins élégante en adoptant des mécanismes très divers.
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  - Je passerai en revue quelques-unes des dispositions les plus intéressantes :
  - Déplacement du point d'appui. — C’est le mouvement imaginé par la Société Otto Deutz, de Cologne, qui fait l’objet d’un brevet allemand obtenu en mai 1904.
  - Cette disposition est l’une des plus simples qui puissent être réalisée; elle est caractérisée (fig. 44) par « le déplacement du point d’appui du levier de commande effectué par le régulateur, suivant la charge de la machine, et de telle façon qu’une des branches du levier est allongée, l’autre raccourcie et, par ce fait, la levée de la soupape est variée, tout en maintenant constante la durée de l’ouverture ».
  - Bull.
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  - Le système Güldner (fig. 4%) diffère du système Otto Deutz par le fait que le point d’appui est formé d’un bloc curseur qui
  - Fig. 12.
  - ._.i_____
  - Fig. 11.
  - Fig. U.
  - Fig. 13.
  - est déplacé le long d’un chemin de roulement plan par une tringle commandée par le régulateur.
  - En France, la Société de Mécanique Industrielle d’Anzin a fait
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  - breveter une disposition (fig. 13) qui constitue un perfectionnement de celle de Güldner.
  - Fig. 15.
  - M. Méra, de Paris, applique également une disposition analogue (fig. U).
  - Les figures 15 et 16 représentent respectivement les disposi-
  - Fig. 16.
  - tions de Nürnberg et de Schmitz. Dans ces mouvements, les points d’appui des leviers de commande restent fixes.
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- - Fig. 18.
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- - La combinaison (fiy. y7,' brevetée par Tangyes, Limited de Birmingham, comprend un levier principal LI qui repose en 2 sur un levier secondaire b ; celui-ci s’appuie en 5 sur la tige de la soupape à ouvrir. La tringle m du régulateur articulée en 4 au levier b déplace celui-ci autour du point 6 auquel il est relié par la bielle a.
  - Ce déplacement fait varier la course du point 2 et change en même temps la position du point 5 sur la soupape par rapport au point d’appui 3.
  - La figure 18 montre le système appliqué par la Société de Winterthur et sa concessionnaire en France, la Société de Gons -tructions Mécaniques d’Anzin.
  - Une disposition qui fut appliquée d’abord par la Société de Nurnberg, et,
  - Française des Moteurs à gaz et représentée figure 19.
  - en France, par la Compagnie Constructions mécaniques, est
  - Réglage des grands moteurs.
  - Dans l’état actuel de la question des modes de réglage à appliquer, il serait hasardeux de proclamer la supériorité de l’un des systèmes par rapport à l’autre, car si Vadmission variable en volume a ses défenseurs, elle a aussi ses détracteurs qui lui opposent, non sans fondement, certaines qualités indiscutables du mélange variable en teneur.
  - La question est certes sujette à controverse et les meilleures autorités ne paraissent pas être d’accord sur ce terrain.
  - Au point de vue pratique et expérimental, et en particulier
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- - dans le cas des grands moteurs, on verra même, au cours des descriptions que nous donnons ci-après, que plusieurs firmes importantes, après avoir défendu l’un des systèmes, l’ont abandonné* pour adopter l’autre.
  - Un constructeur a résolu la combinaison des éléments les plus utiles de chacun des systèmes classiques en créant un mode de réglage à teneur et à compression variables.
  - D’autres firmes ont réalisé, dans leur mécanisme de distribution, la combinaison de l’admission variable en volume et du mélange variable en teneur, cherchant ainsi à bénéficier des qualités de chaque méthode et à en éliminer les défauts.
  - Nous exposerons comment ces constructeurs ont résolu le problème, et le lecteur appréciera si les avantages réels de ce « mariage » des deux méthodes n’ont pas été obtenus au prix de complications mécaniques trop grandes.
  - Les dispositifs que nous avons examinés précédemment s’appliquent surtout aux petits moteurs à simple effet, réalisant de 100 à 150 HP par cylindre.
  - S’ils ont le mérite d’une grande simplicité constructive, ils ne peuvent, par contre, dans beaucoup de cas, s’appliquer aux grands moteurs à double effet, parce que le poids des organes en mouvement engendre des efforts d’inertie susceptibles de nuire à la sensibilité du régulateur.
  - De plus, le vide relatif produit dans le cylindre lors des faibles charges, vide qui peut atteindre 0,5 kg à 0,7 kg lors du travail sans charge, constitue évidemment un travail négatif à considérer quand il s’agit de moteurs importants. Il en résulte non seulement une résistance qui affecte le rendement mécanique, mais aussi une tendance pour les soupapes d’admission et d’échappement débouchant à l’intérieur du cylindre, à se soulever sous l’action de la dépression.
  - Dans les moteurs de 150 ch, à un cylindre, ces soupapes présentent environ 375 cm2 de surface, ce qui, avec une dépression de 0,5 kg, produit un effort d’aspiration de 190 kg.
  - Or, il est d’usage de prévoir une tension triple au moins de cet effort pour les ressorts destinés à actionner les soupapes, parce qu’ils doivent, en plus de la tendance à fléchir sous l’action du vide, vaincre les résistances des soupapes au frottement dans les guidages et assurer une adhérence parfaite sur leur siège en vue de l’étanchéité.
  - Ges ressorts opposent donc des résistances énormes aux mou-
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  - vements de commande dans les grands moteurs dont les soupapes atteignent jusqu’à 380 mm de diamètre et doivent répondre à un effort d’aspiration de 500 kg.
  - En dépit de- certaines complications d’organes qui en sont la conséquence, les constructeurs se sont donc préoccupés de remplacer l’action de rappel des soupapes au moyen de ressorts, par des dispositions mécaniques permettant de maintenir les soupapes fermées sur lçur siège ; un ressort intervient seulement pour compenser le jeu des articulations. Ce ressort est- nécessairement léger et peu encombrant parce qu’il ne contribue pas au rappel de la soupape sur son siège.
  - La triple fonction d’ouvrir, de fermer et de maintenir close la soupape est donc tout à fait dévolue à un mouvement mécanique, à action positive, obtenu au moyen des bielles actionnées par l’arbre latéral du moteur; mais, en conséquence, au lieu d’employer la came traditionnelle pour la commande, il faut recourir, sauf de rares exceptions, à l’emploi d’excentriques.
  - C’est pour assurer au régulateur toute sa sensibilité et son indépendance que, dans beaucoup de cas, on a même appliqué le déclic.
  - A l’instar de ce qui se produit dans les machines à vapeur du type Corliss, le rôle du régulateur est donc réduit à celui d’un appareil qui indiquerait, de façon passive, le point où l’admission doit commencer ou cesser sans provoquer ces opérations, cette dernière fonction étant laissée aux organes de commande jouant un rôle actif.
  - En vue de certains services, les grands moteurs doivent être construits pour pouvoir varier de vitesse. 11 en est ainsi pour la commande des laminoirs, des appareils de levage, etc.
  - Dans le cas notamment des moteurs couplés directement aux grandes machines soufflantes pour hauts fourneaux, le nombre de tours doit pouvoir varier du simple au double. Dans ces conditions, les moteurs à faible vitesse . de régime conviennent mieux et, étant donné, que l’inertie des pièces en mouvement est moins préjudiciable à la douceur de la marche,' il n’y a pas lieu de chercher à équilibrer les masses en adoptant la compression constante.
  - C’est donc dans ce cas que la distribution à mélange constant et à volume variable paraît le mieux convenir par suite de la simplicité du mécanisme et du meilleur rendement qu’on lui attribue aux faibles charges.
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  - Les défauts d’allumage sont moins à craindre avec ce système. Yoici quelques modes intéressants de réglage appliqués aux grands moteurs :
  - Société Otto Deutz.
  - Dans ses moteurs à double effet, cette Société a renoncé à l’emploi des soupapes de gaz et d’air arrangées concentriquement
  - Fig, 20.
  - a la soupape d’admission. Elle estime que cette disposition crée des organes trop lourds et qu’en vue d’un démontage plus facile pour le nettoyage, mieux vaut avoir la soupape de mélange, la plus susceptible de s’encrasser, montée dans une boîte findépendante.
  - La disposition appliquée au type de 2 000 ch est représentée figures 20 et 21.
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- - La soupape principale, au lieu d’être ouverte par la came de l’arbre latéral, est, au contraire, maintenue fermée par cette came, qui présente un développement trois fois plus grand que la came normale.
  - Le levier de commande habituel est relié à la tige de la soupape par deux biellettes et un petit ressort à boudin pour absorber le jeu. Dès que la came libère le mouvement et laisse s’a-
  - Fig. 21.
  - baisser la tringle de commande, un puissant ressort, relié au levier de commande et qui est resté bandé pendant toute la durée de fermeture de la soupape, se détend et ouvre la soupape pendant toute la période qui correspond à la solution de continuité dans la came.
  - Cette disposition réalise donc l’occlusion mécanique positive de la soupape en s’opposant à ce qu’elle s’ouvre sous l’action de
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- - la dépression. La levée ou la course de la soupape déterminée par le ressort, est, au reste, invariable.
  - Un seul jeu de soupapes de gaz et d’air, commun pour les deux soupapes d’admission, c’est-à-dire pour les deux extrémités d'un cylindre, est employé.
  - Cet arrangement, outre qu’il réduit de moitié le nombre d’organes et de pièces de commande, présente, au point de vue théorique, l’avantage de donner au mélange un dosage identique pour les deux côtés du piston.
  - Mais cette disposition engendre, par la longueur des conduits dépuis les soupapes de dosage jusqu’à celles d’admission, des espaces nuisibles dont le contenu, lors des fluctuations du régulateur, se soustrait partiellement à son action de façon que la machine ne pourrait peut-être pas « régler » aussi rapidement que dans le cas de soupapes concentriques que beaucoup de constructeurs préconisent aujourd’hui.
  - Les soupapes de gaz et d’air sont logées dans une boîte située entre celles d’admission, au milieu du cylindre et suivant l’axe transversal de celui-ci.
  - L’admission variable en quantité de l’air aussi bien que du gaz est obtenue par la course variable des soupapes au moyen du dispositif à point d’appui mobile qu’on retrouve dans toutes les distributions d’Otto-Deutz.
  - Gutehoffnungshütte de Oberhausen.
  - La soupape d’admission (fig. 22) est du type ordinaire, rappelée et maintenue sur son siège par un puissant ressort et ouverte par le mécanisme habituel consistant en une came et une tringle. Deux leviers à chemin de roulement, reposant sur la tige, assurent un mouvement doux à la course constante de cette soupape.
  - Le dispositif de mélange est -logé dans une boîte latérale. Il consiste en deux soupapes-tiroirs montées sur la même tige,' l’une pour le gaz, l’autre pour l’air; leur levée simultanée détermine le mélange à teneur constante réglable à k main et dont la quantité est variée par la durée de l’ouverture.
  - Un excentrique monté sur l’arbre latéral opère la levée de ces soupapes-tiroirs au moyen d’un jeu de tringles et d’un déclic que le régulateur fait jouer plus ou moins tôt au cours de la
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  - période d’aspiration. Quand le mouvement est abandonné à lui-méme, les soupapes-tiroirs sont brusquement refoulées dans la
  - Fig. 22.
  - position fermée sous l’action du ressort logé dans le piston d’air amortisseur qui surmonte la boîte.
  - Société Alsacienne de Constructions Mécaniques, Mulhouse.
  - Cette Société, qui débuta dans la construction des grands moteurs en fabriquant sous licence les machines Cockerill, construit aujourd’hui un type qui lui est propre et dont la distribution, notamment, présente un caractère différent des machines originales (fig. 23).
  - Elle a adopté les excentriques pour la commande. La soupape d’admission est abaissée à l’aide de deux leviers, dont l’un est articulé à la barre d’excentrique et l’autre à la tige de la sou-
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  - pape. Les deux leviers sont, au reste, montés au support en fonte de la boîte de soupape. Cette combinaison assure une commande douce, propre aux chemins de roulement. La soupape d’admission a une ouverture constante et elle est ramenée sur
  - son siège par un fort ressort à boudin, monté sur la tige.
  - Un tiroir mélangeur cylindrique à ouvertures multiples est monté concentriquement à la soupape principale et se meut indépendamment de celle-ci. Ce tiroir est relié à l’aide de deux tringles verticales au piston d’air qui surmonte là boîte de distribution, et qui est soumis à la commande par déclic.
  - Le tiroir, comme organe de distribution pour le gaz, paraît présenter, à première vue, l’inconvénient de coller ou de se roder aux surfaces frottantes si le gaz n’est pas bien débarrassé du goudron ou des poussières qu’il contient en notable quantité quand il est produit par les gazogènes. Toutefois, les expériences faites par les constructeurs auraient prouvé que ces inconvénients ne se produisaient pas.
  - Société Française
  - de Constructions Mécaniques, à Denain.
  - Cette construction (fig. 24) est caractérisée par la position des soupapes d’admission et d’échappement latéralement au cylindre, comme dans le système Kœrting, avec cette différence que la chambre d’explosion formée par le logement des soupapes est rabaissée vers la partie inférieure du cylindre.
  - La soupape d’admission est commandée par un jeu de leviers de roulement et un excentrique lui assurant un mouvement invariable.
  - Dans la boîte, qui précède la soupape d’admission, débouchent, dans le bas, les orifices d’arrivée de gaz et, dans le haut, ceux pour l’air.
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  - Un tiroir cylindrique découvre simultanément ces ouvertures pour permettre l’entrée des fluides qui se mélangent ainsi à proportion constante derrière la soupape d’admission.
  - Ce tiroir, indépendant de la soupape, est commandé par l'intermédiaire d’un tube relié au dehors à un levier. Ce dernier est rendu ou solidaire, ou indépendant de la barre de l’excentrique de commande de la soupape d’admission, suivant qu’il est engagé ou non par le déclic que commande le régulateur.
  - Le tiroir distributeur découvre les orifices de gaz et d’air en même temps que s’ouvre la soupape d’admission, au commencement de la course d’aspiration et, au cours de celle-ci, suivant
  - Fig. 24.
  - le travail du moteur, le déclic se décroche et abandonne le tiroir à l’action de son ressort qui le referme brusquement dans la position de la figure 24, tandis que le choc est amorti par le piston d’air monté dans le haut.
  - La dépression qui succède à l’admission du mélange n’affecté , pas le tiroir et ne tend pas à le rouvrir. Il en résulte que le ressort de rappel peut être très faible et, par conséquent, atténuer le moins possible la sensibilité du régulateur.
  - Nous objecterons, toutefois, que l’efficacité du dispositif nécessite l’étanchéité du tiroir et, par conséquent, son contact intime sur toute sa surface avec celle de la boite portant les orifices. Ces surfaces sont continuellement exposées aux poussières ou
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  - aux goudrons contenus dans le gaz et, de plus, elles sont difficiles à lubréfier efficacement.
  - Le tiroir serait, dans ce cas, exposé à adhérer et à ne pas obéir au léger ressort de rappel. Il resterait ouvert et le réglage serait soustrait au contrôle du régulateur, ce qui permettrait au moteur de s’emballer.
  - Cette distribution paraît donc plus particulièrement convenir au gaz bien épuré de fours à coke ou de hauts fourneaux, qu’au gaz de gazogènes aspirés.
  - Le logement des soupapes forme un conduit assez long qui peut nuire à la rapide propagation de la flamme. Il y a donc lieu, pour éviter de travailler avec une considérable « avance à l’allumage » de munir la chambre d’explosions d’un double dispositif de rupteurs.
  - Maschinenfabrik Augsburg- Nürnberg.
  - Le type classique et le plus connu de l’admission réglant sur le mélange est assurément celui de Nürnberg.
  - La soupape d’admission indépendante (fig. 25), montée sur le
  - cylindre à chaque extrémité, est commandée par un excentrique et un jeu de leviers à chemin de roulement déterminant un mouvement uniforme pour l’ouverture, tandis que la soupape
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  - est ramenée sur son siège par le ressort habituel qui surmonte sa tige.
  - La soupape de gaz est montée à côté de la soupape d’admission dans l’axe longitudinal du cylindre. Elle est du type équilibré à deux sièges, par lesquels le gaz est admis plus ou moins tard vers la fin de la course du piston, tandis que l’air admis pendant toute la durée de la course passe autour du corps de cette soupape. Le mélange se fait dans le canal commun qui aboutit à la soupape d’admission.
  - Le mécanisme opère comme suit (fig. 26). Un levier (B), actionné par un excentrique de l’arbre latéral, oscille d’un mouvement continu autour d’un axe monté dans un tiroir cylindrique figuré en traits pleins au dessin.
  - Sur le même axe oscille librement une pièce (G) maintenue en position par un petit ressort à boudin. Cette pièce (G) est l’organe mobile d’un déclic dont la pièce (13) est la butée fixe. La pièce (D) fait partie d’un tiroir concentrique au précédent et auquel est fixée la tige de la soupape équilibrée à gaz.
  - Le levier (A), qui sert de point d’appui au levier de commande (B), se termine en fourche dont les deüx branches sont portées par des pivots montés dans le bâti, tandis que son extrémité libre est reliée par une biellette et un levier coudé à la tringle du régulateur.
  - Le levier (A) peut donc monter ou descendre sous l’action du régulateur et faire ainsi entrer en contact, plus ou moins tard, les pièces (G) et (D) du déclic, lequel échappe invariablement à la fin de l’admission pour que la soupape de gaz se ferme sous l’action du grand ressort extérieur logé dans la boîte surmontant le mouvement.
  - Cette méthode de réglage répond au désir des constructeurs d’assurer l’existence d’un matelas d’air immédiatement derrière le piston et, â la fin de la course d’admission, d’un mélange plus riche, confiné près des allumeurs.
  - Société John Cockerill, à Seraing.
  - Dans le système de cette Société, réglant sur la qualité du mélange en maintenant constant le volume introduit au cylindre et par conséquent la compression, l’admission est commandée par
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  - le système habituel de came, tringle et levier pour l’ouverture, tandis que la soupape est ramenée et maintenue sur son siège par un puissant ressort monté à l’extrémité de la tige. Sur cette tige se trouve fixé, derrière la soupape même, le tiroir cylindrique qui contrôle l’entrée d’air et admet celui-ci pendant la durée de l’ouverture de la soupape, c’est-à-dire aussi longtemps
  - que dure la course d’aspiration.
  - Au-dessus de ce tiroir se trouve la soupape de gaz équilibrée à double siège, montée sur un tube concentriquement à la tige de la soupape d’admission, mais indépendant.
  - Cette soupape de gaz est ainsi reliée à l’une des extrémités d’un levier monté sur le bâti et dont l’autre extrémité est maintenue par un déclic actionné par le régulateur. Ce levier est, en outre, relié à l’aide d’un piston d’air amortisseur au levier de commande de, la soupape d’admission, lequel est animé d’un mouvement constant.
  - La soupape de gaz
  - est reliée par un ressort à la tige de la soupape d’admission.
  - Au commencement de l’admission, l’air seul arrivant du tiroir est admis par la soupape principale, tandis que le levier de cette soupape comprime le ressort de la soupape de gaz.
  - . Celle-ci est, pendant ce temps, maintenue dans la position fermée jusqu’à ce que, plus ou moins tôt avant la lin de la course, le régulateur provoque le déclic du piston d’air et aban-
  - Fig. 27.
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  - donne la soupape à gaz à l’action du ressort qui l’ouvre brusquement et laisse entrer le gaz jusqu’à la fin de la course.
  - Le mélange se fait donc à la fin de l’aspiration et il reste au fond du cylindre, près des contacts d’allumage, quand la compression commence.
  - Tout récemment, la Société Gockerill a renoncé au système de réglage par admission en quantité variable et a unifié tous ses types d’après celui décrit ci-dessus, en faisant toutefois certaines modifications de détail, qui constituent notamment dans le remplacement de la soupape de gaz équilibrée par une soupape ordinaire, à siège unique, suivant la figure 27.
  - Ehrhardt et Sehmer à Saarbrücken.
  - Le système de réglage actuellement adopté par cette firme a été créé par son Ingénieur en chef, M. Drawe, qui s’est inspiré des théories originales qu’il a défendues très savamment dans une brochure dont je résumerai quelques considérations intéressantes à l’appui du nouveau système de réglage à déclic opérant sur le mélange.
  - Si, dans un graphique (fig. 28), on représente la levée d’une soupape ordinaire par la courbe ab, en fonction de la course du piston xx, la période ascendante de la courbe ab correspond à celle pendant laquelle la soupape est conduite pour l’ouverture progressive, tandis que la chute, lorsque le déclic agit en cours de course, est figurée par la ligne bb'. Elle correspond à l’ordonnée maximum ou plus grande levée de la soupape. /
  - Or, il serait rationnel que la quantité de gaz admise restât constante pour toutes les positions du piston, afin d’éviter les effets d’inertie dus aux variations de vitesse relatives entre l’admission d’air et de gaz.
  - Il faudrait donc que la courbe représentative des ouvertures de la soupape de gaz fût parallèle à l’axe des abscisses xx', indépendamment des variations de course de la soupape., A cet
  - Buu,. . 3
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  - "effet, MM. Ehrhardt et Sehmer ont adopté une soupape de forme spéciale (fig. 29) assurant un débit constant, parce que les sections a et '6 peuvent augmenter, pendant que e et f restent constantes.
  - La figure 30 montre la courbe (1) d’ouverture de la soupape principale d'admission, tandis que la courbé (2), parallèle à Taxe des x, est celle d’ouverture de la soupape de gaz. L’intersection de ces courbes, en m, par exemple, correspond au point
  - Fig. 30.
  - de plus grande introduction de mélange au cylindre, réalisée avec une ouverture égale de la soupape de gaz et de la soupape d’admission principale.
  - Contrairement à ce qui se passe dans'les autres systèmes où le gaz est admis plus ou moins tôt ayant la fin de la course d’aspiration, dans celui qui nous occupe, le gaz est fermé plus ou moins tôt avant la fin de la course, en sorte <que celle-ci se termine toujours par une admission d’air pur, qui a pour effet de balayer du mélange qu’il contient, tout-le conduit qui suit la soupape de gaz.
  - Le mélange riche resterait ainsi dans le voisinage du fond de piston, tandis que le mélange pauvre, voire même l’air pur, serait confiné dans le fond du cylindre, près des contacts d’allumage. C’est la négation absolue de l’hypothèse de la stratification des fluides 'et, à ce titre, la méthode appliquée ^par M. Drawe est aussi hardie qu’intéressante.’ Elle assure,.paraît-il, de parfaits résultats pratiques qu’il est du plus grand intérêt dp noter.
  - Les soupapes d’admission principales n’ont rien; de spécial. Elles7 sont conduites par tringles et cames ; et mon tées au-dessus du cylindre Mans l’axe longitudinal. Ibn’y a pas de soupape d’air.
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  - Les soupapes de réglage de gaz sont montées entre les sou* papes principales et leur fonctionnement se déduit aisément de la figure 31, dans laquelle on voit, sur la tige de la soupape de gaz, un clapet indépendant qui se manœuvre à la main pour le réglage.
  - Il présente cette particularité que, tout en étant réduit à sa plus simple expression, il agit simultanément sur le gaz et sur l’air en faisant varier la quantité de l’un par rapport à l’autre de ces fluides et en s’opposant, en outre, à ce que les courants d’air et de gaz se heurtent avant de se mélanger.
  - La soupape de gaz est commandée par une tringle d’excentrique, par l’intermédiaire d’une pièce de déclic (C) qui s’appuie sur le levier (D) articulé à la tige de la soupape. Quand, vers la fin de la course d’admission, le gaz doit être coupé en fonction de la force à développer par le moteur, le régulateur fait intervenir un galet (F) qui provoque le décrochage de la tringle d’excentrique du levier (D) de la soupape. Celle-ci, abandonnée à la pression du ressort, se referme brusquement, en étant amortie dans sa chute par le piston d’air surmontant le dispositif. L’air continue alors à entrer au cylindre par le conduit central pour le mélange* qu’il entraîne, afin de balayer, comme nous l’avons dit plus haut, l’espacé compris entre la soupape de gaz et celle d’admission principale, en vue d’éviter les explosions de retour.
  - Il est à remarquer que :dans: ce dispositif de-réglage, il m’existe aucun frottement entre les différentes parties, ce qui rend impossible un arrêt des pièces ém mouvement qui pourrait, être provoqué par le goudron oïl les poussières.
  - Fig. 31.
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  - Thyssen et G0, à Mülheim-s.-R.
  - Dans le mode de réglage de cette firme, ce n’est plus l’admission du gaz qui est réglée par le régulateur, mais bien l’admission d’un mélange tout fait, par des organes s’ouvrant plus ou moins tard au cours de l’aspiration, pour être ensuite abandonnés au déclic qui les ferme, invariablement, à la fin de la course,
  - quand ferme la soupape d’admission.
  - Le dispositif consiste en une soupape à double siège et un tiroir fixés à la même tige.
  - La soupape, dans le bas, sert pour le gaz, tandis que le tiroir, dans le haut, admet l’air; quand la soupape est fermée, le tiroir laisse l’air seul entrer au cylindre, notamment par le canal latéral montré à droite sur la figure 32.
  - Lorsque la soupape de gaz s’ouvre, le tiroir, d’air découvre les entrées progressivement et Fig. 32. ..en proportion des sections de
  - passage du gaz.
  - Il en résulte que, pour toutes les positions de ces soupapes et jusqu’à leur fermeture, la vitesse des deux fluides reste constante.
  - La soupape équilibrée servant en même temps au gaz et à l’air, assure un mélange uniforme lequel, en se mouvant, participe à la vitesse accélérée de l’air admis seul par avance, c’est-à-dire alors que le mélange ne passe pas encore par la soupape équilibrée.
  - Schuchtermann et Kremer, à Dortmund.
  - Cette firme applique à sa construction un brevet de M. Reip- . hardt.
  - Ainsi que le montre la figure 33, la soupape d’admission à
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  - levée constante, obtenue par excentrique, tringles et leviers de roulement, est montée sur le cylindre. Derrière cette soupape
  - Fig. 33.
  - se trouve un tiroir cylindrique indépendant, mû par un mouvement à déclic. Ce tiroir commande trois séries d’ouvertures superposées dont la supérieure sert au gaz, l’intermédiaire et l’inférieure à l’air.
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  - Au commencement de l’aspiration, les ouvertures de gaz et d’air intermédiaire sont maintenues fermées par le tiroir; tandis-que les orifices de l’arrivée d’air inférieure sont ouverts. Cet air pur est aspiré d’abord, jusqu’au moment, dépendant du travail du moteur, où le déclic, qui jusque-là tenait le tiroir levé, l’abandonne à l’action de son ressort, qui le rabaisse brusquement dans la position de la figure. Il ferme alors l’air primaire et ouvre l’air secondaire et le gaz. À l'introduction d’air pur succède ainsi brusquement une entrée d’air et de gaz à des vitesses qui seraient proportionnelles et assureraient un mélange constant.
  - Quand le piston a atteint la fin de la course d’aspiration et quand la soupape principale se ferme, le tiroir de réglage est ré-enclenché à son déclic et relevé dans sa position initiale, c’est-à-dire pour fermer le gaz et l’air supérieur.
  - Le mécanisme de déclic, actionné par excentrique et piston amortisseur, est analogue aux systèmes communément employés dans les constructions Cockerill et Nürnberg.
  - La disposition adoptée paraît avoir ingénieusement résolu le problème posé, savoir : réaliser un déplacement égal des colonnes d’air et de gaz sans que la dépression à faible charge devienne trop grande ; partager l’air et le gaz d’une façon rationnelle au moyen d’une soupape à double siège, et, enfin, utiliser le dépla*-cernent de la colonne d’air pour la déplacement de la colonne de gaz.
  - Lors du Congrès de Mécanique, tenu en 1905, à l’Exposition Universelle de Liège, j’avais, dans un rapport sur les modes de réglage des moteurs à gaz, formulé, au nombre des principes vers lesquels devraient tendre les recherches des constructeurs,
  - « la réalisation d’un réglage à teneur sensiblement constante du mélange à admettre en quantité variable sans entraîner la dépression dans le cylindre ».
  - La combinaison imaginée par la firme Schuclitermann et Kremer, dans son système combiné de réglage à teneur et à compression constantes, répond à ce desideratum.
  - Crossley frères, à Manchester.
  - La maison Crossley a récemment construit plusieurs' moteurs tandem de- 500 à 600 ch et elle a étudié spécialement la question du réglage.
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  - Le déclic fut appliqué et abandonné ensuite, et l’on adopta le système ci-après décrit,, considéré comme plus siiqple, plus rapide en action, considérablement meilleur marché et très pratique (fig. 34).
  - A lasboîtQ à soupapes aboutissent, une conduite d’air B contenant un papillon de réglage G qui est fixé définitivement, en position suivant le cas, et une conduite D contenant un robinet E pour régler le gaz.
  - La soupape d’admission F est ouverte au commencement de chaque course d’aspiration par l’intermédiaire du levier ordinaire et elle est fermée par un ressort G à la fin de cette course.
  - La soupape de gaz 11 est montée autour de la: tige de, la soupape F ; elle est munie, à sa partie supérieure,, d’un piston à vide I; l’admission d’air, derrière ce piston, totale, partielle ou nulle, se fait sous le contrôle d’un petit tiroir J muni d’upe rai-nure et qui ouvre ou ferme l’entrée d’air.
  - La position de ce tiroir J est déterminée par le régulateur ; une course d’environ 10 mm règle l’admission depuis la pleine charge jusqu’à la marche à vide.
  - Un ressort K agit sur la soupape de gaz et maintient le piston à vide I à l’extrémité de sa course vers le haut, lorsque- -la.so.Un pape d’admission F est fermée.
  - Aussitôt que la soupape F commence à s’ouvrir;,, l’écrou M
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  - vissé sur sa tige appuie sur la pièce qui maintient le ressort K et, par réaction, tend à ouvrir la soupape de gaz H.
  - Si le tiroir de réglage J admet librement l’air au cylindre à vide, la soupape de gaz H se meut avec la soupape K et se ferme avec elle en admettant uniformément une charge riche dans le cylindre pendant toute la course d’aspiration.
  - Si, au contraire, le tiroir J ferme la communication du cylindre à vide avec l’atmosphère, il se produit un vide qui empêche la soupape de gaz H de s’ouvrir. Quelques dixièmes d’atmosphère de vide suffisent pour s’opposer à la pression exercée par le ressort K.
  - Dans ces conditions, le gaz n’est pas admis pendant la course d’aspiration, mais, comme le passage d’air B est librement ouvert, l’air seul est aspiré au cylindre et il ne se produit pas d’explosion.
  - Ceci correspond à un cas extrême qui, en pratique, ne se présente pas, puisque le tiroir J est dans une position telle qu’il donne plus ou moins d’admission d’air occasionnant un vide partiel dans le cylindre à vide du mouvement au commencement de chaque course d’aspiration; ce vide partiel diminue l’ouverture de la soupape de gaz et l’oblige à s’ouvrir plus tard ou plus lentement.
  - Par conséquent, l’air seul en plus ou moins grande quantité est aspiré d’abord et un mélange riche est admis ensuite.
  - Un clapet reniflard N s’ouvre vers l’extérieur du cylindre à vide pour assurer le retour rapide de la soupape F lors de la fermeture.
  - Un indicateur repose.sur le piston à vide, se meut avec lui et donne extérieurement les indications relatives au fonctionnement de la soupape de gaz.
  - Le rôle du régulateur sur un moteur tandem se borne à faire mouvoir deux petits tiroirs à air équilibrés qui glissent facile -ment dans leur logement.
  - Le piston avide, les ressorts, ainsi que les autres parties en mouvement, sont enfermés et exempts de communications avec le gaz. En conséquence, le goudron ou la poussière ne peuvent les atteindre ni les faire coller.
  - Les systèmes de distribution envisagés diffèrent non seulement par le mode de réglage de la charge explosive soumise à l’action du régulateur, mais aussi par la position relative des organes de distribution.
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  - Certains constructeurs ont disposé les soupapes de gaz ou de mélange dans des boîtes séparées de celles qui contiennent la soupape principale d’admission, soit en les montant suivant l’axe longitudinal du cylindre entre les soupapes d’admission, soit en les montant derrière celles-ci.
  - Dans le premier cas se trouvent: la construction Nürnberg, le dernier système Otto-Deutz appliqué aux moteurs de 2 000 HP, les constructions Ehrhardt et Sehmer et Thyssen.
  - Ces dispositions ont une commande séparée et indépendante pour la soupape de gaz ou de mélange, tandis que la disposition avec boîtes de mélange derrière celle d’admission peut être actionnée par une commande unique venant de l’arbre latéral, soit sous forme de came ou d’excentrique, comme dans la construction Gutehoffnungshutte.
  - Les organes de mélange, disposés entre les soupapes d’admis -sion ou latéralement à celles-ci, sont évidemment plus accessibles et ceci présente un avantage appréciable au point de vue de la facilité de démontage en vue d’inspection et de nettoyage. Cet avantage sera donc pris en considération dans les cas où le gaz ne sera pas totalement épuré et exposera, par conséquen t, les organes à s’encrasser par la poussière et particulièrement par le goudron.
  - A ce point de vue, ce type de construction est plus spéciale- ‘ ment désigné pour les grandes centrales employant du gaz de gazogènes.
  - Considérons ensuite la construction avec dispositif de réglage concentrique à la soupape d’admission et logé dans une boîte commune comme les types Cockerill, Société Alsacienne, Dingler, Crossley.
  - On est de suite séduit par l’aspect simple et élégant de ces systèmes qui tout en comportant peu de joints et d’assemblages réduisent au minimum le nombre d’organes mécaniques en œuvre.
  - La forme de l’enceinte où se prépare le mélange, immédiatement avant la soupape d’admission, est simple et rationnelle et les chasses d’air qu'on y provoque à la fin de l’aspiration y produisent tout leur effet utile parce que les restes de mélange que ces balayages doivent entraîner au cylindre ne sont pas exposés à rester confinés dans l’un ou l’autre coin de la boîte de mélange.
  - Quand une explosion de retour se produit, elle n’intéresse qu’un très faible volume de mélange, et les produits de combus-
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  - tion qui résultent de son inflammation influencent très peu le . mélange neuf qui suit.
  - Dans ces types, caractérisés par un faible espace nuisible, l’action du régulateur est nécessairement plus précise et plus rapide que si les organes de mélange étaient séparés de la soupape d’admission par un long canal.
  - Au point de vue constructif et fonctionnel, le dispositif de réglage concentrique à la soupape d’admission et logé dans une boîte commune paraît donc devoir devenir classique.
  - Dans tous les cas où la chose sera possible, on emploiera la soupape de mélange ou de gaz de préférence au tiroir, lequel, comme organe à frottement, exige un graissage, d’ailleurs difficile et délicat à opérer. En outre, c’est précisément le graissage qui augmente la tendance à adhérer, de la part des poussières en suspension dans les gaz.
  - La soupape à double siège paraît aussi, mieux que la soupape simple, convenir comme organe de mélange, d’abord parce qu’elle offre deux issues de passage dont on peut, à volonté, faire varier la section et le sens, de façon à favoriser la circulation des fluides, et ensuite parce qu’elle se prête particulièrement à la commande par déclic. Elle est équilibrée et à l’abri des variations de résistance à la commande, qui pourraient influencer le régulateur.
  - C’est, au reste, cette qualité dominante qui lui.a valu la faveur dont elle jouit dans la construction des machines à vapeur,.
  - Les mouvements à déclic, qui assurent l’indépendance du régulateur, sont appliqués à presque toutes les constructions de grands moteurs, modernes, pour lesquels ne conviendraient pas, malgré tous leurs avantages, des dispositifs comme ceux appliqués aux moteurs à simple effet pour faire varier la course de la soupape d’admission. En effet, avec des mécanismes du genre Deutz, Schmitz, etc., l’organe mobile conduit par le régulateur est fatalement engagé et bloqué pendant toute la période d’admission et ne redevient libre, sous le contrôle du régulateur, que pendant les trois périodes consécutives de compression, d’explosion et d’échappement. Or, dans, un moteur à double effet,, à, deux cylindres, il y a toujours une face d’un des pistons à la période d’aspiration ; il en résulte que la pièce mobile conduite par le régulateur serait toujours engagée et que l’action du régulateur serait complètement annihilée,
  - Le serait le cas pour le type de grand moteur tandem, à double?
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  - -effet, d’Otto-Deutz, si ces habiles constructeurs n’avaient tourné la •difficulté en faisant usage d’une sorte d’accouplement à rotule qui laisse au régulateur une liberté relative pour actionner le mécanisme d’un des cylindres alors que celui de l’autre est immobilisé.
  - Soupapes et Mécanisme de commande.
  - La disposition qui s’est répandue le plus généralement pour la commande des soupapes est celle qui comporte un seul arbre de distribution disposé parallèlement: au bâti et recevant son mouvement de l’arbre moteur par des engrenages droits ou hélicoïdaux dont les vitesses sont dans le rapport de 1 à 2.
  - Sur cet arbre, en acier, supporté par deux ou plusieurs paliers qui doivent être de préférence Axés au bâti et non à la culasse, sont calés les cames ou excentriques de commande des leviers des soupapes ainsi que l’engrenage qui actionne le régulateur.
  - Certains constructeurs ont cependant employé un axe de distribution parallèle à l’arbre moteur et commandant les soupapes à l’aide de leviers et tringles. Cette disposition n’a guère été appliquée qu’aux petits moteurs.
  - J’ai rappelé précédemment que les. soupapes de gaz et d’admission étaient: généralement placées dans une boîte amovible quiileur sert de siège.
  - Les dimensions de ces soupapes doivent être choisies, de telle façon que la vitesse moyenne des gaz ne dépasse pas 30 à 35 m par seconde.
  - Leurs diamètres sont calculés d’après la nature du combustible •qui doit alimenter le moteur.
  - Il est indispensable que les soupapes soient très accessibles, et disposées en vue d’un démontage facile et rapide pour procéder éventuellement au nettoyage et au rodage.
  - Leurs tiges doivent être munies de tubes de graissage.
  - Au point de vue constructif, la tige et le disque des soupapes doivent toujours être venus-'dffiae- seule pièce de fonte ou d’acier forgé, sauf pour les très grandes soupapes.
  - Pour les moteurs d’une puissance supérieure-à 100 cb, il est prudent de refroidir le siège de: la soupape d’échappement, et pour les grands moteurs, il est bon d’équilibrer ces* soupapes, de façon à: soustraire leurs; mouvements; de commande aux
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  - énormes charges dues à la pression des gaz vers la fin de la course motrice du piston.
  - M. Vennel Goster, Ingénieur de la firme Crossley, a été l’un des premiers à construire des soupapes équilibrées.
  - La figure 35 représente une disposition adoptée par MM. Crossley. Les soupapes d’échappement constituent toujours un des organes délicats du moteur, et on ne saurait prendre trop de précautions pour en faciliter la surveillance et l’entretien.
  - Pour opérer ia levée des soupapes, on utilise habituellement, dans les moteurs à simple effet, des leviers à rouleaux sur l’une des extrémités desquels agit une came. Un puissant ressort antagoniste remet la soupape sur son siège.
  - Pour les soupapes d’admission, le rôle des leviers se borne à fléchir le ressort de rappel.
  - Pour les soupapes d’échappement, il faut vaincre l’effort de la pression des gaz avant leur expulsion du cylindre. Ces efforts ne sont pas considérables dans les petits moteurs, mais dans les grands, ils peuvent atteindre 2000 à 2500 kg.
  - Dans les moteurs qui règlent par admission variable de la quantité de mélange, no-Fig. 35. tamment, les soupapes d’admission et d’échappement sont sollicitées à s’ouvrir pendant la période d’aspiration au cours de laquelle il se produit, à faible charge, un vide relatif dans le cylindre. Il faut donc employer des ressorts puissants.
  - Dans les grands moteurs, en vue d’éviter les chocs et d’assurer une marche plus douce et plus silencieuse du mécanisme, on utilise les leviers à chemin de roulement et les excentriques.
  - Conclusions.
  - Je déduirai des considérations qui précèdent et des expériences nombreuses que j’ai effectuées sur toutes espèces de constructions, soit en Europe, soit en Amérique, que le moteur à gaz peut être, actuellement, considéré comme une machine
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  - susceptible de remplacer avantageusement, et dans des conditions de sécurité suffisantes, la machine à vapeur dans un grand nombre de cas.
  - Cette opinion peut être très aisément défendue avec preuves à l’appui, vis-à-vis des adversaires du moteur à gaz, soit qu’ils obéissent de parti pris à des idées préconçues, soit qu’ils se basent sur des exemples d’installations défectueuses.
  - Mais je me garderai d’affirmer que tous les types de moteurs qui se trouvent sur le marché soient dans ce cas.
  - Au contraire, il en existe peu qui réunissent dans leur ensemble les conditions que j’ai passées en revue en les signalant comme nécessaires à la bonne marche de la machine.
  - Mais ces conditions peuvent être appliquées par tout constructeur décidé à abandonner les anciens errements et à entrer définitivement dans la voie des conceptions modernes.
  - Il appartient aux industriels français de suivre le mouvement qui se dessine dans les autres pays et de conquérir chez eux et même à l’étranger, le terrain occupé par leurs"rivaux qui, dès maintenant, s’arment chaque jour pour soutenir la lutte et conserver leurs positions.
  - Plusieurs constructeurs anglais notamment ont déjà envisagé la question et pris des mesures en vue de l’avenir brillant qu’ils estiment réservé aux moteurs à gaz.
  - La maison Tangye, de Birmingham, par exemple, a décidé d’abandonner ses anciens modèles, et pour construire les nouveaux, agrandit considérablement ses ateliers en vue d’arriver à produire 300 à 400 moteurs par mois.
  - Les figures 2 et 3 (PI. 478) représentent un ancien et un nouveau modèle de cette firme.
  - Robey and G0 Ld, de Lincoln, et the Dudbridge Iron Works, de Strout, entrent également dans cette voie (fig. 4, ancien, et 5, nouveau modèle, PI. 478).
  - Une des principales Sociétés de constructions électriques de Londres a décidé de s’adjoindre la construction des moteurs à gaz et en a établi une série d’après le modèle de la figure Q(Pl. 478).
  - Ces différents moteurs modernes ont été établis d’après mes conseils, sur mes données et suivant les idées que «j’ai préconisées.
  - Il en est de même pour le moteur de la Olds Gas Power Company de Lansing(E.-U. d’Amérique), représenté figure 7 (PL 478) et de quelques autres en cours d’exécution.
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  - Ces constructions se distinguent toutes par la grande simplicité du mécanisme, tel que : la-came unique pour la commande de la distribution, les dispositifs de réglage à quantité variable, le graissage automatique. Lessbâtis 'sont dessinés pour réaliser le maximum de résistance avec le minimum de poids.
  - Ces différentes constructions donnent des résultats supérieurs au point de vue de la marche silencieuse, de la sensibilité du réglage, du rendement élevé et de la marge dans la (puissance.
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- - L’ÉTAIN
  - DANS L’ÉTAT DE PÉRAK
  - PAR
  - M. L. GIRAUD
  - CHAPITRE PREMIER
  - HISTORIQUE, GÉOGRAPHIE, STATISTIQUE
  - § Ier. — Historique.
  - L’Etat de Pérak se trouve dans la péninsule malaise et forme avec ceux de Sélangor, de Negri Sembilan et de Pahang les « Federated Malay States ». Ces États se sont placés en 1895 sous la protection du Gouvernement britannique. Un résident général, à Kuala Lumpur, représente le Gouvernement sous le contrôle du gouverneur des Straits Settlements. Chaque État est administré par un résident anglais et son propre Conseil d’État composé du sultan de l’État qui préside, du résident qui l’assiste, de radjahs malais importants, de quelques représentants chinois et européens non fonctionnaires.
  - § IL — Géographie.
  - L’État de Pérak est situé sur la côte ouest de la presqu’île malaise ; dl est borné au nord par la province de Wellesley, les États de Ivedah et de Patani, à l’est par ceux de Kelantan et de Pahang, au sud par l’État de Sélangor, enfin, à l’ouest par le détroit de Malacca (PL 419).
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  - Orographie. — Au nord et à l’est, le pays est montagneux; il existe de chaque côté de la rivière Pérak deux chaînes principales de montagnes; la chaîne située à l’est est la plus importante et possède les plus hauts sommets (Gounong Kerbaw 2180 m d’altitude).
  - Hydrographie. — De grands cours d’eau arrosent la contrée ; le principal est la Pérak, qui prend sa source dans Reman et coule du nord au sud dans toute la longueur de l’État sur environ 400 km. Les petits steamers peuvent* remonter son cours jusqu’à 60 km de son embouchure et les embarcations indigènes jusqu’à la Songay Plus. Les principaux affluents de ce fleuve sont les rivières Plus, Kinta et Batang Padangsur la rive gauche. Les autres fleuves importants sont, du nord au sud, la Krian, la Kuran, la Larut et la Bernam.
  - Divisions politiques. — L’État est divisé en neuf districts, dont les principaux au point de vue minier sont :
  - Le district de Kinta, qui renferme les mines les plus importantes de la péninsule malaise. Villes principales : Ipoh, centre commercial le plus considérable de Pérak; Kampar, Gopeng, Lahat, Papan ;
  - Le district de Larut. Ville principale : Taïping, capitale de l’État de Pérak ;
  - Le district de Batang Padang. Villes principales : Tapah, Bi-dor, Tandjong Malim, Chanderiang;
  - Le district de Upper Pérak, qui contient des gisements d’étain et d’or, mais cette région est encore peu développée à cause du manque de voies de communication.
  - Productions. — Les principales productions sont le caoutchouc provenant des plantations d,Hevea braziliensis et l’étain ; il n’y a aucune exploitation aurifère importante, quoique l’on trouve un peu d’or dans les districts de Upper Pérak et de Batang Padang.
  - Les « Federated Malay States » fournissent environ 60 0/0 de l’étain extrait dans le monde; l’État de Pérak, à lui seul, s’inscrit pour 52 0/0 dans cette production, soit 31 0/0 de la production mondiale.
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  - Tableau des exportations d’étain et de minerai d’étain
  - (1890 1907).
  - ANNÉES ÉTAIN PÉBAK MINERAI (1) TOTAL FEDERATED MALAY STATES TOTAL PROPORTION 0/0
  - 1890 . . . t 13176 t 1 167 t 14 343 t 27 409 52,69
  - 1891 . . . 12 480 2157 14637 29 309 49,94
  - 1892 . . . 13 964 2 840 16 804 34 038 49,36
  - 1893 . . . 14766 4 407 173 38 367 49,97
  - 1894 . . . 18 440 5 501 23 941 47 568 50,33
  - 1895 . . . 16919 7 287 24 206 48 984 49,41
  - 1896 . . . 16598 6 579 23177 47 801 48,49
  - 1897 . . . 12 659 8 626 21285 43 073 49,41
  - 1898 . . . 10 733 9 285 20 018 40 206 49,78
  - 1899 . . . 10539 8 729 19 264 38 969 49,43
  - 1900 . . . 11792 9 713 21501 43125 49,86
  - 1901 ... 12348 10 939 23 287 47 491 49,03
  - 1902 . . . 10 846 13 700 24 546 47 226 51,97
  - 1903 . . . 9854 16 529 26 383 50 781 51,95
  - 1904 . . . 8 914 17 908 26 822 51 785 51,79
  - 1905 . . . 8407 18 614 27 021 51 810 52,15
  - 1906 ... 8 035 18327 26 362 49398 53,36
  - 1907 . . . » )) 26 090 49 208 53,01
  - (1) Les chiffres donnés sous le titre « minerai » représentent le poids net d’étain exporté en admettant une teneur de 65 0/0 en étain jusqu’à mars 1898, 68 0/0 de cette date à octobre 1904 et enfin 70 0/0 à partir de cette époque.
  - Bull.
  - 4
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  - § III. — Statistique.
  - La surface de l’État de Pérak est de 17000 km1 2; la population s’élevait, lors du dernier recensement (1901), à 329665 habitants et dépasse aujourd’hui 413 000 habitants.
  - Commerce. — En 1906, les importations ont atteint une valeur de 63 299 000 f et les exportations 121394 000 f. La principale exportation est l’étain dont nous donnons ci-contre les valeurs depuis l’année 1890 pour l’État de Pérak et les « Federated Ma-lay States ».
  - Revenus. — Les revenus de l’État de Pérak étaient en 1906 de 41990 502 f et les dépenses de 25 802 845 f. Le principal revenu est fourni par le droit d’exportation imposé à l’étain; ce droit varie avec le cours du métal.
  - Sa valeur est donnée par la formule suivante :
  - P est le cours de l’étain métal [en dollars (1) par pikul (2)] exprimé en nombre entier de dollars, et par excès s’il y a une partie fractionnaire.
  - Y est la valeur du droit d’exportation en dollars par pikul d’étain métal.
  - Ce droit est. calculé sur le cours télégraphié chaque jour de Penang.
  - L’étain provenant du district de Upper Pérak ne paie que. les deux tiers de ce droit.
  - ^ Le minerai d’étain paie 70 0/0 du droit imposé à l’étain métal; le minerai exporté doit être fondu dans la colonie des Straits Settlements ou dans le Royaume-Uni, sans quoi il est frappé d’un droit d’exportation; prohibitif de 30 dollars par pikul.
  - r Voies de communication. — Les communications sont faciles; î’État de Pérak «est traversé du nord au sud par le chemin de fer clés « Federated Malay States », qui va de Penang jusqu’à la
  - (1) X dollar = 2,94 f.
  - (2) 1 pikul = 60,4 kg.
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  - frontière1 de Johore, avec embranchements sur Port Weld, Teluk Anson, Port Swettenham, Port Dickson et Malacca,. La longueur de la voie était en 1906 de 690 km et 194 km étaient en construction. Ce chemin de fer sera prolongé à travers l'État de Johore jusqu’à Johore Bharn et sera relié par un ferry hoat à la ligne qui existe dans l’île de Singapour et qui se termine à la ville de ce nom.
  - Il existe de bonnes routes qui permettent un déplacement facile dans les principaux districts.
  - En 1906, on comptait pour l’État de Pérak :
  - 969 km de bonnes routes empierrées;
  - 136 — routes non empierrées;
  - 430 — bons chemins;
  - 660 — petits chemins.
  - En plus, il existe partout de nombreux sentiers. Des bureaux de postes et télégraphes se trouvent dans toutes les villes un peu importantes. La longueur des lignes télégraphiques est dans Pérak de 1 012 km, celle des fils de 1 894 km.
  - Climat. — Le climat est en général sain, surtout dans les districts miniers qui sont déboisés et ouverts depuis longtemps. Il est chaud et humide,.la température moyenne est de 26° 6, le maximum a lieib entre midi et 3 heures et atteint 32 degrés, le minimum se produit au moment du lever du soleil, il est de 21 degrés. Il y a fort peu de différence entre les températures moyennes mensuelles; ainsi, à Taïping, la différence est seulement de 1°4 entre la moyenne du mois de mai (mois le plus chaud) et celle du mois dfe décembre (mois le plus froid). La température varie avec l’altitude et baisse d’environ 4° 3 par 1 000 m d’élévation.
  - Les pluies sont abondantes, là moyenne des chutes annuelles est de 2,28 m, excepté dans les places voisines des chaînes de montagnes, où elle est plus considérable ; ainsi, dans les villes de Taïping, de Tapah et de Selema, les moyennes sont respectivement de 4,20 m, 3,48 m et 3,43 m.
  - Il n’y a pas de saison sèche bien marquée, le mois de juillet est généralement letplus sec, mais ta chute d’eau n’est cependant pas moindre de 8 mm ; la saison la plus pluvieuse est d’octobre à décembre. " :f
  - La pluie tombe .;Farement^ayant,-midia_.jor(li-n^ement entre
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- - Moyenne des hauteurs de pluie dans Pérak (1904-1906).
  - VILLES JANVIER FÉVRIER MARS AVRIL MAI JUIN JUILLET AOUT SEI’TEMBe OCTOBRE NOVEMBRE DÉCEMBRE TOTAL
  - m m m m m m m m m m m m m
  - Taïping. . . . . . . . 0,48 0,35 0,32 0,46 0,39 0,22 0,22 0,28 0,19 0,40 0,48 0,41 4,20
  - Kuala Kangsar . . . . 0,29 0,15 0,07 0,22 0,18 0,08 0,10 0,19 0,18 0,29 0,20 0,24 2,19
  - : Batu Gàgah 0,33 0,17 0,10 0,25 0,21 0,09 0,12 0,24 0,17 0,29 0,26 0,32 2,62
  - Gopeng; .... . . . 0,35 0,18 0,11 0,29 0,20 0,12 0,11 0,21 0,25 0,37 0,28 0,25 2,72
  - J Ipoh. . . . . . . . . 0,24 0,14 0,10 0,24 0,19 0,12 0,11 0,14 0,17 0,22 0,22 0,26 2,15
  - ^ Telak Ànsoiï . . . . . 0,32 0,20 0,12 0,27 0,21 0,11 0.,08 0,18 0,19 0,26 0,28 0,33 2,55
  - Tapàlr . . . . . . 0,43 0,28 0,23 0,27 0,32 0,12 0,16 0,24 0,25 0,46 0,36 0,35 3,48
  - v Sclariia. . . . . . . . 0,35 0,31 0,19 0,36 0,30 0,16 0,12 0,31 0,26 0,44 0,31 0,32 3,43
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  - 2 et 5 heures, de sorte que l’on peut toujours travailler au moins 8 heures tout le cours de l’année.
  - Monnaies, poids, mesures. — Terminons ce chapitre par quelques renseignements sur les unités employées dans Pérak.
  - L’unité monétaire est le dollar des Straits Settlements, qui vaut environ 2,94 f ; le dollar se divise en 100 cents.
  - Les unités de poids et de mesures sont nombreuses. Concurremment avec les mesures anglaises on emploie quelques mesures chinoises dont les principales sont :
  - Longueur. — Le sock, qui vaut 1,50 pied = 0,457 m.
  - Volume. — Le tchang, qui représente le volume d’un prisme droit dont la base est un carré de 30 pieds de côté et dont la hauteur est égale à 1,5 pied.
  - 1 tchang = 30' X 30' X 1 ',5 = 1 350 pieds cubes.
  - = 20 socks X 20 socks X1 sock = 400 socks cubes. = 50 yards cubes ~ 38,225 m3.
  - Poids. — Le bahra = 400 ibs avoir du poids. ?
  - X. = 181,4372 kg
  - T ... 1 bahra „A .
  - Le pikul = — = 60,479 kg.
  - Le cati = ' “ 0,6048 kg.
  - Le taël = 1 .X = 37,79 g.
  - 16 ° «
  - Le chee = 1 ^ = 3,779 g.
  - Le hoow = 1 ^ee = 0,378 g ' Le tee , = l-j<|’|"w = 0,038 g.
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  - • CHAPITRE II
  - APERÇU GÉOLOGIQUE
  - La*géologie de Pérak est encore peu connue; les travaux de M. Scrivenor, géologue du Gouvernement, sont les seuls documents sérieux que l’on possède sur la région.
  - D’une façon générale, on peut dire que l’on rencontre dans Pérak quatre formations principales qui sont.:
  - 1° La formation granitique ;
  - 2° La formation calcaire ;
  - 3° La formation sédimentaire ancienne ;
  - 4° La formation quaternaire.
  - 1° Formation granitique.
  - Le granit est très développé dans Pérak, où il.forme les principaux massifs montagneux. Son origine paraît récente ; d’après M. Scrivenor, il est plus jeune que toutes les roches sédimen-taires trouvées dans les « Feterated Malay States » et dans Singapour, les remaniements quaternaires exceptés.
  - La venue de l’étain est contemporaine de l’arrivée des granits. Dans la chaîne principale et dans les collines de Larut, le granit est surtout porphyroïde ; on y voit de gros cristaux de feldspath qui, dans les roches exposées à l’intempérisme, se détachent nettement en relief et rendent cette variété aisément reconnaissable. Il est remarquable que les dykes de roches basiques n’ont été rencontrés jusqu’ici que dans les granits non porphyroïdes. Les deux*facies ont cependant contribué à la venue de Pétain.-
  - On rencontre dans le granit de nombreux liions de quartz et quelques filons stannifères. Dans la chaîne du Sengan on connaît trois liions bien nets, de direction générale nord-sud. La cassi-térite de ces liions est de couleur beaucoup plus claire que celle des alluvions. Dans le cours supérieur de la rivière Johan, en amont de Papan, le granit est rempli de petits liions de moins de 1 cm, se recoupant les uns les autres dans toutes les directions et contenant du quartz, de la tourmaline, de> l’oxydô de fer et
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- - — 55 —
  - des traces de cassitérite. A Jelaï, dans la chaîne de montagnes de Larut, on connaît des.lentilles de quartz très blanc, contenant, en petit nombre, malheureusement, de gros cristaux de cassitérite.
  - 2° Formation calcaire.
  - Cette formation atteint un développement énorme dans Pérak. On peut dire qu’elle forme toute la vallée de la Kinta entre les chaînes de montagnes qui la limitent. Le calcaire est métamor-phisé en marbre ; il n’affleure que vers l’est de la vallée ; alors il s’élève à des hauteurs atteignant jusqu’à 100 m, formant parallèlement à la chaîne principale une chaîne secondaire toute déchiquetée, se dressant à pic comme des falaises et toute creusée de grottes. On ne connaît pas l’origine de ce calcaire, mais, en le comparant avec celuL de Pahang, on peut croire qu’il date de l’époque permienne. Gomme nous l’avons dit, le calcaire est transformé en marbre cristallin ; en beaucoup d’endroits il contient, comme en stratification, des dits de graphite ou de talc, passant ainsi dans ce dernier cas au cipolin. Il ne se rencontre jamais profondément dans la vallée de Kinta ; on le trouve entre 10 et 120 pieds recouvert par.' les alluvions de la vallée. Cependant, vers l’ouest, entre Menglembau et Ipoh, il affleure au niveau du sol. La surface de ce calcaire est très ondulée, formant des bosses et des creux profonds.
  - Cette formation est riche en minéraux de toutes sortes ; nous citerons les exploitations etannifères de Lahat, sd’Aver I)aun Sang, de Siak, de la vallée de .ïosaphat. ün compte, d’après àl. C. Bel-field, une vingtaine-de ces gisements ; nous indiquerons encore au nord de celui de Lahat uni dépôt de galène et à Ghangkat Pari, près Ipoh, un dépôt de cassitérite avec calcite, pyrite, mispickel, clialcopyrite et carbonate de fer.
  - Au contact du calcaire et. du granit, à Lenggong, on trouve de nombreux minéraux métamorphiques. D’abord, à la jonction des deux masses; est une fine5bande de grenat avec du quartz, du feldspath, de P épi dote, du pyroxène blanc. Au delà de lu jonction, dans le calcaire, on rencontre dès minéraux secondaires et des nids de roches foncées très intéressantes; orna pu ainsi recueillir du graphite, de* la biotite, dë la staurotite; des spinelles vertes, de la wollastonite, dm grenat, de la hornblende verte, de la cassitérite* deda-soapolite, de l’oxyde de fer, de la chlorite, de la tourmaline, de* la zoïsite, etc: >
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  - 3° Formation sédimentaire ancienne.
  - La chaîne de Semanggol dans Larut est formée de conglomérats, de grès et de schistes ; M. Scrivenor a trouvé, dans des schistes argileux gris foncé, un spécimen de phyllopoda décrit par le professeur F. Rupert Jones comme étant un Estheriella l'adiata, var. multilineata ; on peut croire ainsi que cette formation est triasique.
  - On trouve encore des schistes en plusieurs régions, mais les données sont insuffisantes pour relier entre eux les divers gisements connus. Il en existe à Ayer Hangat près Salak North, à Ghanderiang, à Tapah, à Bruseli, à Batu Kuraw, à Lenggong, etc. A Ayer Hangat, on trouve des schistes cristallins métamorphiques très chargés en quartz, contenant quelquefois dans leurs fractures des traces de cassitérite. A Chanderiang, on rencontre des schistes à scapolite et andalousite et aussi de beaux cristaux de corindon et de topaze blanche ; à Bruseh, les schistes sont exploités pour les filonnets stannifères qu’ils contiennent, parallèlement à leur schistosité ; entre Lenggong et Kuala Kenering, il y a des expositions de schistes à wollastonite.
  - 4° Formation quaternaire.
  - La formation quaternaire comprend les alluvions formées par Ja décomposition de toutes les roches que nous venons d’étudier; ‘c’est dans ces alluvions que s’est concentrée la cassitérite arrachée de ses gisements ; dans la formation quaternaire, il faut ranger aussi les graviers, galets et sables dès rivières, les dépôts marins et les formations tourbeuses des lagunes voisines de la côte.
  - Pour terminer cet aperçu géologique, nous dirons quelques mots sur les roches éruptives et métamorphiques.
  - Hoches éruptives. — On connaît peu de roches éruptives dans Pérak ; cependant on a de nombreuses preuves d’éruptions volcaniques dans les États voisins, dans Pahang, Negri Sembilan et Sélangor.
  - Gomme traces d’activité volcanique, nous devons citer les sources d’eaux chaudes qui sont assez nombreuses. Dans Upper Pérak il en existe une dont la température est de 34°5 ; elle sent fortement l’acide sulfhydrique et possède une saveur
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  - amère..Une autre source remarquable se trouve dans la rivière Pérak, à Poulo Kamiri; la chaleur du sable au fond de la rivière est de 49 degrés. A Ayer Hangat, près de Salak North, il y a aussi une source chaude ; il en existe une près d’Ipoh et deux autres à Slim. Toutes sortent du granit ou sont voisines de massifs granitiques.
  - Boches métamorphiques. — Nous avons déjà cité les schistes et les calcaires : il nous faut indiquer une autre roche qui est peut-être unique et ne se rencontre que dans Kinta ; elle a été souvent prise pour du basalte, avec lequel elle a une grande ressemblance, quand on examine un échantillon détaché. Le poids spécifique est 2,93 à 3,01 ; la couleur est bleu gris foncé, presque noir et le grain très fin ; la dureté de l’échantillon le plus dur est de 9. Un examen au microscope montre que la roche est formée de corindon en grains fins, de tourmaline d’un brun grisâtre en petits prismes, un peu de rutile et quelques traces de quartz.
  - Il nous reste maintenant à indiquer les principaux minéraux autres que l’étain que l’on rencontre dans Pérak (1).
  - Or. — Upper Pérak, Batang Padang et Kuala Kangsar produisent une petite quantité d’or associé avec les alluvions stanni-fères. On connaît quelques filons de quartz aurifère, près de Tapah, àBukit Mas. Ces filons ont été travaillés et, en 1907, le produit a été de 1J 00 onces d’or provenant de 5230 t de quartz.
  - L’exploitation est maintenant abandonnée.
  - Le produit de l’or dans Pérak a été en
  - 1906. . . . ..............de 1057 onces
  - 1907......................de 1035 —
  - Plomb. — On a trouvé de la galène en plusieurs endroits : à Asam Kombang dans Larut, à Plang, à Lahat et Ulu Sapetang.
  - Fer.— On trouve de la pyrite en association avec la cassitérite dans la plupart des filons stannifères; on rencontre en abondance des oxydes dans les latérites, mais il n^y a aucune exploitation, même indigène.
  - Cuivre. — Se rencontre souvent dans les calcaires avec la cassitérite, mais en quantité très limitée ; il en existe à Sélama, à
  - (1) H. Çonway Belfield.— Handbook of the Federated Malay States.
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- - 58 —
  - Piang, Ayer Daun Sang, etc. Dans Batang Padang on a recueilli du cuivre natif dans les alluvions avec de l’or et de lacassitérite.
  - Bismuth. — Traces dans Kinta et Batang Padang.
  - Mercure. — Traces dans Upper Pérak et Batang Padang.
  - Arsenic. — Abondant dans les calcaires de Kinta ; on en connaît à Changktat Pari, Sorakaï, Lahat, Ayer Daun Sang, etc.
  - Manganèse. — Se rencontre à Sorakaï, Talang, Ayer Daun Sang.
  - Graphite. — Abondant dans le calcaire sous forme de minces feuillets parallèles ; on en trouve dans Batang Padang. et Kinta.
  - Argent. — Se trouve dans la galène.
  - Tungstène. —On rencontre du wolfram en beaucoup d’endroits-dans les alluvions stannifères ; la scheelite existe dans Kuala. Kangsar et Batang Padang.
  - Zinc. — On a trouvé de la blende dans des mines d’Ulu Sape-tang avec de la galène et de l’oxyde d’étain.
  - Pierres précieuses. — Il existe des pierres précieuses : saphirs, grenats, topazes dans Batang Padang, Kinta et Ulu Pérak.
  - Marbre. —Le marbre est très abondant, ainsi que nous l’avons dit à propos de la formation calcaire; une Société en exploite un gisement à Gounong Clieroh, près Ipoli.
  - CHAPITRE III
  - GISEMENTS STANNIFÈRES
  - Le minerai d’étain exploité dans Pérak est la cassitérite ; c’est un bioxyde d’étain de formule SnO2 dont la densité est de 6,97 et dont la dureté varie de 6 à 7. Théoriquement, il devrait contenir 78,67 0/0 de.métal, mais, en pratique, la teneur est de -74 à 75 0/0, car le minerai est toujours impur, même lorsqu’il est bien cristallisé.
  - Il se rencontre soit dans certaines roches granitiques, à l’état, d’élément accessoire, soit dans des filons et gîtes divers, soit dans les alluvions, soit enfin dans des argiles, provenant de la
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  - décomposition sur place de roches stannifères. D’où les divisions suivantes pour l’étude des gisements de minerai d’étain :
  - 1° Roches stannifères (gîtes d’inclusion) ;
  - 2° Filons et gîtes ;
  - 3° Formation alluvionnaire;
  - 4° Formation éluvienne.
  - § Ier. — Gîtes d’inclusion.
  - Certains granits de la région de Pérak sont stannifères, la oassitérite s’y trouve à l’état de cristaux constituant un véritable élément secondaire du granit. La teneur est toujours très faible, de sorte que ces roches ne sont pas travaillables et ne constituent pas, à proprement parler, un minerai. On trouve de tels granits à Lahat, à Menglembau, à Papau, etc.
  - § II. — Filons et Gîtes.
  - On connaît peu de filons nettement caractérisés dans l’état de Pérak: Nous citerons les formations suivantes *
  - 1° Dans le granit : '
  - Les filons de Menglembau et de Klédang ;
  - 2° Dans les schistes :
  - Le stockwerk de Bruseh ;
  - 3° Filon de contact (granit et schistes) : .
  - Le filon de Salak North ;
  - 4° Dans le calcaire :
  - Les gîtes de Lahat, d’Ayer Daun Sang, de Saïak, la formation de la vallée de Josaphat.
  - 1° Filons dans le granit.
  - A.—Filon de Menglembau. — Ce filon est situé dans le massif granitique de Sengan, près de Menglembau, - dans la région connue sous le nom de Ghendaï; il est exploité par la « Chendaï Lode Syndicate ». Il est formé de quartz grisâtre, imprégné (de cassitérite, séparé du granit environnant par des cassures planes plus ou moins nettes, mais il n’y a pas de salbande et, à première
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  - vue, le minerai se distingue peu du granit encaissant. La formation ressemble à ce granit dans lequed le feldspath aurait été remplacé par de la cassitérite.
  - Ce filon parait s’étendre sur une longueur de 500 m; sa puissance moyenne est de 1,50 m; la teneur du minerai tout-venant est d’environ 2,5 0/0 en cassitérite.
  - «t
  - B. — Filon de Kledang. — Ce filon est voisin du précédent ; il est situé sur le flanc sud-est du mont Kledang, aune altitude plus élevée. Il se trouve dans le granit et est travaillé sur une hau-leur de 15 m et une longueur de 16 m; sa puissance est d'environ 30 cm. Sa composition est la même que celle du filon de Chendaï; la teneur est d’environ 15 0/0 de cassitérite. Cette dernière présente une couleur violette grisâtre.
  - Il existe, dans la même région, d’autres filons de même formation, mais n’ayant que quelques centimètres d’épaisseur. Entre Lahat et Papan, il y en a un dont la puissance est de 2 à 5 cm.
  - A Jelaï, à 10 milles environ du village de Batu Kuraw, se trouvent plusieurs filons formant remplissage dans le granit; ils sont formés de quartz, dont la puissance ne dépasse pas 30 cm. De loin en loin, dans ce quartz, on trouve de gros cristaux de cassitérite ayant plusieurs centimètres de côté. Ces mouches étant très espacées les unes des autres, la teneur moyenne est très faible ; aussi ces filons n’ont-ils été travaillés qu’en surface seulement par les Chinois.
  - 2° Filon dans les schistes.
  - Stockwerk de Bruseh. — La « BrusehHydraulicTin Mining Company » exploite un magnifique stockwerk formé de petits filons parallèles, contenant des oxydes de. fer, de la tourmaline et de la cassitérite, intercalés dans des schistes parallèlement à leur schistosité. La puissance de chacun d’eux est faible, 1 à 4 cm environ. Cette formation est d’autant plus visible que la méthode d’exploitation hydraulique employée pour la travailler permet de la voir nettement recoupée sur une hauteur de près de 60 m. Chaque filonnet est riche, mais l’ensemble est pauvre et contient seulement 300 g de cassitérite au mètre cube.
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  - 3° Filon de contact.
  - Filon de Salak North. — La « Société des Étains de Kinta » a prospecté, à Salak North, un filon qui était situé au contact du granit et des schistes.
  - La figure 1 montre une coupe de la formation.
  - CoteO
  - Fig. 1. — Coupe du filon de contact de Salak North.
  - Malheureusement, ce filon a disparu à une profondeur de 22 m, et en direction,, le quartz n’était minéralisé que sur quelques mètres, se prolongeant par du quartz blanc stérile.
  - Dans les schites formant toit, existe un filon de pyrite de fer sensiblement parallèle au filon stannifère. La cassitérite est en grains très fins, concentrés dans les fentes du quartz constituant la gangue. La teneur était fort variable et dépendait du nombre plus ou moins grand de fissures minéralisées contenu dans l’échantillon; en certains points, le minerai contenait jusqu’à 30 0/0 de cassitérite, mais la moyenne des pierres extraites a une teneur de 0,8 0/0.
  - Une source d’eau chaude est voisine de ce filon,
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  - 4° Gîtes dans le calcaire.
  - A. — Gîte de Lahat.— Le gîte de Lahat est le plus riche qui ait été découvert dans la péninsule malaise; il est exploité depuis plusieurs années par une Société française « la Société des Étains de Kinta » et a produit jusqu’à ce jour 800 t d’étain métallique. Il paraît être le remplissage d’une grotte calcaire par de la cassitérite, de l’hématite et de la calcite. Le minerai est rouge et semble un minerai de fer ; l’oxyde d’étain se trouve en cristaux d’une couleur jaunâtre et est difficile à distinguer à première vue. D’après M. Scrivenor, géologue des États Malais, une section mince de ce minerai présente la cassitérite en grains possédant des angles vifs formés de fragments de prismes, ou de prismes imparfaits mélangés avec de la calcite et de l’hématite. En traitant ce minerai par des acides, il a obtenu de la cassitérite brune et jaune foncé en grains présentant des angles vifs, quelques beaux cristaux et groupes de cristaux et des masses en aiguilles rayonnées, quelques grains de quartz, mais pa*s de tourmaline.
  - On a trouvé souvent du carbonate de fer. Il n’y avait pas de sulfures dans la partie haute du gîte, mais en profondeur on en a rencontré de plus en plus, surtout au contact du minerai et du calcaire. La teneur du minerai extrait était de 4 0/0 en cassitérite. Après scheidage d’une tonne de ce minerai, on obtenait :
  - 77,200 kg de minerai riche à 30-40 0/0 de cassitérite. 370,800 kg de — pauvre à 3-5 0/0 —
  - 552,000 kg de stériles. ;
  - :Cette mine est travaillée jusqu’à une profondeur de 87 m ; elle est située à moins de 2 km de montagnes granitiques.
  - B. — Gîte d'Ayer Daun Sang. — Gomme celui de Lahat, ce gîte est situé dans le calcâire, mais il est plus complexe; le minerai se compose, en effet, de mispickel, de pyrite de fer, de chalcopy-rite, d’érubescite ô't de cassitérite en cristaux prismatiques noirs dans une gangue de calcite. Il existe aussi un peu de quartz et de tourmaline ; souvent on rencontre de la fluorine et des terres vertes. Ce gîte est surtout riche en mispiëkel; la teneur en cassitérite est de f8-0/0r>environ.
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  - Ci-dessous nous donnons l’analyse d’un échantillon :
  - Cassitérite ............................... 8,80
  - Mispickel............................. 70 »
  - Pyrite de fer.............................. 3,60
  - .Calcaire..................................15,60
  - Eau ... :............................. 2 »
  - Total............100 »
  - L’ensemble présente la forme d’une colonne inclinée ayant une section de 8 m2 et une inclinaison vers le sud de 80 degrés -environ.
  - Cette mine est située à 1500 m environ de celle de Lahat, dans le même calcaire cristallin métamorphique et au voisinage de massifs granitiques.
  - G.— Gîte de Saïàk. — Ce gîte, comme les deux précédents, .se trouve dans le calcaire; mais ici la cassitérite est en beaux et gros cristaux noirs, en prismes ayant 1 cm et plus , de longueur ; elle est mélangée à des cristaux de quartz et l’ensemble tapisse les parois de grottes, calcaires ; dans quelques fissures du calcaire on trouve aussi des remplissages massifs de cassitérite et de quartz mélangés avec de la pyrite et du mispickel. Le gisement est très irrégulier et son exploitation a été abandonnée.
  - Di— Vallée de Josaphat. — Cette formation représente le rem-,plissage d’une faille existant dans un massif calcaire ; il consiste en un minerai stannifère composé de cal cite ferrugineuse renfermant des grains ronds et polis de quartz, d’illménite et de cassitérite. On trouve aussi de la tourmaline en grains ronds et du mica blanc. L‘e Contact entre le minerai et les épontes est net, et il n’y a dë pénétration du minerai, ni dans le toit, ni dans le mur.'La teneur est d’environ 4 0/0.
  - Ce qui caractérise cette formation, c’est l’état arrondi et brillant desjoiinerais' durs qui, dans la masse d?aspect amorphe de calcite imprégnée, d’oxyde de fer, donne un ensemble ayant, selon l’expression de M. Scrivenor, beaucoup de ressemblance .avec la chair de;figue sèche.
  - Au voisinage de ce gîte, on a exploité un dépôt de minerai analogue. -, y .
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  - § III. — Alluvions.
  - Ce sont les alluvions qui produisent la presque totalité de l’étain de Pérak. Elles sont formées de quartz, d’argile, de tourmaline, de cassitérite, d’illménite, etc. Dans quelques mines on trouve des fragments de granit et du feldspath en voie de décomposition. Le quartz est en morceaux de dimensions variables, quelquefois en gros blocs, mais le plus souvent en fragments ne dépassant pas quelques centimètres ; les arêtes sont plus ou moins vives, généralement arrondies; dans quelques cas, on rencontre de véritables galets ; le quartz est aussi présent à l’état de sables et de grains très fins.
  - La cassitérite est en fragments dont la dimension varie de quelques millimètres jusqu’à la plus fine poussière; les cristaux ne sont jamais nets, ils sont brisés et les arêtes émoussées ; la couleur est ordinairement brun noir, mais on rencontre des grains brun clair, gris, rougeâtres et même blancs, souvent un mélange de ces diverses couleurs.
  - L’argile est en proportion très variable; lorsqu’il yen a moins de 10 0/0, l’alluvion est d’aspect sableux et peut facilement se délayer dans l’eau; il n’y a alors aucune difficulté pour la préparation mécanique. Au-dessus de 15 0/0, elle devient compacte et il est nécessaire de la malaxer avec de l’eau pour la délayer.
  - Dans quelques mines, on trouve du corindon en galets plus ou moins gros. Certains pèsent plusieurs kilogrammes. La couleur est bleu très pâle ou bleu gris; la densité varie de 3,75 à 3,90; une analyse faite à l’« Impérial Institute » de Londres a donné la composition suivante :
  - Alumine . ... .... . ...... 97,10
  - Silice. . . ................... 0,15
  - Chaux ......................... 0,50
  - Magnésie . . . . .... ..... Traces Eau combinée................. . . . 2,25
  - Total. . . ... 100 »
  - Ce corindon se rencontre à Pulaï, Menglembau, Salak North, etc. . • . ' b ' : m.‘.
  - Les alluvions sont recouvertes d’une couche plus ou /moins
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  - épaisse d’argiles et de terres ordinairement stériles. Souvent, il y a deux couches d’alluvions; la supérieure est généralement la plus argileuse.
  - Quelquefois, on trouve cette disposition répétée deux fois, une couche d’arbres séparant les deux formations.
  - Dans beaucoup de mines, l’argile qui surmonte l’alluvion est minéralisée. Rien n’est plus variable que l’épaisseur de la couche stannifère et que celle de l’argile qui la surmonte. L’alluvion peut n’avoir que quelques décimètres de hauteur, elle peut dépasser 30 m; la couche de stérile varie de même de quelques décimètres à 20 m et plus.
  - L’alluvion repose soit sur la roche, soit sur de l’argile. Dans la vallée de Pérak, la roche formant le bed rock est presque toujours le calcaire ; dans quelques mines situées près des massifs qui délimitent la vallée, le bed rock est du granit.
  - La teneur des alluvions est très variable; nous donnons ci-dessous une liste des teneurs de quelques mines de Pérak :
  - Tronoh (Mine)................. 18,800 kg par m3
  - Tronoh (Mine de Tchang ThyePhing). 6,800 —
  - Iiampar........................ 15,700 —
  - Tambün........................25 » —
  - Bruseh (Mine Hydraulique) .... 0,300 —
  - Tekka (Mines de M. Boy). ..... 5 » — Taïping (Mine Hydraulique Tchang
  - Thye Phing) 7 ............. . 0,300 —
  - Dandang Mine .......... 3 » —
  - Ulu Pi ah . . . ........ 8 » —
  - Amangue. — La cassitérite est toujours mélangée avec des corps lourds qui sont recueillis ^avec elle dans les opérations de lavage et dont on ne se débarrasse ensuite que par un relavage spécial à la main. Ces impuretés, presque toutes de couleur noire, sont désignées sous le nom d'amangue; cette substance a été spécialement étudiée en 1905 par M. Scrivenor, dans l’espérance d’y trouver de la monazite.
  - Le corps constituant le plus important est l’illménite, puis la magnésite, le quartz et la tourmaline; souvent on trouve de la pyrite, toujours un peu de cassitérite et, selon les échantillons examinés, du zircon, du rutile, de l’anatase, de la brookite, de la scheelite, du wolfram, du corindon, de la topaze, du grena't
  - Bull. 5
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  - et de l’andalousite. La monazite existe souvent,, mais en très faible quantité ; un échantillon recueilli près de Kampar a donné 1,5 0/0 de monazite.
  - Afin de donner une idée de la nature des alluvions, nous indiquons ci-après la composition de deux échantillons de Dan-dang Mines, près Papan.
  - /er Echantillon. — Alluvion sableuse.
  - Eau . . . Gassitérite Amangue .
  - Quartz .
  - fragments de 1; cm à 6 cm .
  - — 1 cm à 5 mm.
  - — 5 mm à 1mm.
  - — moins de 1 mm
  - Argile
  - 8,65 \ 11,50/ 16 » (. 28 » )
  - 2t> »
  - 0,60
  - 1,20
  - 64,15
  - 9,05
  - Total................. 100 »
  - Poids du mètre Cube : 2 000 kg.
  - 2e Échantillon. — Alluvion argileuse.
  - Eau........................
  - Cassitérite .......................
  - Amangue............................
  - n ( fragments de plus de 2 mm. 18 » )
  - Quartz.^ _ moins de 2 mm 28,80 \
  - Argile ‘. ...... .......... .
  - 20 » 0,19 0,74
  - 46,80
  - 32,27
  - Total. ........ 100 »
  - .& _ ______________
  - Poids du mètre cube : 1 900 kg. . '
  - Cette dernière alluvion est fortement argileuse et très difficile à délayer ; le quartz se trouve en grains anguleux, tel qu’on le rencontre dans les roches granitoïdes.
  - Cette formation semble le produit de la décomposition d’un massif de pegmatite.
  - Alluvions des massifs calcaires. — Le long de la chaîne de montagnes centrale, sur le versant ouest, depuis Kuala Dipang
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  - jusqu’à Tanjoug Rambutan, il y a une rangée de collines calcaires très déchiquetées qui contiennent de nombreuses grottes. Au sommet de ces collines, on trouve quelquefois des dépressions qui sont remplies par des sables très ferrugineux renfermant de la cassitérite; la couleur est rouge foncé. Plusieurs de ces dépôts sont , en exploitation à Tambun et à Tanjong Rambutan.
  - § IV. — Formation éluvienne.
  - Ces dépôts proviennent de la décomposition de roches contenant de l’étain à l’état d’inclusion ou sous forme de petits filons stannifères ferrugineux et quartzeux. Les roches décomposées sont surtout des granits et des schistes ; sous l’action de l’intem-périsme, il se produit une concentration des parties lourdes; le dépôt peut atteindre 5 à 10 m d’épaisseur; sa richesse est ordinairement faible ; mais, comme ces formations se trouvent en général à flanc de coteau, elles sont faciles à, travailler en grandes masses par les méthodes hydrauliques.
  - La cassitérite se rencontre dans ces dépôts en grains assez gros, anguleux, souvent en fragments plats de dimensions plus fortes que dans les alluvions. On trouve parfois dans les dépôts éluviens des rognons ferrugineux contenant de la cassitérite.
  - CHAPITRE IV
  - PROSPECTION
  - Les prospections se font par sondage pour les alluvions, par puits pour les terres minéralisées des collines,
  - § Ier. — Sondages.
  - Un emploie les appareils de sondage ordinaires d’un diamètre de tubage de 10 cm environ. L’argile et les alluvions argileuses sont recueillies au moyen de la cuiller, en opérant par rotation ou au moyen de la cloche ouverte en opérant par battage. Dans
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  - le cas d’alluvions sableuses, on emploie la cloche à boulet; il faut alors faire toujours suivre de très près le tubage, sans quoi il se produit un écoulement des sables environnants dans le trou de sonde et l’on sort un volume d’alluvion bien supérieur à celui occupé par le tuyn? de sondage. Certains prospecteurs recueillent tout l’étain contenu dans le sondage, puis, évaluant le volume des terres sorties par celui du trou de sonde, en déduisent la teneur du terrain par une formule de la forme :
  - P — le poids de la cassitérite recueillie ;
  - l — profondeur du trou de sonde ;
  - a est un coefficient numérique dont la valeur dépend du diamètre des tuyaux de sondage et des unités employées.
  - Ce procédé doit être évité, car dans les terrains argileux il y a toujours un refoulement de l’argile autour du tuyau et le volume extrait est inférieur à celui occupé par les tubes de sondage; il en résulte une teneur trop faible qui peut, dans certains cas, n etre que 60 0/0 de celle du terrain. Au contraire, dans le cas d’alluvions très sableuses, on peut trouver, à cause de l’écoulement des sables, une teneur quatre et cinq fois plus grande que la teneur réelle. Aussi est-il bon, dans l’évaluation de la richesse d’un terrain, de suivre la méthode recommandée par M. Wray (1) et qui consiste à mesurer effectivement, au moyen de caisses de capacité connue, le volume des diverses terres extraites, ce qui permet, après lavage, de déterminer la teneur des couches traversées. Comme l’opération du sondage a donné les épaisseurs de ces couches, on en déduit aisément la teneur du terrain.
  - Prix de revient des sondages. — Le prix de revient des sondages varie beaucoup avec la nature des terrains à traverser. C’est ainsi qu’à Kampar on a pu traverser des couches de sables à la vitesse de 20 m par journée de huit heures, alors que dans des terrains compacts ou contenant des galets cette vitesse n’atteint souvent pas 1 m. La moyenne d’avancement est d’environ 8 m par huit heures de travail.
  - On travaille ordinairement avec une équipe de huit spndeurs;
  - (1) M. Wray, Curateur dii Musée de Taïping : Tin alluvial prospections.
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  - les prix sont de 80 cents pour les ouvriers et 1 dollar pour le chef sondeur, ce qui fait une dépense de 6,60 dollars par journée de huit heures et par appareil ; il faut ajouter à ce prix le logement des coolies, le transport des matériaux et leo !,Dpbintements du surveillant européen, qui sont de 7 à 10 dollars"par jour.
  - § II. — Prospections par puits.
  - A. — Puits sans boisage. — Dans les terrains de collines, pour traverser des argiles compactes, on fait des puits circulaires sans boisage ; leur diamètre est de 70 cm environ. Tous les 80 cm on creuse dans la paroi des encoches qui permettent au mineur de poser ses pieds pour descendre et monter.
  - Les Chinois sont très adroits pour ce genre de travail ; le puisatier s’accroupit au fond du puits, creuse au moyen d’une espèce de houe à manche très court et place les terres dans un panier manœuvré de la surface, au moyen d’un treuil, par un ou deux coolies. Ces puits, lorsqu’il n’y a pas d’eau, peuvent être foncés jusqu’à 15 et 20 m de profondeur (fîg. 2).
  - Les Malais, bien que rarement, sont aussi employés à foncer des puits de prospection ; ils leur donnent alors une section carrée.
  - Prix de revient. — Les ouvriers sont payés à la tâche, à raison de 20 à 30 cents le pied pour une profondeur ne dépassant pas 10 m.
  - B. — Puits boisés. — Quand on se trouve en présence d’un terrain donnant de l’eau ou que l’on veut faire un puits
  - Fig. 2. — Puits de prospection, non boisé.
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  - dans Palluvion, soit pour vérifier un sondage, soit pour une exploitation par puits et galeries, on construit des puits boisés. Ges puits, selon les besoins, sont à un, deux ou trois compartiments; suivant la venue d’eau, l’épuisement a lieu au moyen de seaux en bois ou bien avec un pulsomètre. Le travail est fait par des puisatiers chinois spéciaux; nous donnons ci-dessous le détail du fonçage d’un puits à deux compartiments.
  - Le boisage se compose de planches de 90 cm de longueur,
  - Coupe P Q. Coupe MN.
  - M M
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  - M M
  - m: m
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  - Fig. 3. — Puits de prospection, boisé.
  - 15 cm de largeur et 4 cm d’épaisseur. La largeur du puits sera égale à la longueur d’une planche, soit 90 cm, sa longueur à celle de deux planches, soit 1,80 m.
  - Le terrain est creusé sur une profondeur qui varie selon sa
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  - nature plus ou moins ébouleuse; on procède de suite au boisage; pour cela, on place les planches AA', puis BB', et ensuite les deux planches C et D ; on serre alors les deux entretoises provisoires EF et on dispose quatre chevilles en bois 1, 2, B et 4 dans les trous ménagés à cet effet dans les planches G et D. Gn bourre de l’herbe entre le boisage et le terrain de façon à le bien serrer. On continue ainsi à pincer des planches jusqu’à une profondeur de 3 m ; on introduit ensuite des pièces de bois de section rectangulaire de 8 cm X 10 cm verticalement entre les rondins, puis on fixe de nouvelles entretoises IJ et enfin des pièces de bois verticales M pour assurer leur position. On enlève les entretoises provisoires en rondins et on continue le fonçage de la même façon (fig. 3).
  - Ce boisage est excellent, car il est très élastique et. le puits peut se déformer beaucoup sans qu’il y ait rupture.
  - Prix de revient. — Ce travail est toujours fait à la tâche aux prix suivants :
  - Puits à un compartiment : 38 à 46 cents le pieds ;
  - — double compartiment : 1 à 1,50 dollar le pied;
  - — triple compartiment : 2 à 2,50 dollars le pied.
  - Il faut compter en plus le bois, l’épuisement et la surveillance.
  - Un puits à double compartiment revient ordinairement à 2,75 dollars le pied sans épuisement. Les frais d’épuisement par pulsomètre s’élèvent en moyenne à 600 dollars par mois.
  - CHAPITRE V
  - MÉTHODES D’EXPLOITATION
  - Maintenant que nous connaissons les différentes formations stannifères, nous allons étudier les méthodes d’exploitation employées dans Pérak, nous nous efforcerons surtout de donner des prix de revient exacts ; nous ne nous occuperons pas des exploitations de gîtes et filons, car elles ne présentent rien de particulier.
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  - § Ier. — Exploitations» souterraines.
  - La méthode consiste à foncer des puits jusqu’à la couche riche, puis à pénétrer dans l’alluvion au moyen de galeries. /Les Siamois et les Chinois ont autrefois fort employé ce mode de travail, mais sans dépilage complet ; ils se contentaient de suivre les parties les plus riches de la couche et n’extrayaient que le minerai contenu dans les galeries.
  - Dans les mines que l’on travaille à présent par découvert, on rencontre quelquefois des réseaux de telles galeries.
  - Exploitations avec dépilage.
  - La méthode diffère selon que l’épaisseur de la couche riche permet le dépilage en une ou en plusieurs fois.
  - A. — Couches minces. — Lorsque la hauteur de l’alluvion ne dépasse pas 2,50 m, on emploie la méthode suivante :
  - On découpe le terrain en un réseau de carrés de 10 à 15 m • de côté ; à l’angle de chacun d’eux, on fonce un puits, puis on trace dans la couche riche des galeries réunissant les divers puits, de façon à isoler des carrés d’alluvions. Ces galeries sont boisées avec cadres et palplanclies. On procède ensuite à l’extraction de l’alluvion contenue dans chacun des carrés au moyen de galeries de dépilage ayant seulement la hauteur de la couche d’alluvion ; on ne remblaie pas, sauf dans les parties voisines d’une route ou d’une rivière.
  - Comme exemple, nous citerons l’exploitation de la « mine souterraine » de la Société des Étains de Kinta à Kampar.
  - La couche d’alluvion avait de 0,90 m à 1,50 m d’épaisseur et le stérile qui la surmontait 16 m. Les puits étaient situés à 13,70 m les uns des autres. ‘
  - Prix de revient. — Tous les travaux sont exécutés à la tâche à des prix qui varient selon la nature du terrain et dont nous donnons ci-dessous un aperçu :
  - Puits simples : 40 à 46 cents le pied ; 3,84 f à 4,42 f le mètre.
  - Puits à doubles compartimeuts : 1 dollar à 1,33 dollar le pied : 9,60 f à 12,77 f le mètre.
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  - Puits à trois compartiments : 2 dollars à 2,50 dollars le pied: 19,20 f à 24 f le mètre.
  - Galerie de traçage, 2,10 m de hauteur : 2,30 dollars le pied ; 22,08 f le mètre.
  - Galerie de traçage, 1,80 m de hauteur : 1,50 dollar à 2 dollars le pied ; 14,40 f à 19,20 f. le mètre.
  - Dépilage sur 1,20 m à 1,50 m de hauteur, 1,35 m de largeur : 1 dollar à 1,60 dollar le pied; 9,60 f-à 15,36 f le mètre.
  - Dépilage sur 0,90 m de hauteur : 90 cents le pied ; 8,64 f le mètre.
  - Remblayage de galerie (le remblai étant descendu) : 26 cents le pied ; 2,50 f le mètre.
  - Nettoyage de galerie (après inondation) : 28 cents le pied ; 2,69 f le mètre.
  - Changement d’un cadre : 80 cents ; 2,35 f le mètre.
  - ' Puits, 3,60 m X 3,60 m : 8 â 10 dollars le pied ; 76,80 f à 96 f le mètre.
  - Ces prix comprennent la pose d’un cadre tous les deux pieds. Prix de quelques matériaux :
  - Palplanches de mine. 1,20 m X 0,15m X 0,04 : 6,5 cents = 0,19 f. — de garnissage 0,60 m X 0,15 m X 0,02:2,5 cents = 0,07 f.
  - Nous donnons ci-dessous le tableau des dépenses mensuelles d’une mine employant ce mode d’exploitation :
  - Dépenses de fonçage 129,70 dollars 381,32 f
  - — traçage 556,40 1 635,82
  - — dépilage, 748,10 2199,41
  - — Remblayage 53,00 155,82
  - Bois, planches, palplanches, paniers. 771,30 2 267,62
  - Epuisement . . . 380,00 1117,20
  - Surveillance. . . . . . . . ... . 160,00 470,40
  - Divers, réparations. . . . . . . . 242,50 712,95
  - Transport et lavage de l’alluvion . . 610,00 1 793,40
  - 3 651,00 dollars 10 733,94 f
  - La moyenne journalière des coolies employés était de 76,. et la production de 175 pikuls par mois.
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- - — 74 —
  - Le prix de revient du pikul était donc de 20,86 dollars : la surface exploitée par mois était de 316,60 m2
  - B. — Couches épaisses. — On procède comme précédemment et, après dépilage, on laisse le quartier s’effondrer, l’exploitation est ensuite reprise au même niveau ; pour cette seconde opération, on est obligé de refaire de nouveaux puits, car les anciens sont complètement déformés par suite des mouvements du terrain.
  - Pour économiser les dépenses de puits de fonçage, plusieurs mines font de grands puits bien boisés, qu’elles cherchent à conserver le plus longtemps possible en laissant autour de chacun d’eux un massif de protection suffisant. On diminue autant qu’on le peut le nombre des puits venant au jour, afin d’éviter de trop fortes dépenses de première installation.
  - Le remblayage hydraulique serait certainement excellent pour ce travail, car il permettrait d’utiliser les tailings provenant du lavage de Falluvion, et, en commençant le travail aii point le plus bas, au contact du bed-rok, au lieu de travailler toujours au même niveau profond, comme dans le cas de la méthode précédente, on s’élèverait au fur et à mesure de l’exploitation des couches profondes, d’où une appréciable économie d’extraction et d’épuisement.
  - § IL — Exploitations à ciel ouvert.
  - Les exploitations à ciel ouvert sont les plus employées dans Pérak.
  - A. — Méthode chinoise. — On ouvre une tranchée ADKG dans le sens transversal de la vallée, de façon à enlever les stériles, que l’on dépose en arrière en M,. puis.on sort l’alluvion, qui est lavée en I. Ensuite, on découpe une portion de terre AGHF et, en. se servant de ponts très légers m, n, les coolies chinois portent cette terre sur le versant opposé CB ; ils se servent pour cela de deux paniers en rotin, qu’ils portent en balance sur l’épaule ; ils arrivent ainsi à découvrir l’alluvion en HGBE. Cette alluvion ost enlevée de la même façon et portée en I aux appareils de lavage. Quand toute l’alluvion découverte a été extraite,
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- - on coupe une nouvelle tranche, de sorte que le découvert se déplace dans la vallée à mesure que l’exploitation se poursuit
  - (f<g- il
  - vitccfe Cslcairs
  - 1 Fit;. 4. — Exploitation par la méthode chinoise.
  - Prix de revient. — Les coolies sont réglés à la tâche ; les prix sont les suivants :
  - Enlèvement des terres : 10 à 15 dollars le tchang; 0,77 f à 1,15 le mètre cube.
  - Enlèvement des alluvions : 13 à 20 dollars le tchang ;1 fà 1,54 le mètre cube.
  - On admet qu'un coolie peut faire par mois :
  - 2 tchangs jusqu’à 12 pieds de profondeur.
  - 1 tchang 2/5 — 35 — —
  - 1 tchang — 55 — —
  - Nous donnons ci-dessous les dépenses mensuelles pour une mine ayant une épaisseur de stériles de 15 m et une épaisseur d’alluvion de 3 m. La teneur de Falluvion était de 6 pikuls au tchang, soit 9,400 kg au mètre cube.
  - Les pmx payés étaient pour les terres 13,50 dollars le tchang (1,03 f le mètre cube), et pour les alluvions, 19,50 dollars le tchang (1,50 le mètre cube). '
  - Dépenses mensuelles :
  - Extraction du stérile ... . . 26 427,07 f
  - — des alluvions............... 7 644,05
  - Lavage des alluvions.............. 6 703,20
  - Paniers et passerelles............ 3 528,00
  - Epuisement . ...................... 1 646,40
  - Surveillance . . ................. 882,00
  - Divers, .................. 2499,00
  - Total. . . , 493!9,72f
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- - '6
  - Le nombre des coolies employés à l'extraction se montait à 650 par jour. La surface travaillée par mois était en moyenne de 1 697 m2. Le cube de terre enlevé par un coolie était de 1,23 tchang par mois ou 1,56 m3 par journée de huit heures. La production s’élevait à 800 pikuls, soit un prix de revient de 20,97 dollars, par pikul ou 101,93 f par 100 kg de cassitérite à 74 0/0 de métal.
  - Cet exemple montre que les frais d’extraction des terres et alluvions reviennent à 1,11 fie mètre cube.
  - B. — Autre méthode chinoise. — Lorsque le minerai est très argileux, les Chinois emploient quelquefois la méthode suivante :
  - Sur l’un des côtés de la mine, ils construisent au moyen de cadres en bois et d’argile une série d’auges superposées ; ces auges forment un escalier dont chaque marche a une hauteur de 1,20 m et une largeur de 1,50 m environ. Sur chaque marche.
  - Fig. 5. — Exploitation par la méthode chinoise.
  - il y a un ou deux coolies munis chacun d’un seau en fer-blanc de 3 1 environ de capacité, emmanché au bout d’un bâton. Chacun prend la bouillie argileuse dans son auge et la verse au moyen de ce seau dans l’auge supérieure. L’auge la plus basse est alimentée par les coolies qui prennent l’argile et l’eau dans la mine ; l’auge supérieure délivre la bouillie directement aux appareils de lavage. L’avantage de la méthode est d’obtenir un bon délayage de l’argile et d’aider dans une certaine mesure à l’épuisement de la mine. Le stérile est ordinairement enlevé par portage (fig. 6).
  - Prix de revient. — Le prix de revient par cette méthode est très élevé ; supposons qu’il y ait x auges avec 2 coolies par
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- - — 77 —
  - auge, il faut 9 coolies dans la mine pour alimenter l’auge inférieure. Il faut donc en tout :
  - 2# + 9 coolies ; en supposant les coolies payés 60 cents par journée de huit heures, les dépenses seront :
  - (2æ -f- 9) 0,60 dollars.
  - Un coolie peut élever d’une auge à l’autre 0,75 m3 d’alluvion par heure; pendant huit heures, on aura donc élevé 6 m3. D’où le prix du mètre cube :
  - (2.t H- 9) 0,60 dollars Ï2
  - Supposons que la mine ait une profondeur de 6 m, on a fi
  - x — — r= 5 ; le prix du mètre cube est alors :
  - (10 H- 9) 0,60
  - — 0,95 dollars = 2,79 f.
  - G. —Extraction par pl ins inclinés. —Les mines qui utilisent les engins mécaniques emploient des wagonnets pour l’extraction des terres et des alluvions. Ces wagonnets sont élevés à la surface au moyen de plans inclinés et de treuils à vapeur à double tambour ; leur contenance varie de 350 à 600 1 ; ils sont mûs sur le plan à une vitesse qui, selon les installations, est comprise entre 0,75 m et 1,50 m par seconde., Ordinairement, un treuil monte deux wagonnets à la fois, mais ce nombre est variable et s’élève jusqu’à sept. L’inclinaison des plans est généralement établie entre 13 ef 15 degrés.
  - Dans quelque mines, les alluvions sont seules enlevées au moyen* de wagonnets, les stériles étant extraits par partage.
  - Les wagons sont chargés par des coolies, qui coupent les terres au moyen d’un outil appelé tchangkol, dont la forme est analogue à celle d’une houe. Deux mines anglaises ont essayé l’emploi d’excavateurs à cuiller, mais sans résultat économique satisfaisant ; l’une de ces mines a même abandonné cet appareil pour reprendre le chargement à la main.
  - Le travail est fait par des coolies chinois ou par des Indiens Tamouls ; ils sont payés au wagonnet, le prix dépendant de la nature du terrain et de la présence ou de l’absence de blocs de pierres; il varie de 6 à 18 cents par wagonnet (0,176 f à0,ô3 f);
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  - il est ordinairement de 6 à 8 cents pour les terres et de 7 à 10 cents pour les alluvions,
  - Prix de revient. — Ci-dessous nous donnons les dépenses mensuelles d’une mine formée d’une couche stérile de 11 m recouvrant une épaisseur de 3,60 m d’alluvions ; la teneur est de trois catties (1,935 kg) par wagonnet de 500 1.
  - L’installation comprend trois treuils, deux pour le stérile, un pour les alluvions.
  - Les prix payés sont : 7 cents par wagonnet de terre, 9 cents
  - pour l’alluvion.
  - Extraction des terres (30 000 wagons) . . 6132 » f
  - — des alluvions (12 000 wagons). . 3153,60
  - Force motrice pour les treuils . . ... .' 2920 »
  - Epuisement............................... 1825 »
  - Lavage du minerai........................ 2 920 »
  - Surveillance et direction................ 1138,80
  - Divers........................... 3504 »
  - Total ...... 21593,40f
  - La production est en moyenne de 384 pikuls par mois, ce qui fait un prix de revient de 19,25 dollars par pikul ou 93,05 f par 100 kg de cassitérite. Le prix de l’extraction revient à 9,28 dollars par tchang ou 0,77 f par mètre cube de terre en place. La surface travaillée en un mois est de 1 200 m environ.
  - En général, pour les mines employant les plans inclinés, le prix de l’extraction varie de 8 à 11 dollars par tchang, soit de 0,62 f à 0,85 f le mètre cube.
  - §111.— Méthodes hydrauliques.
  - Chaque fois que l’on peut obtenir de l’eau en charge en quantité suffisante et que la disposition du terrain permet de se débarrasser facilement des Mailings, on a grand intérêt à employer les méthodes hydrauliques.
  - A. :— Travail par lampangs.
  - C’est une ancienne méthode d’exploitation qui a été très employée autrefois par les Malais et les Chinois pour travailler les terres minéralisées des collines.
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  - La méthode consiste à jeter les terres dans un courant d’eau ayant une vitesse suffisante pour entraîner toutes les parties légères, les substances lourdes restant seules au fond du canal. Ce courant est obtenu en faisant circuler de l’eau dans des canaux creusés à même le terrain, sans aucun revêtement et disposés de façon à passer aussi près que possible de l’abatage afin de diminuer les frais de main-d’œuvre.
  - Les dispositions employées sont nombreuses, nous en citerons seulement deux quinous paraissent plus intéressantes.
  - a. — Terrain à faible pente. — Supposons que l’on puisse se procurer de l’eau en A (fig. 6), on se propose de travailler les terres depuis le niveau A jusqu’au niveau B situé assez haut au-dessus de la vallée Y pour que l’on puisse se débarrasser aisément des tailings.
  - On creuse des rigoles 1, 2, 3, 4, etc., ayant 20 à 30 cm de largeur et une profondeur de 30 cm. A la partie inférieure, ces rigoles se déversent dans un canal BE. Les rigoles et le canal ont une pente assez forte afin que la vitesse de l’eau soit suffisante pour entraîner les terres que l’on y jette sans qu’il se forme aucun dépôt. Cette pente varie de 3 à-6 0/0.
  - Le canal BE se jette dans un autre EF également creusé dans le sol, mais avec une pente plus faible 1 à 3 0/0.
  - Les coolies creusent le terrain entre les rigoles en GHIJ, G'HTJ', etc., et jettent les terres dans la rigole la plus voisine.
  - Les argiles se délayent pendant le trajet dans les canaux à forte pente, puis arrivent dans le canal à faible pente EF qui agit comme un sluice : les parties lourdes se déposent. Au bout d’un certain temps, on recueille les sables contenant le minerai en EK et on achève la préparation mécanique dans la caisse de lavage L. En KF les sables déposés contiennent aussi un peu de minerai,, on les recueille et les rejette en E à la tête du sluice. Lorsque le terrain a été creusé d’environ 0,80 m, il devient pénible de lever les terres pour les jeter dans les rigoles; alors on creuse ces dernières (fig. 6, coupe 2), on arrase les côtés de façon à obtenir le profil 1,2, 3, puis 1/ 2', 3', on recommence le travail de terrassement comme précédemment et on arrive ainsi à enlever toutes les terres situées dans le triangle ABC de la coupe 1 (fig. 6).
  - b. — Terrain à forte pente. — Soit AM la coupe du terrain selon une ligne de plus grande pente, supposons que l’on puisse se
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- - — 80 —
  - procurer de l’eau au niveau A, on distribue ce courant dans les rigoles ABC situées à une distance verticale de 3 à 5 m (fig. 7).
  - Ces rigoles sont à forte pente (3 à 6 0/0) et se jettent dans le canal K qui déverse les argiles délayées dans le sluice IJ d’où le minerai est extrait de la même façon que précédemment. En
  - Coupe 1
  - Ieniï3-6 %
  - Coupe 2.
  - ^/////////^/^m/777777,
  - Fig. G. — Exploitation par lampangs : terrains à faible pente.
  - amont de chacun des canaux ABC, les coolies coupent les terres selon 11/ 22', 33', etc., et les jettent dans le canal voisin. Lorsque le front de taille est trop éloigné de la rigole, on en fait une seconde plus près et l’on recommence le même travail, de telle sorte que le profil devient celui de la figure 8 ; on arrive ainsi à enlever toutes les terres situées dans le triangle DOE de ce profil.
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- - — SI —
  - Fig. 7. — Exploitation par lampangs : terrains à forte pente.
  - D
  - Coupe d’une exploitation par lampangs.
  - Bull.
  - 6
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- - — 82 —
  - B. — Exploitation par monitors.
  - Plusieurs usines en Malaisie emploient les méthodes hydrauliques californiennes pour l’abatage des terres minéralisées des collines.
  - La méthode consiste, comme on le sait, à désagréger les terrains au moyen d’un puissant jet d’eau sous pression ; les boues formées se rendent dans un sluice muni de riffles dans lequel •elles abandonnent les matières lourdes.
  - L’eau est amenée par des conduites en tôle d’acier formées de bouts de 4,80 m de longueur dont l’assemblage se fait par emboîtement l’épaisseur des tôles dépend de la pression de l’eau et varie entre 1 et 3 mm.
  - On capte l’eau à une hauteur suffisante pour avoir, dans la conduite à l’endroit où elle joint le monitor, une pression de 7 kg -par centimètre carré pendant la marche ; pour des terres
  - Fig. 9. — Exploitation par monitor.
  - très légères, quelques mines battent sous une pression de 2,5 kg seulement; d’autres, pour des terrains particulièrement consistants, travaillent avec une pression de 9 kg.
  - Le jet à la sortie du monitor a ordinairement un diamètre de 2 pouces, quelquefois 3 (fig< 9J.
  - Il faut un volume d’eau égal à dix ou quinze fois celui des terres à enlever. On doit tenir compte qu’entre le front de taille CD et le sluice AB il faut laisser au terrain une pente d’au moins 60/0 ; ceci est de la plus grande importance pour déterminer remplacement A de la tête du sluice ; il est nécessaire aussi que la queue du sluice B soit assez élevée pour que les tailings puissent être facilement évacués; lorsque l’on a battu pendant un certain temps, toute la partie AG est couverte de grosses pierres qu’il faut
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- - déplacer à la main ; on recueille en même temps une forte quantité d’alluvions concentrées que l’on lave à part.
  - Il n’est pas toujours facile de trouver une place convenable pour le sluice ; aussi êst-on souvent obligé, pour n’être pas gêné par les tailings, de l’élever sur un échafaudage et de l’alimenter au moyen d’un élévateur à sable.
  - Cet appareil fonctionne avec l’eau sous pression à la façon d’un injecteur avec la vapeur. L’eau sous pression arrive par un ajutage conique au centre d’un large tuyau qui plonge dans
  - Fig. 10. — Élévateur hydraulique. Élévateur hydraqlique de la mine de Taïping.
  - Pression : 9 kg par centimètre carré.
  - Hauteur d’élévation : 20,66 m.
  - Cet appareil élève les produits de la désagrégation due à un monitëur de 2 pouces, battant sous une pression de 4,22 kg par centimètre carré.
  - Cube des terres abattues : 460 m3 par 24 heures.
  - Cube d’eau nécessaire pour actionner l’élévateur : 0,085 m3 par seconde.
  - l’eau boueuse à élever. Il faut avoir grand soin que la direction intérieure du jet soit bien parallèle à celle de l’élévateur, sinon, au point où il touche le tuyau, il se produit une usure extrêmement rapide de la paroi (fig. 40).
  - Comme exemple de mines utilisant les monitors, nous citerons celles de Bruseh et dé Gopeng; et celles de Taïping et de Slim qui emploient monitors et élévateurs.
  - Emploi des pompes suceuses. Quelques mines, au lieu d’élévateurs hydrauliques, emploient des pompes à sable puissantes ; ces appareils ne sont utilisés que depuis peu de temps et donnent déjà d’excellents résultats.,
  - Ponton australien. — Une mine anglaise a essayé de travailler au moyen d’un dispositif qui a beaucoup de succès en Australie
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  - pour le traitement des sables aurifères et stannifères. L’appareil se compose d’un grand ponton sur lequel se trouvent une forte pompe destinée à alimenter un monitor de 4 pouces de diamètre, une pompe à sable pour enlever les boues formées par le monitor et les envoyer dans un sluice, diverses pompes de service, les machines et chaudières nécessaires à la marche des appareils.
  - Supposons l’ensemble dans une mine découverte ordinaire; en laissant cette mine se noyer, le ponton avec toute l’installation flotte ; on peut donc l’amener aisément à la position la plus commode et en actionnant les pompes on échoue l’ensemble. On travaille alors avec le monitor, puis, lorsque le front de taille s’éloigne trop, on prépare un nouvel emplacement, on noie la mine pour transporter facilement le ponton à sa nouvelle position. Plusieurs mines de Pérak'sont sur le point d’employer cette méthode d’exploitation.
  - Il n’y a encore aucune exploitation par drague à godets dans Pérak. Cependant cet appareil, dans le cas où l’alluvion repose sur des argiles et ne contient ni blocs de pierres trop volumineux, ni couche d’arbres, doit pouvoir rendre de grands services.
  - Prix de revient des méthodes hydrauliques.
  - 1° Lampangs. — Un coolie peut abattre 5 m3 de terre dans une journée de huit heures et les jeter dans le courant d’eau. En. comptant la journée du coolie à 70 cents, le prix de revient de 70
  - l’extraction est de -g- = 14 cents = 0,41 f le mètre cube, auquel
  - il faut ajouter les frais, de lavage ce qui donne un total d’environ 0,60 le mètre cube.
  - 2° Monitors. — Un monitor abat 350 à 700 m3 de terres en vingt-quatre heures; la main-d’œuvre est “insignifiante, car pendant ce temps trois hommes suffisent par appareil ; le prix de revient dépend donc presque exclusivement de l’amortissement de l’installation et il varie beaucoup avec la longueur des tuyaux nécessaires pour se procurer l’eau sous pression.
  - A la mine de Taïping, on évalue le prix de revient du mètre cube de terres traitées à 0,30 f ; à la mine de Bruseh, ce prix est de 0,35 f.
  - Si les terres renferment de gros galets qu’il faut retirer à la
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  - main après que les terres ont été entraînées, ce prix de revient est considérablement augmenté.
  - 3° Ponton australien. — D’après M. Osborne qui a employé cet appareil à Tanjong Rambutan, le prix de revient pour l’extraction, la préparation mécanique et l’amortissement est de 1,25 f par mètre cube.
  - x • CHAPITRE VI
  - PRÉPARATION MÉCANIQUE DU MINERAI D’ÉTAIN
  - La préparation mécanique du minerai dépend évidemment de l’état physique de l’alluvion ou des terres qui le renferment. Nous étudierons successivement le traitement des alluvions sableuses et celui des alluvions argileuses et des terres.
  - § Ier. — Alluvions sableuses.
  - Nous désignons ainsi une alluvion contenant du quartz en grains plus ou moins fins, des galets de faible dimension, avec ou sans fragments granitiques et peu d’argile, de sorte qu’elle est facilement délayable dans l’eau sans former de mottes argileuses. ...
  - Le poids du mètre cube de ces alluvions varie entre 1900 et 2100 kg; le foisonnement est faible, environ 10 0/0.
  - Ces alluvions sont traitées directement, soit à la caisse chinoise, soit au sluice.
  - A. — Caisse chinoise.
  - C’est une table dormante de forme particulière; l’aire sur laquelle se fait le lavage a la forme d’un trapèze ABE dont la petite base est à la partie inférieure. L’eau arrive en M, ou son débit est réglé au moyen d’une vanne, puis elle passe sur un déversoir AB qui la répartit sur la table (ftg.44).
  - L’inclinaison de la caisse est comprise entre 3 et 5 0/0; les
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  - dimensions sont variables, les petites caisses sont travaillées par un seul laveur, les grandes caisses demandent deux, trois, même quatre laveurs, selon la longueur de l’appareil.
  - Prenons le cas d’une caisse à deux laveurs; tous deux se placent dans l’auge ABM, ils ont chacun un changkol de lavage (houe à fer plat munie d’un très long manche) au moyen duquel ils brassent le minerai. Ce dernier est versé dans l’auge D où un
  - Fig. 11. — Caisse chinoise de lavage.
  - ou deux manœuvres le remuent avec des râteaux pour bien le mélanger avec l’eau qui arrive par la dérivation d. Le minerai délayé pénètre continuellement dans la caisse de lavage par l’ouverture o. Avec leurs changkols, les laveurs prennent le minerai qui s’est déposé tout le long de la caisse jusqu’en H et le ramènent à la partie supérieure dans le coin opposé à l’arrivée du minerai ; ils ont soin de bien l’étaler au contact du courant d’eau qui entraîne les parties légères, la cassitérite se concentre ainsi à la partie supérieure. Lorsque la quantité amassée est suffisante, on arrête l’arrivée des alluvions, on étale de nouveau le minerai enrichi et, sous l’action du courant d’eau, il achève de se concentrer. On obtient alors un produit contenant de 50 à 90 0/0 de cassitérite à 74 0/0 d’étain, selon la quantité et la nature de l’amangue qui se trouve dans l’alluvion.
  - La quantité d’eau nécessaire pour une caisse à deux laveurs est de 5 à 8 1 par seconde, dont les trois quarts passent directement dans la caisse'par M, le quart restant servant au délayage de l’alluvion dans l’auge D.
  - Une telle caisse peut traiter 6 à 9 m3 d’alluvions en huit heures.
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  - Prix de revient :
  - 2 coolies au débourbage à 0,60 ... 1,20 dollars.
  - 2 laveurs — 0,80 ... 1,60 —
  - Total. . . . 2,80 dollars..
  - Soit de 0,91 f à 1,37 f le mètre cube.
  - On emploie aussi les grandes caisses à trois ou quatre laveurs. Ces caisses sont analogues à la caisse que nous venons de décrire, mais sont beaucoup plus longues, 8 à 12 m; elles sont divisées transversalement en deux ou trois compartiments par des déversoirs; il y a un laveur par compartiment et, pour les très grandes caisses, deux laveurs dans le compartiment supérieur et un laveur dans chacun des deux autres (1).
  - Ces caisses permettent de traiter un peu plus que les précédentes, 8 à 10 m3 par journée de huit heures.
  - Prix de revient :
  - 2 coolies au déblayage à 0,60. . . 1,20 dollars.
  - 3 laveurs à — 0,80. . . 2,40 —
  - Total. ... 3,60 dollars.
  - Soit 1,06 f à 1,32 f par mètre cube.
  - Cette caisse permet de laver des alluvions légèrement argileuses; elle n’est jamais employée pour les alluvions franche^ ment sableuses..
  - Pertes au lavage. — Les pertes au lavage sont assez importantes. Dans une mine lavant une alluvion dont la teneur était de 3,170 kg au mètre cube, nous avons trouvé pour les tailings
  - la composition suivante :
  - Eau.......................... 7,000
  - Cassitérite......... . . 0,015
  - Amangue................. 0,031
  - Quartz. ...................... 90,954
  - Argile. ......... t . . . 2,000
  - Total. ..... 100,000
  - Le poids du mètre cube était de 1450 kg.
  - (1) Voir Errington de la Croix : Les mines d’étain de Pérak.
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  - Un mètre cube de tailings contient donc 0,2175 kg de cassité-rite ; à cause du départ pendant le lavage de l’argile et des parties légères, 1 m3 d’alluvion correspond seulement à 800 1 de tailings. La perte par mètre cube d’alluvion est donc :
  - 0,2175 X 0,8 = 0,174 kg.
  - soit
  - 0,174 X 100 3,170
  - 5,4 0/0
  - de l’étain contenu dans l’alluvion. - ‘
  - Les prix de revient de lavage que nous avons donnés précédemment supposent les caisses de lavage disposées de façon que les tailings puissent se loger sans frais. Ceci est rarement le cas; ordinairement il faut reprendre ces tailings et les transporter en un endroit où ils ne gênent pas Ces frais secondaires sont souvent bien supérieurs à ceux du lavage.
  - B. — Sluices.
  - Les sluices sont maintenant très employés dans les mines de Përak. Ils consistent en un canal en bois de section rectangulaire, ayant ordinairement une largeur de 3 pieds et, selon la
  - m b a a an § i a i sa il
  - Fig. 12 et 13. — Riffles.
  - nature plus ou moins ' argileuse de l’alluvion à. traiter, une longueur de 60 à 300 pieds. La pente est d’environ 6 0/0, le volume d’eau nécessaire 60 à 90 1 par seconde.
  - Les riffles sont formés de grilles en bois ou en fer, ayant une hauteur de 3 pouces et dont les barreaux sont écartés de 3 pouces
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  - les uns des autres. Quelquefois, les barreaux sont inclinés de 6 0/0, comme le sluice, de façon à se trouver placés verticalement (fig. 42).
  - Certaines mines, au lieu d’employer des riffles formés de grilles, préfèrent de simples fers qui sont posés chacun dans une rainure ménagée dans le sluice. On emploie soit des fers plats, soit des fers cornières, soit de vieux rails (fig. 43).
  - Un sluice de 200 pieds de longueur nécessite quatre hommes par journée de huit heures pour enlever les pierres qui s’arrêtent sur les barreaux des riffles. Après quatre heures de marche, l’arrivée de l’alluvion est arrêtée, on fait passer un courant d’eau claire, puis les riffles sont enlevés et on achève de concentrer le minerai recueilli. Ce nettoyage se fait ordinairement à forfait au prix de 5 dollars par opération.
  - Presque toujours on emploie deux sluices, afin de n’avoir pas d’arrêt pendant le nettoyage; on a ainsi constamment un appareil en marche.
  - Prix de revient. — Pour huit heures de travail, les prix sont les suivants :
  - 4 coolies à 0,60 dollar......... 2,40 dollars
  - 2 nettoyages à 5 dollars. ... 10 » —
  - Total . . . . . . 12,40 dollars
  - Le cube traité peut être de 200 m3 par huit heures, soit un prix de revient de 0,18 f le mètre cube.
  - Ceci, bien entendu, suppose que les sluices sont suffisamment élevés pour qu’il n’y ait pas à remanier les tailings. En cas contraire, ces frais augmentent beaucoup le prix du lavage. Les tailings sont enlevés soit au moyen de wagonnets, soit par une roue élévatoire, soit avec une pompe à sable.
  - § IL — Alluvions argileuses, terres et argiles minéralisées.
  - Les alluvions argileuses sont celles qui contiennent une proportion d’argile assez forte pour que l’on éprouve des difficultés à les délayer; elles renferment au moins 2Q 0/0 d’argile. Le
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  - poids du mètre cube est de 1 800 à 2 000 kg ; le foisonnement est considérable et varie entre 25 et 50 0/0.
  - Pour traiter ce genre de minerai, il est nécessaire, avant de ' l’envoyer aux caisses chinoises ou aux sluices, de le débourber ou tout au moins de le délayer dans l’eau.
  - Le plus ancien appareil employé pour cette opération consiste en une auge en bois de 4 m X 4 m, ayant un rebord de 30 cm.
  - Le minerai à débourber est versé dans l’auge, un courant d’eau arrive en A par un déversoir et sort en B par un autre déversoir; quatre à six coolies remuent la terre avec des râteaux ou des
  - Fig. 14. — Auge à débourber.
  - tchangkols, de façon à bien délayer, les argiles. Les parties légères en suspension dans l’eau sont entraînées et s’échappent par B avec le courant; finalement, il ne reste plus dans l’auge que le sable et le minerai. Ce sable fest généralement lavé à la caisse chinoise (fig. H).
  - Le prix de revient dépend tellement de l’état plus ou moins compact de l’argile, qu’il est impossible de donner aucun chiffre à ce sujet. Le procédé est très coûteux; si le minerai est difficile à délayer et la teneur moyenne, il devient impraticable ; c’est pourquoi les minerais argileux étaient si rarement travaillés autrefois; leur traitement n’est devénu possible que depuis l’introduction de délayeurs mécaniques.
  - Délayeur a axe vertical.
  - Le premier appareil mécanique employé dans Pérak se compose d’une cuve .en maçonnerie dans laquelle se meuvent deux
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  - herses très lourdes. Un courant d’eau traverse l’appareil; il sort par un déversoir A entraînant l’argile mise en suspension par le brassage. Cet appareil demande une force de 6 ch pour être actionné ; il permet de traiter 50 m3 par journée de huit heures. Lorsque le produit est débourbé, on arrête le mouvement, les sables sont enlevés à la pelle et transportés aux appareils de lavage (fig. 45).
  - On a perfectionné l’appareil en le construisant en bois ou en tôle et en le plaçant sur un échafaudage au-dessus des sluices ou des caisses de lavage ; lorsque l’on veut vider le délayeur, on
  - Fig. 15 et 16. — Délayeurs à axe horizontal,
  - ouvre un secteur A (fig. 46) au fond de la piste et on remplace les herses par une ou deux pièces en fer en forme de demi-cercle B; les sables sont ainsi entraînés et amenés au-dessus de l’ouverture A, par laquelle ils tombent dans le sluice. Cet appareil travaille très bien, les matières sont parfaitement débourbées et un sluice de faible longueur est suffisant pour recueillir le minerai.
  - Les inconvénients de ce débourbeur sont le prix élevé de l’installation et le faible rendement ; pour alimenter le sluice, il faut en employer au moins trois. Nous donnons ci-dessous le schéma de l’installation de la mine de Pusing Lama, dans laquelle
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  - le déchargement se fait d’une façon simple par l’emploi de co urroies transporteuses.
  - La batterie se compose de cinq délayeurs 1, 2, 3, 4 et S placés sur un échafaudage; quand on veut en vider un, on remplace les herses par des demi-cercles en fer et on ouvre le seGteur correspondant, le minerai et les pierres tombent sur la courroie sans fin AB qui les transporte sur une autre courroie CD, laquelle
  - Fig. 17. — Schéma du débourbage dans la mine de Pusing Lama.
  - élève le tout et le déverse sur une grille G; les parties fines traversent cette grille et vont au sluice S, les pierres tombent dans une trémie T, d’où elles sont reprises par des wagonnets circulant sur la ligne LL' (fig. 41).
  - Souvent, ce débourbeur est employé pour alimenter les appareils de lavage d’une façon continue ; on se contente alors d’un simple délayage de l’alluvion dans l’eau et non d’un débourbage complet comme précédemment. Ceci oblige à l’emploi d’un sluice de longueur plus grande : 30 à 50 m environ.
  - Dans ce cas, le départ de l’eau ne se fait plus par un déversoir ; d’ouverture de sortie est prolongée jusqu’au fond de la cuve et fermée par une tôle perforée à 1 cm, pour laisser passer le minerai et les sables fins qui se rendent directement aux sluices. Les pierres s’amassant dans le délayeur, il est nécessaire d’arrêter de -temps en temps pour s’eii débarrasser. A la mine de Tamboun, il y a sept de ces appareils pour alimenter un sluice.
  - On a aussi essayé l’emploi de délayeurs analogues à ceux employés en Russie pour le traitement des sables aurifères, consistant en auges cylindriques munies d’un fond en fer perforé de trous coniques, les argiles étant agitées au moyen de palettes. Ces appareils ne sont plus employés.
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  - Depuis quelques années, on utilise beaucoup un appareil à grand débit composé d’une caisse en bois traversée par un arbre horizontal muni de oouteaux. Cet arbre est animé d’un mouvement de rotation rapide, 120 à 180 tours par minute ; les argiles sont versées en A et ressortent rapidement par B (fig. 48).
  - Fi<;. 18. — Délayeur à axe horizontal.
  - On peut ainsi traiter un volume considérable ; l’inconvénient est que le délayage est toujours incomplet, il reste des mottes d’argile qui s’imprègnent de minerai en roulant dans les sluices et sont cause de pertes appréciables pendant le lavage ; de plus, il n’y a pas débourbage, les éàux sont chargées d’argile. Ces deux défauts obligent à l’emploi de sluices très longs : 60 à 90 m. Malgré cela, cet appareil est très employé, car seul jusqu’ici, il permet de traiter de forts volumes, condition ind'is-
  - Fig. 19. — Schéma du débourbage de la mine de Klédang.
  - pensable pour le travail des argiles pauvres ; il ne peut cependant pas être utilisé lorsque l’aliuvion contient de trop grosses pi erres.
  - A la mine de Kledang, on a adopté un dispositif qui permet un débourbage complet du minerai. Il y a quatre délayeurs en
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  - batterie 1, 2, 3, 4 ; les produits délayés tombent dans des trom-mels T, perforés à 1 cm. Tout ce qui traverse va directement aux sluices ; les mottes d’argile et les pierres tombent sur une courroie sans fin AB et sont envoyées dans un délayeur à axe vertical D, qui achève le débourbage (fig. 49).
  - §111. — Terrains argileux et pierreux.
  - Souvent, les alluvions et les argiles renferment des pierres assez volumineuses; si elles sont stériles, ce qui est généralement le cas, on s’en débarrasse soit à la main, soit au moyen de grilles; si elles sont minéralisées, il faut les recueillir, même si leurs dimensions sont faibles, pour leur faire subir le traitement nécessaire. C’est ce qui se passe dans les mines de Red Hills, de Tamboun et de Pusing Lama.
  - Les mines de Red Hills traitent des terres argileuses, rouges, très ferrugineuses, renfermant des pierres formées d’oxydes de fer contenant un peu de cassitérite, environ 0,2 0/0. On se débarrasse de ces pierres en deux fois, de la façon suivante (fig. 20):
  - Les terres et pierres sont jetées directement des wagonnets W sur l’aire A, où elles sont battues au moyen de deux jets d’eau qui n’entraînent que les terres et les petites pierres ; une grille G, à barreaux écartés de 8 cm, empêche d’ailleurs tout entraînement de pierres volumineuses ; les boues et les pierres de faible dimension passent dans deux délayeurs à axes horizontaux H, puis dans un trommel à tôles perforées à 1 cm ; le minerai libre et les sables passent avec les eaux de lavage et sVrendent directement aux sluices. Les petites pierres sont encore mélangées avec quelques mottes argileuses ; elles vont dans un autre délayeur D'. On recueille les pierres en deux points : 1° après le délayeur D/ les petites pierres que l’on envoie directement aux bocards ; 2° sur l’aire de battage A, les grosses pierres qui doivent passer dans un broyeur à mâchoires avant d’être envoyées aux bocards.
  - Nous avons vu plus haut, comment, à la mine de Pusing Lama, on se débarrassait des pierres au, moyen d’une grille sur laquelle sont déversés les produits venant des délayeurs à axes verticaux.
  - A Tâmbun, on emploie aussi, çpuime nous l’avons déjuqlit,
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  - des délayeurs à axes verticaux, dont l’orifice desortie est fermé par des tôles perforées à 1 cm. Il y a sept de ces appareils en travail. Les produits délayés passent par les trous de la tôle et tombent dans un sl'uice. Les pierres restant sont enlevées de temps en temps et envoyées à la laverie; là, elles sont classées en cinq catégories au moyen de trommels alimentant cinq bacs
  - w
  - Fig. 20. — Schéma du débouchage dans la mine des Red Hills.
  - à piston à deux compartiments. Le minerai est recueilli dans les paniers, les seconds donnent des mixtes qui sont broyés et traités au Wilfley.
  - Prix de revient du débourbage mécanique.,
  - 1° Débourbeurs à axes verticaux. —Nous supposerons une batterie de trois débourbeurs, le prix de cette installation en place est d’environ 18000 f (6000 dollars); elle permet de,traiter
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  - 450 mètres cubes en vingt-quatre heures ; la force motrice nécessaire est de 20 ch. D’où le prix de revient annuel suivant :
  - Amortissement 10 0/0 ..................... 600 dollars.
  - Force motrice........................ 8 640 —
  - Réparations, entretien................... «300 —
  - Coolies.............................. 2 590 —
  - Surveillance.............................. 150 —
  - Total. .. . . 12280 dollars.
  - Production : 430 X 360 = 162 000 m3.
  - Soit un prix de revient de dollar 0,0758 = 0,22 f par mètre cube.
  - 2° Débourbeurs à axes horizontaux. — Un tel débourbeur coûte environ 2 700 f (900 dollars) et peut traiter 500 m3 d’argiles en 24 heures; la force motrice nécessaire est de 12 ch environ.
  - Prix de revient :
  - Amortissement à 20 0/0 ................. 180 dollars.
  - Force motrice............................. 5180 —
  - Réparations, entretien................. 1000 —
  - Coolies. .............................. 2 590 —
  - Surveillance .............................. 150 —
  - Total .... 9100 dollars.
  - Production : 500 X 360 = 180000 m3.
  - Soit: 0,050 dollars — 0,147 f par mètre cube.
  - Relavage du minerai.
  - Le minerai recueilli à la caisse chinoise ou au sluice n’est pas pur, if contient toujours du quartz et une bonne partie des produits lourds qui se trouvaient avec lui dans l’alluvion et qui constituent ce que l’on appelle « amangue ».
  - La teneur en minerai pur des concentrés recueillis est variable ; elle peut n’être que de 10 0/0 dans le cas du lavage de terres de surface et peut atteindre 95 et 98 0/0 dans celui d’allu-vions; en général, elle est comprise entre 50 et 80 0/0.
  - La densité moyenne de l’amangue est de 4,50, celle de la cas-sitérite, 6,97.
  - La séparation du minerai de l’amangue se fait par relavage à
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  - la main au moyen de tamis de 30 cm environ de diamètre; les bords sont en fer-blanc et le fond est constitué par une toile métallique en cuivre de 841 ouvertures par. centimètre carré.
  - Le relaveur chinois place ce tamis plein de minerai dans l’eau et lui imprime des mouvements circulaires analogues à ceux qu’il faut donner à la battée ; toutes les parties légères viennent à la surface; l’ouvrier les enlève avec son doigt ou au moyen d’une raclette en bois ; il recommence l’opération un grand nombre de fois ; lorsque la proportion d’amangue diminue, on la voit se rassembler à la surface en formant une tache qui se détache en noir foncé sur la masse brune un peu plus claire du minerai. Le laveur enlève ces taches tant qu’il s’en forme et arrive ainsi à obtenir un produit contenant 99 à 100 0/0 de cassitérite. Cette cassitérite n’est jamais chimiquement pure ; sa teneur n’est, en général, que de 74 à 75 0/0 en étain métal au lieu de 78,67 qu’elle devrait être théoriquement.
  - L’amangue ainsi séparée contient encore de la cassitérite; elle est relavée une ou deux fois et quelquefois plus. Quand la teneur est faible, on se sert pour le relavage d’un appareil formé d’un couloir demi-cylindrique constitué par une écorce (fîg. 21).
  - En A est une ouverture par laquelle arrive un courant d’eau ; on jette en B l’amangue et on l’agite avec la main en la remontant vers A ; les parties légères sont entraînées, tandis que les parties lourdes se concentrent. Un passe ainsi rapidement un fort volume de matière et on obtient la cassitérite concentrée avec les matières pesantes. Ces concentrés sont lavés à nouveau au tamis. On arrive à obtenir finalement une amangue qui contient moins de 2 0/0 de cassitérite ; ce produit est encore vendu à des Chinois spécialistes qui achèvent de le traiter. . ,
  - Le tamis est un appareil très sensible dont les laveurs chinois se servent d’une façon parfaite.
  - Un homme peut produire par jour 450 kg de cassitérite en relavant des minerais à 60, 80 0/0. Les relaveurs sont payés à la tâche à raison de 15 à 20 cents (0,44 f à 0,60 f) le pikul de cassitérite produite pour le • relavage du minerai, et de 25 à
  - Bull. 7
  - Fig. 21. — Auge à relevage.
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  - 35 cents (0,73 f à 1 f) le pikul pour le relavage de l’amangue.
  - Tout le minerai provenant de l’État de Pérak est relavé à la main de cette façon.
  - CHAPITRE VII
  - ÉPUISEMENT
  - Rien n’est plus varié que-les différents moyens d’épuisement utilisés dans les mines de Pérak. On y rencontre, à côté des derniers modèles de pompes à haute pression et à commande électrique, les plus anciens instruments d’épuisement, comme le chapelet chinois, ou les plus primitifs," comme les seaux manœu-vrés à la main.
  - §Ier. — Épuisement par seaux.
  - ' Dans les petites mines chinoises peu profondes on emploie encore des seaux pour l’épuisement. Ces seaux sont suspendus
  - par l’intermédiaire d’une tige de bois et de joints en rotin à un balancier AC, muni d’un contrepoids D suffisant pour soulever le seau plein d’eau. Ün coolie placé en E, en appuyant sur la fige AB, force le seau à descendre et à se remplir, il remonte ensuite de lui-même et est déversé dans la rigole d’écoulement EF. Le débit est de 1,5 m3 à 2 m3 par heure et le prix de l’épuisement revient à 0,21 f le mètre cube (fîg. 22).
  - Dans le cas d’exploitations d’argiles minéralisées au moyen de seaux, comme il est dit au § II B, chapitre V, le système même d’exploitation aide à l’épuisement et est quelquefois suffisant; les mines creusées dans l’argile compacte donnent généralement peu d’eau.
  - Un système très employé consiste à se servir de seaux suspen-
  - Fig. 22. — Épuisement par seau.
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  - dus par des cordes ; deux coolies tenant les extrémités des cordes balancent le seau au-dessus du puisard, ils le font plonger dans l’eau où il se remplit, puis le mouvement continuant, le seau est soulevé et l’eau projetée en avant. Ce procédé ne peut évidemment servir que pour élever l’eau à une faible hauteur ; il est souvent employé même dans les mines bien installées pour des épuisements secondaires de peu de durée. Le débit est de 3 à 4 m3 à l’heure et le prix de revient d’environ 0,25 f le mètre cube.
  - §11. — Chapelet chinois.
  - Un appareil qui a été fort utilisé, mais qui tend maintenant à disparaître, est le chapelet chinois.
  - Cet appareil (1) est en bois : il est formé d’une longue auge quadrangulaire dans laquelle se meut le chapelet. Ce dernier est constitué d’éléments identiques composés d’une planche
  - A [
  - Fig. 23 et 24. — Arbre moteur et éléments du chapelet chinois.
  - quadrangulaire P emmanchée dans une tige de bois AB (fig..%3).
  - Tous ces éléments sont assemblés au moyen de clous formant chevilles. L’ensemble donne une chaîne sans fin qui est mue au moyen d’une roue spéciale en bois.
  - Ces pompes sont actionnées soit par ctes Chinois, soit par des roues hydrauliques.
  - Dans le premier cas, l’arbre moteur est prolongé de chaque côté de l’engrenage donnant le mouvement à la pompe et est muni de champignons. Des Chinois agissent sur l’arbre en mar-
  - (1) Cet appareil est décrit d’une façon complète "par M. Errington de la Croix, dans son ouvrage Les mines d'étain de Pérak, 1882.
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  - chant sur ces champignons; ils se soutiennent pour cela à une barre d’appui AB.
  - Une telle pompe demande quatre à huit coolies pour fonctionner : la longueur de la pompe peut atteindre 25 m.
  - Ces pompes sont placées avec une inclinaison de 20 degrés. Le débit est d’environ 5 m3 à l’heure et le prix de revient de de 0,30 f par mètre cube.
  - Lorsque cela est possible, la pompe est mue par une roue hydraulique; le débit par heure peut alors atteindre 10 m3; s’il est suffisant pour l’épuisement, c’est assurément le procédé le plus économique à employer.
  - § III. — Pompes.
  - Lorsque l’on a besoin d’un débit important, on emploie les pompes centrifuges actionnées par des locomobiles. Malgré l’abondance des pluies et des infiltrations, on ne rencontre que rarement des difficultés d’épuisement; une pompe des types 8 ou 9 de Dumont est ordinairement le maximum nécessaire.
  - La Société des Etains de Kinta utilise des pompes centrifuges à grande vitesse, mues par l’électricité, pour l’épuisement de ses mines^de Laliat, de Kampar et de Ternoh.
  - § IV. — Emploi des élévateurs.
  - Quand on possède de l’eau en charge il peut être intéressant d’épuiser au moyen d’élévateurs hydrauliques tels que ceux que nous avons décrits dans un chapitre précédent.
  - Ce procédé est surtout pratique dans les exploitations par la méthode hydraulique.
  - La Société des Étains de Kinta l’a utilisé dans sa mine de Slim.
  - CHAPITRE VIII
  - FORCE MOTRICE
  - La force motrice est fournie par des locomobiles brûlant soit du bois, soit de la houille.
  - Le prix du bois est de 2,20 à 3,20 dollars (6,43 à 9,40 f) le
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  - tang (1) selon la région ; le charbon de terre provient de l’Inde et coûte en gare environ 12,50 dollars (36,75 f) la tonne; il faut ajouter à ce chiffre le coût de transport à la mine par charrettes à bœufs; une charrette contient une tonne de houille et le prix est de 15 cents (0,44 f) par mille.
  - Avec les locomobiles la force motrice revient à environ 5 cents (0,147 f) par cheval-heure, y compris le graissage, les réparations, l’amortissement, ainsi que l’on peut s’en rendre compte par le tableau suivant, dans lequel nous considérons une loco-mobile de 20 ch qui est le type le plus employé.
  - Dépenses mensuelles pour une locomobile de 20 ch.
  - Amortissement, dollars 23 heures de marche 35 16 heures de marche 35 8 heures de marche 35
  - Combustible ..... 378 270 160
  - Chauffeurs. ..... 100 70 40
  - Coolies porteurs et coupeurs de bois 45 . 30 15
  - Entretien, réparations. 80 60 50
  - Frais de visite (2) . . 2 2 2
  - Total. . . dollars 640 467 302
  - Soit : 0,046 dollar 0,049 dollar 0,06 dollar
  - par cheval et par heure. = 0,135 f — 0,144 f = 0,176 f
  - Il y a actuellement dans Pérak plus de 700 locomobiles.
  - La Société des Étains de Kinta a introduit à Lahat les premiers moteurs à gaz, pauvre; l’installation comprend deux moteurs Letombe de 35 ch chacun avec trois gazogènes à charbon de bois.
  - On peut se procurer le charbon de bois à raison . de 88 cents le pikul soit 4,28 fies 100 kg. Le prix du cheval-heure est estimé à 3 cents, amortissement compris.
  - Cet exemple a été suivi par plusieurs mines, il y a maintenant à la mine de Kledang deux moteurs Tanggye de 160 ch chacun
  - (1) Tang : mesure de capacité pour le bois de chauffage =.1,5 pied X 5 pieds X 5 pieds, soit à peu près un stère.
  - (2) Les chaudières sont soumises chaque année à deux inspections par le service des
  - chaudières : '
  - Une inspection superficielle du coût de 8 dollars ;
  - Une inspection complète du coût de 16 dollars.
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  - avec gazogènes à anthracite et, à la mine de Kota près de Taïping, un moteur de 70 ch.
  - La Société des Étains de Kinta a fait aussi la première installation hydroélectrique de Pérak; elle utilise une chute de 390 m environ qui actionne deux turbines pouvant fournir chacune 250 ch lorsque le débit est de 60 1 par seconde.
  - Les turbines actionnent chacune un moteur triphasé donnant directement du courant à 6000 volts, qui est réduit à 500 volts aux points d’utilisation.
  - CHAPITRE IX
  - VENTE DU MINERAI ET MÉTALLURGIE DE L’ÉTAIN
  - § Ier. — Vente du minerai.
  - Il existe pour le traitement métallurgique de Pétain des États malais deux grandes fonderies : la .« Straits Trading C° » qui a ses ateliers dans l’île de Poulo Brain, près Singapour, et à But-terworth dans la province de Wellesley en face de Penang; et P « Estera Smelting C° » qui a sa fonderie dans Pile de Penang.
  - Ces deux Compagnies ont des agents dans tous les centres miniers de Pérak pour acheter le minerai, qui est séché, grillé, s’il est sulfureux, puis mis en sacs et expédié à Butterworth, Poulo Brain ou Penang. En plus de ces deux puissantes Sociétés, il y a dans Pérak plusieurs fonderies chinoises.
  - Le prix de vente du minerai est basé sur le cours du jour à Penang et sur la teneur du minerai, après «déduction des frais de transport et de fusion qui sont en moyenne de 2,21 dollars par pickul et réduction de la teneur de deux unités pour tenir compte des pertes au four; on diminue ce chiffre des droits d’exportation qui eux sont variables et dépendent comme nous Pavons vu (§ III, chap. Ier) du cours de Pétain métallique.
  - La formule de vente est donc :
  - p - (T _ 2) X G — 2,21 — 0,70 v.
  - p — prix du pikul de minerai sec en dollars;
  - T = teneur commerciale du minerai ;
  - C = cours du métal en dollars par pikul ;
  - v = droits d’exportation.
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- - 1) Courbe des cours maxime, annuels
  - 2) Courbe des cours irmüma annuels 3>„. Courbe des cours moyens annuels
  - Cours de l'Étain métal
  - Echelle des hauteurs Va'&.parlivre
  - Cours
  - maxim
  - ammeli
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  - Si le minerai est sulfureux ou arsenical, on diminue ce prix des frais de grillage largement comptés; en général, dans ce cas, la mine a toujours intérêt à griller elle-même son minerai de façon à ne vendre que la cassitérite pure.
  - Souvent le minerai est vendu au plus offrant ; on s’adresse à plusieurs acheteurs qui prennent chacun des échantillons, puis donnent leur prix.
  - Le cours de l’étain métal est fort variable son minimum s’est produit en 1878, il a été de 52 £ 1/2; le maximum a été atteint en 1906 et s’est élevé à 215 £. Nous donnons un tableau des cours de l’étain depuis 1850; on voit que la moyenne des cours minima annuels depuis 1850 a été de 92 £ 1/6 et celui des cours maxima de 118 £ 1/8. La moyenne des cours moyens depuis 1887 est de 106 £ 1/10 il correspond à un prix de vente du minerai de 31,50 dollars.
  - [ § IL — Métallurgie.
  - Nous ne nous occuperons que des fonderies chinoises, les seules qui existent dans Pérak.
  - La fusion se fait au moyen du four siamois ou four de Tong-kah; c’est un four cylindrique d’une hauteur de 1 m environ et
  - d’un diamètre extérieur de 0,75 m ; il est formé d’une carcasse extérieure en fers plats et d’un enduit intérieur en briques ou en argile délayée dans de l’eau salée. Ce cylindre creux repose sur une cuve en fer pleine d’argile qui a été pétrie avec de l’eau salée; le tout est posé sur un trépied. En avant, au niveau de la cuve, est le trou de coulée; en arrière, un peu au-dessus, est une ouverture qui amène le vent ^.u moyen d’une tuyère d’argile (fig. 25).
  - Le vent est produit, soit au moyen d’un soufflet spécial en bois , soit au moyen d’un ventilateur.
  - On commence par faire un feu de bois dans le four, puis on introduit du charbon de bois; lorsque le four est bien chaud on
  - Fig. 25. — Four de Tongkah.
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  - le souffle et on jette quelques pelletées de minerai, puis du charbon de bois, un nouveau lit de minerai et ainsi de suite; on introduit aussi quelques bûches de bois qui aident à la réduction.
  - Au bout de quelques heures, l’étain et les scories commencent à couler dans un vase en fer G situé au-dessous ; l’étain se rassemble au fond, les scories surnagent et se solidifient rapidement. De temps en temps on les enlève pouf couler l’étain dans des moules faits dans.la terre; on forme ainsi des lingots dont le poids est de 92 catties, soit 55 kg.
  - On ajoute, en général, 3 0/0 de quartz pulvérisé comme lit de fusion.
  - Les scories sont noires et contiennent beaucoup d’étain ; on les refond une seconde ou une troisième fois, ou bien on les broie et les lave pour recueillir les globules d’étain qu’elles contiennent, puis on les repasse au four.
  - L’affinage peut se faire soit par fusion et perchage, soit par liquation.
  - Dans le premier cas, on fond le métal dans de grandes cuves, puis on y plonge des bûches de bois ; il se produit alors une mousse qui contient une grande partie des impuretés. On écume, puis on coule l’étain en lingots. Le fond de la cuve renferme de l’étain impur qui doit subir un nouvel affinage. L’opération dure environ vingt-quatre heures.
  - Dans le second cas, on place les lingots dans un four spécial ; le métal fond lentement et s’écoule dans une cuve extérieure où il est recueilli; il reste sur la sole une mousse contenant les impuretés.
  - En général, les fondeurs chinois n’affinent pas leurs lingots, ils vendent le métal tel qu’il sort du four, soit à la Straits Trading C°, soit à l’Eastern Smelting G0. .
  - Nous indiquons ci-après les dépenses journalières pour la marche d’un four siamois dans le cas d’une soufflerie actionnée
  - à la main :
  - Main-d’œuvre..................." . . . 7, » dollars.
  - Combustible (14 pikuls à 88 cents) . . 1^,32 —
  - Bois et outillage. . . ............. 0,50 —
  - Divers . ................ 0,50 —
  - Total. .... 20,32 dollars.
  - La production est de 12 lingots, soit 6G0 kg de métal, d’où un prix de revient de 1,84 dollar par pikul ou 8,95 f par 100 kg de métal produit,
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- - 106
  - Dans le cas de soufflerie par ventilateur, le coût de la main-d’œuvre se réduit à S dollars et le prix de revient est légèrement inférieur à celui que nous venons d’indiquer.
  - L’affinage coûte environ 20 cents par pikul ou 0,98 f par 100 kg de métal produit.
  - Lorsque l’on recueille 100 kg de métal, il se forme à peu près 15 kg de scories renfermant 25 0/0 d’étain, soit 3,50 kg,
  - ce qui fait une perte de
  - 3,50
  - 103,50
  - = 3,38 0/0 du métal introduit
  - dans la charge.
  - Une grande partie de l’étain se trouvé dans les scories à l’état métallique ; on le recueille par broyage et lavage ; les scories restant sont refondues plusieurs fois, de sorte que la perte finale est inférieure à 1 0/0.
  - CHAPITRE X
  - MAIN-D’ŒUVRE
  - La population de Pérak était, en 1907, de 413000 habitants. Elle est très variée ; pour en donner une idée, nous traçons ci-dessous le tableau du dernier recensement fait dans les États malais (1er mars 1901) :
  - PÉRAK FEDERATED MALAY STATES
  - RACES '—
  - HOMMES FEMMES HOMMES FEMMES
  - Européens et Américains. . . 450 211 1011 411
  - Eurasiens 319 272 857 665
  - Chinois 135 651 13 724 272 584 27155
  - Malais et natifs de l’Archipel . 75 085 66 638 164 582 146 507
  - Tamouls et natifs de l’Inde . . 26Ü32 8 678 44 766 ~ 13 445
  - Autres races. . 681 554 1343 1239
  - Population flottante 1338 82 2 234 85
  - 239 556 90109 487 690 189 508
  - 329 665 678 595
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- - - 107
  - Le nombre des coolies employés dans Pérak en 1907 s’élevait à 119 210, comme il suit, entre les divers districts miniers :
  - 1° Ivinta............................ 83 510
  - 2° Parut............................ 16 340
  - 3° Kuala Kangsar..................... 5 304
  - 4° Upper Pérak.................... 930
  - 5° Batang Padang.................. 13126
  - Total. . . . 119210
  - Cette main-d’œuvre était presque exclusivement chinoise; elle ne comprenait que 6315 Indiens et Javanais.
  - Les Malais ne travaillent guère dans les mines, sauf dans quelques exploitations par lampangs ou dans les mines hydrauliques. On les emploie quelquefois pour les prospections des terrains de collines par puits à section carrée.
  - Les Indiens, principalement les coolies tamouls, commencent à être fort demandés dans Pérak. Ils sont bons pour les terrassements, le transport des terres au moyen de paniers qu’ils portent sur la tête, et surtout pour le chargement des wagonnets.
  - La main-d’œuvre chinoise est la plus importante de la péninsule malaise ; on y rencontre de nombreuses races ayant chacune sa spécialité dans le travail des mines. Les Chinois fournissent les coolies terrassiers portant les terres au moyen de deux paniers tenus en balance sur l’épaule ; ils fournissent aussi des chargeurs de wagonnets ; ce sont les seuls ouvriers employés dans les travaux de mines par puits et galeries, pour le lavage et relavage du minerai et pour la métallurgie de l'étain.
  - Les mécaniciens sont, soit des Chinois, soit des Indiens du Bengale.
  - Les surveillants sont des Indiens du Bengale ou des Afghans.
  - Le prix de la main-d’œuvre des coolies a été fixé par la Chambre des urines d’Ipoh au tarif suivant :
  - Chinois .................60 cents = 1,76 f
  - Tamouls................... 40 — =1,18
  - Bengalis. ........ 40 — =1,18
  - Les mécaniciens sont payés à forfait à raison de 75 à 100 dollars (220,50 f à 294 f) par mois et par machine marchant vingt-quatre heures ; l’équipe est composée d’un mécanicien et de deux aides qui se remplacent à tour de rôle pour ce travail.
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  - Pour la conduite des treuils à vapeur, le prix payé est de 25 à 35 dollars (73,50 f à 102,90 f) par mois pour un travail de huit heures chaque jour.
  - Les forgerons et ouvriers mécaniciens reçoivent 1 à 1,25 dollar par jour (2,94 f à 3,67 f).
  - Les mineurs chinois occupés aux travaux pour puits et galeries touchent 80 cents à 1 dollar (2,35 f à 2,94 f). La journée de travail est de huit heures.
  - On évite autant que possible d’employer les coolies à la journée ; ils travaillent ordinairement à la tâche. Dans les exploitations par méthode chinoise, ils sont payés, comme nous l’avons vu, selon le cube de terres ou d’alluvions enlevé, ce cube étant mesuré par l’excavation faite, donc sans tenir compte du foisonnement. Dans les mines travaillant par plans inclinés, ils sont payés au wagonnet.
  - Nous avons d’ailleurs donné, à propos de chaque système d’exploitation, les prix moyens pour les travaux payés à la tâche.
  - La main-d’œuvre est suffisamment abondante pour les besoins actuels de l’industrie minière ; seules, les mines chinoises, où tous les travaux se font manuellement, peuvent-elles se plaindre d’avoir quelques difficultés à maintenir constant le nombre énorme de coolies dont elles ont besoin. Mais on peut dire que, dans les mines équipées mécaniquement, jamais la production n’a été diminuée par la difficulté de recrutement de la main-d’œuvre.
  - CHAPITRE XI
  - LÉGISLATION MINIÈRE
  - w-'
  - La législation minière dans Pérak est réglée par le « Mining Enactement, State of Perak 1904 ».
  - Tout le monde peut posséder des terrains miniers, aussi bien les Européens, les Indigènes, que les Orientaux.
  - Les terrains miniers se divisent en terrains d’option et en terrains miniers proprement dits.
  - Les premiers sont des terrains que l’État a réservés, soit parce qu’il a des renseignements sur leur réelle valeur, soit parce qu’il veut éviter une trop grande agglomération minière dans la même
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- - — 109 —
  - région ; ces terrains ne peuvent être vendus qu’aux enchères. Les autres terrains peuvent être concédés aux conditions suivantes :
  - Toute personne désirant posséder un terrain appartenant à l’État doit faire une demande au « Land Office » sur imprimé spécial, en indiquant la position et la surface approximative du terrain demandé. Cette demande doit être accompagnée d’un dépôt en argent destiné à couvrir les frais. Le « collecter », s’il trouve la demande suffisamment claire, la marque d’un numéro d’ordre, indique le jour et l’heure de la réception, et le détail en est noté sur un registre tenu par ce bureau, mais la priorité de demande ne donne aucun droit de priorité pour l’accord du terrain.
  - Si la demande est approuvée, le terrain est délimité, des pierres sont placées aux angles, puis il est exactement mesuré.
  - Lorsque le « collecter » reçoit le plan certifié, montrant l’aire du terrain, les limites et l'indication des terrains voisins, il prépare l’acte de concession « mining lease » qui, alors, est signé par le demandeur, qui doit à cet effet se présenter dans un délai de trois mois, après qu’il a été prévenu. Ce « lease » est ensuite envoyé au Résident afin d’être signé par lui et recevoir le sceau de l’Etat. Le collecter informe alors le demandeur que le lease est prêt. Si celui-ci ne se présente pas dans un délai de trois mois, la concession peut être annulée.
  - La concession est accordée pour une période fixée,.ordinairement vingt et un ans; le demandeur doit payer une fois pour toutes une prime de 25 dollars par acre de terrain concédé et une rente annuelle de 1 dollar par acre.
  - Comme toutes ces formalités sont longues et qu’il faut ordinairement plus d’une année avant d’obtenir le « mining lease », on demande généralement un « mining certificat », lequel donne les mêmes droits que le mining lease contre lequel il doit être échangé lorsque ce dernier est prêt.
  - Le « mining lease » donne au propriétaire le droit de travailler tous les minéraux et métaux trouvés sur ou sous le terrain, de déplacer, de disposer, de préparer mécaniquement et traiter tous ces minerais : le droit d’user de telle portion de terrain nécessaire pour élever des maisons, des baraquements pour coolies, des hangars et autres constructions; de cultiver des plantes et légumes, d’élever des animaux, des volailles qui peuvent être, dans l’opinion du service des mines, raisonnablement
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  - nécessaires pour la mine et l’usage des coolies : les droits exclusifs sur tous les bois et autres produits de la jungle existant sur le terrain, mais non pas 'celui de transporter, hors des limites du terrain pour aucun motif, les bois ou produits de la jungle, le granit, le calcaire, latérites et autres pierres ; le corail, les coquilles, guano, sable, terres ou argiles; ou les briques, chaux ou autres produits manufacturés, sans une licence accordée selon les prescriptions du « Land enactement 1903 ».
  - Le propriétaire du « mining lease » s’engage :
  - À acquitter la rente due à l’État;
  - A ce que les marques de limite soient maintenues en bon état ;
  - A ce que les opérations minières soient commencées dans une période de six mois à partir de la date de l’issue du lease;
  - A ce que, dans la période de six mois suivante, il y ait au travail le nombre de coolies indiqué sur le lease (ce nombre est ordinairement fixé à 1 coolie par acre) ou qu’il y ait des machines en quantité suffisante pour atteindre ce chiffre, chaque cheval-vapeur étant considéré équivalent à 8 coolies ;
  - A ce qu’ensuite il ne reste jamais plus de douze mois consécutifs sans travailler d’une façon effective ou d’avoir au travail moins de coolies qu’il ne doit y avoir.
  - Si pendant le travail le propriétaire découvre un nouveau gisement sous forme de ûlon, lit, poche, stockwerk ou formations similaires, ou de pétrole, il peut être obligé par le Résident à travailler cette formation dans un délai de douze mois ; à défaut, il peut être obligé de rendre à l’État la portion qu’il refuse de travailler, à condition qu’une raisonnable indemnité lui soit payée pour les dommages que lui cause cette séparation; mais cette indemnité ne doit tenir aucun compte de la valeur du gisement que le propriétaire ne veut pas travailler.
  - Le propriétaire doit conduire ses travaux d’une façon ordonnée et judicieuse de manière à ne causer aucun dommage, ni danger aux propriétaires voisins.
  - Tous les fonctionnaires du Gouvernement régulièrement autorisés auront aux heures raisonnables libre accès dans les terrains, mines et constructions.
  - Le propriétaire doit tenir une comptabilité exacte et suffisante.
  - Si le propriétaire reste deux ans consécutifs sans faire aucune opération minière, la concession peut être annulée d’office.
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  - Le propriétaire n’est pas obligé de travailler lui-mème le terrain ; il peut le louer à une ou plusieurs personnes, en entier ou en partie. Si cette location se fait pour plus d’un an, elle doit se faire devant le « collector of land revenue» et mention en est faite sur le lease. Le terrain peut être également vendu.
  - Au lieu de demander directement la concession d’un terrain, souvent on préfère le prospecter d’abord. On fait alors sur un imprimé spécial une demande de « prospecting license ». On doit indiquer :
  - La position approximative, l’aire et les limites du terrain que l’on désire prospecter, l’aire du terrain que l’on se propose de demander en concession; cette surface ne peut excéder la moitié de celle prospectée.
  - Cette licence est accordée pour une période qui est fixée par le Résident et qui est ordinairement de six mois.
  - Le prix du « prospecting license » est au minimum de 25 dollars.
  - Nous donnons ci-dessous un tableau des divers frais qu’en-
  - traîne une demande de concession.
  - Dollars par acre.
  - Prime pour l’obtention d’un « mining lease »... 25 »
  - Rente annuelle........................................ 1 »
  - Préparation d’un « mining lease » ..................... 2 »
  - Préparation d’un « mining certificate »........ 1 »
  - Enregistrement..................................... 1 »
  - Prospecting license : pas moins de............. . . 25 »
  - Frais de délimitation et d’arpentage :
  - Dollars.
  - 1° Délimitation : 10 acres et au-dessous...............10 »
  - Chaque acre additionnel ........... 0,50
  - 2° Arpentage : 10 acres et au-dessous . . . . . 25 »
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 25 acres. ... 2 »
  - 25 acres........................................ 55 »
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 50 acres. ... 1,80
  - 50 acres................................. 100 »
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 100 acres . . . 1,60
  - 100 acres . . . . . . . . . . 180 .»
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 300 acres ... 1,20
  - 300 acres ........................ ........... 420 »
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- - __ H2 —
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 500 acres ... 0,90
  - 500 acres....................................... 600 »>
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 1000 acres. . . 0,70
  - 1000 acres. ...................................... 950 »
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 2000 acres. . . 0,60
  - 2000 acres....................................... 1550 »
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 4 000 acres. . . 0,50
  - 4 000 acres................................... 2 550 »
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 6 000 acres. . . 0,.40
  - 6000 acres...................................... 3350 »
  - Chaque acre additionnel jusqu’à 10 000 acres . . 0,30
  - 10 000 acres.................................... 4550 »
  - Chaque acre additionnel au-dessus de 10000 acres. 0,40
  - A ces frais, il faut ajouter le prix des pierres marquant les limites.
  - Lorsque le terrain est loin de toute région déjà arpentée, le Gouvernement a le droit de faire payer tout ou partie de la connexion nécessaire pour que la position du terrain soit assurée. Le tarif ne peut excéder 0,80 dollar la chaîne (IL
  - CHAPITRE XII ,
  - TERRAINS MINIERS
  - La superficie des terrains miniers concédés dans l’État de Pérak était en 1907 de 152 000 acres ou 61 500 ha, dont 36 420 ha pour le district de Kinta seulement, soit 1/27 environ de la surface de-l’État entier.
  - Pour avoir le droit de travailler une mine, le règlement nous montre qu’il existe quatre moyens, savoir :
  - 1° Faire une demande au Gouvernement pour l’obtention d’une concession choisie dans les terrains libres;
  - 2° Acheter aux enchères un des terrains réservés par le Gouvernement ; ...........
  - 3° Acheter à son propriétaire un terrain déjà concédé;
  - 4° Louei* ce tefràin à son pïopriétaire.
  - (1) 1 chaîne. = 20 m. , ...
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  - Le- premier moyen est certainement le plus économique, mais peu pratique, car tous les terrains situés dans la région minière sont déjà concédés et on ne peut plus trouver que des terrains de montagnes ou des terrains éloignés de tous moyens de communication.
  - « Les dépôts alluvionnaires faciles à travailler s’épuisent et la continuation de la prospérité du pays repose sur l’exploitation des gîtes profonds et des dépôts de surface de faible teneur » (1).
  - Le second moyen n’est pas à recommander : le prix des terrains d’option est souvent très élevé et leur valeur est toute hypothétique, car on ne peut y faire aucune prospection avant l'achat.
  - Les deux derniers procédés sont généralement les plus employés ; on demande ordinairement au propriétaire une option de six mois pendant lesquels on peut prospecter la propriété et le marché ne devient définitif que si le terrain convient à l’acheteur. Ce droit de prospection s’achète habituellement moyennant une prime de 1 500 à 3 000 dollars. Le prix de vente est de 50 à 200 dollars l’acre de terrain. Ce prix s’entend pour un terrain sur lequel on n’a aucun renseignement au préalable ; si le propriétaire a fait lui-même les sondages et s’il a reconnu la richesse de la mine le prix de vente peut s’élever considérablement. Dans le cas de location on paie au propriétaire un tant pour cent sur la valeur brute du minerai sorti ; le taux normal est de 5 à 12 0/0. Le propriétaire exige souvent une avance en argent, remboursable par les loyers, afin d’obliger le locataire à travailler immédiatement le terrain.
  - (1) J.-B. Scriveiior.
  - Bn.t..
  - 8
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- - BIBLIOGRAPHIE
  - J. Errington de la Croix. — Les mines d’étain de Pérak. 1883.
  - J. de Morgan. — Explorations de la presqu’île malaise. 1886.
  - Gharleton. — Tin. Londres, 1884.
  - J. de Morgan. — Note sur la géologie et sur l’industrie minière du royaume de Pérak et des pays voisins (Extrait des Annales des Mines. Mars-Avril, 1886).
  - Octave J.-A. Collet. — L’étain. Étude minière et politique sur les États fédérés malais. Bruxelles, 1904.
  - Mining Enactement N° 17 of 1904 State of Pérak. Kuala Lumpur, 1904.
  - D. Pascal et E. Gervais. — Un gîte d’étain remarquable dans la presqu’île de
  - Malacca (Bulletin de la Société des anciens Élèves de l’École des mineurs d’Alais. Décembre 1905).
  - Ralph Stores. — Malay Tin-üeld. Singapour, 1906.
  - Conavay Beleield. — llandbook of the Federated Malay States. Londres, 1906.
  - J. B. Scrivenor. — Geologist’s report of progress. Kuala Lumpur, 1907.
  - Manuel of statistics relating to the Federated Malay States. Kuala Lumpor, 1907.
  - E. Gervais. — Etude sur la vallée calcaire de Kinta (Bulletin de la Société des
  - anciens Élèves de l’École des mineurs d’Alais. Septembre 1907).
  - Sydney Fawns. Tin deposits of the world.
  - Journal of the Federated Malay States Muséums. Kuala Lumpur.
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- - — 115 —
  - TABLE DES MATIÈRES
  - Pages.
  - Chapitre premier. — Historique, géographie et statistique................. 47
  - § 1er. Historique..................................................... 47
  - § il. Géographie..................................................... 47
  - Orographie.................................................... 48
  - Hydrographie.................................................. 48
  - Divisions politiques......................................... 48
  - Productions . ............................................... 48
  - § III. Statistique.................................................... 50
  - ' Commerce........................................................ 50
  - Revenus ...................................................... 50
  - Voies de communication........................................ 50
  - Climat........................................................ 51
  - Monnaies, poids, mesures. .................................... 53
  - Chapitre II. — Aperçu géologique .............................
  - 1° Formation granitique...............................
  - 2° Formation calcaire.................................
  - 3° Formation secondaire ancienne......................
  - 4" Formation quaternaire..............................
  - 5° Roches éruptives...............................
  - 6° Roches métamorphiques..............................
  - 7° Minerais divers....................................
  - Or............................................
  - Plomb, fer, cuivre, bismuth, mercure, arsenic . .
  - i Manganèse, graphite ...........................
  - Argent, tungstène, zinc, pierres précieuses, marbre
  - 54
  - 54
  - 55
  - 56 56
  - 56
  - 57 57 57
  - 57
  - 58 58
  - Chapitre III. — Gisements stannifères........................................ 58
  - § Ier. Gîtes d’inclusion.......................•.................... 59
  - § II. Filons et gîtes............................................... 59
  - 1° Filons dans le granit............................... . . 59
  - a) Filon de Menglembau............................... 59
  - b) Filon de Kledang. ................................... 60
  - 2° Filons dans les schistes. . . .............................. 60
  - Stoclcwerk de Bruseh......................................... 60
  - 3° Filon de contact.......................................... 61
  - Filon de contact de Salak North.............................. 61
  - 4° Gîtes dans le calcaire................................... 62
  - a) Gîte de Lahat..............’ . ...................... 62
  - b) — d’Ayer Daun Sang. .................................. 62
  - c) — de Saïak.......................................... 63
  - d) — de la vallée de Josapliat.......................... 63
  - § III, Alluvions..................................................... 64
  - Amangue..................................................... 65
  - Alluvions des massifs calcaires............................... 66
  - § IV. Formation éluvienne........................................ 67
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  - »
  - Chapitre IV. — Prospections.................................................... 67
  - § 1er. Sondages........................................................ 67
  - Prix de revient des sondages.................................. 68
  - § II. Prospections par puits........................................... 69
  - a) Puits sans boisage.......................................... 69
  - Prix de revient............................................. 69
  - b) Puits boisés . . . A...................................... 69
  - Prix de revient............................................. 69
  - Chapitre V. — Méthodes d’exploitation ..................... 71
  - § Ier. Exploitations souterraines ................................... 72
  - a) Couches minces.............................................. 72
  - Prix de revient..................... ..................... 72
  - b) Couches épaisses...................................: . . . 74
  - § II. Exploitations à ciel ouvert. ................................... 74
  - aj Méthode chinoise............................................. 74
  - Prix de revient............................................. 75
  - b) Autre méthode chinoise...................................... 76
  - Prix de revient............................................. 76
  - cj Extraction par plans inclinés................................ 77
  - Prix de revient............................................ 78
  - § III. Méthodes hydrauliques......................................... 78
  - A. Travail par lampangs........ ............................ 78
  - aj Terrain à faible pente ................................ 79
  - b) Terrain à forte pente................................... 79
  - B. Exploitation par monitors................................. 82
  - Emploi de pompes suceuses.................• .............. 83
  - Ponton australien......................................... . 83
  - C. Prix de revient des méthodes hydrauliques ................. 84
  - ‘ a) Lampangs............................................ . . 84
  - b) Monitors............................................... 84
  - c) Ponton australien...................................... 85
  - Chapitre VI. Préparation mécanique du .minerai d’étain......................... 85
  - § Ier. Alluvions sableuses............................................ 85
  - a) Caisse chinoise. . . . . .................................. 85
  - Prix de revient. . ......................................... 87
  - Pertes au lavage . ........................................ 87
  - b) Sluices..................................................... 88
  - Prix de revient ............................................. 89
  - § II. Alluvions argileuses, terres et argiles minéralisées............ 89
  - a) Délayeur à auge........................................... 89
  - b) Délayeur à axe vertical. . . ............................. 90
  - cj Délayeur à axe horizontal.................................... 91
  - § III. Terrains argileux et pierreux................................. 94
  - § IV. Prix de revient du débourbage mécanique . ....................... 95
  - 1° Débourbeurs à axes verticaux............. . 95
  - 2° Débourbeurs à axes horizontaux............................. 96
  - § V. Relavage du minerai. . . ........................................ 96
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  - Chapitre VJI. — Épuisement............................................ 98
  - § 1UI. Epuisement par seaux................................... 98
  - $ II. Chapelet chinois........................................ 99
  - § 111. Pompes...........'..................................... 100
  - S IV. Emploi des élévateurs. ..................................100
  - Chapitre VIII.— Force motrice..........................................100
  - Chapitre IX. — Vente du minerai, métallurgie de l’étain................102
  - § P1. Vente du minerai........................................ 102
  - § II. Métallurgie........................................... 104
  - Chapitre X. — Main-d’œuvre.............................................106
  - Chapitre XI. — Législation minière.....................................108
  - Chapitre XII. — Terrains miniers.......................................112
  - Bibliographie . . . ........................................ 114
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- - BATTERIE DES MAURES
  - ILOT ARTIFICIEL DE LANCEMENT POUR ESSAIS DE TORPILLES AUTOMOBILES
  - PAR
  - [1VI. m. MICHEL - SCHMIDT
  - INTRODUCTION
  - La Société cj.es Ingénieurs Civils de France s’intéressant à toutes les innovations industrielles, nous n’avons pas hésité — malgré l’importance relativement faible des travaux — à vous entretenir d’un ouvrage que l’on a jugé très hardi et qui, en tout cas, présente un caractère indiscutable de nouveauté.
  - Nous voulons parler de l’îlot artificiel de lancement pour essais de torpilles automobiles, dénommé « Batterie des Maures », dont MM. Schneider et Cie achèvent, en ce moment, l’aménagement dans la baie de Léoube, en Méditerranée.
  - Avant d’aborder sa description, il nous faut rechercher son origine et les considérations qui ont dicté le choix de cette solution pour notre champ de tir sous-marin.
  - Le Ministre de la Marine ayant souscrit à MM. Schneider et Cie un marché pour la fourniture de torpilles automobiles de 450 mm, cette maison fut dans l’obligation de constituer, sur le littoral, un champ de tirs de réglage et de recette de ces engins, la Marine n’en possédant aucun qui pût être utilisé.
  - Après une étude minutieuse et qui porta sur les côtes de la France entière, MM. Schneider et Cie reconnurent que la baie de Léoube, dans la rade d’Hyères (Carte, PL 480) était à peu près seule à réaliser les nombreuses conditions exigées par ce poly-
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- - — 119 —
  - gone sous-marin, dont les principales sont d’avoir, en avant de la batterie :
  - a. Une portée libre pouvant atteindre à la rigueur 5 000 à
  - 6 000 m ;
  - b. Une largeur libre de 200 m à une distance de 200 m du point de lancement, et de 500 m à partir de 400 m du même point;
  - c. Une profondeur générale, sous le zéro, de 9 à 12 m, avec, à l’origine, une fosse un peu plus profonde qui se relève en s’éloignant de ce point ;
  - d. Des eaux claires et un fond sans roches, même un peu élastique ;
  - e. Peu de courants et un abri suffisant contre le mauvais temps;
  - f. Etre assez voisin de la côte pour être relié facilement à l’appontement, à l’atelier de réglage et au magasin de torpilles.
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  - PREMIÈRE PARTIE •
  - OUTILLAGE ET PROCÉDÉS D’EXÉCUTION ADOPTÉS ' POUR LA CONSTRUCTION DE LA BATTERIE DES MAURES
  - Chapitre premier.
  - HISTORIQUE DES DIVERSES SOLUTIONS ENVISAGÉES
  - A. — Principales caractéristiques des solutions.
  - La batterie devait remplir un double but : lancement de torpilles à 3 m au-dessus et à 3 m au-dessous du niveau moyen de la mer.
  - Nous citerons simplement pour mémoire les installations de Fiume et de Toulon, utilisant une plate-forme sur pilotis reliée par une passerelle à terre et y prenant directement l’énergie (électricité et air comprimé); cette solution économique eût été parfaite à l’emboucliure de la Seine, près du polygone du Hoc, mais présentait les inconvénients graves suivants : impossibilité de trouver des fonds suffisants, ensablement progressif de cette région, violence des courants, variations très fortes de la marée.
  - Plusieurs autres solutions furent, par suite, examinées pour réaliser cet engin dans une rade du Midi; nous ne retiendrons que les trois principales, comportant également Tinstallation d’un atelier de réglage à terre.
  - a) Première solution.— Plate-forme* métallique a claire-voie ET BATEAU-ATELIER (fig. 4 et 2).
  - Cette solution consistait à créer une plate-forme à claire-voie sur pilotis métalliques, munie de deux tubes-carcasses sous-marins, sur glissières inclinées, pour les lancements à (— 3 m), et un tube à cuiller aérien pour les lancements à
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  - (+ 3 m); cette installation était complétée par un « bateau-atelier » de 300 tx environ, devant être accosté, pendant les essais, à la plate-forme et contenir, outre la machinerie et compres-
  - Fig. 1. — Première solution : plate-forme à claire-voie.
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  - Fig. 2. — Première solution : bateau-atelier.
  - seurs pour le chargement des torpilles, les bureaux, magasins, chantiers de dépôt et appareils d’embarquement des torpilles, etc.
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  - Cette première solution a été abandonnée par suite du coût élevé du « bateau-atelier » et également la difficulté d’établir et garantir une semblable plate-forme.
  - b) Deuxième solution. — Massif en maçonnerie établi par caissons a l’air comprimé (fig. 3}.
  - Cette solution consistait à utiliser les procédés de fondations pneumatiques, à l’aide d’un caisson mobile ou d’un caisson perdu, pour établir, à 300 m environ de la côte, un vaste massif de maçonnerie pouvant contenir une chambre de 14 m de lon-
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  - Fig. 3. — Deuxième solution : massif en maçonnerie établi sur caisson perdu, à air comprimé.
  - gueur sur 5,90 m de largeur et 7,50 m de hauteur, dont le fond était à 4 m au-dessous du niveau moyen de la mer, ce massif devant comporter deux tubes delàncement aériens et trois tubes de lancement sous-marins.
  - c) Troisième solution. — Massif en béton armé
  - ÉTABLI DANS UNE ENCEINTE DE BLOCS.
  - Cette solution consistait à fonder le massif de maçonnerie au même emplacement, en ayant recours à l’emploi du béton armé pour former l’enceinte permettant de l’échouer sur une plateforme ou sol artificiel; l’étude de cette troisième solution a donné lieu à la présentation de nombreuses variantes (fig. 4)*
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  - B. — Difficultés locales se présentant pour les diverses solutions.
  - Pour faire comprendre les particularités du problème et, par suite, les hésitations dans sa solution, il est nécessaire d’indiquer les difficultés (provenant spécialement de la nature du sol et de l’état de la mer), à remplacement choisi dans la partie Est de la rade d’Hyères, auprès de la pointe de Léoube, en face de la Grande-Passe, entre les îles Porquerolles et Port-Gros.
  - a) Nature du sol.
  - On était imparfaitement fixé (ayant reculé devant une dépense de sondage hors de proportion avec les travaux projetés) sur la nature exacte du sous-sol. Toutefois, les visites des scaphandriers avaient fait connaître que, par 11 m de fond, ils ren-rencontraient cette nature particulière de terrain, propre à toute cette partie du littoral, et caractérisée par la présence d’algues et de grosses racines marines. La résistance de ces terrains est très variable, suivant la nature des couches d’algues : ainsi, par les petits fonds, les algues s’agglomèrent avec des sables, des argiles ou des vases sableuses pour constituer des bancs relativement durs, appelés « mattes »; tandis qu’au delà des fonds de 9 à 10 m environ les mêmes dépôts se font plus lentement; les algues se développent librement, formant de grands champs d’algues vivantes pouvant atteindre 4. à 5 m de hauteur, sans grande consistance; ce qui s’est produit dans le cas qui nous occupe, et ce qu’on a pu reconnaître en enfonçant des tubes à gaz de 4,50 m environ à travers les bancs de consistance inégale : herbes, racines mortes, sable mêlé d’argile, graviers, etc.
  - b) État^de là mer. '
  - Des renseignements recueillis sur place, il résultait que, sans avoir à redouter les fortes tempêtes et la grande houle comme dans l’Océan, les travaux seraient fréquemment arrêtés par les gros temps venant du sud, dénommés « la Largade », ou vents
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  - du large; un peu par les vents sud-est; enfin par les suites du mistral arrivant du nord-ouest; ce dernier très gênant pour la tenue des amarres et du matériel flottant. Ces prévisions se sont complètement réalisées l’hiver dernier, durant lequel nous n’avons pu travailler que seize à dix-huit jours à peine par mois.
  - c) Sujétions diverses.
  - Les inconvénients signalés nous ont fait renoncer aux procédés pneumatiques; car, d’une part, nous n’avions pas confiance dans la tenue d’un caisson mobile en ces parages; d’autre part, nous redoutions l’échouage et le fonçage d’un caisson perdu dans ces terrains inconsistants et de nature à dégager des miasmes pernicieux pour les tubistes. Il convient de remarquer également que les installations spéciales : coulisseaux de lancement, souffleries, etc., eussent été très onéreuses s’appliquant à une seule unité.
  - Restait donc la troisième solution : celle de construire le massif dans une enceinte ou caisson en béton armé, et de venir ensuite l’échouer sur une plate-forme spécialement préparée à cet effet. La préparation de cette plate-forme a été l’objet d’études particulièrement longues et difficiles.
  - On écartait les solutions par caisson « mobile » ou « perdu » comme présentant trop d’aléas; on écartait la solution consistant à solidifier le sol à l’aide de pilotis Simplex ou autres, comme présentant de trop grandes difficultés d’installation et peu de garanties dans cette nature de terrain; on écartait la solution du dragage comme peu pratique et peut-être même impossible, jusqu’à des fonds de 15 à 16 m, à travers un mélange de chevelu d’algues vivantes, de racines d’algues mortes, de débris de toute espèce et blocs perdus, etc.; on émettait le doute de trouver à assurer une drague travaillant dans cet endroit découvert, ayant trop d’amarres à larguer et de matériel à remiser pour fuir devant la tempête; gênée dans son travail, même par petite houle, par suite du mouvement de pendule produit par une élinde de 18 m de longueur.
  - . On concluait (troisième solution) à édifier la construction sur un tronc de pyramide d’enrochements établi par-dessus la couche d’algues, sans s’en inquiéter, ajoutant que des fonds analogues à ceux de la rade d’Hyères sont fréquents sur le littoral méditerranéen, qu’il existe de, nombreux exemples de
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  - jetées en enrocheménts établies, sans dragages préalables, sur des couches de 5 à 6 m de mattes (notamment les jetées des ports de Marseille et de Cette, dont les conditions de tassement sont assez exactement connues).
  - C. — Projets variantes de la troisième solution.
  - L’expérience, et les renseignements recueillis avaient fait admettre qu’il fallait conduire les enrochements aussi haut que possible, jusqu’à 6 m environ au-dessous du niveau moyen des eaux, puis les tasser et les protéger par de gros blocs naturels ou artificiels.
  - On présentait pour cela trois projets (voir croquis figure 4) qui avaient trois points communs :
  - a) Création d’un tronc de pyramide en enrochements, de la cote (—11,50 m) à (— 6,50 m), avec noyau en pierrailles et moellons et un revêtement en blocs naturels de 1 300 à 4 000 kg;
  - b) Échouage, sur cette pyramide, d’un caisson en béton armé contenant la chambre de tir et les appareils de lancement;
  - c) Protection de ce caisson par une enceinte s’élevant jusqu’à la cote (+ 3 m) ou (-j- 3,50 m).
  - Dans le « premier projet », l’enceinte était réalisée à l’aide de blocs artificiels de 27 t et le caisson armé laissé tout à fait indépendant, séparé de sa ceinture de blocs; on lui donnait le poids minimum (tout en lui conservant une réserve de stabilité suffisante pour les hautes eaux et par gros temps), de façon à n’avoir qu’un très faible travail sur la plate-forme d’enrochements.
  - Ce projet n’a pu être maintenu, parce que, en cas de tempête, les blocs risquaient d’être déplacés et de venir briser l’ilot au lieu de le protéger.
  - Le « deuxième projet » est né de cette observation; il consistait donc à solidariser le caisson avec la ceinture de protection en coulant du béton dans le joint et en le cachetant ensuite par une maçonnerie de moellons; on avait songé à l’emploi des blocs artificiels, parce qu’il n’existe pas, à proximité, de bonnes carrières pouvant fournir des blocs naturels; il fallait aller jusqu’à Sanary ou Cassis, d’où matériel naval coûteux et impossible à remiser, n’ayant aucun port-abri ; le cas était malheureusement le même pour un ponton-màture de 30 t.
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- - Premier proj et
  - Caisson enbétonami indépendant Aelmcaniie deproteclion (ta.oo) cnnsütujjjgp (festlocs artificiels de 2!ionQ£s
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  - Témoie ^ WftfTitwi Ttvnrml
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  - es.so )
  - Deuxième projet
  - Caisson en "béton armé relié à l'enceinte de protection ' "J constituée par des "blocs artificiels de 21 tonnes 1(0.001 tfoean-delgragE.
  - (+3.50)
  - Trairai! aclneve
  - Période de canstracl<m Trayait achevé 0-a.so)
  - Tr oisi ème pr qj et
  - Caisson entéton armé relié a L'enceinte de protection constituée par des petits caissons en
  - Période dsécirtnm Travail achevé
  - ' 3.50)
  - ï. Cmicifs:
  - Fig. 4. — Projets variantes de la troisième solution.
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- - Ces difficultés ont conduit à envisager un « troisième projet » consistant à réaliser la ceinture de protection également avec des caissons en béton armé; pour cela, on devait construire — soit sur une cale aménagée sur la plage, soit à la Seyne — six caissons de ceinture, dont quatre de 8 m sur 5 m et deux de 9 m sur 5 m, uniformément de 6,50 m de hauteur. Ces caissons, amenés par flottage, étaient échoués sur la plate-forme d’enrochements, puis lestés avec du sable ou des quartzites, pour former un port de 17 m sur 8 m devant contenir le caisson principal de 16 m sur 7,50 m; les intervalles entre les caissons remplis en béton comme précédemment, une maçonnerie de 3 m de hauteur liait le tout et constituait la plate-forme à (+ 3,50 m), sur laquelle on pouvait édifier la superstructure.
  - Toutefois, les diverses autorités consultées déclaraient qu’en raison des gros aléas des travaux projetés — quelle que soit la solution envisagée — on ne pouvait ni remettre de prix fermes, ni prendre la responsabilité des ouvrages.
  - Un examen plus approfondi de la question amena à conclure à l’impossibilité de réaliser, malgré leur ingéniosité, l’un des précédents projets, tant au point de vue de la dépense, de la nature des matériaux et de l’abri dont on disposait pour le matériel, des difficultés d’accostage futur présentées par la ceinture de blocs ou de caissons, des aléas de remorquage de sept caissons depuis La Seyne, etc., qu’au point de vue de la stabilité du massif et de la fixité des lignes de tir,'la position des appareils de lancement devant rester invariable.
  - Les considérations précédemment exposées pouvaient s’appliquer à des travaux de digues, dont une tranche élémentaire agit un peu comme un voussoir'dans une voûte (théorie des murs sur enrochements, des murs à linteaux sur piliers, etc.), mais non à un îlot, de grande hauteur, présentant une forte charge concentrée sur une petite surface de base et devant demeurer presque immuable après le tassement initial; or, de l’avis des Ingénieurs et Conducteurs, il résultait que les enrochements échoués directement sur les mattes, dans les ports du littoral, ont donné lieu à de nombreux déboires concernant le dispersement et la perte des matériaux, leur tassement long et inégal (les racines emprisonnées pourrissant lentement et inégalement) ; par suite, les rechargements fréquents, inadmissibles pour notre Batterie.
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  - Conclusion.
  - Notre conclusion était formelle : nécessité de draguer!
  - Ne pouvant recourir à l’emploi de la drague à élinde verticale, il restait la ressource des « Cuillers Priestmann », montées sur « bateau à quille », appareil tout à fait marin, facilement manœuvrable, pouvant profiter, à la moindre alerte, du médiocre abri de l’Anse de Léoube ; permettant de travailler, par une houle moyenne, jusqu’à ce qu’il y ait danger pour la vidange de la benne dans les clapets; enfin,'levant sans difficulté certains matériaux, bois, blocs perdus, petites épaves, etc., pouvant entraver le travail d’une drague à godets.
  - En présence de ces avantages nombreux, il fallait cependant prévoir deux inconvénients sérieux : un faible cube journalier, un prix assez élevé du travail. En effet, alors que le rendement
  - Fig. 5. — Cas de la drague à élinde. Fig. 6. — Cas de la cuiller Priestmann.
  - de la drague à élinde verticale, dans ces terrains, pouvait être escompté à 250 ou 300 m3 par jour (soit moitié de son cube normal), celui de la drague Priestmann, avec benne de 400 à 5001, ne pouvait dépasser 120 à 150 m3, en fonctionnant quinze à dix-huit heures par jour (avec un personnel, il est vrai, moitié moindre), soit un rendement de 10 m3 à l’heure, au début, et de 7 à 8 m3 à la fin dû dragage.
  - Ces inconvénients sont en partie contre-balancés par l’économie dans les cubes à extraire qui sont moindres avec la cuiller Priestmann, celle-ci n’ayant pas à faire inutilement son entrée et pouvant tenir les talus plus raides; ce qui s’est, du reste, réalisé et a été très favorable pour l’écliouage et l’emprisonnement des enrochements (fîg, 5 et 6).
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  - Chapitre IL
  - PROJET SCHNEIDER & Cid & J.-M. VIGNER
  - (Fig. I, 2, 3, 4, fl. m.)
  - A. — Définition de l’entreprise.
  - a) Fondations : dragages et enrochements.
  - L’entreprise comportait la construction d’un îlot en béton armé à l’usage de réglage et lancement de torpilles, livré en rade d’Hyères, puis échoué à la cote (—12 m) sur une plate-forme d’enrochements reposant sur un bon sol, et parfaitement dressée par les scaphandriers.
  - Une fouille rectangulaire, d’environ 4,50 m de profondeur, devait être exécutée à la drague Priestmann, à environ 250 m du rivage, par des fonds de 11 m d’eau.
  - Des petits enrochements devaient remplir cette fouille jusqu’à environ 3,50 m de hauteur pour constituer ladite plate-forme de fondation.
  - Des blocs naturels de gros échantillons devaient être échoués contre l’ilot et servir de parafouille.
  - b) Ilot proprement dit.
  - 1° Massif inférieur. — Ce massif, dont la formé se rapproche d’un tronc de pyramide, a 15,50 m de hauteur, de la cote (—12 m) à la cote (+ 3,50 m) ; l’ossature principale est constituée par un caisson en béton armé, dont les dimensions sont approximativement les suivantes : longueur 23,50 m sur 14,80 m de largeur à la base (cette dernière dimension étant portée à 16,80 m hors semelles), et longueur 21,29 m sur 11,08 m de largeur à la cote (+ 3,50 m).
  - Les parois extérieures, convenablement raidies par de petites nervures horizontales, ont 150 mm d’épaisseur; l’intérieur du caisson est divisé en alvéoles par des cloisons verticales de 100 mm d’épaisseur; la semelle inférieure présente un cintrage Bull. ' 9
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  - de 0,05 m au centre, en section transversale, afin de faciliter son ancrage sur la plate-forme.
  - La fonçure du caisson est recouverte par une couche de béton de chaux, dosé à raison de 200 kg de chaux par mètre cube de béton, sur 2 m d’épaisseur (environ 400 kg par mètre cube de sable).
  - Toutes les alvéoles du pourtour de l’îlot sont remplies en béton de ciment, dosé à raison de 250 kg de ciment par mètre cube de béton, (environ 500 kg par mètre cube de sable).
  - Toutes les alvéoles accolées aux premières, c’est-à-dire de second rang, sont remplies en béton de chaux dosé à raison de 100 kg de chaux par mètre cube de béton (environ 200 kg par mètre cube de sable).
  - Le reste du remplissage est fait avec du sable cacheté par une couche de béton de chaux, dosé à raison de 100 kg de chaux par mètre cube de béton, sous le fond de la chambre des torpilles.
  - Ce massif hétérogène, ainsi constitué, forme la base de la construction et lui donne toutes les garanties de stabilité ; il est protégé extérieurement par trente-huit lisses verticales en bois de chêne de 4 m de hauteur et 0,15 X 0,20 m d’équarrissage et muni, à la cote (-f-2m), de treize organeaux d’amarrage en acier.
  - Ainsi qu’il a été précédemment exposé, il contient une grande chambre de 14,50 X 5,90 m, munie de trois paires de rails, destinée à la manœuvre des torpilles et à l’installation de leurs tubes de lancement sousr-marins ; un pont roulant de 7,50 m de portée, d’une puissance de 2 t, facilite les manœuvres.
  - Les armatures en bronze, pour les trois tubes lance-torpilles sous-marins, traversent la paroi ouest du caisson, leur cote axiale de niveau étant à (— 3 m) et leur cote axiale d’écartement, de 2 m de part et d’autre de Taxe de symétrie de l’ouvrage. Des précautions toutes spéciales ont été prises pour la visite et l’entretien de ces armatures; à cet effet, en avant, des vannes extérieures en bronze, il a été prévu des nervures ou consoles en béton armé, pourvues de rainures dans lesquelles s’adapteront des vannages indépendants, en bois de chêne, formant ainsi trois chambres dont l’épuisement sera facile par les moyens de la Batterie.
  - Deux tubes, dits aériens, dont les axes sont situés dans le plan de la côte (+ 3 m), sont symétriquement placés par rapport au plan de symétrie longitudinale et se décroisent avec
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  - les tubes inférieurs; ils sont placés dans des gaines en béton armé fermées extérieurement par des volets métalliques étanches.
  - Divers planchers, reliés par des escaliers métalliques et convenablement aménagés, permettent les manœuvres faciles des tubes de lancement.
  - 2° Superstructure. — Sur la plate-forme au niveau (-f- 3,50), est construite une superstructure en béton armé à un étage comprenant tous les locaux, d’une part, nécessaires à la manœuvre et au réglage des torpilles, et, d’autre part, destinés à l’usage du personnel. Autour de la batterie, au même niveau de cette plate-forme, est ménagé un chemin de ronde de 0,75 m de largeur, muni d’une main-courante ancrée dans les murailles de la superstructure.
  - La partie avant de la batterie, direction du tir, présente la forme d’un parallélipipède dont la partie supérieure constitue une terrasse, sur laquelle sont établis des lanterneaux d’éclairage et d’aérage. La partie arrière a sensiblement la forme d’un berceau ogival très aplati, sur lequel sont ménagés des châssis vitrés et des cheminées d’aération.
  - A l’ouest, sont établis : le bureau d’observations et les appartements du personnel; au centre, le grand hall de manœuvre des torpilles, et, à l’est, les salles des machines.
  - Le bureau d’observations est construit en encorbellement, au niveau du premier étage. A l’avant et complètement à l’extérieur, est établie une véranda en béton armé, clôturée par des châssis vitrés mobiles; la partie horizontale de cette véranda est constituée par de fortes dalles en verre, dans le but de faciliter les observations au départ des torpilles issues des tubes aériens et sous-marins.
  - Une guérite eü béton armé, édifiée sur la terrasse, servira de poste-vigie et supportera le phare et le mât pour signaux.
  - Au centre, le grand hall de manœuvre est aménagé pour servir de dépôt provisoire de torpilles, ainsi que de refuge pour une des vedettes. Ce hall est ouvert, au nord, par une grande baie de 9 m de largeur sur 3 m de hauteur, et, au sud, par une baie de 6,50 m sur 2,50 m.
  - Ces ouvertures laissent passer une grande poutre de manœuvre de 18,50 m de longueur, munie de palans électriques d’une puissance de 3 tonnes. Ces palans desservent, d’une pari,
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  - la chambre intérieure et approvisionnent les torpilles destinées aux lancements sous-marins, et, d’autre part, un pont roulant de 2 tonnes desservant les tubes de lancement aérien. Un balcon, muni d’un garde-corps règne sur trois côtés du hall intérieur.
  - La grande baie Nord est clôturée par une toile à voile; quant à la baie sud, directement soumise à l’action des lames,, elle est clôturée par un solide rideau en bois raidi par des armatures verticales en acier. Un dispositif spécial à volet mobile assure l’étanchéité au droit de la grande poutre de manœuvre, qui est à demeure fixe, et dont les extrémités sont en porte-à-faux en dehors de la batterie.
  - A l’extérieur, sur le chemin de ronde, sont ménagés les différents accessoires de marine : bittes, taquets, boucles, etc.
  - Des échelles de coupée desservent les faces nord et sud et peuvent être relevées et embarquées à l’aide de potences tournantes fixées sur les murailles de la batterie.
  - Sur ces même faces nord et sud, sont disposés des filets de protection en cordes de chanvre convenablement raidis dans le but d’empêcher les torpilles sous-palans de venir heurter les parois de la construction.
  - D’une façon générale, les diverses salles sont éclairées par des fenêtres de 0,80 m de largeur et de 1,10 m de hauteur, qui reçoivent toutes des volets métalliques munis chacun de deux hublots.
  - B. — Mode d’exécution des dragages et enrochements.
  - a) Dragage. — Matériel.
  - Le projet de l’entreprise Schnebler-Vigner ayant pour principe absolu la nécessité de draguer le banc d’algues et d’échouer les enrochements sur un sol résistant, il importait d’amener immédiatement le matériel nécessaire sur place; les entrepreneurs ne pouvaient songer à le prendre sur leurs travaux du Havre ou de Bordeaux; ils devaient donc faire appel aux ressources locales et ont eu la bonne fortune de trouver en M. Greisson, entrepreneur à Marseille, un spécialiste de ce genre d’opérations dont il s’est acquitté à notre entière satisfaction, ainsi que de l’échouage des enrochements.
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  - Le dragage a pu être conduit jusqu’à la roche sur toute la surface de fouille, l’inclinaison des bancs rocheux ne dépassant pas 0,02 m par mètre; la cote de fond moyenne, prévue à (— 15,50 m), s’est réalisée; par suite,, le massif d’enrochements atteint 3,50 m de hauteur (fiy. 7 et 8).
  - Fig. 7. — Fouille.
  - Coupe suivant ab I
  - : jtixjiin_z7 ;
  - (-15.50) i
  - Fig.8 Plan
  - Ouest
  - La fouille ayant été exécutée à ses dimensions rigoureuses [35 m X 41,50 m à (—15,50 m) et 39 m X 47 m à (11 m)], a pu être remplie en plein'par d’excellents matériaux très denses, quartzites extraits des carrières des mines des Bormettes (densité 2.500 kg).
  - Il a été employé trois « grabs » différents pour l’extraction des diverses couches de terrain : les herbes marines, sur 0,80 m d’épaisseur, ont été enlevées par le « grab Priestmann » (n° 1), à longues dents, capacité 0,400 m3; la couche intermédiaire
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  - d’argile et sable, sur 3,40 m d’épaisseur, a été draguée à l’aide du « grab Ispa » de Marseille (n° 2), capacité 1 m3; la dernière couche, composée de pierraille et blocs sur 0,50 m d’épaisseur, a exigé l’emploi d’un « grab Priestmann » (n° 3) plus puissant, du type de M. Greisson, capacité 0,500 m3 ; ce grab est tout en acier; les dents, de section triangulaire, ont 0,70 m de longueur et ne laissent aucun vide; il permet d’extraire des blocs de 5.000 kg directement et de 8.000 kg avec poulie de retour (fig. 4, PI. 480).
  - b) Enrochements. — Carrières.
  - Les carrières sont constituées des mêmes matériaux que l’on retrouve sur les falaises et dans les blocs immergés de la côte ; ce sont des quartzites, dont le clivage est presque vertical, les bancs étant séparés par des schistes marneux. Ces bancs sont très délités, très fissurés, de telle façon qu’avec de petits pétards de cheddite ou même parfois à la pince, ils se détachent en menus matériaux constituant de médiocres pierres à maçonner, mais, au contraire, d’excellents enrochements de noyau en raison même de leurs faibles dimensions et de leur densité. Bien entendu, les matériaux échoués, choisis dans les meilleurs bancs, devaient être soigneusement triés et exempts de toute partie schisteuse.
  - Les voies d’exploitation de la carrière se trouvant à la côte (+ 16 m), ces matériaux étaient descendus sur un plan incliné, puis repris par voie Decauville, chargés et cubés en clapets.
  - c) Blocs de parafouille.
  - Le caisson étant échoué et convenablement lesté, de gros enrochements, posés à l’aide d’une grue, constituent la butée du massif et le parafouille, variables suivant les faces de l’îlot; ainsi, sur les côtés sud et est, le parafouille est monté jusqu’à la côte (— 8 m), et, sur les côtés nord et ouest, seulement à la cote (— 10 m); les blocs de protection varient de 450 à 900 kg; ils sont choisis dans les gros matériaux de la carrière ou extraits des roches marines voisines de Pilot (fig. 9 et 40).
  - Suivant sa section transversale, la surface de base du caisson est augmentée par des semelles armées de nervures formant des cases recevant les blocs de protection.
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  - 0. — Mode d’exécution du béton armé.
  - La Société Générale de Constructions en béton armé (Anciens Établissements Dumesnil) ayant prêté son concours pour l’étude des divers avant-projets, MM. Schpeider et Vigner lui ont confié l’exécution de toute la partie en béton armé de l’ouvrage, dont elle acceptait la responsabilité solidaire avec la Maison Hen-nebique; cette dernière se chargeait spécialement de l’élabo-
  - IxnrodxemeiLts tout venari
  - Fig. 9. — Parafouille, faces Ouest et Nord.
  - Fig. 10. — Parafouille, faces Est et Sud.
  - ration du projet d’ensemble, suivant ses méthodes usuelles, tandis que la Société du Béton armé conservait la mise au point de tous les plans de détails d’exécution et cette exécution elle-même.
  - La direction de ces travaux, particulièrement délicats, a été dévolue au sous-directeur de la Société, M. Trénaunay, qui s’en pst acquitté avec tout le soin et l’énergie désirables et a fait preuve de sang-froid et d’initiative dans les moments critiques que nous allons décrire.
  - Nous grouperons, pour plus de méthode, le travail du lestage du caisson, en trois phases ou périodes d’exécution.
  - a) Première phase : Construction sur cale.
  - finage. — La cale mise à la disposition de l'entreprise par les Forges et Chantiers permettait d’obtenir, après ouverture des portes, un tirant d’eau de 3,50 m à la partie arrière du plancher horizontal reposant sur le tinage par l’intermédiaire de poutres de 40 x 40 (fig. 44).
  - Le plancher était calculé pour une surcharge de 1 500 kg par
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  - mètre carré, résistance suffisante pour être atteinte alors que le fond du caisson devenait assez rigide pour ne prendre appui que sur les grosses poutres; à ce moment, l’ensemble pouvait porter 1 400 t, poids inférieur à celui du caisson lors de la mise à flot.
  - Dans ces conditions, la charge apportée par les tins sur la maçonnerie de la cale était de 2 1/2 kg par centimètre carré.
  - Coupe transversale
  - Fig. 11. — Tinage ,sur cale.
  - Généralités. — Le premier soin dans l’agencement du travail était de rechercher la combinaison permettant de réaliser la meilleure stabilité, au flottage, compatible avec un état d’avancement du travail permettant une reprise convenable à flot; en effet, alors .qu’avec les caissons métalliques, il est d’usage courant et facile de boulonner une série de hausses après lancement,
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  - il devient, au contraire, difficile d’effectuer certains boisages et coffrages nécessaires à l’exécution du béton armé, lorsque les points d'appui font défaut.
  - Dans cet ordre d’idées, on jugeait indispensable de construire, sur cale, le plancher à 15,50 m du fond et les grandes consoles de l’encorbellement à 18,50 m, ce qui était très défavorable pour la stabilité; aussi, pour concilier le tirant d’eau de 3,40 m et cette grande hauteur devant donner 12,50 m de fardage, a-t-il fallu user d’artifices dans la construction, réduire au strict
  - Fig. 12. — Première phase : construction sur cale.
  - minimum les épaisseurs, ne mettre que les entretoisements absolument nécessaires dans les parties hautes, couler une partie du gros béton du fond, etc.
  - Ces dispositions de lestage sont indiquées (fig. 4%).
  - En admettant la densité moyenne de-2 500 kg pour le béton armé, on devait réaliser les 3,40 m de tirant d’eau pour 1 200 tx de jauge.
  - Ces données étant posées, revenons aux diverses opérations effectuées. /
  - Ferraillage du fond, adhérence, étanchéité, etc. — Ferraillage. — Le traçage terminé, on commença le ferraillage du fond qui se composait d’une double armature à mailles de 16 cm (0,16), constituées par des aciers de 16 mm (0,016) de diamètre; sur l’armature d.u fond, venaient s’accrocher, en forme d’étriers disposés verticalement, les barres devant servir .d’armature aux cloisonnages intérieurs. 11 fallut, dès le début du travail, installer,
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  - pour soutenir toutes ces barres, un échafaudage complet, couvrant toute la surface du caisson et constitué par des bigues assemblées avec des cordages à la parisienne (fig. 2, PL 480). -
  - Adhérence. —Afin d’éviter l’adhérence du béton sur le plancher du fond, ce qui eût été la faillite de la mise à flot, on a disposé, sur toute la surface, d’abord une couche de fort papier paille ;à emballage, puis une toile à trame serrée qui absorbait l’excès d’humidité et préservait le papier formant l’isolant.
  - Étanchéité. — L’étanchéité absolue du fond était indispensable au succès de l’ouvrage; elle a été obtenue, en coulant, préalablement au béton, une chape en mortier riche bien serrée à la truelle.
  - Bétonnage du fond. — Rendu plus compliqué par la présence des alvéoles, n’a rien présenté de particulier; a été effectué après arrosage abondant de la chape et fortement pilonné; les matériaux employés étaient des provenances suivantes :
  - Cailloux pour gros béton : Carrière de Lagoubran.
  - Gravier de mer pour béton armé : Plage de Saint-Tropez.
  - Sable de mer : — —
  - Ciment de Portland artificiel,: Marque Romain Boyer, de Cassis.
  - Coffrage des 'parois extérieures. — Celles-ci ayant été combinées de manière à présenter toujours la même épaisseur de 0,15 m
  - Fig. 13. — Nervures Fig. 14. — Alvéoles,
  - des parois extérieures.
  - avec des nervures horizontales de 0,30 X 0,15, espacées de 1,15 m d’axe en axe, on a étudié des moules en bois, à panneaux
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  - démontables, pouvant servir jusqu’à 15,38 m de hauteur, sauf dans les angles (fig. 13).
  - Coffrage des cloisons intérieures. — Les dimensions des alvéoles étant constantes également, on a constitué des sortes de tambours en bois, disposés en damiers, de façon à pouvoir exécuter le béton en se servant d’une série de cases sur deux (fig. H).
  - Rade de 7a. Sejue
  - -o-JL-Sae cimüair
  - Magasin. I Traçage et (Matage
  - Vest aire des ouvriers
  - Avant- Cale Ï3U
  - Dépôt des acifici
  - Fig. 15 et 16. — Dispositions générales du chantier.
  - Disposition du chantier pour le coulage du béton jusqu’à 5 mdu fond et au-dessus, jusqu’à 15,50 m (fig. 45 et 16).
  - Le béton du fond était approvisionné directement par une coulotte venant du malaxeur; le béton des cloisons, par une
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  - série de planchers correspondant avec les étages du pylône du monte-cliarges, ainsi que l’indique la disposition d’ensemble du chantier de lestage.
  - Étayage et contreventement avant le flottage. — Pour contreventer les faces opposées du caisson, qui n’étaient reliées que jusqu’à 3 m du.fond, on a dû établir, à 8 m et à 13,50 m, deux séries de poutres en béton armé, partiellement à démolir dans la suite;
  - Fig. 17. — Étayage intérieur.
  - en raison de leur grande portée et de leur utilisation comme support des planchers, ces poutres étaient raidies et entretoisées par des charpentes en madriers boulonnés (fig. 17 et fig. 3, PI. 180).
  - Voussures ou brise-lames. — Le caisson devant être échoué à (— 12 m), par suite, la plate-forme rester à (+ 3,50 m), l’embarquement des lames était à craindre pendant l’achèvement; on a pafé à cet inconvénient en créant des voussures ,qui protégeront la partie supérieure de l’îlot en rejetant les lames à l’extérieur et les forçant à retomber sur elles-mêmes; on a augmenté l’importance de cette voussure sur la face est, de façon à agrandir, sans grands.frais, la salle des machines (fig. 4, PI. 180).
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  - Encorbellement. — Il était indispensable de construire sur cale l’encorbellement de la face ouest, ce travail étant presque impossible à effectuer à flot; d’autre part, le faible tirant d’eau disponible ne permettait pas d’édifier une grande partie de l’ancrage arrière de cet encorbellement, ce qui a conduit à étudier un système d’armatures spéciales méritant d’être signalées (7îg. 48 et 49).
  - 44XJUÜL.
  - 'SWnes de
  - ;5l>ams deJS^Au
  - Coupe al)
  - Fig. 18 et 19. — Consoles supportant le bureau d’observations.
  - Pose de Varmement. — Afin de n’avoir pas. à faire, après coup, des trous de scellement dans le béton armé, on a placé, pendant la construction sur cale, les armatures en bronze des tubes lance-torpilles et toutes les pièces d’armement : lisses en bois, organeaux définitifs en acier, organeaux provisoires d’amarrage et remorquage, etc.
  - b) Deuxième phase : 1° Mise a flot et sortie de la cale.
  - Essai préliminaire de flottage. — Après ouverture des vannes des portes de la cale, on a étudié la mobilité du caisson à l’aide de palans ; pour faciliter le décollage progressif, on a utilisé l’action du porte-à-faux non équilibré, produisant un délestage sur la face opposée et, par suite, un soulèvement graduel, détachant ainsi, *peu à.peu, la fonçure du plancher de support.
  - Préalablement, on av^jt chargé le tinage avec des gueuses
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  - pour s’opposer à son soulèvement. Le décollage terminé, on a lesté le caisson pour le redresser et le mettre dans ses lignes, avant d’installer les chaînes de la patte d’oie de remorque sur la face Est.
  - Sortie de la cale. — A été effectuée à l’aide de deux remorqueurs halant simultanément le caisson pour le dégager, puis divisant leurs efforts pour la conduite sur bouée, le remorqueur à hélice continuant la traction, tandis que le remorqueur à roues servait à gouverner.
  - Amarrage sur bouée. — Le caisson a été amarré au coffre n° 22 de l’Arsenal par une chaîne unique réunie à la patte-d’oie par une forte manille; de cette manière, il s’orientait de lui-même sous l’action du vent et du courant, en tournant autour du coffre de telle façon que l’autre face opposée de l’îlot était toujours partiellement abritée.
  - 2° Lestage sur bouée ou coffre d’amarrage (fig. 20).
  - Le problème à résoudre, à cette période d’avancement, était d’arriver au tirant d’eau de 8 m, en poussant le plus pos-
  - Coupe ab
  - Coupe cd
  - Fig. 20. — Deuxième phase : construction à l’accostage sur le coffre.
  - sible les travaux jusqu’aux régions supérieures, tout en lestant la partie basse avec du gros béton, de façon à conserver la stabilité. Suivant cette méthode, on a pu terminer les cloisonnages sur une hauteur de 11,50 m, tqÿit en achevant le béton-
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- - — 4-43 —
  - nage du fond sur 2 m d’épaisseur. Le poids correspondant à ce tirant d’eau de 8 m était de 2 600 t (fîg. 5 et 6, PL 480).
  - Installation du chantier. — Pouvait se diviser en deux parties : Service extérieur,
  - Service intérieur.
  - Service extérieur. — Comprenait le dépôt de tous les 'matériaux, bois, ciment, fers, sable, cailloux, de même que pour le travail sur cale.
  - Le chaland servant de gâchoir restait toujours accosté sur la face ouest de l’îlot opposée au coffre et se trouvait ainsi à l’abri du vent, le caisson tournant librement autour de la bouée.
  - Deux autres chalands et un remorqueur faisaient la navette pour l’approvisionnement. Les matériaux étaient élevés par deux treuils de puisatier, avec bennes de 50 1, installés à 15,50 m du fond sur un plancher provisoire établi en porte-à-faux sur une petite poutre d’entretoise entre les deux grands points d’appui de l’encorbellement.
  - L’embarquement du personnel se faisait à La Seyne sur un remorqueur venant accoster un radeau de tonneaux encadrant une échelle en haubans d’acier fortement tendus par des ridoirs.
  - Service intérieur. — Les matériaux, élevés par les treuils, étaient distribués, à leurs lieux d’emplois, par des coulottes en bois, et le travail se continuait, dans le caisson flottant, de même manière que sur terre ferme, en ayant soin, par des lestages appropriés, de garder le plus possible l’horizontalité ; toutefois, en raison des bandes données par le caisson, il était impossible de recourir au niveau et au fil à plomb et l’on devait marcher constamment sur repères.
  - L’éclairage électrique était fourni par un groupe électrogène de Dion de 8 X 10 HP et par une canalisation appropriée.
  - c) Troisième phase : 4° Remorquage du caisson.
  - Installation de la ceinture de remorquage définitif (fîg. '24). —Cette ceinture était constituée par un grelin en pitre ou manille de 100 mm de diamètre entourant deux fois le caisson, protégé aux angles par des paillets et tenu par des suspentes passées dans les boucles.
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- - Fig. 21. — Installation de la ceinture de remorquage
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  - Planchéiage supérieur. — Toute la surface du caisson, à la partie supérieure, fut solidement planchéiée en vue de présenter une plate-forme pratique pour les opérations d’échouage.
  - Conduite du caisson de Toulon à Léoube. — L’ilot calait à ce moment 8 m et présentait une masse de 2 600 t de jauge, devant franchir une distance d’environ 19 milles, portée par la dérive à 21 ou 22 milles (environ 40 km).
  - Cette délicate opération a été effectuée à l’aide de deux remorqueurs de la Compagnie Ghambon, de Marseille, attelés l’un sur l’autre et développant une puissance totale de 1 100 chevaux; les remorques, de 120 mm de diamètre, avaient respectivement 80 m et 100 m de longueur.
  - La vitesse prévue à environ 2 nœuds ou 2 nœuds et demi n’a pu atteindre que 1 nœud et demi, par suite des embardées de grande amplitude et des tourbillons violents produits par la réaction de l’eau sur une surface plane de 100 m2.
  - On avait eu la précaution de partir de nuit, de façon à parvenir dans la journée au lieu d’échouage ; la sortie de la rade de Toulon a été particulièrement difîicultueuse pour suivre les fonds de 10 m et enfiler la grande passe. La traversée, d’une durée totale de quinze heures, a été favorisée par un temps merveilleux ; malgré cela, c’erst avec un véritable sentiment de soulagement et d’allégresse qu’a été saluée l’arrivée à Léoube {fig. 7, PL m).
  - 2° ÉCHOUAGE DU CAISSON. — OPÉRATIONS PRÉLIMINAIRES.
  - Balisage, réglage de la plate-forme, mouillage des ancres. — Pour faciliter le réglage de la plate-forme et repérer exactement l’emplacement de l’ouvrage, on a échoué des balises aux quatre angles ; ces balises étaient constituées par des mâts de 15 m de hauteur encastrés dans des blocs de béton armé évidés, d’un poids de 2 000 kg, mis en place, par la grue Priestmann, sur des attentes de 4 m X 3 m réglées au plongeur (fig. 22 et 23).
  - Des cordeaux joignant les balises formaient les bases d’opérations. Les points de niveau, marqués au pied de ces balises, le réglage définitif a pu, grâce à la transparence parfaite des eaux, être contrôlé à l’aide d’un niveau à bulle d’air et d’une règle de 4 m. Ce système, qui a donné des résultats parfaits, ne serait évidemment pas applicable dans l’océan.
  - Bull.
  - 10
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  - Suivant les bissectrices des quatre angles, on a mouillé quatre ancres de 1 200 kg. amarrées à des chaînes étançonnées de
  - Fk.. 22 et 23. — Balise-type et disposition des balises.
  - 30 mm, reliées, par des câbles d’acier, à des flotteurs permettant de les saisir rapidement.
  - Echoüage proprement dit. —.Alignement. — Pompage.
  - En arrivant sur place, les remorqueurs ont été disposés : un sur l’avant et l’autre sur l’arrière de l’îlot; le premier remorqueur ayant passé en direction entre les balises de la plate-
  - Fit;. 24. — Alignement pour l’échouage.
  - forme, les deux remorqueurs ont maintenu le caisson pendant qu’on prenait les quatre chaînes sur lesquelles ont été frappés quatre palans pour les raidir et maintenir en direction.
  - Alignement. — La côte étant accore, il a fallu joindre une ligne de deux jalons par une corde, peinte en blanc, pour constituer un alignement pratique. L’opération s’étant terminée à la nuit, des lanternes, accrochées aux mêmes jalons, ont remplacé le cordeau (fig. 24'.
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- - Fig. 25 et
  - Installation pour le pompage
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  - Pompage. — L’échouage du caisson s’est fait par le remplissage en eau des diverses cases que l’on avait, au préalable, fait communiquer, à la partie inférieure, en deux groupements : Bâbord-tribord ;
  - Avant-centre-arrière (fig. 25 et 26).
  - Chaque groupement bâbord et tribord était alimenté par une pompe Worthington del50tx à l’heure. Le groupement de centre était alimenté par une pompe Gwyne de 300 tx à l’heure, laquelle, par un simple changement de tuyautage, permettait de remplir également les groupements arrière et avant. Les trois pompes étaient desservies par les chaudières du remorqueur Marius-Chambon ancré sur la face Est de l’îlot.
  - En actionnant les trois pompes, ou l’une d’elles, suivant les besoins de la stabilité, et en embraquant ou choquant sur les garants des palans des ancres pour maintenir le caisson en direction, on a augmenté, progressivement et très régulièrement, son tirant d’eau jusqu’à l’échouage définitif; à ce moment, les pompes ont continué à fonctionner, à plein rendement, afin d’obtenir une réserve de stabilité d’environ 700 t.
  - Des repères ont été établis à terre pour suivre le tassement qui, prévu de 12 ou 13 cm, a été de 15 cm dès l’origme de l’échouage, avec une différence de 4 cm de l’avant à l’arrière, soit une pente, négligeable, de 1,6 mm par mètre.
  - L’alignement a été réalisé à quarante minutes près (fig. 8 et 9, PL 480).
  - 3° Lestage définitif. — Achèvement sur place. — Reprise des chantiers.
  - Afin de permettre l’épuisement des alvéoles du pourtour, devant être maçonnées en béton de ciment, on a commencé par remplir de sable toutes les cases centrales; une partie de ce lest en sable étant définitif sous la chambre des torpilles, le complément servant ultérieurement pour le bétonnage, de même qu’un fort approvisionnement de galets destiné aux postes de nuit.
  - Le travail a été réparti en deux chantiers :
  - Le chantier de gros béton, alimenté, sur la face Est, au moyen d’une grue pivotante et d’une voie centrale à la cote(-f- 3,50m);
  - Le chantier de béton armé, alimenté, sur la face Nord, par treuils à main à la cote (+ 6,50 m).
  - Une série de charpentes boulonnées servait, en même temps, à préparer les coffrages et ferraillage de la superstructure et à soutenir les cintres de la toiture.
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  - A partir de la reprise des gros bétons, la période critique du lestage était passée, l’ilot prenant chaque jour de la charge par l’introduction de nouveaux matériaux; l’achèvement n’a donc pas comporté de particularités méritant d’être signalées.
  - Rappelons toutefois que le caisson inférieur en béton armé pouvant être considéré comme un « batardeau » ou engin d’exécution, le béton des alvéoles doit être parfaitement étanche, en cas de choc sérieux ébranlant l’enveloppe extérieure, ce qui
  - Coupe transversale suivait ab
  - Plan-coupe suivant op.
  - Coupe transversale suivant gî'f
  - m
  - Fig. 27.
  - Troisième phase : Construction après échouage.
  - obligeait à exécuter ce béton à sec. Pour cela, les alvéoles du pourtour étant totalement épuisées, on conservai^ une partie du lest en eau dans le second rang d’afvéojes, ce qui présentait l’avantage de couper la pression sur les parois intermédiaires. Le béton de ciment terminé, on épuisait totalement le second rang d’alvéoles, les parois de celles-ci ayant été renforcées dans ce but du côté du lest en sable (fig. %7).
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- - — 450 —
  - Au début du bétonnage de pourtour, on n’a pu échouer les blocs de parafouille, par crainte dés chocs sur les parois non encore épaulées; dès que le béton de ciment a été coulé sur une face, on a commencé l’immersion de ces blocs, en cet endroit, parallèlement avec le travail de bétonnage sur les autres faces (fig. 40 et 14, PL 480).
  - Depuis l’échouage, notre îlot, malgré son lestage incomplet, a subi victorieusement les assauts violents de la mer; l’aménagement intérieur se poursuit activement, et tout fait espérer que, dans quelques semaines, on y verra flotter, en toute sécurité, le pavillon des Établissements Schneider (fig. 42, PL 480).
  - D. — Vérification de la stabilité de l’ouvrage.
  - Nous n’avons fourni, au cours de cette communication, déjà longue, aucun calcul relatif au béton armé, section des fers ou résistance des parois, ces calculs étant tombés actuellement dans le domaine courant et la valeur des maisons appelées étant le plus sûr garant du soin apporté tant aux études qu’à l’exécution.
  - Nous croyons intéressant, cependant, de dire quelques mots de la stabilité finale et des hypothèses envisagées.
  - a) Considérations générales sur la stabilité d’un solide isolé
  - SOUMIS A L’ACTION DES VAGUES.
  - L’étude rigoureuse de la stabilité d’une construction exposée aux lames est inabordable, les données du problème n’étant que partiellement définies.
  - En effet, si, d’une part, on peut évaluer convenablement la valeur des forces verticales sollicitant l’ouvrage, ces forces étant le poids propre et la sous-pression, il est impossible de préciser les valeurs des forces horizontales ou obliques dûes aux actions dynamiques des lames. '
  - En consultant les ouvrages spéciaux [Quinette de Richemont, Cordemoy, Laroche, etc.), traitant les diverses recherches relatives à la détermination de la puissance des lames, nous remarquons que d’éminents Ingénieurs, tels que l’Anglais Stevenson et l’Américain Gaillard ont fait de remarquables expériences qui
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  - donnent, approximativement, la valeur de T effort maximum local, mais ne nous renseignent malheureusement pas sur la valeur de l’effort moyen exercé sur une grande surface. Toutefois, il est à noter qu’il ressort de ces expériences que l'effort de la lame est maximum sensiblement au niveau moyen des eaux et diminue rapidement au-dessus et au-dessous de ce niveau.
  - Certains auteurs ont établi quelques formules savantes donnant la valeur de la puissance des vagues, formules déduites de théories fort ingénieuses et élégantes; malheureusement, ces formules ne sauraient être employées dans la pratique, car les facteurs qui les composent sont, le plus généralement, totalement inconnus.
  - Aussi, en pratique, admet-on généralement la méthode empirique qui consiste à se fixer une poussée par mètre carré; cette méthode, de l’aveu de tous les Ingénieurs, est actuellement la seule ressource pour déterminer les dimensions des ouvrages à la mer.
  - M. Quinette de Richemond, dans son Cours de travaux maritimes, indique comme un maximum, rare sur nos côtes, une pression de 15 à 20 t par mètre carré.
  - Il se dégage des divers rapports concernant les avaries survenues à certains ouvrages, que la destruction partielle n’est pas seulement due à l’effet balistique des lames, mais en grande partie à la répétition rythmique des efforts dynamiques. C’est surtout la vitesse de succession de ces efforts qui joue un grand rôle destructeur sur les mortiers, lorsque le massif vibre encore au moment où il reçoit le choc d’une nouvelle lame. De ce fait, il peut résulter, pour l’ensemble, un effort destructif qui pourrait bien être le double de celui déterminé quand la vitesse de succession des chocs est très faible. (Rapport de M. de Joly au Congrès de Milan, 1906.)
  - Cette considération explique les chiffres fantastiques que l’on trouve quand on cherche à se rendre compte de l’effort statique qu’il faudrait appliquer à une construction soumise directement à l’action des lames pour en déterminer le déplacement, le renversement ou la destruction. Ces chiffres exagérés ne représentent donc pas l’effort direct des lames, mais bien une totalisation d’efforts.
  - Une autre cause de destruction, que les constructeurs connaissent bien, c’est l’affouillement. Cette affection très grave d’une fondation est due à un effet secondaire de la lame : « le
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- - — 152 —
  - ressac ». Certains ouvrages dont la stabilité semblait, au dire de constructeurs réputés, devoir supporter victorieusement les assauts des lames, ont péri par affouillement de leur base.
  - b) Stabilité de l’ilot.
  - Pour l’étude de la stabilité du massif de la Batterie des Maures, nous faisons ressortir les deux caractéristiques suivantes :
  - 1° De par l’ossature périphérique et intérieure en béton armé , du massif, les effets rythmiques des lames seront moins sensibles. Les vibrations résultant de ces effets seront subies sans grand danger par les ossatures métalliques qui donnent de l’élasticité à la construction; il y aura donc des craintes bien moindres de désorganisation intérieure de la masse.
  - Le massif se comporte ainsi, devant la lame, comme un vrai monolithe isolé pratiquement indéformable ;
  - 2° Les affouillements ne sont pas à craindre du fait de la construction même de la, plate-forme d’enrochements, car ces enrochements sont encaissés dans une fouille fermée et reposent directement sur le rocher.
  - Le massif se présente, par suite, dans des conditions très favorables à la stabilité.
  - Il reste donc à se rendre compte simplement de sa stabilité au renversement sous Faction dynamique des vaguês.
  - Le problème a été pris à l’inverse de ce que l’on fait généralement. On s’est donné la pression unitaire maximum que pourra supporter le massif d’enrochements, et l’on a calculé l’effort statique horizontal qui déterminera une telle pression sur l’arête la plus chargée.
  - Dans le but de pouvoir comparer le résultat obtenu aux pressions par mètre carré que donnent certains ouvrages, nous avons fait les hypothèses simples suivantes :
  - a) L’effort dynamique unitaire de la lame est maximum au niveau moyen des eaux;
  - b) La variation de cet effort est linéaire et s’annule à 3m au-dessus et à 3 m au-dessous du niveau moyen des eaux;
  - c) La sous-pression s’exerce entièrement; elle a pour valeur le déplacement en eau du massif.
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- - 153
  - Ceci posé, appelons (fi,g. %8) :
  - l — 23,50 ni la longueur de la base du massif ;
  - L= 16,80 m la largeur de la base du massif; l = 20,80 m la longueur du massif au niveau de l’eau;
  - ___J>-
  - h = 12 m le tirant d’eau du massif échoué;
  - Q — poussée ou action totale de la lame, exercée sur
  - une" grande face, son point d’application étant . au piveau moyen des eaux;
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- - — 154 —
  - P = 5 300 t poids total du massif, déduction faite de la sous-pression. La verticale de ce poids est supposée passant au centre de la base (1); x ~ distance du centre de pression à l’arête la plus
  - chargée ;
  - n = pression maximum sur la base.
  - Pour simplifier le problème, on a, en appliquant la loi du triangle (cas où le centre de pression se trouve en dehors du tiers moyen) :
  - Pression maximum :
  - 2P
  - n “ 3x1 ’
  - [i]
  - D’autre part, la figure 28 donne :
  - L
  - 2
  - x
  - Q
  - En éliminant x entre ces deux équations on a :
  - 1---X -)
  - fü 3 X ni) '
  - Appelons q l’effort statique unitaire maximum, on a, en vertu des deux premières hypothèses :
  - d’où :
  - (3 +3)
  - 5 = 3» X
  - ^Xf = 3 ql,
  - (h _! x
  - \2 3 X ni) '
  - [6]
  - Cette équation [6] donne la valeur de q en fonction de n, P étant une quantité fixe.
  - En remplaçant dans l’équation [6] les lettres par leurs valeurs, on trouve :
  - pour n '== 3 kg par centimètre carré,
  - q, = 24 t par mètre carré à la flottaison.
  - (1) Poids total de 1’îlot terminé ... ;................................ 9 000 t
  - Sous-pression totale . . . ... . . ..................... . ........ 3700
  - Poids effectif de l’îlot. P= ....... 5300t
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- - 135 —
  - Ce chiffre est très rassurant puisque, dans la Méditerranée, nous ne prévoyons pas essuyer des efforts supérieurs à 20 t par mètre carré.
  - 1BD...Variation des pressions itavec les distances æ OC...... ...id------efforts cf________id._______æ
  - !des efforts 0,001 par tonne des pressions 0,01 par lnp. p. a3 dns longueurs 0,005 par mètre
  - L’effort par mètre de longueur serait :
  - <!i = X ï = 3i; = 72 t,
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- - — 156 —
  - ce qui indique que le massif est capable de résister à l’assaut d’une lame développant par mètre de longueur un effort de 72 t.
  - Pour mieux se rendre compte de la variation de q avec n, construisons les courbes représentées par les équations [1] et [2].
  - L’équation [1] représente une hyperbole équilatère tangente en B à la droite AB, diagramme des efforts unitaires quand le centre de pression passe à l’intérieur du tiers moyen (fîg. 29).
  - Point de tangence B :
  - ' L 2P
  - æ _ 3 , n - IL’
  - L’équation [2] représente une droite qui passe par le centre O x de la base, car pour :
  - * = 5, Q = 0.
  - D’autre part, pour :
  - x = 0,
  - En portant :
  - NG
  - la droite OG représente la variation de q fonction de x, car :
  - Q = 3r x q.
  - Par conséquent, si l’on se donne l’une des trois variables x, n, q, on a immédiatement, sur la figure, les deux autres. Ainsi, pour :
  - PL 2 h
  - 1
  - 3 f
  - X
  - PL 2 h
  - n — 3 kg par centimètre carré.
  - ( æ - 5 m.
  - ( q = 24 t.
  - Par temps calme :
  - ? = 0.
  - 1 X — ^'= 8,40 m.
  - ( n — 1,35 kg par centimètre carré.
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  - DEUXIÈME PARTIE
  - CHAPITRE UNIQUE
  - CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES SUR LES TORPILLES ET LEUR LANCEMENT. — INSTALLATIONS MÉCANIQUES A BORD DE LA BATTERIE ET A TERRE. — LE CHAMP DE TIR
  - A. — Considérations générales sur les torpilles et leur lancement.
  - La fabrication des torpilles automobiles est restée pendant longtemps l’apanage de la maison Whitehead, dont les ateliers et le champ de tir sont installés à Fiume, au nord de l’Adriatique.
  - La Marine française a, cependant, installé, dans l’arsenal de Toulon, un atelier pour construire des torpilles, avec une licence Whitehead ; toutefois, la production de cet atelier serait tout à fait insuffisante en temps de guerre, et notre flotte serait exposée à dépendre, ponr son ravitaillement en torpilles, d’usines étrangères. Cette dépendance présentant, en outre, l’inconvénient de paralyser lès progrès cherchant à se faire jour dans une voie autre que celle tracée par Whitehead.
  - Frappés par ces considérations, MM. Schneider ont proposé à la Marine de lui fournir des torpilles d’un type nouveau, inspiré du premier, mais perfectionné par leur grande expérience de toutes les questions touchant à l’armement; cette combinaison devant assurer, au bénéfice de la France, une indépendance fort utile.
  - Cette fabrication entraînait la nécessité de créer, pour le réglage des torpilles, un champ de tir dont la « Batterie des Maures » est l’organe essentiel; pour en faire saisir toute Futilité, il est bon de rappeler brièvement ce qu’est la torpille automobile.
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- - — 158
  - a) Description sommaire de la torpille.
  - Véritable petit navire sous-marin, de 7 m de longueur, la torpille en contient tous les organes essentiels, machine à quatre cylindres, arbres de couche, hélices, gouvernails, etc. ; elle présente la forme d’un fuseau allongé dont l’extrémité avant, légèrement renflée, porte la charge (voisine de 100 kg de coton-poudre) qui doit faire explosion au moment du choc sur le * navire ennemi ; à l'autre extrémité se trouvent les hélices et les deux jeux de gouvernails destinés à maintenir la torpille en direction et en immersion ; la partie centrale est occupée par le réservoir d’air comprimé à 150 kg par centimètre carré; sur l’arrière de ce réservoir est placée la machine motrice, d’environ 100 ch, les régulateurs" d'immersion commandant les gouvernails horizontaux et le gyroscope destiné à assurer la direction.
  - La vitesse maximum réalisable actuellement par les torpilles Schneider est approximativement de 37 nœuds sur un faible parcours (800 à 1000 m); leur plus grande portée atteint, pour le moment, 3 000 m ; toutefois, les torpilles subiront de nombreuses transformations qui auront pour conséquence une notable augmentation de la portée réalisable et l’on peut espérer, dès maintenant, que les tirs de torpilles à des distances de 5 000 et même 6000 m deviendront possibles.
  - b) Lancement des torpilles.
  - Le lancement des torpilles peut être effectué soit au-dessus, soit au-dessous de l’eau. Le principe de la mise en marche consiste à ouvrir la communication entre le réservoir à air et la machine motrice : en général, ce mouvement réouverture est produit par un déplacement de la torpille relativement à l'appareil lance-torpilles dans lequel elle est contenue.
  - Les torpilles, d’une façon générale, peuvent être lancées soit en état de flottabilité « positive », revenant d’elles-mêmes à la surface de l’eau si elles ne se mettent pas en marche, soit en état de flottabilité « négative *, c’est-à-dire coulant dans les mêmes circonstances.
  - Dans les deux cas, elles naviguent à leur immersion de 3 m
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  - sous l’effort des régulateurs d’immersion actionnant les gouvernails horizontaux; un mécanisme spécial fait stopper le moteur quand la torpille a parcouru une certaine distance réglable à volonté ; la torpille, qui a consommé un certain poids d’air comprimé, possède toujours, à ce moment, une flottabilité positive ; donc, quand elle stoppe, elle remonte à la surface ; on la voit même sauter d’abord légèrement hors de l’eau, puis flotter tranquillement.
  - Les lancements par les deux tubes aériens n’offrent rien de spécial : ils se font de façon analogue à ceux des torpilleurs.
  - Au contraire, les lancements par les trois tubes sous-marins présentent des particularités intéressantes : alors que les autres établissements constructeurs de torpilles ne peuvent effectuer leurs lancements sous l’eau qu’au moyen de tubes carcasses descendus sur des glissières en fer, moyen manquant de précision, car la position du tube, au moment du lancement, reste un peu incertaine, les tubes de la « Batterie des Maures » seront réglés de façon parfaite, grâce à la grande chambre intérieure de manœuvre.
  - Pour effectuer le lancement au moyen d’un des trois tubes sous-marins, on ferme d’abord la vanne séparant ce tube de la mer, puis' on vide le tube et on ouvre sa culasse ; à ce moment, on introduit la- torpille, on referme la culasse ; enfin, on rouvre la vanne. Il suffit alors de lancer une charge d’air comprimé, de 2 à 3 kg environ, dans le tube, derrière la torpille, pour qu’elle soit chassée au dehors, en même temps que le mécanisme de mise en marche du moteur entre en action.
  - B. — Installations mécaniques.
  - De tout ce qui précède, on peut déduire que les installations mécaniques d’un poste d’essais de torpilles peuvent se classer en deux groupes :
  - a) Installations a bord de la batterie.
  - 1° Tubes lance-torpilles. — Au nombre de cinq, viennent d’être décrits au chapitre des lancements ;
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- - — 160
  - 2° Appareils de manœuvre des torpilles. — Les torpilles seront amenées à la « Batterie des Maures » par une embarcation automobile; leur embarquement se fera au moyen de deux palans électriques de 3 t, courant sur la poutre transversale qui traverse l'ilot dans toute sa largeur.
  - Les torpilles, prises à la mer, peuvent être posées sur la plate-forme de l’ilot ou descendues dans la fosse où se trouvent les tubes sous-marins.
  - Un pont roulant de 2 t permet de prendre les torpilles sur la plate-forme et de les amener aux. tubes aériens.
  - La grande poutre transversale et les palans qui la desservent permettent également de prendre à la mer les embarcations que l’on désire entreposer dans la « Batterie des Maures » ;
  - 3° Appareils producteurs d'énergie. — L’énergie électrique est produite par deux groupes électrogènes de 40 kilowatts : ces groupes se composent chacun d’un moteur Panhard au benzol de 65 ch, qui actionne directement une dynamo génératrice de 40 kilowatts. Le courant, à 220 volts, sert à actionner : les compresseurs, les appareils auxiliaires, palans, pont roulant, etc., en particulier deux pompes d’un débit de 300 1 à la minute ; ces pompes sont destinées à épuiser l’eau qui s’introduit dans la fosse de lancement à chaque tir et pourraient servir également en cas de voie d’eau.
  - b) Installations a terre.
  - 1° Ateliers mécaniques. — Ces installations comprennent : la salle pour les générateurs et moteur, l’atelier de réparations, la chambre pour l’appareil Désobry, le magasin pour abri des torpilles avant et après leur réglage, le magasin d’approvisionnement, enfin les bureaux et logements pour le personnel et les commissions de recettes.
  - La puissance nécessaire est fournie par un moteur à vapeur de 100 ch effectifs alimenté par deux chaudières Babcock et Wilcox timbrées à 10 kg ; ce moteur à vapeur actionne une dynamo génératrice de 70 kilowatts; le courant fourni par cette génératrice alimente :
  - a) Une dynamo de 40 kilowatts, commandant un compresseur
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  - d’air identique à ceux de l’îloL (480 1 à l’heure à 180 kg par centimètre carré ;
  - b) La transmission d’atelier;
  - c) Deux ponts roulants de 2 t, dont un dans l’atelier et l’autre dans le magasin des torpilles ;
  - d) La grue électrique de 3 t de l’appontement.
  - L’atelier comprend une cuve pour le lestage des torpilles, un marteau-pilon et les divers outils mécaniques nécessaires pour effectuer les réparations courantes des torpilles en cours de réglage.
  - 2° Voies de raccordement. - Les ateliers sont reliés, d’une part,
  - à la voie des mines des Bonnettes, qui les met en communication avec le Sud-France, d’autre part avec l’appontement, qui permet l’embarquement et le débarquement des torpilles et du matériel allant à la batterie ou en revenant.
  - 3° Appontement. — La longueur de l’appontement proprement dit est de 30 m, et sa largeur est de 4,30 m ; il est précédé par une passerelle d’accès de 42 m de longueur et 2,90 m de largeur ; le tirant d’eau est, au minimum, de 2,50 m sur 30 m à partir de l’extrémité,
  - L’appontement est constitué par trois files de pieux de 25 X 25, reliés par des moises de 22 X 18 supportant les lon-grines sous rails de 35 X 30. La passerelle ne comporte que deux files de pieux.
  - Sur l’appontement sont établies deux voies de 0,60 m en rails de 12 kg, raccordées à la voie unique de la passerelle^
  - Une grue roulante électrique de 3 t et de 6 m de portée est installée vers l’extrémité de l’appontement ; elle est montée sur deux chariots permettant de passer.- dans des rayons de 10 m. Elle est destinée, indifféremment, au levage de la chaloupe porte-torpilles ou des vedettes à remiser par gros temps ; son poids à vide étant de 18 t, la charpente est établie pour cette charge mobile et le platelage pour une surcharge uniforme de 1 000 kg par mètre carré.
  - Bull.
  - 11
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- - — 162 —
  - Le champ de tir.
  - a) Description.
  - Nous avons énuméré, au début de cette communication, les principales conditions requises pour l’emplacement d’un bon champ de tir sous-marin pour essais de torpilles; nous en donnons ci-dessous la coupe et le plan approximatifs (fig. 30).
  - 3000^
  - 2001»
  - lüOO1?
  - Fig. 30. — Ensemble du champ de tir.
  - Bien que l’immersion moyenne pour laquelle les torpilles sont réglées soit généralement de 3 m, il est prudent d’avoir, à l’origine du champ de tir, une profondeur de 12 à 15 m; en effet, les torpilles, lancées à 3 m au-dessus de l’eau, ne prennent pas immédiatement l’immersion pour laquelle elles sont réglées, mais plongent plus profondément, et ce n’est qu’après une certaine course que leur trajectoire normale se rétablit.
  - Pour suivre les différentes allures des torpilles, on place sur leur parcours une série de radeaux, repérés bien exactement, au moyen d’amers, aux distances intéressantes; un homme se tient sur chaque radeau, un drapeau à la main et signale leur passage ; d’autre part, un observateur, placé dans le bow-
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- - — 163 —
  - vvindow qui continue la* chambre de surveillance, enregistre, au moyen d’un chronographe, l’instant précis du départ de la torpille et celui de son passage aux divers radeaux. En outre, on place, sous les radeaux, des filets qui sont percés sur le trajet de la torpille, ce qui permet de vérifier les profondeurs des points de passage,
  - Quand la torpille stoppe, à la distance pour laquelle le moteur a été réglé, une vedette-automobile, qui la surveille, la rejoint et la prend à la remorque pour la ramener à la Batterie des Maures ou à l’appontement des ateliers, suivant les besoins.
  - Les radeaux sont amarrés sur deux files de bouées, une au nord et une au sud; ces bouées sont réunies aux corps-morts par des chaînes ayant 3 à 5 fois la hauteur du fond, suivant les distances d’origine, afin de dégager convenablement l’axe du champ de tir ; celui-ci est jalonné par des balises placées à terre, • déterminant les faces nord et sud.
  - Un phare surmonte la batterie et des fanaux seront placés sur les radeaux.
  - La Batterie sera protégée extérieurement par une panne formée de deux fortes pièces de bois, de 20 m de longueur, maintenues entre trois coffres, formant un angle droit et liés au sol par des blocs de béton de 5 à 6 t.
  - b) Matériel naval.
  - Le service rapide des essais et de la Batterie a demandé la création d’un matériel un peu spécial ayant pour caractéristique des embarcations petites, légères, très manœuvrantes, afin de diminuer les chances de heurter les torpilles et perdre le mi-mimum de temps pour les conduire et les ramener ; ce matériel se compose de :
  - Deux vedettes de 7,50 m, munies de moteurs Brillié, au benzol ;
  - Une embarcation automobile plus confortable, à la disposition des Ingénieurs et des Commissions ;
  - Une chaloupe pour le transport de trois torpilles et remorquée par l’une des vedettes, cette chaloupe devant servir également à l’alimentation d’eau douce, au levage des ancres, aux appro • visionnements ;
  - Enfin, un youyou pour le service du gardien de la batterie.
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- - — 164
  - Les trois coffres de la panne et des#bouées, convenablement aménagés dans le petit port naturel de Léoube, serviront de postes d’amarrage par temps calme ou mer moyenne.
  - Nous ferons observer, en terminant, que la « Batterie des Maures » lancera ses torpilles en regard du mouillage de nos « Cuirassés », rappelant ainsi les luttes épiques de la cuirasse et du canon et les magnifiques travaux qui s’y rattachent.
  - Nous constaterons également, non sans fierté, la part prise, dans cette tâche patriotiqua, par les Ingénieurs civils et les grandes usines françaises.
  - y.
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- - — 165 —
  - TABLE DES MATIÈRES
  - PREMIÈRE PARTIE
  - Outillage et procédés d’exécution adoptés pour la construction de la batterie des Maures.
  - Chapitre I.
  - Historique des diverses solutions envisagées.
  - A. — Principales caractéristiques des solutions :
  - a) Première solution : Plate-forme métallique à claire-voie et bateau-
  - atelier ........................................................... 120
  - b) Deuxième solution : Massif en maçonnerie établi par caissons, à l’air
  - comprimé............................................................122
  - c) Troisième solution : Massif en béton armé établi dans une encéinte de
  - blocs...............................................................122
  - B. — Difficultés locales se présentant pour les diverses solutions :
  - a) Nature du sol..................................................... 123
  - b J État de la mer.......................................................123
  - c) Sujétions diverses . ............................................... 124
  - C. — Projets variantes de ta troisième solution.
  - Conclusion.............................................................. 128
  - /
  - Chapitre II.
  - Projet Schneider et Cie et J.-M. Yigner.
  - A. — Définition de l'entreprise :
  - a) Fondations : Dragages et enrochements................................129
  - b) Ilot proprement dit :
  - 1° Massif inférieur . ..........................................129
  - 2° Superstructure................................................131
  - B. — Mode d'exécution des dragages et enrochements :
  - a) Dragage, matériel....................<........................... 132
  - b) Enrochements, carrières ............................................134
  - c) Blocs de parafouille . ............................................ . 124
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- - 466 —
  - C. — Mode d'exécution du béton armé :
  - a) Première phase : Construction sur cale :
  - Tinage. — Généralités. — Ferraillage du fond. — Adhérence. — Etanchéité. — Bétonnage du fond. — Coffrage des parois extérieures. — Coffrage des cloisons intérieures. — Dispositions du chantier. — Étayage et contreventement avant le flottage. — Voussures ou brise-lames. — Encorbellement. — Pose de l’armement ........................................................135
  - b) Deuxième phase :
  - 1° Mise à flot et sortie de la cale : Essai préliminaire de flottage.
  - — Sortie de la cale. — Amarrage sur bouée..................... 141
  - 2° Lestage sur bouée ou coffre d’amarrage. — Installation du
  - chantier : Service extérieur. — Service intérieur. ..... 142
  - c) Troisième phase :
  - 1° Remorquage du caisson : Installation de la ceinture de remorquage définitif. Planchéiage supérieur. — Conduite du
  - caisson de Toulon à Léoube....................................143
  - 2° Échouage du caisson. Opérations préliminaires : Balisage. — Réglage de la plate-forme. — Mouillage des ancres. — Échouage proprement dit : Alignement. — Pompage .... 145
  - 3° Lestage définitif. — Achèvement sur place. — Reprise des
  - chantiers........................................................ 148
  - D. — Vérification de la stabilité de l'ouvrage :
  - a) Considérations générales sur la stabilité d’un solide isolé soumis à
  - l’action des vagues................... .....................................150
  - b) Stabilité de Pilot.............................................................152
  - DEUXIÈME PARTIE
  - t
  - Chapitre unique.
  - Considérations générales sur les torpilles et leur lancement. Installations mécaniques à bord de la batterie et à terre. Le champ de tir.
  - A. — Considérations générales sur les torpilles et leur lancement :
  - a) Description sommaire de la torpille........^........................ 158
  - b) Lancement des torpilles..........................................158
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- - — 167 —
  - B. — Installations mécaniques :
  - a) Installations à bord de la batterie :
  - 1° Tubes lance-torpilles........................................159
  - 2° Appareils de manœuvre des torpilles..........................160
  - 3° Appareils producteurs d’énergie..............................160
  - b) Installations à terre :
  - 1° Ateliers mécaniques......................................... 160
  - 2° Voies de raccordement........................................161
  - 3° Apponlement..................................................161
  - C. — Champ de tir :
  - a) Description...........................................................162
  - b) Matériel naval................................................... 163
  - Le Secrétaire Administratif, Gérant : A. de Dax.
  - ï :
  - imprimerie CHAIX, RUE BERGÈRE, 20, PARIS. — 5290-2-09. — (Encre Lorilleux).
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- - MEMOIRES ET TRAVAUX
  - DE LA
  - SOCIÉTÉ
  - INGÉNIEURS CIVILS
  - DE FRANCE
  - FONDÉE LE 4 MARS 1848
  - RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 1860
  - ...
  - BULLETIN
  - DE
  - _ FÉVRIER 1909
  - N° 2
  - PARIS
  - HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
  - 19, RUE BLANCHE, 19
  - TÉLÉPHONE 138-82
  - 1909
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- - NOTE
  - SUR
  - UTILISATION DIRECTE DU GAZ DE FOUR A COKE
  - DAMS LES MOTEURS A EXPLOSION(1)
  - PAR
  - NL. B. CUVELETTE
  - GENERALITES
  - 1. Le problème de l’utilisation directe des gaz produits dans certaines opérations industrielles (fabrication de la fonte au haut fourneau, carbonisation du charbon, etc.) s’est posé vers 1898, dès l’apparition du moteur à gaz de haut fourneau de grande puissance,, dont la première réalisation est due aux efforts combinés de M. Delamare-Deboutteville et des Ingénieurs de la Société Cockerill. Une machine soufflante de 600 HP, alimentée au moyen de gaz bruts d’un haut fourneau, fut mise en marche à Pusine de Seraing le 20 novembre 1899.
  - Les résultats des essais auxquels elle donna lieu frappèrent vivement le monde industriel : le rendement thermique du moteur à gaz fut trouvé de 30 0/0, tandis que celui d’un groupe chaudière-machine à vapeur —même parfait — n’excède pas 12 0/0 (2).
  - La métallurgie vit très vite un. intérêt de premier ordre à l’adoption de ces machines nouvelles : la consommation, si élevée, de combustible pour les services dès aciéries en serait diminuée notablement et un sous-produit de la fabrication delà fonte, le gaz de haut fourneau, prendrait une valeur importante. On détermina, en effet, qu’un haut fourneau de 100 t de production journalière,, en allure de foute Thomas, fournirait,
  - (1) Voir Procès-verbal de la séance du 4 décembre 1908, page 1002.
  - (2) La première machine soufflante mue par les gaz de haut fourneau (A. Greiner), R. U. M. N., 3e série, t L.
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  - dans un moteur à explosion, une puissance disponible de 2 000 ch environ.
  - A vrai dire, le chiffre auquel on évalua, dès l’abord, l’intérêt de l’utilisation directe du gaz fut même exagéré. La jeunesse industrielle, comme la jeunesse humaine, a ses illusions et ses larges espoirs. En raison de circonstances particulières au minerai traité alors à Seraing, on méconnut les inconvénients des poussières mélangées au gaz de haut fourneau, on estima qu’une épuration spéciale de ce gaz n’était pas indispensable.
  - C’était une erreur assez grave.
  - Le gaz de haut fourneau renferme, en général, de notables quantités de poussières très nuisibles pour la conservation des cylindres. La nécessité de son épuration s’imposa donc bien vite et la pratique de cette épuration, jusqu’au taux nécessaire, ne s’est pas établie sans quelques tâtonnements assez laborieux. Un moment même, cette difficulté tint en suspens la fortune du nouveau moteur ; aujourd’hui, elle est résolue.
  - Des ventilateurs centrifuges, à admission d’eau dans l’ouïe, suivis d’appareils finisseurs comme l’hélico-centrifuge Theysen, permettent, en effet, d’écarter l’inconvénient des poussières en abaissant leur teneur à 0,02 g par mètre cube.
  - 'La puissance des moteurs existants, qui croît rapidement, se compte par centaines de mille chevaux. Telle aciérie américaine a maintenant 120 000 chevaux installés, et en. aura sous peu 250000 (1).
  - 2. A 'priori, l’intérêt de l’emploi direct du gaz de four à coke devait paraître comparable à celui du gaz de haut fourneau.
  - Admettons, dans un aperçu rapide, que le moteur ait même rendement thermique avec les deux gaz, malgré leur grande différence de pouvoir calorifique.
  - A 1 tonne de fonte produite au haut fourneau correspondent 4500 m3.environ d’un gaz à 900 calories, dont moitié passent en pertes au gueulard ou dans les conduites ou sont utilisés au chauffage du vent soufflé. La quantité disponible renferme 900 X 2 250, soit 2 millions de calories en chiffres ronds.
  - Compte tenu du coefficient de transformation, et des déchets de fabrication, le coke qui intervient dans la production de cette tonne de fonte exige 1,5 t de charbon, pouvant dégager
  - (I) L'Illinois Steel Company, d’après Railroad Gazette, 23 octobre 1908.
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  - 450 m3 de gaz, à 4 000 calories. Si 40 0/0 de ce volume sont disponibles, chose admissible dans les fours à régénérateurs de chaleur, le gaz en excès renferme 720 000 calories. Mais la fabrication du coke a d'autres débouchés que le haut fourneau, la fonderie, le ciment, la sucrerie... On peut, en conséquence, majorer ce chiffre de 720 000 calories de moitié environ et conclure que, si toutes choses favorables étaient réalisées, la carbonisation de la houille pourrait entraîner une production d’énergie thermique disponible qui serait moitié environ de celle utilisable avec les gaz de hauts fourneaux.
  - 3. Il s’en faut, et de beaucoup, que le moteur à gaz de four à coke ait pris, dans l’industrie, la place que pourrait faire envisager le rapprochement qui précède. Le présent travail en fera ressortir les raisons, assez nombreuses. Des progrès importants ont cependant déjà été réalisés, et la question continue, croyons-nous, à avoir l’avenir pour elle ; mais elle comporte des difficultés qu’il ne faut pas méconnaître.
  - J’ai divisé mon travail en deux parties : la première constitue un exposé général de la question ; la seconde décrit sommairement les installations réalisées à la Société des Mines de Lens, sous la direction de M. Reumaux.
  - PREMIÈRE PARTIE
  - Du gaz en excès, ou gaz disponible, dans la fabrication du coke.
  - Les différents types de Fours a coke.
  - 4. La carbonisation de la houille, en vue de la production du «coke, est une distillation en vase clos, s’effectuant à très haute température et continuée assez longtemps pour éliminer toutes les matières Volatiles du charbon. -
  - Jusqu’à ces dernières années, on distinguait, abstraction faite des fours de boulanger ou fours à ruche, encore nombreux en Angleterre et en Amérique, mais incontestablement destinés à disparaître, deux types de fours à coke:
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- - — 174
  - 1° Le four à coke ordinaire, dans lequel tons les gaz de la distillation passent dans les parois du four en sortant de la chambre de carbonisation et s’y enflamment ; à la sortie des carneaux, ils sont dirigés sous des chaudières.
  - On obtient ainsi du coke et de la vapeur ; il n’y a pas de gaz disponible (schéma fig. 4).
  - Gaz- brûlés
  - Coke 1
  - 's/'
  - Air
  - Fig. 1. — Schéma du fonctionnement d’un four à coke ordinaire.
  - 2° Le four à récupération de sous-produits, dans lequel les gaz de la distillation sont dirigés vers une usine où on recueille les sous-produits condensables à la température ordinaire, goudron, ammoniaque, benzols. Ils retournent ensuite au four pour assurer la carbonisation de la houille, et les gaz brûlés sont, comme dans le cas précédent, employés aux chaudières pour la production de la vapeur.
  - On obtient ainsi du coke, des goudrons, de l’ammoniaque, des
  - &a.'i brûlés
  - Fig. 2. — Schéma du fonctionnement d’un four à récupération de sous-produits.
  - benzols et de la vapeur (schéma fig. %). Mais, en plus, intervient ici la notion du gaz disponible.
  - (1) Les Fours à coke modernes : Conférence à la Société Industrielle de l’Est, par M. Bousquet.
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- - 5. Le charbon à coke, type IV de la classification de Gruner, est-du charbon à 20-21 0/0 de matières volatiles ; c’est celui qui fut employé à l’origine de l’industrie de la carbonisation pour produire le coke de haut fourneau : c’est une qualité assez rare, dans les divers bassins du monde. Et quand l’industrie métallurgique, dans :1e prodigieux développement qu’elle a pris en ces dernières années (1), exigea des quantités croissantes de coke, on fut amené à carboniser des houilles généralement beaucoup plus riches en matières volatiles que le charbon à coke, qu’on traitait seules ou en mélange avec des charbons plus maigres. Les mélanges ou charbons purs ainsi enfournés tenaient jusqu’à 30-32 0/0 de matières volatiles; exceptionnellement, en Silésie, Aveyron, Sarre, plus encore. D’où une plus grande proportion de gaz, produits en quantité bien plus que suffisante pour le chauffage des fours.
  - Voici, à ce sujet, quelques chiffres d’expérience (1). Ils représentent le nombre de calories produites par la distillation de 1 kg de charbon sec enfourné, c’est-à-dire le nombre de calories que dégageraient, en brûlant, les gaz produits par la distillation de ce. kilogramme de charbon.
  - Mines. Nombre de calories.
  - Eschweiler..................... 1*094
  - Baaker Mulde.............. 1,100
  - Erin. . . . . . . . . ......... 1,313
  - Osterfeld. . . . . . ... . . . . 1,324
  - Holland ............. 1,388
  - Pluto ......................... 1,413
  - Mathias Stinnes. . ............ 1,485
  - L’augmentation est continue depuis les charbons à coke types (Eschweiler, Baaker Mulde), par les charbons gras flambants (Osterfeld, Holland), jusqu’aux véritables houilles à gaz (Mathias Stinnes, Pluto).
  - Il s’en faut que toute cette chaleur soit nécessaire, pour la distillation du coke.
  - J’aborde ici une question encore bien mal élucidée. Il semble
  - (1) En 1885, la .production de fonte des principaux pays producteurs a été de 20 500 000 t environ ;'en 1906, de 58 450000 t, soit, quasi trois fois plus.
  - (2) M. Bousquet : Les Fours à coke modernes.
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  - cependant, d’après les expériences de M. Mallier (1), et par application du principe de la conservation de l’énergie, que la distillation de la houille soit une opération exothermique. Les déterminations industrielles de M. Euchène (2) conduisent à la même conclusion.
  - Par suite, la chaleur qu’il faut produire dans les carneaux d’un four correspond surtout à la restitution de ce qui se perd par le coke rouge, par les parois et de ce qui est emporté par les gaz qui sortent du four et les fumées qui sortent des carneaux. Et la quantité n’en peut guère être déterminée que par l’expérience.
  - Dans l’exemple de la mine Pluto, on constata la répartition suivante de la chaleur produite par kilogramme de houille enfournée :
  - Chaleur produite .... 1400 calories
  - — employée. . . . 660 — soit47 0/0
  - — disponible. ... 740 — soit 53 0/0
  - Les 660 calories utilisées se répartissaient ainsi qu’il suit
  - Perdu par rayonnement, outre la «chaleur propre de distillation . . . 246 c. 5, soit en 0/0 : 35
  - Chaleur emportée par le coke (3) 135 c. 5, — 20-
  - Chaleur emportée par les matières volatiles 180 c. 2, — 30
  - Chaleur emportée par les gaz ibrûlés, indépendamment de la chaleur cédée aux chaudières . . . . 99 c. 0, — 15
  - 6. Cette chaleur disponible, 50 0/0 environ, peut être utilisée de deux manières différentes :
  - On peut, ou bien brûler tous les gaz dans les carneaux des fours et obtenir une production de vapeur plus grande.
  - Ou bien distraire une partie du gaz produit pour l’employer à d’autres usages et ne renvoyer aux fours que ce qui est strictement nécessaire pour la marche des opérations.
  - (1) Contribution à l’étude des combustibles. Bulletin de la Société d’Encouragement, .1893.
  - (2) Réactions thermiques dans la distillation de la houille. Congrès des gaziers, Paris, 1900.
  - (3) D’après les déterminations de M. Euchène, ce chiffre serait trop faible. Le pouvoir 'Calorifique moyen du coke entre 0 et 1000 degrés serait de 0,35 environ et le chiffre de 135 c. 5 devrait être majoré de 50 0/0 environ.
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  - Nous arrivons ici à cette notion du gaz en excès, « das Uebers-chussgas » des Allemands, « the surplus gaz » des Anglais, qui a pris une grande place dans la littérature technique en ces dernières années.
  - Il s’est trouvé, en effet, que l’attention des Ingénieurs fut attirée sur ce point pour deux raisons : la première tient à l’intérêt, si on utilise l’excès de gaz dans un moteur, d’en augmenter la proportion; la seconde, aux idées nouvelles que certains techniciens de l’industrie du gaz, particulièrement les Anglais elles Américains, crurent pouvoir faire prévaloir vers 1900.
  - Ce second point de vue a été traité très complètement dans le mémoire de M. Marquisan, publié récemment (1). Je n’en reprends ici que ca qui est essentiel pour mon exposé.
  - On partait de cette idée que la cornue à gaz avait fait son temps, que le four à coke fournissait le modèle du four à gaz répondant à toutes les exigences et que c’était dans cette voie nouvelle qu’il fallait engager l’industrie gazière. Il y avait déjà quelques exemples de gaz de four à coke servant, dans les régions houillères, à l’éclairage des villes (la Compagnie de Blanzy à Montceau-les-Mines, la mine Erin à Castrop, etc.).
  - Produire le gaz de ville dans un four à coke peut d’ailleurs se faire de deux façons différentes, quant au chauffage des fours. On peut employer, à cet effet, une partie du gaz de la distillation; ou au contraire un gaz produit dans un gazogène. C’est ce second mode de faire qui, d’après la tendance actuelle, prévaudra (2) (four, à chambre de Munich, du directeur Reiss, par exemple); mais c’est le premier qui fut d’abord envisagé, et qui devait l’être.
  - Il conduisait, lui aussi, à cette notion du gaz disponible puisque, seul, le gaz en excès pouvait être utilisé pour l’éclairage.
  - 7. Quelle est donc, dans la carbonisation du charbon, la quantité de gaz qui peut être prélevée pour un autre usage que pour le chauffage des fours à récupération de sous-produits ?
  - Ce serait une erreur grossière que de penser, d?après le chiffre donné plus haut dans l’exemple de la mine Pluto, que puisque 53 0/0 de la chaleur des gaz y servent à produire de la vapeur, 53 0/0 du gaz y sont disponibles.
  - (1) Nouveaux systèmes dé distillation de la houille pour la production du gaz d'éclairage, par M. H. Marquisan. (Mémoires de la Société des Ingénieurs Civils, avril 1908).
  - (2) Marquisan, loc. cit., page 650.
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  - Soit ti la température de combustion du gaz dans les carneaux ;
  - est fonction de la composition du gaz, des températures de l’air et du gaz avant combustion et de la proportion de l’air. Les gaz brûlés quittent le four à une température t2 et les carneaux des chaudières, à une température tr Dire que 53 0/0 de la chaleur sont employés à produire de la vapeur revient simple-
  - /* ^2 f
  - ment à dire que la somme J( cdt s’appliquant à la chaleur d’é-
  - chauffement des gaz brûlés, entre les températures t5 et t2, est
  - égale à 0,53 Jo cdt; mais la chaleur cédée aux fours mêmes
  - n’est que cdt et la quantité de gaz qu’il faut brûler dans les
  - carneaux ne peut être réduite au-dessou^de celle qui est nécessaire pour maintenir la température t2 correspondant à la marche normale des fours.
  - On augmentera donc la quantité disponible en carbonisant des houilles plus riches en matières volatiles et donnant lieu à une plus grande émission de gaz; par un judicieux agencement des fours réalisant un chauffage égal en tous les points et réduisant les pertes de chaleur par rayonnement; enfin, en augmentant la température initiale de l’air de combustion.
  - Abstraction faite du four Otto-Hoffmann dont il sera question plus loin, c’est surtout en faisant circuler l’air de combustion dans les parties inférieures du massif des fours, où sa température pouvait s’élever jusqu’à 300 à 400 degrés, avant de l’amener aux points de combustion dû gaz, qu’on avait pu augmenter la quantité de gaz disponible. Certaines dispositions dans ce sens, celles du four Brunck par exemple-, étaient déjà assez complexes.
  - On chauffait donc l’air de combustion, comme on faisait autrefois en métallurgie dans les fours Boëtius, Bicheroux:, etc., en empruntant cette chaleur au massif des fours.
  - Mais malgré cela, la quantité disponible restait assez faible.
  - Avec les charbons à la limite, et même les charbons types à 20-21 0/0 de matières volatiles, il n’y a pas de gaz en excès.
  - Avec des charbons à 25 0/0 de matières volatiles, M. lieu-maux (1) dans de nombreux essais effectués aux Mines de Lens,
  - (1) M. JReumaux. Note au Congrès des Mines et de la Métallurgie, 1900. Sur Vmtilisa-tîon, dans des moteurs à explosion, des gaz m excès provenant des fours à coke à récupération.
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- - a trouvé un excès de 12-0/0 dans les conditions définies par les données ci-après :
  - Charbon enfourné. . . . . 7 t 25 0/0 matières volatiles
  - Humidité 10 0/0
  - Cendres 9 0/0
  - 3 brûleurs 7 prises d’air par four
  - Température de l’air. . . 320 degrés
  - Température du gaz . . . 50 degrés
  - Durée de la cuisson . . . 36 heures
  - Epaisseur de la cloison carneaux ....... des 13 cm
  - Production de 325 m3 de gaz épurés d’une densité de 0,482 par tonne de douille enfournée.
  - Poids spécifique du gaz épuré (caisse à coke et épurateur à l’oxyde de fer)....................... 0,614
  - Avec des charbons encore plus riches en matières volatiles, la quotité disponible est plus élevée et peut atteindre 20 0/0, mais il faut se garder de toute exagération. Et si on a indiqué des chiffres plus élevés, par exemple ceux constatés à Halifax (1) (10 fours Smet-Solvay de 9 X 1,70 m X 0,420 carbonisant 4,500 kg de houille en vingt heures, donnant 32,26 0/0 de gaz disponible), il faut avoir égard à la durée de l’opération. On sait, en effet, que dans les dernières heures de la carbonisation, la quantité de gaz dégagés est inférieure à celle qu’il faut brûler dans les carneaux. On peut donc augmenter la proportion de gaz disponible en arrêtant plus-vite l’opération; mais le coke produit ainsi serait incuit et de moindre valeur pour l’emploi au haut fourneau.
  - 8. Mais il y a un moyen bien connu d’augmenter cette quotité disponible. C’est d’appliquer au four à coke le principe du régénérateur Siemens, combinaison dont la première réalisation remonte à 1S81 et est due à Hoffmann, inventeur du four Otto-Hoffmann. Les gaz bTÛlës qu’on appelle bizarrement les flammes perdues, au lieu de chauffer des chaudières, circulent dans des empilages réfractaires, nommés improprement régénérateurs, et leur cèdent la plus grande partie de leur chaleur
  - (1) M. Dumuis. L'emploi des gaz de four à coke pour l'éclairage, le chauffage et les moteurs à gaz. Compte rendu mensuel de la Société de l’Industrie minérale, juin 1900.
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  - sensible. Les régénérateurs sont à inversions périodiques. Dans la première phase, ils reçoivent les gaz brûlés et leur température s’élève; les gaz refroidis s’échappent à la cheminée. Dans la seconde, les produits à brûler traversent ces empilages et s’échauffent avant de venir brûler dans les carneaux des fours.
  - Les gaz des fours sont, d’ailleurs, de même que précédemment, traités dans une usine de sous-produits; mais à la sortie de cette usine une partie seulement revient aux fours; l’autre, la quotité disponible, peut être employée pour l’éclairage (Glas-port, Boston, installation récente de Rheinelbe à Gelsenkirchen), le chauffage à toute distance (cas des usines de la Lackawanna-Iron and Steel C°, à Pittsburg) (']), ou enfin pour la production de la force motrice.
  - Le four ainsi constitué prend le nom de four, à récupération de sous-'produits et à régénérateurs de chaleur, par opposition à l’ancien
  - rrm
  - Usine a
  - Fig. 3. — Schéma du fonctionnement des fours à récupération et à régénérateurs.
  - four dénommé four à récupération ordinaire, ou four à récupération et à flammes perdues.
  - Le schéma clu fonctionnement des nouveaux fours est celui de la figure 3.
  - 9. En principe, on pourrait faire circuler dans les régénérateurs le gaz et l’air, comme on fait dans le four Martin ou le four Siemens de verrerie. C’est ainsi qu’on a fait dans les premiers fours Otto-Hoffmann, mais on a dû renoncer rapidement à chauffer le gaz.
  - Il y aurait en effet un danger très sérieux à chauffer, loin de son point de combustion, dans un espace pratiquement non étanche et soumis à la dépression des fours, un gaz aussi riche
  - (1) Stahl und Eisen, 1902.
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  - en hydrogène que le gaz de four à coke. Dans le four Siemens ou le four de verrerie à bassin, l’empilage est à proximité immédiate des brûleurs; le danger d’explosion par tendance de la flamme à remonter le courant gazeux est moindre pour cette raison et par le fait de la moins grande teneur en hydrogène.
  - A titre d’indication, on sait, en effet, qu’en tube large, à la pression atmosphérique et à- la température ordinaire, les vitesses avec lesquelles les flammes remontent un courant gazeux sont respectivement :
  - Pour le mélange d’air et d’hydrogène . 4,40 m. par seconde.
  - — — et de méthane . 0,60 m. —
  - — — et d’oxyde de carbone, quelques centimètres.
  - Or, le gaz de gazogène ne contient que quelques centièmes en volume d’hydrogène, le gaz mixte (gaz Dowson) 20 0/0 environ; tandis que le gaz de four à coke en renferme de 50 à 60 0/0.
  - C’est en outre une simplification notable de ne chauffer que l’air, puisque, ainsi, on n’a besoin, par batterie ou par four — suivant le système — que de deux régénérateurs au lieu de quatre.
  - Ce n’est pas une nécessité, comme dans le four Martin, puisque la combustion de l’air et du gaz, sans grand chauffage préalable, suffit pour obtenir la température nécessaire et que ce n’est pas une température élevée, mais une économie de gaz, que l’on a en vue.
  - Enfin en raison du grand pouvoir calorifique du gaz de four à coke, l’intérêt absolu de chauffer le gaz est beaucoup inférieur à ce qu’il est pour le gaz de gazogène, dont le pouvoir calorifique est de trois à quatre fois moindre.
  - Si on envisage, ce qui est un cas moyen, la combustion d’un gaz dont la composition serait :
  - Cw H” . . . . 1,3 0/0
  - C H4 . . . . 25 0/0
  - H . . . . 35 0/0
  - CO ...... . . . . 5 0/0
  - C02 + Az. . . . . . . . 13 0/0
  - On trouve que théoriquement.il faudrait 4,5 volumes d’air pour brûler 1 volume de gaz; pratiquement il en faut plus, 5 à 6.
  - A volume égal, la chaleur d’ëchauffement de l’air est bien un
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  - peu plus faible que celle du gaz ; cependant, en raison du rapport des volumes, l’avantage qu’il y aurait à chauffer le gaz n’excéderait pas le quart de celui qu’on réalise en chauffant l’air.
  - En fait, on ne chauffe que l’air, et les fours à régénérateurs pourraient aussi être dénommés fours à air chaud, par opposition aux autres qui sont des fours à air froid.
  - 10. — Fours à régénérateurs collectifs. — Les régénérateurs peuvent présenter deux dispositions : être collectifs par batterie ou spéciaux à chaque four.
  - Du premier type sont, par exemple, les fours Otto et Coppée; du second, le four Koppers.
  - Dans le four Otto](fig. 4 à 8) (I), les régénérateurs sont disposés longitudinalement, de part et d’autre de la batterie des fours. Ils sont en communication avec un double système de canaux horizontaux placés de 'part et d’autre de chaque piédroit, sous la sole des fours. Ces canaux sont eux-mêmes en communication avec les points où aboutit le gaz, La canalisation de gaz est double. Tout est disposé de telle façon que, à chaque moment, la moitié seulement des carneaux verticaux soient alimentés de gaz. L’un des canaux de sole amène en ces points l’air qui a traversé les régénérateurs. Dans l’exemple de la figure, ce. sont les carneaux du premier et du troisième quarts. Les gaz brûlés montent dans ces carneaux, redescendent dans ceux qui leur font suite (deuxième et quatrième quarts du four), gagnent le second canal horizontal sous la sole et par là le régénérateur de l’autre côté des fours et enfin la cheminée.
  - Quand le régénérateur où circule l’air est refroidi jusqu’à un degré qu’on s’est fixé, on fait une inversion. L’autre moitié des carneaux est, à son tour, alimentée de gaz et d’air et l’empilage refroidi reçoit les gaz brûlés qui lui restituent les calories enlevées par F air dans la première phase.
  - Dans le four Otto, le nombre des carneaux verticaux est de seize environ; il est sensiblement plus grand dans le four Coppée (2) (fig, / à 5, PL 48%).
  - Dans ce dernier, les fondations de la batterie de fours comportent deux carneaux collecteurs longitudinaux M et N, reliés chacun à un régénérateur, également longitudinal Rt ou R2. L’un
  - O) Die Koksofenmdustrie. — Deutsche Industrie. — Deutsche Kultur, 6e année, n° 8. \2) Notice de la Société Coppée.
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- - "Fig.41. Coupe parle four
  - Fig-,8. Coupes transversales'
  - Fig. 4 à 8. — Four Otto-Ugenstock à régénérateurs.
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  - des régénérateurs communique avec la cheminée, l’autre avec un ventilateur Y qui insuffle l’air.
  - Chacun des carneaux collecteurs est en communication avec la moitié des canaux sous sole, les canaux des fours impairs étant reliés au carneau collecteur avant, par exemple, ceux des fours pairs à l’arrière.
  - De cette façon, suivant la position de la vanne d’inversion, on aspire alternativement les gaz brûlés ou on souffle l’air dans les canaux sous sole pairs ou impairs; si les sous soles paires reçoivent l’air, les sous soles impaires reçoivent les gaz brûlés et inversement.
  - Le piédroit est composé de trente carneaux verticaux séparés, au point de vue de la marché du chauffage, en cinq chambres de six carneaux.
  - La totalité des gaz brûlés parcourt le régénérateur dans toute sa longueur. De plus, le renversement se fait sur la dixième partie du four, au lieu de se faire sur le quart, comme dans le four Otto. On déclare obtenir ainsi un chauffage plus régulier, une meilleure répartition de la chaleur.
  - 11. — Fours à régénérateurs spéciaux. — Le four Koppers (1) (fig. 9 à 44) réalise la conception du régénérateur spécial à chaque four.
  - Le massif entier du four est divisé en deux parties par un plan horizontal à la hauteur de la sole. La partie inférieure comprend les régénérateurs, et la partie supérieure le four proprement dit.
  - La paroi de séparation des fours comporte trente carneaux verticaux, tous de même section, à l’exception des deux extrêmes qui sont un peu plus larges et qui, grâce à la présence d’une plus forte quantité de gaz, augmentent localement la chaleur et compensent le refroidissement par l’air extérieur.
  - De la canalisation L (fig. 9 et 40) se détachent, en face de chaque paroi, des tuyaux g en fer étiré; sur chaque tuyau se trouvent deux robinets i et j, qui sont désignés alternativement sur le plan par les lettres i, j, ilt jr „/ ...
  - Les robinets », ilf ouvrent ou ferment complètement l’entrée des gaz dans' le tuyau g et servent au renversement de la marche ; les robinets j, j\ règlent le débit des gaz. Les robinets i
  - (1) Circulaire technique n° 76 du Comité Central des Houillères de France.
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- - Fig\ 9. Coupe longitudinale.
  - i'ULL
  - 13
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  - et q sont munis de solides clefs en acier, reliées toutes entre elles par un câble métallique. Ce câble s’enroule sur un tambour placé à l’extrémité de la batterie, et qui, par un mouvement de rotation, produit par de petites dynamos, à intervalles égaux, de trente minutes, ouvre et ferme alternativement tous ces robinets. Pendant une demi-heure, les robinets * sont ouverts,, les q fermés, le gaz accède dans les parois k; dans la demi-heure suivante, les robinets i sont fermés, les ix ouverts et le gaz accède dans les parois k{.
  - Les gaz amenés par (/arrivent dans les conduits horizontaux h, hl disposés à la base de chaque paroi et se répartissent dans les différents carneaux. Sur ces conduits, on a aménagé des ouvertures coniques donnant accès aux carneaux dans lesquelles sont disposées des busettes en brique réfractaire rodées hermétiquement.
  - Les gaz, amenés par les tuyaux g, passent dans les conduits h et se répartissent dqns les carneaux d’une demi-paroi k (voir fig. U). Ils s’allument au contact de Pair chaud qui sort des régénérateurs q par les ouvertures /'et montent dans les carneaux verticaux k, d’une moitié de la paroi. Les gaz sont forcés de monter dans le carneau dans lequel ils débouchent, les carneaux voisins ne communiquant pas entre eux. Les gaz brûlants se rassemblent dans le carneau horizontal e, à l’intérieur duquel on peut observer la combustion par les trous de regard 1.
  - Les gaz descendent ensuite par les carneaux de l’autre moitié de la paroi et se répandent dans les régénérateurs q, où ils abandonnent leur calorique avant de se rendre à la cheminée.
  - Toutes les demi-heures, la marche des gaz et de l’air est renversée automatiquement. Les robinets i sont fermés, les robinets ,il ouverts, le registre du conduit d’appel px baissé, celui du conduit p levé ; tous ces mouvements se font successivement et automatiquement. Après le renversement de marche, les gaz entrent dans le conduit de distribution hif montent par les carneaux verticaux kn tandis que Pair de combustion se réchauffe dans les régénérateurs qx, passe par les ouvertures f\ et vient produire la combustion des gaz dans les carneaux* verticaux kt.
  - Les gaz brûlent, redescendent par les carneaux de la deuxième moitié de la paroi et vont réchauffer le demi-régénérateur placé en arrière.
  - La section des carneaux est rétrécie à la partie supérieure
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  - aûn de ralentir le courant ascendant des produits de la combustion réalisée à la partie inférieure et de les forcer à séjourner un peu plus longtemps dans les carneaux, ce qui rend la température plus uniforme sur toute la hauteur ; sans cette disposition, la température pourrait être de 150 à 200 degrés plus élevée en bas qu’en haut.
  - A la partie supérieure des carneaux se trouvent de petits registres en brique réfractaire e permettant de régler la seotion de manière que le tirage de la cheminée se répartisse uniformément sur tous les carneaux.
  - Les cloisons verticales qui séparent les carneaux descendent jusque sur la conduite de distribution des gaz, et l’isolement des carneaux les uns des autres est absolu.
  - Au-dessus des carneaux verticaux se trouve un canal horizontal commun, où se rassemblent les gaz brûlés.
  - Verticalement, au-dessus de chaque carneau, se trouvent deux ouvertures c et d, fermées par deux bouchons facilement amovibles. Ces ouvertures, normalement fermées, ne servent qu’au moment de la mise en marche du four, alors qu’il faut produire l’inflammation immédiate. Elles permettent, pendant la marche normale des gaz dans le four lui-même, d’observer la combustion des gaz.
  - 12. Comme dans le four Siemens ou l’appareil Gowper, la température de l’air à l’entrée des carneaux et celle des gaz brûlés à la sortie du régénérateur, de même que la chute de température du régénérateur entre deux inversions, peuvent s’évaluer par le calcul. On détermine le volume des empilages et la surface offerte successivement aux gaz brûlés et à l’air (surface de régénération) de façon que l’air de combustion soit porté-à 1 000 degrés, que les gaz brûlés quittent le régénérateur à une température de 300 degrés au plus ; l’intervalle des inversions est choisi de façon qu’entre deux renversements la température de'la partie supérieure des empilages ne s’abaisse que de 50 degrés au plus.
  - Dans les premiers fours Koppers, la capacité des régénérateurs par four était de 2,4 m3 et les briques qui y étaient disposées en chicane offraient au contact de l’air une surface de 33,6 m2 par four ^ dans les derniers types, la capacité est de 5 m3, 48 par four, et la surface de régénération, de 7*6,7 m2 environ.
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  - D’après MM. Mallard et le Ghatelier (1), la chaleur d’échauffe-ment d’une molécule d’air (22,32 1) entre O et 1 OÛO degrés est de 7,43 calories; 6 molécules d’air (soit 20 0/0 en excès) brûlant une molécule de gaz apportent donc 44,58 calories de plus que l’air froid, soit moitié environ du pouvoir calorifique d’une molécule gazeuse comptée à raison de 4 000 calories au mètre cube (89,28 calories).
  - La température T de combustion de la molécule de gaz est, par suite, très supérieure à q (§ 7) et, si la température avec laquelle les gaz brûlés quittent les carneaux des fours, t2, reste
  - (*T
  - la même, J cdt s’augmente des calories supplémentaires apportées par l’air de combustion, ce qui revient à dire que, pour laisser la même quantité de calories dans le four, si toutes choses restaient les mêmes, il n’v aurait qu’à brûler la quantité de gaz dont les produits de la combustion laissent dans le four la chaleur f^cdt nécessaire pour entretenir l’opération.
  - Soit donc : ' _
  - 1 molécule de gaz (pouvoir calorifique) .... 89,28 c
  - 6 molécules d’air à400 degrés (chaleur sensible). 16,92 c
  - Total ... 106,20 c
  - Les mêmes éléments renfermeront dans un four à régénérateurs, où l’air est chauffé à 1 000 degrés, 89,28 -f- 44,58 calories = 134,86 calories.
  - Si, dans le premier cas, 50 0/0 de la chaleur du gaz produit doivent être abandonnés dans les fours, dans le second cas, il suffira de brûler dans les carneaux, pour y céder le même nombre de calories, un volume moindre de /
  - 53,1
  - 134,86 — 53,1
  - ou 35 0/0.
  - De sorte que si, avec un système déterminé de four et une certaine sorte de charbon, la proportion de gaz disponible dans
  - (1) La formule est en petites calories pour les gaz parfaits :
  - C = a + 26T; dans laquelle a = 6,5 et b = 1,2.
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  - un four à flammes perdues est de 0 ou 10 ou 20 0/0, elle sera, avec des régénérateurs conçus comme il a été dit :
  - • Dans le premier cas, de 35 0/0.
  - Dans le deuxième cas, de 41,5 0/0.
  - Dans le troisième cas, de 48 0/0.
  - En pratique, ces chiffres sont réalisés.
  - Avec de tels excédents, les puissances qui peuvent être créées par l’utilisation directe du gaz sont très importantes.
  - Prenons le cas moyen de 40 0/0. Un four à coke peut carboniser 8 t en trente-six heures. A 300 m3 de gaz par tonne de charbon, l’excédent représenterait 640 m3 par vingt-quatre heures, 26,6 m3 par heure. Il est facile d’obtenir le kilowattheure aux bornes du.tableau avec 1 m3 de gaz à 4000 calories; par four on disposerait donc de 25 kw environ et chaque tonne de charbon enfourné permettrait de produire 120 kilowatts-heure.
  - Nécessité et pratique d’une épuration spéciale du gaz pour l’emploi dans les moteurs.
  - 13. Les gaz des fours, réunis dans un barillet, sont traités dans une usine à récupération de sous-produits où l’on recueille le plus souvent dès goudrons,: des eaux ammoniacales et des benzols ou.huiles légères. La récupération des cyanures a été envisagée à plusieurs reprises, mais n’est pas entrée dans la pratique, le gaz ayant généralement une teneur en cyanures inférieure à celle qui serait nécessaire pour rendre l’opération avantageuse.
  - Après ce traitement, les gaz ne peuvent être employés directement. Ils doivent, comme le gaz de ville, subir au préalable une épuration physique et chimique qui les débarrasse des produits nuisibles qu’ils contiennent encore, goudrons et hydrogène sulfuré principalement.
  - En proportion trop élevée, le goudron encrasserait les soupapes d’admission et, par les résidus auquels donnerait lieu sa combustion, pourrait occasionner des allumages intempestifs;, très dangereux pour la conservation des moteurs.
  - L’hydrogène sulfuré, comme d’ailleurs le sulfure de carbone,
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  - donne lieu à production d’acide sulfureux; en présence de la vapeur d’eau, celui-ci attaque assez rapidement les métaux. Le cuivre et le bronze sont très rapidement rongés, la fonte moins, le nickel et l’acier au nickel résistent le mieux. Les sièges des soupapes sont les parties les plus attaquées. Quant au cyanogène, il diminue la valeur du gaz et attaque les gazomètres, les canalisations de gaz et les éléments de machines.
  - En fait, de graves échecs dans l’emploi des moteurs peuvent être attribués à une épuration imparfaite (1). D’après les constructeurs les plus expérimentés, l’emploi de gaz de fours à coke pour la force motrice exige que le gaz soit exempt de goudron et de soufre dans les limites de la pratique.
  - 14. En ce qui concerne le goudron, on peut admettre que le gaz, à sa sortie d’une usine de récupération comprenant des laveurs pour benzols, renferme de 0,2 g à 0,4 g de goudron par mètre cube.
  - Or on a constaté à Lens qu’à une teneur de 0,02 g les soupapes ne s’encrassent pas, même après une grande durée de marche du moteur ; à 0,05 g, le goudron forme une légère couche à la partie supérieure du clapet ; 0,1 g,, la couche est plus forte, le goudron coule dans la soupape et le long du siège du clapet. .
  - Un a constaté également que le gaz, après son passage à travers les masses d’épuration, pourvu que celles-ci aient une surface suffisante, ne renferme plus que des traces de goudron.
  - Il n’en serait pas nécessairement de même si l’usine de récupération ne comprenait pas de laveur pour.benzols. Dans ce cas, il faudrait probablement faire précéder l’usine d’épuration d’un Pelouse supplémentaire ; ou bien, comme nous avons vu en Allemagne (mine Shamrock) disposer, à l’entrée de cette usine, un laveur rotatif avec boules de bois, système Zschocke, à liquides appropriés pour retenir, en même temps que le goudron, une partie de la naphtaline, du benzol, de l’hydrogène sulfuré et du cyanogène.
  - Il est possible encore que Pexpérience démontre que, même dans le premier cas, il y ait intérêt à faire un traitement supplémentaire des gaz avant l’épuration. Le goudron que les masses
  - (1) Professor Baum. —Die Verwerlùng des Koksofengases. —-Gluckauf, 1903 etlibrairie Julius Springer, Berlin.
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  - retiennent diminue leur perméabilité, ainsi que l’activité des réactions d’épuration et de revivification.
  - 15. La teneur en hydrogène sulfuré et sulfure de carbone varie suivant la teneur en soufre du charbon enfourné et le traitement suivi. Elle est d’autant plus faible que la récupération de l’ammoniaque et du benzol est plus parfaite, c’est-à-dire la température plus basse.; car les sulfures et sulfocyanures se dissolvent mieux dans le laveur à ammoniaque, et le sulfure de carbone dans le laveur à benzol et le goudron.
  - Des essais très prolongés, faits sur une batterie de fours à coke Otto-Ilgenstock (1), chargés de charbon à coke du Durham peu. sulfureux, ont indiqué que 18,56 0/0 du soufre du charbon restaient dans le gaz à l’état d’hydrogène sulfuré. L’usine de sous-produits ne comprenait pas de laveur à benzols.
  - Aux mines de Lens, on a trouvé une proportion sensiblement plus faible : 10 0/0 environ. Le charbon carbonisé tient 0,8 0/0 •de soufre, soit 8 kg à la tonne, lesquels se répartissent ainsi :
  - Coke : environ 750 kg à 0,8 de soufre, soit 6 kg.
  - Eaux ammoniacales: 1501 à 0,9 kg par mètre cube, soit 0,135 kg.
  - Gaz : 350 m3 à 2,5 g par mètre cube, soit 0,875 kg. Le reste passe dans le benzol et dans le goudron.
  - Or la teneur en soufre des charbons des différentes provenances est assez variable. Si nous nous en tenons aux régions que nous connaissons particulièrement, et où se trouvent des moteurs au gaz de four, on peut considérer comme particulièrement peu chargés de soufre les charbons d’Eschweiler (bassin d’Aix-la-Chapelle) ; ceux de la Silésie et du nord de la France le sont moyennement (1 .0/0 environ) ; ceux de la Ruhr et de la Sarre, en général, sensiblement plus (jusqu’à 2 0/0).
  - On doit considérer comme nécessaire d’amener la teneur en soufre à 0,5 g par mètre cube au maximum, et il est désirable d'obtenir moins, 0,2 g environ. Cette teneur de 0,2 g de soufre est encore un peu plus forte que celle existant dans le gaz de ville (0,1 g environ), quand il ne tache pas le papier imprégné de sous-acétate de plomb. Certaines municipalités sont cependant plus tolérantes ; en Angleterre, on admettrait jusqu’à 0,46 g par mètre cube.
  - (1) Journal Soc. Chim. Ind. XXVII,581-585,19Q7, analysé dans la Revue de Métallurgie, novembre 1907.
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  - 16. Les usines de récupération ne comprennent pas, en général, d’installations spéciales pour l’élimination des cyanures qui ne sont retenus que partiellement par les masses d’épuration. Celles-ci ont, par suite, une moindre valeur pour les usines qui en tirent le bleu de Prusse et les cyanures restant dans les gaz sont nuisibles.
  - Pour éviter cet inconvénient, Bueb avait proposé de faire passer le gaz dans un faveur contenant une solution concentrée de sulfate de protoxyde de fer, intercalé entre le Pelouse et le laveur à ammoniaque (1). L’ammoniaque et l’hydrogène sulfuré donnent lieu à un double précipité de sulfhydrate d’ammonium et de sulfure de fer, avec lesquels le cyanogène forme un sel complexe de fer, cyanogène et ammonium qui se sépare sous la forme d’une boue légère.
  - Les boues cyanogénées recueillies étaient portées à l’ébullition pour en séparer l’ammoniaque et les vapeurs sulfurées. Le résidu pressé donnait du sulfate d’ammoniaque qu’on concentrait et une masse bleue contenant 30 0/0 de bleu de Prusse et 4 0/0 d’ammoniaque. V
  - 17. L’épuration chimique se fait, comme dans les usines à gaz, soit avec la masse de Laming, soit et beaucoup plus fréquemment avec du jninerai de fer des prairies, seul ou mélangé de sciure de bois ou de tannée.
  - La masse de Laming a une composition comme la suivante :
  - Sciure de bois........................ 12 kg
  - Chaux.................................. 6 kg
  - Sulfate de fer........................ 13 kg
  - Le minerai de fer des prairies (Raseneisenerz des Allemands), ou limonite brune, contient de 30 à 60 0/0 de sexquioxyde de fer, 20 à 25 0/0 de matières organiques, 15 0/0 d’eau, le reste se composant surtout de silice, alumine, chaux et magnésie.
  - La masse épurante est placée en couches de 30 à 60 cm sur des claies renfermées dans des cuves. Le gaz, en la traversant, la transforme en sulfure et sulfocyanure de fer et en ferrocya-nure ferreux ; au bout d’un certain temps, la matière devient
  - (1) Bobine et Lenglin. L’industrie des cyanures (Encyclopédie.industrielle, page 326)'.
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  - inactive ; on la revivifie en la soumettant à l’action de l’air dont l’oxygène transforme le sulfure de fer :
  - Fe2S3 + 30 + 3 H20 = Fe2(OH)6 + 3 S
  - Le ferrocyanure ferreux', par oxydation, est en même temps transformé en bleu de Prusse.
  - La masse peut être revivifiée un certain nombre de fois, une dizaine de fois en moyenne ; après quoi, chargée de soufre et appauvrie en oxyde de fer (qui est transformé en bleu de Prusse), elle est vendue aux fabricants de bleu de Prusse ou de prus-siates. On en extrait le soufre, le sulfate d’ammoniaque et les composés cyanés.
  - Le minerai des prairies peut se charger de 30 0/0 de soufre et de 10 0/0 de bleu de Prusse et sulfocvanure d’ammonium.
  - Les chiffres ci-après (1) donnent, à titre d’exemple, les résultats de l’épuration d’un gaz de ville obtenu par distillation d’un charbon du Pas-de-Calais et traité dans trois épurateurs en série; (le charbon tient 0,7 à 0,9 0/0 de soufre) :
  - H2S HC2AZ
  - Après barillet .(en grammes par mètre cube). 11,16 g 3,4
  - — condenseurs ..................... 4,98 2,27
  - — laveurs. . ............................ 2,96 1,49
  - — le premier épurateur................... 1,49 .0,93
  - — le deuxième épurateur................. » 0,75
  - — le troisième épurateur . » 0,60
  - L’hydrogène sulfuré ne subsiste plus qu’à l’état de traces ; le cyanogène a diminué des trois cinquièmes.
  - 18. Pour le gaz de ville, on admet qu’il faut une surface d’épuration de 3,5 m2 par 1000 m3 fabriqués en vingt-quatre heures, que la vitesse du gaz, au moins pour les masses régénérées, ne doit pas dépasser 5 mm par seconde, et enfin que le temps de contact doit être de 48 secondes.
  - Il ne s’agit ici évidemment que de moyennes ; il y a lieu, dans chaque cas, de proportionner l’installation au résultat à atteindre, qui varie suivant les clauses du cahier des charges et la teneur en soufre du charbon traité.
  - (1) Henry et Paul Deheaux. Note sur l’épuration chimique du gaz d’éclairage. XXIIe Congrès de la Société technique de l’industrie du gaz en France, juin 1895.
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  - Pour le ga-z destiné aux moteurs, les épurations sont souvent un peu moins complètes que celles traitant le gaz de ville. Voici un tableau qui donne, rapportées à une puissance de 1000 ch, les surfaces des cuves d’épuration (à double claie) dans quelques installations que nous avons visitées :
  - . DÉSIGNATION de l’installation PUISSANCE des 5IOTEUKS installés SURFACE TOTALE des cuves d’aspiration SURFACE rapportée à 1000 ch DATE à laquelle se rapportent ceschiffres
  - ch m2 m2
  - Eschweiler . . . 3 000 60 20 1906
  - Llemalle grande . 600 27 45 »
  - Consolidation . . •1 840 32 17,8 »
  - Heinitz 1500 32 21,30 »
  - Lens 3 600 240 40. Installation pour 1 6 000 ch prevus.
  - Sur les bases indiquées plus haut, la surface épurante, pour du gaz de ville et pour la quantité correspondant à cette puissance de 1 000 ch, serait de 42* m2 environ.
  - A la mine Alsdorf, de la Société d’Eschweiler, se trouvent actuellement des moteurs à gaz représentant une puissance totale de 15000 ch. Si on en suppose le cinquième en réserve, la puissance qui peut être fournie est de 12 000 ch; la quantité de gaz à traiter aux épurateurs est de 200 000 m3 par jour. L’installation, en cours d’exécution aux mines de Lens, aura à traiter 100 000 m3 par jour. Ces chiffres sont comparables à ceux de l’émission journalière de grandes usinés comme celles de Munich et de Lille. , " x
  - 19. On s’explique facilement qu’on se soit préoccupé de diminuer la dépense de telles installations, ainsi que l’emplacement qu’elles exigent. Les recherches ont été dirigées dans deux voies différentes. Dans la première, on conserve le principe de Dépuration à sec, mais on augmente l’épaisseur de la couche de matière épurante et les surfaces de contact; on diminue la vitesse des gaz (appareils Bamag, Jaeger). La surface des appareils
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  - d’épuration pourrait théoriquement être ainsi réduite de moitié (1 ).
  - On avait pensé obtenir une plus grande simplification et économie en faisant l’épuration humide. De nombreux essais pratiqués en Angleterre particulièrement n’ont pas eu de succès. À la mine Mathias Stinnes, près d’Essen, on faisait passer le gaz dans un laveur plongeant dans une eau chargée d’oxyde de fer hydraté, à l’état de grande division; il se formait un précipité du sulfure de fer. Quand ce dépôt était suffisant, on changeait d’appareil, puis on faisait agir de l’air comprimé ; l’oxyde de fer était régénéré. Le procédé ne paraît pas non plus avoir eu un grand succès pratique.
  - On emploie donc jusqu’ici la cuve d’épuration, encombrante, coûteuse, dans laquelle la circulation des gaz au travers de la matière d’épuration est peu ou mal réglée et où les réactions se font très lentement. Ce n’est pas une solution satisfaisante du problème et on doit espérer qu’elle n’est pas définitive..
  - Le progrès le plus marqué réalisé en ces dernières années a consisté à mêler une certaine quantité d’oxygène ou d’air, le plus souvent d’air, au gaz après sa sortie des compteurs et avant son entrée dans les épurateurs. L’addition d’air est de 2 0/0 environ du volume du gaz ; on estime pouvoir ainsi tripler la campagne des masses épurantes, entre deux revivifications. Il se produirait en même temps une sulfuration de l’oxyde et une régénération de cet oxyde.
  - Emploi du gaz de four à coke dans les moteurs, aux points de vue mécanique et économique.
  - ..20. Le gaz de four à coke se distingue du gaz d’éclairage par sa moindre teneur en carbures lourds et en méthane et sa plus forte teneur en hydrogène et azote.
  - La très forte teneur en hydrogène tient à la plus grande durée de l’opération. On connaît en effet les observations classiques de M. Schniewind,. faites à Ewerett, près de Boston, sur des fours Otto. Elles ont été rappelées par M. Marquisan, dans son Mémoire. M. Baum, dans son travail, en relate un certain nombre d’autres.
  - Vpici encore quelques chiffres caractéristiques empruntés à des expérimentateurs anglais; ils sont relatifs à une batterie de
  - (1) Bergassessor Baum, loc. cit.
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  - fours Otto-Ilgenstock, alimentés avec'du. charbon à coke et sont donc particulièrement intéressants pour le sujet que je traite (1).
  - C/7 C/7 frf C/7 W C/7 W W C J
  - W es CS PS CS
  - CS O S3
  - g w w H
  - & S CO s O 53 CO CM os fi « 03 Q -g v<12
  - C02 1,4 2,2 1,4 1,0 1,0 1,4 0,8
  - Hydrocarbures non
  - saturés . ... . . 5,6 5,0 3,4 1,4 “ 0,2 0,0 0,8
  - O 0,8 0,8 0,7 0,2 0,2 0,4 0,0
  - CO 5,4 4,9 4,3 4,4 . 4,6 9,2 5,4
  - H 39,2 44,8 47,9 54,5 62,6 59,2 76,8
  - CH4 41,1 36,1 34,1 29,8 23,0 4,0 4,5
  - Az 6,5 6,2 8,2 8,7 8,4 25,8 12,5
  - Moyennes: CO2 = 1,8; hydrocarbures non saturés = 3,8; O = 0,6; GO = 5,0; H = 51,5; CH4 = 28,4; Az = 8,9. Pouvoir calorifique = 4 500-calories par mètre cube.
  - Le pourcentage en hydrocarbures éclairants va en diminuant au fur et à mesure que le four devient plus chaud, en même temps que la proportion d’hydrogène augmente. Cette proportion s’abaisse au bout de vingt-six heures en même temps que les teneurs en oxyde de carbone et azote deviennent plus fortes en raison' de légères rentrées d'air qui se produisent par l’effet de l’aspiration par les exhausteurs au moment où les gaz se dégagent avec moins d’abondance. C’est ce que confirment les chiffres de la dernière colonne du tableau, lesquels correspondent au gaz dégagé après suppression de l’aspiration par les exhausteurs..
  - Quant à la composition moyenne du gaz, voici des analyses qui la font connaître :
  - H CH4 C™Hm CO CO2 Az + O
  - Eschweiler ...... 56,7 22,4 . 1,3 5,5 2,0 12,5
  - Consolidation. . . . 48,9 35,8 3,2 7,2 0,7 3,7
  - Rheinpreüssen P.I/II. 55,4 31,16 0,83 4,48 1,9 11,3
  - - P.IV. 45,6 24,4 0,7 5,5 2,9 20,7
  - Ilibernia . 48,0 22,0 , 2,0 5,6 . 2,0 29,6 •
  - Lens. ....... 58,0 20,0 1,3 6,0 3,0 11,5
  - (1) Revue de métallurgie, novembre 1907.
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  - Le pouvoir calorifique inférieur (chaleur latente de la vapeur d’eau contenue dans les gaz non comprise) varie de 3600 à 4000 calories.
  - Nous avons constaté à Lens, contrairement à ce qui est publié généralement, une grande constance du pouvoir calorifique du gaz, aux différentes heures de la journée. La variation est généralement inférieure à 5 0/0.
  - Par suite, le gazomètre qui est intercalé entre l’usine d’épuration et la salle des moteurs est de' volume relativement faible, 500 m3, pour une installation qui pourra comprendre trois moteurs de 800 kilowatts en marche, soit seulement 0,14 m3 par cheval installé. Assez souvent, ce rapport est plus élevé, il atteint jusqu’à 1 m3.
  - 21. Les particularités de l’emploi du gaz de four à coke dans un moteur à explosion résultent de la composition du gaz, de sa très grande richesse en hydrogène.
  - Le tableau ci-après, emprunté à la Notice de la Société de Nuremberg, fournit une comparaison très instructive des compositions moyennes des principaux gaz utilisés dans les moteurs; or l’un des inconvénients les plus graves que l’on doit surmonter dans les moteurs à gaz, les préignitions ou postignitions sont d’autant plus à craindre et les effets en sont'd’autant plus dangereux que l’on a affaire à du gaz plus riche en hydrogène. C’est,pourquoi il faut, avec le gaz de four à coke, réaliser les conditions suivantes, qui sont indispensables pour la marche régulière et la conservation des moteurs :
  - a) n’employer qu’un gaz parfaitement épuré ;
  - b) entretenir en parfait état de propreté les cylindres, chambres de mélange et d’explosion ; ~
  - c) ne confier les machines qu’à un personnel très au courant de leur fonctionnement etv capable de contrôler, par des diagrammes, le réglage des divers mélanges et leur allumage.
  - Il ne doit rester dans les. moteurs aucun résidu de combustion provenant d’un gaz insuffisamment épuré ou d’une huile de qualité inférieure. Sinon, ces crasses pourraient rester incandescentes et provoquer des préignitions.
  - Il faut nettoyer le moteur à intervalles suffisamment rapprochés; les constructeurs doivent se préoccuper de cés visites fréquentes et adopter des dispositions qui les facilitent.
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- - G-azi cambasiibles Composition moyenne m volume pour °/o
  - CH* CO H C02+Az
  - Désignation
  - îouvoir calorifique inférieur
  - Gaz d'éclairage 1000-5000 calories
  - Craz de four â calce 3000-1500 calories
  - Gaz de liatit-fouriLeau 250-1Û00 calories
  - &az de gazogène. de coke ou danfhrariie 3100-1300 calories
  - Gaz mixte de gazogène de houille avec forte ity eetioii de vapeur 1100-1300 Galeries.
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  - 22. Le type de machine, qui est de beaucoup le plus fréquemment réalisé, est le moteur à quatre temps, à double effet, dit quadruplex, les deux cylindres à double effet étant placés dans le prolongement l’un de l’autre en tandem; dans les installations les plus récentes, on rencontre fréquemment ce type doublé de puissance par l’emploi de deux lignes jumelées de cylindres tandem. Le moteur est ainsi à double effet et à quatre cylindres.
  - Le type tandem simple réalise un effet moteur à chaque course ; le type tandem jumelé, deux effets moteurs par course. Le premier est, en ce point, analogue à la machine à vapeur mono-cylindrique; le second, à une machine à vapeur à deux cylindres disposés en tandem.
  - La littérature qui traite de ces moteurs est extrêmement abondante (1), et je puis me borner à indiquer sommairement, par quelques exemples, les points essentiels de leur construction et de leur fonctionnement.
  - L’évolution de la construction de ces moteurs a amené quasi tous les constructeurs à adopter les mêmés dispositions générales qui rappellent celles de la machine Sulzer. Le cylindre est symétrique par rapport à un axe vertical; l’admission se fait à la partie supérieure, l’émission des gaz brûlés à la partie inférieure. La symétrie favorise la résistance du métal aux tensions normales ou accidentelles.
  - Les cylindres (fig. 42 et 43, représentant le dernier type de la Société Cockerill) sont a double paroi pour la circulation" d’eau. Leurs couvercles sont à double fond pour la même cause; ils sont munis d’une boîte à bourrage avec garniture métallique pour le passage de la tige de piston.
  - Les tiges de pistons en acier forgé et les pistons sont creux pour la circulation de l’eau de refroidissement. La double cavité des pistons communique avec le creux de la tige de façon à permettre la circulation de l’eau : celle-ci entre à une extrémité de la tige par une sorte de trombone, traverse le piston et sort à l’autre extrémité. Elle est débitée sous une pression de 3 à 4 kg par centimètre carré, afin d’éviter les coups de bélier
  - (1) Les annales de la Société des Ingénieurs civils renferment de nombreuses communications qui s’y rapportent et la Société compte, parmi tant d’autres membres qui auraient été plus qualifiés que moi pour traiter ce sujet, M. Witz, dont les publications font autorité, M. Letombe, auquel les moteurs à gaz modernes sont redevables de progrès importants, etc. : ^ ,!v *
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- - Fig.12. Coupe longitudinale
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  - qui résulteraient du mouvement alternatif des pistons si la continuité de l’écoulement n'était pas assurée.
  - Le poids des pistons est supporté en entier par les tiges qui sont au préalable légèrement cintrées vers le haut, de façon à être, une fois montées, rigoureusement rectilignes sous l’influence du poids des pistons et de l’eau intérieure.
  - Les tiges traversent les couvercles dans des boîtes à bourrage métallique et reposent sur les traverses, qui prennent elles-mêmes appui sur les guides dans les longerons du bâti. Les pistons flottent ainsi dans les cylindres sans appuyer sur leurs parois, qui ne subissent que le contact des bagues de garniture.
  - L’arbre moteur est à vilebrequin. Il est composé de deux bras en acier moulé, coulés avec leurs contrepoids ; les boutons et le pivot de manivelle sont en acier forgé. L’arbre repose sur trois paliers, deux faisant partie du bâti aux deux parties de l’arbre coudé, le troisième au delà du volant,
  - Dans les moteurs jumelés, le vilebrequin est double et repose dans les paliers des deux bâtis.
  - L’arbre secondaire commandant la distribution tourne moitié moins vite que la machine.
  - Il est placé parallèlement à l’axe longitudinal du moteur et porté par des paliers fixés extérieurement aux bâti et longerons ; il reçoit son mouvement de l’arbre coudé par une paire d’engrenages coniques, taillés, en acier.
  - L’allumage se fait par étincelle électrique à haute tension avec bougies fixes.
  - Il peut être avancé ou retardé suivant l’allure du moteur.
  - D’une manière générale, toutes les parties du moteur en contact avec le gaz chaud sont refroidies. Une circulation d’eau est ainsi établie dans les enveloppes et couvercles des cylindres, les boîtes à soupapes, les soupapes d’émission et les pistons avec leurs tiges.
  - Les coussinets de l’arbre moteur et les guides-crosses sont également refroidis par une circulation d’eau.
  - Le réglage de l’eau se fait par des robinets à la sortie des divers tuyaux, qui aboutissent tous à un bac bien en vue et à la portée du machiniste.
  - Le graissage des organes du moteur doit être particulièrement soigné.
  - Il se fait automatiquement et à l’huile minérale pour les
  - Bull. ‘ ,14
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  - cylindres, l’arbre moteur, les bielles et les guides-crosses; l’arbre de distribution et les articulations sont généralement graissés par des Stauffer à la graisse consistante.
  - Une partie de l’huile minérale est réemployée après filtrage.
  - La mise en marche du moteur se fait par de l’air comprimé à une pression d’au moins 10 atmosphères. L’air fourni par un petit compresseur est emmagasiné dans un réservoir communiquant avec la soupape de mise en marche.
  - Cette soupape, placée dans une des tubulures du cylindre, reçoit son mouvement par une came calée sur l’arbre de distribution. Par déplacement d’un galet roulant sur cette came, le mouvement de la soupape est interrompu dès que la première explosion a eu lieu.
  - 23. Le dispositif de régularisation des moteurs varie, par les détails de sa réalisation, d’un constructeur à l’autre,- mais se ramène toujours à deux modes généraux : admission d’un volume constant de richesse variable ou réglage qualitatif ; admission d’un volume variable de richesse constante ou réglage quantitatif. Le réglage par « tout ou rien » donnerait des à-coups considérables dans ces grands moteurs et n’est plus employé.
  - Les deux modes de faire s’autorisent l’un et l’autre de données expérimentales.
  - Si le réglage est qualitatif, le degré de compression ne diminue pas aux charges réduites. Or d’après l’une des lois de M. Witz que l’expérience a confirmées, le rendement du moteur augmente avec la compression ; mais la vitesse de combustion du mélange d’air et de gaz varie avec la composition du mélange et, aux charges réduites, une partie du gaz admis pourrait même ne brûler qu’imparfaitement.
  - Si le réglage est quantitatif, la combustion est mieux assurée aux charges réduites, mais la compression du mélange diminue.
  - M. Letombe avait bien remédié à l’inconvénient du réglage qualitatif par la sUrcompressiou, pratiquée aux charges réduites, en ne faisant, aux pleines charges de moteur, qu’une admission fractionnée. Pour diminuer la puissance(1), on réduisait la quantité de gaz admise, mais en même temps on augmentait la durée de l’admission totale qui se trouvait ainsi complétée par un
  - (1) Chas. Vallet."m Installation à gaz pourvue de 1000 cli indiqués. B&one industrielle 1908. Description d’un moteur Letombe, avec alternateur triphasé Oerlikon, construit par la Société anonyme des Ateliers du Tliiriau.
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- - supplément d’air. La, compression, en commençant dès lors plus-tôt, dans une chambre de volume invariable, devenait plus-forte.
  - Aujourd’hui, pour la pleine charge, on donne aux moteurs les compressions: les plus élevées (jusqu’à 12 kg) eu égard à la qualité des gaz employés ; le réglage par surcompression offre clone moins d’intérêt.
  - Pour atténuer l’inconvénient du réglage qualitatif, on admet Pair sans interruption pendant toute la course, et le gaz seulement en fin de cette course. Le moment où l’admission du gaz commence est déterminé par le régulateur et est d’autant plus retardé que lai puissance à fournir par moteur est moindre.
  - Par ce moyen, la dernière fraction admise, celle qui est au contact, des bougies est un mélange normal, facilement inflammable.
  - Le réglage qualitatif a, au point de vue mécanique, un avantage qui le fait préférer par un certain nombre de constructeurs ; c’est, par suite de la conservation des fortes compressions à toutes, charges, d’amortir les chocs qui se produisent, à fond de course, dans les articulations des bielles.
  - En fait, c’est ce réglage qui est de beaucoup le plus fréquemment employé (Goekerill, * Nuremberg, Creusot, Ehrhardt et Sehmer) ; le réglage quantitatif se rencontre dans les moteurs de M . Le tombe, de la Société Cail.
  - 24, Exemple- de réglage qualitatif. — Nous citerons comme application de ce mode de réglage le dispositif des moteurs de la Société Goekerill.
  - Dans ces moteurs (fig.. tS.), l’admission de gaz (1) est sous la dépendance du régulateur. La distribution s’effectue, à chacune des extrémités, des cylindres, par une soupape d’émission placée à la. partie inférieure., et par trois soupapes d’admission situées à la partie, supérieure, dans la même verticale : la première admet l’air, une seconde le gaz,, la troisième livre passage au mélange. Cette dernière est fixée* sur la même tige que celle qui sert à l’entrée, de l’air et elle en est par suite solidaire ; la première est un simple disque, tandis que la seconde est une lanterne ou tiroir cylindrique qui obstrue les lumières circulaires par lesquelles l’air arrive au cylindre, et les démasque aussitôt que la
  - (1) Notice de la Société Goekerill.
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- - — 204
  - soupape de mélange permet son introduction en s’abaissant. La descente de la tige commune de. ces deux soupapes comprime un ressort énergique qui tend à les relever ; cette tige traverse, à frottement doux, celle de la soupape à gaz. Cette dernière ne s’abaisse et ne livre passage au gaz qu’à un moment donné de la course du piston, qui est déterminé par le régulateur. Avant ce moment, l’air pénètre seul dans le cylindre et il remplit d’abord l’espace parcouru par le piston ; puis le gaz et l’air entrent simultanément et, mélangés intimement dans la proportion convenable, ils complètent la cylindrée. C’est ainsi que la compression est maintenue constante.
  - L’arbre auxiliaire de distribution porte une came qui agit successivement sur les galets garnissant l’extrémité de deux barres qui commandent les leviers de manœuvre des soupapes. La soupape de mélange et celle d’échappement s’ouvrent à des moments invariables de la course du piston, avec une certaine avance. Celle-ci reste d’ailleurs ouverte pendant une petite fraction de la course d’admission : cette disposition détermine un balayage énergique de la chambre d’explosion et surtout des parties voisines de l’allumeur.
  - La soupape d’admission du gaz s’ouvre d’autant plus tard que la puissance,,à développer est moindre. C’est le régulateur qui détermine le moment de son ouverture. Lorsque, à un moment fixé par le régulateur, la soupape à gaz est rendue libre, elle s’ouvre sous l’action de son poids , et de la dépression d’admission ; un dashpot amortit le choc qui résulterait de ce mouvement brusque.
  - A la fin de la course d’admission, les deux soupapes sont ramenées sur leurs sièges par l’action du ressort.
  - 25. Réglages quantitatifs. — A l’origine, on faisait varier les volumes admis en diminuant la section de passage du mélange gazeux pendant la course entière des pistons. Ce réglage par laminage entraînait une certaine variation de composition du mélange en raison des pertes de charge différentes qui en résultaient. Actuellement, pour conserver des diagrammes corrects, on règle l’ouverture des soupapbs de mélange de façon à ne pas produire de laminage jusqu’à ce que le fonctionnement d’un déclic en provoque la fermeture rapide.
  - La soupape d’admission est commandée par excentriques et leviers roulants à calage fixe. Le rapport des bras de levier est
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- - — 205 -
  - faible au début du contact, de façon que l’attaque de la soupape ainsi que la retombée sur son siège aient lieu avec douceur. La disposition de la soupape de mélange ou distributeur constitue la caractéristique des différents systèmes.
  - Par exemple dans le moteur de la Société Française de Constructions Mécaniques (anciens établissements Cail) installé [à la
  - Figffï. Distribution du moteur?- de la Société Française de constructions mécaniques
  - Société des Mines de Lens, le distributeur-mélangeur équilibré D (fig. 44) est à course variable ; normalement fermé sous l’action du ressort R, il est commandé par un levier / à talon f libre sur l’axe g. Ce levier peut être encliqueté par ïe cliquet h tournant autour de l’axe i actionné par la bielle k attelée à la barre d’excentrique c. Le cliquet h peut être effacé par l’action du galet l
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  - dont la position, par un jeu de bielles, est commandée par le régulateur qui actionne l’arbre p.
  - Les soupapes d’admission et le distributeur D s’ouvrent en même temps, mais le distributeur se îerme au moment où le talon f échappe au cliquet h. La loi du mouvement du distributeur est déterminée de façon à créer à chaque instant une section de passage sensiblement proportionnelle à la vitesse du piston.
  - 26. Parmi les nombreux essais auxquels ont donné lieu les moteurs à gaz, et dans les publications qui ont suivi, j’ai relevé ceux ci-après afin de montrer, dans quelques cas, les rendements thermiques constatés de grands moteurs à gaz.
  - Tous ces chiffres ne sont pas rigoureusement comparables. Tantôt on a déterminé la consommation par cheval indiqué et tantôt par cheval effectif, parfois aussi par kilowatt aux bornes des alternateurs entraînés par moteurs à gaz. Dans certains cas la consommation par cheval effectif est déterminée en déduisant de la puissance effective du moteur celle nécessaire à ses accessoires ; dans d’autres, cette déduction n’est pas faite.
  - On sait de plus que le pouvoir calorifique du gaz est différent, selon qu’on tient ou non compte de la chaleur de vaporisation de l’eau contenue dans les produits de la combustion. Le pouvoir calorifique inférieur envisagé dans le second mode est, pour le gaz de four à coke, sensiblement inférieur de 40 0/0 au pouvoir calorifique supérieur.
  - Il y aurait un réel intérêt à ce que les publications de ces résultats d’essais fussent faites suivant un mode uniforme, par exemple, celui qui a été proposé par MM. Mathot et ITerbais de Thun(l) et que M. Jouguet demande de compléter légèrement (2)
  - 27. Le rendement thermique du moteur à gaz, estimé par rapport au pouvoir calorifique inférieur, atteint donc et dépasse 30 0/0; ce qui est à peu près deux fois et demi le rendement des groupes chaudières-machines ou turbines à vapeur, les plus parfaits. Il semblerait donc que les applications du moteur à gaz de four à coke dussent être nombreuses. Il n’en est pas ainsi.
  - Le tableau ci-après fait connaître les principales installations réalisées jusqu’ici en Europe.
  - (1) (Essais des moteurs (Mémoires du Congrès de Liège en ft905). *
  - (2) La mécanique au Congrès de Liège. Bulletin de la Société de l'Industrie minérale, 1906, p. 593.
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- - t=£5 •==> g-« .<^3 >P=> P5 .6-1 cr> « TYPE du MOTEUR PUISSANCE LIEU de l’essai DATE c/2 £0 pS S—1 -s! Ê-l X 2 0U X NATURE DU GAZ PUISS indique ;ance effective KENDEMENT ORGANIQUE COXSOM de ca par cher indiquée MATIOX tories al “heure effectif
  - Cl) ch ch %
  - I Cockerill. Monocylindrique 600 Société 21-3-1900 Hauts 886,5 725 81.78 2 343 2864
  - simple effet. Cockerill. fourneaux.
  - II d° ^ 2 cylindres tandem 1 500 d° 10-1-1906 MM. Wilz d° 1 607,74 1494,80 92,97 2 192 2354.7
  - à double effet. J et Hubert.
  - III Nuremberg.^ 2 cylindres tandem •1 200 •llomback. 11-9-1904 d° 1 427 1 186 83,10 1 880 2262
  - «à double effet.
  - IV d° 2 lignes de 2 cylindres 2 400 ilsdorl. M. Langen. Fours 2 437 2 233 90,68 1 736 1914
  - tandem à double effet. à coke.
  - V d° 2 cylindres tandem 600 Ougrée- 1-1907 Personnel d° )) 562 )) Y* 2145
  - à double effet. Marihaye. de l’usine.
  - VI Letombe. Quadruplex. 1 000 Itèl.duThiriau 2 et 3-12-07 MM. Witz Gazogènes. 881,4 705,15 80 1 818 2272
  - indiqués. à la Croyère et François. % *
  - RENDEMENT
  - THERMIQUE
  - indiqué
  - O /
  - / °
  - 27,04 28,89 33,70 30.49
  - 34.85
  - •ITniif
  - 22.10
  - 26 ni
  - 28,01
  - 33,10
  - 29,53
  - 27,88
  - Observations. q>) La consommation en calories a été déterminée en parlant du pouvoir calorilkjue supérieur pour les essais I, II. du pouvoir calorifique inférieur pour les essais III, IV et \ ; pour l’essai \I, on estparti du coke consommé en admettant un rendement du gazogène de 80 %, un rendement de 94 % de l’alternateur accouplé au moteur; le travail effectif a été calculé déduction faite du travail absorbé" par les machines accessoires.
  - b) Le calcul de 1 essai IV a été fait en partant du rendement total 0,857 et en admettant un rendement de 0,945 pour l’alternateur accouplé.
  - c) L essai complet III montre des diminutions du rendement thermique indiqué et effectif de 4 et 7,5 °/0 environ quand on passe de la pleine charge à la demi-charge.
  - d) L essai complet II montre des diminutions du rendement thermique indiqué et effectif de 6 et 10 °/„ environ quand on passe de la pleine charge à la demi-charge.
  - bO O —I
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- - SOCIÉTÉ ET LIEU TYPE CONSTRUCTEUR SOMBRE PUISSANCE -
  - EMPLOI OBSERVATIONS
  - d’installation DE MACHINE d'unités unitaire
  - - Allemagne. 1 .
  - / Tandem. Société Augsbourg, 2 •500 Alternateurs. Puissance totale installée
  - Eschweiler Bergwersksve- \ • d° Nuremberg. 3 4 200 d° à Alsdorf: 44 600HP.
  - 1 rein, à Alsdorf (Prusse ; . Tandem-
  - ! Rhénane) . > J jumelle. d° 2 2 400 d°
  - ( d° d° 2 2 600 d°
  - | Tandem. Ehrhardt et Sehmer. 4 700 d° Puissance totale installée
  - Mines fiscales, inspection Vil , \ d° d° 4 4 200 d° à Heinitz : 10 400 HP.
  - à Heinitz (Sarre) ) Tandem-jumelle. • d° 2 2 800 d°
  - Rheinpreussen, à Homberg-8 am-Rhein V ( Tandem, j A 2 < temps | Oechelhaüser. A ugsbo urg-N u remberg. Borsig. Berlin. 2 4 \ 500 4 500 O o rC> '“Cl Puissance totale à Rheinpreussen : 4 500 HP.
  - | Krupp et Cie, mine Hannover. ( Tandem. Société Alsacienne de o lu 600 d° Puissance totale à Han-
  - d° constructions mécaniques. 4 4 500 d° nover : 2 700 HP.
  - 3 Deutsch. Luxembourg, A. G., Jumelle-
  - 1 .. à Bochum tandem. Augsbourg-Nuremberg. 4 2 200 d°
  - 8 Mines fiscales de Bielschowitz. Tandem. Ehrhardt et Sehmer. 2 4 400 d°
  - Gebrüder ;Stumm, à Neun- •
  - kirchen Tandem. Augsbourg-Nuremberg. 2 4 400 Dynamos.
  - Consolidation, à Schalke . . Constantin-lë-Grand, à Bo- Tandem. d° 2 6S0 Alternateurs.
  - chum. ......... Tandem. d° 1 4 200 d°
  - I Usine de Burbach I Gelsenkirchen JBergwerksge- Tandem. Augsbourg-Nuremberg. 1 1 200 Alternateurs.
  - I sellschaft, à Grimberg et I Eving Tandem. d° 2 500 d°
  - J Minister Aphenbach, à Bram-
  - I . baüer Tandem. • d° 4 4 000 d°
  - | Hibernia . . Tandem. d° 4 900 d° '
  - France.
  - Tandem. Le Creusot. 2 4 200 Alternateurs. Puissance totale installée àu Creusot :
  - Schneider et Cie, Le Creusot. Tandem- 9 600 HP., aux gaz de haut four- j
  - jumelle. d« 3 2 400 do neau et de four à coke. 1
  - Mines de Lens, à Vendin-le- Tandem. Anciens Etabliss. Cail. 4 500 d° Puissance totale installée
  - Vieil. . . Augsbou rg-N uremberg. 3 4 200 d° par les mines de Lens : 4100 HP.
  - Mines de Douchy, à Lourches. Tandem. Augsbourg-Nuremberg. 2 . 580 d°
  - Autriche.
  - Mines de Witkôwitz . . . . Tandem. Ehrhardt et Sehmer. 2 700 Alternateurs.
  - Mines du Cte Larisch-Mon- #
  - nisch, à Karwin d° Augsbourg-N uremberg. 4 700 d°
  - . Belgique.
  - Seraing Cockerill à Seraing. Divers. Société Cockerill. » 5 700 Alternateurs. Moteurs marchant aux gaz de haut
  - ' fourneau et de four à coke.
  - Société d’Ougrée-Marihave,
  - j à Flemalle-Grande.... Tandem. Augsbourg-Nuremberg. 2 600 Dynamos,
  - 8 Rombacher - Hütte, cokerie
  - 8 de Zeebrugge d° Ehrhardt et Sehmer. 4. 700 Alternateurs. •
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- - — 210 —
  - On peut estimer à peu près à 50 000 cli la puissance totale des moteurs à gaz de four à coke installés en Angleterre et sur le continent; ce qui est très peu au regard des 2 millions de chevaux que pourrait créer, dans de tels moteurs, le gaz produit dans les fours à coke de l’Europe. Dans certaines régions, la Ruhr particulièrement, les moteurs à gaz ne trouvent, en ce moment, pas ou peu d’applications nouvelles (1).
  - Outre les difficultés sérieuses, mais surmontables, que présente la réalisation d’une marche tout à fait régulière de ces moteurs, et que j’ai indiquées, — difficultés qui n’ont certainement pas été jugées à leur valeur, à l’origine — l’installation de moteurs à gaz entraîne une dépense plus élevée que celle de machines ou turbines à vapeur. Ce point sera traité plus loin.
  - 28. Les moteurs à gaz de four à coke sont, comme le montre le tableau ci-dessus, consacrés exclusivement à la commande d’alternateurs ou de dynamos. Dans les deux cas, la marche de la machine doit être aussi régulière que possible ; mais dans le premier, il faut en outre pouvoir réaliser la marche en parallèle des différentes unités motrices.
  - On a à considérer, dans cette question qui est assez complexe, les oscillations d’ordre mécanique et celles d’ordre électrique, et à éviter que les premières ne produisent un écart angulaire trop fort et qu’il n’y ait synchronisme entre les unes et les autres.
  - Soit un alternateur fonctionnant seul sur un réseau à charge constante ; la variation du couple moteur provoque des oscillations périodiques de vitesse dont la grandeur peut se définir par l’écart angulaire maximum que prend cet alternateur par rapport a un alternateur à mouvement uniforme.
  - Soit maintenant deux alternateurs identiques en parallèle, en marche normale, réglés à égalité de charge, à égalité d’excitation et conduits par des moteurs à couple constant, des turbines par exemple. Si, pour une cause extérieure, un alternateur se met en avance sur l’autre, il se crée, par échange d’énergie, une puissance synchronisante, produisant des oscillations relatives des deux alternateurs. Leur grandeur peut aussi se traduire par l’écart angulaire maximum des deux machines.
  - Il faut éviter que la périodicité des oscillations d’ordre élec-
  - (1) Verein für die bergbaulichen Interessen im Oberbergamtbesirk Dortmund. Rapports annuels pour 1906-1907.
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- - trique ainsi définies (oscillations libres de deux alternateurs couplés) soit dans un rapport simple avec celle des oscillations mécaniques; sinon, il pourrait en résulter l’accroissement d’amplitude des écarts angulaires par l’effet connu en physique sous le nom de loi de Melde.
  - Pratiquement, on détermine l’écart angulaire maximum d’ordre mécanique en s’imposant un coefficient d’irrégularité fixé :
  - £ __ Vitesse maximum — Vitesse moyenne Vitesse moyenne
  - et en calculant le PD2 du volant en conséquence. On évite le synchronisme (ou la résonance) en écartant les valeurs de ce PD2 qui satisfont à la relation :
  - T =
  - 241V uAH y/ 3
  - dans laquelle :
  - a est le nombre de tours du moteur à gaz comprenant un cycle complet de pulsations.
  - u, le nombre de tours par minute de l’alternateur, c), la fréquence du courant.
  - A, l’intensité du courant de court-circuit, par phase.
  - H, le voltage du réseau.
  - PD2, le moment d’inertie du moteur et de l’alternateur en kilogramme-mètre carré.
  - T est défini par T =
  - 1 u
  - 29. Quelle économie peut-on espérer retirer de l’emploi de moteurs à gaz de four à coke (d) ? C’est une question sur laquelle les avis sont très partagés.
  - iL’installation 4e moteurs à gaz entraîne, à puissance égale,
  - (!) Cette question est traitée très 'complètement, et avec une 'grande «clarté, dans !e mémoire de M. Léon Greiner : Production économique de la force motrice dans les usines métallurgiques par V utilisation du gaz die haut fourneau et de four à coke. (Revue universelle des Mines, t. XVIII, 4e série, 1907.)
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  - une dépense sensiblement plus élevée que celle des turbines à vapeur.
  - Pour une centrale de 5 000 kilowatts, par exemple, les frais d’installation de turbines (deux ou trois unités), avec tous leurs accessoires (tableau, condenseurs, réfrigérant), et les chaudières correspondantes ne dépassent guère 200 francs par kilowatt installé.
  - Pour une usine de même importance, composée de moteurs à gaz (de trois à six unités) (moteurs, alternateurs, tableau, usine d’épuration, gazomètre, canalisations et accessoires), la dépense est d’environ 350 f par kilowatt installé.
  - Par rapport au kilowatt disponible, ces chiffres devraient s’augmenter de la proportion correspondante à la réserve normale ; on doit compter 25 à 33 0/0 avec les moteurs à gaz et il semble qu’on puisse compter moins avec des turbines.
  - Sur quelles bases faut-il amortir ce capital ? C’est difficile à dire avec certitude. Les moteurs à gaz, ni les turbines n’ont pas encore un passé suffisant pour qu’on puisse savoir avec précision quelle campagne ils peuvent faire avant de devoir être remplacés. Mais il paraît sage de prévoir l’amortissement d’un moteur à gaz dans un temps moindre que celui d’une turbine. Par contre, l’installation d’épuration peut durer beaucoup plus longtemps que celle des chaudières. Je penserais volontiers qu’on peut faire l’amortissement des turbines en douze ans et celui des moteurs à gaz en huit.
  - Les frais directs d’exploitation (main-d’œuvre, graissage, nettoyage, entretien et réparations) sont souvent indiqués comme étant plus élevés pour le moteur à gaz que pour les turbines. Cependant des renseignements très précis permettent de dire que ' la différence n’est pas très grande quand le personnel chargé de la conduite des moteurs est très expérimenté et l’installation importante. A la centrale à gaz de la Société Cockerill, à Seraing, d’une puissance de 5 700 kilowatts, le prix de revient d’exploitation d’un semestre, avec un coefficient d’utilisation de 50 0/0, a été de 0,653 centime (1). Ce chiffre n’est pas plus élevé que celui d’une centrale de 1 000 kilowatts, de la Mine Espérance et Îkmne-Fortune, marchant à deux tiers de charge (16 000 kilowatts par jour). Il est moins élevé que celui de la moyenne d’un grand nombre d’usines allemandes de plus de 5 000 kilowatts,
  - (1) Léon Greiner. Loc. cil.
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- - — 213 —
  - qui a été de 0,675 centime (1) (le coefficient d’utilisation n’est pas indiqué).
  - Enfin, les avis diffèrent sur la valeur qu’il faut attribuer au gaz utilisé. Les uns le comparent au charbon au point de vue calorifique, mais comme le charbon ne peut être transformé en énergie que par l’intermédiaire de gazogènes ou de chaudières, ils tiennent compte du rendement de ces appareils, qui est de 70 .0/0 environ. Si le charbon a un pouvoir calorifique de 7 000 calories et coûte 15 f la tonne, le mètre cube de gaz de four
  - à coke à 4000 calories est estimé : --1’^
  - / 000 X 0,7
  - 1,22 centime.
  - Les autres (2) estiment la valeur du gaz d’après son pouvoir calorifique seulement ; dans le cas ci-dessus, il serait, au mètre cube, de 0,855 centime.
  - Si enfin on a égard aux différences très grandes qui peuvent résulter, d’un casa l’autre, des frais d’installation, du coefficient d’utilisation, de la valeur sur place du combustible, on s’explique les divergences d’opinion des divers auteurs. Le plus souvent les auteurs allemands estiment que le prix de revient du kilowatt est un peu plus élevé pour les moteurs à gaz que pour les turbines et un peu moins que pour les machines cylindriques.
  - On peut soutenir un avis différent.
  - On peut, en effet, admettre qu’en marche industrielle et courante, le kilowatt-heure aux bornes du tableau est obtenu avec une dépense de 1 m1 2 3 ou 2,25 m3, selon que le gaz de four à coke est directement utilisé dans un moteur ou brûlé sous des chaudières qui livrent la vapeur produite à des turbines. Sur les bases indiquées plus haut, l’avantage en faveur du moteur à gaz, du fait d’une moindre consommation de gaz, est donc de 1 centime environ.
  - Si le kilowatt installé coûte, selon le cas, 350 f et 200 f, et s’amortit en huit ans et douze ans, les charges d’intérêt à 5 0/0 et d’amortissement par kilowatt-an sont respectivement de 35,40 f et 22 f. Avec une utilisation de 3 6U0 heures par an, chiffre plutôt faible dans une installation destinée à une mine qui a des services importants de nuit (ventilateurs, pompes d’exhaure,
  - (1) Professeur Baum. Contribution à la question de la production et de la vente dé la force motrice dans les usines. Glückauf, 1906, n° 35.
  - (2) Bergassessor Baùm. Die Entwickelung des niederrheinisch westfalischen Stein-kohlenbergbaues, t. VIII.
  - Ingénieur Bonte. Ueber Fortschritte und Erfahrungen im Grossgasmaschinenbau.
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- - — 214
  - broyeurs à charbon) on trouve comme charge d’intérêt et d’amortissement par kilowatt-heure :
  - 3 540 AOQQ .. .
  - ÿOÏÿj = 0,983 centime avec un moteur a gaz,
  - 2260
  - et 20Q0 = 0,628 centime avec une turbine, soit 0,255 de moins.
  - Il reste encore dans ce cas une différence importante (0,75 centime environ) en faveur du moteur à gaz, plus que largement suffisante pour compenser tous suppléments de frais directs de production de l’énergie.
  - En résumé, mon avis est qu’on peut admettre que, toutes charges d’intérêt et d’amortissement comptées et le mètre cube de gaz étant estimé d’après sa valeur calorifique, le prix de revient du kilowatt est assez voisin dans les deux cas.
  - Il reste, à l’avantage du moteur à gaz, l’intérêt très important de permettre de produire, avec la même quantité de gaz, une puissance plus que double. Cet intérêt est considérable quand on a l’utilisation de toute cette puissance. Il se traduit par un chiffre élevé, eu égard à la valeur du combustible économisé, quand les moteurs à gaz peuvent marcher à pleine puissance pendant toute la journée; ce qui est, par exemple, le cas dans une aciérie dont la marche est continue ou dans une centrale complexe (cas des mines de Lens) dont les moteurs à gaz peuvent être maintenus en marche continuellement ; les suppléments de puissance nécessaires (réguliers ou par à-coups) étant fournis par des machines ou turbines à vapeur.
  - DEUXIEME PARTIE
  - Description sommaire des installations de moteurs à gaz de four à coke de la Société des Mines de Lens.
  - Les installations, sur le territoire de la commune de Vendin-le-Vieil, forment deux groupes : celui des usines du N° 8 et celui des usines du Rivage.
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- - I. — Groupe des usines du N° 8.
  - C’est dans ces usines qu’eurent lieu les premiers essais faits par M. Reumaux pour l’utilisation directe du gaz de fours à coke dans les moteurs, dès 1898.
  - Un moteur à gaz système Letombe, de 20 ch, à double effet, avec mise en route automatique, fut installé pour actionner par courroie un jeu de pompes système Audemar-Guyon, mais le gaz employé étant pris à sa sortie des appareils d’une usine de récupération de sous-produits, c’est-à-dire insuffisamment débarrassé de goudron et de soufre, le service des pompes ne put être assuré régulièrement.
  - Le moteur à gaz dut être remplacé par une machine à vapeur.
  - Il fut ensuite réinstallé pour actionner une dynamo d’éclairage ; en y adjoignant une épuration, son fonctionnement fut satisfaisant, quoique non encore absolument parfait.
  - Désirant se rendre compte dffine façon complète des résultats que l’on pouvait obtenir dans cette voie, M. Reumaux commanda un moteur à gaz de 500 ch pour l’utilisation de l’excédent de gaz disponible des fours à coke installés à la fosse n° 8.
  - Ces fours à coke, au nombre de 140, sont du type 'ordinaire Mines de Lens à récupération.
  - Le gaz qu’ils produisent est traité dans une usine de récupération de sous-produits; l’excédent de gaz non nécessaire pour le chauffage des fours est épuré et est ensuite emmagasiné dans un gazomètre de 150 m3.
  - La station d’épuration comprend un ventilateur suppresseur, un compteur avec reviviïrcateur accouplé et quatre groupes de caisses, dont les valves et tuyauteries permettent une Circulation méthodique du gaz, qui traverse des caisses dont la matière épurante est de moins en moins ancienne.
  - Le moteur à gaz a été construit par la Société française de Constructions mécaniques (anciens Établissements Gail) de üenaiii..
  - 11 est à deux cylindres disposés en tandem ; sur son arbre est calé l’alternateur triphasé à 5 000 volts 50 périodes, de la Société Westinghouse.
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- - — 216 —
  - Les dimensions et conditions principales d’établissement de
  - ce groupe sont :
  - Puissance aux bornes de l’alternateur . . . 500 ch
  - Puissance effective sur l’arbre........... 538 »
  - Diamètre des cylindres....................... 600 mm
  - Course des pistons........................... 850 »
  - Nombre de tours par minute................136
  - Diamètre extérieur du volant................ 4,500 m
  - Poids du volant............................... 10 t
  - Les cylindres, du cycle à quatre temps, forment un groupe à double effet dans lequel les explosions donnent une impulsion motrice par course.
  - La régulation est obtenue par l’admission en quantité variable avec la charge d’un mélange dont le dosage est approprié à la qualité moyenne du gaz.
  - L’allumage est effectué par magnétos.
  - Une circulation d’eau de refroidissement est prévue dans les enveloppes des cylindres et les fonds avant et arrière des cylindres, les enveloppes de boîtes à soupapes, les pistons, les tiges et contre-tiges de pistons.
  - La mise en route se fait à l’air comprimé ; les soupapes d’échappement sont munies d’un dispositif de décompression la facilitant.
  - La consommation garantie de gaz à 4000 calories par cheval effectif et par heure est de :
  - A pleine charge................... 0,625 m3
  - A 3/4 de charge................... 0,720 »
  - A 1/2 charge...................... 0,837 »
  - A pleine charge, la consommation d’eau de refroidissement prise à 15 degrés est de 35 1 par cheval effectif pour les cylindres et les boîtes de distribution, et de 13 1 pour les pistons et leurs tiges.
  - IL — Groupe des usines du Rivage
  - Ce groupe comprend (fig. 6, pl. 48%) :
  - 1° d 40 fours à coke à régénérateurs, système Koppers ;
  - 2° Une usine d’épuration des gaz préalablement débarrassés des sous-produits;
  - 3° Les moteurs d’utilisation.
- p.216 - vue 215/666
- - — 217 —
  - Fours à coke. — Les fours à coke du système Koppers à régénérateurs sont au nombre de 140, disposés en deux batteries de 70 fours chacune.
  - Le tirage des fours d’une batterie est assuré par une cheminée de 50 m de hauteur, 2,780 m de diamètre intérieur à la base et 2,100 m au sommet.
  - Chaque four a son régénérateur indépendant placé immédiatement en dessous et divisé en deux parties dans le sens transversal.
  - Les caractéristiques sont :
  - Largeur utile..............................10 m
  - Longueur moyenne........................... 0,530 m
  - Hauteur jusqu’à la naissance de la voûte . . 2 m Capacité de l’empilage du régénérateur . . . 5,500 m3 Surface offerte au contact de l’air........77 m2
  - Les fours sont établis à l’écartement, d’axe en axe de 1 m.
  - La paroi entre deux fours est divisée en trente carneaux de chauffage verticaux, tous de même section, sauf les deux extrêmes qui sont un peu plus larges et plus fortement chauffés pour compenser le refroidissement par l’air extérieur. Au sommet, l’ouverture de ces carneaux est rétrécie et de petits registres en réfractaire posés à sec en règlent la section de manière que le tirage de la cheminée se répartisse uniformément sur tous.
  - Les cloisons verticales qui séparent les carneaux descendent jusque sur le conduit de distribution de gaz, afin de séparer complètement les carneaux les uns des autres et empêcher que les gaz de l’un puissent [tasser dans le carneau voisin.
  - Chaque carneau vertical est muni d’une busette à gaz en réfractaire, qui est de même section pour tous les carneaux, sauf pour les deux carneaux extrêmes, pour lesquels elle est un peu plus grande.
  - Verticalement, au-dessus de chaque carneau, se trouvent deux ouvertures fermées par deux bouchons facilement amovibles. Cette disposition sert :
  - a) à la mise en iffarche du four comme four ordinaire ;
  - b) pour contrôler, retirer ou replacer les busettes, dans le cas où, par hasard, elles auraient été endommagées ou obstruées;
  - c) pour observer la combustion des gaz dans les carneaux.
  - Bull. * 15
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- - Les fours sont construits pour fonctionner normalement comme fours avec récupération des sous-produits, mais les dispositions spéciales ci-dessus permettent de les faire marcher comme fours ordinaires lors de leur mise en service, jusqu’à ce qu’ils soient suffisamment chauds pour cokéifîer une charge normale.
  - Le fonctionnement de ces fours a été décrit dans la première partie, pages 20 à 23.
  - Le chargement des fours peut se faire soit par le dessus, pour la fabrication du coke ordinaire, soit par bout à l’aide d’une machine pilonneuse enfourneuse pour la fabrication du coke comprimé.
  - Les régénérateurs spéciaux de ces fours présentent les avantages suivants :
  - 1° la chaleur- rayonnante ne se perd pas par les fondations des fours, mais est récupérée par les régénérateurs ;
  - 2° l’aspiration des gaz descendant par les carneaux verticaux se fait plus uniformément par un grand nombre d’ouvertures.
  - 3° La surface de contact des régénérateurs et des gaz brûlés est considérable;
  - 4° Les conduits des gaz brûlés allant à la cheminée sont de petite section ;
  - 5° En cas d’accident en un point quelconque de la batterie, on arrête un seul four et non la batterie tout entière.
  - En marche normale pour la fabrication^ du coke ordinaire et en employant pour le chauffage des fours 50 0/0 seulement au maximum de la quantité du gaz produit pendant la cokéifaction du charbon, chaque opération par four dure vingt-huit heures et la production du coke par four et par vingt-quatre heures est de 5 t en enfournant du charbon à coke de 20 à 25 0/0 de matières volatiles contenant 8 à 10 0/0 de cendres et au maximum 15 0/0 d’eau.
  - Usine d'épuration. — Cette usine, pour six moteurs de 1 200 HP, dont cinq en marche, comprend deux, ventilateurs surpresseurs (uni de rechange): (fkj. 7, 8, !Jr p. 48%) prenant le: gaz dans les conduites d’amenée à une pression de 70 à 100 mm pour le refouler à une pression de 350 à 400 mm qui ueprésente approximativement la perte de charge dans les conduites et dans les différents appareils.
  - Les ventilateurs sont prévus pour débiter chacun un volume
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- - — 219 —
  - de gaz un peu supérieur à celui consommé par les trois moteurs (le \ 200 ch.
  - Un dispositif spécial fait passer du refoulement à l’aspiration la différence entre le volume refoulé par le ventilateur et celui consommé par les moteurs.
  - Les épurateurs sont au nombre de quatre, dont trois formant
  - Ensemble d'un Epurateur
  - Vz Coupe en élévation fï<p.l5. V2Vuje extérieure en élévation. I-
  - g=5
  - ff 1
  - J ,1330, __ _ _L5QP_ __ J
  - Va Coupe en plan. Ficpl6. Va Vue èxtérieure enplan.
  - un groupe dans lequel le gaz circule méthodiquement; le quatrième est toujours le dernier dans l’ordre de service et fonctionne comme épurateur finisseur. Toutefois les quatre peuvent être mis en série.
  - Chaque épurateur (fig. 45 et 46) se compose d’une cuve en fonte avec couvercle en tôle, de 9 m de longueur, 6 m de lar-
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- - — 220 —
  - geur et 1,50 m de hauteur; il porte deux claies en bois sur lesquelles la matière épurante est étendue sur une épaisseur de 300 mm environ.
  - Les vannes et tuyauteries sont disposées de telle sorte que l’épuration se fasse méthodiquement, le gaz traversant d’abord la couche de matière la plus ancienne et les autres dans leur ordre d’ancienneté, la plus récente en dernier lieu.
  - Afin qu’on puisse contrôler la consommation unitaire ou totale des moteurs, l’usine comprend un compteur de 50 000 m3, du type dit « de volume », en service dans les usines à gaz.
  - Dans le but de n’avoir à renouveler les couches de matière épurante qu’à de longs intervalles, un ventilateur actionné par le compteur mélange au gaz la proportion d’air nécessaire pour que l’oxygène qui y est contenu opère la revivification continue et sur place de cette matière.
  - On peut faire varier à volonté la proportion d’air mélangé au gaz; cette proportion est indiquée sur un cadran.
  - La matière épurante est du fer limoneux ou minerai des prairies humide, contenant 40 0/0 de son poids d’eau.
  - Le produit secdonne à l’analyse 11 0/0 de son poids de silice et 58 0/0 d’oxyde de fer, et sa puissance d’absorption de soufre sans revivification est de 39 0/0 de son poids.
  - La matière épurante est à son arrivée emmagasinée sur un vaste plancher en ciment armé situé immédiatement au-dessus des appareils d’épuration.
  - Lorsqu’elle est sortie des épurateurs, elle est élevée sur ce même plancher et étendue par couche d’environ 300 mm pour revivification.
  - L’installation est complétée par un gazomètre de 500 m3 de capacité dont, en marche normale, la cloche est toujours maintenue à la partie supérieure de sa course, la réserve maximum que peut contenir le gazomètre est ainsi toujours disponible.
  - Une disposition spéciale rend la pression du gaz constante, quelle que soit la position de la cloche.
  - Moteurs à gaz. — Le programme de la Société des Mines de Lens prévoit six moteurs à gaz, d’une puissance maximum constante de 1 200 ch effectifs chacun ; trois de ces moteurs sont actuellement installés.
  - Ils proviennent de la YereinigteMaschinenfabrik Augsburg und
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- - __221
  - Mascliinenbaugesellscliaft Niirnberg A.-G., à Nuremberg; ils sont en tandem, à double effet et à quatre temps.
  - Les dimensions de chaque machine sont les suivantes :
  - Diamètre des cylindres......... 0,870 m
  - , Course commune des pistons . . 1,100 m
  - Nombre de tours par minute . . 107
  - La puissance calorifique du gaz de fours à coke destiné à les alimenter est de 3 500 à 4 000 calories.
  - Ils sont munis d’un dispositif de mise en marche à l’air comprimé, d’un dispositif d’allumage électrique et d’une pompe à eau pour le refroidissement des pistons et des tiges de pistons.
  - Sur l’arbre sont calés un volant, du poids de 25 000 kg et un alternateur triphasé Westinghouse de 940 kilovoltampdres, 50 périodes, 5 000 volts.
  - La consommation garantie en calories inférieures est de 2 000 calories par cheval-heure indiqué à puissance maxima de 1 200 ch ou plus, et le rendement des machines est de 83 0/0.
  - A demi-charge, la consommation est de 2 600 calories et à un quart de charge de 3300 calories.
  - La consommation d’eau de refroidissement par cheval-heure effectif est de 30 1, cette eau étant prise à 15 degrés.
  - La même eau est constamment réutilisée après avoir été refroidie dans un réfrigérant, système Bourdon, à plaquettes de ciment.
  - La consommation d’huile par vingt-quatre heures et par machine est d’environ :
  - 25 kg pour les cylindres.
  - 17 kg pour les organes en mouvement.
  - Le coefficient d’irrégularité pendant une révolution, la charge •
  - ,, , . , i (V. max. — Y. min.)
  - étant maximum, est de l/200e = ---------------------1 pour la
  - 2 Y. moy. 1
  - machine marchant seule, en admettant que l’ensemble du volant et de la partie tournante de l’alternateur ait un PD2 de 625 000 kgm2 et le PD2 du volant seul étant de 507 000 kgm2 environ.
  - Si la charge de la machine varie brusquement de zb 25 0/0, l’écart entre le nombre de tours atteint et le nombre de tours moyen n’est pas supérieur à zb 3 à zb 4 1/2 0/0. .
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- - __222____
  - A l’état permanent, la différence entre le nombre de tours de la machine marchant à vide et à charge normale est au plus de 5 0/0. Un dispositif spécial manœuvrable depuis le tableau de distribution permet de faire varier le nombre de tours pendant la marche dans les limites de dz 5 0/0.
  - L’excitation des alternateurs est assurée par des groupes convertisseurs avec moteurs asynchrones triphasés à 200 volts 50 périodes, accouplés directement à des génératrices à courant continu.
  - Le tableau de distribution a été fourni par la Société Westinghouse; l’infrastructure, les cloisons, les planchers, les escaliers en sont en ciment armé du système Hennebique.
  - Un pont roulant de 25 t, construit par M. Gustin fils aîné à Déville, complète l’installation.
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- - LES PROCÉDÉS LES PLUS RÉCENTS
  - 1ÎT
  - DES AIGUILLES 1
  - tPAR
  - M. A. MOUTIBR
  - On sait que dans les gares tant soit peu importantes, les leviers des aiguilles et des signaux sont généralement réunis, par postes de concentration, dans des cabines où ils sont enclenchés: entre eux.
  - En matière de chemin de fer, un enclenchement, c’est une entrave apportée dans la libre disposition des aiguilles et des signaux d’un même poste pour empêcher toute fausse manœuvre ou éviter un accident; c’est un organe matériel qui solidarise un ou plusieurs des leviers de commande de ces appareils de telle façon que l’aiguilleur ne puisse mouvoir l’un d’eux que si les autres sont dans une position déterminée.
  - Ce mot enclenchement désigne donc, dans le langage courant, aussi bien la condition imposée pour la sécurité de la circulation que l’organe lui-même qui réalise cette condition.
  - A vrai dire., l’utilité de ces organes s’est révélée dès les premiers temps du chemin de fer.
  - M. Yignier, qui est l’auteur du jpremier système d’enclenchements, aimait à raconter .qu’ayant été chargé, en 485S, d’exercer une surveillance continue sur un premier poste de la ligne de l’Ouest, là, lui vint l’idée, pour guider les aiguilleurs et les mettre en garde contre toute erreur, d’établir entre les divers leviers du poste «des petits bouts de bois antagonistes qui s’opposaient à la manœuvre de certains de ceux-ci, quand les autres n’étaient pas dans la position correspondante, eu égard à la sécurité : les petits bouts de bois ont bien vite fait place à des tringles métalliques dans l’appareil perfectionné.
  - i
  - S (1) Voir Procès-Verbal de la séance du 22 janvier 1909, page 63.
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- - _ 224____
  - Depuis, la question des enclenchements a été étudiée par bon nombre d’ingénieurs; mais, chaque jour devant apporter une solution à des difficultés nouvelles dans leur détermination, elle n’est guère, en fait, restée le champ d’études que de quelques spécialistes persévérants, chacun ayant recours à son système propre d’investigation.
  - Aujourd’hui, dans les systèmes des leviers d’itinéraire, moyens nouveaux qui tendent à se généraliser pour la manœuvre des aiguilles et des signaux, apparaît une méthode qui échappe à peu près complètement à l’empirisme des procédés actuels, attendu qu’elle s’appuie sur des données purement géométriques.
  - C’est cette méthode, des plus simples et des plus expéditives, que nous nous proposons d’exposer, après un rapide coup d’œil sur ce qui a déjà été fait dans ce vaste et intéressant domaine de la sécurité.
  - Mais nous commencerons par indiquer la nature des enclenchements qu’on a à envisager et marquer les étapes des améliorations successives dans leur réalisation sans chercher toutefois à faire la comparaison de tous, les systèmes connus, ce qui nous entraînerait beaucoup trop loin. Nous ne nous appuierons, d’ailleurs, que sur des exémples typiques que nous avons pu personnellement expérimenter.
  - Avant tout, il est indispensable de dire un mot de la notation des enclenchements.
  - Définition et notation des enclenchements. — Considérons l’association, deux à deux, des leviers A et B, d’une part, B et C, d’autre part, que nous supposons attachés respectivement et intimement, par transmissions rigides aux aiguilles ou signaux, de même désignation, qu’ils commandent.
  - Chacun des deux leviers A et B, par exemple, peut être normal (N), c’est-à-dire dans la position droite devant l’aiguilleur, ou renversé (R), c’est-à-dire dans la position abaissée vers lui.
  - Ces deux positions (N et R) du levier A, combinées avec les deux positions possibles (N et R) du levier B donnent quatre combinaisons :
  - AN — BN AN — BR AR — BN AR — BR
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- - — 22o —
  - La première est, par définition, toujours possible; l’enclenchement entre les deux leviers A et B aura pour but d’empêcher l’une des trois autres combinaisons; c’est cette interdiction que notait Bricka, alors Professeur à l’École des Ponts et Chaussées, pour caractériser le genre de l’enclenchement : par exemple (AN — BR), signifiait impossibilité d’avoir simultanément AN et BR.
  - Pour certains, cette notation a quelque chose d’un peu abstrait.
  - En manipulant les leviers d’un poste, on voit, au contraire, que, pour réaliser l’incompatibilité (AN et BR) par exemple, il faut que AN immobilise (on dit enclenche) BN, résultat beaucoup plus intéressant à connaître, surtout pour le constructeur.
  - C’est ainsi que M. Cossmann, Ingénieur, chef des Services techniques de la Compagnie du Nord, qui a été l’un des premiers à travailler ces questions, a donné à sa notation une forme beaucoup plus positive, en lui faisant indiquer l’enclenchement à réaliser au lieu de l’incompatibilité à assurer.
  - Les leviers enclencheurs et enclenchés sont mis sous la forme fractionnaire, le premier au numérateur, le second au dénominateur.
  - AN
  - Exemple : veut dire : A normal enclenche B normal,
  - BN
  - AN
  - ce qui réalise l’incompatibilité (AN — BR) ;
  - veut dire : B normal enclenche A normal, ce qui réalise l’incompatibilité (AR — BN);
  - AR
  - BN
  - veut dire : A renversé enclenche B normal,
  - ce qui réalise l’incompatibilité (AR — BR).
  - Les deux premiers enclenchements sont de même nature, car il y a simplement permutation entre les leviers enclencheur et enclenché, et, en définitive, il n’y a que deux genres d’enclen-
  - 4N AR
  - chements entre deux leviers, ceux de la forme ^ et^vr-
  - ’ BN BN
  - Ces expressions fractionnaires peuvent être multipliées, membre à membre, et révéler ainsi, par élimination des facteurs communs, des enclenchements indirects résultants qui existent bien en fait.
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- - Ainsi, si on a séparément et entre les deux leviers C
  - et B, d’une part, et B et A, d’autre part, on en déduit :
  - CR X BR __ CR BR X AN “ AN
  - enclenchement résultant entre C et A des enclenchements réalisés uniquement entre B et A, d’une part, et B et C, d’autre part.
  - [A noter ici que, pour faciliter cette élimination de facteurs
  - AN
  - communs, il est quelquefois préférable de substituer à ^
  - AR
  - (A normal enclenche B normal) le symbole équivalent-^ (A renversé dégage B)].
  - Enfin, il peut arriver qu’un levier A renversé doive enclencher un autre levier B, à la fois dans sa position normale et dans
  - sa position renversée, ce qui s’exprime py ^ ; la réciproque
  - i , i l . . B (pendant sa course)
  - de cet enclenchement est —-----... _ T •--.
  - AN
  - La notation qui précède a été appliquée couramment, d’une manière un peu différente, par nos collaborateurs des Services techniques de la Compagnie du Nord, sur l’initiative de leur chef des études, M. Despons, lequel emploi les symboles :
  - Pour A normal............... A
  - Pour A renversé................... . A
  - Pour A pendant sa course............. A
  - Pour A normal et renversé. .....
  - (A)
  - Le signe X signifie enclenche,
  - „ , CR 4 BR ,. . ,
  - Par exemple ^ et s écrivent respectivement :
  - C > B:
  - B
  - et en multipliant, membre à membre, et éliminant les facteurs communs, on a :
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- - _ 227 —
  - soit G > A (G renversé enclenche À normal), enclenchement indirect trouvé précédemment. _ _
  - Chaque enclenchement B y> G a sa réciproque C > B : on le voit facilement, en manipulant les leviers d’un poste.
  - D’ailleurs, ces deux réciproques rentrent dans la même incompatibilité (BN — CR) jdont elles sont l’expression^
  - Chaque enclenchement A > B a aussi sa réciproque B > A.
  - On peut, d’ailleurs, comme on le verra plus loin (page 234), indiquer les enclenchements des leviers d’une même cabine dans un tableau de forme synoptique permettant d’avoir sous les yeux toutes les relations, directes et réciproques, établies entre chaque levier.
  - D’exemple donné est celui qui correspond à la cabine 1 de la gare indiquée schématiquement (fig. 40).
  - Dans la troisième colonne se trouvent les enclenchements de la forme A > B ;
  - Dans la quatrième colonne, ceux de la forme A > B et B > A ; dans la cinquième ceux de la forme F> A; c’est-à-dire que les enclenchements de la cinquième colonne sont la réciproque de ceux de la troisième colonne et que les enclenchements de la quatrième colonne sont des directs et réciproques du même genre.
  - Ces enclenchements entre deux leviers, réduits ainsi à deux catégories, qu’ils soient directs ou indirects, sont appelés enclenchements binaires, ou enclenchements simples. Ce sont les seuls qu’en général nous considérerons, attendu que, comme nous le verrons par la suite, lorsque nous rencontrerons des enclenchements ternaires, quaternaires, c’est-à-dire entre trois, quatre leviers et plus, et qui sont toujours conditionnels, nous tâcherons de tourner la difficulté en essayant, par des artifices, à les transformer en une série d’enclenchements binaires.
  - Les enclenchements conditionnels exigent, en effet, des combinaisons mécaniques des plus variées et sont ainsi d’une réalisation souvent très difficile, sinon impossible, sauf dans un certain nombre de cas devenus classiques.
  - Il importe maintenant, pour bien fixer les idées, de voir comment les enclenchements qui précédent peuvent être réalisés dans les systèmes les plus usuels.
  - 1° Système Vignier (fig, 4 à 4). — Chacun des leviers actionne directement, par une transmission mécanique p, l’appareil de voie ou le signal auquel il est relié.
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- - — 228 —
  - En outre, chaque levier enclencheur commande une barre transversale <> qui porte des taquets ta, tc, etc., pouvant, dans certaines positions respectives des autres leviers A, C, etc., pénétrer dans des encoches 0(l, Oc, etc., pratiquées dans les tiges de commande de ces derniers, de manière à les immobiliser, ceux-ci peuvent, d’ailleurs, être munis également de barres enclenclieuses réagissant sur d’autres leviers, c’est-à-dire qu’un levier peut toujours à la fois être enclencheur et enclenché.
  - EmcleTich.einsnts Vignier
  - Dans la position qu’il occupe sur la figure 1, le levier B normal enclenche, par l’intermédiaire du verrou tc, le levier (1 normal.
  - Si maintenant on modifie la position des leviers B et G, c’est-à-dire si on renverse B, par exemple (fig. 2), on voit que le levier B renversé enclenche le levier A normal ; si on venait alors à renverser G (fig. 4), on aurait également C renversé enclenche B renversé; d’où, par déduction, G > B et B > A donne G > A, enclenchement indirect qu’on voit réalisé sur la figure 4.
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- - — 229 —
  - L Levier de manœuvre T* Poignée du levier M Manette àTessort
  - 5 Secteur fixe IB •Sectesmunoblle
  - oeto' .Crans d'arrêt V Verrou
  - 6 Gril
  - 1.1). Barres d'enclenrlieineni d. BiëUette.
  - Si le levier G avait en dehors de l’encoche 0C une deuxième encoche 0C, on voit facilement qu’alors B enclencherait aussi bien C que G et que réciproquement G, pendant sa course, enclencherait B.
  - Le système Vignier remplit donc toutes les conditions requises pour la réalisation
  - de tous les enclen- Fig. 5
  - chements binaires 'BuQjiaç.tiemeiLts T^pe Saxby
  - nécessaires. Malheureusement tous les renvois d’équerre, les barres enclencheuses, les barres de commande portant les encoches d’enclenchement se développent dans un plan horizontal, d’où un besoin de place considérable, souvent incompatible avec les disponibilités de terrain, pour des postes un peu importants : C’est ce qui explique que le dispositif Saxby et Farmer se soit plus répandu dans les Compagnies de chemins de fer.
  - 2° Système Saxby.
  - — Il comporte pour chaque levier des flasques qu’on peut mettre très près les uns à côté des autres (intervalle 127. mm, c’est-à-dire 5 pouces anglais). Il se prête facilement aux nombreuses combinaisons d’enclenchements et présente une précision rigoureuse dans tous les organes, même après un long usage.
  - Le levier L, oscillant autour d’un axe 0, commande toujours
  - Plan et Coupe dimcpil
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- - 230 —
  - directement, par une tige P, l’appareil auquel il est relié ; et il est rendu solidaire d’une table d’enclenchements qui est dis-, posée horizontalement en avant des leviers (fig. 5).
  - Cette table se compose, d’une part, de grils rotatifs G (un par levier) et, d’autre part, de barres perpendiculaires d’enclenchement b.
  - Ces barres sont munies chacune d’un‘taquet d’entraînement l solidaire du gril correspondant au levier enclencheur et de taquets d’enclenchements t disposés convenablement vis-à-vis des autres grils solidaires des leviers enclenchés par le premier.
  - En manœuvrant un levier, ce qui n’est possible que si son gril n’est pas calé par un ou plusieurs taquets des barres enclen-cheuses correspondant aux autres leviers (fig. 6), on fait tourner
  - desleviers Barre -supérieure
  - Barre
  - inférieure “
  - Fhj.6
  - EncleiLclieïneTiis type Saxby f 2_> 2. .3^5-8. Scliéma delensenible des enclenchements d'un-poste | là JL
  - 1 \
  - na
  - G
  - I
  - w m
  - ce gril' entraînant la barre enclencheuse qui lui est attelée et avec elle les taquets disposés, vis-à-vis des grils des autres leviers avec lesquels il est conjugué : on libère alors les grils des leviers qui étaient enclenchés lorsqu’il était « normal » et on immobilise, au contraire, les grils de ceux qui doivent être enclenchés lorsqu’il est « renversé ».
  - 3° Système Stevens. — Un troisième système d’enclenchements, plus spécialement en usage à la Compagnie du Nord dans les cabines hydrodynamiques et pneumatiques, est le système Stevens qui tient encore moins de place.
  - La table d’enclenchements est constituée (fig. 7) au moyen de barres verticales B, reliées directement aux leviers et de barres horizontales b portant des taquets tf qui y sont fixés au moyen de rivets ou de vis.
  - Toutes ces barres sont guidées dans des supports en fonte disposés de telle sorte qu’elles ne puissent se déplacer que dans le sens vertical, pour les premières, et, dans le sens horizontal, pour les secondes.
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- - — 231 —
  - Les taquets t, dont l’extrémité se termine en double biseau, peuvent pénétrer dans des encoches de même forme, pratiquées
  - ÜTicleTLchemenis type Stevens
  - dans les faces latérales des barres verticales, ou, au contraire, buter sur lesdites faces.
  - Quand on manœuvre un levier, la barre verticale, qui lui est attachée, se meut verticalement et déplace ou cale les barres horizontales dont les taquets venaient en prise avec elle; ce déplacement dégage les encoches de certains leviers qui sont alors libérés et, au contraire, amène des taquets dans les encoches d’autres leviers qui sont alors enclenchés.
  - Ce système est surtout favorable à la réalisation des quelques enclenchements conditionnels qu’on ne peut guère éviter et que nous envisagerons par la suite.
  - Ainsi la figure 8 donne le dispositif d’enclenchements Stévens réalisant la condition
  - (d°Ï9h)>-’
  - ce qui s’exprime d e f g et h normaux (tous à la fois) enclenchent a « normal », ce qui donne :
  - (d e f k a) b> g
  - si c’est le levier g qui a été renversé pour permettre le renversement de a,
  - (d f g h ci) > e
  - si c’est e qui a été renversé,, etc.
  - Fig. 8
  - JalaMffludcsTiirQiiipaliljüités
  - SS
  - £N (aa.<ur.cx.£^.qx,liiv. :
- p.231 - vue 230/666
- - Gomme résumé et pour fixer les idées, la figure 9 donne comparativement la réalisation en Vignier type nord, Saxby et Ste-vens, d’un certain nombre d’enclenchements simples.
  - Fig. 9
  - AN B
  - / As
  - Disposition des aiguilles et des signaux.
  - Vigner (Nord.) Saxby
  - Stevexis
  - Encleiicbiemerits
  - Recherche et détermination des enclenchements. — Il s’agit maintenant de voir comment on détermine les enclenchements par les méthodes actuelles.
  - Considérons, par exemple, une gare dont le schéma est indiqué (fig. 10).
  - Pour que la sécurité des mouvements soit garantie :
  - 1° 11 faut qu’avant l’exécution d’une manœuvre, toutes les aiguilles- qui sont situées sur le trajet à suivre soient bien dans la position qui convient au mouvement; car, autrement, il en résulterait, soit une avarie des» aiguilles, s’il s’agit d’aiguilles prises en talon, soit même un déraillement ou une fausse direction, s’il s’agit d’aiguilles prises en pointe.
- p.232 - vue 231/666
- - à voie, libre
  - G
  - r •
  - r Fig. 10 _Schéma d'une petite gare
  - _____S®je_d.’action..________Zone d'action _
  - de la Cabine hT° 1 T de la Cabine N ° 2
  - IService local
  - a voie
  - à-voie libre A*
  - o
- p.233 - vue 232/666
- - — 234 —
  - De là, une première catégorie d’enclenchements, dits enclenchements de route ;
  - 2° Il faut aussi que, quand le mouvement s’exécute, il soit protégé contre tous les autres mouvements qui sont incompatibles avec lui, soit par la fermeture préalable des signaux qui commandent ces mouvements, soit par la fixation des aiguilles qui forment évitement.
  - De là une autre catégorie d’enclenchements dits enclenchements de 'protection.
  - Tous ces enclenchements pour la cabine numéro 1 de la gare représentée (fig. 40) sont représentés dans le tableau ci-dessous.
  - Cabine n° 1.
  - If- des LEVIERS DÉSIGNATION DES LEVIERS LEVIERS ENCLENCHÉS normalement et qui sont dégagés LEVIERS LIRRES normalement et qui sont enclenchés LEVIERS RENVERSÉS et enclenchés
  - PAR CEUX DE LA 1*'° COLONNE RENVERSÉS
  - 1 Disque à distance vers M. . 2, 5 )) ))
  - 2 Jonction » • 3, 5 (8 p. s. c.) 1, 7
  - 3 Jonction » 2, 5 (8 p,s.c.) 7 (4 p. s.c.)
  - 4 S. d’arrêt sortie. Garages. (3 n ou r) » »
  - 5 Jonction 6 2,3,9 (8p.s.c.) 1, 7
  - S. d’arrêt sortie (service
  - 6 local p. voie principale). » 8 5
  - 7 Disque à distance vers N. 2, 3, 5, 8 » ))
  - 8 S. d’arrêt refoulement. . » 6, (2), (3), (5) (2), (3), (5), 7
  - S. d’arrêt sortie (service
  - 9 local pour impasse) . . » 5 »
  - ! 4 normal enclenche 8 normal si 3 renversé,
  - Enclenchements conditionnels. < ou ©»
  - ( ou sont incompatibles (4N, 8R, 3R).
  - Pour fixer les idées, prenons un mouvement qui consiste à aller de droite à gauche, du service local vers la voie principale dans la direction M ; la sécurité exige :
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- - 1° Pour l’établissement de la route, que la traversée 5 soit ouverte, c’est-à-dire le levier ë correspondant, renversé ; que les jonctions 2 et 3 soient fermées, c’est-à-dire les leviers 2 et 3 correspondants normaux ;
  - 2° Pour la protection vis-à-vis des autres mouvements, qu’aucun mouvement ne puisse venir de la direction M par la voie principale du sens impair, c’est-à-dire que le disque 1 soit fermé, qu’aucun mouvement ne puisse venir de la direction N par la voie principale du sens pair, c’est-à-dire que le disque 7 soit également fermé ;
  - Enfin, que le signal de refoulement 8, qui commande le mouvement en sens inverse de celui que nous considérons, ne puisse pas être ouvert.
  - Il résulte de ce premier examen que, lorsque l’on renversera le levier 6 pour ouvrir le signal qui autorisera le mouvement considéré, il faudra que :
  - 6 renversé enclenche 5 renversé + 3 normal + 2 normal + 1 et 7 fermés (c’est-à-dire renversés) + 8 normal, soit au total 6 enclenchements dans lesquels le levier 6 paraît intéressé.
  - Mais, en réalité, ce n’est pas à cette solution que l’on a recours; car une première réflexion va faire voir immédiatement que l’enclenchement du signal 6 avec les disques 1 et 7 est superflu.
  - Si on envisage, en effet, la liaison 5-5, la sécurité exige qu’on ne puisse la renverser sans que la protection soit établie de tous les côtés où des trains peuvent se diriger vers la liaison 5-5, sans quoi on pourrait faire ces_aiguifl.es 5 sous un train. Par conséquent 5 devra enclencher 1 et 7 et comme 6 doit être enclenché avec 5, il le sera par cascade avec 1 et 7 sans qu’il soit besoin d’enclenchements directs entre eux.
  - Nous retrouverons ces enclenchements par cascade ou indirects, à l’égard de 3 et de 2 par rapport à 6 que nous réaliserons également entre 5, 3 et 2 parce que cela offre l’avantage que tout mouvement, qui empruntera la même traversée 3, sera couvert par les enclenchements de celle-ci. Ces enclenchements constituent un facteur commun à tous les mouvements, qui rend inutiles les répétitions d’enclenchements pour garantir la sécurité de chacun de ces mouvements. ;
  - De là, une première série d’éliminations qui découle du raisonnement et qui est bien nécessaire pour éviter des doubles emplois pouvant devenir une gêne sérieuse dans la réalisation.
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  - Prenons maintenant le mouvement : « sortie des garages pour M », qui va nous donner un exemple d'enclenchement direct, un exemple d'enclenchement indirect et un exemple d'enclenchement conditionnel.
  - En effet, pour sortir des garages, comme il doit être possible d’aller indifféremment soit sur l’impasse, soit vers M, nous aurons tout d’abord :
  - 4 normal enclenche 3 renversé ou 3 normal
  - C’est un enclenchement direct à droite et à gauche ayant pour réciproque : 3, pendant sa course, enclenche 4 renversé (3 > 4). (Nous avons déjà vu (fig. 1) comment cet enclenchement peut être réalisé, en mettant une deuxième encoche sur la barre de levier enclenché dans ses deux positions).
  - Pour aller sur l’impasse ce sera évidemment la position respective des leviers :
  - 4 > 3
  - qui devra être adoptée.
  - Pour aller sur M au contraire, la combinaison suivante sera seule la bonne :
  - 4 > 3.
  - Mais pour aller sur M, il faut non seulement enclencher 3, mais aussi 2 (enclenchement de route).
  - D’autre, part, comme enclenchements de protection on devra avoir un enclenchement entre 4 et 3, d’une part, 7, d’autre part, et même 8.
  - On pourrait donc résoudre tous ces enclenchements de la manière suivante :
  - 4 >2. 5. 7.8
  - ce seraient autant d’enclenchements binaires du levier 4.
  - D’abord il est préférable de réaliser les trois premiers en cascade de la manière suivante :
  - 4 > 3 > 2 . 5 . 7 . *
  - parce que les enclenchements entre les aiguilles 3, 2, 5 et 7 conservent leur utilité lorsqu’au lieu de sortir par la jonction 3 on refoulera par cette liaison vers les garages.
  - Ensuite, en ce qui concerne le dernier enclenchement de 4 avec 8, il prend nécessairement une forme conditionnelle, attendu
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  - que, s'il est indispensable quand 3 est renversé vers la direction M, il deviendrait gênant quand 3 normal donne la direction de l’impasse, puisqu’il n’y a aucune raison, dans ce dernier cas, d’immobiliser 8 et d’empêcher le refoulement d’une manœuvre venant de M pour gagner la jonction 2 ou la traversée 5.
  - Cet enclenchement conditionnel s’énoncera de la façon suivante : (4 + 3) > 8, dont les réciproques sont :
  - (4 + 8) > 3 et (8 -f 3) > 4, l’enclenchement de 8 et de 4 devant résulter de la position de 3.
  - Get enclenchement conditionnel est irréalisable, mais non exempt de complications.
  - Or, on peut l’éviter en adoptant la disposition des leviers multiples, comme on l’a fait du côté gauche, pour le signal de sortie, c’est-à-dire en employant autant de leviers qu’il y a au delà de divergences possibles.
  - Le signal de sortie des voies du service local a été muni, en effet, de deux leviers 6 et 9 attaquant le mat et, par conséquent, le voyant du signal par deux transmissions distinctes et parallèles, l’une ou l’autre seule pouvant ouvrir ou fermer ce signal. Le levier 6 a sa série d’enclenchements binaires spéciale à la direction des voies principales M; le levier 9, sa série d’enclenchements binaire spéciale à la direction de l’impasse.
  - Ainsi : 6 > 8 5
  - 9 > 5.
  - Les leviers 6 et 9 sont enclenchés indirectement entre eux par l’aiguille 5 avec laquelle ils sont conjugués en sens inverse, le premier exigeant 5 renversé 'et le second 5 normal, pour être lui-même renversé et ouvrir le signal.
  - Ce moyen, pluralité des leviers, pour éviter les conditionnels est tout à fait admissible dans les cas simples; mais il peut devenir impossible pour une grande gare comportant de nombreuses directions, attendu que, d’une manière générale, le nombre des leviers de signaux sera déterminé, pour un seul sens de circulation, par la formule m X w, m étant le nombre des provenances et n le nombre des destinations.
  - Envisageons seulement, parmi les nombreuses voies d’une grande gare, un faisceau de voies, comme celui qui est indiqué sur la figure 14 : trois directions à gauche, cinq à droite. Le
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  - nombre des leviers de signaux qui sera nécessaire pour un sens seulement sera de 1S (5 X 3), non compris les leviers des aiguilles, des verrous, etc. (6 au minimum), soit au total 21 leviers.
  - Leviers directeurs. — Pour éviter cette multiplication rapide des leviers de signaux on a recours à l’artifice de leviers spéciaux dits leviers, directeurs (fig. 42).
  - Dans cette disposition, les leviers des signaux n’assurent plus directement les enclenchements requis que pour une portion seulement du trajet à suivre par les mouvements, la portion qui est située dans la zone de convergence des voies vers un tronc commun aux diverses provenances.
  - 4 Quant aux enclenchements nécessaires pour garantir la sécu-
  - rité dans la deuxième zone des trajets, c’est-à-dire dans la zone de divergence, ils sont assurés par des leviers spéciaux, dits leviers directeurs, qui ne sont reliés à aucun appareil de voie ou signal et qui correspondent chacun à l’une des diverses destinations que l’on peut donner aux mouvements : pour bien mar-, quer la délimitation des zones d’enclenchements par. les leviers de signaux et par les leviers directeurs, on indique d’ordinaire, sur le plan ou le schéma, un point conventionnel, dit point d’application, placé sur le tronc commun aux diverses branches
  - (fi9- M)- ^
  - Il est possible, de cette manière, de réduire le nombre des leviers de signaux à 3, ce qui, avec les 5 leviers directeurs, forme un total de 8 (3 + 3) au lieu de 15 (5 X 3) que com-
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  - porte la solution des leviers multiples de signaux, en mettant à part, bien entendu, les leviers d’appareils de voie qui restent au même nombre (6 dans l’espèce, une aiguille triple ayant deux manœuvres).
  - Ainsi, par le moyen des leviers directeurs, le nombre des leviers en dehors des leviers d’aiguilles (pour un sens de circulation seulement), qui était précédemment m X w, devient m + n, ce qui est un résultat important. '
  - Notons en passant que cette nouvelle combinaison fait naître une nouvelle catégorie d’enclenchements, dits enclenchements de continuité, qu’il ne faudra pas oublier et qui ont pour rôle d’obliger de manœuvrer, préalablement au levier du signal, l’un des leviers directeurs qui sont enclenchés respectivement avec les aiguilles de la route à laquelle ils s’appliquent.
  - Ces enclenchements de continuité, tous analogues et conditionnels, sont de la forme suivante :
  - fcZi?.?—) > SJ
  - Leur réalisation donne lieu au dispositif "dont nous avons déjà parlé et indiqué figure 8 sous la forme d’enclenchements Sté-vens. On ne peut faire le levier du signal s que si l’un des directeurs de divergences est renversé ; et on ne peut, d’autre part, renverser deux de ces leviers à la fois, car ils sont enclenchés entre eux p’ar les aiguilles avec lesquelles ils sont différemment conjugués.
  - Leviers trajecteurs. — Malgré l’application des leviers directeurs, le nombre des leviers reste encore élevé et les cabines deviennent de \éritables édifices exigeant un espace trop considérable, en tout cas fort gênant pour l’implantation de voies : une cabine Saxby de deux cents leviers (7?#. 43, p. 248 Us), mesure, sur le terrain, 30 m sur 5 m,
  - Dans l’exemple ci-dessus (fig. 42), pour les deux sens de circulation, [il y a vingt-deux leviers : on a cherché à réduire encore ce nombre et l’on y est arrivé par la combinaison des leviers trajecteurs, qui a été appliquée pour la première fois dans le programme de révision des cabines de la gare de Paris-Nord et de ses abords en 1898.
  - Cette combinaison des leviers trajecteurs repose sur la remarque suivante : lorsque les branches, situées de part et d’autre du tronc commun, sont parcourues dans les deux sens et consti-
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  - tuent, suivant le sens de la circulation, tantôt une provenance, tantôt une destination, on aboutit, pour le cas du schéma f/îp. 42), à une deuxième figure exactement symétrique, de manière qu’à chaque branche convergente ou divergente corresponde, pour un sens un levier de signal et pour le sens opposé un levier de direction, les deux leviers en question ayant les mêmes enclenchements à l’égard des aiguilles avec lesquelles ils sont conjugués.
  - Ces deux leviers peuvent donc être remplacés par un seul, le. levier de signal qui joue, en outre, le rôle de levier directeur et qui prend alors le nom de levier trajecteur, puisqu’il est seul à caractériser le trajet sur la branche à laquelle il s’applique; mais alors, chaque fois qu’on va faire, pour un mouvement, les deux trajecteurs de provenance et de destination, les signaux qui y sont respectivement attachés vont se mettre à voie libre et l’itinéraire établi sera ouvert des deux côtés à la fois.
  - 11 faut donc ajouter un levier, dit désengageur, ayant pour rôle de désolidariser les transmissions des signaux de manière que les voyants de ces signaux restent à l’arrêt, même si leur levier, quand il ne joue que le rôle de levier directeur,est dans la position correspondant à la voie libre : le même levier désengageur coupe à la fois toutes les transmissions des signaux amont, laissant en prise toutes celles des signaux aval, ou vice versa; et, pour un mouvement ayant nécessité le renversement de ses deux trajecteurs de provenance et de destination, c’est le signal amont ou le signal aval qui s’ouvre, suivant la position du désengageur et non les deux à la fois.
  - Les mouvements dans une cabine à trajecteurs exigent donc la manœuvre de trois leviers, à savoir : le trajecteur de provenance, le trajecteur de destination et le désengageur dans le
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  - sens voulu pour couper la transmission des signaux correspondant au sens inverse du mouvement qu’on effectue.
  - Dans cette ingénieuse combinaison, les leviers des appareils de voie mis à part, comme précédemment, le nombre des leviers qui, pour les deux sens de circulation, serait de 2(m X «) avec les leviers multiples, de 2(m -f* n) avec les leviers directeurs, tombe à (m -j- n + i), d’où une économie considérable de leviers, surtout dans les gares où les voies sont banales et parcourues dans les deux sens.
  - Nous avons ainsi épuisé l’exposé général des méthodes pour la recherche et la simplification des enclenchements par les procédés actuels.
  - Nous avons constaté qu’à chaque instant il faut faire intervenir le raisonnement : d’abord pour rayer les enclenchements indirects, qui font double emploi avec d’autres enclenchements directs (il faut éviter que dans cette élimination on n’arrive pas, par erreur, à en supprimer d’utiles) ; ensuite, pour rechercher les combinaisons qui conviennent le mieux pour la transformation de la plupart des enclenchements conditionnels ou composés en enclenchements binaires ou simples, tout en évitant l’exagération du nombre de leviers, cette exagération dans les systèmes mécaniques conduisant, en effet, pour les cabines, à des constructions énormes non seulement coûteuses, mais inadmissibles, eu égard à la place disponible dans les voies.
  - Et, dans toutes ces recherches, que d’études à faire pour démêler l’écheveau que représente l’ensemble des trajets, fixer le nombre et le caractère des leviers ; aiguilles, signaux, direction, trajets, déterminer les enclenchements élémentaires d’aiguille à aiguille, de signal à signal, les enclenchements de continuité entre les leviers d’aiguilles, les leviers directeurs ou de trajet et les leviers de signaux !
  - Pour tout «cela, il faut des jours et des mois et des spécialistes entraînés, s’aidant et se contrôlant les uns les autres. Chacun de ces derniers a, d’ailleurs, sa méthode propre, comme tout professeur de sténographie, tout artiste a la sienne.
  - Mais voici, d’autre part, que l’allongement successif des transmissions mécaniques, allant j usqu’aux confins des gares agrandies, apporte une résistance presque invincible à l’action humaine ; les aiguilleursdeviennentimpuissantsàmanœuvrercertainesaiguilles
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  - trop éloignées, et, alors, tout naturellement, l’idée vient de suppléer à la force physique de ces derniers par une énergie auxiliaire qui sera tantôt l’électricité, tantôt l’eau sous pression, tantôt l’air comprimé, etc. Auprès de chaque appareil, de chaque signal, se trouvera un moteur capable de le mouvoir et qui sera gouverné de la cabine par un commutateur remplaçant le levier à action mécanique, mais qui sera beaucoup plus petit, en sorte que, toutes choses égales d’ailleurs, l’encombrement des cabines devrait considérablement diminuer de ce fait, s’il n’y avait les enclenchements restés tout aussi nombreux et encombrants.
  - Dans l’hypothèse des trajecteurs de la figure 14, ces leviers spéciaux pourront être utilisés pour actionner toutes les aiguilles de chaque trajet, en sorte que les leviers d’qiguilles disparaîtront tandis que les désengageurs à deux positions seront remplacés par des inverseurs (fig. 45), le nombre des leviers diminuant de quinze à dix, nouvelle réduction très importante encore.
  - Fig.15
  - .Leviers a.Tj.c.a.e.£g-.li_MJX ïotàLlOleviers.
  - Leviers d’’itinéraires. — Le souci constant qu’on a eu de réduire, dans les systèmes à transmission mécanique, le nombre dés leviers d’un même poste et, avec eux, les enclenchements qui ' les solidarisent, pour la garantie de la sécurité, était surtout dicté par l’obligation d’aboutir à des cabines qui n’aient rien de trop exagéré et soient pratiquement réalisables.
  - Nous sommes arrivés ainsi à la solution consistant à associer entre eüx des éléments de trajets pour obtenir un grhnd nombre, de combinaisons formant les trajets complets.
  - C’est ce que, par ailleurs, fait le chimiste exercé qui, faute de place, se contente de conserver quelques réactifs fondamentaux pour fabriquer à la demande, s’aidant de sa Science et ne comptant qu’avec son temps, les produits les plus divers et les plus compliqués.
  - Mais, avec le secours d’une énergie auxiliaire, peu importe le
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  - nombre de ces leviers s’ils peuvent être placés dans un espace restreint et que, par suite de leur arrangement méthodique, ils se décèlent eux-mêmes, du premier coup d’œil.
  - 11 est, en effet, intéressant que, pour chaque manœuvre, l’aiguilleur n’ait qu’un levier à mouvoir rapidement, sans effort, et qu’il puisse mettre la main dessus au premier coup d’œil, n’ayant jamais ainsi à distraire son attention de la surveillance générale des manœuvres qu’il dirige et pouvant, en raison de cette simplicité même, être remplacé presque au pied levé par quiconque, n’ayant reçu aucune éducation préalable.
  - C’est ce que fera, d’ailleurs, notre chimiste de tout à l’heure, alors qu’il voudra se faire remplacer par un novice quelconque : il préparera d’avance, en grand nombre, les produits à délivrer séance tenante et casera ces réactions toutes faites, le mieux qu’il pourra, eu égard à l’utilisation de la place disponible et en recourant à la méthode de groupement qui les fera découvrir de suite par le moins initié.
  - Les réactions toutes faites, en matière de leviers commandant les aiguilles et signaux d’une gare, ce sont les leviers réalisant un trajet complet, les leviers d'itinéraires, pour parler comme tout le'monde, et sans, donner à cette expression un sens quelconque, puisque ce n’est qu’un terme de convention.
  - Leur réalisation ne comporte aucune difficulté car, puisqu’on est arrivé à manœuvrer par un seul levier les aiguilles d’un demi-trajet (provenan ce ou destination), il apparaît immédiatement tout aussi facile et, c’était si te ntant qu’on n’y a pas résisté, de manœuvrer tout d’un coup les aiguilles et signaux du trajet entier à parcourir par un mouvement déterminé
  - (h-
  - En les réalisant, nous n’innoverons pour ainsi dire rien au point de vue technique et nous venons d’indiquer comment, dans l’hypothèse du recours à une énergie auxiliaire, ce n’est pas faire un pas"en arrière, que de revenir à m X n leviers (fig. 46) pour m X n itinéraires, alors que les trajecteurs (fig. 45) scindés par provenances et destinations, et qu’on peut combiner ensemble, n’en donneraient que (m + n -f- 1).
  - Fig.i&
  - Leviers àitméraire
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  - Mais comment grouper, pour les rendre accessibles et les déceler au premier coup d’œil, un si grand nombre de leviers? Et que vont devenir, dans ce cas, les enclenchements de levier à levier, comme nombre et comme volume? N’y aurait-il pas là une difficulté ?
  - Dans les systèmes de leviers trajecteurs ou d’itinéraires, la manœuvre des aiguilles de tout un trajet, leur assujettissement dans la position qui convient s’effectuent par une énergie auxiliaire qu’envoie le levier particulier et qui ne peut revenir agir sur le signal, qu’après avoir passé nécessairement par tous les appareils de manœuvre des aiguilles intéressées, bien placées et calées. L’ouverture automatique du signal, par cette action réflexe d’énergie, est donc bien la preuve certaine que la route est bien préparée de bout en bout : les enclenchements mécaniques, dits de route, entre les appareils situés sur le chemin parcouru et le signal qui en ouvre l’accès, n’ont donc plus de raison d’être et sont complètement évanouis. Notons, d’ailleurs, que le contrôle de la route de l’itinéraire qui leur est substitué apportera une garantie nouvelle, s’il peut s’éteindre et fermer le signal à tout instant, dès qu’un appareil viendra à se déranger; tandis que l’enclenchement mécanique n’agit qu’au moment où on renverse le levier en cabine : c’est le contrôle impératif permanent substitué à la vérification passagère.
  - Les enclenchements dits de protection, destinés à garantir chaque mouvement sur un itinéraire contre l’arrivée d’autres mouvements incompatibles, sont eux-mêmes théoriquement superflus pour la plupart du moins des itinéraires qui passent par les aiguilles communes; car ces aiguilles communes, se trouvant sollicitées à la fois dans les deux sens du fait des deux itinéraires convergents, resteront inertes, arrêtant de part et d’autre le courant moteur reflexe qui doit aller agir sur le signal-correspondant à chaque itinéraire; et, même si l’une des actions devenait prédominante, l’un des itinéraires se trouvant ainsi établi verrait sa porte s’ouvrir par l’effacement du signal, mais l’autre itinéraire incompatible, resterait fermé.
  - Gette prédominance peut cependant n’être que momentanée. En tous cas, il convient que l’aiguilleur n’ait pas possibilité de commander en même temps deux itinéraires qui ne peuvent avoir lieu simultanément.
  - En conséquence, la sécurité, ou tout au moins la commodité
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- - du service, exige de conserver aux leviers d’itinéraires leurs enclenchements de protection.
  - Ces enclenchements_de leviers à leviers sont tous binaires et de la même catégorie A > .B, c’est-à-dire extrêmement simples. Mais ils seront nombreux, car il ne faut pas omettre la contrepartie déjà envisagée. En recourant à ces leviers spéciaux par trajet complet, on a augmenté le nombre; et si une nature d’enclenchements (enclenchements de route) a complètement disparu, celle qui reste (enclenchement de protection), pour être la plus simple, ne s’en est pas moins accrue elle-même proportionnellement à ce nombre. «
  - Toutefois, la réussite sera certaine si la détermination de ces enclenchements peut se faire facilement et si, une fois déterminés, ceux-ci peuvent être établis commodément.
  - Ce sont précisément les méthodes destinées à obtenir ce double résultat que nous nous proposons d’exposer.
  - En envisageant les itinéraires complets, de part en part, et quelles que soient les liaisons intérieures qui relient les voies entre elles et par conséquent les itinéraires entre eux, nous ne
  - pouvons échapper, dans la recherche des incompatibilités aux trois cas suivants, à savoir :
  - 1° Itinéraires ayant la même provenance ou la même destination, (I) sur la figure 17 ;
  - 2° Itinéraires se coupant (II) (fig. il);
  - 3° Itinéraires parallèles (III) (fig. {7).
  - Les itinéraires de la troisième catégorie ne donnent lieu à aucun enclenchement puisqu’ils sont compatibles.
  - Les itinéraires de première et deuxième catégories ne peuvent évidemment avoir lieu simultanément et, par conséquent, il y a lieu de les solidariser entre eux de telle manière que, lorsqu’on fait un itinéraire, son levier enclenche tous ceux qui se marient
  - ©y
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  - avec lui dans la catégorie I ou dans la catégorie II, c’est-à-dire que le premier levier renversé enclenche « normal » chacun de ses congénères suivant I ou II et que, réciproquement, il soit immobilisé « normal » par le renversement de l’un quelconque de ces derniers.
  - Il s’agit maintenant de trouver ces enclenchements d’une manière rapide et sans aucune chance de surabondance, erreur ou omission.
  - Nous voyons, pour la gare représentée figure 18, les leviers de chacun des itinéraires rangés en file avec leur numéro d’ordre (fig. 49), comme on a coutume de le faire jusqu’à présent.
  - Nous proposons l’emploi d’une grille en forme de table de Pythagore, à double entrée (fig. %0) en inscrivant en ordonnée, dans leur ordre géographique, les têtes d’itinéraires côté amont, représentées par les lettres AB... G. H... et en abscisse dans leur ordre géographique, les têtes d’itinéraires côté aval représentées par les lettres MN... ST...
  - Dans chacune des cases formées par l’intersection des colonnes et des rangées, nous inscrivons le numéro du levier d’itinéraire caractérisé par ses deux extrémités figurant respectivement en abscisse et en ordonnée.
  - Ceci fait, nous constaterons, à l’inspection de la figure 16, que, pour le levier d’un itinéraire quelconque :
  - 1° Tous les leviers des itinéraires ayant avec lui une origine commune, sont tous, sans excès ni omission, sur la même colonne et sur la même rangée que le levier considéré, c’est-à-dire forment une croix dont il est le centre ;
  - 2° Tous les leviers des itinéraires le coupant nécessairement sont tous situés dans les quadrants nord-est et sud-ouest découpés par ladite croix sur le tableau.
  - On trouve ainsi, pour chaque levier, à la seule inspection du tableau, tous les enclenchements binaires à établir entre ce levier et tous les autres leviers, quelles que soient les liaisons établies entre les voies, car ils dépendent uniquement de la disposition géographique des provenances et destinations. Ces enclenchements existeront toujours, qu’on vienne à supprimer ou à ajouter des relations intérieures. Ils sont immuables, car quoi qu’on fasse, on ne pourra jamais faire autrement que les itinéraires des catégories I et II se pénètrent ou se coupent. De là leur caractère absolument général ; on leur donne le nom d’enclenchements géographiques.
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- - Schéma de
  - Fig. 19
  - .Leviers d itinéraire
  - I 2 3 > S 6 7 8 - a 10 11 12 13 l* 15 16 17 18 13 20 21 22 23 2¥ 25 2G 27 28 29 30 31 32 33 3%- 35 36 37 38 39 ¥0 ¥î ¥2 ¥3 ¥¥ ¥5 ¥6 ¥7 ¥8 ¥9 50 51 52 535¥
  - A,0 0.0 BN AN DMEJÏICWCJ’AWBMD.P A.PB.PE.PE.N8OC.0DNC.N F.MO0 D.Q FO H.OS.R F.RH.PH.T F.S F.fi 6.MH.MC.P FPG-3 H.SG.T F. TG-B H.Q GJI F.N 50 GOH.NH.R A.Q A.R E.fiC.R DR 8.RCJpE,R
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  - A la vue du tableau, on les a constamment sous les yeux et, si on veut les écrire, il suffit de les dicter.
  - Ainsi, prenons le levier 22 correspondant à l’itinéraire double compris entre D et Q.
  - 22 > 47.21. 53.49.30.39.40.5.18.2. M . 51 . 48.52. 50.6.15.43.44.20.42.23.34.31.41.44.33. 32.45.24.27.
  - On voit que, pour un seul levier, il y a une kyrielle d’enclenchements et combien, par conséquent, la recherche en aurait été pénible, levier par levier, tandis qu’il a suffi de les lire dans la grille ad hoc pour les avoir de suite. Il en sera de même pour tous les autres leviers.
  - D’ailleurs, pour les retenir, il y a un moyen mnémonique qui frappe bien un homme de chemin de fer et qui est le suivant :
  - Étant donné un levier sur la table de Pythagore, on suppose qu’il est au centre d’un signal carré à damier rouge et blanc;
  - Fig.20 Tableau, de vémiïcatian. Idg.21
  - des endendiements géographie;ues
  - MKOP ÇRST
  - I. Courtier
  - tous les leviers qui se trouvent dans les parties rouges du damier sont enclenchées et ceux qui sont dans les parties blanches, au contraire, libres.
  - Ces enclenchements peuvent s’inscrire en un tableau* dans une même colonne, page 250, puisqu’ils sont tous de même nature.
  - En outre, si, au lieu de numéroter d’une* façon quelconque les leviers en file, on donne à chacun un numéro rappelant, par
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- - Fig. 13. — Cabine Saxby.
  - Fig. 24. — Cabine 11 de Paris.
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- - — 249 —
  - son premier chiffre, le numéro d’ordre de la provenance et par son second chiffre, le numéro d’ordre de la destination,,comme c’est indiqué sur la deuxième grille (fig. 2'i), le levier du trajet D^Z^Q, 22 des figures 19 et 20, devenu ici 45, a toujours, quelle que soit la gare, numériquement les mêmes enclenchements par rapport aux leviers qui l’environnent, en sorte qu’on peut les autographier d’avance.
  - Quelle que soit cette simplicité dans la recherche des enclenchements nécessaires, on n’en conclut pas moins, que pour le cas où, dans la réalité, les leviers sont en file de ligne, le levier 22 par exemple devra avoir une barre enclencheuse portant des taquets au droit de chacun des leviers considérés (au nombre de 31).
  - Il faudra pour chaque levier, en moyenne, à peu près autant de barres enclencheuses, dans les mêmes conditions. On juge d’ici le nombre de barres et de taquets dans des plans nombreux et distincts.
  - Rien que pour la petite station de quatre voies sur quatre,
  - Fig.22
  - E • S
  - ü H
  - H S
  - représentée (fig. 22) exigeant 16 leviers de route, à deux sens, il y a (voir tableau ci-après, 2e colonne) 168 enclenchements géographiques à envisager, soit, en tenant compte des enclenchements réciproques, 84 combinaisons de barres et taquets à réaliser. Pour la gare représentée (fig. 48), il y en a plus de 1200. Enfin, pour une très grande gare comportant 30 voies à quai se ramifiant sur JO voies d’entrée, il faudrait 300 leviers ayant chacun près de 100 enclenchements binaires, soit au total 25 000 enclenchements.
  - On juge d’ici, sinon de l’impossibilité absolue, du moins des grosses difficultés de réaliser tous ces enclenchements par les méthodes précédemment décrites.
  - Bull.
  - 17
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- - — 250 —
  - NUMÉ-" ROTAGE DES ITINÉRAIRES ENCLENCHEMENTS GÉOGRAPHIQUES ENCLENCHEMENTS de TANGENCE
  - 11 12, 13, 14, 21, 31, 41 »
  - 12 11, 13, 14, 21, 22, 31, 32, 41, 42 23, 24
  - 13 11, 12, 14, 21, 22, 23, 31, 32, 33, 41, 42, 43 . . 24, 34
  - 14 11, 12, 13, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34, 41, 42,
  - 43, 44 »
  - 21 11, 12, 13, 14, 22, 23, 24, 31, 41 32, 42
  - 22 12, 13, 14, 21, 23, 24, 31, 32, 41, 42 »
  - 23 13, 14, 21, 22, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43 . . . . 12, 34
  - 24 14, 21, 22, 23, 31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 44 , . 12, 13
  - 31 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 32, 33, 34, 41 . . 42, 43
  - 32 12, 13, 14, 22, 23, 24, 31, 33, 34, 41, 42 . . . . 21, 43
  - 33 13, 14, 23, 24, 31, 32, 34, 41, 42, 43 »
  - 34 14, 24, 31, 32, 33, 41, 42, 43, 44 13, 23
  - 41 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34, 42,
  - 43, 44 . . »
  - 42 12, 13, 14, 22, 23, 24, 32, 33, 34, 41, 43, 44. . . 21, 31
  - 43 13, 14, 23, 24, 33, 34, 41, 42, 44 31, 32
  - 44 14, 24, 34, 41, 42, 43. »
  - Auto-combinateur à table de pythagore. — Mais, si les leviers eux-mêmes, au lieu de leur numéro, figurent matériellement plantés dans la table de Pythagore elle-même, comme le montre la figure 23, correspondant à la gare représentée en schéma figure 18, on arrive facilement, par un dispositif très simple et peu encombrant, à matérialiser la loi énoncée ci-dessus, de manière qu’on ne puisse tourner la clé d’un itinéraire sans enclencher toutes les autres clés situées sur la colonne ou sur la rangée ou dans les régions nord-est et sud-ouest découpées par cette croix sur le tableau. ,
  - C’est ce qui a été obtenu, par exemple, à la cabine 11 de Paris-Nord, dont les voies sont représentées figure 22 et dont les leviers sont groupés dans un auto-combinateur en table de
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- - — m -
  - pytaghore (fig. M, p. 248 bis) (le voisinage de l’œil de bœuf sur la ligure donne par comparaison une idée des dimensions des tableaux et des clés d’itinéraires).
  - Comme on le voit, la table des leviers est disposée elle-même •en table de Pytbagore, et ces leviers, qui sont alors plutôt des
  - Fig. 23
  - Tableau en Cabine
  - 05 VOIEM SB VOIE IV 05 VOIE 0 05 VOIE P 05 VOIE Q 05 VOIE R VOIES i H VOIE T
  - 05 VOIE A \ X X 'Xx \ X V !” \i ° .1 18 O
  - 05 VOIE B 21 \ X \ \ X X 27 O' 28 O
  - 05 VOIE C 31 \ 32x \ 33 _ \ X 35 \ \ 37 O 38 O
  - 0! VOIE J> VI \ V2 \ V3 \ \ V5 \ VG X V7 O 4-8 O
  - 09 VOIE E 5! X X \ S5x \ X 57 O 58 O
  - 05 VOIE F X X X X \ X X X
  - 05 VOIE G \ \ \ X 75 _ \ X X X
  - SS VOIE H \ 82. \ X X 85. X X X
  - jj .Courtier
  - clés d’itinéraires, portent, dans un plan, une came vis-à-vis d’une série de balanciers oscillant autour de points fixes et reliés entre eux par des petites bielles comportant aux liaisons un œil d’un certain jeu (fig. 25 et 26).
  - Ces balanciers de deux types seulement et une bielle d’un type unique (fig. 27) sont disposés tous semblablement dans •chaque case et reliés identiquement entre eux, en sorte qu’il
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- - Fkj.25
  - K L M N
  - O l* O
  - O 12 (Q)
  - P ©kgpg.
  - P (§Hm;
  - P
  - Système entièrement-libre.
  - Fig.26
  - K L M N
  - Enclenchements résultant du levier 23 tourné.
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- - — 253 —
  - ne peut y avoir d’erreur de montage. Ce dispositif réalise bien, dans un même plan, pour tous les leviers, tous les enclenche,, ments en nombre considérable que nous venons d’énoncer.
  - Prenons, par exemple (fig. 25) la clé 23 de l’itinéraire FAI sur la figure; en tournant cette clé (fig. 26), sa came écarte les trois balanciers de la case qui, en oscillant, absorbent le jeu des œilletons des biellettes qui sont dans le sens du tirage et celles-ci se trouvant ainsi toutes calées, de proche en proche, dans certaines lignes, suivant certains sens, immobilisent rigidement les têtes des balanciers correspondants dans les encoches des cames des autres clés de régions déterminées; ces dernières clés sont ainsi enclenchées. On vérifie facilement que, pour le levier 23, ce sont bien les leviers de la croix dont il est le centre et les leviers de quadrants nord-est et sud-ouest découpés par ladite croix qui sont enclenchés.
  - Ce qui est vrai pour la clé 23 est aussi vrai pour une clé quelconque, la clé 32, par exemple.
  - Ainsi, on voit que, dans l’espèce, lesl68 enclenchements géographiques binaires, de clé à clé, indiqués sur le tableau ci-dessus, vont se trouver, sans erreur, en un seul plan pour ainsi dire presque sans épaisseur.
  - Cet enclenchement monoplan et indéfini peut s’exprimer par le symbole infini (oc), car préexistant pour les leviers éventuels qu’on viendra placer plus tard et subsistant pour ceux qu’on supprime, il pourra s’étendre indéfiniment suivant son homogénéité caractéristique aux nouvelles cases que l’extension des voies conduira à ajouter au tableau.
  - Les clés, elles^mêmes, se trouvant ainsi reportées sur un tableau à deux dimensions, s’étagent aisément, bien groupées.
  - Un seul homme pourra, sans bôuger, les atteindre de la main et il ne faudra même plus une grande et large entrevoie pour l’installation dans la gare, car le tout se développe en hauteur et longueur avec une épaisseur très restreinte.
  - Ces enclenchements géographiques, assurément les plus nombreux, ne sont pas les seuls. Pour qu’ils le soient, il faudrait que tous les itinéraires de la catégorie III (fig. 41) qui, en rie consi-
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- - 254 —
  - dérant géographiquement que leur provenance et leur destination, peuvent s’effectuer parallèlement, n’aient réellement en fait aucun point commun.
  - Rarement il en est ainsi, et il arrive presque toujours que, du fait d’étranglements de terrains dus aux circonstances locales,1 du fait de l’emploi d’appareils dont les aiguilles se pénètrent, comme les traversées jonctions, des itinéraires de la troisième catégorie qui pourraient être compatibles simultanément viennent en contact en certains points (IY de la figure 17);. il en résulte de nouvelles incompatibilités spéciales à la gare considérée. 11 est facile de les noter en examinant successivement (la seule recherche à faire d’ailleurs) les différents points de contact on de tangence d’itinéraires parallèles.
  - Pour la disposition de la figure 22, ces enclenchements complémentaires, que nous appellerons enclenchements de tangence,
  - sont au nombre de 20 (voir tableau ci-dessus 3e colonne).
  - A l’encontre des enclenche-ments géographiques, ils ne sont pas immuables et invariables; ils naissent ou cessent avec les dispositions particulières qui y donnent lieu.
  - On peut les trouver graphiquement : pour le levier 45 de la gare représentée figure i8,les enclenchements de tangence supplémentaire sont indiqués par des doubles hachures sur la figure 28, où les enclenchements géographiques sont hachurés simples.
  - Pour les réaliser, il suffira de mettre quelques plans supplémentaires derrière le premier plan des enclenchements géographiques, si on veut autant de plans spéciaux de balanciers qu’il y a de contacts singuliers, et (le les faire intéresser simultanément les clés des itinéraires correspondants. Il peut même arriver qu’à la faveur d’une disposition géométrique de ces points singuliers sur le terrain, on puisse réunir dans un même plan tous les enclenchements complémentaires auxquels ils donnent lieu. C’est ce qui a été fait à la cabine 11 de Paris-Nord où, pour une bretelle simple à quatre traversées jonctions, les enclenche-
  - Fùj.28
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  - Jj.Coïïr.îùz1
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- - Fig. 29
  - K h M BT
  - Aucun levier tourné.
  - Fig.30
  - K L M K
  - Levier 23 tourné.
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- - — 256 —
  - ments complémentaires de tangences (indiqués par des doubles hachures sur la figure 28 pour le levier 45) peuvent être résolus par un seul plan (fig. 29 et 80) distinct, bien entendu, du plan immuable des enclenchements géographiques (fig. 25 et 26).
  - Conclusion. — Nous pensons avoir suffisamment montré comment, après avoir gravi de 1855 à 1900 le calvaire pénible de difficultés sans cesse croissantes avec les exigences du service et avec l’extension des gares dans la recherche et la détermination du nombre des leviers des aiguilles et signaux, et des enclenchements, on assiste finalement à l’évanouissement complet de ces difficultés. Notamment, la recherche des enclenchements dans le cas des leviers d’itinéraires, de plus en plus à l’ordre du jour, revêt une simplicité peut-être inattendue et tout à fait remarquable. Il faut à peine quelques heures pour déterminer, sans se tromper, tous les enclenchements d’une grande gare, au lieu d’atteler à ce travail, pendant des jours et des mois, tout un bureau, comme c’est tout à fait nécessaire avec les anciens procédés de recherches, dans le système des manœuvres individuelles d’aiguilles et de signaux.
  - Quant à leur .réalisation, la table de Pythagore permet d’obtenir les enclenchements requis dans un petit nombre de plans, le premier, celui des enclenchements géographiques immuables, quelles que soient les dispositions de la gare et leurs transformations successives, en prenant à lui seul la quasi-totalité.
  - Avec cette disposition du tableau des leviers, chaque rangée correspondant à une provenance et chaque colonne à une destination ou vice versa, le moins initié saura trouver immédiatement le levier qui convient pour un mouvement dès qu’il saura où il va et d’où il vient.'
  - Si les cases ont 12 cm de côté, comme cela a lieu dans la petite cabine déjà décrite, pour une grande gare également envisagée plus haut (30 voies sur 10), il suffirait d’un tableau de 3,60 m de longueur sur 1,20 de hauteur pouvant facilement être gouverné par un seul homme, et les 25000 enclenchements y relatifs tiendraient, sans grande épaisseur, sur la plaque- suppo'rt des leviers dudit tableau. Il est inutile de s’appesantir, par contre, sur la complication, pour ne pas dire l’impossibilité réelle, de réaliser, d’une manière commode, avec les dispositifs actuels, ces enclenchements.
  - D’ailleurs, devant cette difficulté, la tendance pour les cons-
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- - tructeurs de systèmes divers eût été de diviser les cabines, artifice, il la vérité, par trop simple ; tandis que, au contraire, au point de vue de la sécurité et de l’économie, il convient de tout concentrer, de telle manière qu’un chef de manœuvres unique opère lui-même, tout au plus avec l’aide d’un ou de deux auxiliaires, adultes ou apprentis, à peine initiés et pris au hasard par roulement dans n’importe quel service : c’est .ce que permet précisément l’autp-combinateur à table de Pythagore.
  - Il y a certainement là un progrès considérable dont il est forcé de mesurer toute l’étendue et la portée.
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- - NOUVEAUX FILTRES A SABLE NON SUBMERGÉ
  - SYSTÈME DE
  - MM. LE Docteur P. MIQUEL et MOUCHET
  - PAR
  - Félix MARBOUTIN
  - Les premiers essais de filtrage par le sable remontent à près de quatre-vingts ans. C’est, en effet, en 1828 qu’un Ingénieur anglais, James Simpson, déposa, devant une Commission royale, le premier projet de filtrage par le sable de l’eau de la Tamise, destinée à l’alimentation en eau potable de la ville de Londres.
  - Le filtrage avait, à cette époque, pour but d’améliorer les caractères organaleptiques des eaux, on ne parlait pas encore d’épuration chimique et bactériologique.
  - Les procédés Simpson furent mis en exploitation régulière en . 1829, par la Ghelsay Company; plus tard en 1831, la Lambeth. Company examina une proposition de Simpson, mais ce ne fut que quatre ans après, en 1835, que cette Compagnie fit connaître au public qu’elle était parvenue à purifier ses eaux, qui, disait-elle « étaient dès lors fournies dans un état qui donnait satisfaction à tout le monde ».
  - Le filtre à sable paraît donc avoir donné, dès son apparition, des résultats très appréciable, je dirai même trop parfaits.
  - On peut, en effet, se demander si ce n’est pas à la valeur des résultats obtenus qu’est due la cause de l’inertie que l’on a pu observer, jusqu’à ces dernières années, dans les perfectionnements à apporter à la filtration.
  - En créant le filtre à sable submergé, Simpson, sans le soupçonner, améliorait l’eau chimiquement et bactériologiquement, si bien que trente ans plus tard, vers 1850, lorsque les progrès de l’hygiène ont fait rechercher une épuration chimique on a découvert que le. résultat désiré était atteint, et on a cru pouvoir
  - (1) Voir Procès-Verbal de la séance du .22 janvier 1909, page 56.
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  - admettre qu’une réduction moyenne de 30 0/0 de la matière organique dissoute dans l’eau était obtenue par filtrage par le sable.
  - J’ai montré tout récemment qu’avec les filtres type Simpson :
  - 1° La réduction de la matière organique était indépendante:
  - 1° De la valeur de l’épuration bactérienne;
  - 2° De l’épaisseur de la couche de sable (0,30 m à 1 m) ;
  - 3° De la nature du sable (sable de Loire, sable de Seine) ;
  - 4° De la vitesse de filtration dans les limites qui assurent la clarification ;
  - ' 5° De la température à laquelle se fait la filtration dans nos climats (1 à 25 degrés centigrades).
  - 2° L’épuration en matière organique est la même pour tous les filtres d’une même installation filtrante, quels que soient leur âge et la valeur de l’épuration bactérienne ;
  - 3° La teneur en matière organique des eaux filtrées est fonction de la teneur des eaux brutes dont elle suit les variations;
  - 4° La réduction de la matière organique est fonction des crues, elle croît pendant la période de crue montante et décroît pendant la période de crue décroissante.
  - Le filtre de Simpson est donc au point "de vue épuration de la-matière organique un instrument médiocre. Il donne des résultats variables et il ne faut pas oublier que si la réduction en matière organique peut atteindre 60 et 70 0/0, elle peut aussi descendre à 10 0/0.
  - Au point de vue bactériologique les résultats du filtre type Simpson sont remarquables.
  - Ce filtre enlève en général 98 à 99 0/0 des bactéries contenues dans l’eau, mais il laisse une partie de ces bactéries dans l’eau filtrée.
  - On a même établi par des expériences la fraction pour cent de bactéries passant au travers d’un filtre à sable. C’est ainsi qu’à Lawrence (États-Unis), de nombreuses expériences exécutées à l’aide du bacillus prodigiosus ont conduit à la formule :
  - Fraction 0/0 des bactéries) (débit du filtre)2 X taille effective du sable en mm
  - qui passent. j / Epaisseur de la couche de sable en pouce.
  - Le débit du filtre étant calculé, en million de gallons US par acre et par jour (1 million de gallons US — 37 885 m3 un acre = 4 047 m2 pouce = .0,0254 m.
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  - Les expériences de Frœnkel et Piefke, à Berlin, ont montré, d’autre part, que certains bacilles traversaient les filtres à sable (B. violaceus, B. prodigiosus, B. Coli, B. iiuorescens, liquéfiant et non liquéfiant), et MM. Ogier et Bonjean ont reconnu expérimentalement que le B. pyocianique peut traverser un filtre à sable où le B. coli est retenu.
  - Il y a donc lieu d’être très prudent dans l’usage de l’eau filtrée par le sable et il est indispensable que toute installation filtrante, du type Simpson, soit surveillée de très près.
  - Quoi qu’il en soit, l’expérience de chaque jour montre que les filtres à sable type Simpson, que nous appellerons Filtres submergés, ont rendu et rendent encore de grands services, en améliorant la valeur hygiénique des eaux de rivière soumises à la filtration.
  - Nous ne nous proposons pas ici de décrire l’état actuel de la question du filtrage par le sable, nous laisserons donc de côté tous les perfectionnements du filtre Simpson ; mais nous croyons utile, pour l’intelligence de ce qui va suivre, de donner une description succincte de ces filtres, afin de pouvoir mieux montrer la différence qui existe entre le filtre à sable submergé type Simpson et les nouveaux filtres à sable non submregé, système de MM. le docteur Miquel et Mouchet.
  - Filtre ordinaire à sable submergé (type Simpson).
  - Le filtre à sable ordinaire, ou filtre à sable submergé, est composé d’une couche de sable disposée dans un bassin étanche.
  - Cette couche de sable est supportée par un drainage formé de briques ou de gros cailloux surmontés de cailloux de plus en plus fin.
  - L’eau à filtrer est déversée à la partie supérieure du bassin, de telle manière que le sable soit non seulement noyé, mais qu’il existe au-dessus du sable une couche d’eau de 0,80 m à 1 m d’épaisseur.
  - Dans ces filtres, l’eau séjourne au-dessus du sable pendant un temps plus ou moins long (neuf heures, à la vitesse de filtration de 2,4 m), puis elle traverse le sable, pénètre dans les drainages et se déverse dans les réservoirs d’eau filtrée.
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- - — m —
  - Le sable employé est plus ou moins tamisé, en général on se contente d’enlever les parties caillouteuses, mais dans quelques installations filtrantes on a tenu à utiliser des sables d’un grain déterminé (I).
  - En pratique, dans chaque installation filtrante on utilise au mieux le sable que des raisons économiques permettent d’amener à pied d’œuvre.
  - Lorsque l’on met en marche des filtres neufs, il est nécessaire de laver le sable qui vient d’être placé dans les bassins, la durée de ce lavage est quelquefois assez longue, 30 à 50 jours, elle dépend de la nature du sable et des soins que l’on a pris au moment de la mise en place.
  - Après cette période de lavage le filtre est apte à donner une eau épurée ; examinons ce qui se passe pendant une campagne de filtration, après un nettoyage.
  - Le bassin étant rempli d’eau filtrée que l’on a eu soin de faire arriver par les drainages pour chasser l’air retenu entre les grains de sable, on fait arriver l’eau à épurer par la partie supérieure du bassin.
  - Les filets liquides, en pénétrant dans le bassin, s’y étalent entre deux eaux sous forme d’éventail, puis ils gagnent peu à peu les diverses parties du bassin.
  - Pendant le séjour de l’eau au-dessus du sable (neuf heures) une décantation plus ou moins parfaite se produit, elle forme à la surface du sable une sorte de feutrage auquel on a attribué le pouvoir de retenir les microorganismes contenus dans l’eau.
  - Un savant zoologiste, M. Remua, directeur de la Compagnie des Eaux d’Anvers, a fait sur ce sujet des études fort intéressantes qui l’ont conduit à la théorie du filtrage biologique.
  - Les travaux de Strohmeyer, de Hambourg, l’avaient conduit à penser que le développement des algues vertes sur le filtre amenait rapidement la disparition des microbes ; il en concluait que si les microbes se multipliaient à la surface du filtre, la concurrence vitale qui doit exister entre les espèces peut
  - (1) Le rapport de 1892 du Board of Health de l’Etat de Massachusetts, indique que les sables donnant les meilleurs résultats doivent avoir :
  - 1° Taille effective plus petite que 0,34 mm ;
  - 2° Coefficient d’uniformité 1.7 à 3.0.
  - La taille effective d’un sable est le diamètre d’une sphère telle que dans le sable il n’y ait que 10 0/0 de grains plus fins, le reste, 90 0/0, étant formé de particules plus •grosses.
  - Le coefficient d’uniformité est le rapport de la taille qui correspond à 60 0/0 de grains 'plus petits qu’elle à la taille effective.
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  - diminuer le nombre des individus de certaines espèces et même les faire disparaître tout à fait.
  - Or les microbes pathogènes dans l’eau sont dans des conditions d’infériorité, par rapport aux espèces vulgaires aquatiles, ils sont adaptés à la vie parasitaire, à un milieu nutritif, à une température (37 degrés) qu’ils ne retrouvent pas dans l’eau ; leur disparition dans l’eau filtrée s’expliquait alors très facilement par rétention mécanique sur la pellicule et leur mort était la conséquence de la concurrence vitale.
  - D’après cette théorie, le filtre ne peut donner une eau épurée qu’après formation de la pellicule, après mûrissement comme l’on dit en terme technique. L’expérience a montré qu’il en est généralement ainsi ; néanmoins on observe assez fréquemment qu’avec des eaux claires et limpides la période de mûrissement est réduite au minimum.
  - On a donc été conduit à chercher une nouvelle explication des phénomènes et on a admis qu’il y a rétention des bactéries par action purement physique, au travers de la couche de sable.
  - Les deux théories ont de la vraisemblance et toutes deux ont permis de réaliser des progrès importants dans la pratique du filtrage.
  - Au début des essais de Simpson, le filtre à sable marchait avec une vitesse de 4 m3 par mètre carré de surface filtrante et par jour, ce que l’on exprime en disant que l’on filtre une tranche d’eau de 4 m de hauteur. C’est cette hauteur exprimée en mètres qui a reçu le nom de vitesse de filtration.
  - On a rapidement reconnu que les filtres à sable ne devaient pas fonctionner avec une vitesse trop considérable, si l’on désirait avoir des eaux claires, on a ainsi été conduit à régler le débit à la sortie du filtre de manière à conserver l’eau au-dessus du filtre et à faciliter la décantation.
  - Le filtre fonctionne ainsi avec une perte de charge qui croît avec l’importance de la pellicule filtrante. Cette perte de charge suit une loi figurée assez sensiblement par une parabole.
  - Lorsque la perte de charge est voisine de 1 m, le débit du filtre diminue rapidement et au bout de quelques jours, il ne donne plus qu’un filet d’eau, dont le débit est hors de proportion avec la surface filtrante. Le filtre est alors arrêté, le bassin vidé, puis le filtre est régénéré, en enlevant la couche d’algues qui s’est formée à la surface du sable et 3 à 4 cm d’épaisseur de sable. Je crois devoir rappeler à ce sujet que c’est un Ingénieur français,
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  - M. C.-H. Regnard, ancien Ingénieur de la Compagnie des Eaux, qui a montré combien il était facile de procéder à ce nettoyage au moyen de raclettes appropriées.
  - La durée du filtrage entre deux nettoyages (campagne de filtration) dépend de la facilité avec laquelle le filtre se colmate, c’est-à-dire qu’elle dépend des substances en suspension dans l’eau et de la rapidité avec laquelle les algues se développent. Cette durée est très variable : elle peut être réduite à 5 ou 6 jours, comme je l’ai vu dans certaines installations filtrantes où les eaux à épurer sont très chargées en matières boueuses, mais elle peut atteindre 2 et 3 mois avec des eaux limpides.
  - Les campagnes de filtrations de petites durées présentent des inconvénients graves ; elles sont onéreuses et elles exposent à des nettoyages très laborieux pendant les gelées d’hiver. De nombreux Ingénieurs ont cherché à éviter ces inconvénients en prolongeant la durée des campagnes de filtrations. Pour cela, les uns ont eu recours à une décantation préalable avec ou sans coagulant, tandis que d’autres se sont adressés à la préfiltration.
  - Une solution des plus ingénieuses a été donnée, comme vous le savez, par MM. Puech et Chabal, membres de notre Société : ils sont arrivés à prolonger la durée des filtres bien au delà . d’une période d’hiver.
  - En résumé, le filtre à sable ordinaire, type Simpson.
  - 1° Retient le plus grand nombre des bactéries, contenues dans l’eau soumise à la filtration, mais il peut laisser passer certaines bactéries contenues dans l’eau à épurer ;
  - 2° La durée de la campagne de filtration est relativement courte, mais elle peut être prolongée à l’aide d’artifices ingénieux ;
  - 3° Nous ajouterons que le séjour prolongé de l’eau à la surface du sable est une cause d’auto-infection par suite du développement des micro-organismes que l’on y observe.
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  - Nouveaux filtres à sable non submergé.
  - Le filtre à sable non submergé (fig.%) diffère du filtre à sable ordinaire (fig. i) par sa construction, la nature de son fonctionnement et les résultats obtenus.
  - Constitué par une épaisseur minimum de 1,20 m de sable fin, d’un grain déterminé, il ne doit jamais être noyé et l’eau de l’effluent ne doit pas séjourner dans les drainages.
  - Fig. 1. — Filtre à sable submergé. Fig. 2. — Filtre à sable nom submergé.
  - Son fonctionnement exige que l’eau à épurer soit répandue aussi uniformément que possible à la surface du filtre, sous forme de pluie par exemple, sans créer de flaque d’eau.
  - L’eau ainsi répandue pénètre dans l’épaisseur du sable, y ruisselle et sort privée des bactéries qu’elle contenait. Il n’y a plus d’eau en stagnation à la surface du filtre, il n’y a plus de pellicule filtrante, les actions purificatrices qui sont mises en œuvre
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- - — 265 —
  - sont encore peu connues, mais je ne crois pas prématuré d’affirmer que les affinités moléculaires doivent être un des principaux facteurs mis en œuvre dans cette épuration.
  - Ces filtres ont de nombreux avantages, mais il y en a trois qui
  - les caractérisent.
  - \
  - 1° Ils ne laissent pas passer les bactéries que l’eau soumise à la filtration peut contenir ;
  - 2° Ils ont une durée considérable, supérieure à plusieurs années, sans qu’il soit nécessaire de procéder à des réfections importantes ;
  - 3° Ils peuvent être arrêtés sans inconvénient et ils donnent une eau pure dès qu’ils sont remis en marche.
  - A dire vrai, le filtre à sable non submergé n’est point une chose nouvelle et l’on peut être étonné qu’il n’ait pas été mis en pratique depuis de longs siècles ; il n’est, en effet, que la réalisation humaine de ce que fait la nature.
  - C’est par filtration sur sable non submergé que la plupart des nappes-d’eau souterraines sont formées par les pluies, et tout le monde sait que dans les formations géologiques sableuses les sources exutoires de ces nappes, donnent une eau dont la composition bactériologique les a fait classer parmi les sources d’eau pure, toute contamination locale mise à part.
  - C’est également par filtration non submergée qu§ l’on a cherché à purifier les eaux polluées par le sol. M. Yincey, notre très distingué collègue, a dit à plusieurs reprises, à la Société des Ingénieurs Civils de France, combien ce mode d’épuration présente d’avantages et il a rendu compte des études faites dans ce sens.
  - Je me bornerai à citer pour mémoire le degré d’épuration obtenu dans certaines régions et en particulier à Mery-Pierrelay, où la Yille de Paris épure par le sol une partie de ses eaux d’égouts.
  - L’eau à épurer contient plus de 10 millions de bactéries par centimètre cube ; le filtre n’est ici que le sol naturel, et malgré cela l’eau des drainages est d’une pureté bactériologique qui défie souvent celle des sources réputées parmi les meilleures. C’est ainsi que certains jours on peut observer des drainages donnant une eau contenant de 1 à 10 bactéries par centimètre cube.
  - Bull.
  - 18
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- - — 266 ~
  - Épuration par le sol naturel.
  - DlUINS de la région de Méhy-Pieruelaye. (Bactéries par centimètre cube.)
  - DATES MÉRY LA BONNEVILLE ÉPLUCHES CODRCELLES CHAUSSÉE JULES-CÉSAR „ 02 S 2 S 5 2 c O'.
  - 1902 janvier 10 . . . 620 200 2 200 1305 20 340
  - * — 17 . . .„ 340 110 40 10 495. 290 290
  - — 24 ... . 2 000 20 240 8100 16 585
  - — 31 . . . 800 535' *2 410 1200 1650 1030
  - 1 février 7 . . . ! » 39 785 280 4 320 55, 420
  - — 14 . . . 200 j 145 .40 1 200 1 220
  - — 21 . . . 100 1.(30 6. 320 6 155
  - — 28 . . 1* 600 170 8.- 160 205;' 2 260
  - mars 7: . . . 50 210a i 10 1320 6! 305:
  - 1 — 14 . . . 260 220' i 10 240' 1 80
  - — 21 . . . ' 6 680 161780 2 80 1 51o très nomli.
  - — 28 . . . 2 260' 320 1 910 440 6 . 465
  - Moyennes. .... 1 355 16 970 r 505 2 430 i 230i 540»
  - L’eau d’égout soumise à l’épuration par le sol renfermait environ 10 millions de bactéries par centimètre cube;.
  - DeS‘ essais de filtration naturelle pour l’obtention d’une eau d’alimentation ont été exécutés, il y a quelques années, en Suède, à Gothembourg et Uddevallen, par M. l’ingénieur Richert, dont on a pu voir les projets à l’Exposition Universelle de Paris, en 1900 (fig. 3) . '
  - M. Richert, mettant à exécution les idées que Mù Thiem avait émises en 1888, pour l’alimentation, de Stralsuad, suralimentait une nappe aquifère convenablement choisie,;et lui faisait donner un volume d’eau que son périmètre naturel d’alimentation! ne lui aurait pas permis de fournir. Il avait choisi pour cela une nappe
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- - _ m —
  - d’eau dans une formation géologique sableuse, reposant entre deux couches de terrain imperméable. Les sables étaient drainés en profondeur au moyen de puits; l’eau d’alimentation était l’eau du fleuve Gotha. Les résultats furent, dit-on, très remarquables : l’eau drainée étant à peu près aseptique.
  - En 1902, M. Léon Janet, ingénieur en chef au corps des Mines, proposa d’effectuer l’alimentation de Paris en eau potable au moyen d’une eau de rivière épurée par les sables des terrains naturels.
  - Son projet consistait à suralimenter artificiellement les nappes
  - Fig. 3. — Renforcement drune ni artésienne, à Gothembourg, d’après Richert.
  - Fig. 4. — Coupe schématique de la butte de Montmorency.
  - souterraines qui existent dans les formations géologiques sableuses reposant sur des couches imperméables.
  - « L’idéal, disait-il, serait de disposer au-dessus d’une butte à déversement périphérique une immense pomme d’arrosage qui distribuerait l’eau en pluie. » , , • '
  - En opérant ainsi, les sources émergeant à la périphérie de la butte verraient leur débit accru dans de grandes proportions et et. un drainage collecteur permettrait de recueillir toutes les eaux.
  - M. Janet, se basant sur l’action des pluies diluviennes des temps, préhistoriques,, croyait pouvoir produire une chute artificielle de 6 à. 12 mètres d’eau par an, sans surmener le filtre naturel et, par conséquent, augmenter le débit des sources envisagées! dans le rapport de un à dix ou vingt.
  - Pour l’alimentation, de; Paris, M. Janet proposait d’utiliser la butte de Montmorency, ou diverses buttes sur lesquelles affleurent les sables de Fontainebleau (figr A).
  - M. le Dr Miquel, assisté de M. Mouchet, micrographe à l’Observatoire; de Montsouris, s’est appliqué à soumettre les idées de M. Janet à un contrôle expérimental des plus rigoureux; il est
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  - parvenu ainsi à déterminer les conditions qui permettent d’obtenir une épuration parfaite et à créer le filtre à sable non submergé qui est capable de purifier 6 à 7 m3 d’eau par mètre carré et par vingt-quatre heures, soit près de trois cents fois ce que proposait M. Léon Janet.
  - Les Filtres d’essais de M. le D1 Miquel.
  - Les filtres d’essais de M. le Dr Miquel (fig. 5) étaient formés par un tuyau en fonte de 0,80 m de diamètre, d’une hauteur variant
  - de 1,60 m à 2 m, fermé en bas par une plaque de fonte, et muni intérieurement d’un petit tube en fonte de 0.056 m de diamètre fixé tangen-tiellement suivant \une génératrice du tuyau. Le bout inférieur de ce petit tube était festonné et plongeait dans les matériaux de drainage de façon à pouvoir être uti-v x Usé comme bâche d’eau
  - ' ' filtrée.
  - pIG 5. ( L’écoulement de l’eau
  - épurée avait lieu librement par un robinet grandement ouvert, piqué sur ce petit tube à environ 0,16 m du fond (1).
  - Pour éviter la production d’oxyde de fer, ces appareils, entièrement métalliques, étaient recouverts d?une couche de coaltar. Le sable filtrant et les drainages étaient établis de la façon suivante : ' '
  - Dans le bas, sur la plaque de fonte, un drainage en briques sèches, d’une hauteur de 0,16 m, au-dessus duquel on avait disposé une couche dè gros gravier de 0,05 m de hauteur, surmontée de gravillon d’égale épaisseur.
  - Ccncluite J eau
  - SaA/e /v-c.i- pn Ai - '/"20
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  - ÿ/’ccvïcr 0-05
  - JAraùictÿe A= O r~A0
  - (1) Nous verrons qu’il aurait mieux valu prendre l’eau au bas de ce tube, de manière à n’avoir pas de réserve d’eau dans les drainages.
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- - — 269
  - Sur cette couche était versé, en le lassant, du sable sous des épaisseurs variables de 0,80 m a 1,28 m.
  - La distribution d’eau se faisait au moyen d’un tourniquet hydraulique ou d’un tube en spirale percé de trous, de telle manière que l’eau fût répartie aussi uniformément que possible sur la surface filtrante, qui était de 0,5026 mb La quantité d’eau déversée était variable avec les expériences. Plus tard, M. le Dr Miquel modifia la nature du sable employé, et il fut conduit à prendre du sable de Seine convenablement tamisé.
  - Épuration bactérienne par filtre à sable non submergé.
  - Les premières expériences avec les filtres à sable non submergé furent faites avec un filtre à sable de Fontainebleau dont la constitution était :
  - Couche superficielle, sable moyen Sable fin de Fontainebleau. . .
  - Gros sable.......................
  - Petit gravier . ..................
  - Gros gravier ....................
  - Drainage en brique ......
  - 0,05 m d’épaisseur 0,95 —
  - 0,10 —
  - 0,17 —
  - 0,17
  - 0,16 — •
  - La couche superficielle de sable moyen avait été placée pour dégrossir l’eau de rivière destinée à l’alimentation (Eau du canal de l’Ourcq).
  - L’eau soumise à la filtration a une composition très variable, oscillant de quelques mille bactéries à plusieurs centaines de mille par centimètre cube. Le bacille du côlon s’y trouve à des taux variables, mais on le rencontre toujours sous des volumes d’eau allant de 0,05 cm3 à 5 cm3.
  - Le filtre, dont les matériaux avaient été lavés antérieurement à l’eau de source, fut alimenté au débit (1) de 0,400 m, puis 0,575 m par vingt-quatre heures pendant les premières semaines ; son débit fut ensuite porté à 1,500 m et 1,900 m.
  - Les résultats furent des plus remarquables : dès les premières semaines, le taux de bactéries par centimètre cube fut réduit
  - (1) Débit exprimé en tranche d’eau filtrée par vingt-quatre heures, c’est-a-dire en mètres cubes par mètre carré de surface filtrante et par vingt-quatre heures.
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  - dans des proportions importantes et le bacille du côlon ne put être décelé dans l’eau filtrée sous des volumes d’eau allant jusqu’à 760 cm3.
  - A la neuvième et dixième semaine, le filtre fut inondé à plusieurs reprises par de l’eau brute et le bacille du côlon passa immédiatement dans l’eau filtrée.
  - Il en fut de même pendant les vingt-troisième et vingt-quatrième semaines, puis pendant les trente et unième et trente-deuxième semaines et enfin pendant la trente-neuvième semaine.
  - L’eau d’Ourcq, habituellement trouble, colmatait la partie supérieure du filtre, amenait un arrêt et nécessitait un grattage de la surface du sable moyen.
  - Pour éviter ces inconvénients, M. le 13r Miquel eut l’idée de dégrossir l’eau soumise à 6. La filtration à l’aide d’un
  - petit filtre également non submergé (fig. 6), mais qui n’avait qu’un rôle clarificateur. Le tableau page 271 indique les résultats obtenus, l’imperméabilisation du sable de Fontainebleau fut complètement évitée, et le filtre put marcher sans arrêt et sans être inondé.
  - Le dégrossisseur avait 12,4 dm2 de superficie ; il était formé par un drainage en carreau de faïence surmonté de 0,17 m de sable de rivière. L’eau dégrossie était débarrassée des deux tiers des bactéries et contenait dix fois moins de bacilles du côlon que l’eau brute ; elle fut ramenée à un degré.de pureté très élevé, tableau, page 272. .,«
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- - Épuration de l’eau de Rivière.
  - Sable fin de Fontainebleau.
  - ;C0 BACTÉRIES IA ro <P 5 3 W
  - C/5 S O £ O cd H ~ NOMBRE
  - & S D - 4 P 5 2 S < 1)E BACILLUS COLl
  - 'J- g S C 5 3 65 JÊ5 S ° <3<l i-H H - cj <£> p S B EZ dans l’eau filtrée
  - 1 5 435 11295 0,400 m » 0 Bacillus Coli dans 240
  - 2 545 38130 0,460 » 0 520
  - 3 465 13 400 0,565 » 0 240
  - 4 565 3 710 0,575 17,3 0 760
  - o 220 6 665 1,030 17,3 0 280
  - 6 300 19 285 1,200 17,6 0 720
  - 7 300 46 045 1,490 17,9 0 280 :
  - 8 215 15'800 1,490 19,0 0 400
  - 9 190 54 000 1,715 19.2 , 2 Accident (A) 560
  - 10 375 25285 1,975 19,2 1 Accident (A) 360
  - il 215 28150 1,945 20,6 0 360
  - 12 240 10 835 1,915 23,8 0 240
  - 13 150 10 585 1,915 23,1 0 280
  - ' 1.4. 65 9.760 1,915 20,5 0 280 ;|
  - 15 45 14 855 1,915 21,9 0 280 :
  - 16 25 4' 715 1,860 20,6 0 280 :
  - 17 12 2570 1*850 ; 19,3 0 280 ;;
  - 18 16 1765 1,745 17,8 0 280 i
  - 19 25 3335 1,690 17,8 0 240 :
  - 20 15 3 615 1,575 17,3 0 240 i
  - 21 25 8 650 1,430 16,1 0 280 |
  - , 22 50 12'815 1,975 14,3 3 Accident (B) 480 i
  - 23 50 18 400 1,945 14,5 4 Accident (A) 1280 j
  - 24 25 16150 . 1,915 14,0 0 280
  - 25 16 29 566 lsj 860 11,7 ,i 9 ,2801
  - 26 35 39165 1,830 12,6 0 240]
  - 27 30 39 835 1,830 11,0 J 0 5401
  - 28 40 47 800 1,830 16,0 0 •680 j
  - 29 60 83 650 1,775 10,4 0 , 240]
  - 30 ' 50 36935 1.715 7,6 0 280]
  - 31 130 39 530 1,685 . 7,3 .. 8 Accident (B). 480 j
  - 32 170 29 720 1,660 9,5 9 Accident (A) 440
  - 33 150 269475 1,985 2,1, î 2. 4801
  - 34 215 164 910 1,975 715 0 960,
  - 35 55 364675 1,915 5,9 : 9 '960 !
  - 36 50 37 660 1,860 4,9 , 0 920 ]
  - 37 5 32 500 1,800 5,6 0 560;
  - -38 9 -21-375 1,750 4,6 0 480!
  - 39 100 92 370 w 11,985 4,0 3 Accident t-B; 320 !
  - (A) Filtre accidentellement inondé.
  - (B) Partie supérieure du filtre colmaté. L’eau passe le long des parois.
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- - Épuration de l’eau de Rivière avec dégrossissage préalable.
  - Sable fin de Fontainebleau.
  - EAU D’OURCQ EAU DÉGROSSIE EAU FILTRÉE
  - NUMÉROS DES SEMAINES BACTÉRIES I par cm8 / BACILLUS [ COLI 1 par litre BACTÉRIES J par cm3 / BACILLUS [ COLI \ par litre C/3 ~ S "g CS g H ~ ÇJ CG C- « BACILLUS COLI
  - 43 20 170 333 12 750 66 -160 2 dans 800 cm3
  - 44 11 955 571 5 575 272 25 0 720
  - 45 9115 368 5 740 35 30 0 800
  - 46 3 420 73 4 875 40 25 0 800
  - 47 4 425 153 4 645 20 20 0 720
  - 48 3 825 150 3 040 69 20 0 800
  - 49 5 960 120 2 690 20 15 0 800
  - 50 4 520 444 1330 103 12 0 720
  - 51 3 575 500 1120 46 9 0 800
  - 52 1985 •190 670 28 21 0 560
  - 53 3 275 500 885 20 8 0 740
  - 54 8 995 500 1135 28 9 0 840
  - 55 8135 2 666 1415 55 8 0 720
  - 56 2 615 2 000 935 55 10 0 800
  - 57 3 365 1400 960 42 25 0 800
  - 58 5 055 333 1595 90 25 0 720
  - 59 2105 • 250 980 54 14 0 480
  - 60 2 055 272 725 66 19 0 960
  - 61 2 580 1200 725 107 14 0 800
  - Tranche d’eau en 24 heures = 2 m environ.
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- - Épuration de l’eau de source par un filtre non submergé.
  - Le filtre destiné à l’épuration des eaux de source était constitué par du sable fin de rivière tamisé dont le grain était compris entre 0,5 mm et 0,8 mm ; il nous donnera un exemple de la formation d’un filtre non submergé au point de vue bactériologique.
  - Ce filtre avait 0,50 m2 de surface ; il était constitué :
  - Sable fin de rivière Sable moyen — Gros sable — Gravier moyen . . Gros gravier . . . Drainage en brique
  - 1,17 m d’épaisseur.
  - 0,20 —
  - 0,08 —
  - 0,15 —
  - 0,15 —
  - 0,16 —
  - A la surface du filtre, on avait disposé une couche de gros gravier de 0,03 m d’épaisseur pour assurer une répartition de l’eau d’arrosage qui était distribuée par un tube en plomb de forme circulaire percé de sept orifices et placé concentriquement au tube de fonte formant la carcasse du filtre.
  - Dès la mise en marche, le débit fut porté à 0,400 m3 par vingt-quatre heures, puis le débit fut augmenté et atteignit successivement 0,800, 1,200, 1,60 m3.
  - Dès le troisième jour, le Bacille du côlon que renfermait l’eau brute né se montra plus dans l’eau épurée. Le nombre de bactéries dans l’eau épurée ne fut pas très sensiblement diminué au début; puis il se maintint entre 200 et 300 bactéries par centimètre cube. Nous croyons devoir faire remarquer à ce sujet que, par suite d’un vice de construction, l’eau épurée séjournait dans les drainages du filtre, et nous verrons ultérieurement comment on doit expliquer ces chiffres.
  - Le débit fut ensuite porté à 2,40 m3, c’est-à-dire au début normal des filtres ordinaires à sable submergé type Simpson; le Bacille du côlon continua à faire défaut dans l’eau épurée, quoiqu’il se rencontrât dans l’eau brute sur 5 cm3 à 10 cm3, soit au taux moyen de 150 par litre.
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- - — 274 —
  - Pendant la treizième semaine, le soixante-dixième jour, on arrêta le filtre pendant quarante-huit heures, puis on reprit la marche à 2,40 m3 sans que rien d’anormal pût être observé.
  - Du trente-neuvième au cinquantième jour (sixième à dix-septième semaine), il y eut arrêt de minuit à 6 heures du matin, et le quatre-vingt-quatrième jour (treizième semaine) le filtre fut arrêté pendant huit jours. Aucune perturbation ne fut notée dans le fonctionnement du filtre.
  - Enfin le cent-unième jour, le débit fut porté à 3,20 m3; à la suite de cette augmentation de débit, le Bacille du côlon apparut le cent-deuxième et le cent-troisième jour dans l’eau filtrée, puis il disparut de nouveau.
  - Après un nouvel arrêt de deux semaines, le filtre fut remis en marche au débit de 3,20 m3; une nouvelle apparition du Bacille du côlon fut observée, mais il fallut le rechercher sur 320 m3 d’eau.
  - Le débit du filtre paraissant trop élevéy on le ramena au débit normal de 2,40 m3 et, dès lors, on ne put trouver le Bacille du côlon dans l’eau filtrée jusqu’à la quarante-quatrième semaine, époque où le filtre fut arrêté.
  - Cet arrêt fut rendu obligatoire,, après trois cents jours de fonctionnement, par la formation, à la surface du sable, d’une nappe d’eau permanente que la concavité de la partie supérieure maintenait éloignée des parois. Cette flaque d’eau était probablement due à l’imperméabilisation de la couche supérieure du sable par un peu d’argile apporté par l’eau de source.
  - On procéda à un nettoyage en enlevant une épaisseur d’en-ron 0,10 m à 0,15 m de sable ; on observa alors que le sable s’était aggloméré par place, de façon à former une sorte de grès assez friable pour être réduit en poudre à la main ou à l’aide d’un maillet en bois.
  - Le sable, ainsi enlevé, fut séché, pulvérisé, tamisé à nouveau, lavé à grande eau et remis en place, le filtre remis en marche au débit de 2,40 m3 ; malheureusement un accident amena la submersion du sable et occasionna la présence du Bacille du côlon pendant la quarante-huitième et quarante-neuvième semaine. Sauf ce petit incident, le filtre continua à donner des résultats parfaits pendant une nouvelle période de trente-cinq semaines, au bout de laquelle il se présenta à nouveau le 'phénomène d’imperméabilisation locale dont nous .avons [parlé au bout du trois-centième jour.
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- - Épuration de l’eau de Source.
  - Sable fin de rivière d = 0,5 à 0,8 mm.
  - K cc W EAU FILTRÉE EAU BRUTE xn 02 CÆ ÏZ,
  - JOURS TEMPÉRATU DU SABLE DÉBIT A LA MINUT par cm8 C/2 S | -w H P* O CQ < Qm « </2 P 18 ce ^ ~ s H t. s a -P BACILLUS ( O O TRANCHE d’eau par 24 heur 0 H 5S ! PS W Zfi ' | - “ ,
  - 1 16,2 0,140 )) B. C. 3395 B. C. 0,401 1 i • i
  - 2 15,9 0,150 » B. C. 1360 B. c. 0,429 ’ j
  - 3 16,5 0,130 )) 0 2400 B. c. 0,372 -j
  - 4 16,9 0,150 » 0 4350 B. c. 0,429
  - K» O 17,3 0,145 3900 0 2455 B. G. 0,415 :
  - 6 17,0 0,280 1480 0 2565 B. C. 0,802 \ }
  - 7 17,0 0,277 2380 0 2230 B. C. 0,793 augmen-
  - 8 i! . 16,2 0,275 1145 0 1290 B. c. 0,787 tation
  - 9 16,2 0,275 1025 0 775 B. c. 0,787. du
  - 10 16,2 0,275 1040 0 -835 B. c. 0,787 |
  - 11 15,8 0,275 715 0 975 B. c. 0,779 1 UuJJll.
  - 12 ! 15,7 0,275 360 0 775 B. c. 0,787
  - 13 15,7 0,410 350 0 1020 B. c. 1,174
  - 14 15,5 0,410 '575 0 745 B. G. 1,174
  - 15 15,2 0,412 435 0 750 B. G. 1,180
  - 16 15,4 0,415 435 0 530 B. C. 1.188 augmen-
  - 17 15,7 0,412 465 0 5850 B. C. 1,180' 1 lation
  - M8 ; 15,4 0,410 305 0 905 B. G. 1,174 du
  - 19 15,7 0,410 270 0 2405 B. C. 1,174 1 l débit.
  - 20 1 16,4 0,410 435 0 2<955 B. C. 1,174
  - 21 15,3 0,410 295 0 1535 B. C. 1,174
  - 22 ! 15,5 0,412 290 0 1360 B. G. 1,180 ' ï.-.
  - 23 15,3 0,412, 295 o 2565 B. C. 1,180
  - 24 15,7 0,415 320 0 655 ^ B. C. 1,180 J
  - 25 15,7 0,545 335 . 0 ( 750 B. G. 1,559
  - 26 16,1 0,545 260 0 710 B. C. 1,559 | augmen-
  - 27 16,4 0,545 325 0 5440 B. C. 1,559 tation
  - 28 16,5 0,545 425 0 1-875 B. G. 1,545 du ..
  - 29 16,3 0,545 ‘540 0 2*890 B. G. 1,559' débit.
  - 30 17,2 0,545- 335 0 3410 B. C. 1,559
  - Nota. — Hauteur de la nappe d?eau souterraine, 0,125 m. B. G. indique la présence du Bacille Coli.
  - O indique l’absence du Bacille Coli sur 40 cm® d’eau.
- p.275 - vue 275/666
- - NUMÉROS
  - Épuration de l’eau de source.
  - sable fin de rivière d = 0,5 mm a 0,8 mm.
  - C/2
  - H
  - Z
  - 53
  - W
  - C/2 ,
  - C/2'
  - U
  - Q
  - 1
  - 2
  - 3
  - 4
  - 5
  - 6
  - 7
  - 8
  - 9 * 10 11 12
  - 13
  - 14 >
  - 15
  - 16
  - 17
  - 18
  - 19
  - 20 f 21 .•>
  - 22. . 23‘
  - 24
  - 25
  - 26
  - 27
  - 28 29
  - BACTÉRIES w
  - w % Cfi P K PRÉSENCE OU ABSENCE
  - 3 5 I C-H < « du
  - EAU & w o« £
  - EAU • BACILLUS COLI
  - filtrée H c3 S Q
  - brute H Eh dans l’eau filtrée
  - m degrés
  - 2 585 2 675 0,500 16,7 Lavage du filtre.
  - 745 915 0,860 15.9 0 Bacillus Coli dans 680cm3
  - 350 2135 1,175 15,5 0 — 600
  - 320 1910 1,545 15,9 0 — 660
  - 475 3 055 1,545 16,0 0 — 520
  - 350 1 625 1,860 17,5 0 — 280
  - 185 8 490 2,145 17,0 0 — 660
  - 225 8 720 2,430 16,7 0 — 660
  - 140 2 375 2,430 16,6 1 — 660
  - 90 3 080 2,430 16,3 0 — 660.
  - ÜO 1355 2,430 15,4 0 — 660
  - 80 825 2,430 15,3 0 520
  - » 530 2,430 )) » Arrêt — »
  - 165 1005 2,430 14,9 0 Bacillus Coli dans 660
  - 280 • 540 3,200 14,3 2 - 660)
  - 335 420 3,200 14,1 0 — ' 520> Dcl,lt
  - 255 685 3,200 14,2 0 iwor*?
  - » 585 » » Arrêt.
  - » 530 )) ))
  - 275 2 455 * 3,200 13,4 0 Bacillus Coli dans 520) Débit
  - 170 495 3,200 13,6 1 — 520) trop élevé
  - 210 • 275 2,430 13,4 0 — 480cm8
  - 230 500 2,430 14,6 0 — 520
  - 115 610 2,430 13,2 0 — 480
  - 210 720 2,430 13,8 0 — 520
  - 400 570 2,430 14,2 0 — .480
  - 560 1 610 2,430 13,9 0 — 520
  - 195 1570 2,430 12,7 0 — 520
  - 130 345 2,430 12,9 0 — 520 P
- p.276 - vue 276/666
- - — 277
  - Épuration de l’eau' de source.
  - sable fin de rivièbe d=,0,5mm a 0.8 mm.
  - NUMÉROS DES SEMAINES BACT EAU filtrée ÉR1ES BAU brute TRANCHE d’eau en 24 heures TEMPÉRATURE DU SABLE PRÉSENCE OU ABSENCE du BACILLUS COLI dans l’eau filtrée
  - 30 17 200 m 2,430 degrés 12,7 • 0 Bacillus Coli daDS 520cm3
  - 31 40 600 2,430 12,2 0 — 560
  - 32 160 1 270 2,430 12,2 0 — 560
  - 33 130 1885 2,430 12,2 0 — 520
  - 34 130 345 2,430 12,9 0 — 560
  - 35 135 220 2,430 13,1 0 — 520
  - 36 55 200 2,430 12,7 0 — 560
  - 37 80 105 2,430 12,5 0 — 520
  - 38 55 1 845 2,430 12,5 0 — 560
  - 39 65 270 2,430 12,8 0 — 560
  - 40 70 275 2,430 13,6 0 — 520
  - 41 75 1005 2,430 13,4 0 — 560 .
  - 42 70 535 2,430 12,4 0 — 560
  - 43 55 440 2,430 12,3 0 — 520
  - 44 20 235 2,430 12,0 0 — 440
  - 45 )) » )) »
  - 46 » )> » »
  - 47 1225 620 2,410 12,2 0 Bacillus Coli dans 400 cm3
  - 48 385 1390 2,423 12,3 1 ) (800
  - 49 ' ' 225 1 445 2,426 12,7 1 J Accident (A) j ,48
  - 50 220 750 2,430 12,5 0 Bacillus Coli dans 800
  - 51 235 330 2,435 13,8 0 — 800
  - 52 1 130 960 2,425 14,6 0 — 720
  - 53 280 795 2,420 14,7 0 — 720
  - 54 200 2 245 2,415 14,9 0 — 720
  - 55 215 810 2,423 15,7 •0 — 800
  - 56 290 3 915 2,445 15,8 0 — 720
  - (A) Submersion du sable.
- p.277 - vue 277/666
- - — 278
  - Épuration de l’eau de source.
  - SABLE FIN DE RIVIÈRE (1 : - 0,5 Hlm A 0,8 mil!.
  - NUMÉROS DES SEMAINES BACT] EAU filtrée ÉRIES EAU brute TRANCHE d’eau en 24 heures TEMPÉRATURE DU SABLE PRÉSENCE OU du BACILLUS dans l’eau ABSENCE cou filtrée
  - 57 240 5165. m 2?440 degrés 16,3 0 Bacillus Coli dans 400cm3
  - 58' 230 6 855 2,445 16,0 0 — 940
  - 59 270 9 375 2,445 16', 7 0 — 800
  - 60 140 1900 ; 2,445 17,1 0 — 800
  - 61 170 260 2,445 16-, 7- 0 — 800
  - 62- 210 7 560 2,445 16,9 0 — 560
  - ' 63 165 7155 2.417 16,2. 0 — 720'
  - 64 65 1330 2,417 15>, 4. 0 . — • ^20;
  - 65 50 2 230 2,430 15,9 0 — 720
  - 66 90 2 910 2,405 15:, 2. 0 — 720-
  - 67 40 595 2,405 14,7 0 — 720-'
  - 68- 11 3 275 2,388 14,1 0 — 800
  - 69 6 2 650 2,374- 13),6 0 —, 720
  - 70 4 1240 2,388 14,4 0 — 800?
  - 71 10 1070 2,405 15,0 0 — - ’ 720'
  - 72 16 475 2,405 14,7 0 — 720
  - | 73 80 225 2,405 14,7 0 — 720:
  - ; 74 50 1115. 2,388 14,.7 0 — 720.-'
  - ' 75- 50 2 850 2,388 14,2 0 — 800
  - 76' 28 3 275 2,388- 13,4 0- — 720
  - 77 17 1610 2,374 13,6 0 — 800
  - 78 41 845 2,374 13,3 0 • — 720
  - 79 46 815 2,374 13,3 0 — 720'
  - 80 28 325 2,374 12-,8 0 — 720
  - 81 22 . 210 2,388 12,9 0 — 720.
  - 82 75 245 2,403! 13,2 0 - — 720
  - 83 71 1130 2,408: 13,4 0 — 720
  - 84 112 960 2,395 13,4 0 — 720
  - 85 37 425 2,374 12,5 0 — 880
- p.278 - vue 278/666
- - — m —
  - Pendant cette période de trente-cinq semaines, le Bacille du côlon s’est présenté en moyenne au taux de 246 individus par litre d’eau soumise à la filtration et il n’a pu être décelé dans l’eau filtrée sous des volumes de 700 cm3 à 800 cm3.
  - Épuration de l’eau de source par un filtre formé de sable moyen.
  - Nous avons, vu qu’avec les sables fins le débit des filtres est assez limité et qu’il faut avoir grand soin d’éviter une augmentation trop élevée de la vitesse de filtration si l’on ne veut pas s’exposer à voir le filtre se noyer et donner de mauvais résultats.
  - D’autre part, la plupart des sables que l’on rencontre dans la nature sont loin d’avoir le degré de finesse du sable de Fontai-! nebleau, ou être compris entre 0,5 mm et 0,8 mm; il importait donc de vérifier les résultats que l’on obtiendrait avec un sable se rapprochant autant que possible dessables que l’on rencontre le plus fréquemment dans la nature,
  - Le sable choisi fut le sable de Seine passé au tamis dont la maille' avait 1,5 mm de côté; il a donné au tamisage :
  - Sable retenu sur tamis n° 30. . 28,5
  - — passant — 30. . 26,0
  - — — — 40. . 31,5
  - — — — 60.’ . 14,5
  - 100,5 -
  - Ce sable renfermait donc 14,5 0/0 d’élémentsi très fins mélangés avec environ 75 0/0 de sable variant de 0,6 mm à 1,5 mm; il était très hétérogène, chargé de matières organiques; le lavage en fut très long (quatorze semaines). L’eau filtrée qui s’en écoula d’abord, louché pendant quarante-huit heures, devint limpide, mais resta jaunâtre pendant plus de huit jours.
  - Le filtre était constitué par :
  - Sable de Seine . . 1,50 m d’épaisseur.
  - Petit gravillon . . 0,02. —
  - Gravillon . . . . 0,05 —
  - Gravier . . . . . 0,01 —
  - Briques ... . . 0,11 —
- p.279 - vue 279/666
- - NUMEROS
  - — 280
  - Épuration de l’eau de source.
  - SABLE DE SEINE PASSANT AU TAMIS DE 1,5 mm.
  - NUMÉROS DES SEMAINES BACT] EAU filtrée ÉR1ES EAU brute TRANCHE d’eau en 24 heures TEMPÉRATURE DU SABLE PRÉSENCE OU ABSENCE du BACILLUS COLI dans l’eau filtrée
  - 1 39 710 2 210 m 1,430 degrés 14,0 7 Bacillus Coli dans 280cm3
  - 2 4 600 480 2,490 13,5 6 — 240
  - 3 2 040 320 3,065 13,9 7 — 280
  - 4 1050 370 2,660 14,4 2 — 280
  - 5 )> 610 1,315 13,7 » — »
  - 6 1265 , 285 2,430 13,4 8 — 400
  - 7 2 040 950 2,415 14,3 15 — 640
  - 8 1450 995 2,415 14,8 11 — 480
  - 9 770 1880 2,415 13,7 12 — 500
  - 10 475 450 2,415 12,9 8 — 520
  - 11 350 205 2,415 12,0 4 — 560
  - 12 270 325 2,415 12,6 1 — 1240
  - 13 625 1105 2,415 11,9 2 — 720
  - 14 530 2 440 2,415 12,1 1 — 760
  - 15 370 680 2,410 12,9 0 — 720
  - 10 340 190 2,405 13,1 2 — 760
  - 17 415 200 2,405 12,6 0 — 720
  - 18 120 155 2,405 12,4 0 — 800
  - 19 155 1045 2,405 12,8 0 — 720
  - 20 165 695 2,405 12,7 0 — 800
  - 21 190 305 2,415 13,6 0 — 800
  - 22 230 560 2,410 13,5 0 — 720
  - 23 190 1040 .2,405 13,5 0 — 800
  - 24 105 400 2,410 12,3 0 — 800
  - 25 95 410 2,415 12,2 0 — 720
  - 26 65 365 2,410 13,5 1 — 800
  - 27 50 220 2,410 13,8 0 — 800
  - 28 55 225 2.405 12,8 0 - 720
  - 29 50 1050 2,415 12,5 0 — 840
  - 30 40 1985 2,410 12,8 0 — , 720 '
- p.280 - vue 280/666
- - 281 —
  - Épuration de l’éau de source.
  - SABLE DE SEINE PASSANT AU TAMIS DE 1,5 mm.
  - , NUMÉROS DES SEMAINES BACT EAU filtrée ÉRIES EAU brute TRANCHE d’eau en 21 heures j \ TEMPÉRATURE j DU SABLE | PRÉSENCE OU ABSENCE du BACILLUS COLI dans l’eau 'filtrée
  - m degrés
  - 31 95 795 2,405 12,6 0 Bacillus Coli dans 800 cm3
  - 32 100 240 2,410 13,8 0 — 800
  - 33 95 1025 2,415 14,8 0 . — 720
  - 34 55 420 2,410 14,7. 0 — 720
  - 35 105 1050 2,405 15,1 0 — 720
  - 36 80 1945 2,405 15,6 0 — 800
  - 37 90. 4 085 2,415 16,1 0 — 720
  - 38 155 3 605 '2,415 16,5 0 — 720
  - 39 80 10 710 2,435 16,2 o — 640
  - 40 95 4 980 2,435 16,8 0 — • 800
  - 41 80 7 055 2,435 17,0 0 — 800
  - .42 70 380 2,415 16,8 0 — 720
  - Arrêt du bassin Y du 10 août au 26 septembre 1906.
  - 49 540 : 3 275 2,430 14,9 0 Bacillus Goli dans 560 cm3
  - 50 80 2 650 2,430 13,8 0 — 720
  - 51 37 1240 2,444 .. 14,5 0 — 800
  - 52 36 1 070 2,435 . 14,7 ' 0 — 720
  - 53 31 475 2,430 14,3 0 ‘ — 720
  - 54 50 225' 2,417 ; 14,7 0 — 800
  - 55 30 1115 2,403 14,7, 0 — 720
  - 56 18 2 850 .2,288 v 14,4 3 - 800
  - 57 16 3 275 2,245 13,1 0 — 720
  - 58 18 1 610 2.360 13,5 0 - , . — 800
  - 59 17 845 2,445. 13,0 0 " - 720
  - 60 23 815 2,315 13,2 0 — 720
  - 61 16 325 2,260. • 12,8 0 — 720
  - ’ 62 9 210; 2,202 12,7. .0 — 720
  - 63 17 245: 2,430 12,9 0 — 720 .
  - 64 21 1130 2,410 13,5 0 — 720
  - Bull. . 19
- p.281 - vue 281/666
- - Épuration de l’eau de source.
  - SABLE DE SEINE PASSANT AU TAMIS DE 1,5 mm.
  - NUMÉROS DES SEMAINES BACT1 EAU filtrée ÏR-IES EAU brute TRANCHE d’eau en 24 heures TEMPÉRATURE DU SABLE PRÉSENCE OU ABSENCE du BACILLUS COLI dans l’eau filtrée
  - 65 22 960 m 2,417 degrés 13,8 0 Bacillus Goli dans 720 cm3
  - 66 15 425 2,417 12,3 1 — 800
  - 67 15 295 2,245 43,7 . 0 — 800
  - 68 16 305 2,388 13,9 0 — 720
  - 69 20 295 2,460 13,8 0 — 800
  - 70 16 460 2,460 14,5 0 — 720
  - 71 20 645 2,460 14,8 0 ,— 720
  - 72 24 2145 2,452 14,2 0 — 800
  - 73 19 1650 2,444 ' 1:2,5 0 — 720
  - 74 15 2150 2,444 12,7 0 — 720
  - 75 12 • 2 475 2,460 12,5 0 — ' * • 1 280
  - 76 18 4 355 2,444 12,4 0 — 720
  - 77 16 5 450 2,437 12,4 0 — 720
  - 78 11 745 2,450 12, .7 0 — 640,
  - 79 15 4 255 2,460 12,7 0 — 1280
  - 80 )> 3000 2,460 13,4 0 —, 720
  - 81 44 9 920 2,460 13,8 0 — 1280
  - 82' 36 9 855 2,444 14,2' 0 — 4380
  - 83 » 1 580 2,444 13,6 0 — 1680
  - 84 31 6 865 2,444 15,3 0 — 3 440
  - 85 11 2 030 2,444 ' 14,8 0 — 1 840
  - 86 9 420 2,460 14,9 0 — 1720
  - , 87 17 2 560 2,460 15,3 0 — 1000
  - 88 30 5 885 4,444 17,0 0 . — 1320
  - 89 36 2 785 2,486 16,1 0 — 1600
  - 90 33 1960 2,474 16,3 0 — 480
  - 91 25 1895 2,474 16,6 0 — 800
  - 92 35 ' 9 050 2,481 47,6 0 — ' 720
  - 93 36 4 430 2,489 18,3 0 — 720
  - 94 39 7 370 2,489 18,2 0 — 800
- p.282 - vue 282/666
- - 283 —
  - Les résultats obtenus sont consignés dans les tableaux pages 280, 281 et 282. On y remarquera que la teneur en bactéries de l’eau filtrée a diminué avec une grande lenteur et qu’elle n’atteignait celle de l’eau de source servant à l’irrigation que vers la dix-septième semaine.
  - Nous verrons plus loin que ces teneurs élevées dans l’eau filtrée doivent être attribuées aux matières organiques plus ou moins solubles qui étaient contenues dans le sable.
  - Si on fait abstraction de cette pé riode de formation du filtre, on constate que les résultats ont été très satisfaisants pendant soixante-dix-huit semaines, soit une période de cinq cent quarante-six jours, presque deux ans.
  - Arrêt absolu des bactéries contenues dans l’eau soumise à la filtration par filtre à sable non submergé.
  - Il ne suffisait pas qu’un filtre à sabl e non submergé donne des eaux avec un petit nombre de bactéries et d’y constater l’absence régulière du Bacillus Goli.
  - M. le docteur Miquel- a voulu se rendre compte de ce qui se passerait si l’eau soumise à la filtration était contaminée d’une manière systématique à l’aide de cultures de divers bacilles pathogènes.
  - De nombreuses expériences ont été faites dans ce sens avec le filtre à sable de Seine que nous venons de décrire; nous n’en rapporterons que quelques-unes.
  - Les Bacilles envisagés furent 1 q Bacillus Coli Communis, le Bacille d'Eberth, le Spirille de Metchnikoff, le Spirille de Denecke, le" Spirille de Flinkler et Prior et les Bacilles de la putréfaction de la viande de bœuf.
  - Pour se rendre compte de la valeur d’un filtre, on se contente, en général, d’une infection à l’aide du Bacillus Coli Communis parce que ce bacille existe dans toutes les eaux souillées et qu’il est facile de le découvrir même lorsqu'il se trouve en très petite quantité dans l’eau.
  - On sait, en outre, que ce bacille est très répandu, qu’il est très voisin au point de vue morphologique des espèces typhoï-gènes et qu’il accompagne toujours le bacille d’Eberth dans la
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- - nature, de telle sorte qu’une eau qui ne présente plus le Bacillus Goli Communis appelé aussi Bacille du Côlon ou Bacille d'Esche-rich, se montre dépourvue de souillures dues aux déjections animales. Ce sont autant de raisons qui militent en faveur du bacille du Côlon pris comme témoin, comme test en terme technique.
  - Le Bacille d’Eberth est, comme chacun sait, l’agent de contamination de la lièvre typhoïde.
  - Les Spirilles de Metchnikofï, de Denecke, de Flinkler et Prior sont très voisins du vibrion du choléra asiatique.
  - Parmi les expériences faites avec le Bacillus Goli nous citerons celles où l’on répandit sur le filtre:
  - 1° 1 cm3 d’une culture pure de B. C. âgée de1 48 .heures, mélangée à 250 cm3 d’eau, que l’on introduisit goutte à goutte dans l’eau d’alimentation du filtre marchant au débit de 2 m40; la durée d’infection fut de 5 heures ;
  - 2° 4 cm3 d’une culture fraîche répandue comme la précédente;
  - 3° 8 cm3 d’une culture fraîche répandue comme la précédente ;
  - 4° 16 cm3 d’une culture fraîche répandue comme la précédente ;
  - 5° 32 cm3 d’une culture fraîche répandue comme la précédente ;
  - 6° 64 cm3 mélangée à 186 cm3 d’eau et répandue comme précédemment;
  - 7° 128 cm3 mélangée à 128 cm3 d’eau et répandue comme précédemment;
  - 8° 256 cm3 d’une culture pure de B. C. et répandue comme précédemment.
  - A la suite de ces huit essais, imbriqués les uns sur les autres, le filtre continua à fonctionner normalement à 2 m 40. Or, les essais journaliers de l’eau filtrée pratiqués d’heure en heure pendant plusieurs semaines ne permirent pas de déceler le Bacille du Côlon, quoique le filtre ait reçu pendant la période d’expérience plus de 250 milliards de B. C. par mètre carré de surface filtrante, c’est-à-dire plus qu’il n’en aurait reçu pendant un fonctionnement continu de deux siècles avec l’eau de source qui servait à son alimentation.
  - Les expériences avec le Bacille d’Eberth furent faites avec 100 cm3 d’une culture en bouillon d'un bacille due à l’obligeance de M. le docteur Binot, chef de service à l’Institut Pasteur, cette culture fut répandue par le procédé indiqué sur le même filtre avec la vitesse de filtration de 2 m 40 par vingt-quatre heures.
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- - — 285 —
  - Il en fût de même avec :
  - 100 cc d’une culture du Spirille de Metchnikoff ;
  - 100 cc d’une culture du Spirille de Denecke ;
  - 100 cc d’une culture du Spirille de Flinkler et Prior.
  - Nous verrons plus loin comment furent exécutées les expériences avec la viande putréfiée.
  - Ces expériences prouvent d’une manière surabondante que les bacilles contenus dans les eaux soumises à la filtration sont retenus par le filtre à sable non submergé.
  - D’où viennent donc les bactéries que l’on rencontre dans l’eau de l’effluent de ces filtres ?
  - Des bactéries contenues dans l’eau effluente d’un filtre à sable non submergé.
  - Si on prend un filtre à sable non submergé marchant depuis longtemps d’une façon normale, c’est-à-dire ne laissant pas passer le Bacillus Ooli dans ses eaux effluentes et donnant, par exemple, 30 à 40 bactéries par centimètre cube avec une eau impure contenant 20 000 bactéries et que sans rien changer au dispositif ni au débit, on substitue à Veau impure une eau de source à faible teneur bactérienne, on observera en moins de vingt-quatre heures que les bactéries de l’effluent, passeront de 40 à 200, 300 et plus.
  - Si on mélange à l’eau de source une trace de peptone, les bactéries de l’effluent,se multiplieront au point que leur nombre sera supérieur à celui que contenait l’eau de source, l’appareil n’ayant jamais cessé de retenir le Bacille du Côlon. On voit donc qu’il serait illusoire de vouloir déterminer la valeur d’une eau épurée par le filtre à sable submergé en comparant le chiffre de bactéries contenu dans l’eau brute au chiffre de bactéries contenu dans le même volume d’eau épurée.
  - Des expériences très caractéristiques ont été faites à ce sujet par M. le docteur Miguel.
  - Infection par la viande putréfiée.
  - Une eau a été infectée par de la viande immergée et soumise •à la putréfaction dans un réservoir où passait l’eau servant à l’alimentation du filtre. *
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- - — 286 —
  - Dans une première expérience faite avec 40 g de viande immergée dans le réservoir de distribution du filtre, on n’observa pas de recrudescence bactérienne dans l’effluent correspondant à l’infection des eaux d’alimentation.
  - Expériences d’infection.
  - 1° Infection par 40 g de viande immergée.
  - BACTÉRIES PAR CM8
  - DANS l’eau .
  - injectée filtrée
  - Avant. . » 30
  - Après 1 jour 100 20
  - — 2 jours ' . 1 455 40
  - — 3 — 6 700 27
  - — 4 - 17 155 30
  - — 5 — 20 530 il
  - — 7 — 2 945 30
  - — 8 — 1 800 21
  - — 9 — 2170 16
  - — 10 — 1110 17
  - — 11 — 2120 il
  - — 12 — .... 1895 Tl . S
  - — 13 — 2130 11
  - — 14 — . . 2 730 12
  - — 15 — 5155 28
  - — 16 — 3100 20
  - — 17 — 3 795 18
  - - 18 — . 6 905 16
  - Dans une deuxième expérience faite avec loO g de viande, la recrudescence des eaux effluentes précéda les recrudescences produites par la putréfaction de la viande dans l’eau d’alimen-' tation et ces recrudescences' furent observées à deux reprisés différentes; la première, dès le premier jour de l’infection pré-
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- - — 287 —
  - cédant de deux à trois jours la recrudescence de l’eau soumise à l’épuration; la deuxième, le huitième jour précédant également de deux à trois jours l’infection des eaux irriguées.
  - Expériences d’infection.
  - 2° Infection par 150 g de viande contenue dans un bocal fermé au moyen d'une douille de tarlatane.
  - BACTÉRIES PAR CENTIMÈTRE CUBE
  - DANS L’EAU
  - brute infectée filtrée
  - Avant 780 » 15
  - Après 1 jour 1060 1 865 231
  - — 2 jours. ........ 1070 21190 1 595
  - — 3 — . . . 1165 166 615 155
  - — .4 — 620 1 344 000 20
  - — 5 — 650 381 720 21
  - — 7—......... 465 88 225 8
  - - 8 —- . . . 540 35 400 935
  - — 9 — 560 20170 22
  - — 10 — 1615 193 000 25
  - — 11 795 401000 43
  - — 12 — . 990 72 445 11
  - — 14 — 475 27 760 9
  - — 15 — . . 155 26125 7
  - — 16 — . . . . . . . 330 29 525 51
  - — 17 335 30130 13
  - — 18 — . 395 42 970 7
  - — • 19 - / 260 15 600 19
  - — 22 — . . 215 7 800 , 4
  - — 23 ......... 235 10 400 6
  - — 24 • V 305 2 025 »
  - Ces expériences montrent qu’il n’y a aucun rapport entre les bactéries apparaissant dans l’effluent et les bactéries de l’eau à épurer.
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- - __ 288 —
  - Une troisième expérience faite avec de la viande débarrassée de ses principes nutritifs solubles permet de se rendre compte des recrudescences qui ont eu lieu dans l’effluent dans les cas précédents.
  - Dans cette expérience, la viande hachée fut mise au. préalable à dégorger pendant quarante-huit heures dans un courant d’eau continu qui lui enleva la plus grande quantité des principes solubles qu’elle contenait, puis elle fut introduite dans un petit sac de tarlatane et placée dans le réservoir de distribution d’eau.
  - Expériences d’infection.
  - 3° Infection par la viande débarrassée des principes azotés solubles.
  - BACTÉRIES PAR CENTIMÈTRE CUBE
  - DANS L’EAU
  - brute infectée filtrée
  - Avant ‘ 295 » 5
  - Après 1 jour 510 4-4 250 12
  - — 2 jours. . . ‘ 660 153 150 16
  - — 3 — 215 150 650 22
  - — 4 — . 230, 54 000 20
  - — 5 — . 125 40 350 14
  - — 6 — 200 3 080 18
  - — 7 — . . 440 2760 18
  - — 8 — .... . . . ; 330 2200 U
  - — 9 165 3 450 14
  - — 10 — 205 1325 11
  - — 11 — 245 545 25
  - — 12 ......... 140 1 460 15
  - Les résultats obtenus figurés au tableau page 288 montrent que l’eau effluente ne s’est pas ressentie de l’infection des eaux soumises à la filtration.
  - Bien’plus, l’eau effluente dans les expériences qui précèdent n’a jamais présenté la moindre odeur, quoique*'les eaux infectées présentassent une odeur putride des plus désagréables. ,y.
- p.288 - vue 288/666
- - — 289 —
  - 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U 12 13 11 15 16 17 ,18 15- 20 21 22 23 24 25-jOUT
  - \
  - Fig. 7.
  - o l
- p.289 - vue 289/666
- - — 290 —
  - Le diagramme de la ligure 7 indique les résultats obtenus dans l’expérience faite avec 150 g de viande :
  - A correspond à l’eau infectée;
  - B — filtrée.
  - Pour bien montrer que les recrudescences observées dans l’eau filtrée étaient dues aux principes nutritifs solubles contenus dans la viande servant à infecter l’eau, M. le docteur Miguel a eu l’idée de charger les eaux amenées sur le filtre avec un bouillon de peptone stérilisée, que l’on mélangeait à l’eau d’arrosage durant une période de temps n’excédant pas dix minutes.
  - &sai
  - 80.000
  - ac pe
  - 60.000
  - 30.000
  - 10.000 8.0 0O 6.000 4ooo 2.000
  - llillillll
  - Fig. 8.
  - Le diagramme (fig. 8) montre les résultats obtenus, le trait interrompu représentant le nombre de bactéries contenu dans-l’eau à épurer, Avec :
  - 10 g de peptone, le maximum de bactéries a été de 4070;
  - 20 — — 23250;
  - 40 — — 86 790.
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- - Ces maximum se sont présentés environ douze heures après le jet de la peptone.
  - Le tableau ci-dessous montre les résultats obtenus avec 20 et 40 g de peptone; il complète les diagrammes (fig.9) en ce qu’il montre la poussée bactérienne qui se produit d’heure en heure après le jet de peptone sur le filtre.
  - Expériences d’infection.
  - Infection par une solution de peptone.
  - LA SOLUTION
  - DE PEPTONE RENFERME
  - 20 g 40 g
  - bactéries bactéries
  - par cm3 - par cm3.
  - eau filtrée eau filtrée
  - La veille à midi 45 10
  - 8 heures du matin (jet) 10 15
  - 10 — — 33 32
  - Midi 568 720
  - 2 heures du soir 7 543 8 980
  - i 4 — . — . , 9 820 14 570
  - 6 — — ...'.. . . . .'. -, il 8 9501 • 39160
  - 8 — — 23 250 80 790
  - Le 2e jour à midi 5 585 46 900
  - 3e — 1705 32 000
  - 4e — 395 7 660
  - 5e — ... ; 175 1875
  - 6e — •. . . . 38 510
  - 7e — ' . . . . 27 . 208
  - 9e — ............. 20 85
  - 10e — v . . . 13 65 <
  - 11e — 1 15 60
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- - — 292 —
  - On peut donc conclure que les fluctuations bactériennes que l’on observe dans les eaux de l’effluent sont indépendantes de
  - 80.000
  - 60.000
  - 50.000
  - Fig. 9.
  - la flore bactérienne des eaux à filtrer et qu’elles dépendent de la matière organique nutritive soluble que contient l’eau à épurer.
  - Distribution des bactéries dans le sable d’un filtre non submergé.
  - Puisque les eaux de l’effluent ne contiennent pas les bactéries des eaux soumises à la filtration, on est en droit de se demander ce que deviennent ces bactéries et si le sable du filtre n’arrivera pas à se saturer de bactéries, au point de devenir lui-même un foyer d’infection.
  - M. le docteur Miquel a démonté un de ses filtres, après dix-huit mois de fonctionnement; il a recueilli le sable du filtre
- p.292 - vue 292/666
- - — 293 —
  - avec toutes les précautions voulues, et il a recherché le nombre de bacilles contenu par gramme de sable; le tableau ci-après indique les résultats obtenus.
  - Distribution des bactéries dans le filtre à sable non submergé après 18 mois de fonctionnement.
  - Microorganismes par gramme de sable.
  - PROFONDEUR BACTÉRIES MOISISSURES BACILLUS COLI Poids de sable permettant de l’observer
  - Surface 202 000 14 410 > 1 g
  - à 0,05. 273 000 8 000 1,50
  - 0,10 363 000 1 410 1,50
  - 0,20 420 000 510 2,00
  - 0,30 642 000 255 2,50
  - 0,40 564 000 170 > 6,25 g
  - 0,50 66 300 255
  - 0,60 406 000 510 1 Pas décelable
  - 0,70 199 000 0 dans
  - 0,80 246000 0 ] 15 g de sable
  - 0,90 163 000 65 j
  - 4,10 132 000 255 ( Pas décelable sur des poids
  - Gros sable du drai- j nage à 1,29 m j 30 400 1 985 de 11 à 12 g
  - • Nombrede Bacillus Goli ayant passé sur le filtre en 18 mois : 30 000 000.
  - Nombre de Bacillus Coli trouvé dans le filtre après 18 mois : 30 000.
  - Les numérations ont été faites vingt-quatre heures après l’arrêt du filtre, temps matériel nécessaire pour laisser la masse de sable s’égoutter et ne pas opérer avec un sable trop imbibé d’eau., Il est fort possible que les bactéries du sable se soient développées pendant ces vingt-quatre heures, mais il était difficile de se soustraire à cette cause d’erreur.
  - Le chiffre de 66 300 bactéries par gramme de sable, observé à 0,S0 m de profondeur, paraît inexplicable et il est possible
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- - — 294
  - qu’une erreur se soit glissée dans les dosages, malgré tous les soins dont on s’est entouré. Cette réserve faite, il y a lieu de constater
  - Le chiffre de bactéries va en croissant de la surface du filtre à la profondeur de 0,30 à 0,40 m, puis décroît, tandis que les moisissures présentent, au contraire, un minimum arrivé à une certaine profondeur, 0,70 ou 0,80 m.
  - On remarquera que le Bacillus Coli n’atteint pas la profondeur de 0,50 m.
  - Or, si l’on calcule le nombre de bactéries que le filtre a reçues pendant les dix-huit mois de fonctionnement et que l’on compare ce chiffre au chiffre des Bacilles Coli contenus dans le sable, on constate que 999 pour 1 000 ont disparu ; il faut donc abmettre que le Bacillus Coli ne saurait vivre dans un filtre non submergé et qu’il périt avant d’atteindre la profondeur de 0,50 m.
  - Il est à présumer que, grâce à la faculté que possèdent les filtres à sable non submergé, de s’opposer au cheminement des bactéries jusque dans les drainages, tous les microbes incapables de vivre dans les sables arrosés par les eaux naturelles restent dans les premières couches du filtre et finissent par y mourir comme le Bacillus Coli.
  - Cette observation montre, en outre, qu’un filtre à sable de 0,50 m de hauteur ne peut donner de bons résultats quel que soit la finesse du sable, cela a, d’ailleurs, été vérifié expérimentalement sur des filtres de 0,30 à 0,60 m de hauteur de sable, qui n’ont jamais fonctionné d’une façon satisfaisante.
  - Bactéries vivant dans les couches de sable où l’on ne retrouve pas le Bacille du Côlon,
  - M. le docteur Miquel a étudié sommairement la nature des bactéries vivant dans les couches de sable voisines de la zone où le Bacille du Côlon disparaît rapidement.
  - Le sable humide, prélevé en divers points, environ a 0,40 m de profondeur, a accusé par gramme
  - 554 000 bactéries et 138 moisissures.
  - Ce même sable, desséché pendant deux jours à l’étuve à 44 degrés, n’a plus offert que
  - 24 500 bactéries et 35 moisissures. ,
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- - — 295
  - Les microgermes, vivant dans le sable humide à la profondeur de 0,40 m, sont donc, pour la plupart, très fragiles, puisqu’ils ne peuvent résister à la température de 44 degrés.
  - Parmi les bactéries fragiles, on a observé les espèces aquatiles mobiles liquéfiant ou non la gélatine, telles que les coccus chromogènes vulgaires, ordinairement de couleur jaune, auxquels on n’a pas attribué jusqu’ici de fonctions pathogènes.
  - Parmi les bactéries ayant résisté à la dessiccation, on a trouvé des coccus et principalement des bacilles sporulés liquéfiant ou non la gélatine et identiques à ceux que l’on rencontre dans le sol.
  - Conditions pour que le sable ne soit pas submergé.
  - La masse d’eau contenue dans un filtre à sable non submergé doit être inférieure au volume du vide existant entre les grains de sable. Il y a donc lieu de rechercher le volume de ce vide et s’inquiéter de l’influence qu’il peut avoir sur la vitesse de filtration.
  - 1° Des espaces vides dans une masse de sable.
  - Si on suppose que le sable est parfaitement homogène, on peut calculer assez facilement le vide théorique qui existe dans un mètre cube de sable, en supposant les grains rangés suivant une loi géométrique; c’est ce qu’a fait M. Félix Brard, qui a donné, en 1899, le minimum de vide qu’un sable idéal et homogène peut présenter (1).
  - Il suppose que tous les grains de sable sont formés par des sphères égales semblablement placées, soit sous forme de piles de boulets, c’est-à-dire que quatre sphères quelconques ont leur centre au sommet d’un tétraèdre .régulier, soit sous forme de pyramides, les centres de quatre sphères étant sur un plan au sommet d’un carré et ses quatre sphères étant surmontées d’une cinquième.
  - Dans les deux cas, il a calculé le vide restant, si on plaçait entre les sphères de nouvelles sphères plus petites, tangentes aux premières, c’est-à-dire des sphères qui remplissent les vides;
  - (1) Félix Brard. Mémoires de la Société des Ingénieurs civils de Francè. Bulletin d’octobre 1899.
- p.295 - vue 295/666
- - 296 -
  - laissés par les premières, comme un grain de sable fin remplit le vide laissé entre de plus gros grains.
  - Il a trouvé que :
  - 1° Dans le sable homogène le vide était indépendant du diamètre des grains de sable et de la manière dont il avait arrangé les grains.
  - Vide = 25,25 pour cent du volume.
  - Plein = 74,05 —
  - 2° Dans un sable inhomogène, formé de deux grosseurs de grains, défini comme on l’a vu plus haut, le vide diminuait et était plus petit avec le deuxième arrangement c’est-à-dire avec la finesse des grains qui servent de complément.
  - DISPOSITION RAPPORT
  - des des rayons VIDES PLEINS
  - SPHÈRES DES SPHÈRES
  - 1° Tétraèdre 0.2247 24,26 75,74
  - 2° Pyramide carrée. . 0.41 20,69 79,31
  - De nombreuses expériences ont été faites dans le but de déterminer le vide des sables plus ou moins tamisés. Nous donnons à titre d’indication les résultats obtenus par divers expérimentateurs page 297.
  - M. le docteur Miquel, dans de nombreuses expériences, a trouvé que la quantité d’eau nécessaire pour submerger un sable était voisine du tiers du volume total et indépendante de la grosseur des grains.
  - L’expérience et la théorie sont donc en accord parfait et nous pouvons dire :
  - 1° Pour un sable homogène, que le vide est sensiblement égal au tiers du volume total occupé et qu’il est indépendant de la grosseur des grains ; (
  - 2° Pour un. sable inhomogène, le vide est un peu plus faible que pour un sable homogène, et il sera d’autant plus faible que les grains seront d’un diamètre plus différent. ‘
  - Dans la pratique on devra donc s’assurer de l’homogénéité du sable si l’on ne veut pas rencontrer quelques mécomptes.
- p.296 - vue 296/666
- - 297 —
  - Espaces vides dans les Sables,
  - NATURE DU SABLE VIDES 0/0 NOM DE L’AUTEUR
  - Sable ordinaire . . . Claudel.
  - Gros sable de 0.0045 à 0,002 m. . . . 41,6
  - Sable moyen de 0,001 m. ..... . 40,0 > Raucourt.
  - Sables lins de 0,00023 m 33,33
  - Sablons 28,6 i
  - ( > tamis 90 à 100 mailles 51,3 1 \Paul Alexandre
  - Sable moyen s (> — 140 à 175 — 50,0 en 1890
  - Sable très lin > — 175 à 280 — 46,5 ..Annales des Ponte
  - Sable mélangé 41,5 et Chaussées.
  - Gros sable tamis de 45 à 775 43,9
  - Sable moyen — 75 à 110 45,5
  - Sable fin — 110 à 185 49,7
  - Sable très fin — 185 . 52,6 ' Candlot
  - Sable sec versé à la pelle 45,0 en 1892
  - Sable plus ou moins humide 45,0 — 54,7 I Annales des Ponts
  - Sable sec versé sans tassement.... 44,5 ' et Chaussées.
  - Sable sec tassé à relus 35,0
  - Sable saturé d’eau mesuréds une éprouv. 37,5
  - / passé au tamis de 342 mm (cm2) 39,0
  - i 90 — 342 42,0
  - Sable 1 ' '
  - 25 - 90. ... . 43,0
  - de < ] 9 — 25 44,0 i
  - Juvisy J / 1 - 9. . . . . 44,0 Dutoit,
  - \ Mélange. ; 29,0 ' en 1890.
  - / 342 .... . 38,0 / Nouvelles Annales
  - i 90 au tamis de 342 41,0 de la
  - Sable \ , 25 — 342 44,0 1 Constniction.
  - de < *
  - • ) 9 — 25.... . O O
  - Trief i / 1 — 9. . .
  - \ Mélange 30,0 .
  - Bull.
  - 20
- p.297 - vue 297/666
- - 298 —
  - 2° De la quantité d'eau qui doit exister dans un filtre à sable non submergé.
  - On peut admettre sans de grosses erreurs que la quantité d’eau existant dans un filtre à sable non submergé est égale au débit du filtre multiplié par le temps que met une tranche d’eau uniformément répartie à la surface pour parvenir à la base du filtre.
  - Le débit est facile à calculer, mais il n’en est pas de même du temps que met la tranche d’eau à traverser le filtre. Des expériences de coloration à la Fluoresceine permettent cependant de connaître le temps minimum que met une molécule d’eau à traverser le filtre et si on adopte ce temps pour toutes les molécules il est alors très facile de connaître la quantité maximum d’eau existant dans le filtre non submergé.
  - M. le docteur Miquel a fait de nombreuses expériences de coloration, nous donnons quelques résultats en les calculant par mètre carré de surface filtrante.
  - Ces expériences permettent de conclure que :
  - 1° La vitesse de passage de l’eau, au travers d’un filtre à sable non submergé, diminue avec la grosseur du sable et le volume d’eau amené à la surface du filtre ;
  - 2° Les sables fins (sable de Fontainebleau par exemple) ont une tendance à conserver de gros volumes d’eau dans les espaces vides existant entre les grains de sable, c’est-à-dire que les filtres non submergés faits avec des sables fins contiennent une quantité d’eau voisine de celle qui est nécessaire pour obtenir la submersion du filtre. Cette submersion sera d’autant plus facilement atteinte que les sables auront moins de vide c’est-à-dire auront des éléments plus inhomogènes.
  - On est donc conduit à choisir un sable de grain uniforme et d’une finesse relativement grossière, contrairement à ce qui aurait pu être déterminé a priori.
  - Vitesse maximum de filtration.
  - Les expériences faites avec le filtre au sable moyen de Seine passant à la maille de 1,5 mm ont montré que la durée du passage de l’eau au travers du filtre décroît avec l’augmentation de la vitesse de filtration, page 299. *
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- - Volume d’eau contenu dans un filtre à sable non submergés.
  - TRANCHE DÉBIT DURÉE VOLUME
  - d’eau par 24 heures à la MINUTE DU SÉJOUK de l’eau dans le filtre d’eau parcourant le sable
  - m 1,959 cm3 1 379 seconde 204 279,5
  - Sable
  - 1,673 1170 231 270,3
  - de Fontainebleau.
  - f 1,359 950 273 259,4
  - ( 5,414 3 760 42 158,0
  - 1 i 4,923 3 430 44 151,4
  - Sable de Seine 2 680
  - ) 3,838 48 128,5
  - 0.5 à 0,8 m . .
  - 3,207 2 240 55 123,2
  - 2,445 1710 69 118,0
  - i 3,081 2152 57 121,6
  - Sable moyen ' 1 2,445 1710 63 104,8
  - de Seine / 1,630 1140 92 107,7
  - maille de 1.5 m . 1 0,816 570 151 86,0
  - 1 l 0,389 272 271 73,7 .
  - Il y avait lieu de se demander si l’on pouvait impunément réduire eette durée, c’est-à-dire augmenter la vitesse de filtration.
  - De nombreuses expériences ont été réalisées de quatre-vingt-onzième à la cent douzième semaine soit pendant cent quarante-sept jours, elles ont été faites avec de l’eau de source et elles sont résumées dans le tableau, page 300.
  - On a pu atteindre sans inconvénient une vitesse de 7 m par vingt-quatre heures, c’est-à-dire qu’à cette vitesse le bacille du Côlon n’a pu être découvert dans 700 à 800 cm d’eau filtrée. '
  - En pratique il faudra toujours faire des expériences de contrôle, car il est très important de connaître les limites de vitesses dont on pourra se servir. Il ne faut pas oublier qu’elles dépendent de la finesse des grains de sable et qu’avec le sable de Fon-
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- - 300 —
  - Épuration de l’eau de source.
  - SABLE FIN DE RIVIÈRE DE 0,3 miïl A 0,5 mm.
  - Marche à grande vitesse.
  - NUMÉROS DES SEMAINES BACT EAU filtrée ÉRIES EAU brute TROMBE d’eau en 24 heures TEMPÉRATURE DU SABLE PRÉSENCE OU ABSENCE du BACILLUS COLI dans l’eau filtrée
  - Ml degrés
  - 91 (1) 15 115 2130 2,3 13,3
  - 92 2 900 1650 2,5 12,7 12 Bacillus Colidans 480cm3
  - 93 830 2150 2,4 12,6 11 — 560
  - 94 935 2 475 2,7 12,7 6 — 560
  - 93 210 4 355 3,2 11,9 3 — 720
  - 90 120 5 450 3,3 • 12,1 1 — 800
  - 97 85 745 3,9 12,1 0 — 640
  - 98 85 4 225 3,9 13,1 1 800
  - 99 55 3 600 3,9 13,0 0 — 720
  - 100 38 9 920 3,8 13,1 1 — 800
  - 101 28 9 855 3,9 13,4 0 — 800
  - 102 26 1580 3,9 12,8 0 — 640
  - 103 11 6 865 . 4,2 14,1 0 — 800
  - 104 5 2 030 4,8 14,0 1 — 800
  - 105 4 420 4,8 13,9 0 — 720
  - 106 37 2 560 . 5,4 14,6 0 - 2 000
  - 107 55 5 885 o 5 3 15,7 0 — 920
  - 108 50 2 785 5,4 15,0 0 800
  - 109 100 1960 7,0 15,3 0 — 720
  - 110 85 1895 6,9 15,4 0 — 800
  - 111 318 9 050 6,0 16,4 0 — 720
  - 112 135 4 430 6,2 16,7 0 — 720
  - (1) Après arrêt du bassin : Le filtre a été démonté pour permettre d’étudier la composition bactériologique des couches de sable, puis il est reconstitué et mis en marche.
  - Le filtre met un certain temps à se reformer, puis donne d’excellents résultats.
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- - — 301 —
  - tainebleau l’expérience a montré qu’il était prudent de ne pas dépasser 2,40 m à 2,50 m par vingt-quatre heures avec un sable de rivière ordinaire passé au tamis dont la maille de 4 mm de côté, il est possible d’atteindre 7 m, mais il vaut mieux se tenir légèrement au-dessous de cette limite.
  - Les. premiers filtres de M. le docteur Miquel étaient faits avec le sable fin de Fontainebleau; le degré de finesse de ces sables a souvent causé des mécomptes, et dans bien des cas un filtre, après avoir bien fonctionné, a cessé brusquement de donner de bons résultats par suite de submersion.
  - Des résultats identiques ont été observés avec du sable fin de Seine passant à la maille de 0,8 mm, mais retenu par la maille de 0,5 mm lorsque le débit était assez élevé. Ces mécomptes étaient dus à la tendance que les sables fins ont à se noyer.
  - ANALYSE MÉCANIQUE
  - RETENU AU TAMIS DES SABLES FINS
  - Fontainebleau Seine o,5 mm, 0,8 mm
  - N° 30 5 40
  - 40 5 320
  - 60 40 420
  - 80 * 700 160
  - 100. .... . 130 20
  - PassantJ 100. au tamis) 120 40
  - 1000 1000
  - Pour utiliser les filtres à sables très fins, il est indispensable d’abaisser considérablement leur débit ou d’augmenter leur hauteur, ce qui n’est pas avantageux dans la pratique.
  - Les sables trop fins doivent donc être rejetés dans la construction des filtres non submergés, si l’on désire obtenir de forts débits.
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- - 302 —
  - Drainage des filtres. — Auto-infection des eaux.
  - Lorsqu’on abandonne une eau à la température ambiante, 20 degrés par exemple, les bactéries qui se trouvent dans cette eau se développent, elles se multiplient et occasionnent rapidement ce qu’on appelle l’auto-infection de l’eau.
  - La manière dont cette auto-infection se manifesté dépend de la nature des eaux.
  - Avec les eaux impures, les eaux de rivière par exemple, la
  - Fig. 10.
  - Fig. 11.
  - recrudescence bactérienne se manifeste avec lenteur, elle n’atteint pas une .valeur très élevée mais elle dure longtemps (plusieurs semaines) (fig. 10 et H).
  - Avec les eaux pures ou stérilisées artificiellement les recrudescences bactériennes se manifestent très rapidement, atteignent une valeur élevée et disparaissent au bout de quelques jours.
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- - — 303 —
  - Auto-infection des eaux.
  - EAU PRISE SUR LA CANALISATION PARISIENNE ET ABANDONNÉE A 20° BACTÉRIES PAR CENTIMÈTRE CUBE
  - - EAU DE SOURCE
  - STÉRILISÉE à 110° NATURELLE
  - Au départ 16 255
  - Après 1 jour 1450 2 492
  - 9 _• 29 000 5 000
  - — 4 — 25 500 47 000
  - — G — 86 500 89 000
  - — 9 — 73 000 52 500
  - — 14 — 43 000 38 600
  - — 21 — 68 750 34 000
  - — 29 — 63 250 9 000
  - — 51 — 13 300 1 750 .
  - — 71 — . 3 825 S25
  - .. ». EAU- DE RIVIÈRE
  - NATURELLE STÉRILISÉE à froid STÉRILISÉE à 110»
  - Au départ 5 500 65 59
  - Après 1 jour. . 49 500 1165 640 75 500
  - — 3 — 71500 1 525 000 ' 415 500
  - — 6 — 12500 25 000 120 000
  - — 9 — . . 45 000 70 000 35 000
  - — 13 — 2 750 50 000 36 000
  - — 17 — 13 200 68 750 72 750
  - — 22 — 4 800 40 750 46 750
  - — 30 — , . ... . 13 500 76 250 17 500
  - — 38 — 11 450 64 750 24 300
  - — 52 — 7 400 36 200 8 700 ,
  - Nota. — Les eaux stérilisées étaient ensemencées après stérilisation avec une fraction de l’eau naturelle.
- p.303 - vue 303/666
- - Il ux
  - Ààâââ
- p.304 - vue 304/666
- - Ces auto-infections ont été étudiés depuis fort longtemps par M. le docteur Miquel qui en a signalé l’existence en 1888.
  - Le tableau page 303 donne les résultats obtenus sur une eau de source de la canalisation parisienne et la meme eau stérilisée à l’autoclave à 110 degrés, ainsi que ceux obtenus avec de l’eau de rivière naturelle et stérilisée, ils donnent une notion des auto-infections qui se manifestent dans les deux cas.
  - Pour les eaux souterraines, puits, drains, etc., on observe des recrudescences analogues mais elles sont, en général, assez complexes, toutefois elles se rapprochent d’autant plus de celles des eaux pures que ces eaux souterraines sont mieux à l’abri des contaminations.
  - Des expériences faites à diverses températures ont montré que l’eau de Vanne (source) présentait des recrudescences plus élevées à la température de la canalisation parisienne (13 degrés) que celles qui étaient observées à 20 degrés, d’autre part à 26 degrés les recrudescences paraissent moindres qu’à 13 degrés, mais elles sont supérieures à celles que l’on observe à 20 degrés (fig. 42).
  - Avec les eaux de Marne filtrées‘par les filtres ordinaires à sable submergé, on observe des phénomènes analogues mais un peu moins accentués.
  - Enfin, avec un mélange de ces deux eaux, on observe des phénomènes intermédiaires.
  - L’étude de ces phénomènes conduit à admettre que ce ne sont pas les mêmes bactéries qui donnent les recrudescences observées aux diverses températures. A 13 et 20 degrés les recrudescences se produisent dès les premiers jours, elles sont dues à des espèces aquatiies qui se développent dans les eaux à basse température et meurent ou cessent de se développer à une température plus élevée. Les recrudescences observées à 26 degrés se produisent, au contraire, vers le cinquième jour, elles sont dues à des bactéries thermophiles contenues dans les eaux qui ne se développent bien qu’au-dessus de 20 degrés.
  - Ces résultats acquis, si nous examinons ce qui se passe dans les drainages de nos filtres, nous sommes conduits à envisager la possibilité d’auto- infection importante toutes les fois que les eaux séjourneront dans nos drainages et cette infection sera d’autant plus intense que l’eau effluente sera mieux épurée. C’est à ce genre de phénomène que sont dus les chiffres élevés observés pour le filtre à sable moyen et indiqué dans les tableaux page 303.
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- - — 306 —
  - Filtres à grande surface (sable non submergé).
  - Les premiers essais d’épuration des eaux de source par filtre à sable non submergé de dimensions sortant des appareils de laboratoire, furent faits, le 3 août 1904, sur un filtre de 20 m2 de superficie, construit par le Service des eaux de la Ville de Paris, dans les dépendances du réservoir de Montrouge (rue de la. Tombe-Issoire).
  - Le bassin était formé d’une maçonnerie en ciment armé identique à celle que l’on utilise pour la construction des filtres ordinaires, les matériaux de filtrage comprenaient :
  - Gros gravier. ... . . . 0,10 m d’épaisseur;
  - Sable de Fontainebleau. . 1,30 —
  - Sable moyen ...... 0,20 —
  - Gravillon de 1 à 2 mm. . 0,10 —
  - Cailloux de 4 à 6 mm. . 0,10 —
  - Gros cailloux de 8 à 10mm. • 0,09 —
  - Briques de Bourgogne . . 0,11 —
  - L’irrigation se faisait, à l’origine, au moyen de dix-neuf robi- •
  - Kl N
  - Bâche g ]
  - <J eau /î/irre', J
  - Fig. 13.
  - nets (un par mètre carré environ), les résultats furent défectueux ; on multiplia les orifices de distribution de manière à mieux répartir l’eau à la surface du sable (7*^. 43 et 44). -
  - Les résultats devinrent immédiatement meilleurs et le Bacille du Côlon disparut rapidement dans l’eau de l’effluent.
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- - — 307 —
  - Des exigences de service obligèrent à démolir le filtre l’année suivante et les expériences furent interrompues.
  - Les expériences qui ont eu lieu depuis cette époque conduisent à réduire la hauteur des drainages, à multiplier les orifices
  - Goulot te
  - Fig. 14.
  - d’irrigation et à employer un sable à grains plus gros passant au tamis, dont la maille a 1 mm de côté.
  - La construction d’un nouveau filtre d’essais serait donc modifiée.
  - En 1905, M. Baudet, maire de la ville de Ghâteaudun, vivement intéressé par les essais de M. le docteur Miquel, fit construire un filtre d’essais de 16 m2 de surface. Le drainage était composé par une dalle filtrante, en béton maigre, supportant une couche de sable ordinaire sur laquelle on avait disposé 1,20’m de sable fin de Fontainebleau, pris à Saint-Martin-de-Brethancourt.
  - ‘ La distribution était assurée par trois cents jets, soit à peu près vingt jets par mètre carré.
  - Le débit de l’eau, au début des expériences, fut de 26 1 à* la minute, soit 37 m3 par vingt-quatre heures, ce qui représente
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- - — 308 —
  - Filtre d’essais de Châteaudun.
  - Surface 16 m2 — Vitesse 2,5 m.
  - Laboratoire du Conseil Supérieur d’Hygiène de France.
  - DATES EAU BRI GEKMES par cent, cube i « l h 1 \ M ESPECES SUSPECTES 1 sur 110 ce EAU Fl a; Æ 2 C/} o K a ** CS c W S CJ O U ca Cu 1 i LTRÉE OS S O os o co _ CS2 O =3 ri g 3 -03 GO CO 04
  - 21 novembre 1905 . . . 1498 B. P. —B.C. 4 0
  - 27 — ... 1918 B. P.— B.C. 6 0
  - 14 janvier 1906 300 B. P.—B.C. 3 ' 0
  - 5 février 1906 1130 B. P.—B.C. 2 0
  - 12 970 B. P.—B.C. 3 0
  - 19 - 1029 B. P.—B.C. 4 0
  - 26 — 1481 B;P.—B.C. 3 0
  - 5 mars 1906 1368 B.P.—B.C. 5 0
  - 12 601 -j- 330 moisissures B. P.—B.C. 4 0
  - 19 1137 + 710 — B. P.—B.C. 5 0
  - 26 - 138 + 157 — B. P.—B.C. 2 0
  - 2 avril 1906 ..... 293 0. 4 0
  - 9 — 413 0. ,4 0
  - 18 304 + 2 100 moisissures 0. 5 0
  - 24, • — . . . . . 238 B.C. 1 0
  - Aler mai 1906 ..... 273 B.C. 2 0
  - *.8 - 356 B. C. 3 .0
  - 45 — 575 B. P.—B.C. 2 0
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- - — 309 —
  - Service micrographique de l’Observatoire de Montsouris. Surface 16 m- — Débit de 2,5 m3 à 5 m:J.
  - EAU BRUTE | EAU FILTRÉE
  - DATES DÉBIT BACTÉRIES BACILLUS BACTÉRIES BACILLES
  - par c. c. coli par c. c. coli
  - 7 janvier 1907. . . ) 1065 B. C. 37 0
  - ls - . . .j > 2,5 5 320 B. C. 40 0
  - 1 f 2 355 B. C. 15 0
  - 29 — ... 3,0 1 545 B. C. 8 0
  - o février 1907. . . 545 B. C. 3 0
  - 11 - . . . 3,5 1 1064 B. C. 24 0
  - 18 — ... 1 | f' 118 B. C. 6 0
  - 5 mars 1907 . . .1 ! 4,0 415 B. C. 0 0
  - 12 — ... f 2 770 B. C. 5 0
  - 19 - . . . 1 \ rt k ! 565 B. C. 3 0
  - 26 — ... | *,b j 1875 B.C. 2 0
  - 3 avril 1907 . . . 1 ' ) [ 1455 B. C. 1 0
  - 5,0 V
  - 9 — . . 1 ’ 1 ( 575 1 B. C. 13 0
  - une vitesse de filtration sensiblement identique à celle qui est employée sur les filtres ordinaires à sable submergé.
  - Les eaux soumises à la filtration étaient les eaux de la source dite « Fontaine Ronde »; elles sont limpides, mais elles sont susceptibles de recevoir de nombreuses contaminations ; le bacille du Côlon s’y rencontre sous un volume d’eau relativement faible.
  - Les résultats furent des plus remarquables, les tableaux pages 308 et 309 indiquent ceux qui ont été obtenus pendant la période où le filtre fut examiné par le laboratoire du Conseil supérieur d’hygiène.
  - Ces résultats permirent à M. Baudet de faire adopter ce procédé de filtration pour l’alimentation de la ville de Ghâteaudun
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  - qui, aujourd’hui, est alimentée par des filtres non submergés de 250 m2 de superficie.
  - Les filtres de Châteaudun ont été décrits par M. Louis Baudet (1), nous n’en donnerons ici qu’une description sommaire.
  - Filtres a sable non submergé de la ville de Châteaudun
  - Surface 250 m2.
  - Les filtres établis à Châteaudun ont 250 m2 de superficie ; ils ont été divisés en quatre rangées parallèles séparées par des passages, chaque ligne de bassin est divisée en quatre par des cloisons transversales qui contribuent à la rigidité du tout. Il y a ainsi seize cuves à sable, d’une largeur, au fond, de 2,75 m et d’une longueur de 6 m environ (fig. 45 et 46).
  - Les cuves sont en béton armé de 0,08 m d’épaisseur, garnies d’un enduit moucheté en sable, assez gros de grain, à l’intérieur.
  - La paroi inférieure, constituant le radier, est munie d’un enduit lissé en ciment de 0,02 m d’épaisseur, relevé sur 0,10 m de hauteur sur les côtés, avec large gorge à la base sur l’angle rentrant; une pente régulière est ménagée vers l’un des angles où se trouve le trou de vidange et d’écoulement de l’eau
  - Au-dessus de ce radier, sont posées à plat des briques simples de 0,03 m d’épaisseur qui supportent les angles de dalles en béton maigre de ciment armé de 0,05 m d’épaisseur et de 0,55 m de longueur sur 0,50 m de largeur.
  - C’est cet ensemble qui constitue le drainage qui supporte la masse filtrante.
  - La masse filtrante est constituée par une couche de sable de la Loire lavé et tamisé de 1,25 m de hauteur.
  - L’ensemble des cuves contient ainsi 250 X 1,25 = 312,50 m3 de sable.
  - Le sable brut a été passé au tamis a maille de 1 mm 5 de côté; il a fallu 600 m3 de sable pour obtenir 320 m3 de sable trié.
  - (1) Filtres à sable non submergé, par Louis Baudet, député d’Eure-et-Loir, maire de la ville de Châteaudun. — Dunot et E. Pinot, éditeurs. 1908.
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  - La composition moyenne de sable trié a donné, au tamisage : 200 g = 106 cm3
  - comprennent :
  - 120,5 g soit 60 0/0 grains plus fin que 0,75 mm.
  - 32,2 — 16 compris entre 0,75 mm et 1,0 mm.
  - 47,0 — 23,5 — 1,0 1,5
  - 0,1 - 0,05 — 1,5 2,0
  - 0,2 — 0,10 plus gros que 2,0 mm.
  - Le criblage était fait dans des passoires calibrées à trous circulaires de 2 mm — 1,5 mm — 1 mm — 0,75 m.
  - La distribution de l’eau s’effectue au moyen d’une conduite nourrice sur laquelle viennent se placer, à angle droit, 14 tubes de 0,015 m de diamètre intérieur pour les 12 cuves à sable de 6 m de long et seulement 12 tubes pour les cuves dont les dimensions sont réduites de longueur (5 m),
  - Chacun de ces tubes porte alternativement de 11 à 12 ajutages spéciaux, il y a 322 jets d’eau également répartis sur la surface d’une cuve de 16 m2 soit 20 jets environ au mètre carré, en tout 4 968 jets d’eau pour la surface totale filtrante.
  - Les figures 15 et 16 donnent les plans-coupes de l’installation de Ghâteaudun.
  - On a disposé au-dessus des filtres un réservoir d’eau brute destiné à permettre la marche intermitente de la pompe éléva-toire. Ce dispositif qui n’est pas à conseiller a été employé par suite de considérations locales.
  - Le réservoir d’eau filtrée est situé au-dessous des filtres également pour des considérations locales.
  - Le débit prévu est de 800 m3 environ par 24 heures en été avec des repos de 5 heures, alternant avec des périodes de travail de 13 heures. En hiver, le débit prévu est de 500 m3 avec des repos de 8 heures alternant avec des périodes de travail de même durée. /
  - Depuis la construction des filtres à sable non submergés de Châteaudun, de nombreuses expériences ont été faites par l’autorité militaire, à la caserne Latour-Maubourg et à Alger. Elles ont permis de faire adopter ce mode de filtration dans divers postes de nos colonies, notamment à Laghouat et à Oudjda.
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- - Fig. 15
  - Tl an au-dessus du niveau du sable
  - Tmsard l'aümfintaiiaa
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- - Demi-coupe en long suivant al».
  - distrïb-
  - Deiiii- coupe en long suivant cd,
  - Jets
  - T eau
  - Fia. 16.
  - Bull.
  - U
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- - vBassaBLàiiLveau- cunstaiii
  - .^Robiüfit d'arrêt et de récfkge
  - ciCîiapltragjiifi üniitairt le débit
  - Sable, '.fia'-' • ; Mametre û'X^ à'.Ffe'O
  - Gros saSi Æianiétpp. .VYnf)
  - 7- Grav-iHon diamètre Saffi^Vni
  - tlC. M
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- - —315 —
  - Nous donnons (fig. il) le type de filtre recommandé par le génie militaire.
  - Enfin, divers constructeurs, frappés par les services que peuvent rendre ces filtres dans les petites agglomérations ou chez les particuliers, ont créé des types de filtres non submergés à petit débit.
  - M. Gauthier a créé des filtres à paroi de tôle, à débit intermittent, réglable par le niveau de l’eau dans le réservoir d’eau filtrée (fig. 48).
  - M. Guau, désireux d’éviter l’influence que l’on a cru pouvoir
  - Fig. 18.
  - attribuer aux parois, a créé un filtre à perméabilité variable constitué par un bloc de sable dont la paroi est constituée pat des injections de ciment appropriées. M. Guau > a construit ainsi, un filtre de 8 à 10 cm de diamètre qui, examiné par M. Dimitri, a
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- - — 316*
  - donné, an bout d’un certain temps, une eau bien épurée, l’eau d’alimentation étant une eau de rivière.
  - Enfin, il est facile de construire un filtre non submergé (fig. 49)
  - lEanisous
  - pression
  - 3) ébit maximiim-212 litres en------ZITieures
  - 8 litres 83 en. 1 litre en.......
  - 1 hmre 1 minutes
  - = ^opplem
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  - Tuyamenétam. évasé isajarüs sapèrieuro / enfarmr ïertomurà.iermBisajsnrtie / inférieure etjeeeé dfitrous dai&kpar-' lion, appliquée surir Siffle.
  - (longueur ^ 0^50, diamètre * Mhuü. )
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  - Le tuyau en ciment for-mant le corps du filtre peut être rentpla.ce par un tuyau enfante au en fer pu il faut avoir soin> dans ce cas.de yn dmrm or»
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  - Tuyau en étaiçi maiifflrelff%iiiterieur
  - ' Tamponnage en crrnent arpente vsrsl'orince èLévacuation ou s'adapte le tuyau en étain
  - Fig. 19.
  - à bon marché en se conformant strictement aux instructions que nous avons publiées sur ce sujet dans la Revue du Touring-Club de France (août 1908).
  - Toutefois, nous croyons utile d’insister sur un point particulier de nature toute spéciale: le diamètre minimum du filtre.
  - Nous donnons à titre d’exemple les types des sables employés jusqu’à ce jour dans les filtres à sable non submergé.
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- - 317
  - Filtres d’essais de MM. Miquet et Moucliet.
  - SABLE SABLE DE SEINE
  - de
  - FONTAINEBLEAU de 0,5 à 0,8 mm de 1,5 mm
  - Reste sur tamis n° 30 5 40 28,5
  - Passe au tamis n° 30 5 320 20,0
  - — n° 40 40 420 31,5
  - — n° 60 700 160 14,5
  - — n° 80 130 20
  - — n° 100 120 40
  - 1 000 1000 1 000
  - Filtre d'essai de Roue i. Filtre de Châieaudun.
  - Passe au trou de 2 mm 958 reste 42 Grains plus gros que 2 mm 10
  - Reste sur tamis de 1,5 mm 55 Grainscompris entre 1,5 et 2 mm 20
  - — o° 25 145 — 1 1,5 mm 235
  - — n° 40 ' 362 — 0,75 1,0mm 161
  - — n° 60 177 ' Grains plus lins que 0,75 mm 600
  - — n° 80 129
  - Passe au n° 80 90
  - 1 000 1 000
  - • Il y a lieu de remarquer que les filtres de Rouen et de Châ-teaudun comprennent des grains de trop gros diamètre, il y aurait eu intérêt, d’après les expériences les plus récentes, à débarrasser le sable des grains dont la grosseur était supérieure à ceux qui passent au tamis de un millimètre de côté.
  - Bull.
  - 21.
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- - Petits filtres à sable non submergé. Diamètre. — Parois.
  - Les filtres à sable non submergé, cle petit diamètre, présentent une anomalie qu’il est bon de signaler, car elle est de nature à égarer ceux qui pourraient les utiliser.
  - Un filtre de petit diamètre, 0,14 m par exemple, construit au moyen d’un tuyau en poterie avec un sable convenable, épure parfaitement l’eau au point de vue du Bacillus Goli; mais, chose remarquable, on trouve dans l’effluent un nombre de bactéries, par centimètre cube, supérieur à celui qui existait dans l’eau soumise à la filtration.
  - D’après ce que nous avons vu, il n’y a rien qui puisse nous alarmer dans ces résultats, la flore microbienne des eaux effluentes étant d’une nature différente de celle de la flore des eaux soumises à la filtration.
  - Néanmoins, pour tenir compte des coutumes, et jusqu’à ce que les études en cours aient donné une justification de ce fait, il est prudent de ne pas faire des filtres à sable non submergé avec un diamètre trop faible, il ne convient pas en l’espèce de descendre trop au-dessous de 0,50 m, il vaut mieux réduire le débit si on n’a besoin que de petits volumes d’eau.
  - On a cru pouvoir attribuer l’anomalie dont nous venons de parler à l’influence des parois, sans doute par analogie avec ce qui se passe dans les filtres ordinaires à sable submergé.
  - Il n’y a cependant aucune analogie entre la manière dont se comportent ces deux types de filtres, et on ne peut induire de l’influence des parois dans le filtre submergé à une influence d’ordre analogue dans le filtre à sable non submergé.
  - Dans le cas du sable submergé, les molécules d’eau qui circulent le long de la paroi sont en charge, elles peuvent passer dans la couche de sable sans traverser la pellicule filtrante et cheminer entre le sable ét la paroi pour arriver dans les drainages sans subir d’épuration.,
  - Dans le filtre à sable non submergé, il n'en est pas ainsi, car l’eau d’arrosage n’atteint pas la paroi du bassin et ne circule pas entre le sable et la paroi. Ce fait peut être mis en évidence d’une manière très simple, il.suffit de percer un trou sur la paroi du
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  - filtre, on constate qu’il n’y a aucun écoulement d’eau à l’extérieur ; bien plus, si on met une mèche de coton dans le trou ainsi formé, afin d’attirer par capillarité l’eau qui ruisselle le long de la paroi vers l’extérieur, on vérifie qu’il n’y a pas écoulement et qu’au contraire la mèche peut siphonner l’eau de l’extérieur vers l’intérieur du filtre.
  - On pourrait donc, sans inconvénient, construire un filtre à sable non submergé avec une paroi ajourée, une toile métallique, par exemple.
  - Quel que soit le type de filtre adopté, il y aura toujours lieu de ne le constituer qu’avec un sable lavé aussi bien que possible et le sable, une fois en place, devra être lavé de nouveau pendant un temps plus ou moins long, au moyen d’une marche à fort débit, sans toutefois que le sable soit noyé. Ce lavage pourra durer de 15 à 30 jours avec un sable bien nettoyé au préalable.
  - Il sera toujours convenable de faire procéder à une analyse portant sur la recherche du Bacillus Coli après cette période de lavage.
  - Du mécanisme de l’épuration par filtre non submergé.
  - L’expérience a montré que la couche de sable fin devait avoir une épaisseur minimum de 1,20 m pour assurer l’épuration, et que le Bacillus Coli apparaissait dans l’effluent toutes les fois que le sable était submergé.
  - Ces deux faits indiquent que le filtre travaille dans toute sa hauteur et qu’il est indispensable que l’eau contenue dans la masse du sable ne remplisse pas les vides, existant entre les grains de sable.
  - Il aurait été très important de pouvoir recueillir l’eau à diverses hauteurs, afin de se rendre compte de fa manière dont se comportaient les diverses tranches de sable, malheureusement toutes les tentatives faites dans ce sens ont échoué.
  - Nous avons vu qu’il était impossible de recueillir de l’eau au contact des parois; il en est de même au centre du filtre. Ainsi, si on dispose dans l’intérieur du filtre un entonnoir, il est naturel d’admettre que l’eau en arrivant au niveau de l’entonnoir y pénètre et doit pouvoir être recueillie à l’aide d’un tuyau débouchant hors du filtre. De nombreuses expériences ont
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  - montré qu’avec ce dispositif et beaucoup d’autres, on ne pouvait avoir de l’eau à un étage intermédiaire du filtre à sable.
  - Ces phénomènes peuvent s’expliquer aisément par suite d’attractions moléculaires qui tendent à siphonner l’eau vers le bas du filtre.
  - On est ainsi conduit à attribuer aux actions capillaires, ou plus généralement aux actions moléculaires, un rôle prépondérant dans le mécanisme d’épuration.
  - Nous admettrons une rétention de microgermes par attraction moléculaire au contact des grains de sable, avec disparition ultérieure des bactéries, par la mort pure et simple des individus dans un milieu où ils sont incapables de se reproduire.
  - Les bactéries banales, vivant dans le sable, pour la plupart aérobies et comburantes, sont de nature à faciliter la disparition des bactéries de l’eau brute, retenues au contact des grains, soit par concurrence vitale, soit en appauvrissant le milieu, appauvrissement qui est mis en évidence par une légère réduction de la matière organique dans le cas des eaux de rivière (10 0/0 environ).
  - En résumé, sans vouloir établir la théorie du filtrage par filtre à sable non submergé, il paraît naturel d’admettre la prépondérance des actions d’ordre physique jointe à des actions biologiques plus ou moins simples.
  - Résumé et conclusions.
  - Il résulte des expériences que nous venons d’exposer :
  - I. — Un filtre à sable non submergé doit :
  - 1° Être constitué par une épaisseur minimum de 1,20 m de sable fin passant au tamis dont la maille a 1 mm de coté;
  - 2° Avoir des drainages réduits au minimum;
  - 3° Être arrosé avec une eau limpide à une vitesse assurant la non-submersion, 0 à 7 m3 au maximum par mètre carré et par vingt-quatre heures, avec un sable moyen passant au tamis dont la maille a 1 mm2.
  - , IL — Dans ces conditions on peut:
  - 1° Epurer les eaux de source aussi bien que les eaux de rivière, après.clarification s’il y a lieu;
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  - 2° Retenir toutes les bactéries contenues dans les eaux à épurer et en particulier, le Baril lus coli commuais, le Bacille d'Eberth, les Spirilles analogues à ceux du choléra asiatique, les Bactéries de la putréfaction',
  - 3° Désodoriser les eaux sans modifier, d’une manière appréciable, leur composition chimique ;
  - 4° Obtenir une efficacité de filtration pendant plusieurs années sans surveillance ni entretien appréciables, aussi bien sur de petites surfaces que sur de grandes étendues;
  - 5° Réaliser une marche avec ou sans arrêt, en obtenant une eau pure, salubre et inoffensive, au point de vue bactériologique.
  - III. — Au point de vue de l’art de l’Ingénieur, ces filtres sont faciles à construire, leur entretien est des plus simples et ne comporte guère qu’un nettoyage de la partie superficielle tous les ans.
  - Il y a avantage à les placer dans un lieu clos, à l’abri de la lumière, pour éviter le développement des algues sur la surface du sable et l’action de la gelée en hiver.
  - Il ne convient pas, dans l’état actuel de nos connaissances, d’abaisser le diamètre du filtre beaucoup au-dessous de 0,50 m; dans le cas où on aurait besoin d’un très petit volume d’eau, il vaut mieux réduire le volume d’eau soumis à l’épuration.
  - La facilité avec laquelle ces filtres s’adaptent aux exigences d’une marche à vitesse variable avec ou sans arrêt en fait un auxiliaire précieux de nature à rendre de grands services pour l’alimentation en eau potable des particuliers et des usines aussi bien que des agglomérations importantes.
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  - TABLE DES MATIÈRES
  - Le filtrage par le sable..........................................................258
  - Le filtre ordinaire à sable submergé..........................................'. . 260
  - Les nouveaux filtres à sable non submergé.........................................264
  - Les filtres d’essais de MM. le docteur Miquel et Mouchet..........................268
  - Epuration bactérienne par le filtre à sable non submergé : filtre à sable de Fontainebleau, filtre à sable fin, filtre à sable moyen................................269
  - Arrêt absolu des bactéries contenues dans l’eau soumise à la filtration...........283
  - Des bactéries contenues dans l’eau filtrée par filtre à sable non submergé .... 285
  - Distribution des bactéries dans le sable..........................................292
  - Conditions pour que le sable ne soit pas submergé.................................295
  - Vitesse maximum de filtration. . ...................!.............................298
  - Drainages du filtre — Auto-infection des eaux.....................................302
  - Filtres à grandes surfaces — Filtres de Châteaudun.....................'..........306
  - Petits filtres — Diamètre — Parois................................................318
  - Du mécanisme de l’épuration par filtre à sable non submergé.......................319
  - Résumé et Conclusions....................................................... , , . . 320
  - Le Secrétaire Administratif, Gérant,
  - A. de Dax.
  - IMPRIMERIE CHAIX, RUE BERGÈRE, 20, PARIS.
  - 6298-2-08. — (Encre lorillenil
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- - MEMOIRES ET TRAVAUX
  - DE LA
  - SOCIÉTÉ
  - INGÉNIEURS CIVILS
  - DE FRANCE
  - FONDÉE LE 4 MARS 1848
  - RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 1860
  - •--VO+G/'/'-
  - BULLETIN
  - DE
  - MARS 1909
  - N° 3
  - PARIS
  - HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
  - 19, RUE BLANCHE, 19 TÉLÉPHONE 133-82
  - 1909
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- - \A RADIOACTIVITÉ EN GÉOLOGIE
  - et
  - DANS L’ATMOSPHÈRE
  - PAR
  - IM. F». BESSON (1)
  - Il nous a paru utile de parler à nouveau de la radioactivité ; de nombreuses recherches ont été faites depuis 1905, des résultats intéressant la géologie et la météorologie notamment ont été découverts. La radioactivité apporte à ces sciences des ressources nouvelles, entrant dans le domaine utilitaire et confirmant ainsi pleinement les espérances que nous avions manifestées lors de nos communications de 1901,1903, 1905 et 1906.
  - Nous rappellerons très rapidement quelques' propriétés diu radium : le radium émet des radiations spontanément; ces radiations peuvent se diviser en trois groupes a, p et y.
  - Les deux premiers groupes ont une origine corpusculaire ; les rayons a. chargés d’électricité -f- sont peu rapides, peu* pénétrants et analogues aux rayons canaux de Goldstein ; les rayons pi sont chargés d’électricité —, ils sont analogues aux rayons catho' diques, ils sont plus ou moins pénétrants ; les plus pénétrants se propagent avec la vitesse de la lumière; quant aux- rayons y iits sont'très pénétrants et; analogues aux rayons X.
  - Les rayons du radium ionisent l’air, le rendant conducteur de l’électricité. Le radium est un corps qui se décompose en pro-duisantlOO calories par gramme-heure ; au cours de sa décomposition, . il y a dégagement d’un, gaz spécial dit jÉmanation; le dégagement de cette émanation est particulièrement intense si le radium est dissous ou fortement chauffé. Nous avons montré précédemmentles propriétés4e cette émanation;,.qui produit les phénomènes si curieux de radioactivité induite, amenant la
  - (1) Voir Procès-verbaux des séances des 5 et 19 mars 1909, pages 164 et 198.
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- - Tableau I.
  - MINERAIS ACTIVITÉ de l’émanation TENEUR EN URANIUM RAPPORT
  - 1° Uraninite . . 170,0 0,7465 228
  - 2° Uraninite . . 155,1 0,6961 223
  - 3° Gummite . . 147,0 0,6538 225
  - 4° Uraninite . . 139,6 0,6174 226
  - 5° Uranophane . 117,7 0,5168 228
  - 6° Uraninite . . 115,5 0,4984 228
  - 7° Uranophane . 113,5 0,4984 228
  - 8°Thorogummite 72,9 0,3317 220
  - 9° Carnotite . . 49,7 0,2261 220
  - 10° Uranothorite. 25,2 0,1138 221
  - 11° Samarskite. . 23,4 0,1045 224
  - 12° Orangite. 23,1 0,1034 223
  - 13° Euxénite . . 19,9 0,0871 228
  - 14° Thorite . . . 16,6 0,0754 220
  - 13° Fergusonite . 12,0 0,0557 215
  - 16° Æschynite. . 10,0 0,0452 221
  - 17° Xénotime 1,54 0,0070 221
  - 18° Monazite. . . 0,88 0,0043 . 205
  - 49° — . . . 0,85 0,0041 207
  - 20° — ... 0,76 0,0034 223
  - 21» — . . . 0,63 0,0030 210
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- - 327 —
  - phosphorescence (le certains corps comme le sulfure de zinc; cette émanation peut être condensée à la température de l’air liquide ; elle se transforme peu à peu en hélium.
  - Nous allons examiner d’abord la contribution qu’apporte la radioactivité à la géologie.
  - La Radioactivité et la Géologie.
  - Transformation uranium-radium. — Nous avons eu l’occasion déjà de dire que la radioactivité était un phénomène général; tous les minéraux, tous les corps sont plus ou moins radioactifs.
  - Rutherford a émis l’hypothèse que le radium est produit par la transformation de l’uranium; BertramB. Boltwood de la Yale University a cherché à établir que l’hypothèse précédente était exacte; il a montré que le rapport de l’activité de l’émanation radioactive provenant de minerais à leur teneur en uranium était à très peu près une constante. Nous ferons voir plus loin comment les mesures radioactives peuvent être faites ; le tableau I résume ces résultats.
  - S’il y a quelques différences dans les rapports, il faut les attribuer à des erreurs dans le dosage de l’uranium; la mesure de l’activité de l’émanation peut être faite avec une grande exactitude. La quantité de radium associé à 1 g d’uranium est de 7,4 X JO-7 g.
  - MM. Mac Goy et Eve confirment les expériences précédentes. Nous signalerons pour mémoire que Ton a constaté* dans un sel d’uranium la formation de très petite quantité de radium, l’auteur prétend un millième de millionième par seconde ! Jusqu’à preuve du contraire, nous croyons cette expérience erronée.
  - Le tableau II (page 328) donne les transformations successives que subit l’uranium : nous empruntons les résultats à MM. Rutherford, Soddy et Debierne, en gardant les résultats qui nous semblent les plus probables; les corps énumérés ont été bien identifiés, ils possèdent des propriétés chimiques et radioactives particulières.
  - Si on considère que le poids atomique de l’hélium est de 4, on remarquera que, chaque fois que l’on est en présence d’un corps émettant des rayons a, on passe au corps suivant dans la transformation, en retranchant du poids^ atomique le poids atomique de l’hélium. C’est pour cette raison que nous pensons que
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  - le terme ultime de cette transformation est le plomb, son poids atomique étant 205,5. On a constaté la présence du plomb dans tous les minerais d’uranium. Il y a des filiations analogues pour la série thorium et la série actinium,
  - Tableau II.
  - CORPS ! POIDS ATOMIQUE DURÉE MOYENNE DE 'VIE RAYONS
  - Uranium .... 240,0 109 années a = 3,3 cm
  - Uranium X . . . 234,0 31,6 jours P
  - Corps inconnu ? . » » »
  - Radium. .... .226,B 2000,44000 années .3,5 cm
  - Émanation . . . '222,5 15,8 jours a — 4,23 cm
  - Radium A. . . . 218,5 4',3 a = 4,83 cm
  - Radium B. . . . .214,5 37', 4 j3 lents
  - Radium C. . . . 214,5 27,4 a = 7,06 cm /3y
  - Radium D 210,5 57,5 années pas de rayons
  - Radium E. . . . 210,5 8,6 jours I3 ' i
  - Radium F ou 'Po-
  - lonium . . . . 210,5 201 jours a = 3,86 cm
  - Inconnu Plomb?, 206,5 ? . ' »
  - On voit qu’il y aura -intérêt à étudier des métaux que l’on rencontre toujours ensemble dans les minerais, nickel et cobalt,, argent et plomb, les métaux de la série du platine ; la radioactivité des métaux est ^environ plê~12 Ms plus petite que 'celle du radium; la durée de transformation est dès lors lôf 12fois plus grande : il est donc actuellement impossible de constater la transformation, M. Yëüer, de Hambourg, a pu observer directement la disparition du radium et mesurer ainsi la période de vie de ce métal. #
  - il déposait-.de minces 'pellicules de bromure de radium sur
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- - des plaques de verre, connaissant parfaitement bien les quantités de bromure de radium ainsi déposées ; il constatait d’abord que, l’activité commençant à croître pendant les quinze à vingt et un premiers jours; on obtenait à ce moment l’activité maximum limite.
  - En examinant des quantités croissantes de radium, il a trouvé que toute l’activité disparaissait au bout des temps suivants :
  - 10~9 mg 15
  - 10~8 — 16
  - io-7 — . . 17
  - 10-° — 26
  - io-5 — ...... 61
  - 10-4 — . 126
  - Quand la radioactivité est éteinte., elle ne revient pins,; on a pu calculer ainsi la durée de vie de 1 g de radium, qui est de quatre mille ans.
  - Radioactivité des Roches. — Degré géothermique. —M. J. R. Strutt, du Trinity College de Cambridge, physicien distingué, fils de Lord Rayleigh, a étudié la radioactivité des diverses roches de la croûte terrestre, les roches éruptives ét les roches sëdimen-taires. Les mesures ont été faites sur l’émanation produite par les diverses roches dissoutes ; les roches métalliques ou calcaires étaient attaquées par les acides; quant aux roches siliceuses, elles le furent par des carbonates alcalins.
  - Les mesures furent faites à rélectroscope, nous montrerons comment.
  - Nous ne pouvons présenter ici le tableau de tous les minerais et roches étudiés par Strutt, nous résumerons les résultats en disant :
  - 1° Toutes les roches ignées renferment de la radioactivité., les roches sédimentaires en renferment suivant leur composition provenant des roches ignées ;
  - 2° Le fer renferme peu de radium, le fer météorite n’en renferme pas trace ;
  - 3° Les laves, gaz et autres produits volcaniques n’en renferment pas. Citons quelques résultats particuliers :
  - Un granit 4u Cap renfermant 7,13 X 10~12 g de radium par g.
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- - — 330 —
  - Un granit de Cornouaille fut également trouvé très radioactif; certains granits sont dix fois plus radioactifs que d’autres ; les schistes et gneiss du Simplon étaient beaucoup plus radioactifs que leurs congénères.
  - Le marbre, l’ardoise, la craie sont radioactives; aucune roche sédimentaire n’est aussi radioactive que les granits et les syénites.
  - Comme conséquence de ces recherches, Strutt a calculé : quelle serait la quantité de radium nécessaire four que la chaleur produite par sa décomposition suffise à assurer le gradient terrestre ?
  - Nous avons cru utile de développer le calcul, auquel nous avons, du reste, apporté certaines corrections.
  - Soit q la masse de radium moyenne par centimètre cube dans la terre, h la chaleur produite par 1 g de radium en une seconde, R le rayon de la terre.
  - La quantité de chaleur produite par seconde pour toute la 4
  - terre est de q h ^ itR3.
  - Soit K le coefficient de conductibilité des roches superficielles.
  - Le flux total par seconde est de 4uR2K (as),-où (â),est le
  - gradient de la température observée expérimentalement à la surface.
  - Si la terre est supposée en équilibre thermique, les deux expressions sont égales, d’où :
  - d’après les recherches expérimentales de Prestwich, on a K = 0,0041 ; suivant le même auteur, le gradient de la température est de 1° fahrenheit pour 42,4 foot (pieds), 1° fahrenheit correspond à 0,5356° centigrade et un foot à 0,3045 m, cela fait donc
  - pour le gradient : '42>4 ’x 3Q 4~ = 4,3.10-* U.C.G. S.
  - 1 g de radium dégage 100 calories par heure, soit 2,77 X 10-2 U . G . G . S. Le rayon de la terre R =. 6,38 X 108 U. G . G. S.
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- - 331 —
  - En remplaçant les valeurs dans (1), on a en U . G . G . S.
  - q
  - 3 X 4,1 X 10~3 X 4,3 X 10-' 2,77 X KH X 6,38 X 108
  - = 3,04 10-13.
  - [2]
  - Il résulte donc qu’une quantité de 3,04 X KH3 de radium par centimètre cube de roche est suffisante ; or toutes les roches renferment plus que cette quantité. Le granit du Gap, qui est le plus radioactif, en renferme 7,15 X KH2, le basalte du Groenland renferme cinq fois la valeur de q ; d’une façon générale, la quantité moyenne de radium contenue dans les roches ignées est de 5 X KH2, quant aux roches sédimentaires, la proportion est moins forte, mais encore supérieure à la valeur trouvée pour q.
  - Nous avons dit que les schistes et gneiss du Simplon ont montré une proportion de radium supérieure à la normale ; cela serait la raison du fort degré géothermique constaté au cours du percement de ce tunnel. M. Leprince-Ringuet a montré que, dans le sud du Pas-de-Calais, les sondages avaient indiqué un très faible degré géothermique. M. Durnerin a publié dans les comptes rendus de l’Industrie minérale de 1907 les degrés géothermiques lorrains. 11 nous a paru intéressant d’effectuer avec M. Laborde des mesures radioactives sur les roches rencontrées dans ces divers sondages.
  - M. Bergeron a bien voulu nous procurer les échantillons et établir les bases de ce travail ; nous sommes heureux de l’en remercier.
  - Voici les points choisis dans le Pas-de-Calais : Vimy, 1 243 m, 37° 7; Àix-Surgeon, 1209 m, 42° 5; Fresnoy, 1364 m, 35° 9, et • en Lorraine, Pont-à-Mousson, 1 209 m, 49° 4; — 1 243 m, 50° 6, et 1364 m, 54° 4. Nous tiendrons nos collègues au courant du résultat de nos travaux, qui peuvent intéresser l’exploitation des mines et les travaux publics.
  - Dans le calcul précédent, on a dû faire des hypothèses que nous allons discuter :
  - 1° La terre est en équilibre thermique ;
  - 2° Le radium est la seule source de chaleur ; #
  - (1) Strutt prend pour h une valeur différente, qu’il obtient de la façon suivante : 1 g de bromure de radium dégage 100 calories ; dans ce gramme, il y a 0,584 de radium,
  - 100
  - dès lors 1 g de radium dégage par seconde r—' ~ h'75 X 10~2. C’est une
  - o oUO X 0,oo4
  - erreur ; c’est 1 g de radium et non 1 g de bromure qui dégage 100 calories. Strutt trouve ç = 1,75 X 10—13.
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  - 3° 7 g de radium produit autant de chaleur à la surface de la croûte terrestre qu’à Vintérieur.
  - Nous avons montré que la quantité de radium moyenne contenue dans les roches est très supérieure à la quantité simplement nécessaire ; si donc tout le globe renfermait du radium, non seulement il ne se refroidirait pas, mais encore il devrait s’échauffer ; si le globe est en équilibre thermique, il suffit que le radium soit contenu dans la croûte terrestre; suivant le calcul précédent, cette épaisseur serait de 30 milles de 1 609 m, soit environ 50 km; c’est, exactement le nombre qu’indique le. professeur Milne, en se basant sur la vitesse de propagation des mouvements sismiques ; au-dessous de cette profondeur, la substance du globe est homogène ; on avait cru tout d’abord que cette substance était du fer, par analogie à la constitution des météorites; cela cadrait bien avec-Pbypothèse :11e ‘fer météorite ne renferme pas trace de radium, mais la densité de la terre est de 5,5 et celle du fer est de 7,7 ; dans tous des cas, il est établi que les produits volcaniques ne sont pas radioactifs.
  - Si le radium n’est pas la seule source de chaleur, cela conduit à une épaisseur de la croûte terrestre inférieure à 30 milles. On peut admettre que la radioactivité décroît dans le sol avec la profondeur en tendant vers 0. La lave deî’Etna, qui ne contient pas de radium, est à une température de LOGO degrés, qui correspond pour le gradient de'Prestwich de (1) 1 fahrenhëit pour 42,2 foot à une profondeur de 30 milles environ.
  - Il est impossible de ne pas être frappé par la concordante de ces résultats.
  - Pour concilier Pbypothèse du refroidissement du globe avec la théorie que nous venons d’exposer, on peut admettre que la * quantité d’uranium origine se transformant peu à peu en radium, il y a appauvrissement de notre planète.
  - A titre de curiosité, nous allons indiquer l’extension que Stru'tt donne à sa théorie à propos de là lune.
  - La densité de la lune est de 3,5 égale à celle des roches de la croqte terrestre; il en résulte que la lune a probablement la même composition que ces roches. Le gradient de la lune serait alors bien supérieur à celui de la terre, -30lois ,plus,grand, son volume étant par contre 50 fois plus petit, la ^quantité de chaleur produite serait égale à la moitié de celle de la terre;; mais comme
  - (1) 1 degré centigrade pour 23,2 m (Annuaire du Bureau des'Longitudes, 4998).
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- - la surface est 16 fois plus faible que celle de la terre, le gradient serait 8 fois supérieur à celui de la terre ; la pesanteur étant beaucoup plus faible sur la lune, on peut croire qu’il s’y produit des manifestations très violentes 'volcaniques de la chaleur interne.
  - Il y a bien une très grande quantité de cratères dans la lune, mais nous ne croyons pas qu’on y ait constaté actuellement des éruptions bien caractérisées ; il y a jeu des phénomènes volcaniques anciens qui ont pu très bien avoir eu pour cause la radioactivité, comme le croit Strutt.
  - Rutherford a expliqué la chaleur solaire par la présence d’une quantité relativement faible de radium, 1 g par. mètre cube.
  - Nous serions alors en présence, avec le soleil, d’un astre en pleine radioactivité, avec la terre d’un astre dont la radioactivité serait en train de disparaître, enfin avec la lune d’un astre à radioactivité morte.
  - Appareils pour l’étude de la radioactivité
  - En 1903 et 1903, nous avons montré très rapidement quels étaient les appareils, établis par nous, à la Société centrale de Produits chimiques, sur les indications de Pierre Curie., qui servaient pour l’étude de la radioactivité.
  - Ces appareils sont pour un laboratoire, leur maniement est très délicat et demande un assez long apprentissage.
  - 'Pensant qu’il était nécessaire de faire entrer les recherches4e la radioactivité dans un domaine plus pratique , nous avons établi, un appareil portatif sur les indications de MM. Ghèneveau ét Laborde, tous les deux anciens élèves et préparateurs de Pierre Curie : le premier, chef des travaux de physique à l’École de-physique et chimie de la ville de Paris; le second, préparateur à la Faculté des' Sciences au laboratoire de Mme Curie (1).
  - 'Cet appareil peut être manipulé très facilement -et permet de faire des mesures très rapides, aussi bien sur les minéraux que sur les gaz et les eaux.
  - Il est certain que l’étude de la radioactivité formera d’ici-peu, une partie très importante dans toutes les recherches géologiques ou minéralogiques. Nous pensons qu’il n’est pas inutile,
  - (1) Cet appareil a obtenu un grand prix à l’Exposition de Londres 1908, section desmines.
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  - pour des ingénieurs, d’avoir un aperçu de la méthode employée, pouvant être appelés d’un moment à l’autre à faire des mesures de ce genre.
  - Un corps radioactif placé au voisinage d’un électroscope chargé, ionisant l’air, tend à décharger ledit électroscope.
  - Pour l’étude des corps solides, on visse l’électroscope sur une cage métallique (fig. 4) renfermant un plateau destiné à supporter la substance à étudier. La tige isolée de l’électroscope plonge dans cette cage métallique que nous appelons appareil de déperdition à plateau.
  - Pour l’étude des gaz radioactifs, l’électroscope se visse sur le
  - Fig. 1. Fig. 2.
  - col d’un cylindre métallique (fig. %) dans lequel sont introduits les gaz à étudier ; la tige isolée de l’électroscope est, dans ce cas, munie d’un prolongement qui plonge dans le cylindre de déperdition et constitue une électrode centrale isolée.
  - L’électroscope établi sur le principe de Curie est constitué par une cage métalliquê, en forme de section de tube, limitée par deux glaces de verre à faces parallèles (fig: 4).
  - Il comprend une feuille d’aluminium mobile F, portée par une extrémité par une lame métallique, reliée électriquement par le bras S à une tige T servant d’électrode déperditrice pour l’appareil à minéraux ou T' (fig. 2) pour l’appareil à gaz.
  - L’isolement de la tige de la monture est fait par un bouchon en ambroïde V,
  - Le bouton mobile E sert à charger l’appareil, la pièce P sert de protecteur à la feuille d’aluminium, pendant le transport.
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  - Le mouvement de la feuille d’aluminium est observé à l’aide d’un microscope que l’on peut déplacer en tous sens, le microscope porte un oculaire micrométrique comme dans l’électroscope de Curie. L’électroscope peut se visser sur la boîte à minéraux, comme il est représenté sur la figure 1. Les substances sont placées sur le plateau 1), qui peut tourner autour d’un axe vertical.
  - Quant aux cylindres de déperdition représentés (f\g. 2), ce sont des tubes de cuivre fermés aux deux bouts avec un robinet à chaque extrémité.
  - Les cylindres étant destinés à recevoir des gaz qui peuvent y séjourner un temps prolongé et y subir des mesures successives, on a réalisé un système de bouchage automatique permettant d’enlever l’électroscope sans qu’il y ait communication entre l’intérieur du cylindre et l’atmosphère.
  - La tige formant électrode déperditrice porte un renflement cylindrique venant boucher le cylindre; quand on dévisse l’élec-troscope, la course filetée est suffisante pour faire monter le bouchon qni obstrue le cylindre ; quand on visse de nouveau l’électroscope, le bouchon s’abaisse et la tige de l’électrode est de nouveau séparée du cylindre.
  - Sur la figure 2 est représentée une enceinte I servant à dessécher la partie de l’appareil dans le voisinage du bouchon d’ambroïde, la matière à dessécher se place en O'; on peut également dessécher l’électroscope au moyen du petit ballon D. Si on se sert de l’enceinte I, il est nécessaire de placer une rallonge supplémentaire à la tige T'.
  - Dans la pratique, on emploie surtout des gaz secs, et on évite toute introduction d’eau dans le cylindre.
  - Les différentes tiges et rallonges sont montées à bayonnette, il en est de même du bouchon supplémentaire b qui sert à fermer hermétiquement le cylindre.
  - La petite tige t figurée (jîg. 2) se visse à la place de T de la figure 1 et sert à supporter l’électrode pour le cylindre.
  - Mesures des déperditions.
  - La déperdition de charge de l’électroscope est mesurée par la vitesse de chute de la feuille d’aluminium, c’est-à-dire la vitesse de déplacement de ladite feuille dans le champ du microscope. Cette vitesse est mesurée avec un com te-secondes. Soit d le
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  - déplacement de La feuille, mesurée sur le micromètre du microscope, t le temps, la vitesse de chute Y = j, qui exprime des
  - divisions du micromètre par seconde.
  - L’électroscope à vide sans matière radioactive peut se décharger soit par une fuite, par conductibilité de l’ambroïde, soit sous l’effet de conductibilité de l’atmosphère. On s’assurera de la propreté' de l’appareil au point de vue radioactif; dans de bonnes conditions la vitesse de déplacement doit être inférieure à 1 division du micromètre en cinq minutes, c’est-à-dire inférieure, à 0,003. division par seconde.
  - La fuite spontanée ne pourra jamais être supprimée entièrement, il y aura lieu d’en tenir compte dans les mesures ; il sera utile de la, mesurer souvent,: elle sera un terme soustractif dans les opérations.
  - Il est utile que cette fuite spontanée ne soit pas supérieure à 1/4.0 de la vitesse de chute mesurant le phénomène étudié.
  - Mesures quantitatives.
  - 1° Çoiys solides. — On mesure, la déperdition de l’électroscope, placé sur, l’appareil à. plateau,, sons l’influence d’un disque recouvert d’oxyde d’uranium. Puis, on répand le; produit à mesurer uniformément sur une. surface égale à, celle, recouverte par l’oxyde d’uranium, et on mesure la déperdition, de l’électroscope sous l’influence du produit étudié.
  - On dira que le produit mesuré a une activité de 1,2-,, 3~... quand la déperdition, obtenue sera 1,2, 3... fois plus grande que celle produite par l’oxyde d’uranium. L’appareil permet de mesurer des, activités de 1/200 jusqu’au radium, pur.
  - 2° Gaz. — Les gaz peuvent provenir, soit du griffon d’une source minérale, soit du sol, soit de1 l’atmosphère ; ifs peuvent être extraits par ébullition on par barbotage d’une eau dont on veut connaître la radioactivité. On introduit dans lé cylindre bien sec le gaz bien desséché, en faisant un vide partiel dans le cylindre.
  - 3° Eaux.. — On peut-introduire l’eau dans, le cylindre, il faut alors employer l’enceinte desséchante placée avant l’électros-cope. On ne peut recommander cette, méthode, qui ne peut, servir que qualitativement.
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- - Nous aimons mieux procéder par ébullition deTe.au minérale, nous recueillons les gaz desséchés par la potasse et l’acide phos-phorique sur une cloche à mercure. On peut; avoir ainsi une grande précision,
  - L’électroscope est, étalonné par rapport à l’émanation d’une quantité de radium mise en solution, produite par minute.
  - On dira,, par exemple, que F activité d’une eau minérale est •n milligrammes-minute. C’est-à-dire que cette radioactivité, est la même que celle produite par un poids de radium n en une- minute. En juillet et août 1908, nous avons mesuré la radioactivité
  - des eaux d’Uriage (1) qui est de 0,015 en moyenne,
  - variant en raison inverse de la pression atmosphérique.
  - On peut mesurer la rodioactivité des roches en. les dissolvant et en recueillant l'émanation sur laquelle on opère comme il a •été dit. La quantité minimum, d’émanation du: radium mesurable
  - est de 0,0019 m]'^TTa™me et ia quantité minimum de bromure dé minute: 71
  - radium dosahle par l’émanation est de 2,3 X 10-7 milligramme — 0,00000023 mg: ! !
  - La Radioactivité de l’Atmosphère.
  - Nous avons déjà, eu l’occasion de: dire quelques mots de la question en 1.905. Nous croyons utile de donner auj ourdi hui quelques compléments; l’appareil dont nous venons de donner la:description se prête parfaitement à cette étude.,
  - Elster et. Geitel ont. observé une émanation radioactive dans l’atmosphère : importaient un, fil de 10 m de long'à un potentiel négatif de 2 000 volts ; la surface de ce fit, devenait radioactive;; cette radioactivité pouvait être, recueillie en essuyant, la surface du fil avec une feuille de. papier de soie, avec de l’ouate,,etc. Cette: radioactivité décroissait peu à peu comme larradioactivité induite à l’air libre’., En mesurant à l’aide d’un électroscope, la déperdition d’un fil de 10 m chargé à un. potentiel.de. 2 0.00 volts., on; peut se rendre compte: de La quantité- d’émanation présente •dans-1’atmosphère. On peut aussi;.faire passer une quantité d’air
  - (1) Comptes rendus de VAcadémie des Sciences, 9 novembre 1908, Note de P. Besson présentée par M. d’Arsonval. MM. Brochet à Plombières, Moureu à Luchon, Lahorde-à Bussang, ont utilisé Pappareil au cours de 1908.
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  - donnée dans le cylindre déperditeur et mesurer la vitesse de décharge. On peut encore faire passer un volume d’air déterminé sur de l’ouate, et mesurer sa radioactivité.
  - La pluie, la neige fraîchement tombées sont radioactives; la mission Charcot a emporté un de nos appareils pour faire des mesures de ce genre.
  - D’après M. A. Eve, la quantité d’émanation présente dans l’atmosphère est en moyenne égale, par mètre cube, à celle produite par 80 X 10~12 de bromure de radium pur (24 à 127 X 10~12).
  - C’est à Coulomb que l’on doit la première notion d’une cause inconnue de la déperdition électrique dans l’atmosphère.
  - La formule de déperdition électrique par lui établie est E = E0 e~X dans laquelle E0 est la charge initiale, t le temps, a constante de déperdition.
  - Coulomb établit que a était proportionnel au cube de la tension de la vapeur d’eau : voici ce qu’il écrivait dans son mémoire de 1785.
  - » Avant de finir cette première partie de mon mémoire, je » dois encore avertir que, quoique le thermomètre, l’hygro-» mètre et même le baromètre, marquent à différents jours, » les mêmes degrés, le décroissement de l’électricité n’est » cependant pas toujours le même. L’on ne peut, ce me semble, » expliquer ces variétés par une autre cause que par la compo-» sition de l’air formé de différents éléments plus ou moins » idioélectriques, dont la densité, les proportions varient presque » continuellement et qui ont des degrés d’affinités différents » avec les vapeurs acqueuses. »
  - Nous signalerons deux séries d’expériences intéressantes. En 1904, le docteur Gockel, de l’Université de Fribourg, étudia la déperdition d’un fil de 10 m porté à un potentiel négatif de 2 000 volts. Voici le résumé de ses observations :
  - 1° La teneur d’émanation A augmente du simple au décuple, en allant de la mer du Nord aux Alpes;
  - 2° La période diurne est assez constante avec un maximum très aplati de neuf heures du matin à cinq heures du soir. IL n’y a pas de périodes annuelles; <
  - 3° La teneur d’émanation A semble indépendante de l’humidité, du vent, des nuages. Elle varie dans le même sens que le coefficient de déperdition + et —, a+ et a_ et aussi dans le
  - . a_
  - meme sens que q = —;
  - a+
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  - 4° La teneur d’émanation A augmente avec la pression atmosphérique ;
  - 5° La teneur d’émanation A est plus grande pour l’air libre que pour l’air pris au ras du sol.
  - Signalons tout d’abord que ce dernier résultat est contradictoire avec les expériences d’Elster et Geitel, qui avaient constaté que l’air des caves et des grottes était plus radioactif, pensant que l’émanation provenait du sol.
  - Citons maintenant les expériences faites par M. Bellia sur l’Etna (2 400 m d’altitude) en mai 1907; elles sont sur beaucoup de points en contradiction avec les précédentes :
  - 1° La déperdition électrique est deux fois plus grande au sommet de l’Etna qu’à Catane ; *
  - 2° Le rapport ^ = 1 contrairement à ce qu’on observe sur les sommets ;
  - 3° est maximum dans l’après-midi, comme l’a observé Le-
  - cadet sur le mont Blanc et Gockel au Rothorn ;
  - 4° La déperdition est inverse de l’état hygrométrique ;
  - 5° La déperdition est maximum le matin et le soir et minimum à midi ;
  - 6° La déperdition est la même pour l’électricité + et—. Que peut-on conclure de ces résultats un peu touffus ?
  - A notre avis, il est hors de doute que le sol apporte dans certains cas de la radioactivité. Cet apport est très irrégulier et varie avec les lieux, la nature géologique des terrains sousja-cents, les gaz sortant du sol. Nous ne pouvons que souhaiter que les recherches radioactives soient faites concurremment avec celles de la géologie dans toutes les régions (1). D’autre part, il nous paraît certain que les taches et protubérances solaires ont une très grande influence sur la teneur de l’émanation atmosphérique, comme du reste, sur toutes les autres manifestations de l’état électrique de l’atmosphère. Cette science est à son début, la mesure de la radioactivité atmosphérique, du potentiel atmosphérique, de l’ionisation, de la conductibilité en fonction de la mobilité des ions, de là mobilité des ions eux-mêmes devra être faite systématiquement dans les observatoires; peut-être alors sera-t-il possible d’établir les lois qui président à leurs
  - (1) Sur les Influences solaires : Voir les opinions de MM. l’abbè Moreux, Marchand Ch. Lallemand, Hecker, de Parville.
  - i Lull.
  - 23
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  - variations, et ainsi la véritable cause dès phénomènes météorologiques. Malheureusement, le peu de périodicité qui existe dans ces manifestations de l’activité solaire ne nous permet guère de croire à une prédiction véritable du temps.
  - Cette conception de corpuscules solaires venant se mêler à notre atmosphère, se trouve déjà dans Lucrèce qui écrivait :
  - /° (c Versïbus ostendi corpuscula materiœ »
  - « Ex infinito summum rerum usque tenere »
  - « Undique protelo plagarum continuado »
  - » Les corpuscules, éléments de matière, entretiennent de » toute éternité et partout l’ensemble des choses, par une suite » de chocs ininterrompus. »
  - 2° « Fit quoque ut hune veniat in cælum extrinsecus ilia »
  - « Corpora quae faciunt nubes nimbosque volantes »
  - » Enfin, peuvent venir des mondes du dehors pour se joindre » à la matière des nuages mobiles, des corpuscules propres à » les former ».
  - La Radioactivité et la Chimie.
  - L’émanation du radium est le plus grand agent chimique qui existe dans la nature. Elle possède une énergie potentielle considérable. Nous avons dit que l’émanation me dégage que desrayons a, .sur les 100 calories-gramme dégagées par heure, 75 le sont par l’émanation d’après Rutherford, qui calcule que la chaleur émise pendant la vie de l’émanation est de l’ordre de 7 XlOfii calories pour 1 .cm3; alors que la chaleur émise par l’explosion de 1 cm3 d’un mélange de 2 d’H pour 1 d’O est se ulementde 3 calories, soit ,2,5 X LO8 fois plus faible environ.
  - En supposant la densité de l’émanation égale à 108; 1 mg libère en trente jours une quantité de chaleur = 720000 calories-gramme ; si toute cette énergie était utilisée pour décomposer l’eau, on pourrait en décomposer 200 g en O et H. Dans la réalité, on en obtient beaucoup moins, l’eau est bien décomposée comme nous Lavons du reste dit en 1903 et 4905, mais la réaction étant réversible en présence de l’énergie de l’émanation, une certaine quantité d’eau se reforme.
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  - Giesel et Curie avaient montré dès le début qu’une solution de radium dégageait un gaz tonnant; une solution contenant 1 dg de bromure de radium .pur dégage continuellement de petites bulles gazeuses.
  - Sir William Ramsay et M. C. Cameron ont cherché à appliquer l’énergie de décomposition de l’émanation d’abord à l’étude de l’électrolyse de l’eau. Ils ont montré que l’eau était décomposée en ses éléments, la quantité d’H trouvée est inférieure à celle qu’exige la formule 1PO ; ils ont également montré la présence de néon, au lieu d’helium trouvé pour l’émanation sèche.
  - Poursuivant cette étude, ils voulurent voir l’action de l’émanation sur le sulfate de cuivre.
  - Un sulfate de cuivre fut parfaitement purifié par une série de cristallisations, il fut laissé en solution pendant un mois avec de l’émanation; le gaz trouvé fut l’argon; le cuivre fut séparé et le résidu fut examiné au spectroscope. On constata la présence de sodium., de potassium, enfin la raie du lithium.
  - Les deux premiers sels peuvent provenir du verre du ballon, mais il est impossible (d’expliquer à première vue, la raie rouge du lithium, ni l’acide sulfurique, :ni le cuivre n’en renfermait, de nombreux prélèvements furent faits sur le sel comme témoins, on ne put jamais constater la présence de lithium,, sauf pour les. fractions de sel soumises a P émanation.
  - Ramsay, avec beaucoup de prudence, pense que l’on se trouve en présence d’une désintégration atomique, le cuivre se transformant en lithium, puis en sodium (1).
  - Il était intéressant, partant de l’hypothèse (de Ramsay, d’examiner les minéraux renfermant du -radium et du cuivre et de voir la quantité de lithium correspondante, comme on l’avait fait pour l’uranium et le radium que l’on a trouvé en proportion constante.
  - M. Mac Coy a constaté qu’une.pechblende du Colorado renfermait du cuivre et du lithium. ‘Quatre autres minéraux contenaient du radium et de Pnranium et également du lithium; sur ces quatre minéraux, trois seulement .renfermaient du cuivre ; pour le quatrième, il y avait du lithium et pas de cuivre, on peut admettre pour lui que la transformation est complète. MUe Gle-ditsch, du laboratoire de MIlle iGurie, a montré <§u’d! n’y avait
  - (!) Mme Curie a communiqué dernièrement à l’Académie des Sciences (10 août 1908) qu’il lui a été impossible de constater laUransformation Observée par Ramsay, elle n’a utilisé que des appareils en platine, le «lithium tiendrait du 'verre.?
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  - aucune proportionnalité entre les quantités de cuivre et de lithium présentes dans les minéraux radioactifs.
  - Gela ne peut, à notre avis, infirmer les expériences de Ramsay, car la transformation est plus ou moins complète, suivant la quantité de radium présente en lui ; la loi peut être fort complexe.
  - Ramsay a conduit ses expériences avec une méthode remarquable, c’est un opérateur hors ligne, la présence du lithium est certaine, peut-être vient-il du verre plus décomposé en présence de l’émanation ?
  - La désintégration radioactive peut-elle être provoquée ?
  - Nous avons dit que 1 g de radium dégageait par heure 100 calories-gramme, soit 876 000 calories-gramme par an, soit 876 grandes calories ; si on admet que la vie moyenne du radium est de trois mille années, on voit que la quantité de chaleur dégagée au cours de sa vie, par 1 g de radium, est de 2 628000 calories ; on voit quelle quantité de chaleur dégagerait 1 g de radium, si on pouvait le décomposer instantanément ! Si on rapporte cette quantité de chaleur à 1 kg, on voit que la quantité de chaleur dégagée est de 26 X 10®, si 8000 est la chaleur spécifique de la houille, cela correspond à la chaleur produite par la combustion de 325 t de houille ! En prenant 425 pour l’équivalent mécanique de la chaleur, cela représente un travail de 1 116900000000 kgm, soit 4 136666 chevaux-heure !
  - La quantité d’énergie accumulée dans tous les corps est analogue à celle contenue dans le radium, la différence d’activité ne provient que de la différence de vitesse avec laquelle la décomposition se fait. Comme le disait, pour faire image, M.. Gustave Le Bon, dans son très intéressant ouvrage l'Évolution de la matière : Dans une pièce de 5 centimes, il y a 510 milliards de. kilogrammètres emmagasinés !»
  - Si on pouvait désagréger volontairement un corps, on voit de quelle quantité fabuleuse d’énergie on disposerait.
  - La désintégration de quelques kilogrammes de,fer ou de plomb suffirait à produire ce qui demande actuellement des millions de tonnes de charbon, le corps obtenu par la désintégration n’aurait qu’une valeur bien faible par rapport aux trésors d’énergie disponible.
  - L’or deviendrait un sous-produit du plomb; et ce serait en un or vil que le plomb se serait changé !
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  - Nous est-il permis d’espérer qu’un jour il nous sera possible de désintégrer à volonté un corps ? En pareille matière, il est bien difficile de prévoir l’avenir, et cependant notre conviction profonde est qu’on pourra utiliser cette énergie accumulée dans la matière ; qu’importera alors la disparition des combustibles minéraux mis si parcimonieusement à notre disposition, quand nous pourrons puiser sans compter dans la matière elle-même inépuisable !
  - Nous ne connaissons de la radioactivité que le bâton de résine et la pile de Yolta : quand on mesure le chemin parcouru en moins d’un siècle, tous les espoirs nous sont permis.
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- - ÉTUDE DES VIBRATIONS DU SOL LORS DES TREMBLEMENTS DE TERRE
  - PAR
  - AI. J. BERGERON
  - u )
  - Lorsqu’il y a une quinzaine d’années, notre regretté confrère, M. de Longraire traita devant notre Société, la question des tremblements de terre ou séismes (2), il fut évident, à la façon dont s’engagea la discussion, que le sujet intéressait vivement nos collègues; c’est pourquoi, dès qu’il a été question de consacrer une de nos séances à l’examen des modes de construction qui convenaient en pays éprouvés parles tremblements de terre, j’ai pensé que je ferais bien d’exposer brièvement les grands progrès réalisés en séismologie depuis 1894'. Je ne pouvais mieux faire pour cela, que d’utiliser le remarquable ouvrage de M. de Montessus de Ballore (3) et les récents articles de M. Aug. Sieberg (4).
  - J’étudierai d’abord les vibrations du sol telles qu’elles se manifestent à l’homme, sans le secours d’aucun instrument, lors des tremblements de terre; puis je m’occuperai de celles dont l’existence ne nous est révélée que grâce à des instruments de précision et je montrerai quelles sont leurs relations avec les premières; dans une troisième partie, j’exposerai la théorie des vibrations séismiques telle qu’elle résulte des études précédentes ;
  - dans une quatrième partie, je dirai commentées mêmes études
  - /
  - 1) Voir procès-verbal de la séance du 5 mars 1909, p. 166.
  - (2) Les Séismes et les Volcans. Bull. Soc. Ing. Civ. Fr. 1894, 2e sem. p. 629. Pour la discussion qui a suivi cette communication, voir : Bull. Soc. Ing. Civ. Fr. 1895, 1er sem., p. 213, 339, 348, 442, 455, 464.
  - (3) La Science séismologique. Librairie Armand Colin.
  - (4) L'inscription instrumentale des séismes et la Physique du Globe. Revue générale des Sciences pures et appliquées. 30 janvier, 15 février 1909.
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  - nous ont donné des notions sur l’état physique de la masse centrale de notre globe; enfin, dans une cinquième partie, jindiquerai comment se groupent les* régions les plus exposées aux tremblements de terre, quelles sont leurs relations aveu la forme de la terre et quelles conclusions on en peut tirer au point de vue de la séismicité future de ces régions.
  - I
  - Lorsqu’un tremblement de terre se produit, on constate toujours qu’il y a une région où il est ressenti avec le maximum d’intensité; c’est celle où il y a le plus de dégâts; elle correspond à ce qu’on appelle Y épicentre ou aire épicentr ah y parce qu’elle est située directement au-dessus, du centre d’où partent les vibrations. Autour d’elle, les dégâts sont de moins en moins importants à mesure que l’on s’en écarte. Si on trace sur une carte une ligne entourant les régions où un tremblement de terre a présenté la même intensité, révélée par des dégâts de même importance, on reconnaît que, autour de la zone épi centrale, il y a une série de zones isoséistes, concentriques les; unes aux autres et à la zone épicentrale. #
  - Forel et Rossi ont établi, les premiers1, une échelle d’intensité que l’on retrouvera dans notre bulletin (1). Actuellement, on se sert plutôt de l’échelle de Mercalli, qui en diffère très peu. Elle comprend dix termes : le premier correspond; aux tremblements de terre présentant la minimum d’intensité1, à ceux qui ne sont révélés que par les instruments de précision et qui constituent les microséismes; les neuf autres termes comprennent tous les autres tremblements de terre que l’homme peut percevoir1 ou macroséismes; le dernier terme, celui qui correspond aux catar clysmes, est constitué par les$ mégasêismes-..
  - Les différents termes de l’échelle de Mercalli se retrouvent dans les isoséistes.;; mais, suivant l’intensité des vibrations maxirna, l’épicentre peut correspondre à tel ou tel terme de cette échelle et les isoséistes qui Fentourent; et qui représentent toujours des termes- d’intensité décroissante, correspondront aux autres termes de cette; échelle. '
  - Généralement, la. surface épicentrale est de forme elliptique,
  - {1) Bull. Soc. Ing. Civ. lh. 1894, 2' semi, p. 632;.
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  - ainsi que les isoséistes qui l’entourent (1). Cette forme semble être en relation avec la cause initiale du tremblement de terre correspondant. En effet, celui-ci peut être dû au glissement, au déplacement relatif, le long d’une faille, de deux compartiments de l’écorce terrestre; ce déplacement de deux surfaces, l’une contre l’autre, engendre des vibrations. Tl semble que ç’ait été le cas pour le tremblement de terre de San-Francisco comme pour celui de Messine. A la suite du premier, on a constaté sur le bord oriental d’une grande faille, s’étendant de l’embouchure de l’Adler Creek au N.-O. jusqu’à Hollister au S.-E., sur 600 km de long, des déplacements du sol de 2 à 7 m, avec des affaissements locaux de plus de 1 m. A Messine, on a reconnu que le dernier tremblement de terre était en relation avec une faille ancienne, passant par le détroit de Messine, longeant la côte N. de la pointe de la Calabre, et se prolongeant vers le N.-N.-E. par la vallée de Mesima, entre les 'massifs anciens du Capo Yaticano et de la Serra san Bruno. Des sondages préliminaires semblent indiquer des modifications récentes dans la profondeur du détroit de Messine. Pour comprendre comment des déplacements relatifs d’un nombre si faible de mètres, peuvent produire de telles vibrations, il faut se rendre compte des m%sses considérables qui sont mises en mouvement.
  - D’autres fois, c’est tout un voussoir qui entre en mouvement, par rapport à ceux qui l’entourent; les vibrations viennent de ce voussoir.
  - Parfois, les couches de l’écorçe terrestre ayant subi un ploiement dû à une compression latérale, éprouvent une décompression brusque qui produit des vibrations comparables à celles que provoque une explosion.
  - Tous ces tremblements de terre sont en relation avec la structure, l’architecture du sol, aussi dit-on qu’ils sont d'origine tectonique. On comprend que des vibrations partant, soit d’une ligne, soit d’une surface, soit d’un volume comme hypocentre, rencontrent la surface terrestre suivant une ellipse plutôt que suivant un cercle. Le grand axe de cette ellipse est en relation avec la partie superficielle de l’accident tectonique d’où sont parties en profondeur les vibrations en question : il est parallèle à cet accident, quand il ne coïncide pas avec lui.
  - Quand le tremblement de terre est dù à une explosion volca-
  - (1) Voir la carte de M. Ricco, publiée par M. A. Lacroix (C, R* A. S., t. 148, p, 207) et donnant les isosésistes du dernier tremblement de terre de Messine.
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  - nique, l’hypocentre est un point, mais l’épicentre est encore une surface, faible d’ailleurs et presque circulaire. Il en est de même, quand le séisme est provoqué par un effondrement dû à une dissolution.
  - Parfois, pour un même séisme, il y a plusieurs épicentres, ce qui multiplie les désastres. On peut expliquer ce fait, en admettant que, pour une même faille, il n’y ait qu’un certain nombre de points où se soient produits des glissements.
  - La forme des isoséistes se modifie parfois au voisinage des massifs montagneux résistants, qu’ils aient un relief ou que les érosions les aient arasés au niveau du sol. Les ondes peuvent venir y mourir ou bien les contourner. Ces faits sont en relation avec la constitution géologique du sol. Lors du tremblement de terre de l’Andalousie, en 1884, la vieille ville de Velez Malaga, construite sur un rocher de terrains anciens, émergeant au milieu de terrains plus récents, n’avait éprouvé aucun dégât, tandis que tout autour de cet îlot, les édifices étaient détruits. Il en a été de même, paraît-il, à Messine, où la citadelle, élevée sur un rocher de terrains anciens, a été épargnée. On comprend tout l’intérêt que présentent ces points spéciaux, formant comme des îlots plus stables sur lesquels il y aurait avantage à établir les édifices les plus importants des villes. Nous verrons un peu plus loin l’explication de ce fait.
  - Examinons maintenant quels sont les mouvements du sol et pour cela, prenons le cas d’un mégaséisme qui correspond au maximum d’intensité des mouvements. Il y en a de trois sortes : les uns sont horizontaux, ondulatoires ou oscillatoires ; les autres sont verticaux, sussultoires ou trépidatoires; enfin, une troisième catégorie correspond aux mouvements rotatoires. Ces derniers sont plus apparents que réels : par suite de la succession très rapide de mouvements en différents sens, on a l’impression d’un mouvement de rotation qui paraît confirmé par le déplacement relatif, sous un angle variable, de certaines parties d’édifices, par rapport à d’autres parties de ces mêmes édifices. Il est possible qu’il y ait localement production de couples amenant de semblables rotations, mais les séismographes ou appareils enregistreurs des tremblements de terre, dont je parlerai plus loin, n’ont jamais révélé l’existence de mouvements rotatoires. Les seuls mouvements constatés, dont on soit certain, sont rectilignes, mais très compliqués.
  - Dans les mouvements horizontaux s’accuse toujours une élon-
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  - galion suivant une; certaine direction qui, le plus souvent, est celle du grand axe de l’ellipse épicentrale (1). C’est suivant elle que tous les mouvements auront une tendance à s’orienter ; c’est celle suivant laquelle il y a le plus de dégâts; il y a donc une grande importance à la connaître, car c’est suivant elle qu’il faudra que les édifices présentent le maximum de résistance.
  - Pour une même secousse, il peut y avoir plusieurs directions d’élongation des mouvements; la direction de cette secousse sera donnée par celle de l’élongation maxima; dans le cas où celle-ci ne coïncidé pas avec la direction dés accidents géologiques, il faut, par l’observation, arriver à la déterminer. D’après Milne, le célèbre séismologue anglais, cette direction serait généralement celle des horizontales des strates.
  - Les Secousses v&i'ticales sont très sensibles à l’homme et aux animaux, mais c’est exceptionnellement qu’elles produisent de grands dégâts. C’était du moins rancienne- opinion,-mais il paraîtrait qu’à Messine il y! a eu, comme on dit en termes d’accidents de chemins de fer, télescopage de certains étages de maisons les uns dans les autres.
  - A fous ces mouvements, il faut en ajouter d’autres qui produisent de vraies vagues séismiques visibles; ils sont dus à dés ondes granitiques dont je parlerai plus loin; ce sont ceux qui sont le plus dangereux pour la stabilité des édifices, ceux qui causent le plus de dégâts. Ils provoquent des fissures dans le sol, dés glissements. Ils se produisent dans des: conditions spéciales : lorsque le sol est pour ainsi dire fluide, dans les terrains argileux ou dans les sables imprégnés d’eau; plus ces terrains sont aqueux, plus ils ont une tendance à Huer et plus facilement ces mouvements peuvent se produire. Ce fait justifie pleinement la remarque faite par M. de Longraire, que les grands désastres produits par les tremblements de terre non volcaniques sont,, le plus souvent, dus au manque dé' stabilité des couches superficielles de l’écorce terrestre (2)*. Il semble donc indiqué- de chercher tout d’abord à assécher de pareilles couches et aussi à leur donner plus dé' stabilité par des travaux appropriés.
  - Ceci explique encore lés faits que j’ai signalés, plus haut : les
  - (1) M'. Seikei-Sekiya a reconsti'tuéune partie de-la trajectoire d’un point de la surface: terrestre lors; du tremblement de terre de Tokyo; du 15 janvier 1887, et il en a -donné une figure reproduite par M. de Montessus de Ballore. (La Science, séismologique, p. 31, ûg. 10.) On y reconnaît très bien un sens d’élongation.
  - (2) Bulletin de là Soc. des Ingénieurs Clvih dé, France; 1894. 2e semestre; p. 713.
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  - massifs anciens, formés généralement de roches moins meubles que celles qui constituent les terrains plus récents, sont 'moins sensibles à ces ondes gravitiques qui s’éteignent contre eux ou les contournent.
  - Le plus souvent les mégaséismes ne sont précédés d’aucune secousse. Cependant on cite des cas dans lesquels on en a ressenti; elles sont dites alors prémonitoires, parce qu’elles devraient avertir de celles qui vont se produire. Mais, le plus souvent, elles échappent à l'observation, ou bien elles sont considérées comme' des secousses telles que celles que l’on ressent quotidiennement dans les régions exposées aux séismes; rien, en effet, ne les distingue des autres et, par suite, on ne tient pas compte de l’avertissement qu’elles pourraient donner.
  - Un grand séisme n’est presque jamais un phénomène isolé. Généralement il est suivi d’autres chocs ou répliques dont la fréquence décroît avec le temps. Les épicentres de ces répliques se déplacent généralement, mais tout en restant dans l’aire épi-centrale. Au point de vue de l’intensité, il semble, d’après une statistique de Cancani, que 70 fois sur 100, le maximum se produise au début de1 ces périodes de séismes auxquelles les Allemands ont donné le nom d’essaims séismiques. Il semble, qu’au début, il y ait eu une rupture brusque dans l’équilibre tectonique dès voussoirs terrestres ; quant aux répliques, elles tiendraient au manque d’élasticité des matériaux de l’écorce terrestre qui tendraient à reprendre peu à peu leur équilibre.
  - C’est encore à des vibrations du sol qu’il faut rapporter les bruits qui accompagnent les tremblements'' de terre et sur l’existence desquels il n’y a aucun doute. Ils sont signalés comme s’étant fait entendre tantôt' avant, tantôt pendant, enfin parfois après la secousse séismique; mais, le plus souvent, ils la précèdent ou l’accompagnent. Suivant' les pays, on leur donne dés noms différents, mais les descriptions' sont sensiblement les mêmes : on lès compare au bruit de voitures lourdement chargées; celui1' des autobus est frappant dpanalogie. Parfois, ces bruits rappellent une canonnade (éloignée. Naturellement, leur maximum1 d’intensité correspond à l’épicentre, mais il n’y a aucune relation entre lffhfensité dès bruits et celle du séisme.
  - Dans les tremblements de terre d’origine tectonique, ces bruits résulteraient du glissement de deux parois l’une sur l’autre. Pour Oldham, ils caractériseraient non un séisme, mais les régions où les couches profondes sont dans un état de tension
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  - telle que la rupture est près de se faire : suivant sa comparaison, les couches terrestres vibreraient comme un ressort tendu, à la moindre rupture d’équilibre. C’est ce qui expliquerait comment on peut les entendre, même dans des régions où il n’y a de séismes que rarement, comme en Belgique, par exemple, où ils sont connus sous le nom de « mistpœffer ». Les bruits et les séismes ont donc une même origine, mais les premiers correspondent à la forme la plus atténuée des seconds.
  - Puisque, le plus souvent, ces bruits précèdent les secousses, on a pensé à les utiliser pour l’avertissement des séismes et, à cet effet, on a placé des microphones à une profondeur suffisante pour éviter les bruits de la surface. On a éprouvé, avec ce système, bien des déceptions, et on y a renoncé.
  - Souvent aux dégâts causés par les mouvements du sol viennent s’ajouter ceux dus à des raz de marée. Ils sont toujours en relation avec des tremblements de terre. Dans un premier cas, ce sont les vibrations du sol qui se communiquent aux eaux de la mer. Tantôt l’épicentre de ces tremblements de terre est situé dans une région occupée par la mer (tsunamis des Japonais); tout autour de l’épicentre on retrouve les isoséistes de Mercalli, qui peuvent comprendre des régions continentales sur lesquelles les phénomènes sont les mêmes que ceux déjà signalés. Tantôt c’est l’inverse; l’épicentre se trouve sur un continent bordé par la mer. Dans les deux cas, il se produit dans la mer des vagues dont on a évalué la hauteur maxima, mais sans jamais l’avoir mesurée, à une vingtaine de mètres. Au dernier raz de marée de Messine, la hauteur de la vague a été très variable : en certains points, elle a atteint 6 m; elle a été en moyenne de 3 m environ. 11 semble donc que l’on pourrait s’en défendre. Mais ce qui rend ces raz de marée redoutables, c’est surtout leur vitesse qui donne à la vague une force vive considérable. Cette vitesse est supérieure à celle des vagues les plus fortes observées dans les tempêtes ; elle a été comparée à celle de la marée. On comprend qu'il en soit ainsi si l’on réfléchit que c’est toute la masse liquide de l’Océan qui est mise en mouvement comme dans le cas de la marée. Dans une vague, la vitesse est fonction de la hauteur de la colonne du liquide qui se déplace, en vertu de la formule approchée d’Airy :
  - H =
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  - dans laquelle Ii est la hauteur d’eau, Y la vitesse de translation de la vague et g la gravité. Dans le cas de séismes, la valeur de H est bien supérieure à ce qu’elle est dans de simples vagues, puisque c’est la profondeur moyenne des océans; par suile, la valeur de Y peut être très grande. La première fois que l’on signala cette très grande vitesse, c’est à l’occasion du tremblement de terre de Lisbonne, le 1er novembre 1755.
  - Dans ces raz de marée qui peuvent, dans un même séisme, se produire à plusieurs reprises et à des intervalles variables, ce n’est pas toujours la première vague qui cause le plus de dégâts. Après un laps de temps plus ou moins long, ces vagues finissent par s’éteindre.
  - Dans un second cas, ces raz de marée peuvent avoir pour cause des éboulements qui se produisent sur les côtes consécutivement à des tremblements de terre. Alors c’est un phénomène qui est en relation avec les crevasses superficielles que produisent les ondes gravitiques. Pour combattre ces effets, il y aurait intérêt à rendre plus stables les terrains situés au voisinage de la mer.
  - II
  - Dans le cas où les séismes sont moins violents, et en particulier dans le cas des microséismes, les vibrations du sol peuvent être enregistrées par des appareils de précision, dits séismographes. Ils sont très fragiles et sont détruits le plus souvent lors des mégaséismes ; c’est ce qui explique pourquoi ils ne fournissent de renseignements que rarement lors des macroséismes.
  - Tous les séismographes employés actuellement ont été construits d’après ce principe que pour étudier un mouvement il faut le rapporter à un point fixe. Or, lors d’un tremblement de terre, tous les points du sol entrent en vibration. Il faut donc rapporter les mouvements séismiques à un point que l’on soustrait autant que possible aux actions séismiques. Ce point immobile correspond à un pendule ayant une inertie telle qu’il ne, puisse obéir à l’ébranlement que le-mouvement du sol communiquerait à son point de suspension.
  - L’habileté du constructeur réside dans la façon dont il amortit les oscillations dues au pendule lui-même. On arme ce pendule
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  - d’un stylet avec un dispositif susceptible d’amplifier 80 à 100 fois-le mouvement; devant ce stylet se trouve un appareil enregistreur consistant en un cylindre recouvert d’une feuille de papier de même développement que lui et animé d’un mouvement de rotation autour de son axe pour que les traces ne.se superposent pas et soient lisibles'; dessus sont tracées des droites qui correspondent aux génératrices du cylindre et aux vingt-quatre heures du jour. La vitesse <de rotation du cylindre -est telle qu’il ait accompli une révolution totale en vingt-quatre heures. Le plus souvent, l’appareil enregistreur n’est pas animé d’un mouvement continu; normalement, il est au repos, mais il y a un dispositif qui met le cylindre en mouvement dès le début de la secousse. Il est facile, en comparant les indications de temps fournies par la feuille de papier et par une horloge, de.se rendre compte de l’instant précis du début de la secousse et, par suite, d’avoir les notions de temps nécessaires dans les observations séismologiques.
  - Dans les appareils français-et italiens, le pendule est vertical^ dans les appareils japonais et allemands, ils sont horizontaux. Avec ces derniers, il semble que l’inertie du pendule puisse être plus facilement obtenue.
  - Lorsque le sol tremble, le stylet trace sur l’appareil enregistreur des sinusoïdes. Mais ces tracés pour un même séisme sont différents les uns des autres, suivant les appareils employés ; ils ne sont même pas comparables. Il faut donc, chaque fois que .l’on a à faire des études comparatives, employer des appareils d’un même type (1 ).
  - Les appareils dont je viens de parler sont destinés à enregistrer uniquement les mouvements horizontaux. D’ordinaire, on. en place deux perpendiculairement l’un à l’autre, respective-..ment suivant les directions N.-S. et E.-O. On a ainsi deux composantes des mouvements «dans un plan horizontal.
  - Pour enregistrer les mouvements verticaux, il faut des ;appareils verticaux, tels que ressorts à boudins ou tiges élastiques-portant à leur extrémité libre la masse qui doit être immobile par rapport au sol. J’aurais voulu reproduire de semblables appareils; mais j’ai vainement cherché auprès des constructeurs
  - (1) MM. Bosch, constructeurs d’appareils de précision à Strasbourg, m’ont communiqué la figure de pendule horizontal et les séismogrammes que j’ai fait projeter lors de ma communication orale ; ils ont répondu à la demande que je leur en a vais faite avec-un empressement dont jeteur suis très obligé.
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  - à en avoir des vues intelligibles. Je ne puis dire comment ils sont faits, n’en ayant jamais vu que de mauvais dessins.
  - Examinons maintenant les sèismogrammes ou tracés fournis par ces différents appareils et cherchons à tirer quelque conclusion de leur étude. Les séismographes pouvant enregistrer indifféremment toute vibration du sol» nous y retrouvons trace des tremblements de terre, comme de toute vibration ayant une autre cause (passage de voitures, tirs de pièces d’artillerie, passage de trains, etc.). Mais chaque genre de bruit a un mode de vibrations que la pratique permet de reconnaître.
  - D’une manière générale, dans un séismogramme on peut distinguer des groupes de vibrations ou phases ; il y a d’autant plus de ces phases que .l’origine du tremblement de terre est plus éloignée. Il en est ainsi parce que plus le parcours des vibrations est long, plus les vibrations des différentes phases, qui ont des vitesses différentes, peuvent se disjoindre avant d’arriver au point d’observation. Inversement, plus le foyer d’où partent les vibrations ou épicentre est rapproché, moins la disjonction est possible : toutes les phases se superposent.
  - C’est donc l’étude de ce que l’on appelle les téléséismes ou tremblements de terre très éloignés qui est la plus instructive ; mais, pour cela, il faut que la distance de l’origine du mouvement au point où se trouvent les appareils enregistreurs, soit d’au moins 1 000 km. Dans ces conditions, les vibrations sont si faibles qu’il faut des appareils pour les enregistrer, car l’homme ne s’en doute même pas.
  - Omori. a donné le schéma suivant d’un téléséismogrammeil résulte de très nombreuses observations.; dans toutes il avait* été-possible de distinguer trois phases.
  - La phase initiale ou préphase Y correspond à des frémissements préliminaires. Les oscillations du pendule y sont de faible amplitude, à périodes courtes. Omori divise cette phase en deux : pendant la première, Y,, il y a des frémissements peu accusés; pendant la seconde, Y2, il y a une augmentation d’amplitude,; la période est plus allongée que précédemment. D’après desobservations qui ne datent pas de plus de quinze ans, on sait que les vibrations de cette première phase viennent directement du centre d’ébranlement au point d’observation, en traversant la terre : si le tremblement de terre a lieu aux antipodes, les vibrations traversent diamétralement la terre. Il est à noter que la vitesse de propagation de ces vibrations augmente avec la
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  - distance arcuale. C’est un des faits les plus importants que nous ait révélés la séismologie ; nous verrons plus loin pourquoi.
  - La phase principale B est celle durant laquelle se produisent les mégaséismes. Les vibrations présentent leur amplitude maxima, les périodes atteignent leur durée maxima. Omori a établi dans cette phase plusieurs subdivisions, dont les premières seules se retrouvent d’une façon constante.
  - Ce sont d’abord quelques vibrations dont les périodes sont longues et les amplitudes faibles (B4); puis l’amplilude augmente sensiblement et atteint son maximum, mais la période est plus courte que la précédente (B2). Les autres parties de la phase principale (B3, B4, B5, Bfl) correspondent à des périodes plus courtes que toutes celles vues jusqu’ici. L’amplitude est encore grande, mais elle décroît progressivement.
  - 5 J* 3_
  - Fig. 1. — Schéma d’un tëléséismogramme normal (1).
  - La phase finale N est celle durant laquelle les mouvements s’éteignent peu à peu. La durée de cette, phase varie avec la sensibilité du séismographe.
  - Le début de la deuxième phase ou phase principale correspond au paroxysme des phénomènes séismiques et, par suite, à la période des désastres, au maximum des phénomènes électriques.
  - Les ondes qui se font sentir durant cette phase sont dites ondes longues; elles partent de l’épicentre, se propagent dans la partie superficielle de la terre, en font le tour pour revenir au point de départ avec une vitesse constante. Elle peuvent faire ainsi plusieurs fois le tour de la terre. Toutes les subdivisions des
  - (1) ,Portion de séismogramme, d’après Omori in Montessus de Baliore : La science séis-mologirjue, p. 306, fig. 107. Librairie Armand Colin. — En réalité, les tracés sont moins nets ; toutes les lignes sont ondulées à cause de petites vibrations qui accompagnent les grandes, seules caractéristiques des séismes.
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  - deux dernières phases correspondent aux arrivées successives de ces vibrations, dont le retard est en relation avec les distances qu’elles ont parcourues. Les derniers mouvements sont de plus en plus faibles, par suite de l’absorption de la force vive des ondes par les frottements intramoléculaires des éléments du sol.
  - Naturellement, les téléséismogrammes varient avec les tremblements de terre et avec les lieux d’observation.
  - Ce schéma de téléséismogramme est relatif à une composante horizontale; mais pour la seconde composante horizontale, comme pour la composante verticale, le tracé serait de même sorte, avec cette différence cependant que pour cette dernière les frémissements préliminaires commencent à se faire sentir plus tôt.
  - En rapprochant les indications fournies par les séismogrammes et les faits d’observation que j’ai signalés en parlant des mégaséismes, les remarques suivantes s’imposent : nous avons vu que, le plus souvent, les mégaséismes se produisent brusquement. Omori a conclu de toutes ses observations sur les séismogrammes que la préphase diminuait d’importance à mesure que les observations se faisaient plus près de l’épicentre et qu’elle disparaissait même le plus souvent au niveau de l’épicentre, par suite de la superposition des ondes venant du centre et des ondes longues.
  - Les secousses dites prémonitoires, comme les bruits séismiques, seraient, pour certains auteurs, en relation avec ces premières ondes les plus rapides. Ce serait encore ces premières secousses qui, selon quelques auteurs, seraient sensibles aux animaux antérieurement aux ondes longues et leur causeraient une terreur que l’homme ne s’expliquerait que lorsqu’il ressentirait l’effet de ces dernières. Enfin, ces premières ondes produiraient les mouvements verticaux ou sussultoires.
  - Je ne voudrais pas terminer ce que j’ai à dire (les séismogrammes sans signaler la façon dont ils sont utilisés pour mesurer la distance du centre d’ébranlement au point d’observation. La meilleure méthode, d’ailleurs toute empirique, due à Laska, consiste à retrancher du nombre de minutes écoulées, entre le commencement de la préphase et celui de la phase principale, une unité ; le nombre obtenu est la distance en mégamètres (1 000 km). Les résultats obtenus avec des tremblements de terre connus présentent une approximation assez grande pour que la méthode soit employée couramment. C’est ainsi que le tremblement de terre du 23 janvier dernier, qui a éprouvé une partie Bull. 24
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  - de la Perse, a été signalé par la plupart des séismographes, qui ont donné une préphase de laquelle on a pu conclure qu’il s’était produit un séisme à plus de 2 000 km de l’Europe centrale; d’après les séismographes qui ont fonctionné, on a pu dire que l’épicentre devait se trouver en Asie.
  - Enfin, dans un même observatoire on sait reconnaître au tracé d’un séismogramme, quelle est la région d’origine d’un tremblement de terre; pour une même provenance, les séismogrammes ne diffèrent que par des détails qui ne sont en relation qu’avec l’intensité des séismes.
  - III
  - Voyons maintenant quelle théorie on a donnée de ces vibrations séismiques. Pour cela on suppose la terre formée de matériaux isotropes, c’est-à-dire dans lesquels les mêmes vibrations se propagent de même dans tous les sens, et de zones sphériques concentriques superposées, dans lesquelles les modules d’élasticité changent d’une façon graduelle et continue. Si on applique à la terre les théories de Poisson et de Wertheîm, relatives à la propagation des vibrations dans un corps solide élastique et homogène, on voit qu’en cas d’ébranlement produit en un point intérieur tel que l’est un hypocentre, il se développera simultanément deux espèces d’ondes, qui se propageront indépendamment l’une de l’autre. Les unes sont dites longitudinales (elles sont de dilatation et de compression). Les autres ondes, dites transversales (elles sont de distorsion) se propagent par ondulation. Ces deux sortes d’ondes suivent la même direction.
  - Si on admet la disposition en zones concentriques, dont je viens de parler, pour l’intérieur de la terre, ces deux sortes; d’ondes, dans leur trajet, passeront successivement d’une zone dans l’autre. En aucun point il n’y aura réfraction de ces ondes séismiques, bien que la terre ne soit pas homogène, parce qu’elle a été supposée formée de matériaux isotropes. La direction de propagation de ces deux ondes ne changera donc pas brusquement mais d’une façon uniforme et continue et, par suite, elle ne sera pas rectiligne, ces ondes suivront une ligne courbe légèrement convexe vers le centre de la terre ; ce sera une section conique.
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  - Ces deux sortes d’ondes ont des vitesses différentes. Les ondes longitudinales ont la plus grande. Dans les téléséismogrammes, ces ondes correspondent à la première subdivision de la pré-phase ou Yd. Leur vitesse de propagation superficielle apparente est d’environ 44 km par seconde. Les ondes transversales correspondent à la seconde subdivision de la préphase à Y2. Leur vitesse superficielle est de 7 km et demi par seconde, c’est-à-dire environ la moitié de la vitesse des ondes longitudinales.
  - Tremblement Tremblement
  - Antiepicentre
  - Irç' ~vf2
  - Fig. 2. — Représentation schématique de la propagation des ondes séismiques et de leur apparition dans le séismogramme, d’après A. Sieberg (1).
  - Il est une troisième sorte d’ondes, celles de Rayleigh, du nom de celui qui les découvrit. Elles sont dites encore superficielles] ce sont elles qui provoquent les plus fortes oscillations du sol. Ce sont les ondes longues de la phrase principale B. Il est probable, d’après de récents travaux, qu’elles sont formées par la réunion d’ondes de compression et de distorsion, réunion qui ne se ferait d’ailleurs qu’à la surface. Elles n’ont plus qu’une vitesse de 3,8 km environ à la seconde.
  - Parfois lorsque le sol est fluent ou meuble, les particules du
  - (1) Figure extraite d’un article de M. A. Sieberg « L’inscription instrumentale des. séismes et la physique du globe ». Revue générale des Sciences pures et appliquées. 30 janvier 1909.
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  - sol ont une tendance à se déplacer suivant les lois de la gravitation : la combinaison de ce mouvement avec celui provoqué par les ondes superficielles donne naissance aux ondes gravifiques dont j’ai parlé plus haut et qui produisent le plus de dégâts.
  - A ces ondes, s’en ajouteraient d’autres qui correspondraient à la réflexion des ondes superficielles; leur étude est encore peu avancée.
  - Ce sont ces ondes superficielles qui font le tour de la terre et reviennent à plusieurs reprises passer par les mêmes points d’observation, en perdant chaque fois de leur vitesse. Mais, de plus, il est à remarquer que lors de tout séisme, il se produit aux antipodes de l’épicentre un antiépicentre d’où partent des ondes superficielles W2 qui vont à la rencontre des autres (fig. 2).
  - En résumé, les ondes séismiques se propagent conformément à la théorie de Poisson; on peut en conclure que le foyer de ces ondes se trouve bien à l’intérieur de la terre et, par suite, que ces vibrations ont une origine interne.
  - IV
  - Si d’une manière générale les séismes peuvent être considérés comme de vrais fléaux, ils ont présenté cependant leur utilité au point de vue scientifique. Ainsi que je l’ai dit plus haut, par la lecture des séismogrammes on est arrivé à conclure que plus la distance arcuale entre l’épicentre et le point d’observation est grande, plus la vitesse à l’intérieur de la terre est grande. Or, plus la distance arcuale est grande plus la corde de cet arc est longue et se rapproche du centre. Bien que le chemin suivi par les deux ondes en question ne soit pas rectiligne et ne puisse être confondu avec la corde, néanmoins ce fait du rapprochement du centre, est parfaitement exact. Mais la vitesse à l’intérieur de la terre dépend du rapport des modules d’élasticité à la densité. Celle-ci croît avec la profondeur c’est-à-dire avec le rapprochement des ondes vers le centre. Il faut donc que les modules croissent aussi avec la profondeur et même plus rapidement que la densité, puisque d’après l’observation les vitesses croissent très rapidement avec la profondeur. On est amené ainsi a admettre qu'à l’intérieur de la terre, il ne peut exister qu’une matière dont la rigidité va en croissant de l’extérieur
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  - vers l’intérieur. Il y a déjà longtemps que quelques astronomes et physiciens, tels que Roche, Lord Kelvin et d’autres, étaient arrivés, en s’appuyant sur des faits purement du domaine de l’astronomie, à la conclusion que le noyau central de la terre devait et avait dû être solide et par suite rigide.
  - Cette conception de la solidité du noyau terrestre n’est pas incompatible avec la forme de la terre, car les particules de ce noyau, même s’il est solide, ont pu se déplacer les unes par rapport aux autres, conformément à la théorie de Tresca sur l’écoulement des métaux, sous l’action des pressions internes qui sont énormes par suite du poids résultant de l’épaisseur de la croûte terrestre. Il est vrai que ces mêmes pressions peuvent maintenir la masse interne dans un état rigide, mais tel qu’à une pression moindre elle serait à l’état liquide ou gazeux.
  - Cette rigidité du noyau central n’implique donc pas la disparition de l’hypothèse du feu central. Mais dans le cas du noyau solide, comment expliquer l’existence de la pyrosphère ou partie de notre globe encore à l’état de fusion? L’existence de cette pyrosphère, qui se trouve immédiatement sous la lithosphère (ou croûte terrestre, formée des roches que nous connaissons) nous est révélée par l’accroissement de la température du sol avec la profondeur; elle est certaine. Ou bien cette pyrosphère est ce qui reste de la masse fondue qui primitivement formait la nébuleuse terrestre, ou bien elle correspond à une zone de maximum de radioactivité de la terre, si on admet l’hypothèse dont nous parlait M. Besson. En dessous se trouverait le résultat de la compression de la matière radiante sous de fortes pressions, c'est-à-dire les métaux, tandis que vers l’extérieur les radiations continueraient à se dégager vers les espaces célestes en donnant des corps d’équivalence chimique moins élevée.
  - Mais ce ne sont là que des hypothèses que je me hâte de quitter pour rentrer dans la question des séismes.
  - V
  - Toutes les régions de la terre sont-elles exposées à ressentir des séismes ou certaines seulement ont-elles ce triste privilège? Milne, de Montessus de Ballore, pour ne parler que de ceux qui ont le plus fait dans ce genre d’études, ont marqué sur des mappemondes tous les points éprouvés par des tremblements de
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  - terre et ils en ont établi la séismicité, c’est-à-dire la fréquence et l’intensité des séismes qui s’y sont fait sentir. Ils sont arrivés ainsi à distinguer trois sortes de régions. Dans certaines, les tremblements de terre sont fréquents et rentrent parfois dans les mégaséisme ; ces régions sont dites séismiques ; en d’autres régions les tremblements de terre sont moins violents, moins fréquents : elles sont dites peneséismiques; enfin, il en est d’autres, dites aséismiques, où les tremblements de terre sont rares et faibles; parfois même on n’en a jamais signalé.
  - Ces régions ne sont pas distribuées d’une façon quelconque à la surface de la terre; d’après Milne, elles correspondraient à un certain nombre d’ellipses distribuées à la surface de la terre, suivant un ordre qui paraît vaguement être en relation avec la tectonique terrestre(!). Le tracé de M. de Montessus de Ballore, basé sur un plus grand nombre d’observations est plus explicite. On y voit que les régions séismiques se rattachent les unes aux autres et forment des bandes continues (fig,. 3).
  - Notre pays, sauf le Midi, est de ceux qui ont la bonne fortune d’être aséismiques. C’est ce qui explique comment on y a négligé si longtemps les études séismologiques. Cependant, d’après ce que j’ai dit de l’intérêt que présente la comparaison des téléséismogrammes, on comprend que nous sommes particulièrement bien placés pour en recueillir. Je sais d’ailleurs, qu’en ce moment, il se produit en France, une réaction en faveur de ces études et il est à espérer que d’ici peu nous prendrons la place qui nous convient dans une science qui débute pour ainsi dire et qui est peut-être appelée à rendre de grands services à l’humanité par la prévision des cataclysmes.
  - Les bandes séismiques reconnues par M. de Montessus corres~ pondent à des régions faibles de l’écorce terrestre, à celles où il y a eu des effondrements, des éruptions; toutes, d’ailleurs, sont en relation avec les éléments du tétraèdre terrestre.
  - Lorsque la terre, après être passée de l’état de nébuleuse, à l’état de planète a été assez refroidie pour qu’il se fut formé
  - (1) Je dois la carte ci-contre à l’obligeance de M. Memin, Secrétaire de la Société Géologique de France. lia utilisé pour sa confection, le planisphère de l’Atlas Schrader-Prudent-Anthoine, le planisphère de séismicité de M. de Montessus de Ballore et celui donnant la position des arêtes du tétraèdre terrestre, par M. Puiseux. Les centres volcaniques sont en noir ; Jes régions séismiques sont couvertes d’un pointillé. Les traits noirs méridiens représentent la position des arêtes du tétraèdre terrestre théorique; les tlraits en pointillé correspondent aux arêtes du tétraèdre primitif après déformation; Je trait courbe équatorial correspondrait à la ligne de rupture du tétraèdre. On a admis dans ce dessin, l’interprétation de Lowthian Green et de Lapparent, sans cependant entendre pour cela se prononcer en sa faveur., de préférence aux autres interprétations.
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- - Â r
  - Fig. 3. — Carte donnant la distribution des régions séismiques (1).
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  - une croûte solide à sa surface, il y a eu un moment où son diamètre intérieur était très réduit, par rapport à celui de son enveloppe extérieure. Cette enveloppe, sous l’action de la force centripète, a dû se modeler pour continuer à s’appliquer sur sa masse interne : la géométrie démontre que le polyèdre ayant la surface maxima pour le volume minimum est le tétraèdre; la terre a donc dû passer de l’état de sphère à l’état de tétraèdre. C’est bien ce qui semble résulter de son aspect extérieur : les continents se terminent en pointe vers le sud, et tous semblent être limités suivant la méridienne, par des chaînes de montagnes correspondant aux arêtes du tétraèdre. Cette forme tétraédrique a été, d’ailleurs, interprétée de façon très différente par les géologues, depuis l’époque (1875) où Lowthian Green a émis, le premier, cette hypothèse. Ce n’est pas ici le lieu de discuter cette question. Mais quelle que soit l’interprétation que l’on admette, il semble bien établi que les arêtes culminantes du tétraèdre terrestre correspondent respectivement à la côte occidentale de l’Amérique, — à la dépression de la Mer Rouge et aux îles de la côte orientale de l’Afrique, — enfin, à l’Océanie. Ces arêtes ne sont pas rectilignes; toutes ont subi une torsion, par suite du mouvement de rotation de la terre, de l’ouest à l’est. Ce serait encore à cette même torsion que serait due la déchirure correspondant à la zone méditerranéenne, qui se prolonge jusqu’aux Antilles, vers l’ouest et jusqu’à l’Océanie, vers l’est.
  - C’est suivant ces arêtes du tétraèdre, comme suivant la zone de torsion de la Méditerranée, que se font sentir les séismes, c’est-à-dire dans les régions où travaille la matière terrestre. Dès lors, comment douter de l’origine tellurique des séismes !
  - Etant donnée la position des régions séismiques, il n’y a pas de doute qu’elles n’aient été de tout temps et qu’elles ne soient encore longtemps exposées à souffrir des séismes. Et cependant elles ont toujours été habitées de préférence à toutes autres. C’est que ces régions faibles de la terre sont aussi des régions d’effondrement occupées par la mer, par laquelle les relations sont rendues si faciles entre les peuples ; c'est pourquoi elles seront toujours habitées. C’est donc un devoir, puisque l’humanité est pour ainsi dire condamnée à rester exposée aux séismes, que de chercher à la préserver des cataclysmes. Nos collègues vont nous dire comment il faut s’y prendre pour cela.
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- - LA CONSTRUCTION
  - EN PAYS DE TREMBLEMENTS DE TERRE
  - (1)
  - PAR
  - O. BSPITALLIBR
  - Notre but n’est point de nous occuper des causes lointaines ou profondes des tremblements de terre, mais d’examiner leurs effets superficiels et immédiats sur les habitations humaines et de voir si la science de l’ingénieur, avec quelque prévoyance et grâce aux observations que de terribles catastrophes, trop souvent renouvelées, ont permis d’accumuler, ne peut pas fournir les moyens d’en atténuer dans une certaine mesure les conséquences, en épargnant pour l’avenir tant de vies humaines et en sauvant de la ruine tant de cités florissantes.
  - Encore pourrait-on craindre cependant que, devant les violences irrésistibles de la nature en travail, les forces de l’homme fussent bien peu de chose et restassent impuissantes pour toujours; mais c’est l’honneur de la race de pygmées que nous sommes de ne désespérer jamais, alors que toute espérance semble vaine, et de dresser malgré tout les efforts féconds de l’intelligence humaine en face de l’aveugle destin qui nous écrase.
  - De la répartition des séismes sur la surface du globe.
  - On s’habitue mal, assurément, à cette idée que la terre qui nous porte n’est pas ce soutien de tout repos où jamais rien ne boulversera les champs que nous cultivons, où chacun de nous, comme pour une prise de possession éternelle, construit sa maison sur la solidité de laquelle il.croit pouvoir compter. On s’habitue
  - (1) Voir procès-verbal de la séance du 5 mars 1909, p. 169.
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  - mal à considérer la terre comme un sol mouvant, qui vibre sans cesse sur toute son étendue, en un perpétuel travail d’évolution, et qui, dans les paroxysmes de ses colères mystérieuses, secoue furieusement tout ce qui se trouve à sa surface, ensevelissant des populations entières sous les ruines des habitations si laborieusement érigées. Et devant ces étranges manifestations d’une vie profonde qui se perpétue dans les entrailles de la planète, — manifestations dont l’essence même nous échappe encore — nous avons voulu savoir. Nous avons créé, depuis bien peu d’années il est vrai, une multitude d’observatoires géodynamiques qui enregistrent patiemment toutes les palpitations de l’écorce terrestre. Rien qu’à l’instigation du savant John Milne, qui habita le Japon, le service séismologique qui' se fonda, en 1880, dans ce pays, put établir en peu de temps plus de sept cents stations d’observation.
  - L’Italie, qui se sent particulièrement menacée à son tour, a également créé un admirable réseau d’observatoires géodynamiques.
  - Les documents s’accumulent, dont le rapprochement et la comparaison permettent d’établir à chaque instant l’état, dynamique de cette masse qu’on croyait endormie et de localiser les foyers de ses fièvres.
  - Ce premier effort a eu pour résultat de limiter tout au moins les zones dangereuses.
  - Ce n’est pas, en effet, sur des points quelconques et comme à l’aventure que les phénomènes séismiques se manifestent. Les premiers catalogues de Mallet (1) pour tous les tremblements de terre antérieurs à 1843, ceux de Perrey (2), publiés de 1843 à 1872, ont permis, par une étude attentive, d’établir unè véritable géographie séismologique, et c’est aussi le titre caractéristique que M. de Montessus de Ballore a (pu ^donner, en effet, au premier volume de son grand et précieux ouvrage 'sur les tremblements de terre, auquel, du reste, nous ferons de fréquents emprunts.
  - Poussant plus loin, la science a établi le rapport étroit qui rattache les régions vouées aux grands ébranlements de la croûte terrestre, à l’architecture géologique du globe. M. Bergeron,
  - fcSûTfOn Dynamics of earthquakes (Trans. Royal Irish Assoc. XXI, p. 51, Dublin). — On observation of earthguake phenomena, dans : A Manual of scientifîc inquiry for the use of Her Majesty’s Navy and adopted for travellers in general (London, 1849, réédité 1859).
  - (2) Propositions sur les tremblements de terre et les volcans (Dijon, 1859). — The American Journal, of sc. and arts, 8641, t. XXXVII, n° 109.
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  - dans la belle communication que vous venez d’entendre, a expliqué comment la terré, en se refroidissant, a pris la forme d’un tétraèdre dont les sommets correspondent aux grands continents et dont les faces, en s’affaissant, ont déterminé des lignes de fracture où se continue le lent travail de consolidation de l’écorce. Sur la vaste étendue des grands plateaux continentaux, l’antiquité de leur formation géologique a permis au terrain de s’asseoir et de se raffermir en consolidant ses sutures, donnant aux habitants une sécurité qui, sans doute, n’est ni précaire, ni trompeuse.
  - Il ne reste plus que les principales lignes de fracture plus récentes, encore mal soudées, où se prolonge la lente évolution de la vie du globe et où de violents soubresauts marquent, comme l’écrit M. de Lapparent dans sa préface à l’ouvrage de M. de Montessus (3) : « les phases successives par lesquelles a passé et passe constamment l’écorce terrestre, et dont nous ne percevons qu’un état momentané et passager, devant le lent cinématographe du perpétuel devenir géologique de la planète ».
  - Ces régions des grandes manifestations séismiques se répartissent à peu près exclusivement le long des deux grands géosynclinaux de la Méditerranée et du Pacifique.
  - Le premier, qui s’affronte vers le nord aux anciens soulèvements des Pyrénées, du Caucase et de PHimalaya, touche les Antilles, est jalonné par l’Andalousie, l’Algérie, la Sicile et les Calabres, si souvent témoins de catastrophes, se prolonge par l’Asie Mineure et la Mésopotamie, jusque dans le nord de la Péninsule Hindoustanique, enveloppe la presqu’île Indochinoise, Sumatra, et va se greffer sur le géosynclinal circumpacifique.
  - Ce dernier affecte à la fois tous les rivages occidentaux de l’Amérique, en se heurtant aux Andes et aux montagnes côtières de l’Amérique du Nord, en même temps que les Archipels asiatiques, du Japon à la Nouvelle-Guinée.
  - Sur ce long et double trajet, les centres d’élection du terrible cataclysme — toujours les mêmes — sont répartis irrégulièrement, laissant entre eux de vastes étendues à peu près indemnes où les secousses sont fréquentes, assurément, mais assez amorties pour ne point produire d’effets destructeurs.
  - (3) Les tremblements de terre. Géographie séismologiqm. Armand Colin, Paris.
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- - Sur les sites dangereux.
  - Puisque les localités ainsi vouées à une destruction périodique sont suffisamment délimitées, il est permis de se demander à quelles secrètes attirances obéissent les habitants qui, parce qu’ils sont nés et ont vécu là, y reviennent après la fuite éperdue et l’épouvante de la catastrophe, s’accrochent au sol encore frémissant, relèvent leurs murs et leurs cités, reprennent enfin, dans un inconscient fatalisme, leur labeur et leur vie.
  - Laissons aux psychologues le soin d’élucider ce problème. Il nous suffit de constater le fait, l’impossibilité de déraciner les populations, pour les transplanter, ne fût-ce qu’à quelques kilomètres de leur habitat d’origine.
  - C’est ainsi qu’on essaya, après le tremblement de terre de 1529, de transporter San Salvador à quelque distance de son site primitif. On avait fini par trouver un emplacement à l’abri des séismes et par surcroît beaucoup plus salubre que le premier. Une-ville nouvelle fut ainsi construite rapidement sur la masse épaisse de lave compacte qui couvre les flancs d’un volcan éteint; mais peu à peu les habitants retournèrent aux ruines anciennes, où ils sont exposés de nouveau à un perpétuel danger.
  - Lorsqu’il s’agit, d’ailleurs, d’une florissante cité ou d’un grand port, les causes qui ont favorisé son développement exceptionnel subsistent et sont les agents de son relèvement, comme elles y ramèneront fatalement une prospérité nouvelle, sans même attendre que le souvenir de la catastrophe se soit effacé.
  - Comment déplacer San-Francisco ? Gomment déplacer Messine ? Il faut donc accepter un mal nécessaire et, n’étant point maître de l’emplacement général que doit occuper la cité, chercher d’autres remèdes à son insécurité, en particulier dans un meilleur mode de construction.
  - Il n’est pas impossible, d’ailleurs, de trouver dans le périmètre épicentral lui-même des îlots indemnes. On remarque-ainsi, dans chaque catastrophe, que certains quartiers sontéprou-vés beaucoup moins gravement que d’autres. Ce sont généralement les quartiers hauts, non pas précisément à cause de leur altitude, mais parce que les édifices y reposent sur une forma-
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- - tion géologique plus apte à résister aux séismes. Ces différences dans les effets d’une même cause se relient donc assez étroitement au dispositif géologique pour qu’on en puisse tirer des conclusions à peu près générales sur le choix du site où il convient de s’établir.
  - Ce sont les terrains homogènes et les roches en place, par masses compactes, qui résistent le mieux, par opposition avec les sols mous ou de composition hétérogène, à travers lesquels les ondes séismiques provoquent des dislocations et des déformations dangereuses. Nous avons cité San Salvador que désolent les tremblements de terre, alors qu’ils épargnent dans le voisinage les maisons construites sur une épaisse couche de lave. En Sicile même, Catane jouit d’une sécurité à peu près complète, pour une raison analogue, étant assise sur la lave de l’Etna.
  - Il faudrait donc fuir les terrains bas formés d’alluvions ou de remblais détritiques, pour s’établir sur les plateaux de formation plus ancienne et plus compacte.
  - C’est la conclusion à laquelle s’étaient arrêtés MM. Fouqué et Michel Lévy, dans leur enquête sur le tremblement de terre qui désola l’Andalousie, le 25 décembre 1884. Ils remarquèrent, en effet, que les maisons construites sur les contreforts rocheux de la Sierra Tejeda (roches solides, calcaires compacts, schistes anciens) avaient bien résisté; les effets de destruction avaient atteint, au contraire, les maisons construites sur la plaine alluviale et plus particulièrement à la lisière des couches de schiste feuilleté ou d’argile qui la composent, le long des pentes du calcaire cristallin ou du calcaire compact.
  - C’est également le long de cette ligne de jonction que s’ouvrit un fossé de 2 à 3 .m de largeur, mettant en évidence, non pas l’ouverture d’une véritable crevasse de l’écorce terrestre, mais un simple glissement de la couche superficielle.
  - Le géologue anglais Sharpe, qui étudia, en 1837, les effets du grand tremblement de terre de 1755 à Lisbonne, fit une observation analogue. Le quartier bas de cette ville est bâti sur de l’argile bleue qui repose elle-même sur une épaisse formation de calcaire. La couche d’argile subit un glissement que manifesta l’effondrement d’un quai dans la mer. Les maisons que supportait cette couche s’écroulèrent, tandis que pas une construction bâtie directement sur le calcaire à hippurites ne fut endommagée. On conçoit bien, d’ailleurs, que la ligne de jonction de deux terrains est particulièrement dangereuse.
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  - Dans ie tremblement de terre qui ravagea la côte d’Azur, de Cannes à Gênes, le 23 février 1886, la basse ville de Nice, construite sur Falluvion, fut le siège de graves destructions et de crevasses; la vieille ville haute et Cimiez furent presque indemnes. Le massif rocheux de Monaco n'eut rien à souffrir, tandis que toutes les vallées situées entre les contreforts rocheux, de San Remo à Albenga, furent particulièrement éprouvées.
  - Il y a là une indication précieuse dont il importe de tenir compte, au moment de reconstruire une cité détruite, chaque catastrophe se chargeant elle-même de délimiter les îlots in-, demnes. Malheureusement, lorsqu’il s’agit d’un port, le choix n’est pas permis entre les terrains bas qui longent la côte et les terrains hauts où apparaissent les couches d’ancienne formation. Le seul vœu que l’on puisse formuler, c’est qu’on s’efforce de ne grouper, sur les premiers, que les offices et les services du port proprement dit, en transportant sur les seconds la majeure partie des habitations.
  - Toutefois, on ne peut guère compter réaliser ce desideratum s’il va contre les mœurs locales, et, par le simple jeu de règlements administratifs, d’empêcher de construire partout ailleurs que sur les îlots indemnes. Il reste donc à voir comment les constructions se comportent en plein séisme, en particulier les constructions en maçonnerie, qui forment la majorité des édifices publics dans la plupart des villes anciennes, et que l’on sera tenté d’élever encore.
  - Tout d’abord, il convient de remarquer que les tremblements de terre ont rarement pour effet d’ouvrir des crevasses béantes où s’engloutissent subitement les personnes et les constructions qui se trouvent à la surface. C’est sans doute la crainte la plus vive des hommes qui sentent tout à coup le sol trembler sous leurs pas. Non point qu’il ne se produise jamais de fractures nettement accusées de l’écorce terrestre. Il suffit d’une faille, due à des séismes anciens, pour que les modernes ébranlements déterminent un déplacement relatif des lèvres de cet accident géologique, constituant évidemment une ligne de moindre résistance.
  - Les travaux de Heim, Suess, Dana et Hœrnes nous ont depuis longtemps fixés sur la nature de la croûte terrestre le long des côtes californiennes où court précisément une longue ligne de dislocation, nettement accusée, qui va de Punta Arena, au nord, jusqu’au mont Pinos, au sud, sur près de 600 kilom., en rasant
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  - la Golden Gâte (Porte d’Or), passe qui fait communiquer la baie de San-Francisco avec le Pacifique.
  - La nature séismique de cette faille est mise en évidence par les accidents caractéristiques du sol de cette région et, en particulier, par le plissement du terrain dont les reliefs s’allongent presque parallèlement à la ligne de rupture, séparés par de longues et étroites vallées, avec des escarpements sur le versant tourné vers la faille. Les habitants eux-mêmes ne se sont pas trompés sur l’origine de certains de ces accidents géologiques, fréquents dans les plaines arides de Carissa, et qu’ils appellent les crevasses à tremblement de terre.
  - L’état des escarpements suffit, d’ailleurs, à montrer qu’ils sont géologiquement Fig. i.
  - récents et se sont produits successivement depuis les temps quaternaires jusqu’à nos jours.
  - Or, le cataclysme du 18 avril 1906 a été étudié avec le plus grand soin par la Commission séismologique de Californie, présidée par l’éminent géologue Andrew Towson, et dont le secrétaire est' M. 0. Leuschner (1). La conclusion de cette enquête, c’est que l’ancienne tranche de dislocation a joué de nouveau sur une longueur de 300 kilom. La fente s’est ouverte de 4 à 5 m en certains- endroits, en même temps que la lèvre de la faille, du côté nord-ouest, se relevait de 1 m environ par rapport à la lèvre inférieure. Les effets de ce double mouvement ont été ressentis jusqu’à 40 kilom., de chaque côté de la ligne
  - (IJ Preliminary Report of the State Earthquahe Investig. Commission. Berkeley, 31 mai 1906.
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  - de rupture. Tous les ravages sont d’ailleurs localisés dans cette zone et atteignent leur maximum sur la ligne de rupture elle-même, où toutes les constructions rencontrées — bâtiments, ponts, conduites d’eau, etc. — ont été brisées et où des crevasses se sont ouvertes, pour se refermer aussitôt en engloutissant des bestiaux au pâturage.
  - Une seconde ligne de dislocation, parallèle à la première, s’est manifestée, sur l’axe même de la baie de San-Francisco, en se prolongeant dans les vallées de Santa-Rosa et Santa-Clara, formant comme la charnière de la dislocation générale.
  - Toutefois, ce n’est pas dans l’ouverture de réelles crevasses qu’il faut rechercher la cause du très grand nombre des victimes d’un tremblement de terre. Elle est, avant tout, dans l’écroulement des édifices, soit que les matériaux ensevelissent les habitants qui n’ont pas songé ou réussi à les évacuer, soit que ces matériaux atteignent les fuyards et les écrasent dans les rues mêmes.
  - Les effets destructeurs ne se produisent généralement pas sans des secousses prémonitoires — d’allure malheureusement anodine — qui permettraient aux habitants de s’échapper, le plus souvent, si la fréquence de ces mouvements bénins d’un sol sans cesse agité, n’avait créé l’accoutumance; mais comment fuir ensuite à travers des rues où, tout à coup, tombe une véritable pluie de projectiles meurtriers?
  - Le seul remède est donc dans un mode de construction dont tous les éléments ne se disloquent pas sous l’action séismique, mais il faut, en outre, se mettre en garde contre l’incendie consécutif, dont les ravages sont signalés dans toutes les catastrophes dues aux tremblemants de terre.
  - Effets des séismes sur les constructions en maçonnerie.
  - Les constructions en maçonnerie semblent réunir toutes les conditions pour une facile et rapide destruction sous l’ébranlement d’une secousse séismique, et pour mettre en péril les personnes dans leur périmètre d’écroulement, ce périmètre s’étendant d’ailleurs fort loin, car l’oscillation lance avec une grande force les matériaux des œuvres hautes, les cheminées et les petits éléments de la couverture.
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  - On conçoit bien qu’une construction capable de résister à ces effets dynamiques, devrait constituer un véritable bloc monolithe et homogène, dont tous les éléments seraient solidaires. Or, c’est tout le contraire qui se présente dans un ouvrage en maçonnerie.
  - Si nous prenons de la pierre de taille, nous ne voyons qu’un empilage d’éléments volumineux et lourds, que leur propre poids suffit, évidemment, à maintenir en place sur leurs assises horizontales, tant qu’il n’intervient pas d’autres efforts que des charges verticales, et sans que la faible couche de mortier interposée joue un rôle efficace pour assurer l’adhérence.
  - Dans tous les autres cas, la maçonnerie se compose de nombreux éléments de faible échantillon, maintenus dans une gangue agglutinée; toute la cohésion de cette masse réside alors dans le plus ou moins de résistance de cette gangue.
  - Voyons maintenant ce qui va se produire au moment de la secousse séismique.
  - L’ébranlement provenant d’un centre souterrain plus ou moins profond se traduit par un choc vertical de bas en haut et par une oscillation.horizontale.
  - La percussion verticale en dessous d’un empilage de matériaux lourds, tels que des pierres de taille, leur communique une accélération qui les décolle à la fin de l’oscillation terrestre, par suite de l’inertie, les éléments les plus hauts continuant encore leur mouvement, tandis que les parties basses, plus ou moins soudées au sol, sont ramenées avec lui vers leur position première.
  - Si la maçonnerie est composée de petits matériaux, il suffit que la gangue de mortier n’offre pas une grande résistance pour que toute la masse soit désagrégée en ses divers éléments. Le moindre déplacement latéral les dispersera alors : ce sera l’écroulement.
  - Lorsqu’un mur présente une certaine longueur, sa direction coupant les courbes homoséistes de l’aire épicentrale, ses diverses parties sont, à un moment donné, soumises à des phases différentes de l’oscillation terrestre. Ce défaut de synchronisme tend à provoquer des crevasses verticales qui facilitent la chute par pans entiers. Il explique aussi ce fait que les matériaux d’une même muraille tombent parfois dans des directions divergentes.
  - L’effet que nous indiquons serait évidemment moins à craindre si le mur se trouvait exactement dans le vertical séismique ou
  - Bull.
  - 25
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  - plan principal du déplacement terrestre passant par le grand axe de l’aire épicentrale, et l’on constate, en effet, des différences d’action très notables dans les deux directions orthogonales des murs d’un même bâtiment.
  - Toutefois, il est bien difficile de déterminer le vertical séismique, en présence des causes perturbatrices et en particulier du défaut d’homogénéité des couches terrestres superficielles, et les constructions elles-mêmes sont loin d’être homogènes. C’est à ces perturbations et au défaut de synchronisme qu’on peut attribuer les effets de rotation observés sur certains ouvrages en maçonnerie, des pyramides ou des colonnes, par exemple, surtout si elles sont formées d’assises régulières en pierres de taille où le glissement est facile.
  - Nous avons insisté sur le défaut de synchronisme qui provoque, dans les différentes parties d’un bâtiment, des vibrations discordantes amenant la désagrégation des matériaux. La forme du bâtiment peut, à la vérité, atténuer cette discordance, comme on l’a constaté sur les tours rondes et surtout sur les hautes cheminées d’usine lorsqu’elles sont libres d’obéir à leurs vibrations propres. Cela suppose qu’elles sont isolées et indépendantes des bâtiments voisins ; sans cette précaution, la cheminée et la construction qui lui est soudée sont en discordance, ce qui ne peut que contribuer à leur dislocation réciproque.
  - Les simples souches de cheminées, au-dessus des toits, sont, pour des raisons analogues, parmi les parties les plus fragiles des édifices, parce qu’elles suivent mal les vibrations des murs qui les supportent. Leur chute est extrêmement fréquente, A Char-leston, le 31 août 1886, la proportion des cheminées tombées a été de 93 0/0 (1), semant l’épouvante et la mort parmi la foule des fuyards.
  - Les règlements japonais depuis longtemps — et les règles édictées en Italie à la suite de la catastrophe d’ischia — ont prescrit à ce propos de rendre les cheminées d’habitation indépendantes du reste de la construction, comme nous venons de le dire pour les cheminées d’usines. C’est une prescription difficile à satisfaire si la souche doit être en maçonnerie; mais il est toujours possible d'arrêter cette souche au ras de la toiture en la prolongeant par un tuyau métallique.
  - Les voûtes, enfin, peuvent être classées parmi les éléments
  - (1) Dutton, TheChar lésion Earthquake of August 31il 1886+
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  - les plus défavorables à la résistance des édilices soumis aux secousses séismiques, comme l’a constaté Mallet à propos du tremblement de terre de Basilicate, dans Le royaume de de Naples (26 décembre 1857). Taramelli et Mercalli ont observé, à la suite du tremblement de terre qui a désolé la Ligurie, le 23 février 1887, combien avait été néfaste l’écroule-ment des voûtes qu’à la suite d’un séisme précédent on avait cru devoir jeter au-dessus des rues étroites, dans certaines localités, dans le but précisément d’étayer l’une sur l’autre les maisons en bordure.
  - Les voûtes sont faites, en effet, pour résister à des charges statiques appliquées verticalement sur leur extrados ; mais après Fig, 2.
  - un choc brusque de
  - bas en haut qui disloque les voussoirs, il n’est pas rare que l’on observe un soulèvement de la clef, les reins s’affaissant, au contraire. Il suffit, d’ailleurs, que les piédroits s’écartent pour déterminer la chute certaine.
  - Telles sont les principales observations qui permettent de prévoir les précautions les plus indispensables à prendre dans la construction des édifices en maçonnerie, non pas’, sans doute, pour les mettre à coup sûr à l’abri des effets des tremblements de terre, mais tout au moins pour améliorer sensiblement leur résistance aux efforts anormaux qui les sollicitent alors.
  - *
  - Nature des fondations.
  - .t
  - Une question se pose tout d’abord.
  - Convient-il d’ancrer solidement le bâtiment dans le sol par des fondations profondes? Vàut-il mieux, au contraire, se contenter de le poser sur le terrain, comme un fardeau indépendant, libre d’obéir à sa guise à toutes les sollicitations extérieures à lui, susceptible d’être déplacé dans tous les sens, sans que ses
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  - vibrations propres, liées aux lois de son élasticité plus ou moins grande, se trouvent contrariées par les vibrations discordantes de la couche sousjacente?
  - Les deux méthodes ont leurs partisans. Dans celle qui préconise l’indépendance complète, les parties basses de la construction n’étant pas brusquement rappelées lorsque le sol lui-même revient à sa position première, on peut espérer que l’inertie agissant avec la même intensité sur tous les éléments de l’édifice, celui-ci se disloquera moins aisément. Toutefois, il semble bien que ce système ne sortira tous ses avantages que si tout le bloc est homogène et léger. S’il s’agit, en tout cas, d’une construction en maçonnerie, il sera nécessaire qu’elle repose sur un cadre indéformable, un gril de charpente métallique, par exemple, ou bien même un radier en béto.n armé.
  - On a proposé de rendre l’indépendance plus complète encore en posant la construction sur des billes ou boulets métalliques, quelquefois même sur des pierres rondes, tout simplement.
  - Au Japon, il a été construit un phare sur boulets, dont le mieux qu’on puisse dire est qu’il n’a pas encore été détruit par les tremblements de terre.
  - Quoi qu’il en soit, il ne semble pas que ce palliatif soit d’une incontestable efficacité pour une maison en maçonnerie et l’on s’efforce au contraire, le plus souvent d’établir une liaison complète de celle-ci et de son support terrestre, au moyen de fondations particulièrement solides, allant prendre leur point d’appui dans les entrailles mêmes de la croûte terrestre — et ce sera nécessaire, par exemple, s’il doit y avoir un étage de caves.
  - A tort ou à raison, en se fondant sur le peu de dégâts subis par les vides souterrains — les galeries de mines notamment — on se figure qu’à l’intérieur du sol les vibrations cheminent plus régulièrement qu’à la surface et qu’on peut faire bénéficier les fondations de cette régularité; mais alors, il convient d’isoler Jes murs enterrés des couches superficielles en les entourant dJun remblai aussi meuble que possible.
  - Dans les terrains d’alluvion, des édifices se sont bien comportés qu’on avait fondés sur des pilotis allant s’appuyer sur la masse solide du sous-sol, et cependant ce mode de fondation ne semble pas recommandable autrement que comme un pis-aller.
  - 11 sera préférable, sans doute, dans le même ordre d’idées, de clouer la construction au terrain au moyen d’une série de puits bétonnés. Toutefois, ce serait à la condition qu’ils fussent
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  - assez rapprochés les uns des autres et reliés à leur sommet par des poutres élastiques en fer ou en béton armé, pour éviter les tissures qui pourraient se produire au-dessus des vides par défaut de synchronisme,, si ces vides étaient recouverts par des voûtes. Les partisans des fondations solidement ancrées dans le sol font valoir que dans beaucoup de maisons, à Messine notamment, les murailles se sont éventrées dans leurs parties hautes, laissant intacte la façade du rez-de-chaussée. Gela corrobore assez -bien ce que nous avons dit du mode d’action du séisme. Il est naturel que les parties basses résistent mieux que les parties les plus élevées ; mais l’argument ne serait sans réplique que si l’on pouvait montrer une maison à fondation libre et dont toute la façade se serait écroulée, y compris le rez-de-chaussée. Or rien ne dit qu’au contraire, dans une construction semblable, simplement posée sur sol, la façade ne serait pas restéte intacte sur toute sa hauteur, ce qui retournerait l’argument.
  - Murs en élévation.
  - On recommande généralement de souder les uns aux autres les immeubles d’un même pâté, afin qu’ils se prêtent un appui mutuel. Quant aux édifices isolés, ils devront être construits sur un plan aussi simple et aussi régulier que possible.
  - Gonder insiste sur la nécessité de proscrire les annexes et toutes les parties adventives, constituant des points singuliers, à vibrations discordantes, qui provoquent des fissures et des lézardes au raccord avec les bâtiments principaux.
  - Ges précautions d’ordre général ne sont rien, toutefois, si la maçonnerie ne présente pas par elle-même des qualités de particulière résistance. Ges qualités peuvent se résumer en disant que la maçonnerie doit former un monolithe homogène.
  - Avec leur apparence de solidité extrême, les pierres de taille offrent un des plus mauvais systèmes de maçonnerie pour les pays à tremblements de terre. Nous avons déjà montré comment, l’inertie aidant, elles cèdent aisément aux oscillations séismiques et glissent sur les lits de pose. On pourrait cependant atténuer ce dernier inconvénient par des assemblages à endents leur servant d’accrochage.
  - Néanmoins, les petits matériaux sont préférables s’ils sont bien enchevêtras et reliés par un agglutinant de grande ténacité. Les constructions des anciens Romains représentent certainement Te
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  - type de ce genre de maçonnerie et l’on est frappé de leur résistance remarquable, alors que dans les memes régions, aujourd’hui, les maisons modernes, construites en mauvais matériaux et sans aucun soin, s’écroulent si facilement.
  - Ce serait d’ailleurs un remède pire que le mal de chercher à retenir ces maçonneries de mauvaise qualité par des ceintures et des chaînages métalliques qui n'ont d’autre effet que de déterminer, pendant l’oscillation, une coupure nette dans leur plan, facilitant l’effondrement de la partie supérieure.
  - Au point de vue de l’homogénéité, les briques semblent devoir réaliser la maçonnerie la plus convenable et il est à prévoir qu’avec une construction en briques on obtiendra l’isochronisme des vibrations mieux qu’avec tout autre.
  - Des brisures verticales s’y pratiquent difficilement; les lézardes, s’il s’en produit, forment des crémaillères inclinées qui suivent alternativement les lits et les joints et ne provoquent pas nécessairement l’écroulement. Cependant, le long de l’assise continue, il peut y avoir un décollement, et la muraille alors tombe par larges panneaux qui se brisent en heurtant le sol. C’est pourquoi on a préconisé, au Japon, l’emploi de briques à redents, qui s’accrochent mutuellement et complètent l’enchevêtrement.
  - Dans le même pays, on a donné parfois aux murs un profil parabolique, très large à la base, analogue à celui des digues de réservoir ou des phares, profil approprié, par conséquent, aux poussées obliques qui se manifestent pendant les oscillations. 11 faudrait assurément une'oscillation d’une grande amplitude ou une accélération considérable pour qu’à un moment déterminé des efforts d’extension fussent en jeu sur la face interne du mur et y ouvrissent des lézardes.
  - C’est ainsi que sont construits les donjons japonais, ou tenshu, et l’on peut citer en particulier le donjon de la forteresse de Nagoya, qui résiste depuis plusieurs siècles aux tremblements de terre les plus violents.
  - Quoi qu’il en soit, d’ailleurs, de la forme du mur et de sa compbsition, il est évident qu’on doit rechercher des matériaux aussi légers que possible, surtout dans les parties hautes; mais tous les observateurs sont d’accord pour dénoncer le rôle néfaste des lourds couronnements, corniches saillantes, balustrades, et pour proscrire en même temps les décorations plaquées' et mal soudées à la muraille, dont les éléments se détachent aisément et tombent infailliblement sur les fuyards de la rue.
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  - Les saillies de toute sorte sont dangereuses, et les balcons au premier chef. A (Tokyo, le 22 février 1880, on a observé qu’il suffisait d’un balcon pour déterminer des crevasses dans toutes les ouvertures qu’il surmonte. Il conviendrait donc de proscrire absolument cet accessoire de la construction; devant la difficulté d’amener les habitants à renoncer complètement à leurs usages, les règles édictées à la suite des catastrophes d’ischia et de Manille n’ont pas osé aller jusqu’à l’interdiction complète. On s’est contenté de limiter sévèrement les saillies et les dimensions des balcons; mais il serait infiniment préférable de les supprimer.
  - Planchers et toitures.
  - En disant qu’un édifice devrait être un bloc dont tous les éléments soient solidaires, il faut entendre que cette solidarité s’étend aux planchers. et à la toiture. D’autre part, la liaison que cette solidarité Comporte est très difficile à obtenir, de telle sorte que certains constructeurs se sont demandé s’il ne conviendrait pas, au contraire, de systématiser l’indépendance des planchers et de la toiture.
  - Il n’existe pas, en effet, pour les planchers en particulier, de bons procédés assurant leur liaison complète avec les murs. Les ancrages qu’on y emploie parfois n’ont d’autre effet que de provoquer des fissures dans les panneaux de muraille situés entre ces points d’attache. Leur résistance est fort limitée d’ailleurs; ces ancrages s’arrachent, lorsque les murs s’écartent, et les planchers tombent dans œuvre.
  - Il est donc essentiel de donner aux solives, ou aux poutres principales, une longueur suffisante pour reposer encore sur les murs au moment de leur plus fort écartement. On en peut profiter, en les prolongeant suffisamment au dehors, pour établir des galeries extérieures qui, dans les pays chauds, sont, on le sait, le complément obligé de l’habitation.
  - La charpente de combles et la couverture qu’elle supporte se comportent jusqu’à un certain point comme les planchers; c’est-à-dire qu’elles offrent le danger de s’effondrer entre les murs qui s’écartent, et ce danger est d’autant plus redoutable que la charpente, le plus souvent, entraîne les murs eux-mêmes dans sa chute, par suite même, des liaisons qui réunissent ces deux éléments de la construction. ;—
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  - Pour y remédier, on a essayé de laisser à la toiture, comme nous l’avons vu pour tout le bâtiment lui-même sur ses fondations, une indépendance absolue, en la supportant sur des billes ou des rouleaux. C’est un dispositif analogue aux chariots de libre dilatation des grands combles métalliques; mais tandis que, dans ce dernier cas, il ne s’agit que de compenser des efforts lents et réguliers, on peut craindre que, sous les secousses séismiques, la couverture tout entière n’abuse de son indépendance pour s’échapper tout d’un bloc.
  - Néanmoins, c’est au système de pose sur galets de roulement qu’on a eu recours, à Tokyo, pour la construction de l’ancienne Ecole des Ingénieurs, ou Kubudaigako, et les résultats en ont été bons, paraît-il.
  - Il convient, en tout cas, que l’entrait soit assez long pour qu’il reste appuyé sur les murs, même avec un déplacement notable de tout l’ensemble, et l’on peut compléter le dispositif en faisant déborder largement la couverture, qui coiffe alors et emboîte pour ainsi dire tout l’édifice. A Chemakha, lors du tremblement de terre du 31 janvier 1902, une couverture de ce genre a présenté une résistance tout à fait remarquable au renversement des murailles.
  - Le choix des matériaux de couverture n’importe pas moins que la bonne disposition de la charpente qui les supporte. On a signalé bien souvent, en effet, que la chute des petits matériaux qui recouvrent la toiture et sont facilement arrachés au moment des secousses séismiques, provoque ffe nombreux et graves accidents.
  - A cet égard, il semble bien qu’il faille écarter résolument l’emploi des tuiles, matériaux fragiles aussi bien dans leur corps principal que dans les mentonnets qui les accrochent. Un bon pannetonage serait lui-même insuffisant à solidariser tout l’ensemble, et c’est cependant de cette solidarité complète qu’on peut attendre la résistance nécessaire.
  - Les ardoises, au contraire, sont susceptibles de constituer des pans résistants et solidaires; mais c’est à la condition qu’on les pose à crochet, avec un soin tout particulier.
  - Les couvertures en grandes feuilles de zinc ou de tôle ondulée enfin, pourvu que celles-ci soient solidement fixées aux pannes, constitueraient sans doute la meilleure solution du problème, si l’on ne' leur reprochait pas de mal protéger les intérieurs contre les variations de température. Cet inconvénient, cepen-
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  - dant, paraît moins à redouter dans les pays chauds, si l’on en juge par le fréquent usage qu’on fait des couvertures métalliques aux colonies, "même pour des cons'ructions permanentes. Nous avons été conduit à étudier de près cette question, et l’on peut dire, croyons-nous, que, lorsqu’il s’agit d’empêcher réchauffement de l’habitation par transmission de la chaleur extérieure, on obtient un résultat suffisant en assurant une active circulation d’air sous la tôle, dans le faux grenier, circulation qu’on obtient aisément, par simple appel, si l’on ménage un jour convenable sous la faîtière.
  - Les couvertures métalliques ont, en outre, l’avantage d’être élastiques et légères. Or, il est très important de dégager le? œuvres hautes de la construction de toute charge superflue.
  - En dehors de ces différents genres de couvertures inclinées, on peut imaginer que des terrasses horizontales présenteront la même résistance que les planchers et pourront être avantageusement employées. Mais, à vrai dire, le béton armé semble le mode de construction le mieux approprié à la constitution des terrasses.
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  - Telles sont les principales prescriptions grâce auxquelles on peut espérer mettre des constructions en maçonnerie en état de résister aux séismes; mais il ne faut pas se dissimuler que ce ne sont là que des palliatifs coûteux, puisqu’ils portent à peu près exclusivement sur le choix des matériaux et sur leur mise en œuvre soignée.
  - Les circonstances sont, en outre, trop diverses, et les observations trop contradictoires, pour qu’on soit assuré d’une sécurité absolue, même après avoir appliqué ces prescriptions.
  - Il faut aussi faire la part de l’incendie, qui joue un si grand rôle dans ces catastrophes.
  - En définitive, la maçonnerie sera sans doute encore employée bien souvent, dans les édifices publics notamment, où l’on recherche l’aspect décoratif et monumental, et où la dépense n’entre pas trop en ligne de compte. Elle ne doit pas être considérée cependant comme la base de la réédification systématique d’une cité nouvelle.
  - En réalité, il manque à la maçonnerie précisément les qualités que réclame un système matériel en mouvement, soumis à des chocs, à des vibrations extrêmement complexes.
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  - Ces qualités doivent être :
  - 1° L’homogénéité, ou tout au moins la liaison et la solidarité complète de tous les éléments;
  - 2° U élasticité, qui permettra à ces éléments de résister aux efforts violents et aux déformations.
  - La pierre et le mortier réalisent mal l’homogénéité de structure; et l’élasticité leur manque à peu près totalement.
  - Les seuls matériaux qui satisfassent à ces conditions sont : le bois, le métal et le béton armé.
  - Constructions en bois.
  - C’est au Japon qu’on peut le mieux, sans doute, étudier la construction en bois et la manière dont elle se comporte lorsqu’elle est soumise à l’action d’un tremblement de terre. De tout temps, en effet, elle y a été en usage, et l’on a attribué aux anciennes maisons du Nippon une immunité peut-être exagérée contre les séismes si fréquents dans cette région.
  - Comme le fait remarquer M. J. Lescasse, dans une communi-tion faite à la Société des Ingénieurs Civils (1), il y a trente ans déjà, cette immunité relative des constructions primitives du Japon tient surtout à l’exiguïté de leurs dimensions, à leur faible hauteur, aux matériaux légers qui composent leurs parois : leur couverture seule, formée de tuiles reliées par de l’argile, était d’un poids assez considérable ; il convient de remarquer, à propos de ces couvertures, que la forme concave des pans de toiture, accentuée vers l’extrémité des arêtiers, a pour effet de serrer les tuiles les unes contre les autres, en rendant plus malaisé leur arrachement, et cette disposition, qui ne semble dictée que par un sentiment esthétique particulier, a, en définitive, une influence certaine sur la résistance de l’ensemble formé par ces petits matériaux.
  - La maison japonaise était, le plus souvent, à simple rez-de-chaussée, rarement surmonté d’un unique étage de 7 à 8 pieds de haut.
  - Peu ou point de fondation : la construction repose simplement sur des dés en pierre, par l’intermédiaire du cadre formé par •*
  - (1) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils, mai et juin 1877.
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  - les sablières basses. L’ossature en charpente comprend uniquement des poteaux verticaux et des traverses horizontales, celles-ci assemblées sur les poteaux à tenons passants, clavetés, ou même à tenons simples. Les parois étaient fermées soit par un clayonnage revêtu de torchis, soit par des panneaux à coulisse garnis de papier. C’est ce dernier procédé qui sert pour les cloisons intérieures.
  - La charpente du comble, elle-même, au Japon comme en Chine, procède d’un principe totalement différent de celui qui régit la charpenterie à laquelle nous sommes accoutumés. C’est un empilage de pièces horizontales, dans les deux sens alternés, avec de courts potelets interposés, sans intervention de pièces obliques — arbalétriers ou contrefiches — sauf les arêtiers qui n’ajoutent guère à la résistance. Et c’est bien cette absence de toute pièce oblique, pouvant servir de contreventement, dans l’ossature des parois comme dans le comble, qui caractérise l’ancien système japonais.
  - Tout cet ensemble constitue une caisse légère posée sur des dés en pierre et complètement indépendante du sol. La charpente est éminemment déformable, et les assemblages sont assez rudimentaires pour ne se point opposer efficacement à ces déformations.
  - Sous l’action d’un séisme, qui sollicite cette petite construction à se déplacer latéralement, toute la charpente roule et s’incline, sans autre danger, pourvu que les tenons d’assemblage ne se brisent pas : le secret de sa résistance est dans sa faiblesse même ; elle n’essaye point de se raidir contre la violence de l’assaut, et le pis qui puisse arriver, c’est qu’elle soit emportée, qu’elle quitte les dés qui la soutiennent et retombe de guingois. . '
  - Toutefois, il suffît d’une lampe qui se renverse alors sur le plancher pour mettre le feu à cet amas de matériaux combustibles, et le souvenir est toujours vivant de villes entières ainsi dévorées par les flammes, à la suite d’un tremblement de terre.
  - En réalité, la suppression de tout lien et de tout contreven-lement, sous prétexte que les assemblages joueront ainsi plus
  - Comble Jap
  - Fig. 3.
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  - aisément, en cédant aux efforts, est un moyen plus spécieux qu’efficace. On ne saurait, en tout cas, l’ériger en un système régulier de construction qui doit viser avant tout à l’indéforma-bililé. Cette indéformabilité d’une charpente ne saurait être réalisée que par une exacte triangulation de tous les panneaux. L’élasticité des matériaux eux-mêmes suffit alors pour assurer la résistance aux efforts anormaux provenant des séismes.
  - C’est ce qu’a fort bien compris le Comité impérial Japonais des tremblements de terre, en établissant des types de constructions en bois où la charpente se trouve complètement triangulée dans tous les sens. Nous en donnons trois exemples, d’importance graduée, reproduits précédemment par M. de Montessus (1), d’après Dairoku Kikuchi. L’un représente une simple ferme villageoise, l’autre un cottage pour habitation bourgeoise et, enfin, le troisième est un batiment public. Les deux derniers comportent un étage au-dessus du rez-de-chaussée (PI. 483).
  - A la suite du tremblement de terre de Lisbonne, le 1er novembre 1755, le marquis de Pombal édicla un règlement très sévère au sujet de la reconstruction des maisons nouvelles. Il y préconisait, en particulier, l’édification de maisons en charpente soigneusement étrésillonnée. Ce règlement a été longtemps suivi, et les constructions de ce genre ont bien résisté aux mouvements séismiques qui se sont manifestés depuis lors.
  - Il est facile, d’ailleurs, d’imaginer le rémplissage d’une carcasse de cette nature. On peut, en effet, former les parois d’un double révêtement en planches ou en colombage, en fforchis même, ou. enfin en briques. Les panneaux de briques, il est vrai, se détachent facilement et sont susceptibles de s’écrouler partiellement sous les secousses, tandis que les doubles parois en planches ou en colombage n’offrent pas les mêmes dangers.
  - En résumé, il est bien certain, qu’un bon charpentier réussira aisément à combiner une maison parfaitement solide et indéformable en bois, en assurant le contreventement dans tous les sens et en adaptant les assemblages aux efforts anormaux qu’il faut prévoir; mais le feu restera l’ennemi redoutable et permanent contre lequel aucunes précautions ne sauraient être efficaces.
  - (1) La Science Séismologique. Armand Colin, Paris.
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  - Constructions métalliques.
  - La construction métallique semble ne pas courir les mêmes risques du fait de l’incendie. Sa carcasse, tout au moins, est incombustible; mais le feu trouve dans l’intérieur des édifices un aliment abondant, et la*catastrophe de San-Francisco suffit à montrer que, quels que soient les matériaux formant l’enveloppe extérieure des édifices, un tremblement de terre a pour conséquence immédiate, le plus souvent, des incendies capables d’achever la ruine de la Cité.
  - En outre, on sait que, si le fer n’est pas lui-même un aliment du feu, il se comporte fort mal dans un foyer ardent, où les pièces de charpente perdent toute résistance, se déforment et tombent, en entraînant tout le reste de la construction.
  - Si l’on se place cependant au strict point de vue de la stabilité, il est bien certain qu’on peut appliquer aux charpentes métalliques ce qui a été dit des charpentes en bois. Plus justement encore, car la résistance plus grande du métal, ses facilités d’assemblage permettront de donner à l’édifice des proportions considérables et impossibles à atteindre avec le bois. La hauteur elle-même n’est plus un obstacle; les sky-scrapers de San-Fran-cisco ont subi la tourmente sans céder, grâce à leur structure métallique. Il importe alors que ces hautes tours soient solidement ancrées dans le sol, de manière à travailler comme une poutre encastrée sous les efforts obliques qui la sollicitent, surtout lorsque tout le système prend une inclinaison notable sur la verticale. Il conviendrait cependant, pour les pays soumis aux séismes, de tenir un compte rigoureux de ces efforts anormaux dans les calculs de la charpente.
  - On remarquera, en particulier, que, si l’ossature générale, formée d’un véritable treillis métallique, résiste bien, il n’en est plus de. même des supports isolés, tels que des colonnes qui, malgré leur constitution tubulaire, se cisaillent ou se tordent. On a pu en relever des exemples caractéristiques dans les déformations subies par des constructions métalliques à San-Fran-cisco. On y constate que des poteaux en acier se sont pliés plus particulièrement en dessous des lourds planchers, par suite de l’inertie qui entretient l’accélération horizontale (PI. 483).
  - Le danger le plus redoutable, qui subsiste avec les grandes
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  - constructions en fer, réside dans l’organisation des parois, composées le plus souvent de panneaux en briques qui se détachent aisément et s’écroulent.
  - On pourrait alors user d’un artifice qui a été appliqué utilement par les Anglais dans l’Inde, et qui consiste à envelopper la cloison entre deux treillis métalliques, que l’on peut noyer, d’ailleurs, dans un enduit susceptible de recevoir une décoration extérieure; mais déjà, l’on petit estimer qu’il y a là un acheminement vers la construction en béton armé et qu’il serait préférable d’adopter plus franchement ce parti.
  - En résumé, les ossatures métalliques jouissent des mêmes avantages que les charpentes en bois, — la solidarité de tout le système et l’élasticité de ses divers éléments — avec les qualités particulières au métal, qualités qui permettent d’appliquer ce mode de construction aux édifices les plus vastes.
  - Constructions en béton armé.
  - Il semble bien toutefois que tous ces avantages sont réunis à un degré plus favorable encore dans le béton armé. Il n’est pas jusqu’aux risques d’incendie qui se trouvent réduits au minimum par l’adoption de ce matériau nouveau.
  - On n’ignore pas, en effet, que c’est la préoccupation de soustraire les pièces métalliques à l’action directe du feu, qui a poussé les Ingénieurs américains, au début, à enrober ces éléments de la charpente dans une gangue de béton, alors que les enveloppes en produits céramiques n’avaient donné que des résultats illusoires.
  - En dehors de ce premier mérite, la construction en béton armé permet de réaliser aussi strictement que possible un bloc indéformable, dont toutes les parties sont solidaires et élastiques, les parois, les planchers, les cloisons elles-mêmés, étant solidement soudés les uns aux autres et se prêtant un mutuel secours.
  - Il semble que, pour des maisons d’une hauteur moyenne, il suffirait de les poser sur le sol, par l’intermédiaire d’un simple radier de béton armé, ce qui procurerait les avantages de l’indépendance recherchée par certains constructeurs. Les gratte-ciel, au contraire — ou sans aller jusque-là, les maisons de ville et les édifices de grande hauteur seraient encastrés dans le sol, tout au moins par leur étage.de caves, et il sera bon, sans doute,
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  - dans certaines circonstances, notamment lorsque la couche superficielle est hétérogène, d’aller chercher un' appui définitif sur le terrain sous-jacent de formation plus ancienne et d’une structure plus compacte; dans ce cas, on trouvera certainement une utile ressource dans ces solides piliers de béton coulés dans des puits forés au pilon qui comprime le sol sur toute la couche de fondation, comme on en voit exécuter, en ce moment même, un bel exemple, pour la construction d’une annexe du Palais de Justice, à Paris.
  - Le meilleur argument qu’on puisse invoquer en faveur des constructions en. béton armé, c’est la manière dont les édifices de ce genre‘se sont comportés, au milieu de la destruction des autres édifices, dans les catastrophes de San-Francisco et de Messine. Ce sont les seuls qui soient restés debout et sans dégâts.
  - Malgré tout l’intérêt qu’offrirait cet examen, nous ne nous étendrons pas davantage sur ce mode de construction, laissant ce soin aux spécialistes auxquels la Société des Ingénieurs Civils a fait appel aujourd’hui.
  - Aussi bien, dans ce rapide aperçu, nous ne nous sommes proposé d’autre but que de résumer les conditions générales du problème que les désastres récents ont posé avec une singulière acuité. C’est à ces spécialistes de nous dire comment ils le résoudront.
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- - LE BÉTON ARMÉ
  - ET *
  - LES TREMBLEMENTS DE TERRE 11
  - PAR
  - AI. O. FIjAMENT- I II-vN JS Kl 5XQU E
  - Le but de la présente communication est d’apporter, par des éléments vécus, des éclaircissements à la question des constructions susceptibles de résister aux tremblements de terre.
  - Il a été, en effet, beaucoup écrit et beaucoup dit sur ce sujet, au point de vue théorique, posé un peu aventureusement des principes que la réalité non seulement n'a pas confirmés, mais qu’elle a parfois démentis.
  - Choix des matériaux.
  - Dans la communication faite par le lieutenant-colonel Espi-tailier, nous avons pu voir que les qualités demandées aux matériaux de construction formaient pour ainsi dire la définition même du béton armé et que les matétériaux anciens, tels que bois, maçonnerie, métal, ne donnaient que de mauvais résultats, tant par l’insuffisance de leur résistance aux secousses sismiques que par leur destruction facile par l’incendie qui suit toujours ou accompagne tout tremblement de terre fvoir PI. 484 et 485).
  - Nous n’insisterons que sur l’une des principales qualités intrinsèques à réaliser par les matériaux employés, qualité suffisamment mise en lumière par les communications précédentes :
  - L'homogénéité, qui permet l’unité de vibration et d’accélération, facteur indispensable à" la conservation des édifices en cas de séisme. Or, qu’un édifice soit construit en maçonnerie ou en maçonnerie et métal, chacune des parties vibre pour son compte
  - (1) Voir le Procès-Verbal de la séance du 5 mars 1909, page 170.
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  - avec les accélérations correspondantes et l’on assiste alors, dans les séismes, à ce spectacle de la projection de matériaux en tous sens, confirmé par le témoignage des survivants.
  - Cette remarque permet de ramener à leur juste valeur toutes les appréciations théoriques éiogieuses sur les constructions composées de matériaux hétérogènes, juxtaposés et plus ou moins bien réunis. Dans cette catégorie rentrent toutes les constructions en bois et toutes les constructions en métal avec remplissage ou garniture de maçonnerie, terra cotta, tôle, brique, etc.
  - Le béton armé, outre ses qualités de grande résistance, de continuité, d’élasticité et d’incombustibilité, offre au plus haut point cette qualité d’homogénéité indispensable ; le métal en éléments de petit échantillon emprisonnés dans la masse la rend fibreuse en même temps que la gangue enveloppe celui-là, le protège et rend son action uniforme. Les assemblages peuvent être d’une rigidité incomparable et défier tous les mouvements.
  - En un mot, tout le monde est d’accord pour reconnaître que le béton armé, judicieusement conçu et appliqué, est le seul procédé de construction actuellement à la disposition des Ingénieurs et des Architectes, comme susceptible, sinon d’éviter totalement les grands cataclysmes du globe, tout au moins de les atténuer dans la plus large mesure et, par suite, d’épargner un grand nombre de vies humaines.
  - Ces espérances ne sont d’ailleurs pas hypothétiques et le béton armé, quoique jeune, possède déjà son histoire, toute contemporaine, mais vécu#
  - Il serait trop long de développer ici cette histoire que nous allons résumer en deux citations :
  - 1° Rapport sur l’état des constructions en béton armé APRÈS LE DÉSASTRE DU 28 DÉCEMBRE 1908 A MESSINE
  - Les renseignements qui suivent ont été pris sur place par un de nos Ingénieurs et établissent la tenue parfaite de tous les éléments de béton armé de notre système, construits dans certains édifices et notamment dans ceux se trouvant aux en droits les plus tourmentés. Aucune des constructions de ce système n’a été endommagée, quelque violents qu’aient été les efforts qu’elles ont subis.
  - Bull-
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  - Yoici l’énumération rapide des principales de ces constructions :
  - 1. Couverture du torrent Portalegui. Intacte, malgré l’énorme masse de décombres qui s’est accumulée dessus (fig. 46 et 47, PL 484).
  - 2. Planchers de la Maison de santé Mandalari. Ces planchers ont très bien résisté ; ils ont contribué par leur sérieux entretoisement des murs à préserver la maison restée en très bon état. Les malades n’ont pas quitté cette maison.
  - 3. Planchers de l’hospice Cappellini. Tous ont résisté.
  - 4. Réservoir de 4 000 m3. En parfait état; n’a pas cessé de fournir de l’eau à la Ville.
  - 3. Muséum de Messine. Les murs étant tous crôulës, les plan- ' chers en béton armé sont tombés avec eux, mais se sont Conservés tout d’une pièce. Un de ces planchers même est resté intact, supporté par trois murs seulement, le quatrième étant tombé.
  - 6. Murs et poteaux pour bassin à Gazzi. Ont très bien résisté.
  - 7. Pont sur le Portalegui. Est intact (fig. 48, PL 484).
  - 8. Maison annexée à l’église de la Madeleine. Les planchers en béton armé sont intacts; l’église à côté s’est écroulée.
  - 9. Moulin di Natale, en béton armé. Intact (fig. 48, PL 484).
  - 10. Plancher à l’usine électrique des chemins de fer. Ce plancher n’a pas souffert, malgré l’énorme surcharge qu’il eut à supporter du fait de l’écroulement des parties supérieures de la construction et bien qu’il se soit trouvé dans la partie la plus tourmentée de la Ville. Le reste de l’édifice est tout lézardé.
  - 11. Salle d’attente en béton armé à la gare de Messine. Est absolument intacte. La construction adjacente en maçonnerie ordinaire est toute lézardée.
  - 12. Grand hôpital et École de Médecine. L’édifice est complètement détruit, sauf les parties en béton armé. A remarquer notamment l’escalier en béton armé resté debout aii milieu des décombres (fig. W, PL 484).
  - 13. Maisons en béton armé restées intactes dans un quartier dont toutes les autres constructions ont été ruinées. C’est à cette circonstance que le propriétaire et sa famille doivent la vie, alors que tous leurs voisins ont péri (fig. 49, PL 484).
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  - 2° Appréciation de la construction en béton armé par le Service
  - Géologique des États-Unis, lors du tremblement de terre de
  - San-Francîsco, lé 18 avril 1906. Citation textuelle:
  - « Malheureusement, pour San-Francisco, il n’y avait que peu de constructions en béton armé au moment de la catastrophe, mais elles se sont bien comportées .pendant le tremblement de terre et le feu en résultant.
  - » Le béton, principalement le béton armé, à cause de sa grande résistance et de sa grânde continuité, a prouvé qu’il était le plus satisfaisant des matériaux. Sa structure monolithique donne un matériel résistant merveilleusement aux secousses, car il se meut d'une seule pièce; en outre, il offre à l’incendie le maximum de résistance. »
  - Il est à noter que ces constructions avaient été conçues sans préoccupations spéciales en vue de résister aux séismes (1).
  - Si donc maintenant nous profitons de l’expérience brutale des catastrophes pour améliorer encore les constructions en béton armé* nous aurons contribué dans des proportions importantes à rendre plus précieux encore un matériau déjà classé au premier rang de ceux à employer.
  - Pour réaliser cette amélioration, nos efforts devront porter sur deux points :
  - 4° La disposition générale de la structure des édifices;
  - 2° Les fondations.
  - Structure.
  - Pour la structure, le béton armé devant permettre de réaliser la construction d’édifices indéformables, on recherchera un cloisonnement judicieux et judicieusement armé, car il ne faudrait pas croire que le béton armé est un simple composé de béton et de fer ne devant sa qualité qu’au hasard d’une combi-
  - (1) Cette remarque répondait par àvànce à la conclusion de la note de M. Bo‘din publiée dans le Rééumé de Quinzaine de la séance du 5 mars, note que nous igiioVions.,,Notas insistons donc encore tout spécialement sur ce point qui montre que, sans pi’évisions spéciales et sans supplément de dépense d’aucune sorte pour les assemblages, les constructions en béton armé sont de nature à résister aux séismes les plus violents sans se déformer.
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- - naison on d’une action due à la seule présence des deux éléments le composant. Il n’en est rien, car avec la même quantité de fer et de béton, la synthèse peut donner des résistances variables dans des proportions très importantes dont la valeur pratique augmente avec l’expérience du constructeur.
  - La structure cloisonnée s’applique d’ailleurs à tout : habitations, édifices publics, travaux d’art, travaux hydrauliques, etc.
  - Il serait facile de montrer de nombreux exemples de chaque type; nous nous bornerons à en indiquer quelques-uns (4).
  - Maisons d’habitation.
  - La figure 1 représente une maison entièrement en béton armé qui existe à Paris, rue Danton. Cette maison comprend deux étages de substructure et neuf étages en élévation. La coupe montre que c’est bien le type de la boite à compartiments dont nous avons parlé. La construction repose sur un radier général; les murs, planchers, escaliers, cloisons, toiture, terrasse, tout est en béton armé et constitue bien un monolithe.
  - Fig. 1 — Maison rue Danton, Paris.
  - Édifices publics.
  - Comme édifice public, on peut citer le théâtre de Berne où le système de cloisonnement apparaît clairement dans la figure 35 (PI 485).
  - (1) Voir la conférence laite en 1900. Bulletin du 2u semestre, p. 11.
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  - Travaux d’art.
  - La figure 2 montre un grand pont construit en béton armé, en Belgique, en 1905, dont les coupes indiquent bien égale-
  - Fig. 2. — Pont construit en Belgique.
  - ment le système général permettant de compter sur l’indéfor-mabilité absolue de l’ouvrage.
  - Travaux hydrauliques.
  - Les plus typiques résultats sont acquis dans les travaux hydrauliques. Tel l’îlot artificiel que nous avons conçu, qui a été construit en rade d’Hyères, dont il a été parlé récemment dans cette salle (2).
  - Enfin, pour les murs de quais, les digues ou jetées en pleine mer, on peut voir par les coupes ci-contre (fig. 3 et A) comment le même principe est toujours appliqué avec succès et économie.
  - Ces différents exemples indiquent bien que toutes les solutions en matière de construction, quelles qu’elles soient, sont possibles avec le béton armé.
  - Nous disons béton armé et non ciment armé, car il y a une notable différence entre eux, tout à l’avantage du premier qui
  - (2) Voir Bulletin de janvier 1909.
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  - a constitué un progrès considérable sur le second, qui fut son précurseur, mais qu’il a supplanté grâce à son indéniable supériorité.
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  - Fig. 3. — Coupe et plan de murs de quais.
  - Le ciment armé était un jetis dp mortier de ciment sur upe carcasse toute faite, tandis que le béton armé est un matériau nervé par le fer.
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  - Le premier était mince, pelliculaire, inapte à résister, sauf dans son plan, aux efforts tranchants et aux efforts de flambage; le deuxième, au contraire, par sa texture graveleuse, a permis le calcul de solides susceptibles de résister aux deux efforts
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  - Fig. 4. — Coupe et plan de murs de quais.
  - principaux, fléchissants et tranchants, avec possibilité de résis-tance efficace au flambage.
  - Pour les édifices, la structure doit être congue de façon que
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  - la construction forme un bloc à compartiments, dont toutes les parties en matière homogène, parfaitement solidaires, constituent un monolithe indéformable.
  - A cet effet, le radier et les murs devront être reliés d’une façon complète, de même que les planchers et les cloisonnements intérieurs, les uns aux autres.
  - La structure ainsi définie n’exclut pas le confort et l’on fera des habitations agréables en tous pays, grâce aux terrasses, saillies et parois calorifuges.
  - Terrasses.
  - C’est ainsi qu’on pourra sans aucun inconvénient, comme on le
  - pratique dans les pays chauds, faire saillir la terrasse qui garantit du soleil l’été et des pluies diluviennes en mauvaise saison (fîg. 5). On pourra de même, sans craindre que ces matériaux se détachent, faire déborder les planchers intermédiaires et avoir ainsi des balcons; de cette façon, plus de dangers par suite de la chute des matériaux hétérogènes constituant les toitures ordinaires.
  - Saillies et ornementations.
  - Le béton armé, avec la rigidité de ses formes, n’exclut pas la possibilité pour l’architecte d’observer les lois de l’esthétique. Il peut appliquer les saillies et les motifs ornementaux qu’il désire, aussi bien à l’extérieur qu’à l’intérieur, ainsi qu’on peut le voir par les figures 37, 38, 39 (PL 485),
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  - Fig. 5. — Type de maison avec terrasse.
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  - Muas a double paroi.
  - Les façades pourront être constituées en double paroi emprisonnant entre elles un matelas d’air ou de matières incombustibles ou simple paroi de béton armé avec juxtaposition de moulages de corps creux, régulateur de température, application judicieuse convenant dans tous les pays à température extrême, au Nord comme au Midi.
  - Point n’est besoin de torturer les formes, surtout les formes extérieures. La boîte parallélipîpédique en béton armé se suffit grâce à sa résistance intérieure.
  - Hauteur des édifices.
  - 11 n’y a point à cet égard de limites à imposer.
  - Les édifices, quelles que soient leur forme et leur importance, peuvent être efficacement cloisonnés; on ne sera arrêté que par la crainte du renversement : donc plus la surface en plan pourra être étendue, plus l’édifice pourra atteindre de hauteur.
  - On ne renoncera donc ni à la construction des palais, ni à celle des églises ou autres monuments, que le béton armé permettra toujours d’établir avec un poids suffisamment réduit, quelle que soit la nature du sol.
  - Les deux figures schématiques 6 et 7 ci-contre montrent les
  - Fig. 6.
  - Fig. 7.
  - Cous truc lion ordinaire
  - a b
  - Construction en béton,armé
  - V
  - effets des séismes sur les constructions ordinaires (fig. 6) et sur les constructions en béton armé (fig. 7).
  - La figure 6 représente en élévation un bâtiment de construc-
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  - tion ordinaire sous l’action d’une secousse sismique, même légère. Chacun des murs va pivoter autour de sa fondation et pour son propre compte, de sorte que les murs ac et ba viendront en ac et b'd, infligeant ainsi au sol situé sous leur fondation très étroite un coefficient de charge inacceptable à l’arête la plus chargée, d’où renversement individuel inévitable de tous les éléments de la construction. Ce fait très typique se voit, d’ailleurs, sur les photographies où des murs se sont rabattus sur le plan horizontal avec une facilité d’autant plus grande qu’ils étaient plus haut, car plus la hauteur est considérable, plus la distance aa augmente; cl qui a fait dire que, dans les pays à séismes, il ne fallait pas de constructions élevées. C’est, d’ailleurs, parfaitement vrai si l’on ne considère que la construction ordinaire.
  - Figure 7. Si nous supposons la même construction en béton armé et que cette construction soit soumise à un séisme, tout étant d’une pièce rigide et indéformable, comme on le [voit figures 22, 23, 24 (PL 185), elle prendra la situation ab'cd' et les murs verticaux ac et bd ne pourront plus se renverser isolément ; ils seront maintenus par toute la construction dont la hase, au lieu d’être, comme dans la figure précédente, réduite aux points c et d, aura toute l’étendue de c h d. De sorte que notre construction tout entière en béton armé (fig. 1) se comportera exactement comme chacun des murs verticaux isolés ac et bd de la figure 6. Si, en construction ordinaire, les murs c et d ont une fondation de 1 m et que leur hauteur soit de 10 m, nous voyons que nous obtiendrons la même stabilité dans la construction en béton armé en multipliant cette proportion par le rapport de la base des murs isolés à la base totale de la maison en béton armé. Si donc une maison en béton armé a 10 m de base, elle aura la même stabilité avec 100 m de hauteur que la maison en maçonnerie avec 10 m, si la base de chaque mur est de 1 m.
  - Amélioration des maçonneries.
  - La façon défectueuse des maçonneries à Messine autant que la médiocre qualité des matériaux employés paraît avoir été la principale cause de généralisation dp désastre,
  - On pourrait très sensiblement améliorer les constructions ordinaires, tout au moins contre lçs SÔisjpes jégers, ep obspfvapt
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  - certaines règles déduites de la comparaion précédente sur la stabilité d’une boite tout en béton armé et d’une maison de mômes dimensions construite à la façon ordinaire.
  - Le principe de cette amélioration serait de proscrire tous les éléments constructifs n’ayant pas de stabilité propre, comme la voûte formant plancher qui, par ses poussées, jette les murs dehors au premier frisson terrien, ainsi que toutes les mauvaises maçonneries composées d’éléments hétérogènes de densités différentes.
  - La construction serait alors faite de la meilleure maçonnerie, du meilleur mortier, et parfaitement chaînée, soit par les planchers ordinaires, soit mieux par les planchers en béton armé.
  - Quant à la fondation, on pourrait peut-être augmenter un peu les empattements, soit par de la maçonnerie, soit par des semelles en béton armé ; mais nous verrons tout à l’heure, eu parlant des fondations, que ^amélioration de celles-ci est relativement secondaire et doit passer au second plan de nos préoccupations, étant donnée leur moindre importance dans les effets des séismes.
  - Fondations,
  - Les avis les plus divers ont été émis à ce sujet. Les partisans de l’enracinement n’en veulent pas démordre; leurs adversaires sont tout aussi tenaces.
  - En cette matière encore, il n’est pas de règle initiale absolue, tout dépend du §oh
  - On peut vpir par les photographies ci-annexées qu’avec le sol mauvais de Messine et les constructions précaires qu’on y rencontrait, des immeubles qui ont beaucoup souffert en leur superstructure ne présentent pas de désordres du côté des fondations.
  - En effet, tout a côté des parties les plus bouleversées de la construction, on retrouve immédiatement les éléments parfaitement horizontaux et verticaux, indice certain de l’immuabilité des fondations.
  - Ceci se passe aussi bien dans les étages inférieurs des constructions dont la partie supérieure a été détruite par défaut de stabilité comme nqus l’avons démontré, que dans les parties immédiatement voisines des constructions détruites de fond en comble,
  - Au point de vue fondations, que risque la boîte indéformable
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  - en béton armé? Rien que l’inclinaison d’ensemble, désagréable certainement, mais non irréparable, ni sérieusement dangereuse.
  - Gomment pourra-t-elle se produire :
  - 1° Si une faille ou crevasse profonde survient et qu’il en résulte une dénivellation sensible du sol entre ses deux lèvres ?
  - Dans ce cas, la construction en béton armé violemment ébranlée s’inclinera sans doute, mais ne se disloquera pas ; ses habitants seront saufs ;
  - 2° Par écrasement du sol : Celui-ci, sous l’effet de la secousse sismique changeant sa réaction en action peut, s’écraser sous la fondation d’un édifice et, fuyant pour ainsi dire sous la charge, s’écouler latéralement de façon inégale, en sorte que, l’onde passée, la semelle doit rechercher son assise dans un plan plus bas que précédemment et qui peut n’être plus horizontal. Pendant ces changements d’état, les habitants ne risquent absolument rien.
  - Certains Ingénieurs ont proposé, mais à l’état hypothétique, l’interposition d’une couche élastique entre le sol local et la fondation de la construction. Le mot élastique est impropre ; il faudrait plutôt dire répartissante, mais, si cette couche n’est pas enfermée, elle aura le sort du sol naturel, c’est-à-dire s’écoulera de chaque côté ; si, au contraire, elle est enfermée, elle ne s’écoulera pas, mais on reportera à sa partie inférieure le phénomène d’écoulement du sol qui se produisait directement sous la semelle.
  - On n’aura donc rien gagné à ce travail supplémentaire coûteux, presque inutile; nous disons presque inutile, parce que l’écoulement reporté plus bas, au-dessous de la couche répartissante, se fera un peu moins facilement peut-être en raison des frottements et des pressions plus grandes du sol environnant, mais ne s’en fera pas moins, et ce léger bénéfice ne compensera pas à beaucoup près les inconvénients sérieux et le supplément de dépense auxquels il donnera lieu.
  - Les différents phénomènes qui viennent d’être examinés sont dus à deux variables :
  - 1° La nature du sol ;
  - 2° Le coefficient de travail qui lui est imposé.
  - Dans tous les cas où l’on pourra faire travailler le sol à un coefficient acceptable sous une fondation superficielle, et ce sera
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  - la majorité des cas, même dans les sols meubles grâce aux empattements, il suffira de recourir à ce système de fondation, le plus économique et très suffisant auquel vont toutes nos sympathies.
  - Seules, les constructions très lourdes en sol meuble avec empattements impossibles demandent un enracinement dans le sol en enclouant, pour ainsi dire, l’édifice dans le terrain à l’aide de pieux en béton armé, puits armés, compression mécanique du sol, etc., et non pas se contenter uniquement de poser les fondations sur des points d’appui qui pourraient manquer et dont elles pourraient s’échapper.
  - On a parlé de mouvements sismiques d’apparence giratoire, mais cela n’existe pas, car les mouvements sismiques procèdent par ondulations parallèles qui se font sentir fort loin du point de choc qui leur donna naissance en allant toujours s’atténuant, ondulations analogues aux ondes concentriques produites par le choc d’un corps tombant dans l’eau.
  - Si ces ondes atteignent obliquement une construction déformable, incapable de résistance, dont les divers éléments obéissent instantanément à la cause de ruine qui les sollicite, ceux-ci s’inclinent successivement de proche en proche en semblant tourner sur eux-mêmes, ce qui donne créance à l’existence d’un mouvement giratoire, alors que, en réalité, on n’en a que l’apparence, qui concorde parfaitement avec les constatations faites et rapportées par les survivants qui déclarent avoir vu tournoyer les constructions avant de s’abattre.
  - Nous n’avons rien de spécial à prévoir en construction pour ce mouvement relatif; les principes posés ci-dessus sont suffisants pour parer à tous les cas qui ne relèvent que de l’indéfor-mabilité.
  - Nous croyons utile de compléter ces indications par une série de documents photographiques montrant (PI. 484 et 485):
  - 1° Les effets des séismes à Messine (fig. 4 à 6) ;
  - 2° Les effets des séismes à San-Francisco (fig. 7 à 45), qui prouvent qu’en tous les points du globe les accidents des tremblements de terre sont exactement les mêmes, et que les constatations que nous avons rapportées peuvent s’appliquer d’une façon générale et intégrale en tous pays ;
  - 3° L’état des constructions en béton après les catastrophes de
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  - Messine et de.San-Francisco (fig. 46 à24). A remarquer sur toutes ces vues ce que nous avons signalé à propos des fondations dont l’importance n’est pas aussi grande qu’on semble généralement le supposer ;
  - 4° La grande minoterie de Tunis (fig. 22, 23, 24-), qui s’est inclinée par fuite du sol et qui montre la grande résistance et l’indéformabilité des constructions en béton armé non prévues cependant pour des efforts de cette nature ;
  - 5° Enfin quelques vues de constructions ordinaires (fig. 28 à 34) et des constructions en béton armé (fig. 2'5, 26, 21) ayant subi l’influence du feu.
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- - SYSTÈME D’ARCHITECTURE
  - POUR
  - SOL AGITÉ OU MOUVANT 1 2
  - PAR
  - M. F.-J. PILLET
  - Après les exposés si complets qui précèdent, on reste bien convaincu que notre antique procédé pour bâtir ne répond pas aux besoins élémentaires de sécurité, surtout pour les habitants de certaines régions de notre globe : en effet, après avoir admis-le sol comme parfaitement immobile, nous établissons un système hé térogène, sans liaison à la fois résistante et souple aux points de jonction des parties principales, nous reposant sur l’unique fait d’une stabilité convenable dans le sens vertical. Qu’il y ait simple glissement, léger plissement, oscillations latérales, va-et-vient oblique, sursauts de bas en haut, chocs par le travers dus aux ébou-lements et raz de marée, crevasses ou failles, le résultat sera toujours le même : la dislocation, puis l’effondrement. C’est en grande partie à cette cause qu’il faut attribuer le grand nombre des victimes et l’importance du désastre; il existe une autre cause secondaire, bien mise en évidence dès 1894 (2), par notre sympathique Collègue, feu M. de Longraire; elle est aussi importante par ses douloureux effets; c’est le trouble apporté par des commotions légères de l’écorce terrestre, ' assez inoffensives en elles-mêmes, mais affectant la stabilité précaire de grosses masses de terrains mal assis et peu consistants : ceux-ci glissent, s’éboulent et engloutissent sous leur masse les constructions et leurs habitants. Comme il l’a fait judicieusement remarquer, si au cours de certains travaux publics nous ne prenons pas les précautions indispensables, nous provoquerons des accidents de
  - (1) Voir Procès-Verbal de la séance du 5 mars 1909, p. 172.
  - (2) Séismes et Volcans * par L. de Longrài'ke. Bulletin de la Société. Novembre 1894, p, 629.
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  - même ordre. La question qui nous occupe aujourd’hui est donc plus vaste que nous ne pouvions l’estimer tout d’abord, et le choix d’un nouveau mode constructif peut s’imposer, même là où les tremblements de terre, conséquence de la respiration de notre globe, sont peu fréquents ou imperceptibles.
  - Ce nouveau concept sera le suivant : si nous considérons notre bâtiment terrestre comme l’analogue d’un navire, le principe d’établissement se rapprochera beaucoup de celui utilisé en architecture navale : si nous n’avons pas à nous préoccuper, pour ses œuvres vives, de formes effilées capables de permettre un déplacement rapide sous un minimum d’effort, notre édifice pouvant se comparer à une batterie flottante ou un bateau bouée, il formera cependant un tout aussi homogène que possible, dont les diverses parties seront solidaires les unes des autres, et pourront concourir à la résistance d’un système soumis à des chocs de directions quelconques, inconnues a priori.
  - Alors notre bâtiment peut être désormais secoué de toutes manières; soumis à des vagues de fond et des vagues de travers, il donnera de la bande et pourra osciller sans crainte, il pourra même se déformer passablement, sans pour cela demeurer, comme aujourd’hui, l’une des principales causes de la mort de l’habitant.
  - Nous appliquerons ainsi à l’architecture terrestre le principe de construction que nous avons préconisé dès avril 1901, pour l’architecture navale (1). Notre édifice doit satisfaire autant qu’il est possible aux trois conditions essentielles suivantes :
  - 1° Etre constitué par une ossature générale formant un tout solidaire et très résistant;
  - 2° Avoir des nœuds de jonction, laissant aux attaches des parois une flexibilité convenable;
  - 3° Posséder des masques de l'emplissage, murs et cloisonnement intérieur de suffisante élasticité.
  - Par prudence, il y a pour nous obligation à ne pas nous ancrer solidement au terrain résistant et, s’il y avait encore quelque doute à ce sujet, l’examen de notre petit tableau graphique (fig. 2), montrant les principaux accidents possibles, met bien en évidence ce qui peut advenir à deux pilots témoins, ancrés dans le roc
  - (1) Trois nouvelles applications du ciment armé et de ses dérivés : 4° Construction navale; ir Matériel roulant; 3° Carrosserie automobile. utude manuscrite, avril 1901, Bibliothèque de la Société, n° 40 759.
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  - ou le terrain solide sous-jacent, et, par. suite, combien un tel système de fondation devient précaire avec l’hypothèse d’un sol agité. Tout au contraire, nous allons faire reposer librement notre construction dans un bain de sable ou de terre meuble; elle flottera en quelque sorte dans ce coussin élastique destiné à amortir les chocs et les vibrations. La figure 1 dispense d’un long exposé technique, et nous pourrons très rapidement indiquer le principe de construction que nous considérons comme le plus avantageux en l’espèce; la présente solution se rappro-
  - chera beaucoup de systèmes préconisés par d’autres auteurs; si nous arrivons ainsi par des voies différentes à une conception finale à peu près identique, c’est sans nul doute que cette solution doit être pratiquement bonne et tendre vers l’idéal entrevu.
  - Les murs extérieurs, les refends, planchers, plafonds, surface de toiture et radier des caves sont tous solidaires; l’ensemble se présente un peu comme une grande boîte, cloisonnée à l’intérieur, très solide de ce fait, et que nous pourrons secouer et même projeter sans trop de dommages: les parois extérieures seront courbes, elles élargiront notre base et elles peuvent affecter la forme parabolique, comme ceci a, du reste, été proposé. Le large radier reposera librement sur le sol meuble, mais pour
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  - éviter les glissements latéraux ou la fuite du terrain sous une charge trop forte, les parois verticales se prolongeront au-dessous du radier, un peu à la façon des couteaux des chambres de travail des caissons à air comprimé. Il existe ainsi à la partie
  - inférieure un cloisonnement nécessaire. Le bain de terre meuble est encaissé dans le terrain résistant, lequel aurait reçu nos fondations si nous avions édifié le bâtiment par la méthode classique. Si le terrain est, au contraire, peu consistant sur une très forte épaisseur, nous pourrons nous contenter de la création d’une ceinture de parois AA, sortes de palissades foncées s’il est possible, jusqu’au bon sol; elles s’opposeront assez bien, lors du cataclysme, à la brusque fuite de la terre meuble de notre coussin élastique. Un conçoit aisément qu’en vertu même de l’inertie propre à la masse de notre édifice, les oscillations transmises se 'trouveront très atténuées et l’amplitude du mouvement pendulaire beaucoup moindre ; qu’il y ait éboulement ou raz de marée, il se produit une chasse latérale de notre bâtiment et le choc de ce fait, se.trouve moins violent; si une faille se produit, et l’on sait par l’enquête de MM. Humphrey et Sewell sur le der-
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- - nier cataclysme de Californie qu’aucun édifice n’a pu résister à ce brusque écart; un gros arbre placé sur le parcours de la crevasse s’est fendu sur toute sa hauteur; à moins d’admettre le cas, fort improbable, où celle-ci serait d’une largeur plus grande que celle de notre bâtiment, la terre meuble s’écoulera assez lentement par cette faille, et celui-ci viendra reposer sans choc
  - trop brusque sur le fond de la cuvette artificielle que nous avons établie (fig. 4), etc.
  - Les parois extérieures et les cloisonnements intérieurs sont doubles; ainsi s’obtiendra une élasticité relative fort précieuse au moment des secousses pour éviter toute rupture brusque aux points d’attache : on leur reprochera sans doute un coût d’établissement élevé, mais il se peut fort bien qu’elles procurent pour l’avenir une réelle économie; il me suffira pour l’éta-
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  - blir de rappeler brièvement quelques-uns de leurs avantages : transmission plus lente de la chaleur ou du froid extérieur ; atténuation de vibrations déjà affaiblies par notre coussin élastique; étouffement des bruits par les planchers et cloisons; facilité d’emploi de portes et fenêtres à coulisse ; emplacement tout préparé pour des canalisations diverses dont le nombre croît avec les exigences nouvelles du confort moderne; enfin, des ressources fort originales pour certains cas particuliers : ainsi la double enveloppe d’une salle de théâtre permettra son échauf-fement par le passage lent de l’air chaud, puis nous rafraîchirons celle-ci par une circulation extra-rapide d’air froid, etc.
  - Ces parois de faible épaisseur viendront se relier les unes aux autres par des arrondis de courbure assez forte ; enfin le nœud de jonction ainsi constitué sera creux et les bandes d’assemblages formeront poutre tubulaire. C’est ce que montrent nos figures 1 et 3.
  - Dans tout ce qui précède, nous nous sommes abstenus de définir le matériau employé : nous en possédons un dont on a, avec juste raison, présenté les divers mérites; il permet de réaliser
  - au mieux notre ensemble homogène et suffisamment indéformable : c’est lui dont nous avons considéré l’emploi, détail de construction (fig. 4). Ce nouveau venu, ciment armé et béton armé, possède de précieuses qualités; mais d’autres matériaux offrent de leur côté des ressources autres, fort utiles aussi, soit au point de vue de Thabitabilité, soit au point de vue décoratif; devons-nous renoncer à leur emploi et nous condamner à une architecture unique, contrariant toutes nos habitudes, pouvant
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  - nuire à nos traditions et à nos plaisirs esthétiques ? Nous estimons qu’il ne saurait en être ainsi et un seul exemple montrera comment l’on pourra conserver certaines dispositions architecturales. L’édifice projeté comporte un majestueux portique avec colonnade et entablement à corniche très saillante, le tout prévu en pierre de taille, ce qui permettra le riche décor sculpté que nous connaissons. Allons-nous interdire au maître de l’œuvre, l’exécution de ce motif classique, à la fois grandiose et décoratif, à seule fin de satisfaire une sécurité future? Ne vaut-il pas mieux le laisser libre de nous livrer quelque belle chose, un ensemble riche et majestueux auquel ne saurait prétendre tout autre parti architectonique, en lui demandant toutefois, de réaliser celui-ci de la manière suivante ?
  - Du radier formant sol, s’élèveront des âmes en ciment armé sur lesquelles nous empilerons les assises de nos colonnes, bases et chapiteaux compris; puis, notre tronc s’ouvrira, certaines branches constitueront en arrière le plafond du portique et d’autres se ramifiant dans la frise auront des prolongements qui viendront armer une corniche aussi saillante et aussi hardie que nous la désirons. Qui sait si, par temps de séisme, la sécurité pour le passant ne sera pas aussi grande qu’actuellement lorsque la stabilité des corniches de certains de nos monuments modernes se trouve compromise par les infiltrations des eaux pluviales? Cette pratique des armatures métalliques intérieures n’est pas nouvelle et les anciens y ont eu recours : du reste, d’autres matériaux peuvent être armés, nous ven connaissons déjà plusieurs en pratique architecturale, brique, cérame, plâtre, verre, etc.
  - D’où l’on peut conclure qu’il n’y a pas à interdire tel ou tel matériau, telle ou telle nature de saillie, tel genre de décrochement; notre architecte ayant pris certaines précautions pour satisfaire autant qu’il se peut, par l’établissement de son ossature générale, aux trois conditions précédentes, sera libre de composer sans entraves, et ses dispositions en plan et ses ornementations de façade : colonnades, arcades, voûtes, logias, terrasses et encorbellements, ne peuvent lui être défendus. Un dernier argument pratique le démontre de façon expressive, le béton armé lui-même ayant montré comment, avec quelle hardiesse et en toute sécurité,' nous pouvons ainsi1 projeter, au dehors des nus, de très fortes saillies. Ces considérations sur l’emploi possible de tous les matériaux aujourd’hui connus peu-Bui.l.
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  - vent être étendues et l’on peut prévoir un peu ce qu’ils pour-ront nous donner demain.
  - Voici d’abord la construction métallique, elle offre des avantages spéciaux et de belles ressources artistiques (ferronnerie et fonte d’art) : si les parois possèdent une certaine élasticité, nous ne pouvons toutefois constituer des nœuds de jonction flexibles et creux, car le mode actuel d’assemblage s’y oppose; en effet, la perforation multipliée appelle un excès de matière en ces points, la rivure la mieux faite demeure le point faible d’où partira la maladie du métal. Il peut fort bien n’en être plus ainsi pour l’avenir; une réalisation métallique conforme à celle de nos figures est possible, en utilisant un procédé sorti hier du laboratoire et bien industriel aujourd’hui, la soudure autogène : peut-être même en se vulgarisant deviendra-t-elle aussi économique que notre assemblage par rivure.
  - Si nous passons de suite aux constructions en charpente de bois, nous observons des défauts analogues, eu égard au but poursuivi; certes, le bois possède une élasticité précieuse, mais les assemblages seront lourds et constitueront également les points faibles, origines de la caducité : or, un artifice d’artisan, bien connu des ébénistes et gainiers, fait sa timide entrée dans le monde industriel pour satisfaire aux besoins de l’aviation. Si l'on désire éviter les retraits des bois qui causent les gerces et les désassemblages du léger panneau devant être sculpté ou décoré, on placera en arrière de celui-ci un entoilage fortement encollé : parfois un second panneau, posé à fibres croisées, sera à son tour collé sur l'entoilage devenu ainsi l'âme du système. Eh bien, nous pourrons réaliser par ce moyen de grandes hélices très résistantes; l’emploi de bois légers, sapin d’Amérique, servira pour constituer par entoilage fortement verni, des fuselages et armatures tubulaires de bois; les nœuds de jonction seront établis et même réparés facilement : employés pour l'Avion d’Ader et plusieurs aéroplanes, ils vont constituer la carcasse du dirigeable rigide des Ingénieurs allemands Rettig et Schütte, lesquels la considèrent comme supérieure, par sa légèreté et à égalité de résistance, aux carcasses d’aluminium. Nous estimons qu’il sera possible, un jour, d’étendre cette pratique et d’obtenir tout en, bois un édifice d’une construction analogue à celle que nous présentons ici.
  - Si nous entrons dans cette voie, nous ne voyons guère de limites et un dernier exemple le prouvera.
  - Depuis un nombre assez restreint d’années, nous assistons au
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  - développement extraordinaire des industries de cartonnage et d’empaquetage; ce n’est plus là, petite pratique d'artisan. Il est donc fort raisonnable d’admettre la possibilité d’obtenir une construction analogue à celle de ma figure 3, où des cartonnages spéciaux superposés, collés et comprimés comportant à l’intérieur des ossatures métalliques ou autres pourront nous fournir des doubles parois assez élastiques, en même temps que par l’emploi des pâtes à papier à prise plus ou moins rapide, nous réaliserons les nœuds ou attaches, flexibles et tubulaires.
  - L’Architecte peut songer à l’emploi de ces modes constructifs nouveaux, mais lui conseillerons-nous de choisir exclusivement l’un ou l’autre sous prétexte étroit d’homogénéité? Certes non, et nous croyons qu’il fera mieux d’adopter, pour chacune des -parties de la construction, tel ou tel, en raison même de ses qualités propres : leur heureuse alliance satisfera nos divers besoins comme nos désirs esthétiques, sans pour cela nous faire craindre un manque de sécurité.
  - Terminons en disant que le maître de l’œuvre, même s’il s’agit de constructions établies dans les pays soumis aux séismes, doit rester libre de concevoir comme il l’entend et en toute indépendance, le plan de sa construction; qu’il satisfasse, autant qu’il sera possible, aux trois conditions précédentes, et il n’y aura pas lieu de lui imposer davantage. Si l’édifice prévu est de moyenne étendue, théâtre, temple, église ou palace, il en fera un monolithe placé dans un grand bain de terre meuble. Si les constructions s’étendent trop en surface, fermes, écoles, casernes, universités, hôpitaux, il placera les gros pavillons conçus comme il a été dit, chacun dans une cuve particulière; il pourra toutefois, pour assurer les besoins du service et les solidariser quelque peu, les relier par de légers bâtiments, sortes de passerelles jetées de l’un à l’autre.
  - Lors d’une agitation du sol, ces chaînons flexibles seront déformés, peut-être détruits; mais il importe peu si chaque bâtiment important a pu librement et en toute indépendance osciller sur son coussin élastique, sans causer comme aujourd’hui des morts nombreuses.
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- - TYPE DE CONSTRUCTION A ADOPTER
  - DANS LES RÉGIONS SUJETTES AUX
  - PAR
  - G.-L. PESOB
  - DE TERRE
  - En 1883, après le tremblement de terre d’ischia, j’adressai à la Société des Ingénieurs Civils de France une communication relative au meilleur Type de construction à adopter à Ischia et, en général, dans les régions volcaniques sujettes aux tremblements de terre (1).
  - Les progrès réalisés dans les constructions civiles et édilitaires, depuis un quart de siècle, nécessitent quelques observations complémentaires.
  - Il est évident, a priori, qu’il est à peu près impossible d’obtenir une solution satisfaisant complètement à la question. On pourra diminuer l’étendue des désastres et en atténuer un peu les conséquences, mais on ne peut songer à les empêcher entièrement, car on a à lutter ici contre une des forces les plus aveugles et des moins appréciables de la nature.
  - De l’examen même des faits qui se sont passés dans les divers tremblements de terre, tant en Italie qu’en Amérique et au Japon, on peut retirer les données qui doivent servir de base et de guides dans l’étude du nouveau type de construction.
  - Les mouvements sismiques, qu’ils soient ondulatoires ou sus-sultoires, ont pour effet, en secouant horizontalement ou verticalement les constructions, de fissurer et de désagréger les parois, de jeter bas les étages supérieurs, lesquels, effondrant les planchers intermédiaires, viennent écraser et combler les rez-de-chaussée et les caves, )
  - Nous voyons de suite que les conditions désavantageuses des constructions ordinaires sont :
  - 1° La hauteur des édifices qui, relativement à la largeur, ne donne pas une suffisante stabilité;
  - (1) Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils de France, 1883; t. II, p. 378.
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  - 2° La nature des matériaux de maçonnerie ordinaire, qui ne permet pas d’obtenir une cohésion et une solidité suffisantes pour résister aux vibrations sismiques;
  - 3° L’inélasticité des matériaux employés, qui ne permet pas les oscillations sans rupture;
  - 4e Enfin, le poids considérable et l’encombrement des matériaux ordinaires, qui a l’inconvénient, dans le cas d’un écroulement, d’empêcher ou du moins de retarder, en le rendant fort pénible, le déblaiement des décombres.
  - Le raisonnement critique nous conduit donc à poser comme conditions, auxquelles devront satisfaire les constructions, les suivantes : stabilité, cohésion, résistance, élasticité et solidité unies à une grande légèreté. En outre, toutes les parties desdites constructions : parois verticales, horizontales et inclinées (murs, planchers et toitures) devront offrir une grande et solide union entre elles.
  - Il est aisé de reconnaître que les maçonneries ordinaires0sont absolument à proscrire de ce genre de constructions, soit à cause de leur manque de cohésion et d’union, soit à cause de leur grand poids.
  - Les matériaux qui s’indiquent d’eux-mêmes sont le fer et le bois et, en général, les matières légères, fibreuses, élastiques et résistantes.
  - Le béton armé est également tout indiqué car, à l’avantage qu’il offre de constituer des masses monolithiques indéformables et élastiques, il possède, en outre, celui de résister mieux que le fer aux incendies.
  - En 1883, les constructions en ciment et béton armé n’étaient pas encore très répandues, ni même connues, sans quoi je n’aurais pas manqué d’en préconiser l’emploi (1).
  - Les principales modifications à introduire dans les constructions en béton armé seraient les suivantes :
  - 1° Consolider les attaches des planchers et des toitures ou terrasses aux montants et aux murs de la construction ;
  - 2° Les encadrements des baies et les remplissages des parois verticales devront être egalement armés de longues tiges verticales et horizontales ou de grillages, suivant les cas, formant
  - (1) La première construction en ciment armé, édifiée par l’Ingénieur américain W.-E. Ward, à Port-Chester (État de New-York) ne fut en effet signalée qu’à la page 565 du Bulletin de la Société, en 1883, t. Il; et la généralisation de ce nouveau procédé de construction ne s’est effectuée que quelques années plus tard.
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- - une ossature ou armature métallique légèrement flexible et très résistante, comme dans les verres armés;
  - 3° Les fondations devront être formées, autant que possible, d’un plateau ou radier général en béton armé, formant dernier plancher au ras du sol, de manière à empêcher l’écartement des montants ou piédroits et à répartir la charge sur la plus grande surface de terrain possible.
  - Dans la construction d’édifices plus importants on devrait descendre les fondations, en les armant, le plus bas possible, sur le bon sol : roche ou sable ;
  - 4° Enfin, les fondations devront être aussi élastiques que possible, de manière à amortir les secousses.
  - La stabilité des constructions dépendra du profil adopté et des proportions existant entre le plan et la hauteur des édifices. Il
  - serait à souhaiter que les plans carrés et les formes cubiques fussent adoptés de préférence aux formes parallélipipédiques. Le profil ogival ou parabolique répondrait le mieux, pour les coupes transversales, avec deux ou trois étages tout au plus.
  - L’ossature ou carcasse de notre construction-type serait formée d’une série de fermes en fer à I à larges ailes, solidement assemblées par des cornières et des semelles et munies d’entre-
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  - toises également en fer, limitant l’écartement de ces fermes. A la partie inférieure, de solides sablières, formant le cadre horizontal de la construction, entretoiseraient les pieds des fermes.
  - Une fois l’ossature obtenue, un revêtement en bois, formé de planches posées longitudinalement et maintenues entre les ailes des fermes, viendrait compléter la construction intérieure.
  - Extérieurement, et pour éviter l’emploi de tuiles ou d’ardoises qui appartiennent aux matériaux de la catégorie : maçonnerie ordinaire, que par principe nous avons proscrits, on pourrait appliquer un enduit étanche (mortier de ciment, etc.) pour abriter l’intérieur contre les infiltrations des eaux pluviales.
  - Dans les mêmes conditions on pourrait employer le ciment armé en recommandant l’adjonction d’un plancher inférieur et d’attaches solides entre toutes les parois.
  - En cas de secousses, il est aisé de voir que la construction recevrait dans son ensemble la commotion et l’oscillation. La nature élastique du métal, cédant à l’impulsion, neutraliserait en partie l’action destructrice, grâce aux chaînages et aux ancrages.
  - L’édifice Antonelli, à Turin, qui est une construction en maçonnerie armée, de plus de 140 m de hauteur, n’a résisté au tremblement de terre de 1887 que grâce aux solides entretoisements et ancrages de toutes ses parties.
  - Depuis quelque temps on emploie beaucoup des matériaux agglomérés de toutes sortes, moulés et enfilés dans des tiges métalliques formant une solide ossature, comme une véritable cage.
  - Ces matériaux offrent certains avantages et une notable économie sur le béton armé ordinaire en ce qu’ils ne nécessitent pas de coûteux et compliqués échafaudages et caissons. On les moule à proximité des travaux ou sur les chantiers mêmes. Ils ont, en outre, l’avantage de permettre l’exécution de décorations variables, en relief ou avec de la mosaïque, de la céramique, etc., encastrés ou faisant corps avec les éléments mêmes delà construction. Ils peuvent donc être utilement employés, dans les régions sujettes aux mouvements sismiques, en tenant compte des règles générales, ci-dessus établies, de cohésion, de connexion et de solidilé générale.
  - Les agglomérés de liège ou le béton de pierre ponce seraient les plus avantageux dans les régions où on les rencontre en abondance.
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  - Une dernière précaution à prendre pour éviter les incendies et les inondations, à la suite des tremblements de terre, consisterait à réserver des longueurs supplémentaires de tuyaux dans les installations des canalisations intérieures, de manière à donner à ces dernières une souplesse et une élasticité qui leur permettraient de s’allonger et de se déformer sans inconvénients. Sous l’effort des secousses, les anneaux à boudin se dérouleraient et les canalisations s’allongeraient sans se rompre.
  - Les grosses canalisations extérieures devraient être munies de distance en distance de dispositifs d’allongement télescopique et de rotules sphériques.
  - Le Secrétaire Administratif, Gérant,, A. de Dax.
  - IMPRIMERIE CHAIX, rue bergère, 20, paris. — 8728-3-09. — ttncre torilleux).
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- - MÉMOIRES ET TRAVAUX
  - DE LA
  - SOCIÉTÉ
  - INGÉNIEURS CIVILS
  - DE FRANGE
  - FONDÉE LE 4 MARS 1848
  - RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 1860
  - -->-a\S+i2/a——
  - BULLETIN
  - D’AVRIL 1909
  - PARIS
  - HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
  - 19, RUE BLANCHE, 19 TÉLÉPHONE 133-82
  - 1909
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- - L’OR A MADAGASCAR
  - (l)
  - PAR
  - J\J. Oli. MmQUJBT.
  - La question de l’or à Madagascar se relie d’une façon trop intime avec celle du développement économique en général de notre colonie pour qu’il soit indispensable de jeter un coup d’œil sur cette situation économique.
  - A l’heure actuelle, Madagascar se trouve dans une situation un peu difficile, car l’industrie y est encore à l’état embryonnaire et l’agriculture est bien loin d’avoir atteint le développement qu’on peut raisonnablement lui assigner.
  - L’une des grandes raisons de cet état de choses est le manque de capitaux.
  - Les colons qui habitent Madagascar sont venus, pour la plupart, à la suite; de notre armée d’occupation et beaucoup sont d’anciens soldats ayant coopéré à la conquête de Pile.
  - Leur mise de fonds première a été extrêmement modique et elle ne s’est malheureusement pas accrue, malgré les facilités que le Gouvernement a offertes aux colons pour acquérir des concessions agricoles.
  - La seconde grande raison qui paralyse l’essor de Madagascar, est le manque de moyens de transport.
  - Il n’existe actuellement qu’une seule ligne qui soit bien desservie : c’est celle qui relie le port de Tamatave à la ville de .Tananarive et qui possède une double voie de communication, comprenant d’une part, une route carrossable, et, d’autre part, une voie- fluviale navigable, celle du canal des Pangalanes, prolongée par un chemin de fer qui, depuis le commencement de cette année, arrive jusqu’à. Tananarive.
  - (f) Voir Procès-verbal de la séance du 19 février 1909, page 134.
  - Les renseignements et documents ayant servi à établir ce Mémoire, ont été recueillis au cours d’une mission dans File juin-octobre 1908) qui nous avait été confiée par la Société Nantaise des Mines de Madagascar.
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  - En dehors de cette grande ligne, il n’y a aucune route qui soit complètement achevée.
  - On travaille actuellement à la construction d’une route qui reliera Tananarive à Fianarantsoa, mais cette route présente encore de nombreuses lacunes, en particulier au passage des rivières, où il sera nécessaire de construire des viaducs assez importants. La seule portion sur laquelle on puisse circuler aujourd’hui, est celle qui va de Tananarive à Antsirabé et encore l’empierrement de cette portion n’est-il pas complet, si bien que, pendant la saison des pluies, la route devient impraticable pour les chariots et les automobiles.
  - Cependant on peut considérer comme prochain l’achèvement de cette première section et il entre dans les vues du Gouvernement d’affecter au transport des voyageurs, sur la route d’Ant-sirabé — ultérieurement prolongée jusqu’à Fianarantsoa — les automobiles qui, jusqu’à ces derniers temps, transportaient les voyageurs depuis le point terminus du chemin de fer, alors inachevé, jusqu’à Tananarive
  - Ces automobiles sont de grande dimension et peuvent contenir 14 à 15 voyageurs; leur vitesse moyenne est d’environ 20 km à l’heure. Elles ont rendu de très grands services et sont appelées à en rendre d’autres.
  - En dehors de la route de Tananarive à Fianarantsoa, il y a celle de Tananarive à Majunga, à laquelle on travaille actuellement et qui, depuis longtemps, a été réclamée par les habitants de l’ile. Cette route n’est autre que celle qui fut cojistruite par l’Artillerie coloniale lors de la conquête de l’ile. Lorsqu’il sera possible d’établir sur cette route une circulation régulière d’automobiles, les voyageurs arrivant de France par le courrier qui part de Marseille, le 10 de chaque mois, pourront débarquer directement à Majunga et. se rendre par voie de terre à Tananarive, au lieu de contourner en bateau tout le nord de l’ile pour débarquer finalement à Tamatave.
  - Il sera possible également de faire suivre au courrier postal cette même voie, ce qui diminuera les délais de livraison de ce même courrier.
  - Une troisième route est en voie d’achèvementc’est celle qui reliera au port de Mananjary la ville d’Ambositra, chef-lieu de district situé sur la future grande route de Fianarantsoa. *
  - Lorsque ce premier programme sera accompli, des modifications s’ensuivront dans la vie économique de la colonie, mais
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  - ce sera encore insuffisant et, sur ces artères principales, il conviendra de créer de nombreux embranchements.
  - L’une' des conséquences presque immédiates de la création de ces routes sera la possibilité d’amener, à bon compte, à Tanana-rive, les blés que produisent certaines régions du plateau de l’Emyrne; et le pain, qui est presque une nourriture de luxe (son prix dépasse 1 f le kilo), verra son prix s’abaisser à un niveau abordable pour les petites bourses.
  - En outre, les exportations de riz seront rendues beaucoup plus faciles et il y a, à Madagascar, place pour la création d’importantes rizières. Cet article d’exportation pourra devenir pour la colonie la source d’une véritable richesse.
  - Il y a, à Madagascar, tout ce qui est nécessaire pour faire de la culture : il y a de l’humus, du soleil et de l’eau, et il y a des possibilités de développement non seulement pour les cultures tropicales comme le riz, le café, le cacao, le cotonnier, etc., mais aussi pour celle des céréales d’Europe.
  - D’autre part, l’élevage pourra devenir une des grandes industries de Elle et, lorsqu’on aura appris aux indigènes à soigner convenablement les bestiaux, on ne se trouvera plus en présence de bœufs étiques ou de porcs malingres. Dans certains milieux, on se préoccupe déjà de la possibilité d’envoyer en France du bétail malgache, possibilité qui peut devenir demain une réalité, étant donné que nous importons du bétail de l’Argentine et que la distance de transport est singulièrement plus considérable entre la République Argentine et la France qu’entre Madagascar et la Métropole. Mais à l’heure actuelle, ce serait folie de songer à importer chez nous les bestiaux malgaches, car ils ne sont vraiment pas dans un état présentable.
  - D’autres industriels envisagent, d’une façon très sérieuse, la création, dans l’Ile, d’usines pour la fabrication des conserves de porcs; l’approvisionnement de ces usines sera aisé, car le porc est un animal qui s’élève très bien à Madagascar et auquel un peu de soins permettra d’acquérir les qualités nécessaires à l’obtention de bonnes conserves alimentaires.
  - Nous venons de signaler les perspectives économiques de Madagascar, mais ces perspectives ne deviendront des réalités qu’autant que les deux grandes raisons qui paralysent actuellement le développement de Madagascar auront disparu, c’est-à-
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  - dire qu’on aura créé des moyens de transports et importé des capitaux.
  - Or, cette importation de capitaux ne se fera certainement pas directement pour des entreprises agricoles, dont le développement est forcément assez long et pourra paraître au début assez aléatoire.
  - Il faut donc que ce soit l’industrie minière et, en première ligne, l’industrie de l’or, qui attire les capitaux à Madagascar.
  - Or, cette industrie minière comporte des éléments sérieux de développement.
  - On rencontre dans notre colonie des gisements de cuivre et de fer et, tout récemment, on a signalé F existence de gisements de bouille, mais, jusqu’à présent, il ne faudrait pas trop songer à mettre sur pied de telles entreprises, qui nécessitent obligatoirement des transports économiques, soit que l’on veuille simplement exporter le minerai, soit que l’on désire amener sur place du combustible pour le traitement métallurgique.
  - Tout autre est le cas de l’or, qui, lorsqu’il se présente par exemple en alluyions, peut être séparé sans appareils bien compliqués et qui peut se plier à toutes les difficultés de transport.
  - Aussi, et c’est par .là que nous revenons à notre sujet, l’industrie aurifère nous apparaît-elle comme devant être l’avant -pionnière du développement économique de l’Ile de Madagascar^ c’est grâce à elle, croyons-nous, que les capitaux français et étrangers se porteront dans l’Ile et, une fois qu’ils, y seront venus pour les affaires d’or, il sera certainement facile de les y retenir pour d’autres affaires industrielles ou pour des exploitations agricoles.
  - L’or ne sera peut-être pas seul d’ailleurs à avoir ce privilège, car on prépare actuellement la mise en exploitation de gisements bitumineux et pétrolifères dans la région de l’Ouest.
  - Toutefois, ce sera vraisemblablement là une exploitation locale , tandis que les régions aurifères s’étendent à Madagascar sur de vastes périmètres et se rencontrent dans de nombreuses parties de l’Ile.
  - Au surplus, Madagascar est dès aujourd’hui un producteur d’or avec lequel on peut compter. Les statistiques nous apprennent que la production dépasse actuellement 2 000 kg par an, représentant une valeur de fi millions de francs et qu’elle est en voie de progression rapide.
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  - Examinons donc la question de l’or, mais auparavant mous croyons indispensable de présenter un aperçu de la législation minière.
  - Le principe de cette législation est très libéral. Point n’est besoin, comme en France, de recourir à la bonne volonté des propriétaires du sol, ou, en cas de refus, à de longues formalités administratives, pour se livrer à des travaux de recherches. Il suffit de faire une déclaration à l’autorité compétente. Cette déclaration doit être accompagnée de la pose d’un signal qui est constitué par un piquet planté dans le sol, ce signal étant le centre du périmètre de recherches.
  - Le périmètre est constitué par un cercle dont le rayon avait été fixé à l’origine à 1 km, mais qu’une législation récente a porté à 2 km.
  - Dans le langage courant de la colonie, on dit qu’on possède un piquet quand on est détenteur d’un permis de recherches.
  - Les principes que nous exposons ici ne sont d’ailleurs applicables qu’à For, métaux et pierres précieuses.
  - En ce qui concerne les métaux communs, la législation est tout à fait différente.
  - Lors donc qu’un prospecteur croit que telle région est intéressante à examiner, il plante un ou plusieurs piquets et va en faire la déclaration au chef-lieu du district sur le territoire duquel se trouvent lesdits piquets.
  - L’administrateur envoie .la demande au service des Mines, qui est seul compétent pour déclarer si les piquets sont valables ou non.
  - En effet, la validité d’un permis de recherche est soumise -à certaines conditions, en .particulier 11 ne peut y avoir dualité pour la possession d’un permis de recherches et aucun piquet ne peut être planté à l’intérieur d’un périmètre déjà-concédé.
  - Il semble, i-à première, vue, que ce soit là une clause Lacile à être observée par les prospecteurs, mais il faut bien remarquer que souvent les signaux plantés antérieurement ont pu être renversés et, en tout .cas, que dans un pays, aussi, accidenté .que l’est l’Emyrne, il peut se faire que les dénivellations du terrain cachent les signaux et que l’appréciation de la distance de .2don réservée autour de chaque signal soit difficilement appréciable.
  - La possession-d’un permis de ,recherches est soumise an^pnie-meat de Fiinpôt. *Get impôt est ide 100 if pour la première
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- - année, 200 f pour la seconde et 500 f pour la troisième, après quoi le permis de recherches doit être obligatoirement transformé en permis d’exploitation.
  - Afin d’éviter le paiement de la seconde et surtout de la troisième taxe, certains prospecteurs ont formé de véritables associations et imaginé le système suivant : à expiration de la première année, le possesseur laissait tomber son piquet en déchéance et un compère le replantait immédiatement à son nom. En recommençant plusieurs fois de suite, le piquet n’était jamais soumis qu’à un droit de 100 f.
  - Certains prospecteurs même arrivaient à ne rien payer du tout en profitant du délai qui s’écoule entre le moment où le piquet est déclaré et celui où la taxe est payable (ce délai est de quatre à cinq mois). Ne payant point la taxe, leur demande se trouvait par là même en déchéance, mais au jour même où la déchéance existait de fait, un compère reprenait le même piquet à son nom. Bien entendu, pendant les quatre ou cinq mois ainsi gagnés, l’exploitation se poursuivait comme si le permis de recherche eût été valablement accordé.
  - Pour mettre fin à ces pratiques, un nouveau décret vient d’être rendu par le Gouvernement de la colonie.
  - Ce décret impose un délai de deux mois entre la déchéance d’un piquet pour une cause quelconque et le moment où le même piquet peut être replanté.
  - Comme la déchéance du piquet est publiée par le Journal officiel de la colonie et que les prospecteurs suivent attentivement tout ce qui se passe sur les concessions, il est certain que le possesseur d’un bon piquet n’ira jamais le laisser tomber en déchéance pour risquer de se le voir repris par un autre.
  - En outre, le même décret stipule expressément que le prospecteur qui n’a pas de permis de recherches ne peut employer plus de douze bourjanes (c’est ainsi qu’on nomme les indigènes) et, dans aucun cas, ne peut utiliser plus de six bâtées pour ses recherches.
  - Nous avons dit précédemment qu’au bout de la troisième année le permis de recherches devait être transformé en permis d’exploitation.
  - Le périmètre se trouve alors modifié. Au cercle de 2 km de rayon, on doit substituer un rectangle inscrit dans ce cercle, en observant toutefois de rester dans certaines limites de proportion maxima et minima entre les grands et les petits côtés du
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  - rectangle et en orientant obligatoirement deux côtés parallèles du rectangle à la direction N.-S.
  - Ces restrictions ont pour objet de diminuer notablement la portion utilisable du cercle qui constitue le périmètre de recherches et de contraindre en quelque sorte le prospecteur à couvrir toutes les parties utiles de son gisement au moyen de piquets supplémentaires qu’on appelle « piquets de protection ».
  - Au point de vue des taxes minières, le permis d’exploitation donne lieu à la perception d’impôts basés sur le produit des gisements et comportant une taxe de 7 0/0 ad valorem.
  - La perception de cette taxe soulève de nombreuses critiques et l’on a fait remarquer, non sans raison, que, dans beaucoup de cas, un intérêt de 7 0/0 sur le produit brut est prohibitif pour une exploitation.
  - Il serait évidemment beaucoup plus équitable de taxer le produit net et non le produit brut, et il est à souhaiter que les intéressés réunissent en commun leurs efforts pour obtenir cette modification des lois minières de Madagascar.
  - Nous avons terminé ce qui est relatif à la législation minière et nous abordons l'étude des gisements aurifères.
  - L’or se rencontre à Madagascar sous deux formes bien distinctes : dans les alluvions et dans les roches.
  - Nous parlerons d’abord des alluvions.
  - Les alluvions que nous avons eu l’occasion d’examiner sont constitués par une partie riche dénommée dans le langage indigène « fara-tany » et qui est surmontée de terres argileuses dont l’épaisseur est extrêmement variable.
  - Le fara-tany est constitué par un aggrégat de sables argileux et de cailloux roulés. Il repose sur une argile compacte qui a été jusqu’à présent considérée comme le bed rock. Toutefois, l’analyse nous a permis de reconnaître que ce bed rock renfermait encore une petite quantité d’or.
  - Il est donc possible que ce ne soit là qu’un faux bed rock, que cette argile fasse encore partie de l’alluvion et qu’au-dessous on retrouve un nouveau fara-tany.
  - Le temps nous a manqué pour faire des recherches à cet égard, mais nous les entreprendrons lors de notre prochain séjour.
  - La teneur du fara-tany est extrêmement variable. Dans les échantillons que nous avons prélevés, elle a varié de 2 à 6 g d’or à la tonne ; on nous a dit que, dans certaines régions de
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  - l’IIe, ces teneurs se sont trouvées dépassées ; bien entendu, il ne s’agit là que d’un tara-tany normal, car, lorsqu’on tombe sur des poches d’enrichissement, comme cela se rencontre assez fréquemment , la teneur peut s’élever à des. chiffres considérables.
  - Le fara-tany est surmonté, avons-nous dit, de terres argileuses. En certains points, ces terres ont disparu, mais très généralement on les rencontre, se présentant sous forme de falaises, dont la puissance atteint parfois jusqu’à 10 et 20 m.
  - Dans toute la région que nous avons parcourue, ces terres étaient considérées comme stériles, mais un examen soigneux à la bâtée et ultérieurement l'analyse chimique, nous ont permis de reconnaître la présence d’or en grains extrêmement fins et en quantité assez appréciable.
  - A l’analyse, les teneurs de ces terres ont varié entre 0,2 g et 0,5 g à la tonne.
  - Intrinsèquement, cela représente évidemment peu de chose, mais il faut bien remarquer que la présence de ce peu de chose modifie singulièrement les conditions du problème de l’exploitation des alluvions.
  - En effet, on ne peut songer à traiter le fara-tany sans commencer par enlever les terres qui le recouvrent.
  - sOr, il est facile de montrer que la véritable richesse de l’allu-vion réside dans ces terres antérieurement réputées stériles, bien plus que dans le fara-tany.
  - En effet, dans les gisements que nous avons examinés, nous nous sommes trouvés en présence d’un fara-tany «dont l’épaisseur était de 40 cm, alors que la hauteur moyenne des terres qui le recouvraient atteignait 5 m.
  - D’après les analyses des nombreux échantillons que nous avons prélevés, le fara-tany avait une teneur moyenne de 1,6 gr à la tonne, et nous avons pris pour teneur des terres supérieures le chiffre minimum donné par les analyses, soit 0,2 gr.
  - Etant données les épaisseurs du fara-tany et des terres, on voit que, par mètre carré d’alluvion, on se trouve en présence d’un cube «de 0,4 m3 de fara-tany et 5 m3 de terres rouges.
  - Encore faut-il ramener le cube utile du fara-tany à 0,3 m3, pour tenir compte des cailloux qui seront éliminés au traitement.
  - Ces 0,3 m3 de fara-tany, qui correspondent à un poids de 0,6 t, contiennent 0,96 gr d’or.
  - Les 5 m3 de terres rouges pèsent 10 t environ et contiennent 2 gr d’or.
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  - Par conséquent, par mètre carré d’alluvion, les terres rouges fourniront 2 gr d’or et le fara-tany, c’est-à-dire, la partie riche, 96 gr. Dans l’ensemble, on peut dire que les terres fourniront les deux tiers de la production totale des alluvions.
  - Ce simple calcul démontre l’importance considérable de la présence de l’or, même en quantités minimes, dans les terres recouvrant le fara-tany.
  - A un autre point de vue, on peut considérer que chaque mètre cube de terres contient 0,4 gr d’or ayant une valeur de 4,20 f, à raison de 3 f le gramme.
  - Or, les expériences nous ont démontré que, dans les falaises qui bordent les rivières, un homme pouvait facilement abattre par jour 2 m3 de terres, c’est-à-dire produire 2,40 f d’or.
  - En admettant un déchet important au traitement, il resterait encore 2 f d’or au minimum..
  - Or, cet ouvrier est payé 9,-50 f par jour ; il laisse donc un produit net de 1,50 f. Bien entendu, cela ne représente pas le bénéfice final, puisqu’il faut tenir compte du transport des terres jusqu’aux appareils de traitement, et des frais généraux,; mais si l’on avait voulu traiter le fara-tany, il aurait fallu nécessairement enlever les terres supérieures. Pour passer aux appareils 4 m2 d’alluvion, il aurait fallu commencer par enlever 5 m3 de terres qui, supposées stériles, auraient coûté ! ,25 f, à raison d’un abattage de 2 m3 par homme et par jour.; au lieu de coûter 1,25 f, l’enlèvement de ces terres laissera un produit brut de 3,75 f.
  - On voit donc quelle importance il y avait à rechercher la présence de l’or dans les terres surmontant le fara-tany.
  - On peut même affirmer que c’est la présence de cet or, même en petite quantité, qui rend les alluvions exploitables industriellement.
  - Nous passons maintenant à l’étude des roches aurifères..
  - On a nié longtemps l’existence, à Madagascar, de véritables filons, mais il semble qu’on a nié sans preuves, car, jusqu’à ces tous derniers temps, il n’a été effectué aucun travail de recherches sérieux, qui permette d’affirmer que telle eu telle roche, contenant de l’or, était un véritable filon ou .avait une origine hydro-thermale ou sédimentaire.
  - Nous avons eu l’occasion de poursuivre des travaux de recher-
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  - ches sur une formation quartzeuse et nous y avons reconnu tous les caractères distinctifs du filon.
  - D’autre part, il résulte de renseignements qui nous ont été fournis par des personnes compétentes que l’on rencontre, dans d’autres points de l’ile, de véritables formations filo-niennes.
  - L’avenir, sans doute, se chargera de démontrer le bien fondé de cette opinion.
  - Quoi qu’il en soit, et sans faire d’hypothèse sur leur origine, il existe à Madagascar tout un ensemble de roches qui contiennent de l’or à l’état libre.
  - En premier lieu viennent les quartz qui, d’ailleurs, ont été très souvent exploités par les Malgaches.
  - Malheureusement cette exploitation, si tant est qu’on puisse lui donner cette dénomination, a plutôt été un gaspillage qu’autre chose. Nous aurons l’occasion d’y revenir plus loin. >
  - Les quartz aurifères que nous avons eu l’occasion d’examiner ont l’aspect « truffé », c’est-à-dire qu’ils présentent une coloration grisâtre non uniforme, avec des parties plus noires. Si l’on ne se trouvait en présence d’un véritable quartz filonien, on serait tenté, au seul aspect, de rapprocher ces roches des conglomérats aurifères du Transvaal, mais l’analogie s’arrête aux seules qualités extérieures.
  - Les filons que nous avons examinés font partie d’un véritable système de fractures qui se poursuit sur plusieurs kilomètres, et qui est caractérisé par un ensemble de filons presque rigoureusement parallèles, offrant une orientation Nord-Sud, légèrement Est-Ouest.
  - La découverte de ces filons est, d’ailleurs, en général, assez facile car, sous l’influence des pluies torrentielles (jui régnent dans l’île pendant six mois de l’année, il s’est produit dans la région des hauts plateaux de nombreuses dénivellations de terrains et il s’est créé des arroyos qui, dans la saison sèche, sont très généralement à sec, et qui, au contraire, dans la saison des pluies, se transforment en véritables torrents.
  - Ces torrents ont, tout naturellement, donné lieu à des allu-vions, toutes les fois que les arroyos se sont trouvés recouper des roches aurifères, et le mode d’investigation le plus simple consiste à faire des bâtées des sables de ces arroyos en remontant vers leur source ; il arrive un moment où les
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  - bâtées ne fournissent plus de traces d’or. C’est qu’alors on a dépassé le filon.
  - On circonscrit ainsi très aisément le champ où l’on devra opérer des recherches au moyen de tranchées superficielles.
  - La teneur des filons que nous avons eu l’occasion d’examiner est assez variable.
  - Certains ne renferment que des traces d’or, tandis que d’autres fournissent des teneurs allant de 4 à 25 g à la tonne.
  - Après les quartz aurifères, iJ convient de mentionner une formation assez curieuse qui consiste dans des imprégnations de quartz dans des micaschistes.
  - Cette formation a été jusqu’à présent fort peu étudiée, bien qu’elle se rencontre sur d’assez grandes surfaces et qu’elle ait fourni, en certains endroits, une minéralisation vraiment riche.
  - Pour se rendre compte de cette formation, il faudrait évidemment effectuer des travaux de profondeur, mais les détenteurs de permis de recherches ou d’exploitation n’ont cure de procéder à ces travaux. Ils sont obligés de vivre au jour le jour et naturellement de faire de l’or.
  - Jusqu’à présent ils se sont bornés à extraire la meilleure partie de leur gisement, ou plutôt celle où ils ont trouvé de beaux échantillons.
  - A la suite des micaschistes, on peut placer les formations de gneiss aurifères.
  - Ces formations seront sans doute susceptibles un jour de donner lieu à des exploitations suivies, car il ne faut pas oublier que l’étude de certains échantillons de. ces gneiss a conduit M. Lacroix, le savant professeur du Muséum, à déclarer que l’or faisait partie intégrante de ces roches à titre d’élément constitutif.
  - On rencontre également dans la région des hauts plateaux, dans le Betsiriry, une formation qu’on peut rattacher, semble-t-il, à une origine sédimentaire et qui fournit des échantillons d’une richesse exceptionnelle. Cette formation est, à l’heure actuelle, en cours de recherche, mais nous n’avons pu obtenir sur elle des renseignements précis.
  - Enfin, nous terminerons cet exposé des roches aurifères en parlant de la formation très intéressante qui a été découverte, il y a trois ans environ, dans le Nord de l’Ile, dans la région d’An-davakoera, non loin de Diego-Suarez.
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  - Cette formation est constituée par des quartz dont on pourrait assez bien caractériser l’aspect, en disant qu’ils sont « spongieux », c’est-à-dire qu’on y trouve de nombreuses géodes tapissées d’oxyde de fer et dans lesquelles se trouvent généralement de petites masses d’or visible, affectant très souvent la forme de filigranes ramifiés.
  - Cette formation s’est montrée, jusqu’à, présent, d’une richesse incontestable et bien que, jusqu’à présent, on n’y ait travaillé qu’avec des procédés- plus que rudimentaires, la production d’or a été considérable ; elle atteint actuellement 200 kg. par mois.
  - Il est assez délicat de se prononcer sur l’origine de cette formation, qu’on n’a pas encore étudiée en profondeur, mais il semble bien qu’on puisse la rattacher à une origine hydro-thermale.
  - C’est un point qui sera vraisemblablement élucidé au fur et à mesure du développement des- travaux en profondeur. En tout cas il convient de mentionner la mise en marche, très prochaine, sur ce gisement, d’une usine de broyage et d’amalgamation.
  - Cette usine comportera au début 25 pilons et pourra passer environ 100 t par jour.
  - Il sera très intéressant de suivre les résultats qu’on obtiendra en substituant de véritables procédés industriels aux méthodes rudimentaires employées jusqu’à présent.
  - Nous en avons fini avec l’aperçu que nous avons présenté des> gisements aurifères de Madagascar et nous exposerons maintenant l’état actuel des méthodes d’exploitation.
  - Le seul instrument qui ait été employé jusqu’à présent d’une façon courante pour le traitement des alluvions ou des roches, a été la bâtée, et nous n’avons pas, besoin d’insister ici sur le rendement déplorable que peut avoir un pareil instrument, lorsqu’il s’agit de faire non plus des recherches, mais de, l’exploitation.
  - Pour les alluvions, on a bien fait quelques timides essais de sluiees, mais ces. appareils. étaient absolument insuffisants, d’une longueur beaucoup. trop faible (les plus grands ne dépassent pas 30 m) et on n’y employa jamais l’amalgamation.
  - Pour les roches, quelques petites batteries, de 2 ou 3 pilons furent essayées ;; elles, étaient mues simplement par des roues de moulins à eau et les résidus de broyage étaient lavés à la bâtée.
  - Dans la généralité des cas, l’exploitation des roches se. fait
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- - par simple écrasement à la barre à mine, puis porphyrisation des sables résultant de cet écrasement entre deux galets.
  - Il est évident que la quantité de minerai traité par une équipe d’ouvriers est excessivement peu élevée et qu’il y a ainsi un véritable gaspillage de main-d’œuvre.
  - Quant à l’extraction même des roches, elle se fait suivant des méthodes très rudimentaires. Les ouvriers pratiquent des trous dans les roches,, aussi loin qu’ils peuvent aller sans être arrêtés, soit par les eaux, soit par l es éboulements.
  - Ils ne disposent d’ailleurs, pour abattre le minerai, que de La barre à mine.
  - Il y a donc absolument tout à faire au point de vue de l’organisation d’une exploitation industrielle et, jusqu’à présent, aucune expérience n’a été. tentée, sur laquelle on puisse se baser pour affirmer l’exploitabilité ou la non-exploitabilité des gisements de notre colonie.
  - Quant au principe commercial de l’exploitation, il est très simple.
  - Le possesseur' d’un permis de recherches ou d'exploitation livre son gisement aux indigènes ; ceux-ci L’exploitent comme ils l’entendent et vendent à l’exploitant, l’or qu’ils produisent.
  - Le prix auquel cet or est. acheté: par l’exploitant est très variable^ suivant les régions, mais en général il est d’autant, plus élevé que les exploitants de la, région sont plus, nombreux, parce qu’il s’établit très vite une surenchère ; et comme l’or est un produit très facile à dissimuler, que d’autre part l’ouvrier malgache n’est pas précisément des plus scrupuleux, l’or est très facilement vendu en fraude an plus fort surenchérisseur.
  - Il a donc fallu que les exploitants, arrivent à. une sorte d’en-' tente tacite pour leur prix d’achat, mais celui-ci est en général fort élevé.
  - Dans certaine régions des hauts plateaux, il atteint jusqu’à 2,50 fie gramme, et descend rarement au-dessous de 2 f.
  - Au contraire, dans le Nord de l’ILe, il paraîtrait qu’on peut obtenir des prix de 1- f et. 1,50: f.,
  - Or, si l’on songe qu’au prix d’achat de l’or l’exploitant doit ajouter la taxe minière; le salaire et la commission des commandeurs et tous ses frais généraux, on voit que le bénéfice net qui reste* à l’exploitant est extrêmement minime.. Il descend parfois au-dessous de 0,50/f par gramme et dépasse difficilement 1 L v
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  - Dans ces conditions, on s’explique qu’il y ait à Madagascar un aussi grand nombre d’exploitations déficitaires et que les gisements ne peuvent être payants qu’autant qu’ils ont une teneur élevée.
  - Tous ces inconvénients disparaîtront le jour où l’exploitation se fera industriellement et où l’ouvrier sera payé, soit à la journée, soit aux pièces, mais où il n’aura pas le maniement du métal précieux et où toute possibilité de fraude lui sera enlevée.
  - On ne saurait donc se baser sur les résultats obtenus aujourd’hui pour porter la moindre appréciation sur ce que pourra être à l’avenir une exploitation industrielle.
  - Nous avons dit précédemment qu’on ne s’était jamais livré à des travaux de recherche sérieux et continus pour démontrer l’existence des liions dans le sous-sol de Madagascar.
  - La raison en est que la très grande généralité des prospecteurs, pour ne pas dire la totalité, manquent tout à la fois de capitaux et de compétence.
  - Ces prospecteurs appartiennent à toutes les classes de la Société, sauf à celle des mineurs. Le pharmacien qui vous fait une potion, le coiffeur qui vous taille les cheveux, l’hôtelier qui vous héberge, sont tous possesseurs de piquets. Ils les conservent jalousement, souvent sans y faire aucun travail, attendant le moment où une manne de capitaux se répandra sur l’Ile.
  - Quelques-uns de ces prospecteurs, plus hardis que d’autres, ont tenté des travaux de recherche à côté de leur exploitation à la Malgache, mais ils se sont très vite trouvés arrêtés par les difficultés inhérentes à l’art des mines, en particulier par la présence de nappes d’eau souterraines. Certains d’entre eux ont même essuyé des accidents dûs uniquement à leur incompétence dans les méthodes de boisage et de soutènement des terres et c’est à peine si l’on pourrait citer quelques exemples isolés de recherches sérieuses conduites par des gens de métier.
  - Ces recherches ont été entreprises en général par les Sociétés coloniales de l’Ile, mais elles n’ont pas encore été poussées assez loin et, jusqu’à présent, n’ont pas donné de résultats très tangibles. Pourtant certaines de ces ressources ont fait naître de très légitimes espérances.
  - En résumé, la mauvaise réputation acquise par Madagascar dans les milieux industriels et financiers est le. résultat d’une opinion préconçue qui ne se base sur aucun fait d’expérience.
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  - Évidemment, il y a eu à Madagascar des affaires malheureuses et qui ont atteint les capitaux français, en particulier, ceux de la région lyonnaise, mais ce sont là des accidents qu’on aurait peut-être pu éviter et qui, en tout cas, ne prouvent absolument rien à l’encontre des mines aurifères de l’Ile.
  - Le fait tangible, c’est l’existence de gisements alluvionnaires dont la plupart sont exploitables sur une grande échelle par des procédés industriels, et aussi l’existence de gisements filoniens.
  - Ces derniers gisements sont-ils exploitables? Il y a tout lieu de le croire en raison du bon marché de la main-d’œuvre, en raison surtout de la possibilité de se procurer économiquement de la force motrice en utilisant les nombreuses rivières de l’Ile.
  - Toutefois, avant de conclure l’exploitabilité d’un gisement, il y a lieu de faire de nombreuses et patientes recherches, et c’est précisément parce qu’on a voulu aller trop vite qu’on s’est trop souvent trompé ; mais ces travaux de recherches nécessiteront des capitaux, et comme ce n’est pas dans l’Ile qu’on pourra les trouver, il faudra de toute nécessité qu’ils viennent du dehors. Ils trouveront, sans peine, des gisements qui méritent d’être étudiés et, une fois les gisements prouvés au point de vue richesse aurifère, il ne restera plus qu’à solutionner la question de la force motrice et celle de la main-d’œuvre.
  - Celle de la force motrice est résolue d’avance, car il y a peu de pays aussi riches en eau que Madagascar. Dans toute la région des hauts plateaux, les rivières coulent avec un débit très suffisant en saison sèche pour assurer l’alimentation d’usines hydroélectriques de quelques centaines de chevaux. D’ailleurs, les vallées dans lesquelles coulent ces rivières présentent des pentes en général très accentuées, de telle sorte qu’avec des travaux d’art peu considérables, on pourra arriver à aménager des chutes d’eau d’une hauteur assez considérable.
  - Quant à la question de la main-d’œuvre, qui a été si souvent discutée, elle trouvera, elle aussi, une solution facile. Actuellement, dans toute la région des hauts plateaux, on paie couramment l’indigène 0,50 f par jour.
  - Dans quelques points où le climat est particulièrement malsain, et où les vivres sont difficiles à se procurer, ce prix atteint 1 f, mais c’est là un grand maximum.
  - D’autre part, les femmes indigènes peuvent être employées aux travaux de terrassement, et leur salaire varie de 0,30 à 0,50 f par jour.
  - Bull.
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  - Quant au recrutement, lit sera certainement aisé et jusqu’à présent la main-d’œuvre a été très suffisamment abondante.
  - Remarquons, d’ailleurs, qu’une exploitation industrielle exigera relativement moins d’ouvriers que les exploitations actuelles où la main-d’œuvre est gaspillée.
  - On peut toutefois se demander si cette main-d’œuvre pourra être utilement employée dans des travaux de mine ou dans des usines, mais c’est un fait d’expérience, que le Malgache est doué d’un très grand esprit d’assimilation, et qu’il est apte à toute besogne, pourvu toutefois qu’on se donne la peine de lui expliquer nettement ce qu’on exige de lui.
  - Personnellement, nous avons eu l’occasion de constituer des équipes de mineurs qui ont travaillé, et qui travaillent encore aujourd’hui en galeries, et nous n’avons eu qu’à nous louer de cette main-d’œuvre.
  - Nous avons pu aussi former très rapidement des équipes de boiseurs, et nous considérons comme une certitude que la main-d’œuvre malgache donnera un bon rendement dans les travaux de mine.
  - Quant au travail des usines, on pourra le confier aux indigènes de la race ïïova, race particulièrement intelligente, qui fournit une grande partie du personnel de l’Administration, et il y a auj ourd’hui dans l’ile suffisamment d’écoles « professionnelles pour qu’on ne soit pas embarrassé de trouver de bons ouvriers en fer et en bois. ,
  - Nous concluons donc que les données que l’on possède aujourd’hui, sur Madagascar, permettent de considérer que l’on a sous la main les éléments suffisants pour créer des exploitations industrielles de tous ordres.
  - En ce qui concerne l’exploitation aurifère, il existe des gisements qui valent la peine d’être étudiés. Nous ne nous prononcerons évidemment pas sur leur exploitabilité, car il faut auparavant y avoir pratiqué des travaux- de recherche suffisants, mais c'est déjà beaucoup que d’être autorisé à dire que ces gisements justifient des travaux de recherche et, encore une fois, ce qu’il faut viser, ce n’est pas seulement lie développement des exploitations aurifères de Elle, mais aussi le développement économique général du pays, développement qui a besoin de capitaux considérables et qui ne trouvera ces capitaux qu’autant qu’ils auront été appelés dans Elle par des exploitations rapidement rémunératrices, comme celle de l'or.
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- - SA MESURE A CHAUD ET A I- RO lit(1)
  - PAR
  - JM. Félix ROBIN
  - 'On nomme ^.déformations •&.& la matière les variations -de volume que celle-ci éprouve sous l’influence des actions mécaniques.
  - U élasticité, la plasticité et la dureté sont les trois propriétés générales qui entrent en jeu dans ees déformations.
  - L a d .mr et é .
  - La notion <de lat.dure^;®ûus est familière ; nous en avons une idée très simple par l’expérience journalière.
  - Il en est autrement lorsqu’on veut établir scientifiquement cette (propriété de la matière ; on se trouve devant un problème très difficile à résoudre : :1a mesmre de lu dureté.
  - En langage «dinair-e, on ffiit que le splus dur de ideux corps est celui qui pénètre.l’autre ou qui est pénétré moins que l’autre par un troisième sous une même (pression ; ou bien celui qui, pour une même empreinte due à ce troisième corps, nécessite la pression la (plus élevée.
  - M. ©smond définit la duretéla propriété de résister plus ou moins aux déformations permanentes sous l’action de forces plus ou moins grandes : ce serait la propriété que possèdent les corps solides à un degré variable, de défendre l’intégrité de leur forme contre les causes de déformation, et l’intégrité de leur substance contre les causes de division.
  - La mesure de la .dureté de la matière doit donc être la mesure des déformations produites par une action déterminée sur cette matière.
  - Il n’existe malheureusement pas de manière unique de déformer
  - (1) Voir Procès Yerfealtideda séaneeMim !19 mars,;page §00.
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  - les corps, il en existe une infinité : la dureté devra donc être déterminée par rapport à chaque mode de déformation.
  - Gomme on l’a dit, les corps qui se déforment avant de se rompre n’ont pas de chiffre de dureté, mais des lois de dureté (1).
  - Mesure de la Dureté.
  - On détermine la dureté par la mesure de la pénétration d’un corps dans un autre.
  - Dans le procédé de striage, le corps se meut à la surface de la matière étudiée et on mesure une rayure.
  - Dans le procédé de pénétration, le corps ne change pas sa position sur la surface à essayer et on mesure les dimensions d’une empreinte.
  - Procédé de striage. — Les modes de striage employés jusqu’ici sont nombreux.
  - L'échelle de Mohs, connue en minéralogie, distingue dix duretés correspondant à dix corps caractéristiques allant du talc (dureté 1) au diamant (dureté 10). La place d’un corps dans cette échelle est déterminée par le fait qu’il est rayé par celui qui le précède et qu’il raye celui qui le suit.
  - Ce procédé, beaucoup trop rudimentaire, ne permettrait pas de classer des corps tels que les aciers. Le procédé de rayure actuel est le suivant : une pointe de diamant est chargée d’un certain poids et raye le métal soumis à l’essai. On mesure soit la charge nécessaire pour obtenir une rayure d’une certaine largeur, soit la largeur de rayure obtenue sous une charge constante.
  - Le microscope sert à l’évaluation de la largeur de rayure ; cette dernière est produite d’une façon précise par un scléro-mètre (Scléromèlre Turner, Martens). '
  - Procédé de pénétration. — Dans ce procédé, on fait pénétrer un corps plus dur dans le corps soumis à l’essai ; cela statiquement ou par choc.
  - Le procédé ne donne des résultats comparables qu’avec des conditions opératoires identiques et avec l’emploi d’un même poinçon. Les principaux poinçons qui ont été employés sont les suivants :
  - (1) Tassily : Etude des propriétés physiques des alliages métalliques.
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  - Avec le poinçon K (fig. 7), on mesure le diamètre de l’empreinte ; avec M, sa longueur; avec A et R la pression nécessaire pour produire une fente dans les corps fragiles, ou la première empreinte permanente dans les corps résistants. Dans l’emploi du poinçon C, on détermine le volume de l’empreinte: avec P, placé obliquement, le nombre de pointes pénétrant sous un choc déterminé (1).
  - Dans le procédé de pénétration par choc, on doit faire en
  - M
  - Fig. 1.
  - sorte que les masses frappantes et résistantes des appareils soient dans les mêmes rapports les unes avec les autres.
  - La bille remplace le poinçon dans l’essai le plus employé actuellement. On mesure le diamètre de l’empreinte (B, fig. 7).
  - Rebondissement. — La hauteur de rebondissement d’une bille d’acier trempé sur la surface polie du corps en essai caractérise la dureté superficielle et peut être employée avec succès pour les aciers (2) (S, fig. 7).
  - Enfin, la dureté pourrait se qualifier par l'usure.
  - Il existe beaucoup de modes d’usure, il doit donc en résulter de nombreuses méthodes d’essais : celles-ci ont été peu éludiées jusqu’ici.
  - (1) Essais des Matériaux, de Martens, traduction P. Breuil.
  - (2) Revue de Métallurgie, M. de Fréminville, 1908.
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  - Valeur des' Méthodes.
  - La méthode* scléromêtrique ai permis; de se faire- ume idée simple d'e la dureté de là matière. M. Benedicksi (4) applique: aux métaux la loi des gaz, d’Avogadro : « La pression des gaz. croit proportionnellement au nombre de! s;es molécules, pour des volumes égaux et à la même température. »
  - La pression
  - cte x poids spécifique poids atomique
  - Les coefficients de la dureté et de la pression interne étant égaux, à une constante près, on aurait : coefficient de dureté
  - A _ cie x PJ‘ spécifique pds atomique
  - Ce rapport est la concentration atomique, d’où ; dans les corps simples, la dureté serait proportionnelle à la concentration atomique.
  - La loi serait analogue pour les alliages. La dureté de ceux-ci serait proportionnelle à la pression osmotique de l’élément dissous.
  - Ces résultats expliqueraient comment l’acier au tungstène doit être moins dur que l’acier au chrome parce que la pression osmotique du chrome est plus grande que celle du tungstène. De même l’aluminium rend le cuivre plus dur que ne le fait l’étain. Enfin l’hydrogène dissous accroît fortement la dureté du fer..
  - Cette loi n’est exacte qu’à la condition que toutes les molécules soient véritablement dissoutes dans le métal.
  - La règle des. mélanges: peut être appliquée pour, déterminer la dureté, , elle n’est toutefois pas absolue.,
  - La méthode. SGlémmétrique manque de commodité e.L de. sensibilité. Dans notre étude des variations de dureté d’un même métal en fonction de. la température et des.traitements thermiques., nous n’avons, pas pu, l’employer. La méthode de la bille, au contraire,, nous* a donné dés- résultats assez,, satisfaisants* Aussi approfondirons-nous, dans ce qui suit, .la|jvaleur de cet, essai.
  - (1) Revue générale des Sciences, mai 1901.
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  - Tableau de M. Benedicks.
  - Coefficients de Dureté et Concentrations atomiques.
  - POIDS- spécifique POIDS ATOMIQUE COEF- FICIENTS DE DURETÉ observés CONCEN- TRATIONS ATOMIQUES calculées
  - Mn 8,01 55 0,1456 0,1457
  - Co 8,S 58,8 0,145 0,1446
  - Ni 8,28 58,8 0,1410 0,1408
  - Fe ...... . 7,7 . 66. 0,1375 0,1375
  - Cu ... ...... 8,66 63,4 0,136 0,1364
  - Po . . 11,8 106,1 0,12 0,1107
  - Pt ...... . 21,5 / 7 197,4 0,1107 0,1090
  - Zn . 65,2 0,1077 0,1077
  - 1 Tn 7,28 74 0,0984 0,0983.
  - Au 19,3 197 0,0979 0,098
  - Ag 10,4 108 0,099 0,0963
  - Al 2,25 27,4 0,0821 0,0824 ,
  - Cd 8,6 lia 0,076 . 0,0868 .
  - Mg; . . 1,74 24 i 0,0726 0,0726
  - Sn 7,2 118 0,0651 0,0619
  - Tl . 11,86 204,2 0,0565 0,574
  - Pb 11,38 207 0,057 ! 0,055
  - 1 Na '. 0,93 23,3 0,04 ’ 0,0401
  - Ca ...... . 1,58 40 0,0405. 0,0394
  - K. ... . * . . 0,86 39,1 0,023 0^0221
  - C diamant . . ., ) ; . 3,5 12 0,301 0:,2917
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- - 438 —
  - Dans la Méthode de la bille, ou essai de Brinell, on fait pénétrer dans le corps en essai une bille plus dure que lui.
  - A une pression déterminée P, maintenue un certain temps sur la bille, correspondra, une empreinte d’équilibre de diamètre d : on appelle dureté la pression unitaire correspondante s’exerçant sur la calotte sphérique de contact de la bille et du corps en essai. .
  - L’essai simple de compression ne suffit pas pour mesurer la dureté. C’est un essai de pénétration qui caractérise la viscosité de la matière, les métaux étant assimilables à des liquides de grande viscosité.
  - La dureté ainsi déterminée varie avec la charge de la bille.
  - Comme l’indique M. Meyer (1), la courbe représentant ce fait a été déterminée par Hertz pour une matière qui suivrait la loi de Hook. D’après les expériences, cette loi ne se vérifie que poür une faible charge. A partir d’une certaine valeur de la pression, la courbe change de direction. On a cherché quelle partie de cette courbe doit caractériser le mieux la dureté, ce qui revient à chercher si l’on doit exercer une grande ou une petite pression sur la bille.
  - La relation entre la pression et le diamètre de l’empreinte de la bille peut s’exprimer par l’expression :
  - P — adn
  - où P est la charge appliquée sur la bille, d le diamètre d’empreinte, a et n sont des coefficients.
  - Les constatations expérimentales ont donné les résultats suivants :
  - 1° Sur les métaux, les valeurs de a sont comprises entre 20 et 270 et la valeurs de n entre 1,91 et 2,38 ;
  - 2° L’exposant n ne dépend, pour un même métal pur, que de son état physique ;
  - 3° Si l’on rapporte les coefficients de dureté à un même diamètre d’empreinte, les variations de dureté d’une matière sont proportionnelles à celles de sa limite d’élasticité.
  - Pour la plupart des métaux n est > 2, les coefficients de dureté augmentent avec la charge appliquée sur la bilie.
  - D’après M. Kürth (1), la matière soumise à l’essai est exposée
  - (1) Zeitschrift des Vèreins Deutscher Ingenieure, 1908.
  - (1) Laboratoire de l’École royale technique de Berlin. — Revue de mécanique, 1908.
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- - — 439 —
  - à des changements continus par le fait des déformations permanentes, et plus ces déformations sont grandes, plus la matière se rapproche de son état final, correspondant à l’énergie de cohésion maxima, correspondant à une ténacité nulle. Dans cet état, la matière se briserait sans déformations permanentes mesurables; le cas se rapproche de celui des verres.
  - Il en résulte que plus la bille entrera profondément, plus la matière en contact se rapprochera de son état final et moins le coefficient de dureté caractérisera l’état momentané de la matière.
  - D’autre part, M. E. Meyer a examiné l’allure du changement d’état et du changement de dureté correspondant. Pour obtenir une relation entre la dureté et la résistance à la traction, il est nécessaire de connaître la dureté à la bille de la matière dans son état initial, par conséquent d’adopter la profondeur de pénétration la plus faible pour la bille.
  - Le rapport de la résistance à la traction à la dureté à la bille varie pour une même matière, suivant son état mécanique (par exemple entre 0,3 et 0,4 pour le nickel).
  - M. Kürth a enfin vérifié que ce rapport semble le même pour deux mélaux au même état d’écrouissage, pourvu qu’on prenne des coefficients de dureté se rapportant à des empreintes égales et non aux mêmes charges.
  - Remarque.
  - — \
  - Friesendorff a donné là formule de dureté 5=4-----où m
  - est la constante de Poisson et E le module d’élasticité.
  - Le diamètre d’empreinte est proportionnel à y/T. d’après les formules de Hertz, avant d’atteindre la limite d’élasticité. Gela conduit à l’emploi des plus petites pressions.
  - Malheureusement cela conduit à une distinction difficile entre les divers aciers. Cette dureté, mesurée par la pression unitaire régnant au milieu de la surface de pénétration au moment où la limite d’élasticité du corps est dépassée, s’applique aux verres, où cette limite est marquée par l’apparition d’une fissure circulaire. La dureté est alors la résistance à la pénétration sous la pression la plus forte possible.
  - Les diagrammes reliant le diamètre d’empreintes à la pression sur la bille ont une forme parabolique (fig. %).
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- - — 440 —
  - Nous avons cherché :
  - lü S’il n’existe pas une pression limite, facilement mesurable, pour laquelle' la bille ne détermine pas d’empreinte permanente dans le métal : cette pression caractériserait la dureté ;
  - 0 100 200 500 W 500'
  - Fig. 2. — Variation du diamètre de bille en Jonction de la pression.
  - 2° Si la courbe reliant les efforts aux diamètres n’a pas, aux basses pressions, un coude nettement observable et caractéristique de chaque métal.
  - La figure 3 représente cet essai exécuté jusqu’à 500 kg sur les surfaces polies des métaux ; il semble qu’une pression même très faible détermine déjà une empreinte permanente; en outre, le coude n’est pas nettement observable.
  - On remarque que les courbes du cuivre ont une allure différente.
  - Les variations des nombres- de dweîè (ou pressions unitaires) en fonction de la pression sur la Mlle donnent des résultats semblables.
  - La figure 4 représente les courbes tracées par Meyer, en pre-
  - P
  - nant pour nombre de dureté les courbes relatives aux mé-
  - 4
  - taux cuivreux se remarquent par leur allure spéciale.
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- - Dureté jai2 Diamètres Din.
  - doux
  - Aciers
  - Pression.
  - Fig. 3. — Diamètres d’empreintes de bille aux faibles pressions.
  - Acier dur
  - Cuivre
  - Pression
  - Fig. 4.
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- - — 442
  - En prenant pour nombre de dureté g-, S étant la surface de la
  - calotte sphérique d’empreinte, ces courbes se rapprochent de droites horizontales.
  - Le nombre de dureté dépend du rayon p de la bille : il croît quand p diminue ; cela nous semble naturel, car la bille agit alors plus en profondeur, pour la même surface, la matière se comprime plus sous la bille et offre plus de résistance.
  - M. Benedicks a trouvé que les courbes de dureté en fonction de la pression, à condition de prendre pour mesure de la dureté
  - nées d’un métal à celle d’un autre, en les multipliant par un facteur constant (les tangentes relatives à une même abscisse se rencontrent sur l’axe des abscisses).
  - M. Meyer a comparé entre eux quelques procédés sur diverses substances métalliques; ses principales conclusions sont les suivantes :
  - Dureté par cylindres croisés et dureté à la bille.
  - 1° L’essai de dureté par cylindres croisés donne des nombres inférieurs à ceux de l’essai à la bille ;
  - 2° Les nombres de dureté croissent un peu plus vite avec la charge dans le premier cas que dans le deuxième ;
  - 3° Les métaux sont rangés dans un ordre différent dans les deux essais.
  - Dureté à la rayure et dureté à la pointe conique d’angle d’ouverture = 90 degrés :
  - 1° Le nombre de dureté à la pointe est à peu près constant pour des pressions variables ;
  - 2° Les courbes de dureté à la pointe en fonction de la dureté à la bille sont des droites, différentes si on mesure la dureté à égalité d’empreinte ou à égalité de pression.
  - Dureté scléromélrique (Martens) et dureté (\ la bille (Brinell) :
  - 1° La dureté sclérométrique est plus élevée que la dureté à la bille jusqu'à une dureté assez grande, à partir de laquelle l’inverse se produit ;
  - 2° Les métaux ne sont pas rangés dans le même ordre dans les deux systèmes de mesure.
  - Ce dernier point, la classification des matières métalliques diffé-
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- - — 443 —
  - rente suivant le procédé de mesure, nous montre le défaut de comparabilité des méthodes et la difficulté d’établir un essai unique et définitif pour la dureté.
  - Scientifiquement, il est naturel de penser que deux façons différentes d’agir sur la matière qualifient des propriétés différentes, que, par défaut de précision, nous rangeons sous l’expression unique de dureté.
  - Les mêmes constatations et le même raisonnement s’appliquent à Yusure et à ses essais.
  - Le diamètre de bille le plus pratique et le plus employé pour les aciers est 10 mm : tous nos essais ont été effectués avec une bille de ce diamètre, en prenant pour expression de la dureté la
  - ., . P
  - pression unitaire
  - O
  - Cette méthode ou méthode de Brinell, appliquée à des essais comparatifs sur les aciers, nous a donné les meilleurs résultats au point de vue de la facilité d’exécution et de la précision.
  - Récemment, M. Martens a apporté une précision nouvelle à ces essais en mesurant la hauteur de la calotte sphérique d’empreinte de la bille à de faibles pressions.
  - Mesure de la dureté des aciers en fonction de la température.
  - L’étude des variations de la dureté en fonction de la température présente un très grand intérêt pour les fers, fontes, aciers, les bronzes et alliages durs. L’intérêt de la question nous a été signalé par M. Breuil, chef de la section des métaux au Laboratoire d’essais du Conservatoire des Arts et Métiers, où nous avons pu exécuter ces travaux, grâce aux nombreuses ressources que présente ce laboratoire.
  - Le but pratique de ces recherches a été de trouver et d’utiliser une méthode simple et assez précise pour permettre d’apprécier la façon dont se comportent à chaud et à froid des métaux destinés à travailler à différentes températures.
  - Parmi ceux-ci, les plus importants à étudier sont lés aciers de tour, aciers durs au carbone, aciers spéciaux, aciers à coupe rapide : les fontes, aciers et alliages des organes de machines susceptibles d’échauffement ou des appareils travaillant à très basse température.
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- - — 444 —
  - Les outils de tour trempés se détrempent en service, en fonction de la température de leur échauiïememt et du temps pendant lequel ils sont soumis à cette température. Les essais que nous avons exécutés permettent de s’en rendre compte d’une façon quantitative et de juger de la valeur des métaux.
  - Enfin, comme nous l’avons entrevu, la variation de dureté semblant corrélative de la variation de résistance à la traction, 1 cette dernière,, si indispensable pour le calcul des pièces, pourrait se déduire des résultats numériques üe nos essais.
  - Au point de vue théorique, les variations de dureté, mesurées d’une façon .assez précise, donnent d’utiles indications sur la variation de la constitution de la matière en fonction de la température. Dans les aciers, en particulier, nos essais ont pu mettre en évidence les changements des constituants caractérisant leur traitement thermique et dontl’étude estsilmportante aujourd’hui.
  - Exécution des Mesures.
  - Les mesures de dureté à la bille ont été effectuées.à l’aide de la machine de Brinell ; la pression sur la bille est obtenue par une pompe à huile, la pression est lue sur un manomètre (fig. 4, PI. 486).
  - La pression couramment employée était de 3 000 kg, la bille de 10 mm de diamètre. Aux températures élevées, la pression a du. être abaissée à 1 500 kg ou à 1 000 kg ; cela diminue en ce point la comparabilité des essais.
  - Enfin, quelques essais aux températures supérieures à 1000 degrés ont été faits par la méthode dynamique, c’est-à-dire par empreinte au mouton de choc ; la non-comparabilité de cette méthode avec celle, de l’empréinte statique n’a permis d’avoir qu’une idée de l’allure de la courbe à ces hautes températures.
  - Mesure de la ïembéatüre.
  - La Température a été mesurée par le couple Le Chatelier, les cônes de Seger, les bains métallique,e .et le thermomètre. Aux basses températures, les expériences lOnt été effectuées facilement ; les métaux, en blocs carrés de 25 ;mm de côté et 4 à 6 cm de longueur, ont été placés dans les mélanges réfrigérants appropriés. Ceux-ci étaient contenus dans un bac de iei* entouré
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  - de calorifuge et placé sur l’enclume de la machine, préalablement recouverte de flanelle.
  - La température était lue au thermomètre à alcool ou a toluène servant d’agitateur dans le réfrigérant.
  - A la température de — 20 degrés environ, nous n’avions pas d’indication pour j uger de la température des blocs immergés ; nous les aVons laissés trois quarts d’heure dans le bain agité.
  - Aux températures plus basses, les bains employés entraient en ébullition vive au contact du métal immergé ; nous admettions que la température du bain était atteinte par le bloc quand le bouillonnement avait cessé autour de l’échantillon depuis quelque temps.
  - La température — 20 degrés a été obtenue par le mélange glace et chlorure de calcium.
  - La température — 80 degrés a été atteinte par la neige carbonique placée dans l’alcool.
  - La température — 185 degrés était donnée par un mélange d’oxygène et d’azote liquide, très riche en azote (on sait que l’oxygène bout à — 182 degrés et l’azote à — 194 degrés) (1).
  - Les expériences à1 chaud ont embrassé L'intervalle de température de 10 à 900 degrés.
  - Des causes d’erreurs dans les mesures.
  - 1° La bille froide pénétrant dans le métal chaud, ou la Mlle à la température ambiante pénétrant dans le métal froid, donne une empreinte à une température inconnue et s’exerçant sur une succession de couches du métal à des températures variant de la surface au cœur.
  - Pour éviter en grande partie cet Inconvénient, la bille était portée à une température voisine de celle du métal à étudier : aux basses températures, en plongeant préalablement dans le réfrigérant; aux hautes températures, en la laissant le temps nécessaire èn contact avec un bloc porté an ronge, dans lequel on l’enfonçait sous pression. La bille, alors détrempée, ne peut plus servir pour des essais à froid.
  - 2° Le refroidissement rapide du corps crée des différences de températures entre sa surface et son milieu, feus avons opéré, soit
  - (1) Expériences exécutées à t'usine de ta Société «UAir liquide *.
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  - en plaçant la pièce dans la magnésie et en suivant sa température sur un appareil enregistreur (pyromètre Le Ghatelier, enregistreur Callendar), soit en encastrant la pièce dans un barreau volumineux et en suivant sa température avec un pyromètre Féry étalonné convenablement.
  - L’acier doit être chauffé uniformément au four ; en outre, on doit l’y remettre après chaque mesure, et non pas étudier la pièce pendant son refroidissement, qui est toujours différent du cœur à la surface.
  - 3° Des erreurs sont dues à la forme de l'empreinte. Celle-ci doit toujours être la même pour obtenir des essais comparatifs : les bords doivent être nets, sans rebords.
  - Deux erreurs, enfin, nous semblent inévitables aux extrémités de l’échelle des duretés :
  - a) Aux duretés Brinell dépassant 700, la bille n’est plus assez indéformable, son aplatissement donne lieu aune empreinte peu
  - P
  - profonde et large ; la mesure de -g est inexacte. La sensibilité de
  - la méthode est à ce moment très peu satisfaisante.
  - b) Vers 1 000 ou 900 degrés, sur certains aciers mous, l’empreinte s’enfonce dans le bloc en déprimant les régions voisines de plus en plus en fonction du temps.
  - Si l’essai était très intéressant industriellement à ces températures, la méthode du mouton de choc donnerait satisfaction à la condition de mesurer exactement le rebondissement à chaque essai et d’encastrer fortement la pièce à essayer.
  - On ne peut songer, comme nous avons essayé de le faire, à étalonner le mouton sur différents métaux froids, en vue de faire correspondre chaque diamètre d’empreinte à une dureté, car Dévaluation, exacte du travail du mouton n’est possible qu’avec la mesure du rebondissement, différent sur chaque substance.
  - Remarque.
  - Les bains ou témoins métalliques employés aux températures peu élevées étaient les métaux purs suivants : étain, plomb, zinc, bismuth, antimoine (1).
  - La dureté a été mesurée dans tous ces essais, perpendiculairement au sens du laminage.
  - (1) On trouvera quelques détails sur certains points des études suivantes dans les numéros de décembre 1908 et de février 1909 de la Revue de Métallurgie.
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- - 447
  - Étude des aciers au carbone.
  - . En 1905, Brinell a déterminé la dureté comparative d’un acier acide et d’un acier basique entre 0 et 1 200 degrés en employant la bille de 15 mm et la pression de 2 000 kg. M. Demozay (2) l’a étudiée sur des aciers au carbone, au chrome et à coupe rapide à quatre températures, de 10 à 400 degrés.
  - En prenant les précautions précitées, nous avons pu construire des courbes de dureté caractérisant des lois propres à chaque nature de métal.
  - Dureté a chaud.
  - A 15 degrés, les aciers naturels se classent à peu près selon leur teneur en certains éléments, particulièrement en carbone (fig.5),
  - C 1,8
  - \
  - 50
  - 0” 100 200 300 MO 500 600 : 200 800 900
  - Températures
  - Fig. 5. — Aciers au carbone bruts de forge. ’
  - depuis la dureté 100 de la ferrite (fig. ,2, PL 486) jusqu’aux du-, retés voisines de 250 de la perlite (fig. 3, PL 486). L’acier diminue de dureté et présente un minimum vers 100 degrés.
  - (2) Revue de Métallurgie, septembre 1,907.
  - Bull.
  - 30
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- - — 448—
  - La dureté remonte ensuite pour atteindre un maximum vers 250 degrés. La courbe, en s’abaissant, présente alors une ondulation dont la place est très variable suivant les aciers. Elle est faible pour le fer et pour l’acier très carburé.
  - Lac ourbe descend ensuite d’une façon soutenue et se dirige vers un point de l’axe des températures voisin de 1 500 à 1 600 degrés.
  - Vers 850 degrés, ces aciers ont à peu près la même dureté; vers 1 000 degrés, leurs duretés,, très peu différentes,, semblent être rangées dans l’ordre inverse du début. Les points; de fusion, ou de dureté nulle, sont en effet d’autant plus bas que la teneur en carbone est plus élevée, et expliquent ce résultat.
  - Remarques.
  - 1° Dans l’acier brut de forge, on a parfois, au début, une chute de dureté brusque qu’on ne trouve plus dans le même acier recuit ; cela tient peut-être au finissage des barres et à la façon de les parer, qui leur communique une sorte de dureté factice.
  - 2° Des aciers de même provenance et de composition chimique voisine sont reconnaissables à leurs variations parallèles. Les aciers du four électrique présentent peut-être le maximum de dureté.
  - 3° Les aciers recuits donnent des courbes situées, au-dessous, des courbes des métaux naturels jusque vers 700 degrés.
  - Dureté a froid.
  - En 1905, M. Hadfield, au cours d’un mémoire sur la résistance à la traction des aciers dans l’air liquide (1), a mesuré la dureté à la bille à —182 degrés d’une série d’aciers, ce qui lui permit d’affirmer la croissance de la dureté aux basses températures.
  - Nos expériences nous ont amené à constater que la dureté croît en général doucement à — 20 et à — 80 degrés, puis se relève rapidement aux environs de cette température pour atteindre une valeur élevée quand Facièr est plongé dans l”air liquide.
  - (1) Journal of the Iron and Steel Institute, 190a.
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- - — 449 —
  - Ce phénomène est général pour les métaux; l’antimoine brut durcit fortement: d’autres métaux, Al, Cu, Pb, Sn,Ni, etc., ne durcissent pas beaucoup en valeur absolue.
  - Si l’on envisage l’accroissement proportionnel de dureté rapporté à la dureté à 15 degrés, on trouve que le plomb, comme l’étain et] le fer, ont également doublé de dureté dans l’air liquide.
  - Les courbes des aciers au carbone se divisent nettement en deux séries : les aciers sans cêmentite libre et les aeiers à cêmentite (fig. 4,
  - PI. 486). Les métaux de moindre dureté de ces deux groupes de courbes semblent durcir d’autant plus vite dans le froid (fig. 6).
  - Courbes d’alLer et retour.
  - Il est très intéressant de suivre les variations de dureté d’un acier en fonction des températures croissantes, puis décroissantes. En général, la courbe de retour des aciers au carbone naturels ou peu recuits est en dessous de celle d’aller.
  - Dans un acier recuit, les sinuosités semblent moins ac-
  - Fig. 6. — Variations de dureté des aciers au carbone aux basses températures.
  - cusées que dans un acier naturel. Elles existent cependant toujours, comme nous l’avons constaté, dans un acier recuit fortement dix fois.
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- - — 450 —
  - Nomenclature des aciers étudiés.
  - ANALYSE c Mn Si P S
  - C 2 . . . 2 017 0,284 0,253 0,013 0,017
  - C 1.08 1,08 0.297 0,125 0,012 0,02
  - G 1,8 18 0.15 0,15 0 012 0,000
  - C 1,2 1,2 » » » »
  - C 1,1 1,1 » » » »
  - C 0,77 0,773 0,409- 0,14 0,022 0,018
  - C 0,0 0,0 0,72 0,11 » »
  - G 0,5 0,515 0,425 0,055 » »
  - C 0,7 0.7 0,53 0,338 0,077 0,053
  - C 0,50 0,50 0,71 0,070 0,052 0,051
  - C 0,52 0,525 0,55 0.32 traces 0,01
  - C 0,45 0,45 » » $ ” »
  - C 0,38 0,38- 0,30 0.22 0,077 0,038
  - demi corroyé, demi-A. doux 0,13 0,43 0,50 0,000 traces
  - C 0,07 0,073 0,104 0,070 0,018 0,02
  - F2 corroyé 0,04 0,144 0,111 » »
  - C 0,08 . . . ' 0,082 0,43 » 0,(05 »
  - G 0,12 L 0,125 0,20 » 0,02 0,033
  - Étude des aciers spéciaux.
  - Nous avons eu en vue, comme précédemment, de chercher dans des essais purement comparatifs, l’influence de la composition chimique des aciers sur leurs variations de dureté en fonction de la température.
  - Les chauffes et les mesures ont été faites à peu près dans le même temps et les mêmes conditions.
  - Les conclusions suivantes peuvent être tirées des résultats obtenus :
  - 1° Les éléments additionnels des aciers spéciaux diminuent et par-
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- - fois annulent les variations de dureté du début des courbes, entre 0 degré et 500 degrés (fig. 1).
  - Ils ont plus ou moins tendance à maintenir constante la dureté jusqu’à la chute caractéristique de chaque acier.
  - 2Ü A chaque température, certains éléments maintiennent mieux que d’autres la dureté. Ainsi jusqu’à 600 degrés, l’élément qui semble le plus favorable à la conservation d’une dureté élevée est le Molybdène puis viennent le Tungstène, le Vana-
  - Fig 7. — Variations de dureté de quelques aciers spéciaux naturels.
  - dium, etc. Vers 1 000 degrés le nickel à haute dose (25 à 30 0/0) maintient le mieux la dureté, ainsi que l’ensemble Cr, Tu. La dureté est alors double de celle des aciers au carbone. Mn et Si produisent des effets analogues.
  - Aux basses températures, l’acier au chrome semble subir les plus fortes variations. Les aciers au Tu, Mo et Va durcissent bien moins, ainsi que les aciers à coupe rapide.
  - 3° Comme dans les aciers au carbone, les aciers recuits que nous avons étudiés durcissent plus aux basses températures que les mêmes uciers naturels.
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- - 452
  - Aciers au nickel et au manganèse, polyédriques.
  - Au point de vue de la théorie des constituants de l’acier, il est intéressant d’étudier les variations de dureté de ces aciers spéciaux, chaque transformation, qu’on peut suivre au microscope, étant accompagné, en général, d’une variation d’allure de la courbe de dureté.
  - Aux températures croissantes, les aciers au nickel à haute teneur
  - 350
  - a\ \
  - IV 25 m
  - Températures
  - Fig. 8. — Aciers au nickel : a, apparition du magnétisme ; d, disparition du magnétisme ; m, action du martelage.
  - varient très peu de dureté. Aux basses températures il en est tout autrement si l’acier magnétique est transformé par le froid. L’acier N 25, par exemple (fg. 8) durci par un recuit à l’air, non transformé à — 80 degrés, se transforme dans l’air liquide ; sa
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- - — 453 —
  - dureté augmente fortement, et, au retour à là température ambiante, sa dureté est encore élevée. On constate alors que cet acier est martensitique et magnétique ; il perd cette constitution vers 650 degrés.
  - L’acier N 27, à plus haute teneur en nickel que le précédent, n’est pas transformé dans l’air liquide.
  - Ces aciers ont été martelés en vue de chercher si l’écrouissage détermine un effet semblable. Leur dureté à la bille s’est fortement augmentée et a été amenée à ce qu’elle est après transformation par l’air liquide. Cet écrouissage, caractérisé par les slip-bands de la masse, s’est produit sans transformation mar-tensi tique et magnétique.
  - Des effets analogues se produisent avec les aciers au manganèse .
  - Aciers a coupe rapide.
  - Les effets de certains corps sur la conservation à chaud de la dureté des aciers peuvent s’ajouter dans certains cas.
  - Ainsi, le chrome et le tungstène forment la classe bien connue des aciers à coupe rapide employés comme outils de tour.
  - Ces aciers très durs même bruts de forge, ont une inertie caractéristique envers les changements ; le temps intervient alors d’une façon importante dans leurs transformations, la solubilité des grains de carbure (fig. 5 et 6, PL 486) étant faible.
  - En opérant dans les mêmes conditions de chauffage et de temps de traitement que pour les autres aciers, nous avons pu faire les remarques suivantes :
  - 1° Les aciers recuits présentent quelquefois un minimum de dureté vers 150 degrés ; il est très faible. La chute est lente, en général jusqu’aux environs de 600 degrés. A ce moment, a lieji leur chute de dureté, assez brusque, à une température d’autant plus élevée que la qualité de l’acier est meilleure.
  - La descente des courbes semble d’autant plus vive qu’elle se 'rapporte à un acier plus dur ; les courbes se croisent aux environs de 800 degrés et les aciers prennent à peu près l’ordre de dureté inverse du premier. ’
  - 2° L’allure des courbes est la même pour les .aciers à coupe rapide trempés. L’acier conserve sa dureté jusqu’à 600 degrés, dureté suffisante pour couper tout acier recuit.
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- - L’influence clû temps est à ce moment assez grande. Des mesures méthodiques sont intéressantes à entreprendre pour qualifier sur ce point les aciers à coupe rapide. A 450 degrés, par exemple un acier à coupe rapide trempé a baissé de 70 (nombre de dureté) en une heure.
  - La dureté est encore suffisante pour la coupe, mais, à des températures plus élevées, la dureté doit décroître assez pour arrêter le service de l’outil.
  - 3° On obtient à peu près la même dureté du métal par des trempes convenables sur les aciers à coupe rapide et les aciers durs ordinaires. Mais les premiers perdent un excès de dureté vers 100 à 150 degrés; leur dureté stable est inférieure à leur dureté directe après trempe.
  - 4° L’influence de l’addition de certains éléments dans ces aciers s’étudie très facilement par cette méthode ; ainsi 0,25 Ya ajoutés à l’acier G 0,6 Gr 6 Tu 18 indiquent nettement l’avantage de cette addition au point de vue de la valeur de l’outil (fîg. 9).
  - La figure 10 compare un acier au chrome-silicium à l’acier à coupe rapide courant (les pointillés indiquent les courbes de retour à partir d’une certaine température).
  - Nomenclature des aciers spéciaux étudiés.
  - ANALYSE CHIMIQUE C Mn Si p s Cr Tu
  - C 0,6 Cr 6 Tu 18. 0,65 0,208 0,041 0,014 0,018 6,06 18,5
  - C 0,5 Cr 3 Tu 44. 0,5 0,18 0,6 0,018 0,015 3,2 14
  - C 1 Cr 8 Tu 21. . 1 . 0,15 0,55 » » 8 20,8
  - Cr 4 Tu 11 )) » )) » » 4 11
  - Cr 6 Tu 21. . . . )) » )) » )) 6,5 .21
  - C 1,18 Cr 1,37 . . 1,18 0,305 0,208 0,01 0,012 1,37 » ’
  - C 0,8 Cr 0,9 . . . 0,803 0,185 0,132 . 0,004 0,008 0,95 »
  - N 23 ; . 0,8 » » » )> 2 Si = 22 à 24
  - Les autres aciers, non figurés, ont à peu près la composition qu’indique leur appellation.
  - Gertaines fontes subissent la trempe, telle que la fonte coulée en coquille. Le constituant de cette dernière (fig. 7, PL 486) présente, entre autres, la particularité d’être d’une très grande dureté à l’usure et d’une faible dureté à la bille.
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- - Aciers
  - 0.25 Va
  - 100 500
  - Températures
  - Fig. 9. — Emploi du vanadium dans les aciers à coupe rapide.
  - A rierC 0.5 5Crll
  - .Amer \t!15 Si 2.
  - 0° lOO 200 SOO 100 500 S00 'MO 800 900
  - Fig. 10. — Comparaison de deux aciers de tour. Trait continu: courbes d’aller. Trait discontinu : courbes de retour.
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- - — 456 —
  - Aciers trempés.
  - Les aciers au carbone trempés ont une dureté stationnaire entre — 20 degrés et + 150 degrés environ. Parfois on trouve un léger accroissement de dureté vers 100 degrés (fig. 44). L’outil se détrempe entre 200 et 300 degrés : passage de la martensite (fig. 8, PL 486) à la sorbite (fig. 9, PL 486). L’étude de la détrempe se fait
  - û 100 aoo • '300 MO 500 600 200 800 300
  - Températures
  - Fig. 11. — Comparaison des variations de dureté moyennes des aciers à outils.
  - par les courbes d’aller et retour construites jusqu’aux différentes températures croissantes. Le temps de séjour à une température donnée diminue progressivement la dureté. Les courbes de variation de la dureté en fonction du temps à une température donnée donnent des indications utiles et très intéressantes.
  - Aux basses températures, les aciers trempés augmentent de dureté. Il n’a pas été possible de faire des mesures exactes pour les aciers très durs, l’essai Brinell ne donnant plus de précision aux duretés supérieures à 700 et la bille cassant à chaque essai. La malléabilité doit décroître à ces températures, comme nous l’ont indiqué de nombreuses ruptures des pièces en essai.
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- - — 457 —
  - Des essais sur des fers et aciers extra doux, trempés très fortement, nous ont montré que eei état n’influait pas sur la variation de dureté au froid.
  - Effets des traitements des Aciers trempés.
  - La courbe de retour d’un acier au carbone trempé normalement est toujours au-dessous de celle d’aller : l’acier se détrempe. Pour des trempes anormales, il en est tout autrement.
  - Uaustènite, caractéristique des aciers très carbures trempés à 'très haute température, se transforme en martensite par refroidissement à l’air liquide, et en troosto-sorbite par le chauffage.
  - Dans les deux cas, il se produit un accroissement de dureté. Pour ces études, les aciers sous forme de petits blocs entaillés ont été trempés vers 1150 degrés à l’eau froide, rompus en leur milieu et étudiés par empreinte parallèlement au sens du laminage, contrairement à ce qui avait été fait pour les autres études.
  - Les plages austénitiques des aciers à 2 0/0 et à 1,8 0/0 de carbone, peu nombreuses et très difficiles à étudier, ont présenté des variations analogues à celles des aciers au nickel ou au manganèse, indiquant leur nature semblable, conformément aux théories de M. Osmpnd.
  - Les courbes de variation de dureté en fonction de la température donnent, au point de vue scientifique, des indications très intéressantes sur les constituants stables seulement dans certaines conditions de température et de milieu, nous faisant prévoir, par Analogie, l’existence possible d’états particuliers que nous ne pourrions étudier que sur le métal chaud ou froid, vu au microscope.
  - Effet du traitement par le froid. — M. Hadfield avait constaté que’, sauf l’exception des aciers au carbone, nickel et manganèse de propriétés particulières, la résistance à la traction des aciers ne varie pas après le traitement par l’air liquide. L’examen microscopique ne révèle, en effet, pas de changement.
  - Nous avons dû conclure par nos études à Vaccroissement, très faible, il est vrai, de la dureté de tous les aciers étudiés, sauf quelques exceptions comme les aciers au Mo à 2 et à 1 0/0 Mo, et facier au silicium.
  - Au point de vue scientifique, il est intéressant de relier ce fait
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- - à un écrouissage, possible par le traitement brusque du métal aux régions où la mobilité de ses particules est peut-être difficile.
  - Cependant, on ne peut songer à une utilisation industrielle de ce traitement, car l’augmentation de dureté est extrêmement faible, la méthode de Brinell étant même bien peu sensible pour en rendre compte.
  - Conclusion.
  - 1° Au 'point de. vue industriel, l’essai de dureté en fonction de la température donne des renseignements utiles sur l’état des métaux et alliages.
  - 2° Ces essais simples peuvent servir aux industriels pour
  - ~1Û0° 0° 11)0 -200 300 400 500 S00 '200
  - Températures
  - Fig. 12. — Exemple de variations de dureté d’aciers spéciaux trempés.
  - étudier certains aciers spèciaux et les aciers à coupe rapide au point de vue de la conservation de leur dureté avec la température et avec le temps. Par des essais comparatifs, ils se rendront compte de la valeur de leurs outils.
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- - — 459
  - La qualité d'un acier de tour peut se caractériser par l’aire limitée par sa courbe de dureté à chaud jusqu’au rouge sombre seulement, Dans ces conditions, les éléments les plus favorables à l’usage actuel des outils de tour semblent être Mo, Tu, Gr et Va (fig. 42).
  - 3° L’étude de la dureté aux températures élevées peut être intéressante au point de vue des conditions de .forgeage, cintrage et traitement mécanique à chaud des aciers, comme au point de vue des bronzes, alliages et fontes travaillant à chaud.
  - 4° Les variations de dureté à chaud semblent, dans certains cas, être corrélatives des variations de résistance à la rupture à chaud. En employant le coefficient de Brinell déterminé à la température ordinaire, on peut avoir une idée de la charge de rupture à une température quelconque, l’essai de dureté à chaud étant plus rapide et moins coûteux à exécuter que l’essai de traction correspondant ;
  - 5° Il est intéressant d’étudier, au point de vue scientifique, l’allure des courbes des différents métaux et alliages. Les expériences aux basses températures pourraient être poursuivies aux températures de l’hydrogène et de l’hélium liquide ; elles donneraient peut-être, avec nos déterminations, des idées sur Y étal solide dans
  - ces conditions et des indications utiles sur la constitution de la
  - #
  - matière.
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- - DE LA
  - COMPRESSION DE LA VAPEUR
  - APPLIQUÉE A L’ÉVAPORATION™
  - PAR
  - Jean REY
  - CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES SUR LA COMPRESSION DE LA VAPEUR
  - L’histoire des progrès de la science n’est antre que celle de la tendance de l’esprit humain à l’économie de la pensée.
  - Les théories scientifiques basées sur l’expérience, sans nous faire connaître l’essence des phénomènes observés, nous permettent d’établir des relations entre ceux que nous connaissons et d’en prévoir d’autres que l’observation nous révèle ensuite.
  - Tandis que l’ingénieur cherche à utiliser, d’une manière toujours plus économique, les forces naturelles, le physicien lui apporte les principes indispensables pour le guider au milieu de la multitude des faits observables.
  - Rien n’est plus instructif à cet égard que la théorie thermodynamique de la vapeur d’eau dont les conséquences ont pour les praticiens une si grande importance.
  - Les propriétés de ce fluide une fois connues et résumées dans le diagramme entropique, ce remarquable outil intellectuel, il devient possible de prévoir les résultats de nouvelles expériences et de calculer le. rendement mécanique d’opérations complexes où l’utilisation de l’énergie du fluide joue un rôle capital.
  - Je m’attacherai ici aux phénomènes qui accompagnent la compression de la vapeur d’eau et je chercherai à montrer les côn-
  - (1) Voir Procès-verbal de la séance du 19 üiars 1909, page 203.
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- - séquences économiques de l’emploi de ce fluide comprimé par son mélange avec un flux de vapeur vive qui lui communique son énergie cinétique.
  - Travail de compression.
  - La vapeur d’eau se surchauffe par la compression; elle se condense par la détente lorsqu’elle effectue un travail extérieur.
  - Pour la comprimer, c’est-à-dire pour augmenter sa pression, quel est le travail théorique qu’il faut lui fournir?
  - Le diagramme entropique qui résume, sous une forme simple, les principales propriétés du fluide, permet de le calculer facilement.
  - Soit T1 la température de la vapeur saturée avant la détente,
  - Fig. 1.
  - et T2 la température après la détente qui est supposée adiabatique. Si, avant la détente, la vapeur est exactement saturée, le point figuratif se trouvera, en G (fig. è)mr après la détente, il sera venu en 1>.
  - Le travail de détente sera représenté par l’aire ABCD.
  - Supposons maintenant qu’on prenne de la vapeur non exactement saturée* c’est-à-dire partiellement humide, à la température T2 et, représentée par le point D, et qu’on la comprime adia?-hatiquement jusqu’à la pression correspondant à Tlr le point
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  - figuratif viendra en G et le travail de compression sera égal au travail de détente précédent et représenté par l’aire DGBA.
  - Au contraire, supposons la vapeur à la température T2, exactement saturée, le point figuratif en E, et comprimons-la adia-batiquement à la pression pit le point figuratif se transportera en F, sur la courbe GF qui représente l’état de surchauffe de la vapeur à la pression pv Le travail de compression n’est plus alors représenté par l’aire ABCD, mais par l’aire plus considérable ABCFE.
  - Calculons maintenant le travail théorique correspondant à la compression adiabatique de 1 kg de vapeur, soit exactement saturée après l’opération de compression, soit prise exactement saturée avant l’opération, et, par suite, surchauffée au terme de cette évolution.
  - Le nombre N de calories correspondant à la première de ces opérations est donné par la formule générale ou par les abaques d’un usage courant maintenant dans les calculs de turbines à vapeur. Je le désignerai par le symbole Nj*.
  - Pour avoir le travail de compression dans le cas de la surchauffe, il faut y ajouter l’aire DCFE du diagramme.
  - Si l’on appelle CTO la chaleur spécifique moyenne de la vapeur surchauffée à la pression et Ts la température de surchauffe que la vapeur atteint après la compression,
  - Le travail total de compression, dans le cas de la surchauffe comptée en calories, est donc :
  - Le travail de compression d’une vapeur exactement saturée, qu’il s’agit de comprimer de la pression p2 à la pression pit est donc plus considérable que si la vapeur est partiellement condensée à la pression inférieure p2.
  - Lorsque les pressions p{ et p2 sont assez voisines, le travail de compression avec surchauffe est fort peu différent du travail sans surchauffe. Gette différence croît avec l’écart de T4 et de T2.
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  - Cas pratique.
  - Prenons, par exemple, de la vapeur d’eau exactement saturée à la température centigrade t2 = 106 degrés, ou absolue T2 = 379 degrés.
  - Détendons-la adiabatiquement jusqu’à T4 = 373 degrés, ou q = 100 degrés.
  - La pression absolue /q = 1,276 kg et la pression p2 — 1,033 kg.
  - Les tables ou les abaques donnent, pour le travail de détente ABGD Nj| = 8,33 calories pour un poids de 1 kg.
  - La vapeur une fois détendue est humide et renferme une proportion d’eau égale à :
  - DE
  - AE
  - = 1,24 0/0.
  - Inversement, la compression de vapeur d’eau à la pression atmosphérique, soit 1,033 kg, renfermant 1,24 0/0 d’humidité jusqu’à la pression de 1,276 kg, produira de la vapeur exactement saturée à la température de 106 degrés, en consommant un travail de 8,33 calories par kilogramme.
  - Si la vapeur à comprimer est exactement saturée à la pression atmosphérique, en appliquant la formule ci-dessus, on trouve que :
  - Ts — 392°74, pour CTO = 0,50 calorie.
  - Le travail de compression total ainsi calculé est de 8,57 calories au lieu de 8,33 calories dans le premier cas, soit un excédent de 2,75 0/0.
  - Dans les limites choisies, on voit que le supplément de travail dû à la surchauffe est presque négligeable, mais il n’en est pas de même de réchauffement qui atteint 392° 74 — 379 degrés = •13° 74, soit une quantité fort sensible au point de vue des applications.
  - Puissance théorique nécessaire pour la compression.
  - En conservant les limites précédentes, il est facile de calculer la puissance en chevaux nécessaire pour comprimer 1 000 kg de vapeur à l’heure, par exemple. Si l’on suppose que la compression sera intermédiaire entre les deux états que nous venons Bull.
  - 31
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  - d’analyser, il faudra donc 8,45 calories par kilogramme, soit 8 450 calories pour 1 000 kg, soit enfin une puissance de 13,33 ch pendant l’heure considérée.
  - Ce chiffre théorique est déjà important.
  - Si l’on tient compte maintenant du rendement des appareils compresseurs, la compression de la vapeur est une opération qui peut sembler onéreuse au point de vue de la dépense de force motrice. Nous allons voir, néanmoins, qu’avec les perfectionnements apportés récemment, elle permet de réaliser des économies notables de combustible.
  - Utilisation de la compression dans l’évaporation des liquides
  - EN VUE DE RENDRE CETTE OPÉRATION PLUS ÉCONOMIQUE.
  - Les industries basées sur l’évaporation des liquides aqueux sont actuellement nombreuses; il suffit de citer la sucrerie, la raffinerie, la distillerie, la fabrication du sel marin et des sels divers, la fabrication des colles, gélatines, extraits tannants, du. lait concentré, etc. Enfin, une foule d’industries chimiques où l’utilisation de sous-produits exige l’évaporation de quantités considérables de liquides consommant beaucoup de charbon.
  - Historique.
  - L’idée de comprimer la vapeur obtenue par évaporation pour utiliser ses calories en la conduisant dans l’appareil évapora-toire lui-même est déjà ancienne.
  - En 1838, l’un de nos compatriotes, Pelletan, prenait un brevet dans ce but, en employant, pour la compression, l’énergie d’un jet de vapeur vive.
  - Pour comprendre le mécanisme de cette opération, supposons que nous réalisions l’évaporation d’un liquide à 100 degrés et sous la pression atmosphérique. La vapeur produite aura donc 100 degrés et une pression de 1,033 kg.
  - Si nous voulons la condenser dans le même appareil en utilisant ses calories, il faut nécessairement que nous élevions sa température, de façon à lui permettre de céder ses calories au liquide qui bout à 100 degrés, car aucun échange de calories ne peut se faire entre deux fluides sans un écart de température.
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  - Or, pour élever la température de la vapeur produite, il est nécessaire de la comprimer, toute élévation de pression correspondant à une élévation de température.
  - Si nous reprenons l’exemple calculé plus haut, et si nous supposons la vapeur comprimée à 1,276 kg et exactement saturée, la température qu’elle atteindra après la compression sera de 106 degrés.
  - Nous disposerons ainsi d’un écart de 6 degrés entre la vapeur comprimée et le liquide à évaporer. Cet écart sera suffisant pour condenser la vapeur comprimée au contact des surfaces actives de l’appareil évaporatoire et lui permettre de vaporiser, à son tour, un poids de liquide égal au sien.
  - Le bénéfice économique de ce cycle est facile à calculer : si nous prenons un appareil à simple effet, où nous supposons, pour simplifier, en négligeant les pertes, que 1 kg de vapeur qui se condense dans la chambre' de condensation, évapore 1 kg de liquide placé dans la chambre d’ébullition, en produisant 1 kg de vapeur à 100 degrés, et que nous supposions encore que, par un procédé quelconque, nous puissions comprimer, sans perte d’énergie, 1 kg de vapeur de 100 à 106 degrés; cette compression obligerait à dépenser un travail théorique correspondant à 8,33 calories, comme nous l’avons calculé plus haut.
  - Le kilogramme de vapeur ainsi comprimée, en se condensant, produirait, par évaporation, 1 kg de vapeur à 100 degrés.
  - Donc, tandis qu’avec l’opération primitive, nous consommions 1 kg de vapeur vive pour vaporiser 1 kg, en employant la compression, 1 kg de vapeur vive permettrait de vaporiser 2 kg de liquide. D’où une économie de 50 0/0 dans l’opération.
  - Si on effectue le calcul sur les calories en jeu, on trouve, en partant d’eau à 15 degrés employée dans les chaudières et portée à 106 degrés, qu’il faut dépenser 623 calories par kilogramme d’eau pour évaporer 1 kg du liquide à traiter.
  - Avec la compression à 100 0/0 de rendement, il faudra dépenser 623 calories + 8,33, soit un total de 631,33 calories pour évaporer 2 kg du liquide, c’est-à-dire 316 calories par kilogramme au lieu de 623, comme dans la première opération. On réalisera donc une économie de 49 0/0.
  - Les chiffres qui. précèdent montrent immédiatement l’intérêt considérable qui s’attache aux procédés basés sur la compression de la vapeur*
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  - Néanmoins, la tentative de Pelletan, pas plus que les travaux des inventeurs qui cherchaient à résoudre le môme problème à l’aide d’un appareil injecteur, n’eurent aucune suite, faute de pouvoir obtenir un rendement dynamique suffisant avec un tel dispositif.
  - Les seules applications que l’on puisse citer de la compression de la vapeur jusqu’à ces dernières années furent réalisées avec des compresseurs à piston.
  - En 1853, Rittinger fit, à Vienne, des essais d’application de la compression à l’évaporation des eaux extraites des salines. 11 opérait à l’aide d’un compresseur à piston. Ces essais échouèrent complètement à cause de l’encrassement des surfaces de chauffe par les matières incrustantes traitées.
  - En 1875, Piccard reprit cette idée, et grâce à une disposition spéciale de la surface de chauffe, il réussit à faire fonctionner pratiquement un appareil qui constitue la première application industrielle de ce principe.
  - Cet appareil, muni d’un compresseur à piston, utilisait une puissance hydraulique.
  - Diverses applications de son système furent faites : en 1881 et 1882 dans des salines à Bex (Suisse), à Maixe (France, Meurthe-et-Moselle), en Allemagne, à Ébensée et Schœnebeck.
  - Plus récemment, en 1886, une saline munie d’appareils Piccard fut installée de toutes pièces à Salies-du-Salat, dans la Haute-Garonne, avec compresseurs à piston actionnés par turbines hydrauliques.
  - J’ai repris, en 1903, les idées de Pelletan, et avec la collaboration de nos collègues, MM. Prache et Bouillon, j’ai pu effectuer de longues èt minutieuses recherches sur le fonctionnement des appareils à jet, dans les ateliers de notre Maison.
  - Nous sommes parvenus, après trois années d’essais, à créer un appareil que j’ai dénommé « thermo-compresseur », et dont le rendement, qui dépasse de beaucoup celui des injecteurs employés jusqu’ici dans l’industrie, a permis d’appliquer la compression de la vapeur d’une manière vraiment pratique dans les industries évaporatoires.
  - MM. Prache et Bouillon exposeront plus loin les résultats pratiques obtenus, comparés à ceux que peuvent donner les appareils usuels à effets multiples les plus perfectionnés.
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  - Étude des divers procédés de compression de la vapeur.
  - La compression de la vapeur peut être réalisée, à l’heure actuelle, de deux manières différentes : à l’aide d’un compresseur mécanique comprenant une partie mobile et une partie fixe, ou à l’aide d’un compresseur thermique à jet ne renfermant que des parties fixes et agissant par les réactions propres de la vapeur vive sur la vapeur entraînée.
  - Le premier système comprend les compresseurs à piston et les turbo-compresseurs ;
  - Le second système, les thermo-compresseurs.
  - 1° Compresseurs a piston.
  - L’emploi des compresseurs à piston n’est possible que si l’on dispose d’une source d’énergie à peu près gratuite ou si le charbon est à très bas prix.
  - La compression de la vapeur dans un cylindre lui communique un degré de surchauffe tout à fait nuisible au bon rendement de l’opération; il est facile de s’en rendre compte : toute perte de rendement, dans un appareil de ce genre, se traduit par une quantité équivalente de chaleur produite, qui est employée, pour la plus grande partie, à élever la température de la vapeur.
  - Ainsi, en reprenant l’exemple calculé plus haut, de vapeur saturée comprimée de 1,033 kg à 1,276 kg, la compression adiabatique élève sa température en la surchauffant de 13°,74.
  - Si le compresseur a un rendement de 50 0/0, le travail consommé par la compression sera de 16,90 calories sur l’arbre de l’appareil.
  - En défalquant du chiffre des pertes les calories entraînées au dehors par le refroidissement propre de l’appareil,.qui représente au maximum 30 0/0 de ce total, il reste 6 calories équivalent des pertes du compresseur employé à surélever la température de la vapeur comprimée.
  - La chaleur spécifique de la vapeur pouvant être prise en moyenne dans les limites de cette opération égale à 0,50, on voit que la surchauffe atteindra 13°,7 + 12 degrés, soit, au total,
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  - 26 degrés environ. Cette surchauffe, non seulement gêne la lubréfaction et augmente les frottements, mais elle rend la condensation de la vapeur comprimée surchauffée plus difficile et exige des surfaces évaporatoires beaucoup plus grandes.
  - A Salies-du-Salat (Société des Salins du Midi), on évalue à 150 ch la puissance nécessaire à un compresseur comprimant 1000 kg de vapeur à l’heure, de la pression absolue de 0,85 kg par centimètre carré à la pression absolue de 2,30 kg. Le travail de compression théorique étant de 66,20 ch, on voit que le rendement du compresseur ne dépasse pas 44 0/0. La surchauffe est considérable, puisqu’elle atteint théoriquement 72°,4 et, si l’on tient compte du rendement du compresseur, plus de 140 degrés.
  - Pour la réduire, il est nécessaire de saturer la vapeur à l’aide d’injection d’eau, procédé difficile à appliquer, irrégulier, et qui n’oblige pas moins à exagérer les surfaces de condensation.
  - L’emploi de la force hydraulique disponible à Salies-du-Salat justifie seul l’installation par compresseurs à piston, dont le prix est considérable à cause des dimensions des appareils et de leurs frais d’entretien.
  - Si l’on supposait le même compresseur conduit par une machine à piston à condensation, dont le rendement thermique total serait de 50 0/0, c’est-à-dire qu’il utiliserait 50 0/0 de l’énergie de la vapeur, le rendement de l’ensemble atteindrait donc 0,44 X 0,50, soit 22 0/0.
  - La pression de la vapeur motrice étant de 6 kg effectifs et le vide de 0,60 m de mercure, la consommation de vapeur par cheval utile en vapeur comprimée et par heure serait de 4 9 kg
  - q ^ = 22,30 kg, la consommation par clieval théorique étant, d’après les tables, de 4,9 kg.
  - Pour 1 000 kg de vapeur à comprimer à l’heure de 100 à 106 degrés, il faut 13,30 ch ; le groupe considéré consommerait donc 13,30 X 22,30, soit 296 kg de vapeur vive, laquelle serait entièrement perdue au condenseur.
  - Si l’on suppose, d’autre, part, que la machine motrice du compresseur travaille sans condensation, son rendement atteindra 55 0/0 dans les conditions normales ; le rendement total du groupe s’élèvera alors à 24 0/0 ; la consommation de vapeur sera, toutefois, plus forte, la consommation théorique, pour une chute de 6 kg effectifs à la pression atmosphérique, étant de
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  - 8,26 kg par cheval-heure. On trouvera ainsi que la machine motrice consommera 34,4 kg par cheval-utile en vapeur comprimée, ce qui représente, pour 13,3 ch, 458 kg de vapeur vive pour 1 000 kg de vapeur comprimée à l’heure.
  - Ledit groupe à piston avec machine à vapeur à condensation vaporisera donc 3,38 kg de liquide par kilogramme de vapeur vive abandonnée au condenseur.
  - Sans condensation, 1 kg de vapeur vive vaporisera 2,18 kg, mais on aura disponible, à la pression atmosphérique, 1 kg de vapeur ayant servi dans la machine motrice.
  - Ce résultat serait acceptable au point de vue de la consommation de charbon, si la solution par compresseurs à piston n’exigeait pas des machines d’un poids, d’un encombrement, d’un prix d’installation et d’entretien tout à fait inabordables dans la plupart des cas où le volume à évaporer est considérable.
  - Examinons maintenant l’emploi du turbo-compresseur, qui n’a point encore été employé jusqu’ici pour la compression des vapeurs.
  - 2° Turbo-Compresseur.
  - Le turbo-compresseur se compose d’une turbine a vapeur actionnant directement sur son arbre un compresseur multicellulaire dont les roues mobiles sont traversées en série par le flux de vapeur à comprimer ; chaque roue forme un étage de compression et la vapeur qui les traverse successivement élève peu à peu sa pression jusqu’à la pression finale à la sortie de l’appareil.
  - Si l’on suppose que la turbine à vapeur motrice est établie à condensation, on pourrait obtenir avec cet appareil, d’une façon normale, un rendement thermique pratique de 55 0/0.
  - Le compresseur multicellulaire convenablement calculé peut atteindre également un rendement de 55 0/0 pour un fluide peu dense comme la vapeur d’eau, exigeant, par suite, des roues de grand diamètre avec l’inconvénient des grandes surfaces de refroidissement. Le rendement global du groupe turbine à vapeur et compresseur sera donc de 0,55 X 0,55 soit 30 0/0.
  - En supposant que l’on parte de vapeur à 6 kg effectifs détendue jusqu’à un vide de 90 0/0 dans la turbine, il faudra 14 kg de vapeur pour produire un cheval utile en vapeur comprimée par heure.
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- - — 470 —
  - En nous reportant à l’exemple calculé plus haut, soit 1 000 kg de vapeur à comprimer par heure, la consommation totale sera donc de 14 X 13,3 soit 186 kg de vapeur vive à l’heure.
  - 1 kg de vapeur vive comprimera donc 5,35 de vapeur entraînée, mais elle sera entièrement perdue au condenseur.
  - Si nous supposons maintenant que la turbine motrice fonctionne sans condensation, son rendement baissera et ne dépassera pas 50 0/0; le rendement global tombera à 27 0/0. Dans ces limites, la consommation théorique étant de 8,25 kg, il faudra 30 kg par cheval utile en vapeur comprimée pour 1 0Ü0 kg de vapeur à comprimer par heure ; la consommation de vapeur vive atteindra donc 400 kg de vapeur à l’heure;
  - 1 kg de vapeur vive comprimera donc 2,5 de vapeur et il restera disponible 1 kg à la pression atmosphérique.
  - Les résultats économiques du turbo-compresseur seraient donc assez favorables si le phénomène de la surchauffe ne rendait pas l’utilisation de la vapeur comprimée particulièrement difficile.
  - L’énergie perdue dans le compresseur rotatif se transformant en chaleur, il est facile de voir que l’excès de surchauffe atteindrait ici 13°,8 dans les limites de pression choisie.
  - En partant de vapeur saturée à l’origine de la compression, on arriverait ainsi à une surchauffe de \ 3,7 -f- 13,8 soit 27°,5, chiffre beaucoup trop élevé.
  - Les dimensions des compresseurs multicellulaires devant comprimer de la vapeur à basse pression sont considérables. Le prix d’achat et l’entretien de ces appareils deviennent fort élevés lorsqu’il s’agit d’opérations portant sur des poids aussi considérables que l’évaporation de liquides ou de jus industriels.
  - La solution du problème de la compression des vapeurs par l’emploi de turbo-compresseurs se heurte donc aux mêmes difficultés que pour l’emploi de groupes à piston, la difficulté de la surchauffe restant entière.
  - On a proposé de chercher à saturer la vapeur pendant sa compression à l’aide de jets d’eau lancés dans le compresseur, mais les praticiens familiers avec les questions de mélanges des fluides n’ignorent pas que les résultats à espérer de ce procédé sont des plus médiocres, la vapeur d’eau surchauffée et les jets liquides n’offrant aucune tendance à un mélange intime.
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- - 3° Thermo - Compresseur.
  - L’appareil que j’ai dénommé « thermo-compresseur » et dont l’étude a été suivie avec un soin particulier par MM. Prache et Bouillon, qui ont effectué plusieurs milliers d’expériences, est constitué essentiellement par une tuyère de détente où la vapeur motrice prend une vitesse correspondant à la chute de pression qu’on lui fait subir.
  - La veine ainsi détendue vient agir dans un mélangeur de forme spéciale où a lieu l’entrainement de la vapeur à comprimer et où s’effectue son mélange avec la vapeur motrice.
  - Le mélange des deux fluides pénètre ensuite dans une tuyère de compression avec diffuseur, où l’énergie, cinétique du mélange se transforme peu à peu en pression pour aboutir à l’orifice de sortie de l’appareil, de façon à obtenir une veine fluide homogène à la pression demandée.
  - Je ne me propose pas, dans le présent travail, d’étudier les phénomènes complexes qui se produisent dans cet appareil. Chacun des deux fluides moteur et entraîné varie à la fois dans sa pression, sa température et sa densité, depuis son entrée jusqu’à la sortie du thermo-compresseur. Il ne saurait donc être question ici, pour prévoir les faits et calculer le rendement, de chercher à appliquer les théories habituelles des trompes à gaz où l’on suppose la densité de chaque fluide invariable pendant le phénomène.
  - Quant aiix théories sur le choc des veines fluides dans le mélangeur, j’ai dû assez vite renoncer à en tirer le moindre enseignement, les résultats expérimentaux contredisant formellement les conséquences numériques que l’on peut en déduire.
  - L’expérience seule nous a donc guidé, avec l’aide de méthodes aussi précises que possible et dont il a fallu créer les instruments.
  - Tous nos efforts ont donc eu pour but d’élever le rendement mécanique de l’opération, c’est-à-dire de communiquer au fluide entraîné la plus grande proportion de l’énergie cinétique du fluide moteur.
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- - Rendement du Thermo-Compresseur.
  - Le rendement mécanique des appareils injecteurs à mélange de fluide est jusqu’ici peu élevé. Bien qu’on ait indiqué, pour des trompes à air-air des rendements atteignant 30 0/0, ce résultat n’a pu être constaté que pour de très faibles pressions motrices ne dépassant pas 150 mm d’eau et des pressions finales n’atteignant pas 100 mm. Ils n’offrent donc aucun intérêt pour l’application à la compression industrielle de la vapeur d’eau.
  - Avec les trompes à eau-eau, on aurait atteint 20 0/0 dans des expériences sur lesquelles je ne possède aucun renseignement précis. En tous cas, les souffleurs de locomotives qui produisent l’entrainement des gaz brûlés par la vapeur d’eau ont un rendement qui n’atteint pas 7 0/0.
  - Enfin, dans les meilleurs injecteurs Giffard, la vapeur ne communique à l’eau entraînée que 3 à 4 0/0 de son énergie 'cinétique.
  - Si le rendement thermique de cet appareil reste, d’ailleurs, fort élevé, cela tient à ce que la chaleur de condensation de la vapeur sert à échauffer l’eau d’alimentation, bien que la eom-" munication de l’énergie mécanique reste extrêmement défectueuse.
  - Il paraît certain, d’ailleurs, que le rendement des appareils d’injection employés jusqu’à ce jour est d’autant plus faible que les deux fluides ou que l’un d’eux sont un gaz ou une vapeur, c’est-à-dire un fluide élastique. Lorsqu’on a affaire à des liquides, c’est-à-dire à des fluides incompressibles aux pressions usuelles, le rendement est moins mauvais.
  - Je laisse de côté, bien entendu, les trompes colossales air-eau créées aux États-Unis pour le soufflage des hauts fourneaux au moyen d’un cours d’eau, et dont le rendement, cité par leur inventeur, mériterait une démonstration [expérimentale qui n’a point été fournie jusqu’à ce jour.
  - Dans nos premiers modèles de thermo-compresseur, le rendement ne dépassait pas 8 à 10 0/0; les modèles actuels atteignent de 22 à 25 0/0.
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- - Définition du rendement du Thermo-Compresseur dans le cas de deux Fluides élastiques.
  - On peut donner deux définitions mécaniques du rendement d’un thermo-compresseur :
  - Il faut admettre, tout d’abord, que les pertes par rayonnement sont négligeables, ce qui est pratiquement exact; l’ensemble des opérations de détente, d’entraînement par mélange et de compression s’opère donc suivant le mode adiabatique.
  - Soit P, la pression motrice,
  - p, la pression de détente du fluide moteur, à partir de laquelle commence le mélange;
  - Pr la pression finale du mélange au sortir de l’appareil.
  - On a, en général :
  - Vf < P et Vt > p.
  - Soit <$l le travail de détente correspondant à la chute adiabatique du fluide moteur de la pression P à la pression p.
  - Soit le travail de compression adiabatique du fluide, de la pression du mélange p à la pression finale P,-.
  - Enfin, soit n le nombre de kilogrammes du fluide entraîné et comprimé pour 1 kg de fluide moteur.
  - Je désigne par p le réndement mécanique de l’opération.
  - Je suppose, bien entendu, que le fluide entraîné commence son évolution à la pression p du mélange.
  - J’appelle « rendement mécanique » le rapport du travail de compression, fourni au fluide entraîné par le fluide moteur, au travail de détente développé par ce dernier.
  - Or, 1 kg de fluide moteur développera le travail de détente totale (B1 en passant de P à p; d’autre part, il absorbera, pour se comprimer lui-même de p à Vf, le travail Le travail final qu’il aura fourni sera donc <Bi — ^2.
  - Le fluide entraîné absorbera, par contre :
  - Le rendement mécanique sera donc :
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  - Lorsqu’il s’agit du mélange de deux vapeurs, il faut tenir compte, dans le calcul, de l’état de siccité des deux fluides moteur et entraîné au moment du mélange.
  - Ainsi, comme c’est le cas pratique, si la vapeur motrice est saturée à la pression initiale P, elle sera humide une fois détendue à la pression p; la vapeur entraînée, qui est saturée avant le mélange, modifiera donc le titre du mélange et la position du point figuratif sur le diagramme entropique.
  - ün peut donner du rendement mécanique une deuxième définition moins rigoureuse mais plus commode pour le calcul.
  - Soit d le travail de détente de la vapeur motrice de la pression P à la pression Anale P, et soit le travail de compression de la vapeur entraînée calculé de p à la pression Vf. Le rendement pourra s’écrire :
  - P
  - n%c
  - S?
  - [21
  - J’ai appliqué ces deux formules au calcul de l’une des expériences effectuées avec beaucoup de soin par MM. Prache et Bouillon.
  - Les données sont les suivantes :
  - P = 6,5 kg absolus;
  - p = 1,033 kg soit la pression atmosphérique;
  - P, = 1,353'kg; n — 1,44 kg;
  - Les deux vapeurs sont saturées.
  - Avec la première formule on trouve :
  - = 73,80 calories.
  - Après détente et avant mélange, le titre de la vapeur motrice est de 89,8 0/0.
  - Après mélange, elle remonte à 95,8 0/0.
  - Après compression, le titre du mélange est de 97,25 0/0.
  - ^2 = 10,46 calories.
  - _ 1,44 X 10,46 p _ 73,80 — 10,46 “
  - 23,8 0/0.
  - On a donc :
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- - Si l’on prend la formule 2, on trouve :
  - Ç>d — 63,80 calories, G,. = 10,74 calories.
  - D’où
  - 1,44 X 10,74 63,80
  - 24,2 0/0.
  - On voit donc que la méthode approchée donne, dans ce cas, une erreur par excès atteignant à peine 2 0/0, c’est-à-dire rentrant dans les limites des erreurs d’observation les plus précises.
  - Dans l’application du thermo-compresseur au problème de la sucrerie, MM. Prache et Bouillon ont employé les pressions suivantes :
  - P = 7 kg;
  - p = 1,033 kg;
  - P/-= 1,276 kg, correspondant à une température saturée de 106 degrés.
  - L’expérience donne, dans ces conditions :
  - n — 2 kg.
  - Avec la formule 1, <&l = 76,70 calories.
  - Après détente, la vapeur motrice a un titre de 0,896.
  - Après mélange, il s’élève à 0,965.
  - D’où
  - S2 = 8,28 calories.
  - __ 2 X 8,28
  - - 76,70 — 8,28
  - 0,242.
  - Avec la formule 2, on trouve :
  - D’où :
  - <&d — 69 calories,
  - £/ ~ 8,31 calories.
  - 2 X 8,31 69
  - = 0,241.
  - Dans ce deuxième exemple, la méthode approchée se trouve par défaut d’environ 1/2 0/0. On peut donc, dans les calculs pratiques, employer la méthode approchée lorsqu’on ne s’écarte pas notablement des limites précédentes.
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  - Comparaison de l’utilisation de l’énergie dans les trois procédés de compression.
  - Nous avons indiqué, dans le tanieau ci-dessous, les résultats de la compression industrielle de la vapeur d’eau en comparant le compresseur à piston, le turbo-compresseur et le thermo-compresseur.
  - Nous avons supposé que les deux premiers appareils fonctionnaient, soit à condensation, soit sans condensation.
  - Lorsque le compresseur à piston ou le turbo-compresseur fonctionne avec condensation, lès calories que renferme la vapeur motrice, une fois son travail effectué, sont entièrement perdues puisqu’elles vont au condenseur.
  - Au contraire, lorsque le compresseur à piston ou le turbocompresseur fonctionne sans condensation, la vapeur motrice est disponible à la pression atmosphérique et peut être utilisée à des opérations de réchauffage.
  - 11 en est de même, d’ailleurs, de la vapeur d’échappement du thermo-compresseur.
  - Signalons néanmoins une différence : le travail de la vapeur motrice dans le compresseur à piston ou dans le turbo-compresseur modifie son titre qui est notablement inférieur â l’unité Lorsque la détente atteint la pression atmosphérique, la vapeur renferme alors environ 1 1 0/0. d’eau. Les calories disponibles pour un réchauffage ultérieur par condensation sont donc diminuées dans une même proportion.
  - Avec le thermo-compresseur, cet inconvénient ne se présente plus; la vapeur disponible après l’opération, et qui se trouve à la pression atmosphérique, est à peu près exactement saturée.
  - La comparaison ci-dessous a été faite en supposant une pression motrice absolue de 7 kg et une pression finale absolue, après compression, de 1,276 kg, correspondant à une température centigrade de 106 degrés.
  - Nous avons supposé que l’eau d’alimentation des chaudières était à une température de 15 degrés ; les calories à fournir pour l’évaporation à la pression de 7 kg saturés sont donc de 641,5 calories.
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- - Compression industrielle de la vapeur d’eau.
  - APPAREIL EMPLOYÉ PRESSION MOTRICE absolue PRESSION FINALE absolue après compression POIDS DE LIQUIDE vaporise pour 1 kg de vapeur motrice CALORIES FOURNIES à la vapeur motrice CALORIES DISPONIBLES pour d’autres usages CALORIES DÉPENSÉES pour la vaporisation totale CALORIES DÉPENSÉES pour 1 kg de liquide évaporé
  - • • - kg kg kg cal. cal. cal. cal.
  - Compresseur à piston avec condensation. 7 1,276 3,38 6 il, 5 0 641,5 190
  - Compresseur à piston sans condensation. 7 1,276 2,18 641,5 477 164,5 75,3
  - Turbo-compresseur avec condensation . . 7 1,276 5,35 641,5 0 641,5 120
  - Turbo-compresseur sans condensation . . 7 1,276 2,50 641,5 477 164,5 67,5
  - Thermo- compresseur 7 1,276 2,00 641,5 536 105,5 52,7
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  - La dernière colonne du tableau indique les calories dépensées pour vaporiser 1 kg du liquide industriel.
  - On voit donc, sur ce tableau, l’avantage que présente le cycle sans condensation sur le cycle avec condensation.
  - On remarque également que le thermo-compresseur donne un avantage de 30 0/0 environ sur le compresseur à piston et de 22 0/0 environ sur le turbo-compresseur, avantage calculé en économie sur le charbon seulement.
  - Pour que la comparaison soit complète, il faudrait tenir compte, bien entendu, des frais de premier établissement, considérables dans les deux premières solutions, et des frais d’entretien, également beaucoup plus élevés. L’emploi du thermo-compresseur est donc supérieur, à tous les égards, à l’emploi du compresseur à piston ou du turbo-compresseur.
  - Conclusion.
  - Les considérations à la fois théoriques et expérimentales exposées ci-dessus, ont été entièrement justifiées par les essais pratiques et les résultats économiques que procure l’emploi du nouvel appareil.
  - Je n’insisterai donc pas davantage sur ce procédé dont l’emploi deviendra général lorsque les industriels le connaîtront davantage.
  - A un point de vue plus général, il me paraît utile de signaler aux Ingénieurs les progrès considérables qu’une amélioration apportée aux appareils à jet permet de faire dans un très grand nombre d’industries.'
  - C’est ainsi qu’en améliorant le rendement d’appareils, qui ne dépassait pas jusqu’ici 4 à 5 0/0, et en portant ce rendement à 25 0/0, il nous a été possible de résoudre un problème qui avait donné lieu, sans succès, à des travaux considérables.
  - Ce rendement mécanique de 25 0/0 paraît bien modeste à côté des rendements des appareils rotatifs, comme les turbines hydrauliques qui atteignent 80 0/0 et plus, comme les rendements des turbines à vapeur et des compresseurs rotatifs, lesquels dépassent 50 et même 60 0/0, comme les rendements des ventilateurs, des pompes centrifuges et des hélices.
  - Néanmoins, je suis persuadé que cette voie sera féconde et
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  - que, si l’on parvient à donner un rendement mécanique atteignant 50 0/0 aux appareils à jet, il en résultera une véritable révolution pour la plupart des branches de la mécanique appliquée.
  - Un appareil à jet ayant 50 0/0 de rendement remplacerait avec avantage les appareils rotatifs de propulsion employés dans les navires, car il permettrait d’utiliser 50 0/0 de l’énergie du fluide moteur, soit une proportion plus forte que celle que l’on peut atteindre à l’heure actuelle avec les meilleures machines à vapeur et les meilleures hélices.
  - Quant à la production de la force motrice dans l’industrie, là aussi l’amélioration du rendement d’un tel système donnerait lieu à de très nombreuses applications.
  - Je ne saurais donc trop engager ceux de nos Collègues familiers avec les études de mécanique des fluides à tourner leurs efforts du côté du perfectionnement des appareils à jet, dont le champ d’applications est plus vaste et offre une marge de perfectionnements beaucoup plus grande que les appareils à mouvements rotatifs ou alternatifs.
  - Bull.
  - 32
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- - APPLICATION
  - DE LA
  - COMPRESSION DE LA VAPEUR
  - A
  - L’ÉVAPORATION DES LIQUIDES INDUSTRIELS(1)
  - PAR
  - MM. On. PRACHB et CR. BOUILLON
  - CONSIDÉRATIONS SUR LES APPAREILS ÉVAPORATOIRES A SIMPLE EFFET ET A EFFETS MULTIPLES ACTUELLEMENT EMPLOYÉS DANS L’INDUSTRIE
  - Pour faire suite aux considérations théoriques présentées par M. Rey sur les principes généraux de la compression de la vapeur en vue de son application aux phénomènes d’évaporation, nous allons examiner les conditions d’application pratique de ces principes aux chaudières évaporatoires employées dans les industries qui ont à faire la concentration de solutions par l’évaporation du dissolvant.
  - Ces indùstries sont très nombreuses : la plus importante est la sucrerie, qui évapore des quantités d’eau considérables, ensuite viennent : les extraits de bois et de produits tinctoraux, le traitement des eaux résiduaires de distillerie, papeterie, etc., la fabrication des colles, gélatines et glycérines, l’industrie des produits chimiques en général, et principalement, celle des produits obtenus par voie électrolytique, les salines, la distilla-' tion de l’eau de mer, etc.
  - Avant d’examiner l’application de la compression aux appareils d’évaporation, nous rappellerons aussi brièvement que pos-
  - (1) Voir procès-verbal de la séance du 19 mars 1909, page 205.
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- - — 481
  - sible les principes sur lesquels sont basés les appareils évapo-ratoires actuellement employés dans l’industrie ; nous indiquerons les particularités essentielles des appareils à effets multiples, ce qui nous permettra de faire ressortir les différences 'existant entre le principe de l’effet multiple et celui de la compression, et, par suite, les avantages qui peuvent ressortir de l’emploi de la compression, soit seule, soit en combinaison avec l’effet multiple.
  - Considérée dans ses grandes lignes, toute chaudière évapora-toire se compose d’une surface de chauffe généralement tubulaire séparant la chambre de chauffe dans laquelle est introduite la vapeur destinée au chauffage, de la chambre d’ébullition qui renferme le liquide à évaporer.
  - La vapeur de chauffe possédant une température supérieure à celle du liquide bouillant, se condense sur les parois de la surface de chauffe, échangeant ses calories de vaporisation à un certain poids d’eau qui s’évapore dans la masse du liquide. Les eaux provenant de la condensation de la vapeur de chauffe sont extraites à une température légèrement inférieure à celle de la vapeur qui leur a donné naissance.
  - Si le liquide à évaporer est admis dans la chaudière préalablement réchauffé à la température d’ébullition, chaque kilogramme de vapeur introduit dans la chambre de chauffe évaporera dans la chambre d’ébullition un peu moins de 1 kg d’eau; cette différence tient à l’augmentation de la chaleur de vaporisation avec 1’abaissement de la pression et aussi aux pertes par rayonnement et purges diverses, pertes inhérentes à tout appareil industriel. Dans la pratique, on admet une vaporisation d’environ 0,95 kg d’eau par 4 kg de vapeur dépensé.
  - Tel est l’appareil évaporatoire à simple effet*
  - Si nous utilisons les vapeurs issues de la chambre d’ébullition d’une telle chaudière pour le chauffage d’une deuxième chaudière semblable, fonctionnant à une pression inférieure à la première, nous arrivons au double effet, principe des appareils à cascades de pression appelés à effets multiples, dans lesquels plusieurs chaudières fonctionnant à des pressions décroissantes, sont placées en série : chaque chaudière servant de condenseur pour la vapeur produite dans la chaudière précédente.
  - Chacune de ces chaudières joue le rôle d’échangeur de chaleur. Ces échanges se font chaque fois avec un certain déchet, comme nous venons de l’indiquer, de telle sorte que le poids
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  - d’eau évaporé sur l’ensemble d’un appareil à n effets par un poids de 1 kg de vapeur admis au chauffage du premier corps est égal à Kn kilogramme, K étant un coefficient de réduction dépendant du nombre des effets et du plus ou moins bon fonctionnement de l’appareil. D’autre part, à chaque kilogramme de vapeur de chauffe admis au premier corps correspondra, par suite, un poids de vapeur un peu inférieur à 1 kg devant être évacué du dernier corps, et constituant ce que nous appellerons le poids de vapeur résultant de l’évaporation.
  - Dans les appareils bien conduits, le coefficient K peut être peu inférieur à 1. Pour simplifier le raisonnement, nous admettrons dans fout ce qui suit la valeur K = !.
  - Dans les appareils à effets multiples, le travail d’évaporation est donc, en réalité, produit par la chute de pression d’un certain poids de vapeur depuis la pression de la chambre de chauffe du premier corps jusqu’à celle de la chambre d’ébullition du •dernier corps.
  - Dans l’évaporation ainsi effectuée par la chute de pression d’un poids donné de vapeur, d’une pression initiale à une pression finale déterminée, le travail d’évaporation évalué en eau évaporée, n’est en principe nullement limité. Avec de l’eau il peut être théoriquement aussi grand que l’on voudra, puisqu’il est directement proportionnel au nombre des effets qu’on aura intercalés entre les deux pressions extrêmes.
  - En pratique,- avec les liquides industriels, diverses raisons font que l’on dépasse rarement cinq ou six effets.
  - Le nombre n des effets possibles est égal à la chute totale de pression disponible P divisée par la somme des chutes partielles p nécessaires au fonctionnement de chaque corps :
  - P
  - n = —, hp
  - La valeur de la chute totale P est limitée, d’une part par la pression d’aval qui sera presque toujours celle donnée par le vide d’un bon condenseur, et, d’autre part, par la pression d’amont qui sera généralement peu supérieure à la pression atmosphérique; en effet, dans l’évaporation de tous les produits d’origine organique, des conditions d’altérabilité aux températures élevées font qu’on limite la température de tête des appareils aux environs de 100 à 110 degrés. Les autres industries se limi-
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  - tent généralement aussi à ces températures pour éviter les difficultés de construction et de fonctionnement des chaudières sous pression, d’autant plus que, dans ce cas, il y a une difficulté spéciale pour amener préalablement le liquide à évaporer à la température d’ébullition du premier corps, condition indispensable si l’on ne veut pas voir le rendement de l’appareil s’abaisser dans des proportions importantes.
  - Toutefois, cependant certains produits d’origine minérale très concentrés, tels que les solutions de soude et de potasse caustique dont la température d’ébullition à la pression atmosphérique atteint 150 et même 180 degrés, nécessitent l’emploi de vapeur vive à haute pression au chauffage du premier corps.
  - La valeur de la chute partielle nécessaire au fonctionnement de chaque corps varie très notablement dans les différentes chaudières d’un même appareil, faible dans le premier corps où le coefficient de transmission de la surface de chauffe est le meilleur grâce à la haute température à laquelle se fait l’échange des calories, et à la faible densité du liquide en évaporation, la valeur de p augmente progressivement dans les derniers corps au. fur et à mesure que la température s’abaisse et que la densité du liquide s’accroît.
  - Toutes ces raisons font que le nombre des effets des appareils industriels dépasse rarement cinq ou six, et encore n’atteint-on ces chiffres que dans le cas de liquides relativement peu denses, tels que les jus sucrés, par exemple.
  - En résumé, l’emploi de l’appareil à effets multiples a permis de réaliser des économies considérables de vapeur, aussi est-il universellement employé en sucrerie et dans quelques autres industries. .
  - Ce principe paraît avoir donné tout ce qu’on pouvait en attendre : il a permis d’évaporer jusqu’à 5 ou 6 kg d’eau par 1 kg de vapeur dépensé, soit 35 ou 42 kg d’eau par kilogramme de charbon.
  - Mais il faut remarquer que la vapeur résultant de l’évaporation étant à la pression du condenseur est peu efficacement utilisable; de plus, il a fallu une dépense importante d’eau et de puissance pour effectuer sa condensation.
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  - Évaporation par thermo-compresseur.
  - Énergie utilisée par cet appareil.
  - Il résulte des considérations qui précèdent que le phénomène de l’évaporation est produit par le travail de détente en une ou plusieurs cascades successives, d'un certain poids de vapeur évoluant entre deux pressions extrêmes déterminées; et que, dans les appareils évaporatoires actuellement en usage dans l’industrie, on n’utilise la détente de la vapeur vive employée que d’une façon très incomplète, puisque la pression d’amont à laquelle commence cette détente utilisable, est toujours très inférieure à celle à laquelle la vapeur aura été livrée par les générateurs.
  - Le thermo-compresseur permet de combler cette lacune en utilisant efficacement à l’évaporation la détente totale de la vapeur depuis la pression de production aux générateurs jusqu’à la pression d’aval choisie pour l’appareil.
  - Dans ces conditions, le thermo-compresseur utilise donc effectivement pour l'évaporation une énergie actuellement inutilisée, énergie existant presque toujours en quantité importante dans toutes les installations d’évaporation.
  - Pour bien fixer les idées sur ce point, cherchons à nous rendre compte des phénomènes thermiques qui se passent dans la détente sans travail extérieur, de 1 kg de vapeur vive admise au chauffage d’un appareil d’évaporation qui utilise, par exemple, de la vapeur prise sur un générateur à 7 kg de pression absolue et détendue par l’orifice étranglé d’un robinet à la pression absolue de 1,273 kg régnant dans la chambre dë chauffe de la chaudière évaporatoire considérée.
  - Supposons que ce kilogramme de vapeur vive soit au titre de 95 0/0, c’est-à-dire contienne 5 0/0 d’eau vésiculaire entraînée, chiffre qui peut être pris comme une moyenne industrielle. Le calcul indique que lorsque toute l’énergie de pression sera transformée en énergie de vitesse sous l’influence de la détente considérée, le kilogramme de vapeur aura perdu 68,32 calories, lesquelles correspondent au travail théorique que l’on pourrait
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- - — 485 —
  - récupérer si l’on recevait à cet instant le courant de vapeur sur les aubes d’une turbine, soit en chevaux :
  - 68,32 i
  - -PôK~- = 0,1075 ch.
  - 635
  - Dans le cas présent, cette vitesse s’anéantit en chocs et remous à la sortie de la soupape ; lorsque la vapeur sera revenue au repos, elle aura récupéré par frottement, sous forme de chaleur, les 68,32 calories momentanément transformées en énergie de vitesse; ces calories revaporiseront toute l’eau condensée pendant la détente, et en plus une certaine partie de l’eau contenue initialement dans la vapeur, de telle sorte que le titre final de la vapeur ainsi détendue sera devenu 0,988, tandis que le titre initial avant détente était 0,950.
  - La qualité de cette vapeur pour l’usage que nous en voulons faire se trouve de ce fait très légèrement augmentée, puisque le poids de vapeur réellement utilisable pour la condensation est augmentée de 4 0/0.
  - Si la vapeur considérée était initialement sèche, le calcul indique qu’après détente elle serait surchauffée d’environ 54 degrés, soit à la température de 160 degrés. Dans ce cas, la détente sans récupération de travail n’aura donné aucune augmentation de poids réel de vapeur; et la condensation de cette vapeur serait très difficile. Dans ce cas, la détente sans récupération de travail n’aurait que des inconvénients.
  - Nous venons de voir que l’énergie récupérable sur la détente de la vapeur vive est de 0,1075 ch par kilogramme de vapeur. Ce travail est loin d’être négligeable dans la pratique. Ainsi, pour prendre un exemple, dans une sucrerie d’importance moyenne employant 5 000 kg dè vapeur vive par heure à l’appareil éva-poratoire, le travail total théorique correspondant à la détente de ce poids de vapeur dans les conditions de pression indiquées ci-dessus, est de 537,5 ch. Telle est l’énergie actuellement disponible dans ce cas, et que le thermo-compresseur permet de récupérer et d’utiliser directement à l’évaporation^
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- - — 486
  - Évaporation par thermo-compression à triple-effet dans une seule chaudière.
  - Comparaison avec l’appareil a triple-effet ordinaire.
  - Le thermo-compresseur s’applique très simplement à une chaudière d’évaporation quelconque; son aspiration est reliée à la chambre d’ébullition et son refoulement à la chambre de chauffe ; lorsque cet appareil est desservi par de la 'vapeur vive de 7 à 8 kg de pression effective, il peut maintenir entre ces deux chambres une différence de pression d’environ 3 m de hauteur d’eau, et, dans ces conditions, la détente de 1 kg de vapeur vive traversant l’appareil, provoque le rappel de 2 kg de vapeur de la chambre d’ébullition et bonne, par conséquent, au refoulement, 3 kg de vapeur susceptibles d’évaporer 3 kg d’eau; la chaudière, munie de cet appareil, fonctionne donc dans les mêmes conditions de rendement que le triple-effet. Pour faire ressortir les différences essentielles existant entre ces deux genres d’appareils, considérons un appareil à triple-effet ordinaire (fig. 4), alimenté par de la vapeur vive à 9 kg détendue par robinet ou détendeur, à la pression de la chambre de chauffe du premier corps, fonctionnant par exemple entre les pressions extrêmes p0 = 1,300 kg, au chauffage du premier corps, et p3 = 0,200 kg au troisième corps desservi par un condenseur; supposons que l’échelonnement des pressions et des températures de vapeur aux différents corps soit le suivant :
  - Po = 1,300 kg, pi = 1,033 — p2 = 0,700 — TV - 0,200 -
  - tQ 106 degrés,
  - t, = 100 —
  - t2 - 90 —
  - t3 = 60 —
  - Nous venons de voir que 1 kg de vapeur admis au chauffage du premier corps évaporera sur l’ensemble des trois corps environ 3 kg d’eau, et que le poids résultant de l’évaporation, sensiblement égal à 1 kg à la pression du condenseur, devra être absorbé par celui-ci, sans qu’il soit possible d’en tirer générale-
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- - — 487 —
  - ment une utilisation quelconque et, qu’au contraire, son absorption par le condenseur nécessitera une dépense d’eau et de puissance. La chute totale de pression P qu’aura subie la vapeur dans son évolution à travers l’appareil sera :
  - r — Po — Pi + Pi — Pi + P2 — Pz = P* — Pz = 1,10 kg.
  - Si nous voulons faire le même travail avec l’appareil à thermo-compression, nous prendrons une chaudière unique (fîg. 2) ayant pour surface de chauffe la somme des surfaces des trois
  - corps du triple-effet considéré ci-dessus; nous la ferons fonctionner avec la chute p0 — pit c’est-à-dire dans les mêmes conditions que le premier corps du triple-effet, en la munissant d’un thermo-compresseur capable d’utiliser le travail de détente de la vapeur vive dans des conditions telles que, 1 kg de cette vapeur détendue, depuis la pression du générateur jusqu’à celle de régime de la chambre de chauffe, soit 4,300 kg, entraîne 2 kg de. vapeur à 100 degrés aspirés dans la chambre d’ébullition, pour fournir à son refoulement 3 kg de vapeur à
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- - — 488 —
  - 1,300 kg; nous voyons que, dans cette chaudière unique, nous aurons réalisé, comme dans le triple-effet, l’évaporation de 3 kg d’eau avec une dépense de 1 kg de vapeur vive, mais ce travail aura pu être fait dans une seule chaudière et avec une seule chute de pression pQ — plt de telle sorte sorte que le poids résultant de l’évaporation, soit 1 kg, dans le cas présent, sera à la pression atmosphérique au lieu d’être au vide du condenseur, et pourra être utilisé à un chauffage extérieur dans des conditions incomparablement plus efficaces.
  - L’appareil ainsi réalisé sera beaucoup plus simple que l’appareil à triple effet, la surface de chauffe, au lieu d’être répartie sur trois chaudières, le sera sur une seule; il n’y aura plus ni pompes d’extraction dans le vide, d’eaux condensées et de liquide concentré, ni condenseur, la chaudière devenant son propre condenseur pour les deux tiers de l’évaporation faite. La totalité de l’évaporation se produisant aux conditions de pression du premier corps du triple-effet se fera avec un coefficient de transmission meilleur que dans le cas du triple-effet, puisque la totalité de ce travail se fera à la température maximum, conditions les plus favorables à l’élévation de ce coefficient, comme nous l’avons vu précédemment.
  - Au lieu de faire fonctionner la chaudière avec la chute p0— pv c’est-à-dire dans les conditions du premier corps du triple-effet, nous pouvons la faire fonctionner dans les conditions du deuxième ou même du troisième corps, c’est-à-dire, dans ce dernier cas, réaliser la totalité de l’évaporation à basse température, toujours avec les mêmes conditions d’économie. Cet avantage peut être très intéressant pour le traitement de liquides s’altérant facilement aux températures un peu élevées. Dans ce cas, bien entendu, le poids résultant de l’évaporation doit être absorbé par un condenseur et son utilisation devient aussi difficile qu’avec le triple-effet ordinaire.
  - Comme nous l’avons vu plus haut, l’augmentation de la densité du liquide au fur et à mesure de sa concentration est une des causes principales de la diminution du coefficient de transmission des surfaces de chauffe des chaudières évaporatoires. La concentration totale d’un liquide dans une seule chaudière (telle que celle de la figure 2) se ferait évidemment dans des conditions de transmission de chaleur très défectueuses, puisque la totalité de la surface serait baignée par le liquide à son maximum de concentration, ce qui n’a pas lieu avec le triple-effet,
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- - dont le tiers seulement de la surface est dans ces conditions. Il est donc indispensable, dans le cas de la chaudière unique, d’employer une disposition spéciale de la surface de chauffe qui assure dans l’ensemble de la chaudière une circulation méthodique au liquide au fur et à mesure de sa concentration. Pour
  - Ftg.2.
  - IBac
  - réaliser ce desideratum, nous avons imaginé et employons une chaudière à circulation intense et méthodique dont la description sortirait du cadre de cette étude.
  - Lorsqu’il s’agit d’utiliser des appareils existants pour substituer, paç exemple, le principe du thermo-compresseur à celui de l’effet multiple, on pourra employer la disposition représentée sur la figure 3, dans laquelle un thermo-compresseur est placé sur le tuyau de vapeur de chauffage de chaque corps, relevant chaque fois la pression de la vapeur d’un corps, à la pression dé celle servant au chauffage du corps précédent, de telle sorte que les trois corps fonctionnent dans les mêmes conditions de pression ; le liquide traverse successivement les trois chaudières comme dans le système ordinaire, et ceci grâce à une faible différence de niveau nécessaire pour produire l’écou-
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- - — 490 —
  - lement. On réalise ainsi le principe de la chaudière unique fonctionnant avec une seule chute de pression et divisée pour le liquide en trois compartiments ayant chacun des liquides à densité croissante, comme dans le triple-effet ordinaire. C’est la disposition que nous avons employée dans nos essais d’évaporation de vinasses de distillerie dont nous parlerons un peu plus loin.
  - L’appareil à thermo-compresseur permet de résoudre d’une façon particulièrement simple le problème très difficile de la cristallisation économique et continue des solutions salines par voie d’évaporation. Dans ce cas, il faut exiraire les cristaux
  - pendant la marche à l’aide d’un appareil de pêchage spécial qui, généralement, est constitué par un récipient placé au point bas de la chaudière dans lequel on vient puiser les cristaux. Le fonctionnement pratique de cet appareil de pêchage jiécessite que la pression régnant dans la chaudière soit peu différente de la pression atmosphérique; l’effet multiple avec ses chaudières à différentes pressions est, dans ce cas, d’une application des plus difficiles. L’appareil à thermo-compresseur avec sa chaudière unique, dans laquelle on peut réaliser l’ébullition à la pression atmosphérique, évite toutes ces difficultés.
  - Parmi tous les avantages énumérés ci-dessus, il en est un sur lequel nous devons appeler spécialement l’attention, car il présente un intérêt capital dans les applications industrielles, au
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  - point de vue économie de charbon ; nous voulons parler de la plus grande facilité d’utilisation du poids de vapeur résultant de l’évaporation.
  - Toutes les industries d’évaporation ont des réchauffages de liquides à faire, réchauffages ayant pour but de porter à la température d’ébullition le produit à concentrer, et de le maintenir à une température convenable à travers toutes les phases de sa fabrication ou de son épuration; c’est à ces réchauffages que doivent être employées les calories contenues dans le poids de vçipeur résultant de l’évaporation : on voit ici l’intérêt considérable qu’il y a à avoir cette vapeur à une pression aussi élevée que possible.
  - Dans les grandes industries d’évaporation, telles que la sucrerie, munies d’appareils à effets multiples, on a déjà été très loin dans cet ordre d’idées : on arrive à faire la presque totalité des réchauffages avec des vapeurs prélevées sur l’appareil à effets multiples, mais, pour avoir une température suffisante, on est obligé de faire ces prélèvements presque exclusivement sur le premier corps, et l’on distrait ainsi de la vapeur qui n’a fait qu’un effet d’évaporation; on réduit de cette façon le travail des derniers corps, mais il n’en reste pas moins toujours un poids de vapeur en grande partie inutilisable, constitué par la vapeur absorbée par le condenseur à la sortie du dernier corps. C’est l’importance de ce poids de vapeur inutilisable qui caractérise la plus ou moins bonne utilisation du combustible dans l’industrie considérée. A ce point de vue, on peut dire que l’appareil évaporatoire susceptible de réaliser l’évaporation dans les conditions d’économie maximum, considéré dans toutes ses dépendances, ne sera pas forcément celui qui nécessitera la moindre dépense de vapeur pour son fonctionnement, mais bien celui qui produira le moindre poids de vapeur résultant de l’évaporation, et inutilisé.
  - Application du thermo - compresseur aux appareils à effets-multiples.
  - Le thermo-compresseur trouve son application toute naturelle en combinaison avec les appareils à effets-multiples existants, desservis par de la vapeur vive; il permet d’utiliser le travail
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- - de détente de cette vapeur vive, depuis la pression de production aux générateurs jusqu’à celle d’utilisation, régnant au chauffage du premier corps, et permet ainsi de faire réaliser à cette vapeur un certain nombre d’effets d’évaporation supplémentaires, sans modifier en rien les pressions de régime du premier corps ancien.
  - Si nous admettons que le thermo-compresseur est capable d’évaporer gratuitement, en moyenne, un poids d’eau double du poids de vapeur nécessaire à son fonctionnement, il réalise, appliqué sur un appareil à simple ou multiple-effet, des économies variant suivant la quantité d’eau évaporée par kilogramme de vapeur dépensé dans l’opération considérée.
  - Ainsi, appliqué sur un appareil évaporatoire à sextuple-effet, c’est-à-dire tel que 1 kg de vapeur dépensé provoque l’évaporation de 6 kg d’eau, 1e thermo-compresseur réalisera une économie de vapeur de :
  - 1 _ 1
  - = 28 0/0 ;
  - 0
  - dans ces conditions, 1 kg de vapeur évaporeS kg d’eau. Sur un quintuple-effet :
  - ï _ 1
  - A_J = 28,5 0/0;
  - B
  - dans ces conditions, 1 kg de vapeur évapore 1 kg d’eau. Sur un quadruple-effet :
  - 11
  - A 6
  - = 33 0/0;
  - 4
  - dans ces conditions, 4 kg de vapeur évapore 0 kg d’eau.
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- - — 493 —
  - Sur un triple-effet :
  - 1 _ 1
  - 5-^ = 40 0/0;
  - dans ces conditions, 1 kg de vapeur évapore 5 kg d’eau. Sur un double-effet :
  - 11
  - 1 4
  - = 50 0/0;
  - %
  - dans ces conditions, 1 kg de vapeur évapore 4 kg d’eau. Sur un simple-effet :
  - 1 ~ 3
  - = 66 0/0;
  - dans ces conditions, 1 kg de vapeur évapore 3 kg d’eau,
  - Ges chiffres sont au-dessous de ce que l’on obtient pratiquement, parce qu'il n’est pas tenu compte des avantages indirects de cette économie. Ainsi, dans tous les multiple-effets, on profite de l’échelle des températures qui existe du premier au dernier corps pour prélever une certaine quantité de vapeur à la température voulue et destinée au réchauffage des liquides en traitement dans l’usine.
  - Ges prélèvements se font au détriment de l’économie de l’appareil évaporatoire, puisque à partir du moment où la vapeur est prélevée, elle n’agit plus dans cet appareil.
  - Avec le thermo-compresseur, ces prélèvements pourront s’effectuer dans les mêmes conditions, mais en quelque point du circuit qu’on les fasse, la vapeur, avant de quitter l’appareil, aura toujours réalisé deux effets de plus.
  - Gomme les prélèvements se font toujours sur les premiers corps, l’avantage du thermo-compresseur sera d’autant plus considérable que l’appareil d’évaporation comportera moins de corps. C’est ainsi que dans le cas du simple-effet auquel on ajouterait un thermo-compresseur, la vapeur que l’on prélèverait
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  - 1er Corps S-220mO £-#033
  - 494
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- - — 495 —
  - pour faire des réchauffages aurait déjà réalisé trois effets au lieu d’un.
  - C'est dans cet ordre d’idées que fut réalisée la première application industrielle de nos thermo-compresseurs sur l’appareil d’évaporation à quadruple-effet de la sucrerie de MM. Eclan-cher et Cie, à Saint-Leu-d’Esserent (Oise), et qui a fonctionné sans arrêt pendant les deux dernières campagnes sucrières.
  - L’appareil mis à notre disposition était d’une surface de chauffe totale de 705 m2 répartis anciennement de la façon suivante
  - (fig. A)..
  - Premier corps, surface.............. 220 m2
  - Deuxième corps —................ 195 •
  - Troisième corps —................ 130
  - Quatrième corps —................ 160
  - To^al....... 705 m2
  - Chaque corps était composé de deux chaudières.
  - Sur les premier et deuxième corps étaient prélevés des vapeurs desservant les réchauffeurs des différents postes de la sucrerie.
  - Le premier corps était chauffé par les vapeurs d’échappement des moteurs de la sucrerie et, en plus, par une certaine quantité de vapeur vive prise à la pression des générateurs, soit 8 kg, et détendue à la pression des vapeurs d’échappement, soit 0,250 kg effectif.
  - Le problème consistait à utiliser avec nos thermo-compresseurs le travail de détente de la vapeur vive ainsi employée, et nécessaire au complément du chauffage de l’appareil.
  - Pour l’application de la compression, la répartition des surfaces de chauffe fut modifiée comme suit (fig. 5) :
  - Premier corps : 415 m2 (ancien premier plus ancien second corps) ;
  - Deuxième corps : 130 m2 (ancien troisième corps);
  - Troisième corps : 80 m2 (moitié de l’ancien quatrième);
  - Quatrième corps : 80 m2 (moitié de l’ancien quatrième).
  - Chacune des quatre chaudière^ composant le premier corps nouveau fut munie d’un thermo-compresseur débitant par heure environ 700 kg de vapeur vive aspirant 1 400 kg de vapeur à la pression atmosphérique dans la chambre d’ébullition du premier
  - Bull. 33
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- - — 497 —
  - corps, et donnant au refoulement 2100 kg de vapeur à la pression de la chambre de chauffe du premier corps, soit 0,250 kg effectif.
  - Les prélèvements pour réchauffages furent maintenus comme dans la marche ancienne sur les premiers et deuxième corps, et en plus de nouveaux prélèvements purent être faits sur la vapeur comprimée refoulée par les thermo-compresseurs.
  - On voit par les chiffres indiqués ci-dessus que chaque kilogramme de vapeur vive détendu dans le thermo-compresseur évapore 3 kg d’eau dans le premier corps, tandis que par le procédé ordinaire il n’en aurait évaporé qu’un ; grâce à cet appareil, la vapeur vive effectue donc au premier corps deux effets d’évaporation supplémentaire absolument gratuits, soit au total sur l’ensemble des quatre corps, six effets au lieu de quatre; l’économie résultante est de 33 0/0.
  - Sur la partie qui, au lieu de se rendre au condenseur en évoluant .sur l’ensemble des quatre corps est distraite sur le deuxième corps pour effectuer des réchauffages, c’est-à-dire qui dans le procédé ordinaire ne travaille qu’a double effet, l’économie est de 50 0/0; sur celle qui est prélevée sur le premier corps, l’économie est de 66 0/0.
  - De nombreux essais comparatifs de vaporisation, exécutés en marche normale par jaugeage direct des eaux de condensation du premier corps ont permis de déterminer le rapport existant entre le poids de vapeur vive dépensée par les thermo-compresseurs fonctionnant sans aspiration de vapeur entraînée, c’est-à-dire la vanne d’aspiration .fermée et le poids total de vapeur refoulée par ces appareils lorsqu'ils fonctionnent d’une façon normale, c’est-à-dire la vanne d’aspiration ouverte.
  - Le résultat de ces essais confirma la proportion indiquée ci-dessus, de 2 kg de vapeur entraînée pour 1 kg de vapeur vive dépensée, soit 3 kg de vapeur fournie au refoulement et par suite 3 kg d’eau évaporée au premier corps par 1 kg de vapeur vive.
  - L’économie moyenne de vapeur vive réalisée sur la dépense de vapeur nécessaire au fonctionnement de l’appareil par les procédés ordinaires ressort à 36 0/Ô environ; pour cette application la dépense de vapeur par heure a été réduite de 4375 à 2 800 kg.
  - Dans cette installation nous avons pu réduire de moitié la surface de chauffe du quatrième corps, ce qui indique que la
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- - 498 —
  - quantité de vapeur perdue au condenseur a pu être diminuée dans la même proportion; la surface de chauffe du dernier corps n’est plus que le neuvième de la surface totale de l’appareil.
  - Il y a lieu de remarquer que, telle qu’elle a fonctionné jusqu’ici, cette installation n’a pas encore tiré tout le parti possible des thermo-compresseurs, car certains chauffages de'*l’usine, ceux de la plus grande partie des chaudières à cuire, et divers autres de moindre importance, sont encore effectués par de la vapeur vive, alors qu’ils pourraient l’être et le seront, en effet, prochainement, par des vapeurs prélevées sur la vapeur comprimée fournie par les vapeurs, de thermo-compresseurs. Dans ces conditions, toute" la vapeur vive employée aux chauffages de cette usine se détendra dans les thermo-compresseurs et concourra ainsi à produire une certaine quantité d’évaporation gratuite.
  - Quand ces modifications seront faites, il n’est pas téméraire de penser que le poids de vapeur perdu au condenseur du fait de l’évaporation sera réduit dans des proportions telles que l’évaporation sera pour ainsi dire effectuée dans des conditions de gratuité totale.
  - Gomme on le voit par l’exemple précédent, l’application du thermo-compresseur au premier corps des appareils à effets-multiples, conduit tout naturellement à adopter un premier corps de très grande surface de chauffe, celle des autres corps étant diminuée en proportion. Cette condition est. évidente a priori, car toute économie de vapeur réalisée sur un appareil à effets-multiples se traduit forcément par une diminution du poids de vapeur perdu au condenseur, et, par suite, par une diminution de l’importance des derniers corps.
  - Gomme nous l’avons vu plus haut, dans les installations perfectionnées de la sucrerie, on a été amené à prélever sur les premiers corps des appareils à effets-multiples des quantités de vapeur importantes pour effectuer les divers réchauffages des jus et sirops; pour cette raison, on a été conduit à construire ces appareils avec de grands premiers corps. Avec l’application du thermo-compresseur, cet effet se trouve encore exagéré et l’on arrive à concentrer sur le premier corps la presque totalité de la surface de chauffe. Dans ces conditions, l’importance des derniers corps devient tellement faible qu’il n’y a plus qu’un intérêt minimum à adopter un quadruple-effet plutôt qu’un triple-effet.
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  - Substitution complète du principe de la compression à celui de l’effet-multiple.
  - Il y a un cas limite très intéressant à considérer et qui peut se rencontrer dans la pratique, c'est celui auquel on arrive en appliquant le thermo-compresseur sur le premier corps de certains appareils à effets-multiples desservis uniquement par de la vapeur vive, lorsque les prélèvements pour réchauffages divers effectués sur le premier corps sont équivalents au poids de vapeur résultant de l’évaporation et, par suite, au poids de vapeur vive qu’il aura fallu admettre aux thermo-compresseurs. Dans ce cas, l’appareil évaporatoire sera réduit au premier corps, tous les autres corps pouvant être supprimés, et, par suite, aussi le condenseur. Nous retrouvons ici le cas considéré plus haut, dans lequel la totalité du poids résultant de l’évaporation peut être utilisée à des réchauffages divers, grâce à sa pression suffisamment élevée.
  - Des essais effectués par nous sur un appareil destiné à l’évaporation des vinasses, adjoint à une distillerie de mélasses, chez MM. L. Beauchamps fils, Waelès et Gie, à Soissons, nous permettent de donner l’exemple d’une installation de ce genre dans laquelle les trois chaudières d’un appareil fonctionnant ordinairement à triple-effet avec condenseur dans le vide ont pu être groupées en un seul corps et munies chacune d’un thermo-compresseur, fonctionnant toutes les trois, dans les conditions de pression du premier corps ancien, de telle sorte que la -totalité du poids de vapeur résultant de l’évaporation a pu trouver son emploi au chauffage des différents postes de la distillerie. Dans une telle installation, l’appareil évaporatoire arrive à fonctionner sans autre condenseur que les divers appareils de chauffage de l’usine et, par suite, à réaliser la concentration d’un produit d’une façon totalement gratuite.
  - Conclusions.
  - Comme conclusion aux considérations et aux exemples donnés précédemment, nous allons examiner vers quel but doivent tendre les industries d’évaporation pour arriver à l’économie maximum
  - Bull.
  - 33.
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- - — 500 —
  - de vapeur, et montrer que le thermo-compresseur est le complément naturel de toute utilisation rationnelle de la vapeur dans ces industries.
  - Considérée dans son ensemble, toute industrie d’évaporation a, en général, trois causes de dépense de vapeur :
  - 1° Vapeur nécessaire au fonctionnement des moteurs;
  - 2° Vapeur nécessaire à la concentration du produit par évaporation en vue d’obtenir, soit directement le produit définitif, soit un produit de concentration déterminée, laquelle sera achevée ultérieurement dans un appareil spécial de cristallisation ou de séchage;
  - 3° Vapeur nécessaire aux divers chauffages des produits en cours de fabrication, ainsi qu’aux appareils finisseurs par cristallisation ou séchage, considérés ci-dessus.
  - •Les moteurs seront sans condensation, leur vapeur d’échappement étant utilisée, suivant les cas, soit au chauffage des appareils d’évaporation, soit au chauffage des réchauffeurs ou finisseurs divers.
  - Il est toujours possible de combiner ces trois dépenses de vapeur de telle sorte que le nombre des calories perdues finalement au condenseur, à l’air libre ou sous forme d’eau chaude, soit réduit au minimum. Il est nécessaire pour cela de ne pas gaspiller la vapeur, ni en quantité, ni en qualité. Les pertes en quantité se voient facilement; elles ne peuvent avoir lieu que par échappement dans l’atmosphère ou dissolution dans l’eau du condenseur. Les pertes en qualité, ou chutes de pression non utilisées se produisent plus facilement à l’insu de l’industriel, ou, s’il les connaît, il ne leur attribue pas toujours l’importance qu’elles ont en réalité.
  - En ce qui concerne la production de vapeur aux générateurs, il est de toute évidence qu’il y a un intérêt de premier ordre, tant pour celle nécessaire aux moteurs, que pour celle devant être utilisée aux chauffages, à la produire à la plus haute pression possible, puisque le thermo-compresseur nous permettra d’utiliser l’énergie de détente de la vapeur vive employée.
  - Les moteurs devront être peu nombreux et aussi économiques que possible; c’est une erreur de croire, à ce point de vue, que puisque la vapeur d’échappement sera utilisée ultérieurement au chauffage ou à l’évaporation, la force motrice est, de ce fait, obtenue gratuitement, quelle que soit la consommation du moteur. Tout moteur à.grosse dépense de vapeur provoque la dé-
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- - — 501 —
  - tente inutile d’un certain poids de vapeur, détente qui, grâce au thermo-compresseur, pourrait faire un certain travail d’évaporation.
  - Les appareils de réchauffage de produits en cours de fabrication, ainsi que les finisseurs divers considérés ci-dessus pourront, dans la généralité des cas, si l’on veut bien leur consentir des surfaces de chauffe suffisantes, être chauffés entièrement par vapeurs prélevées sur l’appareil évaporatoire, ou à défaut, sur les vapeurs d’échappement des moteurs, s’ils nécessitent une température plus élevée; en un mot, servir de condenseurs, soit pour les moteurs, soit pour l’appareil d’évaporation. Ils ne devront en tout cas jamais être chauffés par vapeur vive prise directement aux générateurs, à moins que la nature du produit à chauffer ne nécessite l’emploi de températures très élevées, ce qui sera très rare.
  - Grâce aux dispositions précédentes, l’emploi de vapeur vive se trouvera localisé, sur les moteurs d’une part, êt sur l’appareil évaporatoire d’autre part, où nous pouvons, grâce au thermocompresseur, utiliser la totalité de l’énergie de détente de la vapeur, de la même façon que nous l’utilisons sur les moteurs; nous aurons donc ainsi évité toute perte d’énergie dans l’utilisation de la vapeur.
  - Par ces procédés, on réduira au minimum le poids de vapeur résultant de l’évaporation et non utilisé, poids qui correspond à des calories perdues sans emploi possible, et dont l’importance caractérise le degré d’économie de l’installation considérée.
  - Dans chaque cas particulier, le degré d’économie dépendra de l’importance relative du poids de vapeur d’échappement M, comparé au poids d’eau à évaporer E, et au poids de vapeur R à prélever pour les divers appareils réchauffeurs et finisseurs.
  - Si, par exemple, dans une industrie donnée, nous pouvons, grâce au thermo-compresseur, évaporer avec un seul corps d’évaporation, et, par suite, avec une seule chute de pression le poids E, avec une dépense de vapeur vive de E/3 donnant, comme nous le savons, un poids résultant d’évaporation égal à E/'3, si ce poids est à une pression suffisante pour fournir le réchauffage R et satisfaire à la condition :
  - nous aurons effectué l’évaporation d’une façon totalement gra-
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- - — 502 —
  - tuite, puisque les divers postes de réchauffage auront pu servir de condenseur à la totalité du poids résultant de l’évaporation, grâce à sa haute pression, et aussi aux vapeurs d’échappement, tel est le cas de l’évaporation des vinasses de distillerie dont nous avons parlé plus haut.
  - Si, au contraire, cette condition n’est pas remplie, on ne pourra plus employer l’appareil à thermo-compresseur seul, il faudra lui adjoindre le principe de l’effet multiple, et faire réaliser au poids de vapeur en excès, un ou plusieurs effets d’évaporation supplémentaire dans une ou plusieurs chaudières en série, dans le but de réduire au minimum le poids résultant de l’évaporation devant être perdu au condenseur ; c’est le cas de la sucrerie de Saint-Leu-d’Esserent examiné plus haut.
  - Pour fixer les idées par un exemple, considérons une sucrerie qui a, en moyenne, les dépenses suivantes en vapeur, rapportées à la tonne de betteraves travaillée:
  - E — 1 000 kg, poids d’eau à évaporer.
  - M = 250 kg, poids de vapeur d’échappement des moteurs ;
  - R — 400 kg, poids de vapeur pour réchauffages :
  - 200 kg, réchauffages des jus et sirops;
  - 200 kg, chauffage des chaudières à cuire.
  - Pour que l’évaporation des jus puisse se faire d’une façon totalement gratuite par thermo-compression dans un seul corps évaporatoire, il faudrait que chaque kilogramme de vapeur vive admis au thermo-compresseur entraîne un poids de vapeur n — 1 et vaporise un poids d’eau n, de telle façon que l’on ait l’égalité :
  - 5 = R — M,
  - n
  - où, dans le cas présent :
  - îük! = 400 — 250 = 150,
  - 'M '
  - n = 6,66
  - ce qui ne serait possible qu’avec une très faible chute et des surfaces de chauffe beaucoup trop importantes; il faut donc, dans ce cas, .combiner le principe du thermo-compresseur avec celui de l’effet multiple.
  - Nous utilisons les 250 kg de vapeur d’échappement au chauf-
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- - — 503 -
  - fage des chaudières à cuire et d’une partie des autres réchauffeurs. Nous employons un appareil à quadruple effet avec premier corps muni de thermo-compresseurs, permettant de réaliser dans ce corps l’évaporation de 3 kg d’eau par kilogramme de vapeur dépensée. Nous prélevons pour les réchauffages restant à effectuer, moitié (soit 75 kg de vapeur) sur premier corps, et moitié (soit 75 kg de vapeur), sur le deuxième corps. Nous aurons ainsi :
  - Les 75 kg prélevés sur premier corps provoqueront l’évapo-
  - ration de ... ..................'. . . . 75 X 3 = 225 kg
  - Les 75 kg prélevés sur deuxième corps provoqueront l’évaporation de............ 75 X 4 = 300
  - Total................... 525 kg
  - Reste à évaporer sur l’ensemble des quatre ‘corps, soit à six effets :
  - 1 000 — 525 = 475 kg nécessitant un poids de vapeur de :
  - La dépense totale de vapeur pour l’appareil évaporatoire sera donc de :
  - 75 + 75 + 79 = 229 kg.
  - Si, au contraire, l’évaporation s’était faite avec les mêmes conditions de prélèvement pour réchauffages dans un quadruple
  - effet ordinaire, on aurait eu :
  - Poids d’eau évaporé par les 75 kg prélevés sur premier corps. .......................................... 75 kg
  - Poids d’eau évaporé par les 75 kg prélevés sur deuxième corps . .................................... 450
  - Total................... 225 kg
  - Reste à évaporer sur l’ensemble des quatre corps : 1 000 — 225 = 775 kg
  - nécessitant un poids de vapeur de :
  - 775 .0, ,
  - -j- = 494 kg.
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- - 504 —
  - La dépense totale de vapeur sera dans ce cas de :
  - 75 + 75 -f 194 = 344 kg.
  - L’économie de vapeur par tonne de betteraves ressort à :
  - 544 — 229 = 115 kg soit environ 15 kg de charbon.
  - Nous pouvons d’une façon générale établir la comparaison suivante entre les appareils à effets multiples ordinaires et ces mêmes appareils supposés desservis par thermo-compresseur au premier corps dans des conditions telles que chaque kilogramme de vapeur vive détendue dans ces appareils produise la réutilisation de 2 kg de vapeur.
  - Poids d'eau évaporé par 1 kg de charbon brûlé aux générateurs.
  - Évaporation à Procédé ordinaire. Procédé Prache et Bouillon.
  - Sextuple effet kg . . 45,00 H 60,00
  - Quintuple effet. .... . . 37,50 52,50
  - Quadruple effet .... . . 30,00 45,00
  - Triple effet . . 22,50 37,50
  - Double effet . . 15,00 30,00
  - Simple effet . . 7,50 22,50
  - En résumé, ces procédés, grâce à un appareil relativement simple, ayant l’immense avantage de n’avoir aucun organe en mouvement et ne nécessitant, par suite, ni surveillance ni entretien, permettent l’utilisation d’une puissance mécanique totalement gratuite et existant en quantité importante dans presque toutes les industries ayant des liquides à concentrer. Grâce à cette récupération d’énergie, ils permettent de faire de l’évaporation à effets multiples avec une seule chute de pression, §t dans bien des cas, la possibilité d’utiliser à d’autres usages le poids de vapeur résultant de l’évaporation, rend le travail d’évaporation absolument gratuit.
  - Le Secrétaire Administratif, Gérant, A. de Dax.
  - imprimerie CHAix, RUE BERGÈRE, 20, paris. — 10866-4-09. — (Encre Lorüleux).
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- - MEMOIRES ET TRAVAUX
  - DE LA
  - SOCIÉTÉ
  - DES
  - INGÉNIEURS CIVILS
  - DE FEANCE
  - FONDÉE LE 4 MARS 1848
  - RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 18GQ
  - BULLETIN
  - DE
  - MAI 1909
  - N° 5
  - PARIS
  - HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
  - 19, RUE BLANCHE, 19 TÉLÉPHONE 133-82
  - 1909
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- - LES
  - mrrviiim nnnnriv nu EiDinirvw
  - PAR
  - 31. Henri CHEVALIER
  - Nous avons vu, en étudiant les anciennes charrues d'Italie (2), que les Romains rendaient justice aux agriculteurs gaulois. Pline parle des charrues à roues inventées par ces derniers au me siècle avant notre ère, et César constate que l’agricul -ture atteint en Gaule un grand degré de perfection. Malheu -reusement, soit par suite des guerres qui durèrent plusieurs siècles, soit pour des raisons qui nous sont inconnues, ces instruments disparurent à peu près complètement. Non seulement les avantages des avant-trains furent oubliés, mais les coutres et les oreilles elles-mêmes n’existent plus dans beaucoup d’araires de l’ancienne France. En effet, si l’on excepte un modèle du xme siècle, il faut arriver à la fin du xvme siècle pour retrouver le coutre et l’avant-train des charrues de la Rhétie gauloise.
  - Une classification par ordre chronologique étant impossible, puisque certains araires fort élémentaires et, par conséquent, fort anciens, sont encore en usage, nous passerons en revue les anciennes charrues françaises commençant par les plus simples, suivant pas à pas leurs perfectionnements successifs.
  - La France, comme la Chine et le Japon, a connu les charrues à bras. La Nouvelle Maison*Rustique (1768), décrivant les diverses charrues usitées à cette époque, ajoute : « Il y a aussi des char -» rues à bras, dont on se sert pour labourer les petits jardins à » force de bras, et ce n’est autre chose que trois morceaux de » bois enchâssés l’un dans l’autre qui font les trois côtés d’une » figure carrée dont le fer tranchant fait le quatrième côté. Ce » fer est de deux pieds et demi de long sur quatre ou cinq
  - (1) Voir procès-verbal de la séance du 7 mai 1909, p. 334.
  - (2) Voir Bulletin d’octobre 1903y p. 336.
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  - » pouces de large et on le pose un peu en biais afin qu’il morde » plus aisément la terre ». Il eût été intéressant de comparer ces charrues à bras avec les types (fîg. 25 et 26 bis) et les charrues japonaises auxquelles elles devaient ressembler ; malheureusement, la Nouvelle Maison Rustique n’en donne pas de croquis.
  - A la Société d’Agriculture de France, en 1899, M. de Vilmorin constatait que, sur quinze charrues qu’il a vu travailler dans la Limagne d’Auvergne, dix étaient des plus primitives : un simple morceau de bois coudé à la base, et il ajoutait judicieusement :
  - « Si, à la fin du xixe siècle, dans ce pays, on conserve de telles charrues, c’est qu’on y trouve un réel avantage ». Dans la même séance de la Société, M. Marcel Vacher disait que, si l’on a conservé l’ariot, c’est uniquement pour nettoyer les terres, pour effectuer les labours superficiels d’été. Dans les pièces infestées de chiendent, il remplace les scarificateurs qui exigent quatre bœufs et dont l’emploi est impossible dans les petites métairies du Centre où le bétail de trait se compose seulement d’une paire de vaches.
  - Duhamel du Monceau, dans son Traité de la culture des terres, suivant les 'principes de M. Tull, Anglais (1750), dit, au sujet des charrues de son temps : « La plus simple, mais aussi la » plus imparfaite de toutes les charrues, est un crochet de bois » garni d’un morceau de fer et qui porte en arrière un levier » servant de manche. Cette charrue est si légère que le labou-» reur la porte aux champs sur son épaule ou sur le dos des » ânes qui doivent la tirer. Comme elle ne peut qu’égratigner » la superficie d’un terrain sablonneux et infertile, nous nous » contenterons d’assurer que ces mauvais sols rendraient plus » q.u’ils ne font si on les cultivait plus profondément et avec de » meilleurs instruments ».
  - Dans le Midi, l'Araire romain (fig. /, d’après Grandvoinnet) av subsisté longtemps et existe peut-être encore dans quelques villages. Une forte planche triangulaire posée à plat forme le sep ; une branche cintrée maintenue par un étançon sert d’age; la flèche est assujettie sur l’age au moyen de cordes. Sur l’arrière de la planche, une pièce verticale avec deux poignées remplace les mancherons. Il n’y a pas de fer. C’est à peu près la charrue grecque du vne siècle avant notre ère représentée par une terre cuite de Tanagra, actuellement au Louvre.
  - A l’Exposition Universelle de 1900, il y avait une section rétrospective française d’instruments agricoles où j’ai pu relever
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- - Fief. 1.
  - Araire Ancien, du Midi
  - Pkf.2.
  - Araire dit Arau duBlioue
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- - — 510 —
  - un certain nombre d’anciennes charrues fort intéressantes qui sont maintenant au Musée du Trocadéro.
  - Voici d’abord l’Arau du Rhône (fig. 2) : trois pièces de bois à peine équarries, assemblées deux à deux, un fer en tôle pliée, une tendille, un mancheron et un palonnier complètent cet instrument primitif.
  - Dans le modèle (fig. 3), sans désignation de provenance, le sep est bien conforme à son étymologie latine cippum ; c’est un pieu ferré avec une face plane en dessus pour recevoir la flèche et les deux mancherons. La flèche est fixée par deux boulons et une tendille; le fer est un cône retenu sur le sep par une cheville en fer.
  - La charrue du Jura (fig. A), d’une construction très simple, ne nécessite pas une longue description. Elle ressemble à la précédente : le sep est en bois dur sans fer et le versoir est une sorte d’aile mobile en bois. La flèche est très longue et presque horizontale. Le Musée du Trocadéro possède une charrue à peu près semblable.
  - L’ancien Arau du Poitou (fig. 5) avec son morceau de fer plat fixé sur le sep appelé brion, sa tendille et sa longue flèche réglable s’appuyant sur le joug des boeufs, était assez bien approprié aux terrains de ce pays, malgré le mépris où il est tombé, parce que l’on a confondu l’objet et la mauvaise application qui avait été faite, comme l’a si bien expliqué M. Moll dans son Encyclopédie pratique de l’Agriculture.
  - « Autant l’arau est détestable, dit-il, comme remplaçant de » la charrue, autant il nous paraît utile comme instrument spé-» cial. Le triomphe de l’arau est dans les sols [motteux, pier-» reux, compacts et surtout dans ces terrains argilo-siliceux » qui, sous l’influence de la sécheresse succédant à de fortes » pluies, forment une croûte dure, impénétrable à tous les » autres instruments. Dans les terrains à grosses mottes dures » où les meilleures herses ne font que sautiller, où le scarifîca-» teur est arrêté à chaque pas ou marche avec la moitié de ses » pieds hors de terre, l’arau fonctionne encore régulièrement, » bousculant les mottes sur son passage et finissant toujours par » faire du guéret. Enfin, dans les défrichements de landes, l’em-» ploi de l’arau a avancé d’une année l’utilisation du terrain. »
  - Aussi M. Moll s’est-il attaché à perfectionner cet instrument de façon à pouvoir s’en servir avec des chevaux (fig. 6). La flèche, plus courte et horizontale, terminée en avant par.un ré-
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  - gulateur, se prolonge en arrière bien au delà du sep pour augmenter le bras de levier des mancherons. Le sep est une pièce de bois carrée munie d’un soc pyramidal très long et très solide. Le sep et la flèche.sont reliés par deux étançons.
  - Avec la charrue du Gers (fig. 7), nous retournons aux instruments formés de trois pièces de bois ; le sep est emmanché sur l’age au travers duquel passe le soc à longue soie, maintenu en place par le mancheron qui fait coin; deux tendilles relient l’age et le sep, tout en guidant le fer en forme de flèche.
  - Dans son étude sur fAgriculture berbère, communiquée au Congrès de 1900 de l’Association Française pour l’avancement’ des Sciences, le docteur Hamy a donné un croquis (fig. 8) de la charrue d’Auvergne. Le soc est une simple barre de fer, et le mancheron, au moyen du coin, maintient cette barre en place, instrument bien primitif comme le suivant (fig. 8 bis) qui se trouve au Musée du Trocadéro. Quoique muni de deux oreilles et d’armatures en fer, cet araire avait un sep garni de pointes de silex, probablement pour émietter la terre, mais qui devait avoir aussi l’inconvénient de demander un effort de traction beaucoup plus considérable.
  - La charrue de Montluçon et de Mende a le sep plat triangulaire des charrues romaines, mais il ne sert plus que de support et de guide à un soc formé d’une longue barre de fer que l’on fait avancer quand son extrémité est usée ; cette pièce passe dans une mortaise de l’age et est maintenue dans une rainure du sep par l’extrémité d’une perche servant de mancheron qui, après avoir traversé l’age, s’appuie sur le soc en faisant ressort, comme dans la charrue d’Auvergne ; le mancheron est lui-même guidé par les deux tendilles.
  - A l’arrière du sep sont Axées deux oreilles légèrement inclinées pour écarter les terres, mais dont l’effet devait être bien insuffisant.
  - Le Conservatoire des Arts et Métiers possède un araire, longue perche du Centre de la France (fig. 40).
  - Le sep en bois a la forme d’ün Y entre les branches duquel vient s’emmancher l’age cintré, muni à sa base d’une mortaise dans laquelle passent le soc et l’extrémité en coin du mancheron. Le fer en pointe de flèche a une section triangulaire qui ouvre bien la raie. Cet instrument n'avait certes pas la stabilité du précédent, mais la forme du sep, tout en élargissant le sillon, permettait de retourner un peu la terre.
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  - L’Araire de l’Aveyron (fig. 44), du Musée du Trocadéro, dérive du précédent, mais le sep plus long donne de la stabilité à l’ensemble, tandis que deux tendilles en assurent la rigidité; le fer qui n’existe plus devait embrasser le sep, comme l’indiquent les feuillures destinées à le recevoir.
  - Dans un curieux araire du Périgord, dont le croquis (fig. 42) m’a été donné par M. de Faurias, propriétaire en Dordogne, on retrouve le soc formé d’une longue barre de fer placée entre le sep en bois et un coin surmonté du bec du mancheron ; le tout est maintenu entre les branches d’un étrier en fer fixé à une flèche en bois. Le mancheron, qui est en fer, a son extrémité taillée en lame. La tendille est également tranchante; elle permet un certain réglage.
  - On peut adapter un versoir qui s’assemble dans l’étrier. En général, le laboureur tient le mancheron dans la main gauche et s’appuie fortement dessus, tandis qu’à Bergerac le mancheron est court et le laboureur se tient à cheval dessus.
  - Dans les anciennes charrues de la Dordogne, Page était tout en bois, très épais à son extrémité inférieure dans laquelle on pratiquait une mortaise suffisante pour faire passer le versoir, le mancheron et le soc, barre de fer quelquefois élargie à son extrémité pour couper les racines: les tendilles se réglaient non au moyen d’un écrou, mais par une clavette passant dans les trous des tendilles.
  - L’Arau du Languedoc (fig. 43), tel qu’on le rencontre encore, a été décrit par MM. de Gruaïta et Ringelmann. Il se compose d’un âge très long, en deux parties, coudé à l’arrière, de façon à former un talon qui s’appuie sur le sol; ce serait là, d’après M. Grandvoinnet, ce que les Latins appelaient la buris. Cette pièce est percée d’une grande mortaise qui laisse passer le fer, le mancheron et un coin de réglage. Le sep est réduit à une semelle D maintenue sous le soc par deux tendilles qui raidissent l’ensemble de la charrue. Cette pièce D serait la Dentale des Romains; deux versoirs élargissent le sillon. Cet araire à été perfectionné (fig. 44); on a allongé le sep de façon à le faire pénétrèr dans la mortaise de l’age ; le versoir unique est fixé sur le sep et un coutre est ajouté à Pavant. On l’appelle en patois « araire plat » parce qu’il laisse la terre à plat. On le nomme « doublis » quand il est attelé de deux bêtes au moyen d’un timon et « fourcat » quand il est conduit par une bête placée
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- - Langue du
  - Pi-CT. 16.
  - Ac.au "provençal ( üiTicMec)
  - Fi<j.IL
  - Lsautien de SLLouis
  - T?icpl6^
  - Basses-iÛpes
  - ï%.18.
  - Acaxee dental del’Ariècre
  - Cou^odafac
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- - — 514 —
  - dans un brancard. C’est un extirpateur; pour que le sol soit convenablement travaillé, il faut croiser le labour.
  - Le Journal d'histoire naturelle, de 1788, contient, une étude « sur la charrue du Languedoc, par M. Raimbault, receveur » des gabelles à Settes, qui a augmenté la force et la solidité » qui manquaient à cet instrument, en le rendant plus léger au » tirage et plus propre à toutes sortes de labours dans toutes ». espèces de terres et singulièrement pour le défrichement des » terres qui n’ont jamais été ouvertes et celui des vieilles » vignes. »
  - M. Raimbault avait remarqué que le grand inconvénient des charrues du Languedoc était de se charger de terre, « dégarnis-» sant ainsi le milieu des champs d’une médiocre grandeur en » emportant avec elles, à chaque trait sur les bords, une cer-» taine quantité de terre qui s’y attache et qui, secouée par le » laboureur s’il tourne sa charrue, en relève les bords en même » temps que le milieu s’abaisse et s’appauvrit. J’ai remarqué, » dit-il, que le manque de coutre et de reversoir ou d’oreilles » y contribuait beaucoup et que ces charrues, par leur construc-» tion ancienne, étaient peu propres à faciliter l’ouverture de » la terre et à s’en débarrasser à mesure qu’elles l’ouvraient. » Pour remédier en partie à ces défauts essentiels, j’ai placé, à » l’endroit où se place ordinairement le coutre, un couteau qui » fait fonction de coutre, qui est emmanché dans le sep où il » est arrêté par son bout refoulé, passe ensuite à travers le soc » où il y a une mortaise ou passage proportionné à sa largeur » et, en dernier, passe à travers la jambe (âge) et y est assujetti » et arrêté en dessus avec une clavette mobile à volonté; après » cela, j’ai placé deux reversoirs entre les deux manchériaux » appelés tendilles ».
  - Ces différentes modifications lui ont donné toute satisfaction ; le tirage est devenu beaucoup moins dur. On pouvait donner à ces charrues plus ou moins de terre par trois endroits :
  - 1° Par la dossière du brancard;
  - 2° Par les tendilles au moyen de. coins au-dessus de la jambe ;
  - 3° Enfin, par la clavette du coutre aussi au-dessus de la jambe.
  - Cette charrue peut être attelée de un ou deux chevaux, en ajoutant à la jambe soit un palonnier, soit un timon.
  - M. Rimbault ajoute quelques renseignements intéressants :
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  - toutes les pièces de fer, pour ces charrues, pèsent ensemble 20 à 24 livres qui, à raison de 6 s. la livre, font la somme de 7 livres 4 s., à laquelle il faut ajouter le travail du charron que l’on estime à 4 livres ; par conséquent, cette charrue ne revient, au total, qu’à 11 livres 4 s.
  - Duhamel du Monceau, dans son Traité de la culture des terres, décrit un grand nombre de charrues en usage de son temps. Nous lui ferons de nombreux emprunts.
  - « En Provence, suivant Duhamel du Monceau, les charrues » (fig. 15) sont formées d’un sep de 3 à 4 pieds de longueur, qui » se termine en pointe vers l’avant; le dessous, au lieu d’être » plat, forme une arête qui s’étend sur toute la longueur du sep, » qui se termine en arrière par un fort tenon passé dans une » grande mortaise de l’age. Le sep est, en outre, relié à Page » par deux tendilles en fer clavetées sur l’age. Quelquefois on » remplace ces deux montants par un morceau de bois ou de fer » tranchant incliné qui sert de coutre.
  - » Sur le dessus du sep est couché un grand soc de fer dont la » tige passe dans la mortaise de l’age et les ailes s’appuient sur » les tendilles. Il n’y a qu’un manche ou levier dont une extré-» mité entre, ainsi que le sep et le soc, dans la mortaise de » l’age où le tout est assujetti par des coins permettant d’ouvrir » ou de fermer l’angle que le sep fait avec l’age, ce qui fait » piquer plus ou moins. En arrière du sep sont assemblées deux » oreilles retenues par une forte cheville qui traverse le sep.
  - » L’age, qui a 8 à 10 pieds de long, porte à son extrémité un » étrier qui entre fort à l’aise dans une grande mortaise au bout » de la flèche qui passe entre les bœufs et sert à les atteler. » Quand on veut faire quelque labour avec un seul cheval, on » substitue à la flèche un brancard qui est attaché au bout de » l’age par la boucle de fer ».
  - Ces charrues ne pourraient travailler dans des terres fortes; elles exigeraient de la part du laboureur un trop grand effort pour régler convenablement l’entrure. Le manche est en deux pièces pour en régler la longueur suivant la taille du laboureur. Les deux petits versoirs ne travaillent pas aussi régulièrement que lorsqu’il [n’y en a qu’un; il est vrai que, le dessus du sep étant en arête, le charretier tient toujours sa charrue inclinée sur un des côtés, ce qui fait que la plus grande partie de la terre se verse du même côté. Duhamel ajoute : « Ces charrues sont » assez commodes pour labourer entre des arbres ou entre des
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  - » sillons de vigne, mais c’est plutôt un cultivateur qu’une vraie » charrue ».
  - Le Fichier provençal (fig. 46), décrit par M. Ringelmann, dérive évidemment du type précédent.
  - Gomme comparaison intéressante, la figure 16 bis représente une charrue des Basses-Alpes assez semblable à l’araire de Dom-b&sle.
  - Dans l’Angoumois, la charrue s’appelle « aran » et rappelle l’araire de Provence. D’après Rozier, le manche est double, le soc est remplacé par une barre de fer engagée entre les deux pièces de même matière qui s’évasent en arrière ; il n’y a qu'un versoir que l’on peut changer de côté.
  - Quoique beaucoup de charrues, à la fin duxvin® siècle, n’aient pas de coutre, son emploi devait être cependant assez répandu et son usage ancien en France, puisque les agronomes latins le connaissaient. Une curieuse gravure du Psautier de Saint Louis (xme siècle) représente une charrue très rudimentaire (fig. 47) munie d’un coutre énorme et peut-être d’un versoir et d’un sabot d’appui. Il est assez difficile de dire comment sont attelés les deux bœufs qui tirent cette charrue.
  - Si, pour la facilité des descriptions, nous passons en revue d’abord les araires sans coutre, puis les araires munis de coutres et, enfin, ceux munis de versoirs (1), il ne faudrait pas voir là un ordre chronologique quelconque, car on trouve dans VAlbum historique, de Lavisse, des charrues à avant-train munies de coutres remontant aussi au xme siècle, ce qui prouve que des charrues très différentes ont été employées concurremment en France, probablement pour des travaux différents, comme cela existe encore de nos jours en Périgord.
  - L’araire Dental, de l’Ariège (fig, 48), qui figurait à l’Exposition de 1900, ne mériterait pas une mention spéciale s’il ne possédait un soc en fer de forme très particulière. C’est un fer de lance replié autour du sep de telle façon que la section transversale soit en forme de cœur très ouvert. Cet instrument très rustique est muni d’un coutre.
  - Un modèle un peu différent existe au Musée du Trocadéro. Le fer en triangle est plat sur le dessus et replié à angle droit sur les deux grands côtés du triangle.
  - (1) Dans beaucoup de régions on appelle mousse un araire renforcé muni de coutre et de versoir.
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  - L’Ariot, de l’Ailier (fig. '19), dont le Trocadéro possède un petit modèle, est d’une construction un peu plus compliquée. Le fer ressemble à un harpon, le sep s’évase aussi en arrière et il est, en outre, surmonté de deux planches faisant l’office de véritables versoirs, pendant qu’un coutre placé en avant prépare leur passage; c’est un instrument excessivement bas, le mancheron est à 0,50 m seulement au-dessus du sol et l’age à 0,25 m; il est donc presque enterré quand il travaille.
  - Dans sa Topographie du département du Gers (an IX), Dralet, Conservateur des Forêts nationales de l’arrondissement de Toulouse, décrit ainsi la charrue en usage (fïg. 20):
  - Le soc (VII) en patois « l’areille », composé d’un corps triangulaire, qui sert à couper la terre horizontalement, et d’une branche pour sa jonction avec d’autres parties de la charrue;
  - Le coutre (VIII) « lou coûté », composé d’une lame verticale;
  - Le versoir (IV) «r l’aoureillon », morceau de bois d’orme de forme trapézoïdale, formant avec le coutre un angle d’environ 45 degrés;
  - L’age (II et III) « la courbo ou plec d’aray », morceau de chêne ou d’ormeau, de forme cintrée s’assemblant dans sa partie antérieure avec la flèche qui est une barre de saule ou d’ormeau. L’age reçoit dans une mortaise le manche du coutre. L’age se termine dans sa partie inférieure et postérieure par un talon qui porte une rainure dans sa partie supérieure et donne naissance à une forte mortaise dans laquelle sont reçues les pièces suivantes :
  - Le sep (I) « la mousso ». C’est une pièce de bois bifurquée qui pose horizontalement sur la terre et sert pour ainsi dire de fondement à la charrue, ses deux branches sont garnies en dehors de bandes de fer. La branche droite du sep s’assemble avec la partie inférieure et postérieure de l’age. La branche gauche sert d’appui au versoir, qui est fixé sur elle par deux chevilles posées verticalement et une troisième cheville posée obliquement. Le sep, dans sa partie moyenne, reçoit deux grandes chevilles appelées tenilles qui, aboutissant à l’age, consolident son assemblage avec cette pièce. Enfin, sur la partie antérieure du sep pose le soc dont la branche passe entre les deux tenilles. . *
  - Les parties employées pour diriger la charrue sont au nombre de deux : le levier (V), en patois « l’estéouo » ou « la manego » et le marchepied (VI) « lou trescung ».
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  - La partie antérieure du levier est revêtue d'une bande de fer, elle s’insère dans la mortaise de l’age et passe entre les deux tenilles; sa partie postérieure présente un manche dont le laboureur se sert pour diriger la charrue, l’incliner ou la soulever selon les circonstances.
  - Le marchepied est une pièce angulaire de cœur de bois de chêne ou d’orme; son tronc s’insère dans la mortaise de l’age, pose sur la branche du soc et sous la langue du levier. Ce tronc a l’usage et la forme d’un coin; il serre et consolide dans la mortaise de l’age les pièces dont il vient d’être fait mention. Sa branche fait une saillie latérale du côté du versoir ; le laboureur y appuie son pied gauche, lorsque cela est nécessaire, pour enfoncer et diriger la charrue.
  - Cette charrue, fort légère et fort simple, était connue dans le pays sous le nom « d’arrai » et a quelques rapports avec l’araire de Provence; on l’attelait à des bœufs ou à des vaches.
  - Le Cabat du Médoc (fig. 24) est destiné à labourer les vignes, il doit passer très près des pieds et est traîné par des bœufs qui occupent chacun le centre d’un billon. La flèche se trouve donc exactement au-dessus de la ligne des ceps, ce qui nécessite la courbure spéciale de l’age afin de ne pas toucher à la vigne. (Joigneaux, le Livre de la ferme.)
  - L’age est très long, environ 4,50 m. Le fer triangulaire n’est coupant qu’à droite : un seul mancheron et un versoir à droite pour écarter la terre; l’ouvrier doit être très adroit et l’instrument bien construit doit avoir peu d’entrure pour suivre facilement toutes les sinuosités que présentent les pieds sans les accrocher.
  - Le grand défaut du cabat est de donner lieu à une perte considérable de force, puisqu’il faut deux animaux pour exécuter un travail qu’un seul animal peut faire aisément.
  - C’est dans ce but qu’on a le Charruet (fig. 22) dans lequel le soc longe la ligne des pieds des vignes, tandis que la flèche se trouve dans l’axe des billons. Il permet aussi de diminuer les cavaillons, c’est-à-dire l’espace laissé libre entre deux ceps par le labourage avec le cabat.
  - La flèche est courte et reçoit un palonnier; elle est supportée en avant'par un sabot. Ces deux instruments, quoique très simples, rendent de grands services et sont de prix peu élevé. Un cabat vaut environ 30 f et un charruet 25 f.
  - Dans quelques provinces où l’on emploie des bœufs, écrit
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- - Picj.19.
  - Ariot de l’Ailier
  - Fifj.20.
  - Ait ai du Gers
  - Fig.21.
  - Cabat du Miédoc
  - F%. 22.
  - Charruet à cavaüloiLS du Médrc
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- - Duhamel, on laboure les terres avec des charrues (fig. 23) qui ne sont autre chose qu’un gros bloc de bois formé de plusieurs pièces assemblées sur un sep fort long. Ce bloc, qui forme deux versoirs, fait avec le sep un gros coin terminé par une pointe en fer qu’on allonge à mesure qu’elle s’use; l’age diffère peu de la charrue de Provence.
  - Cette charrue a une grande tendance à piquer et le laboureur est obligé d’appuyer constamment sur le levier qui est fort long. C’est une très mauvaise charrue qui fatigue beaucoup les animaux; la manœuvre en est pénible et elle fait un labour très inégal. On a essayé, mais sans grand résultat, d’ajouter une petite roulette pour soulager le charretier.
  - Ll Encyclopédie moderne, de 1832, décrit longuement la charrue des Flandres, dite Brabant (fig. 24), comme la meilleure qui existe, sans avant-train, avec demi-soc et versoir fixe. Elle porte sur le devant un patin qui maintient le bout de la flèche et règle l’entrure.
  - Cette charrue est si bien construite, dit l’auteur, que l’ouvrier n’a aucun effort à faire pour la diriger et que souvent il l’abandonne à elle-même. Dans une journée, elle peut labourer 1 ha à 8 pouces de profondeur avec un cheval et un homme ; elle est très légère et pèse de 50 à 55 kg, tandis que la charrue de Brie (poids 390 kg), avec trois chevaux, ne fait pas 50 a par jour.
  - Cet éloge du Brabant a été ratifié depuis par tous les cultivateurs.
  - Boitard (les Instruments aratoires, 1833), donne le dessin (fig. 25) d’une charrue à bras pour labourer les plants.
  - C’est une sorte de chariot articulé porté par une roue ; un homme tire et l’autre pousse. Ce dernier, grâce à la charnière, peut faire varier l’entrure du fer qui est une houe triangulaire.
  - Cet instrument très simple était capable de rendre des services aux jardiniers et aux maraichers.
  - Boitard donne aussi une autre charrue à bras (fig. 25 bis) très légère. La flèche a 4 pieds de longueur et le régulateur 5 pouces de diamètre. Le manche de gauche est parallèle à la flèche. Le sep est en bois, le versoir en bois ou en fonte, et le soc en fer forgé. Elle peut être manœuvrée en poussant par un homme seul, mais il peut aussi se faire aider par un homme ou un âne qui tire.
  - La charrue Pilter Planet, si usitée aujourd’hui dans les jardins, paraît dériver de ce modèle.
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- - — 521 —
  - La charrue avec avant-train à une seule roue (fig. 26), que Rozier appelle « Cultivateur de M. de la Lévrie », est assez curieuse. Tout d’abord, on n’a pas profité des facilités que donne l’avant-train pour régler la charrue. Le cultivateur ne paraît pas être réglable. Le soc est long et la pièce la plus importante est un grand versoir ; l’instrument, muni de deux mancherons, devait être assez stable et facile à conduire.
  - Une miniature de François Fouquet, fils de Jean, représentant un épisode de l’histoire de Gigès (le paysan le plus pauvre est plus heureux que lui), illustre un manuscrit du British Muséum, intitulé The memorabilia of Valerius Maximus. Cette traduction française fut commencée en 1375 et terminée environ cent ans après.
  - La charrue (fig. 27) que manoeuvre le paysan est attelée de deux bœufs et portée par deux roues ; elle possède un versoir. Naturellement, aucun autre détail n’est visible.
  - La Nouvelle Maison Rustique (Paris 1768) nous donne le dessin (fig. 28) d’une charrue à avant-train très rudimentaire. Une pointe d’arbre avec deux branches forme l’àge et les mancherons ; à la base sont fixés un coutre et un soc large et haut, la flèche plate est percée d’un trou dans lequel passe l’age et s’appuie sur un avant-train à deux roues. Une jambe maintient Page et la flèche dans leur position respective.
  - La charrue des environs de Paris (fig. 29) (M. Ringelmann) dérive nettement de la précédente avec les perfectionnements que peuvent apporter cent quarante ans de progrès. Nous avons cru intéressant de rapprocher ces deux types.
  - Le dessin (fig. 30) d’une charrue du xme siècle, tirée du manuscrit du Séminaire de Soissons, est reproduit dans VAlbum Historique de Lavisse.
  - Sur Page, sont fixés d’abord un coutre réglable, puis un mancheron et un soc avec son versoir. L’extrémité antérieure de Page s’appuie sur un avant-train permettant de régler l’entrure à volonté en avançant ou en reculant la charrue par rapport à son avant-train.
  - Duhamel du Monceau décrit ainsi une charrue légère (fig. 34) qui sert pour labourer les semis de bois et que l’on peut employer pour labourer entre les rangées de froment : il y a en avant des coigneaux G, qui sont faits d’un morceau d’orme en forme de fourche ; le milieu du soc passe exactement entre le sep et les coigneaux. H est la scie taillée en couteau vers Pavant.
  - Bull. 35
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- - — 522 —
  - GI est une planche en aile de moulin appelée écusson ou ver-soir. De E en A, il y a une bande de fer dite la Happe à talon ; elle est attachée au sep et empêche qu’il ne s’use. Cette charrue était à avant-train et Duhamel proposait de le supprimer et de le remplacer par deux limons.
  - Le même auteur décrit la charrue à avant-train (fig. 32). 11 distingue la tête et la queue. La tête contient : les deux roues et leur essieu, les montants et les traverses qui servent à fixer la flèche et à modifier sa position. La queue comprend : la flèche, le coutre, le soc, la planche, l’étançon qui traverse la flèche près du bout, le manche court attaché vers le haut de l’étançon, le montant, le long manche et deux tendilles. C’est cette charrue que M. Tull, Anglais, avait modifiée pour en faire une charrue à quatre coutres placés en biais. Il devait être facile d’ajouter un versoir à cette charrue.
  - La charrue de la Plaine de Caen (fig. 33), donnée par M. Rin-gelmann, est rustique et facile à construire par le premier charron venu, pourvu qu’il se procure un soc et un versoir. Elle fait un profond contraste avec la charrue précédente si compliquée.
  - Duhamel du Monceau donne les dessins de la charrue tourne-oreille, dite Picarde (fig. 34). Le soc est à deux tranchants; au-dessus, se trouve un fourchet de bois appelé Goyeau, qui s’appuie sur l’étançon avant; la scie et les deux branches sont tournées en l’air; deux fortes chevilles le fixent au sep ; une oreille triangulaire en bois s’adapte à volonté à droite ou à gauche du sep, maintenue par un crochet et deux fiches placées à l’intérieur de l’oreille ; Page est armé d’un fort coutre et fixé au corps de la charrue muni de deux mancherons.
  - La pointe du coutre devant être inclinée du côté opposé à l’oreille, il faut changer cette inclinaison à chaque tour de charrue. Pour cela, la mortaise qui reçoit le coutre est fort large, une tige flexible appelée Ployon, engagée dans deux chevilles de Page, appuie le manche du coutre soit à droite, soit à gauche de la mortaise.
  - La charrue (fig. 35) tirée de P Encyclopédie paraît solide et bien comprise. C’est aussi une charrue tourne-oreille à fer large et versoir symétrique ; deux mancherons en facilitent la conduite. La flèche se fixe sur l’avant-train d’une façon rationnelle.
  - La charrue tourne-oreille du cours de M. Ringelmann (fig. 36) est proche parente de celle de l’Encyclopédie. Les détails en sont plus étudiés et la construction moins rustique. La roue de droite
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- - Tîcj\28.
  - Charrue dn_XIIL? Siècle .manuscrit
  - du Sémiiiaire deSoisscms.
  - Tig-,35*.
  - Tourne -Oreille diteïicarda
  - T%.29.
  - Charrue des environs de "Parts
  - Ticf.33.
  - Charme à avant tram dela-pLaine de Caen.
  - ïig~.35.
  - Charrue Tcrurne-Orehlfi
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- - — 524 —
  - de l’avant-train a été retirée afin de mieux faire voir la construction.
  - Duhamel du Monceau donne deux modèles de bonnes charrues (fig. 37 et 38) de construction fort simple.
  - Elle sont formées d’une pièce de bois plate en dessous qui coule sur le terrain, le sep, garni en avant d’un morceau de fer plat acéré et tranchant, le soc, non symétrique. Le sep et l’age sont reliés par un ou deux élançons ; celui d’avant s’appelle la scie et celui d’arrière l’atelier. Le coutre est assujetti dans l’age avec des coins. Il y a deux manches et le versoir. Les versoirs en coupe peuvent avoir des formes différentes. Deux charrues ont un avant-train sur lequel repose l’age; on peut ainsi régler parfaitement l’entrure et diminuer la fatigue des animaux. Le travail est si régulier, quand la charrue est bien réglée, que les charretiers peuvent faire des raies assez longues sans tenir les manches de leurs charrues. Il faut remarquer que l’age est toujours une pièce de bois arrondie, liée avec l’avant-train par un collet de bois ou un anneau de fer, de sorte que le charretier peut incliner facilement les manches vers la droite ou vers la gauche, déterminer le soc à changer de direction. Ces charrues demandent à être bien construites. En effet, il est nécessaire que la charrue soit dans une direction un peu oblique a la ligne suivie pour résister à la pression exercée sur le côté du versoir, mais il ne faut pas que cette obliquité soit excessive ; il y a un point précis à observer.
  - La charrue (fig. 38) du cinquième volume de Duhamel du Monceau est une variante de la précédente et caractérisée comme elle par son versoir très grand renforcé en avant pour diviser les terres ; derrière le coutre, il n’y a qu’un étançon, la scie qui relie l’age au sep.
  - Rozier recommande la charrue Champenoise (fuj 39) comme une des meilleures pour les terres fortes. C’est une charrue à avant-train à deux roues inégales. Le soc a son côté gauche en ligne droite avec le sep et porte une douille dans laquelle entre ce dernier ; l’étançon d’avant est appelé Gendarme, parce qu’il a pour but d’arrêter les herbes et les broussailles; le versoir est fixé à droite : c’esi une longue pièce en bois un peu convexe en dehors et soutenue par des jambettes ; le sep est très long et la flèche a 9 ou 40 pieds.
  - La charrue la plus communément employée dans les Ardennes est la Touraude (fig. 39 bis) ; on en fait usage dans tout le dépar-
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- - -asr
  - Tigp.39.
  - Charrue Champenoise
  - m^.39to
  - Charrue Touraude
  - Tig.ïl.
  - Charrue lèaère . I autre rue )
  - rixj.5?5.
  - Charrue delaBrieharaut-traia
  - Tig.ï'2.
  - <c
  - ïigilfcî;.
  - Charrue de Brie
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- - — 526 —
  - ment; seulement cet instrument se modifie selon la nature des terrains.
  - Elle ressemble un peu à la charrue précédente ; son versoir est tantôt en bois, tantôt en fer. .Cette charrue est puissante, peut fonctionner dans les terrains les plus difficiles et fait un bon labour. Le seul reproche que l’on puisse lui adresser, c’est de donner plus de tirage que les charrues perfectionnées, dont la direction de l’age se rapproche de l’horizontale.
  - La charrue légère de M. de la Lévrie, décrite par Duhamel (fig. 40 et 44), est caractérisée par la liaison constante d’un avant-train à une roue avec la charrue, qui est d’une construction très simple. Le sep est long et légèrement concave en dessous et garni d’une bande de fer ; le soc est à une seule aile du côté du versoir ; l’age est droit et plat, il est assemblé d’une façon rigide avec le sep suivant un angle de 30 degrés, un boulon fixe cette position, Le versoir est long et son avant est. muni d’une bande de fer mince pliée à angle vif; l’avant-train est composé de deux brancards et d’une seule roue ; des traverses relient les brancards et sont percées de trous, entre ces traverses passe l’age de charrue ; il est fixé par des trempoirs ou chevilles en fer qui permettent de déplacer l’age en avant ou,en arrière, à droite ou à gauche. En déplaçant l’age en avant ou en arrière, on détermine la profondeur du labour. En déplaçant l’age à droite ou à gauche, on lui donne plus de solidité. La roue dissymétrique peut être soit de côté, soit au milieu ; on ne la met au milieu que lorsque ,1a ciiarrue est elle-même au milieu du cadre de l’avant-train ; une flotte en deux pièces avec courroie sert à fixer la roue dans les deux positions.
  - La forme du versoir est tout à fait défectueuse.
  - La charrue de Gastelnaudary (fig. 49,) était à l’Exposition de 1900. Très trapue, très solide, c’est un modèle que nous avons déjà rencontré souvent, auquel on a ajouté un coutre et un versoir. L’age est très court et on ne voit pas comment il était relié, soit à un avant-train, soit à une flèche ou à un palonnier.
  - La figure 43 représente une charrue de l’Encyclopédie caractérisée par une flèche très relevée et un versoir très développé.
  - La charrue de Brie (fig. 44), tirée de Y Encyclopédie Moderne, est fort lourde et pèse 350 kg ; elle est encore très en usage de nos jours, car elle est simple et facile à réparer. Elle a deux manchons pour la conduite, ce qui est fort utile avec le grand versoir dont elle est munie.
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- - _ 527 —
  - A rapprocher la charrue actuelle (fig. 45) d’après M. Ringel-mann. Les procédés de réglage sont perfectionnés.
  - La charrue de Quimperlé (fig. 46), que je dois à l’obligeance de M. Gautier, Ingénieur dans cétte ville, est un instrument simple et bien conditionné. Quant aux araires en bois, on n’en trouve plus en Bretagne depuis longtemps, cette région étant fort avancée au point de vue de la culture. Le mancheron est d’une seule pièce de bois avec le sep ; l’age presque horizontal et assez long est fixé au mancheron par un tenon ayant du jeu dans sa mortaise ; deux tendilles de bois maintenues par des chevilles assurent sa position. Le soc est en fer ; il y a un ver-soir en bois et un coutre ; l’age, à son extrémité, s’appuie sur l’avant-train à essieu de bois et la liaison se fait par une simple corde. L’avant-train est muni d’une traverse mobile pouvant monter ou descendre, sur laquelle repose l’age, qui est placé à droite ou à gauche de la cheville milieu, suivant le travail que l’on veut obtenir de la charrue. L’avant-train porte une flèche rigide à laquelle s’attache le palonnier.
  - Nos conclusions pour le beau pays de France sont qu’il reste encore beaucoup trop de ces vieux instruments et qu’ils seraient avantageusement remplacés par des charrues ou des araires perfectionnés, comme nous l’avons vu pour les ariots du Poitou, transformés par M. Moll, car nos constructeurs de machines agricoles sont arrivés aujourd’hui à établir des araires de construction logique, dont les prix sont abordables aux plus petites bourses. Ces -araires, donnant le maximum de travail avec le minimum d’effort de traction, ont contribué avec les Brabants et les instruments perfectionnés à augmenter le rendement moyen des terres cultivées ; espérons qu’ils se substitueront de plus en plus aux anciens instruments que nous venons de passer en revue.
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- - ÉTUDE COMPLÉMENTAIRE
  - SUR LA
  - STABILITÉ 10 MATÉRIEL DES HS DE FER
  - (THÉORIE DES DÉRAILLEMENTS - PROFIL DES BANDAGES) ra
  - PAR
  - M. Georges MARIÉ
  - Introduction
  - La théorie complète de la stabilité des chemins de fer doit comprendre, à notre avis, les études suivantes :
  - a) Étude des oscillations de galop ou tangage du poids suspendu autour d’un axe d’oscillations perpendiculaire à la voie, avec les oscillations de l’axe de galop parallèlement à lui-même ;
  - b) Étude des oscillations de roulis du poids suspendu autour d’un axe parallèle à la voie avec les oscillations de l’axe parallèlement à lui-même;
  - c) Étude des oscillations de lacet du véhicule autour d’un axe vertical, avec les oscillations de Taxe parallèlement à lui-même;
  - d) Étude des réactions verticales et horizontales du poids non suspendu, agissant par son inertie sur la voie, et réactions gy-roscopiques.
  - De ces quatre séries d’études on peut déduire :
  - 1° Les variations de la pression verticale des roues sur les rails ;
  - 2° Les variations de la pression latérale des bandages sur les rails.
  - (1) Voir Procès-verbal de la séance du 7 mai 1909, p. 335.
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- - — 529 —
  - De ces deux derniers éléments on conclut le rapport p du
  - maximum de la pression latérale au minimum de la pression verticale de chaque roue, étant bien entendu que F et P contiennent les forces d’inertie en jeu; or, on verra dans ce mémoire que la condition du déraillement dépend précisément de ce rap-
  - , F
  - Portp.
  - On voit donc que le problème du déraillement dans nos travaux, n’est que le dernier chapitre, en quelque sorte, de nos études; c’est le but même de nos recherches car la première condition de la stabilité d’un véhicule c’est d’être inapte à dérailler, à toutes les vitesses auxquelles le véhicule sera appelé à circuler, et sur les voies les plus mauvaises qu’il puisse rencontrer.
  - Nous avons déjà esquissé en quelques pages la théorie des déraillements (Société des Ingénieurs Civils, Bulletin d’avril 1906, chapitre X). Mais on voit que la grande importance de la question justifie une étude complète du problème; c’est cette étude que nous donnons dans la première partie de ce mémoire.
  - Dans la deuxième partie, nous donnons l’étude du profil des bandages, et spécialement de la forme des boudins, en recherchant les formes qui rendent le déraillement le plus difficile; on conçoit que cette étude n’est qu’une application de la première partie; c’est une question d’actualité, qui conservera, du reste, toute son importance tant qu’il y aura des chemins de fer. La recherche de la meilleure forme du boudin ne comporte d’ailleurs pas une augmentation de sa hauteur, cette hauteur étant limitée par la disposition de tous les appareils de la voie 5 le seul moyen d’augmenter la sécurité en dehors des modifications de la forme du boudin, serait de mettre des contrerails intérieurs assez élevés, comme von Borries l’a fait dans les expériences de Berlin à Zossen, et comme on le fait d’ailleurs parfois depuis longtemps sur certains points spéciaux; mais nous verrons que cette disposition coûteuse est inutile, sauf en ces points spéciaux.
  - Avant de commencer cette étude, nous rappellerons que nos travaux sur la stabilité des véhicules de chemins de fer doivent être lus dans l’ordre suivant :
  - A) Etude des oscillations dues aux défauts verticaux de la voie (Voir
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- - 530 —
  - « les dénivellations de la voie et les oscillations du matériel des chemins de fer » ; Annales des Mines, des 1er et 2e semestres de 1905, 1er semestre de 1906 et 2e semestre de 1907) ;
  - B) Étude des oscillations dues aux défauts horizontaux de la voie (Voir « les oscillations du matériel des chemins de fer à l’entrée en courbe et à la sortie » et « les grandes vitesses des chemins de fer... » Mémoires de la Société des Ingénieurs Civils, de novembre 1905 (Médaille d’or de la Société) et avril 1906;
  - C) Étude des oscillations dues au matériel et à la voie (Voir « Oscillations de lacet des véhicules de chemins de fer » Annales des Mines, 1er semestre de 1909);
  - D) Etude des oscillations dues au matériel lui-même (Voir « les oscillations du matériel dues au matériel lui-même... »; Revue générale des Chemins de fer, de mai et juin 1907).
  - L’ensemble des études A, B et 1), ci-dessus, a été couronné par l’Académie des Sciences.
  - Ces diverses études comprennent chacune des oscillations de galop, de roulis et de lacet; mais l’ensemble forme l’étude dyna -mique de la stabilité des véhicules, à toutes les vitesses, telle que nous l’avons définie en commençant cette introduction.
  - Quand nous ne donnerons pas une indication contraire, nous prendrons comme unités : le mètre, le kilogramme, et la seconde, comme nous l’avons fait dans toutes nos études.
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  - PREMIÈRE PARTIE
  - THÉORIE DES DÉRAILLEMENTS
  - Chapitre Premier.
  - Associations d’oscillations et calcul de P et de F.
  - § 1er. Associations d’oscillations de diverses natures.
  - Il y a lieu d’examiner toutes les associations d’oscillations les plus défavorables qui puissent se présenter (Voir les § 44 à 48 de notre mémoire précité sur « les grandes vitesses des chemins de fer... »)
  - ) D’abord les oscillations isolées ne peuvent être dangereuses que si elles sont très fortes, ce qui suppose des défauts très graves et très rares de la voie (Voir « les grandes vitesses... » § 44).
  - ) Puis il faut examiner le cas de la répétition des oscillations isolées, qui, même faibles, peuvent devenir graves s’il y a « résonance » avec insuffisance de l’amortissement par les frottements divers; nous rappellerons le cas de la résonance des oscillations dues aux dénivellations aux joints de rails, celles qui sont dues aux voies accidentellement sinueuses, ce dernier cas étant exceptionnellement grave. (Voir « les grandes vitesses », § 45).
  - c) Puis il faut considérer le cas de la superposition des oscillations isolées, comme l’association d’une traverse affaissée avec une entrée en courbe sans raccordement; d’autre part, il faut examiner le cas de l’association des oscillations répétées, comme par exemple le cas des affaissements répétés aux joints de rails (galop ou roulis) avec le cas de la voie accidentellement sinueuse, etc (Voir les grandes vitesses... § 46).
  - d) Enfin, il faut considérer l’association de toutes ces oscillations avec les oscillations répétées de lacet dues à la conicité
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  - des bandages ou au jeu des boudins; il faut tenir compte aussi des oscillations secondaires répétées dues aux pièces oscillantes et tournantes non équilibrées, qui font l’objet de notre mémoire sur les « oscillations dues au matériel lui-même... ».
  - § 2. Calcul de P.
  - En général, toutes nos études nous donnent les amplitudes des oscillations; nous admettrons que l’amplitude de l’oscillation totale est égale à la somme des amplitudes des oscillations isolées considérées au même moment; cette hypothèse est la plus défavorable, car, le plus souvent, en pratique, il se fait des compensations dans les associations d’oscillations.
  - Nous rappellerons que, pour chaque oscillation, nous avons toujours envisagé le cas le plus défavorable. Maintenant, étant donné une amplitude totale d’oscillation, verticale par exemple, sur un ressort de suspension donné, il est aisé d’en déduire la valeur de P au moment de la grande amplitude de l’oscillation étant bien entendu que P comprend les forces d’inertie.
  - Si Q est la charge statique du ressort, a sa flexion statique et b
  - l’amplitude totale de l’oscillation, la demi-amplitude sera ~; alors,
  - aux deux extrémités de l’oscillation la charge supportée par le ressort sera :
  - q* = q(* + e> ro
  - Naturellement, la valeur exacte de P est égale à Q1 ou Q2, plus le poids de la roue, plus ou moins son inertie en1 cas de saut brusque, de cette roue, conformément à nos formules sur le saut brusque des roues.
  - Nous avons dit, dans nos mémoires, que les mauvaises voies pouvaient avoir'jusqu’à 0,02 m de dénivellation périodique et nous avons montré qu’il pouvait en résulter une oscillation périodique ayant une amplitude de 2 X 0,02 = 0,04 m au plus (*),
  - (*) Voir nos études précitées sur « Les dénivellations de la voie et les oscillations du matériel ».
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- - — 533 —
  - Il est facile de vérifier expérimentalement que les dénivellations peuvent atteindre 0,02 m sur des points très mauvais des voies.
  - Alors, considérons une voiture à bogie ayant une triple suspension donnant 0,30 m de flexion statique totale; si elle subit une oscillation de 0,04 m, comme ci-dessus, on a une variation proportionnelle de charge des ressorts égale à :
  - b __ 0,04 m _ 1
  - 2a ~ 2 X 0,30 m ~~ Ï5 ’
  - c’est insignifiant.
  - Au contraire, avec un tender à vide à deux essieux ayant des ressorts donnant 0,03 m de flexion statique on a :
  - b _ 0,04 m __ 2
  - 2a “ 2 X 0,03 m “ 3;
  - c’est considérable.
  - Il en résulte que les tenders sont dans d’assez mauvaises conditions pour les déraillements; la pratique le confirme.
  - Enfin, pour une locomotive, supposons que les ressorts aient 0,050 m de flexion statique, ce qui est plutôt un maximum en pratique, on a :
  - b __ 0,04 m _ 2
  - 2o “ 2 X 0,05 m “ 5*
  - C’est encore assez modéré; mais si la locomotive a des ressorts ne donnant que 0,025 m de flexion statique, ce qui est le minimum de ce qu’on rencontre en pratique on a :
  - b __ 0,04 m _ 4
  - ta ~ 2 X 0,025 m ~~ H’
  - Ici le déchargement proportionnel des ressorts est considérable. Nous rencontrons une confirmation de ces calculs dans les expériences de M. Brière, Ingénieur en chef de la Compagnie d’Orléans, qui a constaté exceptionnellement, des variations considérables de charge des ressorts d’avant d’une locomotive sans bogie; la charge d’un ressort d’avant'est descendue à moins de
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- - — 534 —
  - g de sa valeur normale, à deux reprises, dans ces expériences (*).
  - Cependant, si la machine est munie d’un bogie, ce dernier fera toujours, au moins, l’office de balanciers longitudinaux s’il a, comme d’habitude, des appuis sphériques latéraux, ou, mieux encore, un pivot sphérique; dans le premier cas, si la dénivellation n’est subie que par une seule roue, la valeur de ^ sera • . , , 2
  - réduite de moitié et égale à g seulement. Mais il peut arriver
  - que le bogie tout entier entre dans la dénivellation; si tous les autres essieux sont conjugués entre eux par des balanciers longitudinaux, la locomotive oscillera comme un véhicule à deux essieux; alors une dénivellation de 2 cm (zh 1 cm), surtout si elle se répète avec synchronisme exact, peut parfaitement ame-
  - 4
  - ner une diminution de charge de w pour les ressorts du bogie,
  - O
  - si ces ressorts n’ont que 0,025 m de flexion statique.
  - En pratique, on donne en général, 0,30 à 0,040 m de flexion statique aux ressorts des bogies et 0,040 à 0,050 m aux autres ressorts des. locomotives. Nous n’ignorons pas qu’on évite de donner aux ressorts des locomotives une flexibilité trop grande, pour maintenir les essieux moteurs dans le plan des axes des cylindres; de plus, une grande flexibilité des ressorts a, surtout, pour effet d’augmenter les oscillations de roulis à l’entrée en courbe et à la sortie. Mais la question de la variation de charge des ressorts d’avant, sous l’effet des dénivellations, a une importance capitale, au point de vue des déraillements; nous estimons donc qu’on doit donner au moins autant de flexibilité aux ressorts d’avant ou de bogies qu’aux autres, et même parfois bien davantage, sous réserve de la vérification de l’amplitude de toutes les oscillations d’après nos théories. Nous faisons cependant une exception dans le cas où la machine est munie d’un bogie à pivot sphérique ou à balanciers transversaux, si en plus la machine est courte et qu’elle a un centre de gravité très élevé. Naturellement, l’importance de la grande flexibilité des ressorts de bogies est encore plus grande si la machine est très longue comme une locomotive Pacific. Pour les locomotives et automotrices électriques, qui ont un centre de gravité très bas, nous
  - (*) Voir la Revue générale des Chemins de fer, d’avril 1883.
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- - — 535
  - sommes d’avis de les munir de ressorts très souples, munis de frottements suffisants, malgré les légères difficultés occasionnées par la suspension des moteurs; cela, bien entendu, combiné avec l’emploi de bogies à déplacement latéral élastique.
  - § 3. Calcul de F.
  - Lorsque l’essieu est pourvu d’un déplacement latéral élastique, nos études montrent le moyen de calculer Vamplitude totale de l’oscillation isolée ou de l’oscillation résultante. Pour avoir F on procédera d’une manière analogue au calcul de Q du paragraphe précédent, en tenant compte de la bande initiale du ressort de rappel si elle existe. De même dans le cas du rappe par plan incliné.
  - Le calcul exact de F est plus difficile dans, le cas d’absence d’appareil de déplacement élastique ; il y a un choc dur ; mais nous savons encore évaluer F dans ce cas, qui est celui du vieux matériel rigide, ou encore dans le cas d’une locomotive moderne si le premier essieu moteur vient à choquer latéralement le rail par suite de l’insuffisance de la puissance directrice du bogie (Voir « Oscillations de lacet des véhicules de chemins de fer »).
  - § 4. Conclusion du chapitre premier.
  - F
  - Finalement on voit que nous savons calculer p ; nous allons
  - maintenant étudier la condition du déraillement résultant d’une F
  - valeur donnée du rapport p.
  - Chapitre IL
  - Déraillement par ascension du boudin sur le rail avec angle d’attaque très faible.
  - § 5. Formule du déraillement dans le cas de l’essieu d’avant d’un véhicule rigide.
  - a) Supposons que la roue d’avant d’un véhicule soit en contact avec le rail, avec une très légère obliquité ou un angle d’attaque
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- - — 536
  - très faible. Nous représentons (fig. i) la section normale du boudin et du rail et nous supposons, pour prendre le cas le plus défavorable, que la roue soit soulevée de 2 à 3 mm par suite de son saut brusque dû à une dénivellation brusque, problème que nous avons traité.
  - Nous appelons P et F les efforts verticaux et horizontaux sur
  - Ficpl
  - \ horizontale.
  - le rail, calculés suivant nos méthodes, et en tenant compte des inerties, comme nous l’avons dit.
  - Nous avons déjà parlé du problème du déraillement, suivant une formule dérivée de la formule de M. Pochet (*). Mais il nous paraît nécessaire de traiter la question beaucoup plus complètement, en raison de son importance. Nous avions pris comme .donnée l’angle a de la tangente au point de contact avec la verticale. Mais il est d’usage de considérer plutôt l’angle (3 que fait cette tangente avec l’horizontale et c’est ce que nous allons faire à présent.
  - (*) Voir « les grandes vitesses des chemins de fer... § 37 ».
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- - 537
  - Considérons donc la figure 1 ; nous allons écrire que les forces projetées sur la direction AB de la tangente au point de contact se font équilibre :
  - Nous avons les forces suivantes dans le sens de A à B, tendant à faire monter la roue :
  - 1° La force verticale P qui donne — P sin ,3 ;
  - 2° La force horizontale F qui donne + F cos g :
  - 3° Le frottement moteur qui tend à faire monter la roue; ce dernier frottement est dû à un roulement des deux surfaces l’une sur l’autre, et ce roulement est 'parfait à moins que la vitesse d’ascension du boudin soit supérieure à ce qui est compatible avec l’inertie de la roue dans le sens de A à B; cette vitesse d’ascension est géométriquement déterminée en fonction de la vitesse du train; il en résulte que, si la vitesse du train est très grande, l’inertie de la roue retardera l’ascension du boudin, qui sera en retard sur le roulement parfait; mais la composante du frottement moteur suivant AB aura toujours comme maximum le produit de la pression normale au point de contact par le coefficient de frottement /, du boudin sur le rail.
  - Or, la pression normale est :
  - P cos [3 + F sin [3.
  - Le frottement moteur, dans le sens de A à B est :
  - Vf cos |3 + Ff sin |3.
  - Ajoutons enfin les trois membres et écrivons que l’ensemble est égal à zéro :
  - — P sin 0 + F cos [3 + P/ cos [3 -f- F/ sin [3 = 0, ou : - P tg (3 + F + Vf + F/ tg [3 = 0;
  - ou : F(1 + /'tg [3) = P(tg 13 — /);
  - ou • - - tg g - f
  - p-l+/'tg|3’ .
  - [3]
  - b) Il est facile de voir que cette formule est la même que celle que nous avons donnée en fonction de a, dans le mémoire, ci-dessus ou :
  - Bull.
  - F _ 1—/tga P tg * + f ’
  - 36
  - [4]
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- - -538 —
  - avec cette différence que dans notre formule nous avions négligé le terme /' tg a comme très faible quand /' est faible et tg a également.
  - M. Nadal a donné cette formule [3] dans son dernier ouvrage de 1908 sur la locomotive.
  - C’est, nous le répétons, une formule dérivée de celle de M. Po-chet. Mais M. Nadal a pensé, comme nous l’avions fait, qu’il fallait faire à la formule de M. Pochet une modification dont nous allons reparler tout à l’heure;
  - c) Reprenons cette formule [3] ; appelons <p l'angle du frottement représenté par f la formule ci-dessus devient :
  - 1 fa tgp- -tg<P .
  - P “ 1 + tg ? tg P’
  - sin p sin <p
  - fa 1 cos ,3 COS ©
  - P ^ sin <p sin ,8 ’ cos f ’ cos |3
  - F' _ sin (3 cos <? — sin © cos [3 P ~~ cos <p cos [3 -f- sin © sin (3*
  - Or, l’expression trigonométrique ci-dessus représente précisément la valeur tg ([3 — ©) ; on a donc :
  - p = tg (P — f), [S]
  - C’est la formule [3] sous une autre forme. Maintenant, M. Pochet a fait une autre hypothèse ; il fait intervenir une autre force, P/", ou produit de la charge de l’autre roue de l’essieu par le coefficient de frottement f de cet autre bandage sur l’autre rail ; on a alors :
  - F = P tg (p - ?) + P/*,
  - ou p =-- tg (f> — ?) + f. [6]
  - C’est la formule de;M. Pochet, comme cela devait être :
  - Mais nous, nous préférons employer la formule [3] un peu plus pessimiste que celle de M. Pochet, et qui ne tient aucun compte de la force P/*, laquelle peut être réduite à presque
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- - rien dans une oscillation qui décharge beaucoup l’essieu en question.
  - d) Nous irons même plus loin ; il est rationnel de supposer parfois que le frottement de l’autre roue est moteur pendant tout le temps du déraillement d’un boudin: en effet, puisque nous supposons la roue oblique au rail, l’autre roue le sera aussi, en vertu de la solidarité des deux roues. Si donc nous appelons P' la charge de cette autre roue sur le rail (inertie comprise), alors la formule [3] ci-dessus devient :
  - l = tg o -?)-£/' . p]
  - ou encore :
  - F _
  - P “
  - tg P — f
  - 1 + f tg|3
  - C’est, en somme, la formule que nous adopterons le plus souvent. Elle est sensiblement plus pessimiste que celle de M. Pochet, mais c’est, à notre avis, la plus voisine de la réalité, dans le cas le plus défavorable. Mais, s’il n’v a pas lieu d’envisager l’action de la deuxième roue, c’est la formule [3] qu’il faut employer.
  - Quoi qu’il en soit, c’est assurément M. Pochet qui, le premier, a jeté une vive lumière sur le problème de l’ascension du boudin en cas de déraillement.
  - Nous donnerons plus loin un tableau d’application de la for-
  - P' 1
  - mule [8] ci-dessus en prenant p- égal à valeur moyenne de la pratique dans une grande oscillation.
  - § 6. Formule du déraillement dans le cas de l’essieu d’arrière d’un véhicule rigide.
  - Nous allons, passer à d’autres formules nouvelles,, tout à fait étrangères aux. travaux de M. Pochet.
  - Supposons,que ce soit l’essieu d’arrière d’un véhicule rigide,, sans rotation possible de l’essieu ni bogie, qui appuie latéralement le rail avec la force F. Tout le monde sait que cet essieu aura fort peu de tendance à dérailler; mais quelle sera cette tendance à dérailler néanmoins? Il est bien évident, en nous reportant à la figure 1, que le frottement, au lieu d’être moteur, devient résistant et empêche le déraillement au, lieu de le. pro-
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- - voquer. Il en résulte que la formule sera la même que la formule [3] ci-dessus, mais en changeant le signe f; on a donc :
  - F _ tg j3 /•
  - P 1 — /• tg 0*
  - [9]
  - Il arrive parfois, heureusement, que les hissels viennent attaquer le rail avec un angle d’attaque négatif ; c’est alors la formule [9] qui s’applique, ce qui rend le déraillement difficile. (Voir aussi § 9 pour les bogies.)
  - § 7. Formule du déraillement dans le cas d’un bogie a rotation douce.
  - Passons au cas d’un bogie à rotation douce et à faible écartement d’essieux. Dans ce cas, les deux essieux se présentent normalement au rail, en cas de choc latéral; nous appelons encore F l’effort latéral de l’essieu d’avant du bogie sur le rail qui est la moitié de l’effort latéral du bogie s’il y a deux essieux à ce bogie.
  - On comprend, à première vue, que ce cas est intermédiaire entre les cas des formules [3] et [9] et que les termes en f s’annulent. En d’autres termes il y a, au voisinage du point de contact, et en avant, un frottement moteur qui tend à soulever la roue et, en arrière, un frottement résistant égal qui tend à l’abaisser.
  - (On trouvera au § 38 de notre étude sur « les grandes vitesses...» une analyse détaillée de ce qui se passe en pareil cas.)
  - Nous arrivons donc à la formule :
  - [10]
  - Ainsi, le bogie parfait a beaucoup moins de tendance à dérailler que l’essieu ordinaire d’avant; de plus, sa tendance au déraillement ne dépend pas de / ; en sorte que si une partie du rail est grippée, ce qui donne une forte tendance au déraillement avec la formule [3], cet inconvénient n’augmente pas la tendance au déraillement avec le bogie.
  - Ce sont là de très grands avantages du bogie qui expliquent l’immense succès de cet appareil placé à l’avant des locomotives, en dehors de ses autres avantages
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- - Nous appelons l’attention du lecteur sur notre formule du déraillement du bogie et sur son importance au point de vue pratique.
  - On peut modifier la formule [10] de manière à tenir compte du frottement moteur de l’autre roue, comme dans la formule [8] ; on a alors ;
  - F P'
  - p = tgg — p-/'. [H]
  - En réalité, les deux essieux du bogie ont un certain écartement qui semble permettre, pour chacun d’eux, une très légère obliquité par rapport au rail, dans les courbes par exemple. Mais on donne à ces essieux ou à leurs boîtes à graisse un jeu très léger qui permet néanmoins aux essieux d’être perpendiculaires aux rails. Cependant, si les deux essieux extrêmes du bogie sont très écartés, cette obliquité tend à augmenter et alors l’avantage du bogie, relatif au déraillement, tend à diminuer. Il ne faut donc pas exagérer l’écartement des essieux des bogies, sauf si l’on emploie une disposition spéciale pour éviter cet inconvénient.
  - § 8. Formule du déraillement dans le cas d’un bogie
  - A ROTATION DURE.
  - Si le bogie n’est pas à pivot sphérique, ni même à plateau central de faible diamètre, il repose alors sur des appuis latéraux, à articulation sphérique ou non. Mais alors, dans sa rotation, le bogie subit un frottement dans le glissement sur ses appuis latéraux; c’est ce que nous appellerons la première phase du mouvement. Quelquefois ce frottement est faible si le montage est fait de manière à laisser la plus grande partie de la charge sur le pivot, comme cela se fait souvent pour les voitures à bogies; quelquefois c’est le contraire et toute la charge est sur les appuis latéraux. Quoi qu’il en soit, le moment de ce frottement latéral, par rapport à l’axe du bogie, est facile à évaluer, en tenant compte du dévers de la voie et de la force centrifuge en courbe s’il y a lieu. Si b est l’écartement des essieux du bogie, c l’écartement, des appuis latéraux et Ii le frottement total sur ces deux glissières, il est facile d’évaluer la réaction latérale F0 du boudin de l’essieu d’avant du bogie sur le rail qui fait équilibre
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- - — 342
  - à ces frottements par la relation suivante, ou équation des moments :
  - F0
  - b
  - 2
  - = H X
  - c
  - 2
  - ou : F„ = H . J}.
  - Ii2
  - Donc, pendant la rotation de ce bogie, le premier essieu seul s’applique latéralement sur le rail avec cet effort F0 connu ; c’est ce que nous avons appelé la première phase du déraillement; ici c’est la formule [3] de l’essieu ordinaire qui s’applique et le déraillement n’aura pas lieu si l’on a :
  - F» ^ Ig g ~ f P ^ 1 +/,tg fff
  - [13]
  - On verra, dans les applications numériques, que le danger du déraillement n’existe que si les glissières latérales sont absolument grippées. Cependant, sans avoir établi aucune formule, certains Ingénieurs américains ont eu l’idée de mettre ces glissières latérales sur rouleaux pour éviter une augmentation de résistance à la traction en courbe.
  - Deuxième phase. — Poussons plus loin notre analyse et voyons ce qui va se passer quand les deux- essieux du bogie seront arrivés en contact avec le rail. Considérons encore l’essieu d’avant de ce bogie et supposons toujours que le bogie subisse un effort latéral 2F dû à un mouvement de lacet sur l’ensemble des deux essieux du bogie. C’est la deuxième phase du déraillement.
  - Dans ce cas, les frottements ci-dessus, qui donnent une réaction F0 à l’essieu d’avant, modifient la répartition de 2F entre les deux essieux.
  - F
  - Le premier essieu subira un effort latéral égal à F -j-
  - F
  - Le deuxième essieu subira un effort latéral égal à F —
  - Dans cette deuxième phase, la formule [10] ci-dessus devient applicable ou :
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- - — 543 —
  - Mais, dans cette formule, F doit être remplacé par F -+- -ÿ ou effort latéral sur l’essieu d’avant; on a donc ici :
  - ou :
  - F0
  - 2P*
  - 14]
  - Telle est notre formule du déraillement dans la deuxième phase ; elle met en lumière l’avantage qu’il y a à avoir une rotation aussi douce que possible à ce point de vue.
  - D’autre part, une légère résistance à la rotation amortit les oscillations de lacet que le bogie a une tendance à prendre isolément, indépendamment du châssis, de sorte qu’il ne faut rien exagérer.
  - § 9. Formule du déraillement dans le cas d’un bogie
  - A ROTATION LIMITÉE PAR UNE BUTÉE.
  - Certains bogies de machines ont une butée qui limite à un très petit angle sa rotation possible, disposition qui a l’avantage de maintenir la rectitude du bogie en cas de déraillement, après qu’il a quitté les rails.
  - Or, si cetté butée est assez serrée^ pour empêcher le bogie d’avoir ses deux essieux appliqués normalement à la voie, en cas de choc latéral dû à un lacet violent, alors la formule [10] ci-dessus, très avantageuse, ne s’applique plus. Ce sont alors les formules [3] ou [8] qui s’appliquent si c’est l’essieu d’avant du bogie qui vient en contact, et c’est la formule [9] si c’est l’essieu d’arrière de ce bogie; cela dépendra des cas. Généralement c’est l’essieu d’arrière, et c’est fort heureux, car c’est alors la formule [9] qui convient,'ce qui rend le déraillement assez
  - difficile.
  - D’une façon générale, nous pensons, avec certains Ingénieurs, qu’il est préférable :
  - 1° De laisser au bogie une rotation possible assez grande pour que ses deux roues du même côté puissent toujours s’appliquer en même temps latéralement sur le rail;
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- - — 544
  - 2° De donner à l’appareil élastique de déplacement latéral une résistance élastique suffisante, et au premier essieu moteur un jeu suffisant, pour que ce soit toujours le bogie et non l’essieu moteur qui supporte le choc latéral. En d’autres termes, comme on l’a déjà dit parfois, un bogie de locomotive ne doit pas être seulement « porteur », il doit encore être « directeur », aussi bien dans tous les mouvements de lacet que dans le cas des courbes de la voie.
  - 10. Applications numériques et tableaux.
  - Nous allons éclaircir les idées en donnant des applications numériques de toute cette théorie des déraillements.
  - a) Voici d’abord un tableau qui résume un certain nombre d’applications numériques de la formule [3] ci dessus, ou :
  - F tg g - f P l+/‘tgp’
  - F
  - -/er Tableau donnant la valeur de p avec diverses valeurs de P angle fi du
  - boudin et diverses valeurs du coefficient de frottement f du boudin sur le l'ail [formule 3] (voir 2e partie).
  - VALEURS de f P = 80» tg p = 5,67 (boudin bombe) p = 70» tgp= 2,75 (boudin normal; p =60» tg p = 1,73 (boudin allemand) p = 50» tg p = 1,19
  - 0,20 2,57 1,64 1,13 0,80
  - 0,30 4 2,00 1,34 ' 0,95 0,65
  - 0,40 1,61 1,12 0,78 0,53
  - 0,50 1,35 0,93 , 0,66 0,43
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- - 545
  - Reste à savoir quelle est en pratique la valeur de f.
  - En principe, f doit être égal au coefficient de frottement qui a été observé dans un grand nombre d’expériences en matière de traction, c’est-à-dire entre 0,20 et 0,30.
  - Nous avons pris part, en 1879, aux expériences du capitaine Douglas Galton sur les freins continus. Dans ces expériences, on a déterminé des coefficients de frottement et d’adhérence jusqu’à plus de 100 km à l’heure, et les chiffres qu’on a trouvés, avec rail sec, ont été compris entre 0,20 et 0,30, avec bon rail, quand les surfaces frottantes ne se déplacent, l’une par rapport à l’autre, qu’à faible vitesse.
  - Mais, nous pensons que la valeur de f peut dépasser de beaucoup ces chiffres.
  - Nous avons observé, en effet, des cas de coefficient de frottement atteignant 0,80, pour le frottement des lames de ressorts de suspension les unes sur les autres (*). Mais il est vrai qu’il s’agissait d’un cas où la pression par centimètre carré est énorme et peut produire une sorte de grippement, et surtout d’une vitesse de frottement extrêmement réduite. Nous estimons : 1° que / doit être compris entre 0,20 et 0,30, dans la grande majorité des cas, sur les lignes de grande vitesse où les rails sont toujours bien polis et les boudins aussi; 2° que f doit être compris entre 0,30 et 0,50, quand il s’agit de rails pouvant être rouillés, ou d’un véhicule étant resté quelque temps sans servir et dont les bandages sont rouillés ou en mauvais état; 3° que f peut dépasser assez sensiblement 0,50, quand un rail est en très mauvais état, ou a été grippé de manière à présenter une surface absolument abîmée.
  - Mais nous estimons que ce cas ne se présente pas sur les lignes fréquentées et c’est pourquoi nous n’allons pas au delà de 0,50 dans l’établissement du tableau ci-dessus.
  - b) Maintenant nous allons donner un tableau des applications numériques de la formule [8J ci-dessus, formule parfois encore plus voisine de la réalité pratique et à laquelle nous donnons la préférence, dans le cas que nous avons indiqué ci-dessus.
  - (*) Voir Note sur la détermination expérimentale du coefficient de frottement des lames de ressorts, par M. Hallard, sous-ingénieur à la Compagnie du Midi (Rev. gén. des Ch. de fer, juin 1908).
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  - 2e Tableau -donnant les valeurs de p avec diverses valeurs de l'angle |3 du
  - boudm et diverses valeurs du coefficient de frottement f du boudin sur le rail ("formule 8].
  - VALEURS de /' (3 = 80“ tg [3 = 5,67 (boudin bombé) p = 70“ tg p = 2,75 (boudin normal) p = 60» tg p = 1,73 (boudin allemand) p = 50“ tg p = 1,19
  - 0,20 2,45 1,52 1,01 0,68
  - 0,30 1,88 1,22 0,83 0,53
  - 0,40 1,49 1,00 0,66 0,41
  - 0,50 1,23 0,83 0,54 0,31
  - Dans ce tableau, nous avons pris p égal à ^ et f tégal à 0,24
  - (coefficient de frottement de l’autre bandage de l’essieu sur le rail) ; ce deuxième tableau s’obtient donc en retranchant 0,12 de tous les chiffres du premier tableau.
  - Il montre nettement que le boudin allemand ({3 = 60 degrés) est l’extrême limite de ce qui est prudent pour l’angle du boudin;
  - au delà, avec |3 = 50 degrés, on arrive à des valeurs de p tellement faibles qu’elles pourraient être réalisées dans la pratique,, comme l’ensemble de nos études l’a montré. Nous préférons la valeur ,3 = 70 degrés pour ce motif et pour ceux que nous indiquerons plus loin.
  - c) Il est plus facile de faire les mêmes applications numériques en appliquant notre formule [10] ci-dessus pour le bogie à rotation douce.
  - Il est cependant inutile de dresser un tableau spécial ; on n’a qu’à prendre les valeurs de tg (3 qui sont indiquées dans le tableau correspondant à la formule [8]. Ainsi, pour (3 =.'70 de-F
  - grés, on a p = 2,75, dans le cas du bogie à rotation douce, tandis
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- - — 547 —
  - que cette valeur de p varie de 1,52 à 0,83 avec l’essieu ordinaire,, quand/'varie de 0,20 à 0,50.
  - On voit quelle est la supériorité du bogie au point de vue des déraillements.
  - La pratique de l’emploi des bogies de locomotives justifie pleinement les résultats de ces calculs.
  - d) Il nous reste à donner une application numérique pour le cas du bogie à rotation dure.
  - Supposons que le poids du bogie repose entièrement sur les glissières latérales, le pivot ne servant qu’à guider la rotation.
  - Nous avons vu ci-dessus [formule 12] que l’effort latéral F0sur l’essieu d’avant, correspondant au frottement sur les glissières,, est :
  - (H étant le frottement des glissières, b l’écartement des essieux du bogie et c l’écartement des glissières). Si 0 est la charge du bogie et que toute la charge porte sur les glissières, le frottement H est égal à Q X /] (/ étant le coefficient de frottement des glissières latérales). On a donc :
  - r. = Qx/,x L
  - c 2
  - En pratique, le rapport ^ est égal à ^ environ, de sorte que
  - l’on a
  - F0 = Q X A X g.
  - Si le bogie a deux essieux, la charge P de chaque roue est un peu supérieure à jp à cause du poids propre du bogie, mettons^- environ; on a donc Q == 3P; substituons :
  - F. = 3P X f, X | = 2P/„ d’où : ^ = %.
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  - Si /4 = 0,10 (surfaces peu graissées), cela donne ^ = 0,20.
  - Gela posé, revenons à l’application à nos formules de déraillement (cas du bogie à rotation dure).
  - La première phase ne donne rien d’inquiétant puisqu’on a F
  - ~ = 0,20. Si nous nous reportons au tableau ci-dessus, avec
  - (3 = 70 degrés, on voit qu'on se trouve de beaucoup en dessous de la condition du déraillement.
  - La deuxième phase correspond, pour le déraillement, à la formule [14] ci-dessus où :
  - 1> — P 2p-
  - Or ici tg (3 = 2,75, avec 0 = 70 degrés; le deuxième terme est égal = 0,10 environ; on a donc :
  - p = 2,75—0,10 = 2,65;
  - cette formule diffère très peu de la formule du bogie à rotation douce ou :
  - p = tg (3 = 2,75.
  - Donc tant que les glissières sont bien graissées, la condition du déraillement n’est guère modifiée par le fait que le poids repose dessus.
  - Si les glissières étaient grippées, le cas serait tout différent : alors on aurait un coefficient de frottement de 0,80, par exemple, au lieu de 0,10 sur les glissières. Dans ce cas, dans la première phase, on aurait :
  - ^ = 2/-= 2 X0,80 = 1,60.
  - Or le premier tableau montre que, avec |3 = 70 degrés, le
  - F
  - déraillement est possible pour -|f = 1,61, avec f — 0,20. Donc le déraillement peut avoir lieu.
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- - — 549 —
  - Dans la deuxième phase, on aurait [formule 14J :
  - p= 2,75 —0,80 = 1,95.
  - qui permet sans danger une assez grande valeur de F.
  - Cette deuxième phase n’a rien d’inquiétant; la première phase l’est, comme on vient de le voir. Donc le grippement des glissières d’un bogie peut être une cause de déraillement. Mais cela ne se produira que dans une courbe de faible rayon, si la courbure de la voie oblige absolument le bogie à tourner. Sur les lignes à grandes vitesses et à grands rayons, cet accident ne se produira pas. Néanmoins, il est prudent d’éviter le grippement des glissières.
  - Chapitre III.
  - Déraillement par ascension du boudin sur le rail, avec angle d’attaque fort.
  - §11. Calcul des" valeurs limites de l’angle d’attaque
  - Dü BOUDIN SUR LE RAIL.
  - Considérons un véhicule à essieux rigides situé dans une courbe de rayon r, avec un jeu des boudins suffisant; appelons §
  - Fiff.2
  - l’angle que fait le plan des roues des essieux extrêmes avec la tangente à la courbe, au point de contact des roues avec les rails ; appelons en outre 6 l’écartement des essieux extrêmes du véhicule ou empattement.
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- - • — 550 —
  - Représentons (fig. 2) la courbe de la voie et le véhicule AB = b.
  - L’angle o est égal à EBD ou à EGB ; ou on a :
  - tgECB =
  - EC ~ EC ” 2.EG*
  - Or :
  - EC = r cos o;
  - Donc : on a :
  - tgB
  - b
  - zr cos
  - sin S COS o’
  - D’où: sin o = ~ = tg c, [15]
  - si o est très faible.
  - En appliquant cette formule à divers rayons de courbure de la voie avec b = 6 m et b — 3 m, on a le tableau suivant des valeurs de sin o :
  - VALEURS DE r
  - VALEUR DE b
  - mètres
  - On voit que ces inclinaisons o sont, en pratique, très faibles, quand le véhicule est normalement situé dans une courbe de rayon constant.
  - En alignement droit, en supposant même un jeu de la voie de
  - 3 cm, cela ferait une valeur de sin o ou de tg § égale à ou
  - 0,005 avec 6 m d’empattement et 0,010 avec 3 m. Ce sont toujours des chiffres très faibles.
  - Le cas de l’entrée en courbe ou sortie sans raccordement se déduit du tableau précédent, mais l'empattement du véhicule -est EB au lieu de AB (fig. 2); il en résulte qu’il faut ici doubler les valeurs de sin o. Dans le passage des aiguilles, on a une valeur de tg o = sin o = 0,020 environ.
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- - — 551 —
  - 12. Extension a ce cas des formules de déraillement.
  - Dans ce cas, les formules du déraillement de l’essieu oblique, s’appliquent encore, mais avec les deux modifications suivantes :
  - 1° Dans ce cas, la figure 1 devra représenter encore une section perpendiculaire au plan tangent commun, c’est-à-dire au rail ; mais cette section devient ici une section oblique du boudin au lieu d’être une section droite.
  - En d’autres termes, la section est représentée par la figure 3,
  - dans le cas de l’angle o très faible et par la figure 4, dans le cas de o fort ; on voit donc que le fait d’avoir B fort, diminue sensiblement l’angle fi de la tangente au point de contact avec l’horizontale; c’est comme si l’on avait un boudin plus fuyant; les formules [3] et [8] s’appliquent à ce cas, avec cette réserve.
  - On voit donc que quand l’angle d’attaque augmente, la tendance au déraillement, augmente ; c’est, la confirmation d’un fait bien connu.
  - 2° Lorsque l’angle d’attaque o est appréciable*, même sans être bien fort, il produit un autre inconvénient. Nous avons dit que F doit comprendre toutes les forces d’inertie latéralès; parmi ces forces il est important de considérer la suivante,, F', •c’est celle qui est due à la composante normale au rail, de la 1
  - ^ force,vive réelle du véhicule, qui arrive obliquement sur lui,, \
  - ou ^ Mu2 (M, masse du véhicule et v, vitesse du train).
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- - — 552 -
  - La composante normale au rail est .
  - t M»2 tg2 S.
  - Supposons qu’il s’agisse (l’une locomotive pesant 80 t.
  - Si l’on a : v = 30 m par seconde (ou 108 km à l’heure) cette composante normale est, avec tg o = 0,008 :
  - (30)2. (0,008)2 = 235 kgm.
  - Si l’on a : v — 40 m par seconde (ou 144 km à l’heure) cette composante est, avec tg 5 = 0,008 :
  - 2- ipr(40)!- (0’008)2 = 416 kgm-
  - Or, nous avons vu, dans notre théorie des oscillations de lacet (Annales des Mines, de 1909), comment on calcule aisément l’ef-
  - 1
  - fort latéral ou inertie F' correspondant à une telle force vive,
  - soit dans le cas du bogie, soit dans le cas de l’essieu ordinaire.
  - Une telle force vive ne donnerait avec ces valeurs de tg o,
  - qu’une valeur de F' modérée. Mais quoi qu’il en soit, il faut retenir que l’influence de l’inertie latérale due à l’angle d’attaque o, est proportionnelle au carré de la tangente de l’angle d'attaque et au carré de la vitesse du train. Pour le cas du bogie, la valeur de F' se répartit, naturellement, entre les deux essieux. Il faut veiller à ce que cette force d’inertie F' ne fasse pas double emploi avec d’autres forces d’inertie latérales que nous avons étudiées. Mais il y a un cas où F' a une importance spéciale, c’est celui du passage dans une aiguille de bifurcation, en pleine vitesse. En effet, en appliquant le calcul précédent au cas de l’aiguille où l’on a tg § = 0,020, on trouverait une valeur con-
  - sidérable de la composante latérale de la ^ force vive et de F' ;
  - cela montre le danger du passage des aiguilles de bifurcation aux très grandes vitesses. On peut, du reste, disposer les aiguilles de manière à diminuer cet angle B.
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- - - 553
  - Chapitre IV.
  - Autres causes de déraillements.
  - § 13. Sauts brusques des roues dus a un obstacle vertical.
  - Il est à peine besoin de rappeler qu’un obstacle placé sur un rail peut faire dérailler, surtout si l’essieu subit une légère réaction horizontale au même moment, ce qui l’empêche de revenir en place.
  - § 14. Saut brusque des roues dus a un obstacle horizontal.
  - De même, si un appareil de voie détérioré donnait un obstacle horizontal assez notable, il en résulterait un choc intense sur la roue qui pourrait également la faire dérailler.
  - § 15. Jeu de la voie trop grand ou trop petit.
  - Il y a eu des déraillements causés par un jeu des boudins dans la voie trop grand et d’autres causés par une voie trop serrée qui fait remonter l’essieu comme dans un coin ou qui détermine l’arrachement des tirefonds, le déversement des rails et le déraillement.
  - § 16. Causes diverses de déraillements.
  - Il est à peine nécessaire de mentionner les déraillements dus à des ruptures de rails, à des rails qu’on a oublié de remettre ou à des ruptures d’essieux ou pièces diverses du matériel ; ces divers accidents sortent du cadre de nos études.
  - Bull.
  - 37
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- - — 554
  - Chapitre V.
  - Divers pour les déraillements.
  - § 17. Calcul de la durée du déraillement du boudin.
  - Revenons au § (5 — a) ci-dessus et reprenons la formule :
  - — P sin fi + F cos fi -f- F/ sin fî -f P/"cos fi = 0.
  - Appelons M la masse de la roue, p son poids et y l’accélération de son ascension sur le rail; l’équation dü mouvement vertical de la roue est alors :
  - — P sin fi + F cos [3 + F/‘sin p + P/\cos y —My = 0.
  - P tg p + F + F/ tg (3 -j- Vf — My =
  - 0.
  - F(l+/tgg)-P(tgp-/)-^ = 0.
  - ) = + A g P) - - /)•
  - [16]
  - ou :
  - Telle est la formule qui donne /’accélération du mouvement d’ascension du boudin sur le rail.
  - Maintenant, quelle sera la durée de cette ascension pour une valeur e de la hauteur du boudin? Appliquons la formule du mouvement uniformément accéléré, ou :
  - ou
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- - Substituons 7 de l’équalion [16J, il'vient :
  - 9 p(i + fm O — ^(tg? — f) > [U]
  - dans laquelle e et la hauteur du boudin.
  - Faisons une application numérique avec p = 500 kg,
  - P = 20 00 kg ou g de la charge normale égale à 6000 kg par
  - exemple; F = 3 000 kg, £ = 70 degrés et tg(3 = 2,75, e = 0,02 m, f — 0,3, on trouve :
  - i = jt= de seconde environ. 1/
  - Dans cet exemple, nous avons supposé que F = 3 0G0 kg, tandis que la valeur de F suffisante pour faire dérailler est : 2 000 X 1,34, =: 2 680 kg, d’après le tableau I.
  - En outre, nous avons supposé que le frottement moteur du déraillement agissait avec son maximum de puissance ; il n’en est pas toujours ainsi, comme on va le voir.
  - Tout d’abord, il n’arrive jamais que le boudin monte sur le rail comme une roue qui franchirait un caillou, par exemple ; en d’autres termes, le boudin ne prend pas par l’avant un point d’appui fixe sur le rail pour le franchir sans variation de ce point d’appui. En effet, on a vu que dans les lignes de grand ou de moyen rayon de courbure, l’angle d’attaque est toujours très faible et le boudin ainsi que le rail sont arrondis ; alors, dans aucun cas, l’extrémité du boudin ne peut attaquer d’emblée le rail ; il se produit dans le déraillement une ascension par roulement avec contact successif des parties du boudin de plus en plus éloignées de la jante avec le rail.
  - Il en résulte qu’aux faibles vitesses, la vitesse de l’ascension du boudin est proportionnelle à la vitesse du train et ne dépend que des conditions géométriques de ce roulement ; elle est inférieure à la vitesse qui correspond à la valeur t de la formule [17].
  - Mais aux très grandes vitesses, l’inertie de la roue s’oppose à ce que ce roulement ascensionnel se fasse régulièrement; la roue est en retard sur cette ascension par roulement ; alors le frottement moteur du boudin sur le rail agit avec toute son
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- - — 556 —
  - intensité et la formule [17] ci-dessus s’applique; elle donne alors une valeur de t indépendante de la vitesse du train.
  - Il est essentiel de remarquer que cette durée de ~ de seconde
  - est très faible; elle permet parfois le déraillement du boudin même quand l’application de la réaction latérale F dure un temps extrêmement minime, comme dans le cas du choc dur du boudin sur le rail.
  - Néanmoins, si courte que soit cette durée elle est encore plus longue, aux très grandes vitesses, que celle qui résulterait du déraillement naturel, de sorte que, malgré tout, l’inertie de la roue retarde alors légèrement le déraillement; la roue est un peu en retard sur son déraillement naturel, comme nous l’avons dit ci-dessus, et glisse un peu de bas en haut pendant son déraillement.
  - F
  - Il faut donc, autant que possible, que p ne dépasse jamais les
  - valeurs Axées par le tableau II ci-dessus, même pendant une
  - 1
  - durée extrêmement courte de ^ de seconde. Ajoutons, du reste,
  - qu’une grande valeur de F, même pendant une aussi courte durée, aurait pour effet de déformer la voie, d’arracher des tire-fonds, par exemple, et de favoriser le déraillement d’un train suivant si le premier train y a échappé.
  - Nous ajouterons, cependant, que la formule [17] n’a donné 1
  - une durée très courte de ^ de seconde qu’en supposant un
  - effort latéral élevé de 3000 kg. Avec un effort latéral juste suffisant pour faire dérailler, la formule [17] donnerait heureusement une durée plus longue ; le déraillement est donc évité souvent, même si F est assez fort, si sa durée d’application est très faible. Il peut arriver aussi que P ne conserve une valeur réduite, dans une dénivellation delà voie, que pendant une durée très courte et que le déraillement soit ainsi impossible ; c’est ce qui arrive, le plus souvent, dans le cas de léger saut brusque d’une roue par suite d’une dénivellation de la voie. La durée d’un tel saut brusque de la roue est très facile à calculer d’après les formules du § 12 de notre mémoire sur Les dénivellations de la voie; dans les cas
  - \
  - les plus défavorables, elle ne dépasse guère de seconde.
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- - Il est aisé d’établir la même formule de durée du déraillement, en tenant compte de l’action Vf de l’autre roue de l’essieu, et aussi dans le cas du bogie doux ou dur.
  - § 18. Influence de la. hauteur du boudin.
  - On peut voir, d’après la formule [17] de la durée du déraillement, que t est proportionnel à la racine carrée de la hauteur e du boudin ; mais on vient de voir que cette durée est très faible, dans tous les cas, avec la hauteur de boudin de la pratique.
  - La grande hauteur e du boudin a encore un autre avantage, qui n’avait jamais été signalé, pensons-nous, et qui résulte de notre théorie des sauts brusques des roues dus à des dénivellations rapides. (Voir Les oscillations dues aux dénivellaiions de la voie, 3e partie, § 12.)
  - Nous attirons spécialement l’attention du lecteur sur cette puissante action mécanique que nous avons appelée aussi « oscillations des roues sous les rails ». Il s’agit d’une roue lancée en l’air par un relèvement brusque de la voie, en se décollant du rail et de telle façon que son inertie fasse équilibre à son poids plus la pression du ressort. Ainsi, la roue se décolle du rail et la compression du ressort n’est pas diminuée ; elle est même très légèrement augmentée pendant un instant très court et la caisse n’est pour ainsi dire nullement affectée ; elle ne subit même pas d’oscillation sensible, de telle sorte que le saut brusque de la roue peut passer inaperçu. Ce phénomène est facile à observer à l’œil nu dans les automobiles et nos calculs montrent qu’il peut exister en petit dans les chemins de fer, surtout sur les mauvaises voies où les dénivellations périodiques atteignent 20 millimètres ; cela ne peut se produire, il faut bien le dire, que très rarement et en des points de la voie exceptionnellement mauvais. Ce saut brusque est très dangereux et le sera encore davantage quand on dépassera la vitesse de 120 km à l’heure dans la pratique courante ; c’est principalement en vue de ces très grandes vitesses que nous l’avons étudié.
  - On conçoit alors que si la roue saute brusquement de S mm à 10 mm, par exemple, la hauteur du boudin a une très grande importance qui empêche le déraillement s’il existe une action latérale F un peu puissante au même instant.
  - Malheureusement, dans les chemins de fer existants on donne
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- - à e, le plus souvent, le maximum compatible, avec les appareils de voie existants et on ne peut pas l’augmenter. Mais tout fait espérer, d’après nos études, que la hauteur actuelle permettra, de dépasser encore de beaucoup les vitesses actuelles, même sans employer des contrerails élevés. C’était l’opinion de von Borries.
  - § 19. Influence de la masse de la roue.
  - La formule [17] de la durée du déraillement du boudin met en lumière un avantage de la grande masse de la roue; t est proportionnel à la racine carrée de p ou poids delà roue; mais nous avons vu que, avec les poids en usage, t est encore extrêmement faible, assez faible pour permettre parfois le déraillement, même si la force horizontale F n’est qu'instantanée.
  - Par contre, la grande masse de la roue a de très graves inconvénients :
  - 1° Elle augmente Faction gyroscopique, ce qui n’est pas grave puisque nous avons vu que ces actions restent faibles, même aux énormes vitesses de 140 km à l’heure et au delà.
  - 2° Elle augmente les sauts brusques des roues., en cas de dénivellations' assez brusques et de vitesses assez grandes pour provoquer ce grave- inconvénient; et alors le saut brusque est proportionnel, non à la racine carrée, mais à la valeur même du poids de la roue. (Voir « les oscillations dues aux dénivellations de la voie, 3e partie, § 12 ».)
  - En résumé la grandeur de cette masse a plus d’inconvénients que d’avantages. Il faut donner à la roue une masse suffisante pour les besoins de la résistance, mais rien de plus en vue des déraillements.
  - Il faut, en outre, éviter que les balanciers;, s’il en existe,., soient situés entre les roues et les ressorts; ils doivent être cm delà des ressorts pour ne pas augmenter la masse non suspendue,,: qui, à ce point de vue, fait corps avec la roue.
  - Nous ferons remarquer à ce sujet, que les automobiles à chaînes sont moins sujettes aux sauts brusques des roues que, les automobiles à cardan, parce que les dernières ont le différentiel sur l’essieu d’arrière, ce qui augmente le poids total de l’essieu non suspendu ; pour les chemins de. fer, il. va de soi que les conséquences du saut brusque des roues sont bien plus, graves que pour les automobiles, à cause des déraillements.
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- - — 559 —
  - § 20. Influence du diamètre de la roue.
  - On admet généralement qu’une grande roue déraille plus facilement qu’une petite; en donnant cette opinion, on se base simplement sur ce fait connu, qu’une grande roue passe plus facilement un obstacle qu’une petite, en comparant le boudin à un obstacle.
  - Soit (fig. 5) une roue qui passe un obstacle de hauteur h ; soit l la distance de l’obstacle au point de contact A de la roue avec le sol, avant son soulèvement, et d le diamètre de la roue. Nous avons trouvé la relation :
  - l = \fdh.
  - (Voir les oscillations dues au matériel lui-même, § 37.)
  - Ainsi l est proportionnel à la racine carrée du diamètre de la roue. Comparons à présent deux roues qui passent un obstacle h; à la même vitesse ; la durée du soulèvement de la roue est proportionnelle à l, ou à : \/d d’après la relation précédente. Donc l'accélération du mouvement d’ascension de la roue est plus forte avec la petite roue qu’avec la grande ; donc, le supplémen de compression du ressort de suspension sera appliqué plus rapidement avec les petites roues qu’avec les grandes, d’où une plus forte accélération d’ascension imprimée à la caisse, ou une secousse plus forte..
  - Telle est l’explication rationnelle du fait connu, qu'une petite roue passe plus difficilement un obstacle qu’une grande. Ce serait le cas du déraillement, si la roue était capable de monter directement sur le rail; ce ne serait possible que si le bandage et le rail avaient la forme de la figure 6; alors, avec la moindre obliquité, sous l’effet d’un puissant effort latéral F, le boudin monterait sur le rail, en tournant autour du point d’attaque qui resterait fixe pendant toute l’ascension du boudin.
  - Fig-, G
  - Fig-, 5
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- - — 500
  - Mais dans la pratique, le rail et le boudin ont des formes arrondies, de sorte que, comme nous l’avons dit, il se produit une ascension par roulement, sur des points de contact allant en variant pendant toute l’ascension. Quelle est alors l’influence exacte du grand diamètre dans cette ascension ? Le grand diamètre semble devoir retarder un peu cette ascension, ce qui serait un avantage ; on pourrait s’en rendre compte par une expérience de déraillement de plusieurs véhicules, à roues de diamètres différents, à très faible vitesse, sous l’effet d’un puissant effort latéral F.
  - Mais une augmentation légère de la durée t de Fascension n’aurait qu’un minime avantage; l’essentiel est que la formule du déraillement est indépendante du diamètre de la roue, aux grandes vitesses, car les conditions de l’établissement de cette formule n’en dépendent pas.
  - Mais, en pratique, on a presque toujours admis que les grandes roues déraillent plus facilement que les petites; c’est bien naturel, car, quand le diamètre d’une roue augmente un peu, son poids augmente beaucoup; en effet, le poids du bandage est proportionnel au diamètre; le poids des rayons augmente beaucoup plus que le diamètre, à cause de la nécessité de la résistance aux efforts latéraux du boudin sur le rail, dont le moment augmente avec le diamètre de la roue.
  - Donc, en pratique, les grandes roues ont forcément une grande masse qui augmente les effets du saut brusque des roues, si redoutables aux très grandes vitesses, sur des parties de voie en mauvais état.
  - Donc, il est préférable d’éviter de mettre aux trains de très grande vitesse, des locomotives ayant des roues motrices à l’avant.
  - Nous rappelons que, dans ce cas des roues motrices à l’avant, on a soin, en général, de calculer les contrepoids de ces roues motrices d’avant, pour l’équilibre vertical seul, en réservant aux autres roues motrices, les contrepoids supplémentaires de l’équilibre horizontal.
  - §*21. CONTRERAILS ÉLEVÉS.
  - Dans les expériences de Berlin à Zossen, à 200 km à l’heure, on avait mis tout le long de la voie, des contrerails très élevés, comme on le fait parfois sur les voies placées sur les ouvrages
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- - 561 —
  - d’art, ou, en Amérique, dans les courbes de très faible rayon. De cette façon, si la roue saute brusquement plus haut que le boudin, elle est forcée de retomber en place.
  - Suivant Von Borries, les contrerails ne semblent pas avoir eu l’occasion de fonctionner dans les expériences de Berlin à Zossen, ce qu’on a constaté, en remarquant que les contrerails n’avaient aucune trace de frottement; il en a conclu qu’on pourrait peut-être s’en passer, même à 200 km à l’heure.
  - Nous sommes de son avis, mais à la condition que la voie soit assez rigide et assez régulière pour empêcher les sauts brusques et que les conditions de toutes les formules de nos travaux soient remplies. C’est une question d’un grand intérêt pour les lignes électriques à voyageurs, à 150 à 200 km à l’heure et au delà, dont on fait le projet dans plusieurs pays.
  - § 22. Remarques diverses.
  - Nous rappellerons à cette occasion que nous avons démontré :
  - 1° Que les oscillations de la caisse dues aux dénivellations de la voie, sont indépendantes de la vitesse;
  - 2° Que les oscillations dues aux défauts du tracé en plan de la voie, sont proportionnelles au carré de la vitesse;
  - 3° Que les sauts brusques des roues sont proportionnels au carré de la vitesse.
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- - DEUXIÈME PARTIE
  - PROFIL DES BANDAGES
  - Chapitre premier.
  - Forme générale du profil.
  - § 23. Utilité et valeur iiarituelle de la conicité des r and âges.
  - La conicité des bandages sert, comme on le sait, à empêcher le glissement longitudinal des bandages sur les rails, dans les courbes, malgré la solidarité des deux roues d’un même essieu.
  - 1
  - On lui donne habituellement une valeur de ^ de pente; si le
  - jeu de la voie est de 30 mm avec le surécartement dans la
  - l
  - courbe, s’il existe, cela fera donc une différence de de 30 mm
  - ou 1,5 mm = 0,0015 m entre les deux rayons différents des d'eux roues; nous supposons des roues de 1 m, ayant 0,50 m dé rayon :
  - On peut se demander jusqu’à quel rayon x de la courbe, la conicité des bandages aura un effet suffisant'; on a :
  - x _____ 1,50 m
  - 0,50 m~ 0,0015 m’
  - D’où : æ — 500 m.
  - Pour avoir tout l’effet de la conicité des bandages avec un rayon de 3Ü0 m, il faut un surécartement plus grand dans la courbe ou une conicité plus forte ; de même pour les roues de 2 m, même avec 500 m de rayon.
  - 1
  - Mais on voit que la conicité de suffit largement pour les lignes à grands rayons.
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- - — 563 —
  - La conicitë des bandages sert aussi, dans une certaine mesure, comme on le sait, en alignement droit, à maintenir l’essieu dans sa position moyenne, de manière à éviter le contact l'atéra! des boudins sur les rails, quand il n’existe aucune perturbation puissante tendant à produire ce contact.
  - § £4. Sillon creusé pvr l’usure.
  - Le petit sillon creusé dans les bandages par l’usure ne modifie pas nos formules: d’oscillations de lacet dues à la conicité des bandages qui donnent le maximum de l’oscillation possible;,, d’après la valeur du jeu des boudins dans la voie et indépendamment de la légère variation de forme du bandage.
  - Mais elle peut motiver une augmentation de cette oscillation* tout en la laissant inférieure à la limite supérieure que donnent nos formules.
  - § 25. Conférence de Berne.
  - La conférence de Berne (15 mai 1886), représentant les gouvernements continentaux a fixé, entre autres choses, les limites
  - Fij.7
  - entre lesquelles doivent se tenir les divers éléments du profil des bandages et des boudins en particulier. Voici les décisions qui concernent le présent mémoire (fig. 7) :
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- - 5154
  - DIMENSIONS MANIÈRE DE COMPTER les dimensions LETTRE DE LA figure 7 MINIMUM MAXIMUM
  - Largeur de la voie comptée entre les bords intérieurs | des têtes de rails ( et y compris le surécartement dans les courbes a 1,435 m 1,465 m
  - , Ecartement des/ roues d’un essieu^ )) j b 1,357 m 1,366 m
  - Largeur des bandages » | c 0,130 m 0,150 m
  - Écartement exté-^ rieur des bou-< mesurée à 10 mm en contrebas des cercles de roule-! ment, ces cercles ( étant supposés écartés de 1,500 m , d 1,405 m 1,425 m
  - dins
  - Hauteur des boudins mesurée vertica- ' lement jusqu’au sommet des rails, les roues ayant leur! position normale e 0,025 m 0,036 m
  - Jeu des boudins dans la voie . mesuré d’après le déplacement total de l’essieu, | la largeur de la voie/ étant supposée ' de 1,440 m pas indiqué sur la figure 0,015 m 0,035 m
  - La largeur des boudins est donnée par la différence entre les dimensions d et b.
  - Chapitre II.
  - Divers types de boudins.
  - § 26. Boudin rond.
  - La figure 8 représente le boudin rond encore en usage dans une des plus grandes Compagnies de chemins de fer anglais et
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- - — 565
  - aussi en France ; c’est une forme très ancienne et assurément très bonne puisqu’elle a si longtemps résisté à l’épreuve du temps.
  - Ce boudin se compose d’un cercle CD de 22 mm de rayon
  - Fitf.8
  - Comcité
  - . Fig.9
  - Conicité
  - auquel succède un autre cercle DEF de 14 mm de rayon ; les deux cercles sont tangents en D et la tangente en ce point fait avec la verticale un angle de 80 degrés environ.
  - § 27. Boudin rectiligne fuyant.
  - La figure 9 représente ce que nous appellerons le boudin rectiligne oblique.
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- - Ce boudin se compose d’nn cercle CD, puis d’une ligne droite, DE,; puis d’un cercle EFG, puis d’une partie sensiblement droite GH appelée « chanfrein » et destinée à faciliter le passage dans les contrerails des appareils de la voie..
  - La ligure 9 représente spécialement le boudin type en usage dans les chemins de fer prussiens; dans ce boudin, le cercle CD a 15 mm de diamètre ; la droite DE fait un angle 0 égal à 60 degrés avec l’horizontale; le cercle EFG a 13 mm de diamètre; la ligne droite GH a une inclinaison telle qu’elle est représentée sur la ligure.
  - La hauteur du boudin est de 27 mm.
  - § 28. Boudin bombé fuyant.
  - La ligure 10 représente un boudin qu’on peut appeler « bombé fuyant » ; il est analogue au précédent, mais les lignes DE et GI1 sont légèrement bombées au lieu d’être rectilignes. Les parties EF et GF sont deux arcs de cercle de 16 mm de rayon formant une
  - Conicite
  - W D
  - sorte d ogive. C est un boudin très répandu aux États-Unis. On voit que 1 inclinaison moyenne de la ligne DE se rapproche ici de 70 degrés au lieu de 60 degrés du boudin allemand ; puis, le chanfrein est un peu plus incliné.
  - Le bandage américain est pins large que les nôtres, ce qui facilite le passage sur certains appareils de voie.
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- - — o67 —
  - § 29. Divers types de boudins.
  - il existe un grand nombre de types de boudins intermédiaires entre ces trois types ; l’angle £ de la partie utile du boudin avec l’horizontale varie entre 80 et 60 degrés comme limites.
  - Chapitre III.
  - Avantages du boudin rond et du boudin rectiligne fuyant.
  - § 30. Préliminaires.
  - Nous allons étudier les avantages et les inconvénients des boudins les plus différents, c’est-à-dire le boudin rond de la figure 8 et le boudin rectiligne fuyant de la figure 9.
  - § 31. — Examen au point de vue des formules de déraillement.
  - Reportons-nous à notre formule [8] et au tableau du § 10 (b) ci-dessus.
  - F
  - On voit dans quelle mesure le rapport p diminue quand 0 diminue.
  - F
  - Prenons, par exemple, f — 0,30 ; le tableau donne p- égal à
  - 1,88 avec le boudin rond de la figure 8, pour lequel 0 = 80 degrés F
  - et p égal à 0,83 avec le boudin rectiligne fuyant de la figure 9,
  - pour lequel 0 = 60 degrés. La différence est énorme en faveur du boudin rond.
  - Notons que le coefficient f de la formule de déraillement varie très probablement avec la vitesse ; il diminue très probablement quand la vitesse augmente.
  - Mais le boudin 'rectiligne fuyant a l’avantage suivant. On a vu que la formule [17] donne une limite inférieure de la durée du déraillement 4u boudin. Cette durée est plus longue*en pratique, surtout si la vitesse n’est pas énorme ; cette ascension ne
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- - — 368
  - peut pas être plus rapide que ce qui correspond à l’ascension du boudin par roulement naturel sans glissement sur le rail.
  - Or, plus l’angle [3 est faible, ou plus le boudin est fuyant, plus cette ascension sera lente. Donc la forme fuyante ou l’angle [3 petit a l’avantage de rendre le déraillement plus lent, et, par conséquent, moins probable en cas de choc instantané latéral du boudin sur les rails comme ceux que nous avons étudiés au début de ce mémoire.
  - En résumé, le boudin fuyant rend le déraillement plus facile mais plus lent. Il est bien entendu que si la vitesse est assez grande pour que le boudin ne puisse monter qu’avec un glissement, en retard sur son ascension naturelle, cet avantage cesse d’exister; alors la vitesse d’ascension est indépendante de 1a. vitesse et est donnée par notre formule [17].
  - § 32. Examen au point de vue du déraillement au passage d’obstacles horizontaux.
  - Il est essentiel de faire la comparaison entre les deux systèmes, en nous plaçant au point de vue du passage des légers obstacles horizontaux présentés par les appareils de la voie.
  - Tig.ll
  - Coupe "horizontale du rail
  - Nous avons représenté (fig. U) une coupe du boudin et du rail, par un plan horizontal situé à 1 cm au-dessous du point de roulement, c’est-à-dire à peu près par le point de contact latéral. L’épure a été faite d’après les méthodes de la géométrie descriptive, dans le cas du boudin allemand de la figure 9 pour le trait plein, et dans le cas du boudin rond de la figure 8, pour le trait pointillé.
  - L’examen de cette figure montre que le boudin allemand permet à la roue de se dévier plus progressivement, en cas d’obstacle horizontal, que le boudin rond, si l’obstacle est grand. En effet, la tangente au point de contact avec l’obstacle fait, aveç
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- - — 569
  - le rail, un angle plus faible, dans le cas du boudin rectiligne fuyant que dans le cas du boudin rond.
  - Mais si l’obstacle est petit, ce qui est le cas habituel, c’est le contraire.
  - On voit donc que, à ce point de vue, il n’y a pas de raison absolue pour se décider en faveur de l’un ou de l’autre, contrairement à ce qui a été dit quelquefois.
  - § 33. Examen au point de vue des sauts brusques des roues.
  - Si l’on se place au point de vue du saut brusque des roues, et si l’on suppose que la roue ait sauté de 10 à 15 mm par suite d’une dénivellation verticale très brusque, alors l’examen des figures 8 et 9 montre que la question est renversée.
  - La tangente à la courbe du boudin fait, en effet, un angle |3' avec l’horizontale plus petit, dans la figure 8, que l’angle (3 de la figure 9; alors c’est le boudin rectiligne fuyant qui déraille le plus difficilement, après le saut brusque. Cette observation a de l’importance, pour les très grandes vitesses, et elle explique comment on est arrivé à cette conception du boudin rectiligne fuyant, dans la pratique, depuis que les très grandes vitesses se généralisent.
  - § 34. Examen au point de vue de la résistance a la traction, en courbe.
  - On attribue aussi, en général, un avantage au boudin fuyant au point de vue de la résistance à la traction en courbe.
  - Cet avantage existe, assurément, surtout pour le passage en courbe de petit rayon des trains de marchandises; notons, en passant, que ce n’est pas une raison suffisante pour adopter le boudin fuyant pour le matériel et les locomotives à très grande vitesse.
  - De plus, il ne faut pas exagérer cet avantage, car tous les boudins sont assez fuyants pour que le contact latéral du boudin avec le rail, en courbe soit assez rapproché du point de contact du bandage avec le rail, sauf pour de très petits rayons (*).
  - (*) Voir « Comptes rendus des expériences de la commission des courbes de petit rayon» (Congrès d'e Saint-Pétersbourg, 1892).
  - Bull.
  - 38
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- - — 570
  - Cette question sort du cadre de nos études; elle a fait l’objet des beaux travaux suivants :
  - 1° Théorie de Couche (tome III, livre VI, chapitre III) qui suppose implicitement qu’on se trouve dans un cas très défavorable, celui du rail et du boudin rectangulaires de la figure 6;
  - 2° Théorie de M. Pochet dans son ouvrage déjà cité ;
  - 3° Théorie de Bœdecker, qui examine le cas du rail et du boudin dans les conditions de la pratique usuelle (*).
  - Ces deux derniers ouvrages, d’une grande valeur scientifique, nous paraissent avoir à peu près épuisé la question au point de vue théorique.
  - § 35, Examen a divers points de vue.
  - Il resterait encore à examiner la question à quelques autres points de vue pratiques.
  - Ainsi, M1. Herdner a fait observer que la forme naturelle d’un boudin usé est le boudin rond; il tend donc à s’user moins vite que l’autre.
  - § 36. Tableau des avantages du boudin rond
  - ET DU BOUDIN RECTILIGNE FUYANT.
  - Avantages du boudin rond
  - (fig- s).
  - ~ Le déraillement est plus difficile d’après la formule du déraillement.
  - — Le passage des obstacles horizontaux peu accentués est plus progressif.
  - — Il s’use moins vite.
  - Avantages du boudin rectiligne fuyant (fig- 9)-
  - — Le passage des obstacles horizontaux très? accentués est plus progressif.
  - — Aux faibles,vitesses, le déraillement est plus lent.
  - — La résistance à la traction en courbe de très petit rayon est un peu moindre.
  - — Le déraillement est plus difficile. après un saut brusque de la roue.
  - (*) Voir Bœdecker, die Wirkungen zwischen Bad und Schiene (Hannover, 1887).
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- - — 571
  - Chapitre IV.
  - Recherche de la meilleure forme de boudin.
  - § 37. Résultats de la pratique.
  - Les* ligures 8 et 9 représentant le boudin rond et le boudin allemand sont les types les plus extrêmes, à part de rares exceptions; nous avons comparé leurs avantages et, par suite, leurs inconvénients qui paraissent se compenser à peu près, avec cependant,. une légère supériorité pour le boudin; rectiligne fuyant pour lesi très grandes vitesses.
  - Mais il est de la. plus haute importance de consulter les résultats d’une longue pratique et c’est facile.
  - En Angleterre les grandes Compagnies ont les boudins les plus divers, depuis le boudin rond, de la, figure 8, jusqu’au rectiligne fuyant de la figure 9,, ave z tous- les- intermédiaires possibles entre ces deux formes^
  - Or, nous avons consulté une statitisque des déraillements anglais des trains,de voyageurs, pendant vingt ans^ de 1884 à 1904. Nous avons vu. d’abord que. ces déraillements étaient peu nona-breux; puis, nous avons-constaté qu’ils étaient en nombre à.peu près égal par 11 000 km de réseau,, quelle queisoit la forme de boudin en usage: dans ces. réseaux.
  - Nous en concluons ceci
  - Si l'on considère les vites&es< qui étaient en mage,, en Angleterre, dam les trains de voyageurs, de à 1904 la forme du boudin n'a pas eu d'influence sur les déraillements, quand elle a varié depuis le boudin rond de la figure 8> jusqu'au'bovidm rectiligne fuyant de la figure 9.
  - §. 38.. InELUENGE NOTABLE DE LA VITESSE ET. DE L.’ANGLE D’ATTAQUE & DANS LE PROBLÈME DU BOUDIN...
  - Ces résultats.d’une longue pratique; sont extrêmement précieux. Mais ils ne suffisent pas pour nous indiquer la. forme; la meilleure du boudin pour, les vitesses de; 120; km. à.l’hsur®,, et au delà. Eh; effet,, nous; avons prouvée à plusieurs reprises que la
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- - — 572 —
  - vitesse a une grande influence sur le déraillement; cela montre que, pour bien faire, il faudrait des statistiques séparées pour les différentes vitesses, ce que la statistique anglaise précitée ne donne pas.
  - Nous avons montré, en effet, ce qui suit :
  - 1° Dans la formule du déraillement, il entre le coefficient de frottement du boudin sur le rail; c’est une adhérence aux faibles vitesses, et un glissement aux très grandes vitesses, et tout fait supposer que le coefficient d’adhérence et surtout celui de glissement diminuent un peu avec la vitesse; il en résulte une mo-F
  - dification de la valeur de p résultant de la formule du déraillement;
  - 2° Dans la formule du déraillement avec angle d’attaque fort, nous avons montré la grande influence de la vitesse du train ;
  - 3° Nous avons montré que la vitesse de l’ascension du boudin est proportionnelle à la vitesse du train jusqu’à une certaine vitesse à partir de laquelle elle en devient indépendante;
  - 4° Enfin, nous avons montré l'influence redoutable des sauts brusques des roues qui croissent comme le carré de la vitesse du train, et qui ont une importance capitale dans la question de la forme du boudin.
  - On voit que la vitesse du train a une influence considérable dans le problème du boudin. Les résultats des expériences sur diverses formes de boudins, à de faibles vitesses, ne peuvent donc pas s’appliquer au cas des grandes et des très grandes vitesses. On ne doit pas non plus comparer des cas où les angles d’attaque § maxima possibles sont très différents. Nous insistons spécialement sur ces points qui n’avaient jamais été signalés.
  - § 39. Statistiques nouvelles a faire.
  - Il en résulte qu’il est nécessaire de faire de nouvelles statistiques de déraillements si l’on veut résoudre par la pratique le problème du boudin; ces statistiques devront indiquer toujours la vitesse probable au moment du déraillement; on ne comparera entre eux que les déraillements s’étant produits à peu près à la même vitesse.
  - Gela ne veut pas dire qu’il faudra adopter des boudins différents pour chaque vitesse ; mais il est parfaitement possible que
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- - ces statistiques conduisent à deux formes de boudins, l’une pour les locomotives et trains de voyageurs, et l’autre pour le matériel à marchandises.
  - § 40. Premières conclusions sur la forme du boudin.
  - Mais, en attendant, nous pouvons nous, baser sur les statistiques anglaises pour affirmer qu’on aura un excellent boudin en se maintenant entre les limites extrêmes des figures 8 et 9.
  - Nous pensons donc qu’on aura une excellente solution en opérant comme suit :
  - 1° Prendre un boudin rectiligne fuyant;
  - 2° Donner à la partie rectiligne un angle de 70 degrés au lieu de 60 degrés du boudin allemand de la figure 9; c’est la moyenne entre les limites de 60 degrés et de 80 degrés des boudins anglais ayant donné de bons résultats pendant vingt ans; c’est à peu près l’angle du boudin américain de la figure 10. Le boudin américain, tel qu’il est, est très bon également.
  - § 41. Chanfrein.
  - De plus, nous ne voyons que des avantages à adopter le chanfrein GH du boudin allemand (fig. 9), depuis longtemps en usage en Amérique.
  - Il facilite beaucoup l’entrée dans les appareils de voie.
  - § 42. Remarques.
  - Notre conclusion n’est pas nouvelle ; c’est, nous le pensons, le résumé de l’opinion de la plupart des Ingénieurs anglais et américains, depuis quelques années, et aussi celle de beaucoup d’ingénieurs français.
  - Conclusions.
  - Nous avons donné ci-dessus nos conclusions pour le profil des bandages ou deuxième partie de ce mémoire; il est donc inutile d’en reparler ici.
  - En ce qui concerne la théorie des déraillements, nous avons dit, dans l’introduction, qu’elle constituait en quelque sorte, le
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  - dernier chapitre de nos études dynamiques sur la stabilité des véhicules de chemins de fer; les conclusions sur les déraillements se confondent donc avec l’ensemble des conclusions de nos études; conclusions qu’on peut classer ainsi qu’il suit :
  - 1° Conclusions sur le matériel et la voie, que nous avons données, en exposant chaque formule, dans tous nos mémoires;
  - 2° Classification des divers types du matériel, que nous avons données à l’occasion de chaque genre d’oscillations, suivant la faculté de chaque type de matériel de résister plus ou moins au genre d’oscillations considérées;
  - 3° Étude dynamique de la stabilité complète d’un véhicule donné, comme une locomotive Atlanctic ou Pacific, ou une voiture :à bogie, etc., aux plus grandes vitesses actuelles et sur les voies les plus mauvaises qu’on puisse rencontrer, en étudiant, en passant, le confortable, et, pour finir, la condition du déraillement;
  - 4° Étude théorique dynamique de la stabilité d’une automotrice électrique en projet, à 450 ou 200 km à l’heure, par exemple, appelée à circuler sur des voies ayant des défauts donnés ; cette étude est possible, puisque nos études reposent sur des raisonnements rationnels et que nos formules peuvent s’appliquer en dehors des vitesses actuelles; elles ont, du reste, leur confirmation dans les résultats des expériences de Berlin à Zossen, à 200 km à l’heure.
  - Nos conclusions du premier et du deuxième genre ci-dessus ont été données dans nos études; il ne nous reste qu’à développer les troisième et quatrième genres de conclusions ci-dessus, ou sortes de monographies de divers véhicules; mais en attendant le lecteur pourra le faire lui-même, au moyen de toutes nos théories, sans aucune difficulté, toutes nos formules étant d’une extrême simplicité.
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  - TABLE DES MATIÈRES
  - Pages.
  - Introduction.................................. . . ...........................528
  - PREMIÈRE PARTIE Théorie des déraillements.
  - Chapitre I.
  - Associations d’oscillations et calcul de P et de F :
  - § J. —Association d’oscillations de diverses natures * ... .;.... 531
  - § 2. — Calcul de P....................................................532
  - § 3. — Calcul de F................................... . . ............535
  - § 4. — Conclusions du chapitre I......................................535
  - Chapitre II.
  - Déraillement par ascension du boudin sur le rail avec angle d’attaque très
  - FAIBLE :
  - § 5. — Formule du déraillement dans le cas de l’essieu d’avant d’un
  - véhicule rigide................................................536
  - § 6. — Formule du déraillement dans le cas de l’essieu d’arrière d’un
  - véhicule rigide................................................539
  - § 7. — Formule du déraillement dans le cas d’un bogie à rotation douce. 540
  - § 8. — Formule du déraillement dans le cas d’un bogie à rotation dure . 541
  - § 9. — Formule du déraillement dans le cas d’un bogie à rotation limitée
  - par une butée . ... ... . . ... . . . . . .543
  - § 10. — Applications numériques et tableaux............. 544
  - Chapitre III.
  - Déraillement par ascension du boudin sur le rail avec angle d’attaque fort :
  - 11. — Calcul des valeurs limites de l’angle d’attaque du .boudin sur le
  - rail ............................................../...........549
  - 12. — Extension à ce cas des formules de déraillement..............551
  - Chapitre IV.
  - Autres causes de déraillements :
  - §13.—Sauts brusques des roues dus à un obstacle vertical. ...... 553
  - §14. — Sauts brusques des roues dus à un obstacle horizontal............553
  - § 15. — Jeu de la voie trop grand ou trop petit. ....................... 553
  - § 16. — Causes diverses de déraillements................................ 553
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- - — 576 —
  - Chapitre Y.
  - Divers pour déraillements :
  - § 17. — Calcul de la durée du déraillement du boudin...................554
  - § 18. — Influence de la hauteur du boudin. ............................557
  - § 19. — Influence de la masse de la roue...............................558
  - § 20. — Influence du diamètre de la roue...............................559
  - §21. — Contrerails élevés............................................560
  - § 22. — Remarques diverses...........................................561
  - DEUXIÈME PARTIE Profil des bandages.
  - Chapitre I.
  - Forme générale du profil :
  - § 23. — Utilité et valeur habituelle de la conicité des bandages......562
  - § 24. — Sillon creusé par l’usure................................. . . 563
  - § 25. — Conférence de Berne...................................... . . 563
  - Chapitre II.
  - Divers types de boudins :
  - § 26. — Boudin rond...................................................564
  - § 27. — Boudin rectiligne fuyant.............................% . . . . 565
  - § 28. — Boudin bombé fuyant. , .......................................566
  - § 29. — Divers types de boudins.......................................567
  - Chapitre III.
  - Avantages du boudin rond et du boudin rectiligne fuyant :
  - § 30. — Préliminaires.................................................. 567
  - § 31. — Examen au point de vue des formules du déraillement..............567
  - § 32. — Examen au point de vue du déraillement au passage d’obstacles
  - horizontaux...................................................... 568
  - § 33. — Examen au point de vue des sauts brusques des roues..............569
  - § 34. — Examen au point de vue de la résistance à la traction en courbe . 569
  - § 35. — Examen à divers points de vue....................................570
  - § 36. — Tableau des avantages du boudin rond et du boudin rectiligne
  - fuyant.............................................................570
  - Chapitre IY.
  - Recherche de la meilleure forme de boudin :
  - § 37. — Résultats de la pratique. ....................................571
  - § 38. — Influence notable de la vitesse et de l’angle d’attaque dans le
  - problème du boudin............................................. 571
  - § 39. —Statistiques nouvelles à faire............................... . 572
  - § 40. — Premières conclusions sur la forme du boudin................573
  - § 41. — Chanfrein.............. . . . .............................573
  - § 42. — Remarques...........,................................. . . . 573
  - Conclusions...................................................................573
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- - HUME
  - DES BATEAUX1
  - EXPÉRIENCES SUR LE CANAL LEHIG VALLEY
  - (PENSYLV.4NIE)
  - PAR
  - TRACTEURS A
  - PROPORTIONNELLE
  - PAR
  - ]Vt. Leon GERARD
  - Dans une récente communication faite à la Société, M. l’Ingénieur du Bousquet a émis des opinions que je crois utile de discuter et qui m’amènent à soumettre à la discussion de la Société d’autres conclusions de caractère moins absolu.
  - J'ai beaucoup regretté d’avoir été retenu en Amérique au moment où nous avions projeté de faire en collaboration et pour notre Société une description des appareils de halage. M. du Bousquet, obligé par ma défection de s’acquitter seul du travail promis, a puisé ses renseignements dans des publications qui n’ont pas reflété exactement les conditions des expériences relatées.
  - Cette circonstance m’amène à préciser les données de l’expérience et à rectifier les résultats numériques publiés qui ont égaré M. du Bousquet.
  - Les rendements de 74,8 et 77,5 attribués aux tracteurs à adhérence proportionnelle ont été déduits d’expériences sur des appareils prêtés pour des essais qui devaient être très sommaires et n’étaient nullement destinés à la publicité. Le temps n’a pas été donné aux constructeurs pour fournir des appareils proportionnés aux travaux à effectuer. Il ne s’agissait que de savoir, au point de vue de l’adoption du halage électrique, quel était le système de voie se prêtant le mieux aux localités, les prix de
  - (1) Voir Procès-verbal de la séance du 2 avril 1909, p. 234.
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- - 578 —
  - premier établissement à prévoir et la dimension maxima des centrales à étudier. Aucun des appareils essayés n’était adapté aux conditions précises du trafic. En grande hâte l’un d’eux a été expédié d’Europe et modifié comme il est dit ci-après, puis hâtivement essayé.J
  - D’autre part, le voltage des lignes était extraordinairement capricieux et, pour obtenir dos vitesses se rapprochant des vitesses compatibles avec la section du canal et la nature du matériel de batellerie, la tension normale de 500 volts pour lesquels les moteurs étaient construits, a été ramenée à 350 et 240 volts.
  - Enfin, la voie surélevée était si primitivement établie que le rail de roulement présentait des joints atteignant jusqu’à 20 mm. Les courbes étaient remplacées par des tracés polygonaux.
  - Les appareils nos 1 et 2 étaient construits à Schenectady sur le modèle primitif des appareils. Les engrenages étaient bruts de fonte. Le moteur, de 45 HP, avait à développer aux essais 20 à 22 ch à une vitesse moindre que la vitesse normale. C’est dans ces conditions, si éloignées de toute réalité pratique, qu’a-pres déductions #et supputations diverses, le chiffre de 74,80 a été publié.
  - Le tracteur à adhésion proportionnelle n° 3, de construction française, et qui s’est montré de beaucoup supérieur aux autres appareils essayés, aurait atteint, d’après les expérimentateurs, un rendement de 77,80. Cet appareil possédait des engrenages fraisés, mais., par suite de l’adaptation d’un moteur trop long pour le bâti, les expérimentateurs américains n’avaient pas hésité à établir une charge équilibrante de près d’une tonne, enlevant ainsi à l’appareil l’un de ses principaux avantages provenant de son faible poids mort (1 800 kg).
  - De plus, tous les axes avaient été prolongés de 100 mm, créant un porte-à-faux sur les engrenages dont le plan interne eut dû passer normalement au ras des coussinets. On conçoit les frictions anormales d’un appareil essayé dans ces conditions.
  - Une série de projections (dont la figure 4 (PI. 181) reproduit un exemple) justifie cette protestation. Il est impossible de considérer des essais faits dans de telles conditions comme des essais normaux et certainement notre Collègue n’aurait pas formulé ses conclusions sous la forme qu’il leur a donnée, s’il avait connu les conditions des essais.
  - En mettant au point des questions de fait, je suis amené aussi
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- - à compléter une autre partie de l’exposé de M. du Bousquet. Je pense avoir ou la priorité (1901) de la détermination des conditions pratiques du démarrage d’un appareil de halage sur rails lisses. Contrairement aux opinions régnantes à cette époque, j’estimais que le halage était pratiquement possible à l’aide de locomotives électriques légères n’ayant d’autre adhérence que le poids et sans surcharge extraordinaire de poids mort. A cette époque, le tracteur sur route, du type Gàillot, et le tracteur Kôttgen, à crémaillère, empruntant leur adhérence soit à des roues rugueuses agissant sur routes empierrées, soit à de véritables engrenages, paraissaient seuls aptes à assurer le halage. Je crois que l’exposé résumé de la méthode mathématique que j’ai adoptée pour déterminer les efforts correspondant aux accélérations compatibles avec un poids mort donné agissant sur rails lisses n’est pas inutile, quoique ce travail ait déjà été publié dans les Annales des Congrès internationaux de Navigation (Düsseldorf, 1902) et dans le Bulletin de la Société belge des Électriciens (1).
  - Le diagramme n° 1 représente, dans la courbe I, les espaces parcourus en fonction du temps ou e — f(t), e en mètres, t en secondes. La courbe I est le résultat d’une série de très nombreuses * expériences pour l’étude du mouvement varié d’un bateau chargé lancé dans le canal à étudier. Le diagramme choisi ici est relatif à un bateau de charge utile de 70 t naviguant en canal de 17 m2 de section, bateau de 4,68 m de section droite, tirant d’eau 1,70 m, lancé à une vitesse de 1,15 m par seconde et abandonné à lui-même en eau calme.
  - La courbe II représente les vitesses calculées d’après les observations des espaces et des temps I. Elle est v = f'(t).
  - La courbe III représente les accélérations négatives; y est l’effort retardateur par unité de masse exprimé en fonction des temps, on a y = f'(t). La courbe III est obtenue par intégration graphique. Elle représente les accélérations correspondantes aux augmentations de vitesse figurées en IL
  - La courbe IV représente les efforts de traction R, qui correspondraient aux vitesses et aux temps observés; ils sont obtenus en se servant de 1a. formule :
  - P étant égal à 70 t, g = 9,81.
  - (1) Bulletin de îa Société belge des Electriciens, t. XIX, année 1902, pages 624 et suivantes.
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- - — 580 —
  - L’effort de démarrage d’un haleur est composé de la somme des efforts nécessités : 1° pour animer le mobile d’une force vive donnée au bout de la période de temps considérée; 2° pour vaincre la résistance au mouvement opposée par le liquide, effort correspondant à la vitesse moyenne du mobile dans le liquide pendant la période considérée.
  - L’inspection des courbes (fig, 4) montre que, pratiquement,
  - 1.50
  - Fig. 1. — Diagrammes des espaces parcourus, des vitesses, accélérations et efforts de traction (bateau de 70 tx, canal de Charleroi.
  - l’erreur commise, en considérant les moyennes des vitesses et les efforts au début et à la fin de la période, sera petite si la période de temps considérée est assez courte. J’admets que cinq secondes est une période de temps convenable pour tracer l’épure avec une approximation convenable.
  - L’accroissement de force vive pendant le temps t, les vitesses étant au début et t>2, est :
  - m(v] — v]) _ F(r>2 — )t 2 — 2 ’
  - F est exprimé en kilogrammes et t en secondes.
  - Si la vitesse était constante, ce que l’on pourrait admettre pour
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- - — 581 —
  - une période assez courte comme pratiquement exact, on aurait Yt — MV et l’on pourrait écrire pour la période :
  - Yt — m (ü2
  - ou Yt = mAv,
  - Y =
  - niAv
  - t '
  - Le second terme de l’effort de démarrage sera Rm, représentant la résistance du liquide. Ce sera, pratiquement, la moyenne des efforts relevés sur la courbe IY (fig 4) pour les deux vitesses initiales et finales de la période, vitesses indiquées par la courbe II du même diagramme.
  - Ce diagramme va nous permettre de tracer, avec une approximation suffisante, le diagramme des efforts de démarrage correspondant à des accélérations données et réciproquement (fig. %).
  - Nous pourrons, soit :
  - 1° Déterminer les efforts correspondant à un démarrage conduit par phases de durée et d’intensité arbitraire, d’après les couples que l’on peut développer
  - successivement par des plots donnés de la résistance;
  - 2° Déterminer les temps pendant lesquels on appliquera un effort soit constant, soit variable, et trouver les vitesses successives du bateau.
  - Pour résoudre ces deux problèmes, on fera un tableau composé de :
  - 1° Des vitesses successives observées (courbe II, diagramme );
  - 2° Des différences successives V2 :—Vt ou An pour les périodes de cinq en cinq secondes ; .
  - éoo\
  - Sflo \
  - 1 \ *4 fin
  - 'îtrn '• Y Y
  - J.nn \
  - <00 jr
  - ù'' 4fl <10 3o! Mo 50
  - Fig. 2. — Diagrammes des efforts de démarrage et vitesses (bateaux de 70 tx, canal de Charleroi).
  - Trait plein : démarrage sous effort variable. Trait pointillé : démarrage sous effort constant.
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  - 3° Des lectures Rfl (courbe IV) correspondant à V ;
  - R ! R
  - 4° Des moyennes Rm = el —-, Ri et R2 correspondant aux
  - Vt et V2 de la courbe II.
  - Toutes ces données sont tirées au diagramme (fig. i).
  - Supposons que l’on veuille, en cinquante secondes, atteindre une vitesse de 0,90 m par seconde en adoptant une caractéristique des vitesses figurée par la courbe en traits pleins. On cherche les efforts de' démarrage :
  - mAv
  - t
  - + Kt = fi-
  - lous les éléments de la courbe sont donnés au tableau dressé comme il est dit plus haut.
  - Si, d’autre part, nous nous proposons de chercher les vitesses successives résultant de l’application d’un effort constant, soit 264 kg figuré au diagramme en pointillé, ou bien les temps successifs correspondants :
  - D =
  - raAr
  - ou
  - D.— R
  - m
  - màv
  - T’
  - et considérant t comme inconnu, nous avons :
  - mAr
  - Appliquons au cas du bateau de 70 t :
  - _ 70.000 >< 0,102 >< V 264 — R„(
  - Les vitesses V sont à prendre sur la courbe: II du diagramme et les Rro sur la courbe IV du même diagramme.. L’on construit ainsi la courbe des- vitesses eu fonction des, temps, (tracé pointillé) du diagramme
  - L’on voit qu’en réalisant un mode de démarrage: convenable l’effort de démarrage est constant et. n’est guère que double de l’effort normal (264 contre 120), tandis que le mode ordinaire de démarrage conduirait à un effort initial de près- de 700 kg.
  - D’autre part on remarquera, à l’inspection., du diagramme (7îg. 2), que la vitesse de 0,90 m-s est obtenue dès; la trentième
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- - — 583 —
  - seconde par le démarrage à effort constant contre cinquante secondes dans le système du démarrage variable.
  - Les vérifications expérimentales ont corroboré complètement les considérations géométriques énoncées.
  - J’ai établi aussi la possibilité d’obtenir le démarrage sur rails lisses sans glissement en employant un appareil 11e dépassant pas 1 600 kg de charge sur un essieu moteur sur rails lisses pour suffire à des efforts de démarrage de 270 kg.
  - Les idées courantes, jusqu’à cette époque, conduisaient à adopter un appareil sur crémaillère ou à adhérence sur route rugueuse ayant plus de 4 t de réaction sur l’essieu moteur, c’est-à-dire, pratiquement, un poids mort de 5 à 6 t. Je ne crois pas nécessaire de développer la portée et les conséquences mécaniques et économiques de la démonstration de la possibilité d’emploi de tracteurs légers sur rails lisses. La diminution de poids des appareils a pour effet d’augmenter la facilité d’érection des lignes normales et des ouvrages métalliques, et permet le passage des rails en surélévation sur les berges et dans les quais de chargement sans frais trop considérables.
  - La figure 1 (PI. 481) représente le tracteur sur rails lisses conçu d’après les principes mis en lumière par les considérations théoriques qui précèdent.
  - Sa réalisation à permis de diminuer considérablement le poids mort du tracteur à simple adhérence en employant une voie légère de terrassement birail.
  - Je réalisais, en 1901, sur une petite portion du canal Char-leroi, à titre expérimental, ce mode de traction, alors que le service normal du halage, conformément aux exigences du cahier des charges de l’État belge, était fait par cheval électrique sur route.
  - Le mémoire que j’ai présenté au Congrès international de Navigation, à Dusseldorf, en juin 1902, démontrait les vices du dernier système et publiait la méthode de recherche du mode de démarrage permettant l’emploi de tracteurs à poids minimum. Il préconisait l’emploi des rails lisses dont M. du Bousquet attribue à tort la paternité aux seuls constructeurs allemands et français. .A la même session, M. Chanay, Ingénieur de la traction du canal d’Aire, apportait la description des essais faits par lui sur des locomotives électriques ordinaires à adhérence simple avec rhéostat à quatre touches, mais sans autre dispositif de démarrage, et nous étions parfaitement d’accord sur l’utilité
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- - •Tirm
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  - de l’adoption des rails en canal courant là où les berges s’y 'prêtaient.
  - Je souligne à dessein « là où les berges s’y prêtaient ». C’est, qu’en pratique, les canaux qui se prêtent par l’intensité de leur trafic à la traction mécanique ont des berges encombrées par les usages industriels et par les voies ordinaires de communication, routes ou chemins de fer. Le halage mécanique doit se superposer en maintes places à des opérations de chargement et de déchargement. Sa voie doit être surélevée ou doit pouvoir s’appliquer à des places resserrées et même s’accrocher à des murs de quais ou encore franchir sur des ouvrages légers des portées plus ou moins considérables.
  - De là l’intérêt de concevoir des tracteurs de dimensions très réduites, de poids faible, passant facilement en courbe à rayon faible, gravissant des rampes fortes et devant leur adhérence à des moyens mécaniques.
  - C’est ce que réalise le- tracteur Ji adhérence proportionnelle que j’ai imaginé pour s’adapter à la voie monorail surélevée, dessinée par M. S. John Clarke, l’Ingénieur bien connu par ses travaux du métropolitain souterrain de New-York où il a été le collaborateur de M. Parsons (fig. 2, PI. 487). '*
  - L’appareil représenté en élévation (fig. 3) et en coupe et vue latérale (fig. 4 et 5), doit son adhérence partie à son poids, qui est cinq fois plus faible que celui d’un appareil capable du même effort et basé sur l’adhérence simple. L’adhérence est proportionnelle à la traction de la remorque. Celle-ci s’applique à un des crochets d’avant ou d’arrière, le rapport du bras du levier coudé portant le crochet est réglé d’après le supplément d’adhérence que l’on désire obtenir. Cette adhérence supplémentaire peut être calculée de façon à ne manifester ses' effets qu’au démarrage. Les deux leviers sont conjugués par une barre de connexion réglable qui entraîne un égal déplacement vers le haut des galets de pression. Les roues supérieures sont seules motrices dans le plan figuré. Dans d’autres dispositifs de mon appareil, toutes les roues, y compris celles de pression variable, sont motrices. L’adhérence supplémentaire est proportionnelle à la traction de la remorque.
  - La photographie (fig. 3, PI. 4SI) représente l’appareil de face.
  - La photographie (fig. 4, PI. 487) représente le tracteur construit à Paris dans les ateliers Thomson-Houston et modifié d’une manière anormale en vue de se prêter momentanément aux essais
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  - du Lehig. C’est le tracteur n° 3 du. rapport. Stillwell, dont les frictions anormales sont évidentes.
  - Les appareils de ce genre se prêtent particulièrement aux passages en courbe (5 m de rayon); les pentes admissibles peuvent aller jusqu’à 15 cm par mètre.
  - L’espace occupé est de 0,60 m. La voie peut facilement se
  - Fig. 6.
  - Fig. 7.
  - poser sur le talus, ou s’accrocher aux faces; des murs de quai-. Le croquis (fig. 6>) montre la pose en taliiSi La photographie (fig. 5, PL 181 ) montre le passage de la voie •dans une partie surélevée en dehors .de toute berge.
  - La coupe (fig. 1) montre* la disposition, du système en tunnel.
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  - La photographie (fig. 6, PL 187) montre l’installation de la voie et du tracteur sur une digue étroite.
  - L’appareil est parfaitement bien adapté à la manutention des charges sur les quais et au magasinement en docks et à divers étages de ceux-ci.
  - Je pense donc que M. du Bousquet a limité à tort l’emploi des tracteurs à adhérence proportionnelle aux tunnels.
  - Il est plus juste de dire me semble-t-il, que l’appareil permet, à côté d’autres applications intéressantes, la solution la plus économique du cas de la traction en tunnel.
  - C’est ici le moment de remarquer que l’adhérence proportionnelle permet en canal courant de réduire le poids du tracteur à un minimum, l’adhérence étant due en grande partie à l’eflort de traction multiplié par le levier de pression.
  - Réciproquement, on peut obtenir d’un appareil de grande puissance, sous un petit volume, des efforts de traction considérable, grâce à cette proportionnalité. Il serait presque impossible d’obtenir pratiquement par le poids des effets d’adhérence aussi énergiques. Le cas trouve son application en tunnel où les efforts de traction sont souvent énormes et aussi dans les régions industrielles à circulation active, dans les échelles d'écluses où il y a intérêt à aller vite et d’abréger les périodes d’accélération et de réduire les effets de très nombreux démarrages. En revanche, l’appareil est moins intéressant sur les longs biefs où les efforts sont réguliers et faibles et les démarrages peu fréquents.
  - Je propose donc d’autres conclusions à mettre en parallèle avec les conclusions trop absolues, à mon sens, de M. du Bousquet.
  - Partant de ce fait que la traction mécanique s’applique à des canaux dont le trafic est d'au moins 1 million et demi de tonnes, c’est-à-dire à des canaux encombrés dont les rives sont très utilisées, il est désirable que le système de halage puisse facilement, soit passer au-dessus des quais, soit à côté des appareils de chargement, soit môme n’occuper qu’une face du quai.
  - A mon avis, la solution à la fois lourde, compliquée et inefficace du tracteur dissymétrique Kôttgen, de la maison Siemens, qui pèse cinq fois autant et dont l’encombrement est considérable, ne peut pas être comparé, pour ces points, au tracteur à adhérence proportionnelle.
  - En revanche, j’estime que la solution en canal courant sur des
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  - berges suffisamment larges et non encombrées par le passage de véhicules est l’emploi d’une légère voie birail à petit écartement, parcourue par des tracteurs symétriques du type français modifiés par un controller calculé d’après les principes que j’ai figurés au diagramme n° 2. Un tel système sera peu onéreux et assurera sans complications un démarrage rationnel.
  - Suivant le type de canal, suivant la nature du trafic et suivant la façon dont les rives sont employées et la nature des industries à desservir sur les berges, je pense que les conclusions de l’Ingénieur-Conseil en matière de traction peuvent être entièrement différentes.
  - Dans certains cas, le remorquage à hélice, et mieux encore, le touage électrique sur câble immergé, sont d’excellents moyens à adopter. Le premier de ces dispositifs est d’un rendement faible, mais, chose digne de remarque, le batillage est beaucoup plus faible pour le remorquage électrique que pour le remorqueur à vapeur en raison de la petite dimension des hélices. Néanmoins, la supériorité appartient au touage électrique sur câble immergé, auquel on peut facilement appliquer l’adhérence proportionnelle. Ces dispositifs permettent d’atteindre de grandes vitesses ou de grandes puissances d’une manière très pratique et en supprimant la chaîne source de tant d'ennuis dans la pratique.
  - En conclusion j’estime, contrairement à l’opinion de notre éminent confrère, qu’il n’y a pas de solution unique en matière de traction de bateaux.
  - Pour ce qui concerne la nature du courant, je crois que, pour les lignes étendues, la distribution du courant doit être faite à haute tension en monophasé à la périodicité 60, et que le type du moteur doit être le moteur monophasé, dont la caractéristique se prête admirablement bien aux conditions du halage. Les postes de transformations dans ce système se réduisent à des transformateurs statiques faciles à installer et peu coûteux.
  - Si l’emploi du courant continu était imposé par d’autres considérations, il y a lieu de remarquer que le moteur série, si bien adapté au moteur de tramway n’est pas du tout à sa place en matière de halage. Le moteur shunt et mieux un moteur com-pound spécial serait dans ce cas plus indiqué.
  - Je pense que sur ces points mon opinion est conforme à celle de M. du Bousquet.
  - Notre divergence ne commence qu’au sujet du système de
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  - tracteur : je pense qu’il n’y a .aucune raison pour adopter un type unique d’appareil— et qu’il y a, au contraire, grand avantage à modifier le tracteur d’après la nature du trafic et la région traversée.
  - Dans les parties à trafic intense, là où de grands efforts de démarrage sont fréquents, sur les berges encombrées d’installations industrielles, le long des quais, dans les villes et dans les tunnels, le système à adhérence proportionnelle me paraît le meilleur mode de traction et le plus économique.
  - Dans les parties à berges larges et désertes, là où les biefs sont longs, le tracteur symétrique sur rails lisses a ses avantages.
  - Enfin, dans certains points spéciaux le louage sut câble avec moteur à adhérence proportionnelle est indiqué.
  - Les expériences faites sur le Lehig Valley Canal n’avaient pas pour but d’établir un concours de rendement entre des locomotives de mines et des tracteurs sur rail surélevés. La portée des essais était fort différente et pour comprendre le but des expérimentateurs, il importe de faire connaître les conditions locales actuelles du canal. *
  - La Lehig Canal Company a entrepris l’étude de la réfection complète d’un canal houiller à petite section reliant le gîte houiller de Tamaquah et Mauch-Chunk avec le port de Philadelphie.
  - Le canal, créé en 1821, et qui était une merveille d’exécution technique pour l’époque, occupe une vallée encaissée où coule la Lehig, rivière torrentueuse et souvent débordante (fig. 7 et 9, PL 487). Le canal ;n’a que 5 pieds de tirant et les .écluses construites en majeure partie en logs de bois .admettent seulement deux baquets de 50,tx juxtaposés, ces deux baquets étant réunis bout à bout pour parcourir les biefs. L’encaissement de la vallée, l’existence de sept voies de chemins de fer., les.crues de la mivièrè rendent particulièrement intéressante l’étude du problème de la mise à .grande section et de la construction d’écluses d’une capacité .convenable pour des trains de quatre bateaux de 500 t.
  - Les essais comparatifs entre la voie birailetle systèmeîGeraTd-Glarke. monorail ont été établis pour s servir de guides pour les avantrprojets, pour le type des berges, des écluses èt Limpor-tance des centrales à prévoir. Les questions délicates de méca-
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  - nique et de rendement précis ont été laissées au, second plan., comme on l’a vu plus haut.
  - Les conclusions des Ingénieurs chargés des études ont été formelles quant à la supériorité du :tracteur à adhérence proportionnelle pour le cas spécial du canal charbonnier précité. Éfest sur son emploi que les études définitives d’élargissement sont entamées.
  - Malheureusement, la crise américaine de 1907, la perturbation financière et industrielle qui la prolonge, des préoccupations politiques importantes d’un autre ordre, ont fait rejeter au second plan la rénovation du système des voies navigables américaines.
  - Sous l’effet d’un développement industriel inouï dans' l’histoire économique du monde, le réseau des railways américains a envahi toutes les vallées et a été longtemps considéré comme le seul mode de transport intérieur du pays; pendant de'longues années les canaux ont été abandonnés.
  - Aujourd’hui, l’engorgement de certaines de ces voies, les trusts formés par leurs organismes financiers, les irrégularités du trafic, amènent Findustrie américaine à demander énergiquement que les voies navigables, pour la plupart tombées en désuétude ou rachetées par les chemins de fer, subissent une réfection totale et rentrent à T activité. #
  - Les dépenses considérables que nécessitent ces travaux de réfection constituent un des problèmes économiques soumis à l’attention de l’Amérique à l’heure présente.
  - 'Momentanément, leur solution paraît reculée de manière Indéfinie; Heureusement d’autres exemples nous ont montré avec quelle énergie et parfois quelle soudaineté ce grand peuple sait attaquer et résoudre victorieusement de tels problèmes.
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- - NOUVELLE CONTRIBUTION
  - AUX
  - MARITIMES ET FLUVIAUX(1)
  - PAR
  - NI. \1. DIBOS
  - A la suite de la mention, dans notre Bulletin, de ma très mo-' deste étude des glaces de mer et des glaces de rivières, j’ai reçu de notre honorable Collègue russe, M. l’Ingénieur Vladimir Poliakoff, de Saint-Pétersbourg, une requête pour que je mentionne aussi les efforts considérables faits par les Ingénieurs et officiers de marine russes pour combattre, au moyen d’une flotte spéciale, les effets désastreux des embâcles des glaces, notamment dans les ports maritimes, les grands estuaires et embouchures dés fleuves navigables de l’Empire de Russie.
  - Il est acquis, en constructions navales, que le type le plus remarquable des seize navires brise-glaces actuellement en service est, incontestablement, YErmack, dont la photographie, que m’a fait parvenir M. Poliakoff, montre l’importante masse, au moment où ce gigantesque bélier flottant s’attaque à l’icefield de d,75 m d’épaisseur dans le port de Cronstadt.
  - Grâce à YErmack, qui est le modèle du genre et qui a été conçu et étudié par feu l’amiral Makaroff, mort glorieusement dans un combat naval lors de la dernière guerre russo-japonaise, les ports de la Baltique demeurent aujourd’hui accessibles, pendant l’hiver, tant aux navires de guerre qu’aux navires de commerce.
  - Toutes les marines du monde fréquentant le littoral russe de la Baltique bénéficient de ces améliorations superbes.
  - UErmack a les caractéristiques suivantes : double coque acier renforcée spécialement : longueur, 320 pieds: largeur, 74 pieds
  - (I) Voir Bulletin de la Société, de novembre 1909, p. 860.
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  - 6 pouces; creux, 42 pieds 17 pouces. Il jauge 8000 tx. Ses machines développent 10 000 ch indiqués. Ses soutes à charbon peuvent contenir plus de 3 000 t. Il est divisé en 48 compartiments étanches dont 14 pour le double fond. Il existe deux water ballasts A Y et AR, et deux autres latéraux pour faire donner de la bande au navire, plus un réservoir central pour diminuer le roulis qui, au milieu des glaces, briserait facilement le s quilles latérales. Il existe une chambre absolument étanche contenant les pompes, dont une de ces pompes, dite de « sécurité », peut débiter 10 t d’eau à la minute, ce qui aide à modifier rapidement les conditions d’assiette du navire, soit en l’immergeant, soit en l’émergeant, afin de le décoller des glaces. Il est à noter que cette pompe est également utilisée pour envoyer le long de tous les bordages extérieurs une certaine quantité d’eau chaude provenant des chaudières du bord, et répandue sous forme de nappe afin de contribuer à la fonte du ber de glace sur lequel pourrait poser le navire.
  - L'Ermack est propulsé par trois hélices à quatre branches extra-robustes, en acier nickel, situées à l’arrière, une dans l’axe de l’étambot, les deux autres latérales. Une quatrième hélice, de mêmes force et composition, est placée en avant, en dessous et en retrait de l’étrave de 1’ « Icebreaker » ; elle sert fort peu à la propulsion proprement dite, mais a surtout pour objet de faciliter l’évacuation des glaçons sous la carène, en déterminant des remous mobilisateurs.
  - La vitesse qu’atteint Y Ermack est de près de 16 nœuds. Dans les glaces, il passe facilement, avec une vitesse de 9 nœuds, à traversées bancs de 1,20 à 1,50 m d’épaisseur. Le gouvernail est, à lui seul, un petit chef-d’œuvre et cet organe a une importance capitale, car, dans les glaces, il faut pouvoir gouverner sans hésitation des appareils de direction. Les formes de carène sont admirablement comprises pour éviter toute accumulation des glaçons sous la quille, soit à l’avant, soit au maître-bau, soit à barrière.
  - IY Ermack possède de puissants projecteurs électriques qui lui permettent d’opérer à tout instant de la nuit et même par les tempêtes de neige.
  - Ge bâtiment a été lancé contre des banquises ayant 7,50 m d’épaisseur d’embâclage et a pu les franchir en les écrasant.
  - Yoici le tableau de la flotte des navires brise-glaces russes et leurs ports d’attache.
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- - Brisè-glaces et écraâe-glaces russes.
  - , NOM au BRISÉ - GLACE f': ' w -.Vi PORT d’àttache CONSTRUIT à ANNÉE' I de la i CONSTRUCTION 1 DI! EN PIEE Longueur VIENSiO] IS/ ET P< largeui* NS JUCES " Tirant d’eàii l *v Tv ' ’ TONNES HP CÔtlT annuel d’entretien (roubles) COUT de la construction (roubles) PROPRIÉTAIRE .“ 1 - ... . '
  - Érnrnck ... » New-Gàstie. 18§8 320' 7l'6" 22'6" 8 000 10 oôo 141104 i 158 000 .
  - Vladimiir. . . Vindawa: Riga. 1902 105' 25' , 13' 525 700 26 685 135 000, / Le Ministère
  - B'Hsè-glace 2. Libawa. Christiania. 1895 127'9" 34'6" 13' 890 700 34000 ,188325 du
  - F T .... 3. Odessa: New-Castle. 1899’ 158' 42' 14'6" 1320 2 200 47470 370000 > Commerce
  - 4. Nicolaeff: Motala. 1890 135' .34' 16' 1080 1800 34357 185341 et de
  - dliïiâàman '. . » Iviël. 1898 186' 42'- 16' 1230 541 44470 260000' 1 l’industrie.
  - Brise-glace 4. Marioupol. Riga. 1906 156'8" 39'5'' 14' 1230 1200 35 012 269000
  - Nddesclini . . Vladivostok. Kopenhape; 1896 180' 42'6" 4 7'9" 1525 2 920 ? 414200 Ministère de la Mariné.
  - Beval .... Reval. , Stettin. 1895 148'7" 38'9" 17' l200 1600 30000 196000 La Ville de Reval.
  - Sampo I. . . IlarigS, Finlande. Nëiv-Castie. ' 1898 202' 42' l8'3" " 1 840 3000 57 800 506 666, Société I Grand-
  - Tarmo ... « y> i 1907 220' 46' 18'3" 2100 3 850 ' 62000 564055) * des pilotes ( duché
  - Murtàja . . . » BjërksuüU. 1899 157' 36' 18' 824! 1260 33 300 233225- finlandais. \ i de
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  - Le-coût de leur construction et de leur entretien est peu de chose quand on le compare aux immenses services rendus par les « dcehreakers », tant à la Russie elle-même qu’aux navires étrangers qui fréquentent le littoral de cette nation.
  - Il convient de citer aussi une ingénieuse méthode, très usitée en Russie, et qui est appliquée sur les fleuves, rivières aussi bien que sur les canaux de faible largeur, mais permettant néanmoins d’attaquer des champs de glace ayant plus de 1 m d’épaisseur.
  - On trace sur la glace deux rainures parallèles destinées à limiter la largeur dm chenal à déterminer. Sur chacune de ces rainures, on met une équipe de trois hommes.
  - Deux de ces ouvriers sont munis de piques spéciales. La pointe est faite d’acier de 1 cm d’épaisseur terminant une douille de 8 crm de diamètre et de 80 cm de long dans laquelle on fixe un manche en frêne ayant l m ide long. Cette pique-;pèse environ 12 kg. Les ouvriers armés de ces piques se placent vis-à-vis sur les rainures iet choquent la glace à< coups répétés avec la pointe de d’outil. !On a la précaution de diriger le travail dans le sens du courant. La raison en sera donnée plus loin. Le troisième ouvrier suit -ses camarades avec un instrument qui rappelle exactement, mais en grand, les épuisettes des pêcheurs à la ligne. Seulement le filet est en fil de fer et le manche -très solide. Avec cette épuisette, l’ouvrier cueille 'tous les débris de glace provenant du choc des piques et les jette-sur la berge de glace’du futur chenal. Les deux rainures sont ainsi approfondies.
  - Quand le travail est assez .avancé pour . que les rainures aient déjà une dizaine de mètres de longueur, l’équipe principale des ouvriers tenus en réserve ;se met à l’œuvre. Cette équipe est armée des piques ^décrites. Avec un ide ces poinçons, on trace des rainures perpendiculaires auxideux principales achevées, et on les œspace de 1,50 m. L’équipe •s’échelonne sur la première rainure transversale et la perce en frappant en cadence avec les piques. -La simultanéité' des chocs des piquesœst frèsdmportante, la glace ;se rompant, suivant la rainure amorcée, même aux endroits où l’instrument n’a pas frappé, entre îles intervalles libres séparant des ouvriers échelonnés. Une fois la première tranchée transversale exécutée, on coupe-de la .même façon da seconde. On obtient ainsi un morceau de glace rectangulaire me-
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  - surant, par exemple, 15 m (largeur supposée du chenal) X 1,50 m. Deux ou trois ouvriers le coupent d’après la ligne médiane du chenal et font une entaille circulaire vers le milieu même du glaçon. Puis, l’équipe principale se porte à 1,50 m en avant et fait une autre tranchée transversale au chenal, et ainsi de suite.
  - Pendant ce temps, des ouvriers introduisent verticalement dans l’entaille circulaire médiane du glaçon un morceau de bois rond et de longueur convenable, au milieu duquel est amarrée une corde de résistance et de longueur suffisantes qui, elle, demeure sur le champ de glace. Une fois coulé, le rondin de bois (généralement des rondins de sapin) est retourné horizontalement au plan d’eau, , sous la glace, et forme point d’attache ou d’ancrage. On attelle des chevaux ou de nouvelles équipes sur le brin libre du cordage aboutissant, soit sur le champ de glace non attaqué, soit sur la berge réelle.
  - Il s’agit maintenant de faire enfoncer respectivement les deux moitiés du glaçon rectangle en amenant le fragment sous le champ de glace afin d’obtenir le chenal libre. Évidemment, il faut haler sur le cordage dans une direction perpendiculaire au chenal, et successivement de chaque bord pour les deux fragments. Donc, pour faire sombrer et engager le fragment de glaçon sous la fausse berge constituée par le champ de glace, on utilise un cadre en bois composé de deux longs et forts madriers chêne de 4 m X 0,200 m X 0,100 m, réunis par deux traverses mesurant 1 m d’écartement, fixées, haut et bas, au cinquième du cadre. Au sommet de ce cadre est également fixée une troisième traverse de 1,800 m de long, formant chapeau, et dépassant, par conséquent, de 20 cm de chaque côté dudit cadre. On enfonce verticalement de 1 m cet appareil dans la rainure de limite du chenal parallèle aux berges naturelles, puis on abaisse le cadre en opérant une traction sur le chapeau au moyen de cordelles munies de grappins qui couchent le cadre sur le fragment de glace détachée. Au besoin, des hommes montent sur le chapeau pour faire levier.
  - Le cordage fixé au rondin immergé d’ancrage est alors passé au-dessus du chapeau du cadre. On donne un signal et les chevaux ou les équipes d’hommes halent avec entrain. Guidé par les madriers du cadre butant sous le champ de glace et formant glissière, le glaçon s’enfonce diagohalement et file sous le champ de glace ou la berge de glace où il va se coller, ou bien est en-
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- - traîné entre deux eaux par le courant : ce second cas est le plus fréquent; il faut donc déglacer vers l’aval.
  - Avec un peu de pratique, toutes ces opérations se suivent sans désemparer et le travail est rapide.
  - M. rTngénieur Poliakoff dit que le rendement de l’application de cette méthode est variable. Il ne peut donner de chiffres exacts, car les facteurs changent : soit qu’on veuille une plus ou moins grande largeur du chenal à créer, soit que la glace ait des épaisseurs diverses, soit que le froid sévisse avec plus ou moins d’intensité, soit que le nombre des ouvriers employés augmente ou décroisse, etc.
  - Ce qu’il y a de certain, c’est que des chenaux de plus de 1 km de long sur 20 m de large ont été frayés dans des glaces de' plus de 1 m d’épaisseur, et cela en douze heures, avec une équipe de trente hommes et dix chevaux.
  - Il parait qu’autrefois, lorsque le grand pont Troitzky, à Saint-Pétersbourg, était en bois (tablier sur pontons), on pouvait voir, chaque année, exécuter ce travail de déglaçage en automne et au printemps, pour placer le pont après l’embâcle et le replier avant la débâcle. Or, ce pont avait une longueur de 800 m. Chaque fois, l'opération complète était accomplie en deux jours, au plus.
  - Il semble que ce procédé russe peut aisément être utilisé partout ailleurs, et il vient compléter les méthodes exposées dans ma précédente Contribution aux études de déglaçage.
  - Le Secrétaire Administratif, Gérant, A. de Dax.
  - imprimerie ckaix, rue bergère, 20, paris. — 12148-5-09. — (Sucre Lorilleuxl
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- - ET TRAVAUX
  - DE LA
  - SOCIÉTÉ
  - INGÉNIEURS CIVILS
  - DE FRANCE
  - FONDÉE LE 4 MARS 1848
  - RECONNUE D’UTILITÉ PUBLIQUE PAR DÉCRET DU 22 DÉCEMBRE 1860
  - - —AS+Q/a-.
  - BULLETIN
  - DE
  - JUIN 1909
  - N» 6
  - PARIS
  - HOTEL DE LA SOCIÉTÉ
  - 19, RUE BLANCHE, 19 TÉLÉPHONE 133-82
  - 1909
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- - ETABLISSEMENT
  - DES
  - CANALISATIONS D’EAU ET DE GAZ
  - AU POINT DE VUE DES INTÉRÊTS FINANCIERS ET SANITAIRES0
  - PAR
  - NI. J. GILBERT
  - Considérations d’hygiène.
  - L’épuration en bloc (nappes pures, filtres à sable, ozonisation, etc.), ne peut donner en permanence de l’eau potable au verre des consommateurs avec les conduites actuellement employées, en raison des rentrées d’eau suspecte par les fissures desdites conduites.
  - Examinons le schéma de la distribution d’eau ci-après (fig. i).
  - Tïltre
  - liveaq-_da_£oiiA Jta. réservoir
  - > y .
  - Ficj.l — Schéma d'une chstiributipn d'e.au
  - Le1 filtre, avec son réservoir R, est placé sur un point dominant les conduites, alimentées par la conduite principale abcd.
  - Ce réseau a été établi de manière à avoir un niveau piézomé-trique an, laissant en d, à l’extrémité qui est le point le plus élevé, une pression manométrique de 10 m, Réduction faite de la perte de charge.
  - (1) Voir Procès-verbal de la séance du 4 juin 1909, page 442.
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  - Quelque temps après l’établissement des conduites, les fuites absorbent une partie notable du débit et il arrive souvent que la consommation dépasse les prévisions à certains moments de la journée. Pendant ces moments de grande consommation, le niveau piézométrique passe de an en ac, le quartier cd n’a pas d’eau et les conduites de ce quartier aspirent ou laissent rentrer par leurs fissures l’eau préalablement échappée qui remplit les interstices du sol. Lorsque des germes de maladies infectieuses (choléra, dysenterie, diphtérie, fièvre typhoïde, cancer, tuberculose, etc.), ont été projetés dans le voisinage de l’une de ces conduites, posée dans un terrain perméable ; cette eau peut les aider à pénétrer dans la conduite. Ou bien, les germes contenus dans les urines de typhiques, les eaux de lavage des linges et vases souillés, les matières fécales, sang en décomposition, pus, purins, crachats, poussières, peuvent être entraînés dans les conduites par la chute de pluie la plus prochaine.
  - Récemment, à Thizy (Rhône), une épidémie de fièvre typhoïde a été attribuée à.des rentrées d’eau dans les conduites en fonte à emboîtement d’un quartier à peu près placé comme le quartier cd de la figure 1. Évidemment, au moment où le vide se produisait dans les conduites, l’eau contaminée, rentrée dans les conduites, était maintenue dans le voisinage du point c. Après la grande consommation, le niveau piézométrique remontait de ac vers an et l’eau contaminée, relevée, pouvait être puisée dans le quartier cd.
  - En pareil cas, la contamination peut se produire chaque jour et même plusieurs fois par jour lorsque des germes nocifs séjournent dans le voisinage des conduites.
  - Presque toutes les agglomérations ont des quartiers élevés où les conduites peuvent recevoir des germes dangereux. Lorsque le quartier élevé se trouve au milieu de l’agglomération, l’épidémie peut se généraliser.
  - Dans une conduite en charge, comme abc, il semble que l’eau superficielle puisse pénétrer à travers un joint défectueux ou toute autre ouverture, au moins en cas de grande vitesse de l’eau dans la conduite (1).
  - (1) Le Conseil d’hygiène du Gouvernement de Massachusetts a trouvé un plus grand nombre de bactéries à l’arrivée qu’au départ de l’eau dans une conduite d’environ 1 mille et demi de longueur (1609,31 mX 1,5 = 2 413,96 m). L’eau traversait une conduite placée sous une pression variant de 10„à 75 livres (0,3731 kgX 10 = 3,731 kg à 27,982 kg), constamment placée sous une pression statique de 23 à 120 pieds (0,3048 m X 23 = 7,01 m à 36,58 m).
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  - Il résulte d’expériences très précises exposées à l’Association Américaine des Services d’eau (Boston 1906) que, même sans aspiration, l’eau de l’extérieur peut se mêler à l’eau de l’intérieur de la conduite lorsqu’elle a un peu plus de pression que celle-ci, comme c’est le cas pour les conduites sous l’eau ou dans un terrain imprégné d’eau.
  - Lorsque ab est une conduite d’amenée sans réservoir, avec arrivée d’eau inférieure à son débit, elle fonctionne comme conduite libre et peut laisser rentrer les eaux superficielles ou marécageuses, qu’elle soit continuellement en pente ou avec points bas et points hauts sur son parcours (1).
  - Quand l’eau, une fois filtrée, est refoulée dans un réservoir, il peut se produire des rentrées d’eaux superficielles dans la conduite entre la station des pompes et le réservoir par suite du vide causé par les fuites en cas d’arrêt du refoulement, ce qui peut être fréquent, notamment dans les services qui pompent seulement pendant le jour.
  - Enfin, les eaux superficielles peuvent pénétrer dans les conduites en tous points, en cas de vide à l’intérieur, pour manœuvres, nettoyages, réparations, etc.
  - Etant donné que les services qui font des réparations suivies de fissures ne peuvent supprimer toutes les fuites, sans cesse renouvelées, de leurs conduites en fonte à emboîtement, à joints au plomb, reconnus les meilleurs jusqu’à ces derniers temps, ni même réduire très sensiblement les pertes d’eau, comme il est exposé plus loin, et que les conduites sont presque toujours placées sous des chemins ou des terrains cultivés, dans le voisinage de lieux habités très fréquentés, où des produits malsains sont ordinairement déposés en abondance, à cause de leur proximité des habitations, on ne pourra avoir confiance dans l’eau épurée par les divers procédés connus tant que cette eau ne sera pas amenée à l’agglomération et jusqu’au verre des consommateurs dans des conduites présentant une étanchéité durable.
  - Sans cette précaution, les meilleurs filtres peuvent être sus-
  - (1) M. Dienert, chef de surveillance des Eaux de Paris, vient de constater, par la résistivité électrique, la contamination de l’eau dans une conduite en fonte fissurée, sous un village. Pendant dix ans, on avait fait des analyses chimiques et bactériologiques sérieuses sans découvrir les rentrées d’eau suspecte dans la canalisation. De nombreuses victimes ont pu être faites.
  - A Privas, une délégation du Conseil supérieur d’hygiène constatait, l’an dernier, que chaque jour la situation s’aggrave, que les conduites d’amenée d’eau sont exposées à des dangers plus directs de contamination et qu’il était indispensable de boucher les fissures de ees conduites.
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  - pectés d’un jour à l’autre, car il est trop difficile d’éviter en tous temps, par les moyens connus, l’eau contenant les mauvais germes au moment de son entrée ou de son passage dans les conduites et de savoir si elle provient du filtre ou de rentrées d’eaux par les fissures des conduites, tandis que le tube digestif est trop souvent le réceptacle de ces mauvais germes (1).
  - Dans leurs enquêtes, les Commissions sanitaires ont constaté que, presque partout, les canalisations d’eau laissent fort à désirer au point de vue étanchéité, que la contamination immédiate est la règle dans les terrains perméables en contrebas des fumiers, des latrines, des cimetières, des charniers, des mares, des chemins et autres points du sol où l’on dépose des germes dangereux (2).
  - Ce déplorable état de choses est révélé de temps à autre par les épidémies retentissantes de fièvre typhoïde causées tantôt par le filtre (naturel ou artificiel), tantôt par les conduites ou par les deux à la fois. Le choléra pourrait se propager rapidement, au moins par les nombreuses fissures des conduites, s’il apparaissait actuellement en France; mais, à parties épidémies, il y a presque partout l’état endémique, beaucoup plus meurtrier, des maladies qui peuvent être communiquées par l’eau d’alimentation et qui causent maintenant presque autant de décès dans la population rurale que dans la population urbaine.
  - On compte, d’après la statistique sanitaire du Ministère de l’Intérieur, pour les villes de b 000 habitants et au-dessus, soit pour 14109520 habitants en 1905 et pour 14277 759 habitants en 1906 : •
  - Décès Décès
  - en 1905. en 1906.
  - Fièvre typhoïde 2212 2 704
  - Diphtérie . 1204 1175
  - Cancer 14050 14339
  - Tuberculose des poumons . 38 251 38 773
  - (1) Les discussions des spécialistes montrent les incertitudes du contrôle des eaux par les méthodes actuelles. La résistivité électrique, citée plus haut, ne peut déceler la contamination dans tous les cas. « Actuellement, ce n’est qu’en multipliant les moyens de contrôle, écrit M. Chassevant, que l’on peut prévenir les épidémies hydriques: enquête géologique, examen physique, résistivité électrique, analyse chimique, examen bactériologique, surveillance médicale, doivent concourir au même but. » (L'Edilité technique, avril 1909.)
  - (2) « 11 n’est pas douteux, dit le rapporteur de celle de Besançon, que dans presque tous ces villages, avec des eaux d’alimentation aussi faciles à contaminer, l’introduction du moindre bacille spécifique aurait pour résultat immédiat et certain le développement d’une redoutable épidémie massive et généralisée d’emblée. » (Revue d'hygiène municipale, déc. 1907.)
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  - Ces nombres, au lieu d’augmenter, pourraient diminuer très sensiblement avec de bons filtres reliés aux points de puisage des consommateurs par des conduites continuellement étanches.
  - Pour toutes les parties des constructions des services d’eau, y compris les tuyaux de conduites, on exige presque toujours la résistance nécessaire pour assurer l’étanchéité durable, tandis que, pour l’assemblage des tuyaux eux-mêmes, on n’exige aucune condition de résistance relative à la durée de l’étanchéité. Les tuyaux sont presque toujours posés bout à bout, avec une simple garniture entre les abouts des tuyaux, produisant une étanchéité momentanée, mais ne présentant pas la résistance et l’élasticité nécessaires pour éviter, assez longtemps, les disjonctions dues aux efforts du sol, de l’eau, des vibrations et des trépidations, etc.
  - Il serait évidemment plus économique de prévoir des conditions de sécurité au moment de l’établissement ou du remplacement des conduites que d’en arriver ensuite à l’obligation de boucher les Assures en vue de faire cesser les dangers de contaminations et les déperditions d’eau, par application de l’article 9 de la loi du 15 février 1902, comme il a été fait pour Privas et comme il a été recommandé à MM. les Préfets de faire dans toutes les communes où cette mesure paraîtrait justifiée, par l’arrêté et la circulaire de M. le Ministre de l’Intérieur insérés au Journal Officiel du 18 juillet 1908 (1).
  - En examinant la statistique des décès de fièvre typhoïde, diphtérie, dysenterie, cancer, tuberculose, etc., dans chaque agglomération, on s’apercevrait que la partie de ces décès, qui pourraient continuer à être occasionnés à l’état endémique des maladies par des rentrées d’eaux contaminées dans les conduites ordinaires en grès, en poterie, en ciment, en fonte ou en acier, pourrait coûter plus cher aux habitants, en un an, que les conduites elles-mêmes. Les maladies, beaucoup plus nombreuses que les décès, sont également fort coûteuses.
  - (1) En parlant des difficultés rencontrées pour la mise en vigueur de la loi du 15 février 1902, relative à la protection de la santé publique, MM. les Drs Baudin et Gautrez, idirecteurs de Bureaux d’hygiène, ont émis l’avis amplement justifié que l’autorité administrative devrait poursuivre une campagne par l’inspection obligatoire, organe à la fois de contrôle administratif et d’enseignement, par les hygiénistes, par les professeurs, par l’école, par les mesures de répressions ou les . récompenses. « Sans doute, il appartient -aux Pouvoirs Publics, qui n’ont que trop tardé à le faire, d’organiser cet enseignement .général de l’hygiène», écrit M. le Dr Gautrez, et il ajoute: «Il est un devoir plus urgent, qui est de faire face aux nécessités de l’heure présente, de tâcher d’obtenir, partout où ce sera possible, des améliorations immédiates. » (Revue d’Hygiène municipale, 1907 et 1908.) .
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  - Fuites d’eau.
  - Aux dépenses pour pertes d’eau et réparations occasionnées par les fissures des conduites, il y a lieu d’ajouter le pourcentage du capital de 1er établissement rendu inutile par les fuites et les sommes payées pour dommages causés accidentellement. Les nombres et le graphique (fig. 2), permettent d’évaluer rapidement la perte due aux premières causes : ils montrent qu’une augmentation de 1 f par mètre courant de canalisation sur la dépense de 1er établissement, par exemple, donnerait, en capitalisant à 5 0/0, une dépense supplémentaire de 4,32 f après 30 ans et 11,47 f après 50 ans, tandis qu’une augmentation de dépense de 1 f par mètre et par an, comme celle qui provient souvent de la perte en eau et en réparations due aux fuites des conduites ordinaires, donnerait 69,76 f après 30 ans et 219,81 f après 50 ans.
  - Des spécialistes bien connus, entre autres MM. Debauve et Bechmann, indiquent dans leurs traités des distributions d’eau que les fuites naissent ou se reproduisent parfois très rapidement avec les canalisations actuelles, que sur 100 1 d’eau passant en 24 heures dans un tuyau de service, 35 1 sont consommés par les pertes continuelles et cachées, 35 1 par les pertes superficielles et discontinues et 30 1 seulement sont utilisés (1).
  - (1) L’importance des fuites augmente rapidement, même dans les distributions neuves, et peut d’ailleurs s’évaluer par le calcul suivant :
  - Soit un trou carré de 1mm de côté sur lequel s’exerce une charge de 16 m ; l’eau en sortira avec une vitesse égale à 4 fois \/fg ou 17 m ; le débit, avec le coefficient de contraction 0.60, sera environ 1 cl à la seconde, soit 864 1 en 24 heures ; s’il existe dans une canalisation un millier de trous de ce genre, c’est une perte quotidienne de 864 m3.
  - A Namur, où l’on fait des recherches suivies de fuites, par auscultation des conduites, l’Administrateur déclare que les pertes dues aux joints sautés des tuyaux-mères s’élèvent à des chiffres considérables qu’on n’ose pas prononcer. Elles sont d’autant plus dangereuses qu’elles commencent d’une manière absolument insignifiante, mais qui s’accroît sans cesse ; quand on s’en aperçoit, elles ont déjà débité des milliers et des milliers de mètres cubes. Il se produit constamment des fuites nouvelles sur les conduites réparées. « Si une Administration après ces expériences ne fait pas un essai, dit l’Administrateur, c’est qu’elle ne s’occupe guère de ses intérêts. » En deux ans, on a diminué la perte d’environ 10 0/0 sur l’eau pompée et 20 0/0 sur le chiffre de la perte. On a décidé de continuer les recherches pour maintenir la perte au taux obtenu et la réduire encore, s’il est possible. (Techn. san<t. déc. 1906 et mai 1908.)
  - A Genève, les recherches du Directeur de la distribution d’eau montrent également que les fissures se reproduisent rapidement sur les conduites réparées, que les fuites de 60 1 par minute restent inaperçues à la surface du sol et qu’il est impossible de trouver en tous temps, sans ouvrir le sol, toutes les fuites des conduites placées sous terre. {Techn. sanit. avril 1907.)
  - M. Debauve cite qu’après avoir réparé les fuites, à Cambridge, on obtint un surcroît de charge de 10,67 m. Bien des fuites laissaient perdre 4 à 5 m8 par heure.
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  - En comptant seulement 15 0/0 d’eau perdue par les fuites des conduites maîtresses, au prix de 0,10 f le mètre cube, sur une quantité de 2 000 m3 d’eau distribuée chaque jour dans une canalisation de 20 000 m de développement, 0,10 f par mètre et par an pour la recherche et la réparation des fuites des anciens types de conduites et 1 000 000 f pour la dépense de 1er établissement d’un service d’une ville de 10 000 habitants, on voit que la perte devient, en capitalisant à 5 0/0 :
  - Par an. Après 30 ans. Après 50 ans.
  - » 903 404 95 2 846 604 25
  - » 32 407 50 86 002 50
  - Totaux........... 20 450 7 935 812 45 2 932 606 75
  - C’est, comme on le voit, une perte d’environ la valeur du . service en 30 ans et de 3 fois cette valeur en 50 ans.
  - La perte est naturellement plus importante dans les services où le prix de revient du mètre cube d’eau dépasse 0,10 f, ce qui n’est pas rare.
  - Pertes, recherches et réparations :
  - 15
  - 2 000x^x0,10x365+0,10x20 000 = 12 950
  - Pourcentage du capital de 1er établissement rendu inutile :
  - 1000 000 X 15 5 ___
  - 4 AU / OUU
  - Fuites de gaz.
  - Nous en dirons seulement quelques mots pour montrer que les fissures n’ont pas besoin des efforts de l’eau pour se produire.
  - On sait que, par des réparations méthodiques des canalisations, on a pu, dans nombre de services, réduire la perte totale de 50 à 60 0/0, mais que les résultats obtenus n’ont pas été durables. Comme avec l’eau, les fissures se renouvellent sans cesse.
  - Les ingénieurs gaziers attribuent le tiers environ de la perte totale des usines aux conduites maîtresses actuellement employées et ils admettent que taux des fuites est à son minimum "pratique lorsqu’il est égal à 1.5 m3 par mètre courant de canalisation et par an.
  - Si nous admettons une perte totale de 15 0/0 de la production du gaz et 3 m3 par mètre courant, comme moyenne pour la perte annuelle résultant des conduites maîtresses, au prix de 0,12 f le
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- - mètre cube, 0,10 f par mètre courant pour recherches et réparations des fuites des anciens types de conduites dans un service ayant coûté 1 000 000 f et possédant 20 000 m de conduites mai-tresses, nous verrons que la perte devient en capitalisant à 5 0/0 :
  - Par an.
  - Perles, recherches et réparations :
  - (3,00 >< 0,12 -f 0,10) 20 000 = Pourcentage du capital de 1er établissement rendu inutile :
  - 1 000 000 X 15 w 5 __ 100x3 XIÜÔ —
  - 9 200
  - 2 500
  - Après 30 ans.
  - 641 801 20
  - 10 802 50
  - Après 50 ans.
  - 2 022 298 »
  - 28 667 50
  - Totaux. ...... 11 700 » 652603 70 2050965 50
  - C’est une perte d’environ 65 0/0 de la valeur du service en 30 ans et de deux fois la valeur du service en 50 ans. Nous pourrions montrer que ces chiffres sont à peu près ceux de la perte moyenne de plusieurs usines où les réparations de fuites sont faites de façon suivie.
  - La perte est beaucoup plus importante dans les services qui ont 25 à 30 0/0 de gaz perdu.
  - ACCIDENTS DUS AUX FUITES.
  - L’eau qui s’échappe par les fissures des joints, en restant longtemps invisible, ramollit le sol le long de la conduite ; elle produit des affouillements, des tassements ou des glissements qui déterminent d’autres fuites aux joints voisins, d’où un plus grand nombre de déboîtages, de ruptures de conduites, de tassements ou d’effondrements de chaussée et d’infiltrations d’eaux.
  - On connaît les effets^, parfois désastreux, des ruptures de conduites d’eau et de gaz (1).
  - (1) Les ruptures de conduites peuvent inonder les immeubles environnants (Pierre-laye, 1901 ; Paris, 1908, dégâts aux riverains 616 273 f) ; affouiller les murs ou faire effondrer les maisons (Ivry, 1902) ; raviner les routes ; interrompre la circulation et les ascenseurs (Liverpool, 1905; Londres, 1905; New-York, 1905, dégâts évalués à 500 000 f) ; supprimer l’alimentation (Bruxelles, siphon des eaux du Bocq) ; provoquer des maladies, par suite de l’humidité causée dans les rez-de-chaussée, etc.
  - Les fuites de gaz peuvent occasionner des explosions dans les égouts (Blackburn, 1892, dégâts, 350 000 f ; Paris, 1893-1894, dégâts, rue François-Miron, 300 000 f et 27 000 f de pensions annuelles), ou sous la voûte compacte d’une chaussée reposant sur le sol par ses retombées, par suite de tassements du sol. Elles font périr les arbres et produisent des explosions ou des empoisonnements par asphyxie qui sont difficiles à éviter lorsque le gaz perd son odeur en traversant le sol. Nombre de services furent condamnés à‘ peiyer dés indemnités importantes pour accidents survenus en pareils ca's.
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  - EXAMEN DES CAUSES DES FUITES.
  - Les contaminations d’eau et les dépenses pour pertes d’eau, de gaz, recherches et réparations des fuites démontrent que les joints des conduites sous terre se fissurent trop facilement par suite de la résistance et de l’élasticité insuffisantes ou de trop courte durée qu’ils présentent aux efforts de glissements et autres résultant des mouvements du sol, de coups de bélier, de dilatation, de trépidations, etc... Ce qui se passe pour le gaz, comme pour l’eau, pour des conduites sans pression intérieure, montre bien l’intérêt qu’il y aurait à établir les joints d’une façon rationnelle.
  - JOINTS AU PLOMB.
  - Les simples joints au plomb, à emboîtement (fig. 3, 4, 5), ou à bagues, ne peuvent résister indéfiniment sans se démater aux
  - efforts auxquels ils sont exposés lorsque les conduites sont posées en galerie et à plus forte raison lorsqu’elles sont posées sous terre, car les glissements y sont trop fréquents et se produisent d’autant plus facilement du côté du bout mâle que celui-ci est fabriqué lisse, quoique ayant avec le plomb du joint une plus petite surface de contact que l’emboîtement.
  - Les moindres efforts suffisent pour faire glisser légèrement l’un des deux tuyaux assemblés. Ces efforts répétés tantôt dans un sens, tantôt dans le sens opposé, finissent souvent par laminer le plomb ou par le décoller de la fonte aux points les plus fatigués des conduites d’abord, même lorsque les tuyaux sont amarrés, d’où des suintements, des fuites de plus en plus impor-
  - Fig. 3
  - 'J'yPe Allemand
  - Type Ancjl;
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- - tantes, de l’humidité qui provoque d’autres fuites aux joints voisins et parfois des déboîtages et des ruptures de tuyaux résultant de glissements ou de tassements inégaux.
  - JOINTS AU CAOUTCHOUC.
  - Les déplacements des tuyaux peuvent s’effectuer encore plus librement dans les conduites à joints en caoutchouc avec ou sans boulons de serrage (fîg. 6,7,8). Dans ces systèmes, le caoutchouc n’est pas serré dans le joint, en prolongement des bouts mâle et femelle, mais simplement renvoyé sur le bout mâle par re-fluement à la suite de son serrage contre l’emboîtement (fîg.
  - 6, 7), ou aplati irrégulièrement dans l’espace d’épaisseur variable ménagé entre le dessus du bout mâle et l’intérieur de l’emboîtement (fig. 8). Rien ne s’oppose à ce que les efforts perpendiculaires, parallèles ou obliques à la direction de la conduite puissent produire des fuites par décollement, par arrachement ou par effritement du caoutchouc. Ces fuites peuvent se produire en même temps des deux côtés d’un joint à bague, à deux rondelles en caoutchouc (fig. 7). Les joints dénommés précis, du genre de la figure 6, ne peuvent non plus conserver leur étanchéité : lorsque les tuyaux sont bruts de fonderie, le jeu est toujours assez grand pour que les efforts puissent produire des déplacements que l’élasticité du caoutchouc ne peut suivre sans laisser de fissures, puisque le serrage du milieu du joint se fait toujours contre l’emboîtement, parallèlement au-dessus du bout mâle, laissant très exposée aux acides, aux décollements, effritements ou arrachements la partie extrême seule en contact avec le bout mâle, qui peut agir comme une râpe sur le caoutchouc, et lorsque les tuyaux sont tournés et alésés, de forme tron-conique, les mouvements alternatifs peuvent souvent les déboîter suffisamment pour produire les mêmes inconvénients. Ces der-
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- - niers exigent au surplus des pièces spéciales au moindre changement de direction et comme ils ne présentent pas toujours le jeu nécessaire aux mouvements des tuyaux, l’emboîtage trop forcé, pouvant résulter de diverses causes, occasionne parfois des éclatements d’emboîtements ou des soulèvements de tuyaux.
  - Si l’on n’amarrait pas soigneusement les conduites pour les épreuves de réception sous quelque pression, il serait impossible de rendre les joints étanches, ce qui est peu logique, car le sol se meut et on a eu des mécomptes chaque fois qu’on a compté sur la résistance du sol pour éviter les fissures des réservoirs d’eau. Aussi arrive-t-il qu’après la pose en terre, les fuites naissent d’autant plus facilement que les efforts sur les tuyaux sont plus fréquents et intenses, plus souvent alternatifs, et qu’ils produisent plus librement des déplacements dépassant la limite d’élasticité du caoutchouc, du reste très réduite après quelque temps de service, ou que celui-ci se laisse fissurer, tant par les déplacements des tuyaux que parles acides ou les micro-organismes de l’intérieur et de l’extérieur de la conduite contre lesquels il n’est pas protégé à sa partie extrême, peu serrée, quoique seule efficace. Sous la pression parfois d’un simple coup de bélier, le jeu entre les tuyaux ou entre les tuyaux et les brides est quelquefois suffisant pour permettre le laminage du joint dans cet intervalle, surtout lorsque la résistance du caoutchouc est amoindrie ou que les boulons sont desserrés (1).
  - Dans les systèmes à emboîtement, il arrive que le caoutchouc, placé plus ou moins régulièrement, ou tordu au moment de l’emboîtage, déboîte les tuyaux après leur enfouissement. Parfois, dans les systèmes à boulons le caoutchouc, trop serré contre l’emboîtement, ne produit pas l’étanchéité ou la fonte des oreilles des tuyaux ou. des contre-brides s’énerve et se brise sous la traction des boulons, pendant ou après la pose. Peu de temps après la pose sous terre, les boulonjs sont oxydés et ne peuvent plus être démontés sans les briser.. Le plus souvent, ceux-ci n’ont qu’une durée relativement courte par rapport à celle des
  - (1) A Tébessa, en! 1906,: des anneaux'en* caoutchouc se; rompaient contïnuellerhent sous la pression maxima de 14 atmosphères dans une conduite d’eau de 80 min, récemment posée.
  - A la Compagnie Générale des Omnibus, on a essayé,, pour l’air comprimé', le joint à bague (fig. 7), avec jeu très faible entre les tuyaux et les brides pour éviter sous pression le laminage- du- caoutchouc dans cet intervalle. Malgré ces dispositions, on a reconnu que l’élasticité du caoutchouc ne pouvait,, après quelques mois de service; suivre les mouvements des tuyaux sans laisser des fissures (Bulletin des Ingénieurs Civils, oct. 1907).
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  - tuyaux. Dans certains terrains à teneur acide ou fréquemment imbibés d’eau, les boulons sont rapidement usés par la rouille. Il existe des services dans lesquels les fuites augmentent à tel point qu’on est obligé de remplacer le système de serrage et le caoutchouc de nombre de joints après 15, 20, 23 ans, ce qui occasionne des dépenses qu’il conviendrait de faire entrer en ligne de compte (1).
  - En observant attentivement, on s’apercevrait qu’avec les conduites ordinaires, à joints au caoutchouc, les fuites d’eau ou de gaz mettent plus ou moins de temps à se produire ou à se révéler, mais que la perte devient de plus en plus importante.
  - La flexibilité de ces conduites au droit des joints n’est cfbnc obtenue qu’au détriment de la durée de l’étanchéité des joints, ce qui n’est guère admissible pour des conduites sous terre, difficiles à visiter, et n’empêche pas les ruptures de tuyaux entre les joints, dans les mauvais terrains, surtout lorsque les tuyaux sont peu élastiques.
  - JOINTS AU CAOUTCHOUC ET AU PLOMB
  - Un joint, dans lequel le caoutchouc serait serré par du plomb, refoulé et accroché à l’emboîtement (fig. 9) donnerait lieu aux mêmes glissements du bout mâle et par suite aux memes Assures qu’avec les joints au plomb actuellement employés. Au surplus, il serait à craindre que le plomb, très serré sur une grande longueur, n’occasionnât, après la pose, plus de Assures ou d'éclatements d’emboîtements que le matage.
  - Les joints à renflement double tronconique du plomb laissent également glisse* trop facilement les tuyaux. On voit qu’avec un renflement double tronconique (fig. 40) et un renflement d’équerre (fig. 44), tous deux de même saillie (0,0025 m).
  - (1) Si l’opération du remplacement des joints coûtait seulement 3 f par mètre courant après 25 anl; il y aurait lieu d’ajouter, après 50, 3 f capitalisés pendant 25 ans, soit 10,16 f par mètre. Ce chiffre sera largement dépassé dans beaucoup de cas.
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  - et de même longueur (0,04 m), l’imparfaite adhérence du plomb permet un déplacement des tuyaux égal à 8 dans le premier cas lorsque ce déplacement n’est plus que de 1 dans le second cas.
  - La garniture de plomb à renflement d’équerre pénétrant dans le bout mâle et dans l’emboîtement (fig. 44), présente donc le minimum d’espace aux glissements longitudinaux : elle est susceptible de limiter les mouvements des tuyaux à des déplacements que puisse suivre l’élasticité d’un joint approprié aux besoins (caoutchouc ou autre matière élastique) et convenablement serré au bout des tuyaux afin d’éviter les inconvénients des
  - moyens de serrage dont nous venons de parler.
  - %
  - Calculs de résistance. — Comme un petit renflement ne suffirait pas dans tous les cas, il conviendrait de s’assurer de la stabilité des joints par des calculs. A cet effet, il y a lieu de remarquer que les efforts provenant des mouvements du sol, de glissements sur les pentes, de dilatation, de vibrations et de trépidations, suffisent pour fissurer les joints des conduites sans pression intérieure; que ces efforts s’exercent ou se décomposent suivant deux directions, dans les sens longitudinal et perpendiculaire à la conduite, et que les coups de bélier peuvent occasionner des efforts supplémentaires de 8 à 12 atm (1), tendant à faire glisser les tuyaux, notamment dans les courbes et les culs-de-sac permanents ou occasionnels.
  - Si l’on prévoit, par exemple, des efforts correspondants à 15 kg par cm2 sur l’extrémité fermée d’une conduite de 0,100 m, on aura une traction de :
  - 78 X 15 = 1170 kg,
  - sur le joint voisin, soit une charge de cisaillement sur la-partie la plus faible (côté du bout mâle) d’un renflement de 15 mm d’épaisseur de :
  - 1170 ,
  - -gg- = 20 kg par cm2.
  - 3 F
  - ou 30 kg par cm2, si l’on admet que le travail est égal à
  - 2 X S /F
  - ( g étant le quotient de l’effort total de cisaillement ou de glissement longitudinal par la section intérieure de la conduite .
  - (1) Théorie du mouvement varié de l’eau dans les conduites, par L. Alliévi.
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  - Le renflement de 15 mm paraît donc nécessaire pour les efforts de glissement ordinaires. Il pourra être renforcé en augmentant sa section, en faisant un double renflement ou en employant une garniture plus résistante que le plomb pur.
  - Perpendiculairement à la conduite, il est à supposer qu’avec la garniture en plomb les déplacements des tuyaux ne dépasseront pas la limite d’élasticité du caoutchouc.
  - Dans les projets, il conviendrait de redoubler de précautions en cas d’efforts fréquents et intenses, de vibrations et de trépidations causées par la circulation des lourdes voitures à moteur (1), de secousses sismiques, de coups de mines, de conduites exposées à l’électrolyse (2) ou de se réserver la possibilité de prescrire telle ou telle amélioration ultérieurement.
  - En résumé, les fuites naissent rapidement ; elles augmentent en nombre et en importance avec l’ancienneté des conduites, la fréquence et l’intensité des efforts, et elles se reproduisent malgré des recherches et des réparations suivies- La réparation des fuites n’est donc qu’un palliatif coûteux.
  - L’épreuve à une pression plus ou moins élevée après la pose ne suffit pas pour s’assurer de l’étanchéité durable des joints puisque, ordinairement, les précautions prises en vue de la réussite de l’épreuve ne peuvent être maintenues en l’état. Si l’épreuve était faite au moyen de la presse hydraulique et de coups de bélier sur une conduite composée de quelques tuyaux, fermée à ses extrémités et posée librement sur le sol, c’est-à-dire dans une situation comparable à celle des tronçons de conduites après quelque temps de pose, on s’apercevrait de suite que les types ordinairement employés ne peuvent rester étanches sous terre et qu’on tourne dans un cercle vicieux en prescrivant l’étanchéité des conduites tout en employant des types de con-„ duites qui, en raison de leur construction même, ne peuvent assurer cette étanchéité de façon durable.
  - (1) M. Foulger, Ingénieur de la canalisation de la « Gas Light and Coke Company » a signalé, devant la Commission royale des automobiles, que le nombre des conduites rompues et des joints arrachés du fait des vibrations et des trépidations causées par la circulation rapide des lourdes voitures à moteurs augmente d’une façon effrayante dans les voies principales de Londres. Il compte 87 cas pour l’année 1899, et 800 cas pour l’année 1905. Dans Oxford-Street, on a réparé 22 fuites avec 2 conduites rompues en 1904.
  - (2) On sait qu’en cas de courant électrique, il faut assurer la continuité métallique des conduites en fonte ou en acier pour éviter leur destruction par électrolyse. Il faut encore éviter que le plomb ne soit en contact avec l’eau de la conduite. On a constaté que plusieurs conduites ont été détruites ou endommagées de ce fait (Alexandria, Pittsfield, Zurich, Pittsburg, Pa., etc.), et qu’un courant de 1,8 volt pouvait dissoudre le plomb en contact avec l’eau d’une conduite à raison de 1 mg par litre en quatre heures (Journal of Gas Lighting).
  - Bull.
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  - II faudrait qu’une fois en fonction, les joints comme les tuyaux de chaque tronçon de conduites, qui peuvent travailler isolément, notamment à l’extension, présentassent la résistance et l’élasticité nécessaires dans chaque cas pour supporter assez longtemps sans se fissurer les efforts auxquels ils doivent être exposés.
  - Dans l’intérêt général, les Pouvoirs Publics pourraient au moins, encourager les communes à assurer l’étanchéité durable de leurs canalisations d’eau et récompenser particulièrement celles qui feront le nécessaire à cet effet. Sans doute, on se rapprocherait du but à atteindre en faisant boucher les fissures des conduites des communes et des établissements dépendant de l’autorité administrative, comme il a été fait à Privas; mais, comme on ne pourrait éviter, d’une façon permanente, la contamination de l’eau avec les conduites actuelles, établies sur de longs parcours très exposés, pour que la loi soit régulièrement appliquée, tout en évitant les ennuis auxquels donnerait lieu cette opération, il faudrait encore exiger, pour les nouvelles conduites, les conditions de résistance et d’élasticité reconnues nécessaires pour assurer leur étanchéité durable, aussi bien au droit des joints que dans toutes les autres parties, afin de supprimer l’importante cause de maladies et de pertes, sans cesse renouvelée, qui résulte de l’emploi des anciens types de conduites.
  - Les désinfections étant insuffisantes pour éviter le retour des maladies d’origine hydrique, ces mesures de protection de la santé et des intérêts des collectivités seraient des plus justifiées.
  - CONDUITES EN FONTE OU EN ACIER, A JOINT EN CAOUTCHOUC ET CLEF EN PLOMB
  - (SYSTÈME J. GILBERT, BREVETÉ S. G. D. G.)
  - L’examen attentif des types de joints connus pour conduites d’eau et de gaz montre qu’on demande au plomb trop d’élasticité, tout en négligeant d’utiliser parfaitement sa résistance et qu’on demande au caoutchouc plus d’élasticité et de résistance qu’il n’en possède.
  - Pensant que les meilleures matières éprouvées, pour l’établissement des conduites d’eau et de gaz, pourraient être mieux
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  - utilisées, nous avons combiné, dans un nouvel assemblage de ^tuyaux à emboîtement, l’élasticité du caoutchouc avec la résistance et l’inoxydabilité du plomb et de la fonte ou de l’acier.
  - Dans ce système, le joint (fig. 4%) est formé d’une bague en caoutchouc fortement comprimée au moment de la mise en place des tuyaux et maintenue par une couronne de plomb ordinairement coulé entre les abouts des tuyaux, profilés à cet effet, sans passage au tour, au moment de la fabrication.
  - Fig. 12. — Assemblage de deux tuyaux en fonte : Coupe.
  - La bague en caoutchouc a, dont la section primitive est circulaire, est placée dans une rainure du bout mâlè. Elle peut être comprimée jusqu’à refus dans la position fixée, par deux épaulements arrondis gh; les formes données aux parties des tuyaux qui reçoivent cette bague l’empêchent de rouler et d’être coupée ou arrachée pendant le montage, tout en lui faisant centrer les tuyaux et prendre une grande surface utile de contact dans le joint, afin que les parties extrêmes du caoutchouc puissent au besoin protéger le milieu qui est le plus serré et le plus efficace.
  - Le remplissage en plomb, maintenu par deux gorges situées l’une en regard de l’autre, sur le bout mâle et sur l’emboîtement, constitue une clef c dont les retours d’équerre présentent le maximum de résistance aux glissements longitudinaux des tuyaux.
  - La clef en plomb, en raison de la ductilité de ce métal, laisse' le jeu nécessaire aux mouvements des tuyaux et, èn supportant des efforts élevés, sans casser la fonte, elle forme un système* d’assemblage qui protège le caoutchouc du contact de l’air et du sol et qui peut se resserrer au besoin par le matage, soit lofs de la pose, soit lors des vérifications de joints. Elle assure,’ en' outre, la continuité métallique de la canalisation, ce qui réduit*, au minimum les dangers de décomposition éleetrolytique des tuyaux. ' *
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  - Le caoutchouc empêche que le plomb ne puisse être en contact avec l’eau de la conduite et qu’il ne puisse être dissous ou qu’il4 ne puisse produire des intoxications saturnines par électrolyse.
  - En résumé, dans ce système, l’assemblage calculable et durable par les rainures remplies de plomb limite heureusement les mouvements des tuyaux à des déplacements que l’élasticité du caoutchouc peut suivre sans laisser de fissures. Pour assurer l’étanchéité durable des joints de ce système, il n’y a qu’à prescrire la résistance nécessaire au droit de la garniture en plomb.
  - Nous avons établi trois séries de conduites de ce système dont les profils sont indiqués ci-après :
  - Les usines exécutent les raccords courants en fonte et en acier, tels que coudes au quart, au huitième, au seizième, cônes, croix, tés, bouts à brides, manchons avec ou sans tubulures se raccordant au besoin avec les tuyaux coupés.
  - Les tuyaux et raccords en fonte ou en acier se fabriquent pour toutes épreuves rationnelles. La fabrication est conforme aux conditions du cahier des charges du service des eaux de la Ville de Paris.
  - Les tuyaux en fonte de la série ordinaire (fig. 43) sont coulés debout et éprouvés à une pression hydraulique de 15 atm avant goudronnage. .
  - Fig. 13.
  - Assemblage de deux tuyaux en fonte coupe.
  - J L. 154J54K; JabesifiSOilSüJ P L të&JÆUl JJWju datOi 20... ! -L _ T/ _ jïûmjUfUD atiU • 3^
  - Fi y. 14
  - Assemblage de deux tuyaux en acier : coupe.
  - Les tuyaux en acier de la série ordinaire (fig. 44) sont laminés d’un bloc massif dont la résistance à la traction atteint 50 à 55 kg par millimètre carré. Ils sont éprouvés à une pression hydraulique de 60 atm.
  - La teneur en carbone du métal et la surface absolument unie et goudronnée des tuyaux s’opposent à la corrosion par la rouille dans les cas ordinaires; mais, comme il est difficile de savoir .d’avance si les tuyaux ne seront pas'posés dans un terrain à teneur «acide, l’usine les recouvre de jute asphalté, sauf avis> contraire.
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  - Ils conviendraient chaque fois que les efforts à supporter doivent être fréquents ou intenses, lorsqu’on a besoin d’élasticité dans les tuyaux ou lorsqu’on a intérêt à éviter les interruptions de service dues aux ruptures, comme dans les mauvais terrains, sous les voies et ponts exposés à des vibrations et des trépidations (conduites de refoulement, conduites entre le réservoir et la ville, conduites d’eau ou de gaz sous pression, etc.).
  - Dans les terrains où les tuyaux en fonte se rompent au ras des emboîtements, par exemple, ces mêmes tuyaux, renforcés de distance en distance par des frettes en métal plus résistant et plus élastique, pourraient se rompre entre les frettes : il serait préférable d’employer les conduites en acier, qui présentent une résistance et une élasticité continues et de même durée.
  - Les tuyaux en acier peuvent être courbés à froid pour des courbes pas trop prononcées; ils sont 'beaucoup employés en Allemagne depuis quinze ans, pour conduites d’eau et de gaz.
  - Les tuyaux sanitaires en fonte (fig. 15) sont coulés à plat; ils conviennent pour les conduites sans pression ou à faible pression, lorsqu’il y a lieu d’assurer l’étanchéité durable des joints. Il y aurait intérêt à les employer dans tous les cas où les joints ordinaires des conduites de descente, d’assainissement, d’évacuation d’eau ou de gaz, occasionnent des fuites même sur les conduites sans pression, ou à la moindre pression provenant d’obstruction intérieure, et par suite des dommages, des taches désagréables et des réparations coûteuses, ou de l’humidité et des infections nuisibles, sinon des empoisonnements.
  - Les bagues en caoutchouc vulcanisé sont de la meilleure qualité éprouvée dans les plus anciens joints. Elles sont fabriquées dans des moules spéciaux pour chaque diamètre de tuyaux, de manière à être tendues convenablement sur les bouts mâles et à s’emboîter aisément une fois en place.
  - RÉSISTANCE DES JOINTS. — EXPÉRIENCES ET APPLICATIONS.
  - Les tuyaux ordinaires sont établis avec une clef de 15 mm d’épaisseur pour les diamètres de 80 mm et au-dessus, et de 12,5 mm pour les diamètres de 40 à 70 mm. Pour des efforts fréquents et intenses, il conviendrait de calculer l’épaisseur de la clef, de façon à ne pas faire travailler le plomb au cisaille*
  - Fig.15
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  - ment à plus de 20 à 25 kg par centimètre carré, d’établir au besoin une double clef ou de la renforcer soit en épaisseur, soit en employant du plomb durci par un procédé spécial, suivant les besoins.
  - Des tronçons de conduites, de trois à cinq tuyaux, posés librement sur le sol et fermés aux extrémités, ont pu supporter des pressions de 40 atm, sans aucun suintement, avec des tuyaux de 100 mm, à joints ordinaires. Il paraît indispensable d’essayer ainsi la résistance des joints à l’extension, puisqu’ils doivent être soumis à des efforts analogues, par tronçons, après quelque temps de pose, par suite de mouvements du sol, de glissements, de coups de bélier, de vibrations et de trépidations, etc.
  - Des applications variées de conduites de ce système pour l’eau et le gaz, depuis 1903, montrent que les joints résistent, sans se fissurer, aux efforts fréquents et intenses de terrains de remblai, de dilatation, de vibrations et de trépidations occasionnées par des passages continus de trains et de lourdes voitures, avec ou sans moteurs, et de coups de bélier évalués à 20 000 par jour, .dans l’une d’elles, depuis plusieurs années. (Procès-verbal du Laboratoire d’essais du Conservatoire des Arts et Métiers, du 19 janvier 1907). *
  - PRIX
  - Les prix par mètre courant des tuyaux de ce système, pour conduites forcées, sont à peu près les mêmes que ceux des tuyaux ordinaires à emboîtement, à cause de leurs poids un peu plus faibles : les emboîtements sont moins longs et la fabrication soignée, en raison du profil à obtenir, permet de réduire légèrement les épaisseurs sans nuire à la résistance.
  - La pose des tuyaux de ce système est plus rapide que celle des tuyaux ordinaires à emboîtement et, malgré la fourniture du caoutchouc, elle n’est pas plus coûteuse que cette dernière, qui exige plus de plomb, de la corde goudronnée et plus de main-d’œuvre.
  - Pour arriver à obtenir 8 à 9 km de conduites de ce système aux prix moyens pratiqués pour les conduites ordinaires en fonte, la ville de Thizy vient de traiter de gré à gré, sans vouloir admettre ces dernières en concurrence, à cause des pertes et des contaminations d’eau qu’elles occasionnent depuis longtemps dans cette ville.
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  - Plusieurs Compagnies de Chemins de fer, de gaz et eau traitent également de gré à gré pour l’emploi de tuyaux de ce système et plusieurs villes sont sur le point de faire de même, ce que l’Administration autorise volontiers, en raison de la nature délicate de ces travaux et de l’intérêt qu'il y a à éviter les contaminations et les déperditions d’eau. Plusieurs villes et communes de France et des colonies ont mis ou sont sur le point de mettre en adjudication des travaux dans lesquels ce système a été imposé par les municipalités.
  - * *
  - En résumé, les joints des anciens types de conduites, ordinairement posées dans des terrains d’alluvions ou d’éboulis, occasionnent des fuites fort coûteuses après quelque temps de service, et les fissures de ces conduites, même à faibles pressions, exposent Peau à des contaminations fréquentes. Les consommateurs.auraient donc intérêt, tant au point de vue financier qu’au point de vue sanitaire, à rechercher et à exiger des conditions de résistance et d’élasticité analogues à celles de ce système pour Ja plupart des canalisations d’eau et de gaz, puisque, comme l’écrivent et le démontrent les éminents spécialistes des Commissions autorisées, il est plus résistant et plus élastique tout à la fois que l’ancien système à emboîtement, universellement employé, et présente sur lui une amélioration réelle, dont l’effet est certain (1).
  - (1) Rapport de la Commission des Inventions du Ministère des Travaux publics : Annales des Ponts et Chaussées de nov. 1907 ; Rapport du Comité des Arts mécaniques de la Société d’Encouragement pour l’Industrie Nationale : Bulletin de mars 1908 ; Note de la Direction du Génie du Ministère de la Guerre : Revue du Génie militaire, avril 1906 ; Avis du Conseil supérieur d’hygiène publique de France, janvier 190(5.
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- - NOTES
  - SUR
  - LES GRANDES USINES CENTRALES A
  - AU POINT DE VUE DIS CONDITIONS GENERALES DE LEUR ÉTABLISSEMENT “
  - PAR
  - M. O. CHBYBIBR
  - PREMIÈRE PARTIE
  - Il existe, dans la génération de l’énergie électrique par les grandes usines centrales, un facteur qui, plus que tout autre, donne à cette industrie son caractère propre : il la définit et la domine, pesant sur elle de tout le poids des difficultés et des responsabilités qu’il engendre. Ce facteur, c’est l’instantanéité de la production, immédiatement régie par la demande extérieure, sans qu’aucune réserve d’énergie puisse parer à une défaillance même de très courte durée, car les conditions dans lesquelles s’effectue actuellement cette génération d’énergie excluent toute possibilité de recourir à la ressource onéreuse, et surtout restreinte, de l’accumulateur électrique.
  - Deux sortes de sujétion résultent de cet état de choses : d’une part, l’obligation de maintenir une constance aussi complète que possible dans la marche normale ; d’autre part, celle d’éliminer toute possibilité d’arfêt accidentel. Également impérieuses, ces deux conditions sont, par contre, très inégalement faciles à réaliser. Car, s’il est assez facile, au prix de dispositions convenables et d’une bonne surveillance, de maintenir la puissance génératrice constamment au niveau de la puissance demandée sur le réseau, de façon à éviter les à-coups qui se traduiraient par de fortes variations de voltage, il est, par contre, tout à fait impossible, quelques mesures préventives que l’on prenne et quelque attention qu’on apporte à la marche, de garantir entiè-
  - (1) Voir Procès-verbal de la séance du 2 juillet 1909, page 530.
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  - rement une usine contre la terrible extinction, épée de Damoclès perpétuellement suspendue sur elle.
  - Lorsque, d’une part, on considère l’étendue du trouble qu’un accident de cette sorte, se produisant à certaines heures, vient jeter dans la vie affairée d’une ville, ainsi que les responsabilités qui en résultent, et que, d’autre part, on sait pertinemment à quoi s’en tenir sur les causes, multiples autant qu’infimes, qui peuvent le provoquer, alors apparaissent dans leur mesure exacte l’imporlance du facteur indiqué comme caractéristique de notre industrie, et la nécessité corrélative de lui attribuer la toute première place dans l’ensemble des idées directrices qui concourent à la réalisation d’un projet d’Usine centrale.
  - La première préoccupation qui dominera l’étude d’un tel .projet sera donc de se prémunir contre de semblables éventualités, tout d’abord et bien entendu en ne négligeant rien pour les prévenir, puis en étudiant avec le plus grand soin les dispositions qui, en cas d’accident, permettront d’en réduire les conséquences au strict minimum. Si minutieuses que soient les précautions prises, il faut admettre qu’elles seront plus d’une fois déjouées par quelque imprévu et considérer dès lors l’accident comme devant rentrer dans les prévisions normales de l’exploitation ; ceci posé, on se préoccupera de se prémunir contre les suites qui peuvent être tout à fait hors de proportion avec l’importance initiale de l’accident. Suivant la nature des dispositions prises dans ce sens, la crise inévitable que détermine la brusque rupture d’un état actuel d’équilibre dynamique manifesté sous diverses formes (débit de vapeur, inertie des pièces en mouvement, tension aux bornes des circuits, etc.) pourra être brève et ne pas entraîner d’avaries, ou aboutir, au contraire, à une catastrophe qui immobilisera l’usine, occasionnant, en plus de la perte résultant d’un arrêt, des réparations coûteuses. On ne saurait trop insister sur cet aspect de la question, car c’est par là que les projets d’ensemble étudiés par les constructeurs ont le plus de chances de se trouver éventuellement en défaut.
  - La seconde condition à laquelle une Usine centrale devra satisfaire sera évidemment de réaliser la production la plus économique possible.
  - Telles sont les deux idées directrices de tout projet de ce genre. Quant à la mesure suivant laquelle leurs desiderata respectifs sont conciliables, on peut, d’une manière générale, admettre eomme parfaitement compatibles la sécurité de marche
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  - et l’économie d’exploitation. Les mesures préventives viendront inévitablement grever dans.une certaine proportion les dépenses de premier établissement, mais, outre que ce surcroît de dépense ne représentera jamais un très gros pourcentage du prix total de l’installation, il ne saurait entrer en balance avec ce que coûtent les accidents et les interruptions de service. D’ailleurs — et c’est là un premier principe que nous ne craindrons pas de poser — il riy a pas lieu de rechercher l'économie dans l’acquisition et l’agencement du matériel d’une usine centrale. Rien, ne revient plus cher qu’une défectuosité initiale qui se traduit, soit par des frais indéfinis d’entretien, soit par un mauvais rendement économique, sans préjudice des accidents qu’elle peut faire naître^ et tout complément ou modification reconnus nécessaires et qu’il faut réaliser après coup est une cause de gêne et d’une dépense plus grande que celle qu’aurait occasionnée un premier établissement mieux compris ou plus complet.
  - - Les divers services qui concourent à la production de l’énergie électrique dans une Centrale à vapeur peuvent être classés comme suit :
  - À. — Service des générateurs de vapeur.
  - (a) Débarquement, transport et distribution du combustible aux divers points à desservir ; évacuation des cendres et mâchefers.
  - (b) Combustion ; évacuation des gaz.
  - (c) Alimentation.
  - (d) Canalisation et distribution de la vapeur.
  - B — Service des groupes électrogènes.
  - (a) Transformation de la chaleur en travail ; machines motrices.
  - (b) Condensation de la vapeur.
  - (c) Transformation du travail mécanique en énergie électrique ; alternateurs.
  - (d) Excitation des alternateurs.
  - C — Service électrique proprement dit.
  - (a) Tableau de distribution.
  - D — Services auxiliaires
  - Entretien, magasins, comptabilité, etc.
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  - Plan général. — Dispositions d’ensemble.
  - Bien qu’il soit évidemment impossible de poser des règles absolues qui puissent s’appliquer à tous les cas de la pratique, on peut toutefois considérer comme très restreint le nombre des solutions compatibles avec une logique d’ailleurs évidente. L’examen des grandes installations modernes montre, en effet, qu’elles tendent de plus en plus vers un type uniforme, au moins dans ses grandes lignes, et dont la principale caractéristique se trouve immédiatement déterminée par ce facteur dominant : l’étendue considérable de la surface occupée par les générateurs de vapeur, comparativement à celle que nécessite la puissance motrice correspondante.
  - Ceci conduit à développer les chaufferies perpendiculairement au grand axe de la salle des machines, et non plus parallèlement, comme on le faisait autrefois, avant l’emploi des turbo-moteurs, aujourd’hui généralisé.
  - La disposition qui en résulte est dite des « rues de chauffe », expression qui résulte de ce fait que les générateurs d’un même groupe ou d’une même salle de chauffe se trouvent disposés face à face comme les maisons d’une même rue.
  - Ce dispositif très généralement adopté se prête très bien aux diverses servitudes du service de chauffe ; elle permet de réaliser dans les conditions les plus rationnelles :
  - 1° L’extension progressive de l’usine, par adjonction de groupes similaires correspondant chacun à une nouvelle rue de chauffe.;
  - 2° La division de l’usine totale en sections entièrement distinctes et autonomes, ce qui, tout particulièrement dans, le cas des centrales pour éclairage (à régime variable) constitue un avantage de premier ordre ;
  - 3° La « boucle » des tuyautages de vapeur et d’eau d’alimentation, évitant que le circuit se trouve interrompu en cas de rupture accidentelle en un point quelconque de son parcours.
  - Avec l’ancienne disposition comportant une seule rangée longitudinale de générateurs, cette condition essentielle ne pouvait être réalisée qu’au prix d’un double tuyautage, inutilisé sur la moitié de sa plus grande longueur et doublant, par suite, les pertes par condensation ainsi que les chances d’accident par
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  - saute de joints, explosions de vannes, etc. Ici, deux collecteurs parallèles voisins forment naturellement les deux grands côtés de la boucle, laquelle sera complétée en les réunissant par leurs extrémités, soit que l’on forme ces couples par les collecteurs de deux rangées de générateurs en façade sur la même rue, ou par ceux de deux rangées opposées;
  - 4° Le groupement et l’agencement rationnels de tous les services desservant un même groupe de générateurs : amenée du charbon suivant l’axe de la rue et distribution symétrique aux générateurs des deux bords ; sortie des escarbilles ; évacuation des gaz de la combustion par des carneaux rectilignes aboutissant à une cheminée par rue ; centralisation des auxiliaires (pompes alimentaires, ventilateurs de tirage, moteurs commandant les transporteurs et divers) et' des appareils de contrôle (analyseurs de gaz, indicateurs de tirage et de température, etc.).
  - La disposition logique qu’entraîne, pour le reste du plan, cette première détermination, consiste à encadrer la salle de chauffe entre, d’une part, la salle des machines dont les diverses unités génératrices se trouveront au droit des groupes de générateurs ou salles de chauffe partielles affectés à leur alimentation, et, d’autre part, les silos de charbon, côté des cheminées (voir plan de l’Usine de Saint-Denis). Cette dernière disposition est, toutefois, subordonnée pour une très large part aux disponibilités du terrain; la première ne comporte pas d’autre solution admissible. Enfin, le tableau de distribution et ses nombreux accessoires seront placés de préférence sur le grand côté de la salle des machines opposé aux générateurs. Les trois grands services de l’usine : service de chauffe, service des machines et service électrique, peuvent donc être considérés comme localisés d’avance suivant un plan d’ensemble susceptible de ne comporter qu’assez peu de variantes.
  - Entre ces grandes lignes et la détermination du choix des appareils ainsi que des détails de leur agencement, interviennent quelques questions d’ordre général dont l’étude mérite la plus grande attention. Nous mentionnerons, en particulier, les deux suivantes :
  - 1° Dispositions tendant à assurer en permanence la meilleure utilisation possible du matériel en service (générateurs et groupes électro-gènes).
  - 2° Auxiliaires : machines de servitude desservant les unités
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  - principales et services intérieurs de l’Usine : Origine et nature de la puissance motrice devant les actionner — dispositifs de sécurité.
  - 1° La première question, de laquelle dépend pour une très large part l’économie future de l’exploitation, repose sur la considération des horaires de marche tant annuel (fonction de la saison) que journalier (fonction de l’heure).
  - Il existe à ce point de vue une différence radicale entre l’Usine pour traction et l’Usine pour éclairage, et telle disposition parfaitement justifiée dans l’un des cas pourra, dans l'autre, se trouver onéreuse ou simplement déplacée.
  - Nous trouvons un exemple de ce fait dans la centralisation des auxiliaires dont il sera parlé plus loin. Pour une Usine de traction dont le service comportera la marche permanente d’un nombre très peu variable d’unités génératrices, on peut admettre (sauf réserves quant à la question de sécurité générale) le principe de la centralisation des grands auxiliaires — excitation des alternateurs et condensation des machines motrices— qui consiste dans l’emploi d’excitatrices et de condenseurs séparés et desservant chacun plusieurs groupes électrogènes. Mais l’obligation de maintenir en marche ces auxiliaires, si faible que soit le degré d’utilisation du matériel principal desservi par eux durant certaines périodes, vient grever l’économie générale d’une constante de consommation d’autant plus lourde que ces périodes de faible charge sont elles-mêmes plus longues ; cette solution est donc tout à fait inadmissible pour l’Usine d’éclairage dont le taux d’utilisation est appelé à varier constamment et dans de très larges limites.
  - D’une façon plus générale, le facteur de différenciation entre ces deux types extrêmes d’Usines centrales sera le degré de dépendance réciproque des divers éléments concourant à la production de l’énergie totale. A la limite, et toujours sous la réserve précédemment posée, celte dépendance pourra être aussi complète que possible dans une Usine de traction ne formant qu’un seul ensemble toujours utilisé intégralement; dans le cas de l’Usine pour éclairage, au contraire, il y aura le plus grand intérêt à réaliser, d’après les conditions d’horaire du réseau, un fractionnement de la puissance totale assurant F autonomie la plus complète des diverses subdiyisions, de façon que chacune d’elles puisse être, en permanence, utilisée dans les meilleures conditions de rendement.
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  - Chacune de ces subdivisions constituera donc — abstraction faite de certains services forcément communs — une Centrale distincte se suffisant à elle-même.
  - Ce programme conduira à attribuer à chaque ensemble électrogène, constituant la partie électromécanique d’une subdivision, une chaufferie normalement affectée à son usage propre. Étant, en effet, donné le développement des grandes Centrales actuelles, on ne saurait conserver dans toute sa généralité ce principe, lontemps admis comme absolu, qui consiste à affranchir les diverses unités motrices et les divers groupements de générateurs de toute dépendance réciproque : un collecteur général de vapeur constamment sous pression sur toute son étendue permettant d’alimenter n’importe quelle machine avec n’importe quelle fraction de la chaufferie. Ce principe est de ceux qui, excellents quand on les applique sur une échelle restreinte, deviennent nuisibles dès qu’on les généralise à l’excès. Indépendamment de la longueur excessive du tuyautage et des complications qui en résultent, entraînant une multiplicité de joints et de vannes d’une surveillance et d’un entretien onéreux,, les conditions modernes d’exploitation font intervenir un facteur prépondérant en pareille matière : c’est la température élevée que l’emploi des turbo-moteurs permet d’attribuer à la vapeur,, par la surchauffe (peut-être serait-il plus exact de dire : impose à, la vapeur). Les grands collecteurs aboutissant aux unités génératrices seront nécessairement en surchauffe : or, on sait combien rapidement augmentent les pertes de chaleur en fonction de la différence entre la température de la vapeur et celle de l’ambiance : quelque soin que l’on apporte à protéger par d’épaisses couches de calorifuge les énormes surfaces des collecteurs,, ceux-ci n’en seront pas moins le siège d’une dissipation permanente d’énergie qu’une bonne économie ne saurait tolérer, la réduction de surchauffe qui en résulte conduisant, d’autre part» à diminuer d’autant le rendement thermique des moteurs.
  - Ce fait conduit à restreindre notablement l’application du principe général énoncé ci-dessus.
  - Toutefois, à côté des conditions que Y économie de l’exploitation indique, il ne faut pas négliger celles que la sécurité doit prévoir» et si le principe ne peut être appliqué dans son intégrité absolue,-encore pourra-t-il convenir de ne pas renoncer entièrement aux4 garanties que son application réduite à des proportions raisonnables serait capable de procurer*
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  - Comparons les degrés de sécurité respectifs que présentent ces deux solutions extrêmes : d’une part, l’Usine indivise, et, d’autre part, l’Usine sectionnée en groupes autonomes entièrement distincts.
  - Un accident susceptible d’immobiliser une partie de l’installation pourra avoir son siège : dans le tuyautage de vapeur, dans un générateur ou dans un groupe électrogène.
  - Contre un accident au tuyautage, saute de joint ou rupture de vanne, la réalisation de la boucle dans chaque section donne le maximum de sécurité ; les grandes longueurs de tuyautage, les coudes nombreux et la multiplicilé des joints et des vannes tendant plutôt, dans le cas de l’Usine indivise, à accroître les chances d’accident. La sécurité générale n’a donc, de ce côté, rien à perdre dans le sectionnement.
  - Par contre, pour ce qui concerne l’éventualité d’un générateur ou d’un turbo-moteur hors de service, le fait de ne pouvoir substituer à l’élément immobilisé l’un quelconque des rechanges répartis dans l’Usine totale place l’Usine sectionnée dans un état d’infériorité vis-à-vis de UUsine indivise. L’alternative est la suivante : ou bien multiplier les rechanges, au prix d’une plus grande dépense de premier établissement, ou bien consentir à une réduction du coefficient de sécurité.
  - Les conditions sont d’ailleurs loin d’être les mêmes, suivant que l’on considère les générateurs ou les groupes électrogènes. Dans le cas d’un accident venant immobiliser l’un des générateurs, le reste de la batterie pourra toujours suppléer pendant le temps voulu au défaut de l’élément avarié ; chaque chaufferie comportera d’ailleurs normalement ses propres rechanges nécessaires, tant pour le roulement des nettoyages et des visites, que pour les'remplacements en cas d’avarie. Seul le nombre total d’éléments supplémentaires à prévoir en vue de cette dernière éventualité excédera, pour l’Usine sectionnée, celui qui pourrait suffire, avec le même coefficient de sécurité, à l’Usine indivise, mais il ne s’agit que de quelques pourcents en plus, et c’est une dépense de premier établissement à consentir.
  - L’éventualité de voir une subdivision immobilisée par sa chaufferie est donc très peu probable et, de ce côté encore, la sécurité n’aura pas à souffrir de sectionnement.
  - Mais tout autre est le risque de cette immobilisation, partielle ou totale, par suite d’un accident à l’un des groupes électrogènes. En pareil cas, il faudra de suite suppléer au groupe immobilisé
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  - par la mise en marche d’un autre, lequel sera nécessairement alimenté par la chaufferie de la subdivision considérée A venant reporter sur ce groupe la puissance laissée disponible par l’arrêt du précédent.
  - Ou ce nouveau groupe appartiendra, en tant que rechange prévu comme tel, à la subdivision A, ou bien ce sera un groupe appartenant à une autre subdivison. Si l’on admet cette dernière possibilité, dont l’avantage évident est l’utilisation infiniment plus complète des rechanges dont l’installation totale dispose, il faudra de toute nécessité avoir prévu, soit la ressource, pour chaque groupe électrogène, de pouvoir prendre sa vapeur sur une autre chaufferie, par un jeu de vannes et de tuyautage laissant les chaufferies sans connexion entre elles, soit une jonction intermédiaire entre les collecteurs propres à chaque subdivision, permettant de solidariser les chaufferies. Mais, maintenir la vapeur en permanence dans cette jonction nous ramènerait au principe du collecteur principal dont nous avons précédemment signalé les conséquences onéreuses ; d’autre part,-si on réserve cette disposition comme ressource ne devant servir qu’en cas de besoin, en la séparant par des vannes étanches et normalement fermées, on ne pourra pas utiliser immédiatement cette ressource, à cause du temps nécessaire pour réchauffer, purger et équilibrer cette partie froide du tuyautage.
  - Néanmoins, cette solution apparaît comme préférable à la première, celle du groupe pouvant être relié à deux chaufferies, qui est beaucoup moins générale. Le principe de la jonction tenue en réserve trouve sa justification et son application rationnelle dans ce fait que le problème des rechanges se pose en réalité sous deux formes : le rechange immédiat et le rechange différé. Pour fixer les idées, supposons que chaque subdivision telle que A comporte trois turbo-moteurs — soit deux en service, un de rechange prévu — alimentés par la même chaufferie, en temps ordinaire sans connexion avec aucune autre. Un accident survient en marche à l’un des turbo-alternateurs ; le troisième lui est immédiatement substitué ; voilà le rechange immédiat, qui — sauf le cas très exceptionnel d’un second accident survenant le même soir sur un groupe de la même subdivision — permettra d’assurer entièrement le service du jour.
  - Mais la subdivision A demeure actuellement sans rechange, et son emploi, dans ces conditions, est scabreux ; alors, et durant lé temps nécessaire pour la réfection du groupe avarié, on
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  - maintiendra établie la jonction entre sa chaufferie et celle de la subdivision voisine B, la mise en communication de cette jonction ayant été faite à loisir. Le groupe de rechange de B sera de la sorte provisoirement commun aux deux subdivisions A et B. En cela consiste le rechange différé, ne présentant pas le caractère d’urgence immédiate du premier.
  - De proche en proche, s’il se produit d’autres immobilisations du même genre, la môme manœuvre permettra d’intéresser successivement tous les rechanges de l’usine à la marche des subdivisions incomplètes, au prix d’une dépense de calorique dans les jonctions correspondant ici à un cas de force majeure, et non à un état de choses normal et permanent.
  - En résumé, la solution qui vient d’être esquissée dans ses grandes lignes comportera :
  - D’une part, dans chaque subdivision, au moins un groupe supplémentaire, destiné à servir de rechange immédiat ;
  - D’autre part, en vue de rechanges différés, la possibilité de solidariser entre elles les chaufferies par une jonction transversale reliant les collecteurs — cette jonction devant être normalement fermée pour être utilisée, suivant une longueur plus ou moins grande, dans le seul cas où, un ou plusieurs groupes électrogènes se trouvant hors de service, la destination primitive des rechanges instantanés devra se trouver généralisée.
  - Sans prétendre attribuer à cette solution la généralité d’une formule type, on peut faire valoir à son actif le fait de satisfaire assez bien à la double condition d’économie et de sécurité. Sous ce dernier rapport, son avantage sur d’autres est d’être en parfait accord avec les besoins très effectifs de la pratique* dans laquelle nous trouvons réellement les deux degrés d’urgence auxquels elle répond. Au point de vue économique, on doit éviter d’avoir à maintenir la pression dans un collecteur, si la sécurité immédiate se trouve assurée par ailleurs ; au point de de vue sécurité, il faut pouvoir utiliser de la façon la plus géné-rale^ possible les rechanges en unités génératrices dont l’installation totale dispose.
  - Le fractionnement de l’usine lui permettra surtout de satisfaire économiquement aux variations périodiques de l’horaire annuel ; celles de l’horaire journalier pourront justifier dans le même but l’adoption d’unités de puissances inégales, les moins puissantes servant de transition entre deux états de régime consécutifs.
  - En général, la tendance est plutôt de préconiser l’emploi
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  - d’unités du même type ; mais c’est là encore un principe auquel il ne faut pas attribuer plus d’importance qu’il n’en comporte. Nous ne pensons pas qu’ily ait une seule raison sérieuse quis’oppose à l’emploi d’unités différentes ; par contre, cet emploi présentera le plus souvent, dans les Usines pour éclairage, un très réel intérêt économique.
  - 2° Les auxiliaires ; origine et nature de la puissance motrice ; dispositifs de sécurité.
  - En plus des grands éléments générateurs proprement dits : générateurs de vapeur, générateurs de mouvement ou machines motrices, générateurs d’énergie électrique ou alternateurs, une Usine centrale comporte un très grand nombre de machines de puissance et de nature variées, indispensables au fonctionnement des précédentes et dénommées auxiliaires ou machines de servitude. Ce seront, pour le service des générateurs de vapeur :
  - Les transporteurs de charbon et d’escarbilles :
  - Les ventilateurs de tirage ;
  - Les pompes d’alimentation ;
  - Les appareils de commande mécanique des grilles, etc.
  - Pour le service des machines motrices :
  - Les pompes de circulation et pompes à air des condenseurs.
  - Pour le service des alternateurs :
  - Les excitatrices.
  - A cette liste, il convient d’ajouter les machines diverses de l’atelier d’entretien, les grues, ppnts-roulants, etc., et l’éclairage des diverses parties de l’Usine.
  - Pour les besoins de cette partie de notre étude, nous classerons ces machines en quatre catégories, d’après le degré d’urgence de leur fonctionnement. Ce seront :
  - En premier lieu, celles dont la moindre défaillance ou le moindre arrêt — si court fut-il — compromet instantanément la marche de l’unité desservie, ou supprime, avec complication d’un accident plus ou moins grave, sa participation au servieê général de l’Usine. Se trouvent dans ce cas :
  - Les excitatrices, lorsque l’excitation des alternateurs se fait par génératrices séparées (cette question sera traitée lorsque nous parlerons des groupes électrogènes) ;
  - Les auxiliaires des condenseurs, pompes de circulation et pompes à air.
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  - Nous trouverons ensuite, avec quelques degrés de moins dans l’urgence et dans les dangers immédiats d’accident :
  - Les auxiliaires du service de chauffe, soit :
  - Les ventilateurs de tirage ;
  - Les pompes d’alimentation ;
  - Les grilles mobiles (organes de commande) ;
  - En troisième lieu, pouvant tolérer un arrêt de courte durée;
  - Les transporteurs de charbon alimentant les générateurs.
  - Enfin, la quatrième et dernière catégorie comprendra les machines dont la marche n’intéresse pas immédiatement les unités génératrices, et peut, par suite, être suspendue pendant un temps beaucoup plus long, telles que les machines d’atelier, de levage et autres.
  - L’éclairage de l’usine a sa place dans la seconde catégorie.
  - Dans ce grand organisme qu’est une Usine centrale, la question des auxiliaires est vraiment une question vitale ; son étude, surtout pour ce qui concerne les deux premières catégories, a donc une importance de tout premier ordre, trop'souvent méconnue. Certains accidents, dus à des imprévoyances initiales, peuvent, en effet, suspendre en totalité ou en partie la marche de l’Usine, et provoquer de graves accidents, sans qu’il y ait en cela l’excuse d’un cas de force majeure vraiment valable. On ne saurait évidemment être toujours maître d’une interruption due à l’un de ces multiples accidents auxquels nos usines sont exposées en permanence ; mais ce qui ne devrait pas pouvoir arriver au moins sauf complication de fatalités successives — c’est qu’une batterie de chaudières ou un ensemble de machines principales se trouve immobilisé, éventuellement pendant plusieurs jours, par suite d’une avarie survenue à une machine de servitude dont cet ensemble dépend ; il n’est pas non plus admissible qu’un accident insignifiant sur le réseau puisse provoquer, ne fût-ce que pendant un instant, l’arrêt d’auxiliaires de première importance.
  - Et cependant il existe nombre de cas où la négligence apportée à l’étude de ces questions vitales maintient des Usines sous la menace d’éventualités de cet ordre ; cela tient souvent à ce que, dans le projet d’ensemble, cette étude a été rejetée au second plan, par rapport à celle des éléments principaux, groupes électrogènes, chaudières, etc. De pareilles erreurs dénotent une conception erronée de la valeur réelle des choses. Il ne faut pas s’abuser sur le sens de ces mots « principal » et « auxiliaire » ;
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  - l’importance réelle d’une machine, au point de vue exploitation, se chiffrera, non d’après sa puissance ou son prix, mais bien d’après la puissance totale qui dépend de son fonctionnement, et si tel « auxiliaire » se trouve, par exemple, commander trois machines « principales », il devient de ce fait trois fois plus « principal » que chacune de ces dernières et mérite d’être traité en conséquence au double point de vue des soins apportés à son établissement et des rechanges qu’il conviendra de lui attribuer.
  - En pareille matière, la question la plus générale et la première qui doive être envisagée, car beaucoup d’autres en dépendent, est l’origine et la nature de la puissance motrice destinée à alimenter ces services. C’est cette question qui Va maintenant être examinée.
  - Dans cette question, de même que dans la précédente, les deux facteurs dominants seront, en premier lieu la sécurité, en second lieu l’économie au point de vue de la production de la force motrice. Nous allons voir dans quelles mesures les solutions connues satisfont à ce double desideratum.
  - Lors de l’installation de la plupart des premières grandes usines, la note caractéristique semble avoir été la séparation des deux services, électrique et mécanique. On peut dire qu’elles furent assez souvent bâties en deux pièces, tant bien que mal raccordées ensemble, le constructeur-mécanicien 'd’une part, [le constructeur-électricien de l’autre, fournissant et montant chacun le lot propre à sa spécialité sans beaucoup s’inquiéter de l’autre. Le choix de la puissance motrice des auxiliaires fut conforme à cet état de choses, le -mécanicien installant autant de machines à vapeur qu’il y avait d’auxiliaires à commander. C’est ainsi que, dans une des grandes Centrales de Paris, le service des auxiliaires de première et deuxième catégorie comprenait à son origine :
  - Pour l’excitation des alternateurs, quatre machines de 125 ch;
  - Pour la condensation, deux groupes comprenant chacun une machine de 40 ch environ actionnant la pompe de circulation, trois machines du même type que la précédente, couplées sur le même arbre, actionnant les pompes à air.
  - Soit au total douze machines à vapeur, plus 4 ch alimentaires, pour dix machines à vapeur principales actionnant les alternateurs.
  - Au point de vue sécurité, le vice fondamental de ce système rési-
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- - dait dans une trop grande centralisation des services auxiliaires de première catégorie. Une avarie survenant à l’une des pompes de circulation, pour lesquelles aucun rechange n’était prévu, immobilisait complètement la moitié de la condensation totale; pour ce qui est de l’excitation collective, nous reviendrons plus loin sur l’opportunité de cette solution.
  - Au point de vue économie, les résultats furent déplorables, deux causes principales intervenant pour qu’il en fût ainsi, savoir : d’une part, le fonctionnement onéreux de ce grand nombre de petites machines à vapeur; d’autre part, et plus encore, la très mauvaise adaptation d’un tel système à un horaire qui ne comportait, dix-huit heures au moins sur vingt-quatre, l’emploi que d’une faible fraction de la puissance génératrice totale. N’y eût-il qu’wn seul groupe électrogène en fonction, son excitation et sa marche à condensation exigeaient de la sorte cinq autres machines motrices (une pour l’excitatrice, quatre pour le condenseur), fonctionnant alors dans des conditions absurdes d’utilisation et de rendement.
  - J’ai cité ce cas parce qu’il est particulièrement typique. L’expérience acquise dans toutes les applications similaires conduisit, bien entendu, à la condamnation radicale et définitive du système.
  - Elle conduisit en même temps à préconiser la solution diamétralement opposée, formulant comme règle absolue de n’avoir, dans une Centrale, d'autre machine à vapeur que les machines principales des groupes électrogènes, toute la puissance exigée par les auxiliaires étant empruntée à ces machines sous forme d’énergie électrique prise aux bornes du tableau de distribution.
  - Ainsi formulée, cette solution a le défaut des principes trop absolus qu’inspire une réaction contre un abus déterminé : elle n’envisage qu’un côté de la question, le côté économique, si fortement compromis par la solution précédente, et se trouve par contre entachée d’un vice dont ce système, au moins, était exempt : celui de faire dépendre le fonctionnement de tous les auxiliaires d’un à-coup sur le réseau, d’une défaillance du voltage aux bornes du tableau. En effet, appliquée sous sa forme la plus directe, elle implique l’emploi du moteur alternatif, sujet à tomber hors de phase, à se décrocher en pareil cas. Avec ce système, le moindre court-circuit, soit dans l’Usine, soit sur le réseau (cas beaucoup plus fréquent) et qui, normalement, devrait n’occasionner qu’un trouble passager et insignifiant,
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- - pourra provoquer un désastre en interrompant instantanément des services de première urgence. 11 ne faut absolument pas compter qu’un appareil protecteur, fusible ou disjoncteur, £i bien réglé fût-il, puisse garantir contre un accident de ce genre, car la cause qui déterminera le jeu du disjoncteur provoquera, au moins neuf fois sur dix, le décrochage simultané des moteurs.
  - A un tel état de choses il faut nécessairement un correctif, et ceci nous amène à la solution la plus généralement appliquée aujourd’hui : transformer l’énergie prise aux bornes du tableau en courant continu, soit par commutatrices avec transformateurs, soit, plus généralement, par moteurs-générateurs, ce qui permettra, comme dispositif de sécurité, d’avoir aux bornes du circuit à courant continu une batterie d’accumulateurs constamment en charge et prête à se substituer automatiquement à la génératrice, en cas de décrochage du moteur alternatif.
  - Avec une batterie soigneusement contrôlée et entretenue, cette solution peut être considérée comme satisfaisant à la condition de sécurité aussi bien qu’à celle d’économie. L’emploi des moteurs à courant continu présente assurément des avantages qui, dans l’application présente, sont loin d’être négligeables : couple puissant au démarrage, stabilité (par opposition aux possibilités de décrochage des moteurs alternatifs), possibilité de faire varier la vitesse par rhéostat de champ. Par contre, la batterie d’accumulateurs est une sujétion onéreuse, surtout comme entretien ; en outre* le rendement global de la double transformation nécessaire sera moins élevé que celui de la transformation simple, par transformateur statique, suffisant aux moteurs alternatifs ; enfin, l’entretien du moteur continu* sans être onéreux, n’est pas absolument nul, comme celui du moteur à champ tournant. Pour ces raisons, il semble préférable de restreindre cette solution dans les limites où elle apparaîtra comme nécessaire, soit aux deux premières catégories* les deux dernières pouvant très bien s’accommoder du moteur alternatif.
  - Une autre raison en faveur de la séparation de ces deüx services est dans l’avantage qu’il y a, toujours au point dé vue de la sécurité, à soustraire le premier aux répercussions d’accidents pouvant survenir dans le circuit du second. La meilleure solution, à notre avis, consisterait même à séparer la première catégorie de la deuxième, en n'appliquant qu’à Cette dernière la solution dont il vient d’être parlé et en ne faisant dépendre que du fonctionnement de chaque turbo-moteur considéré isolément
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  - les deux services connexes : excitation et condensation, qui le concernent; Pour l’excitation, la solution existe : c’est l’excitatrice eii bout d’arbre ; pour ce qui concerne la commande des pompes, la chose n’a pas été réalisée, du inoins à notre connaissance, mais il ne semble pas qu’elle présente des difficultés insurmontables. On pourrait adjoindre à l’excitatrice, dont les variations de voltage seraient une gêne pour la marche des moteurs, une seconde génératrice leur fournissant l’énergie, quitte à les faire démarrer, lors de la mise en marche du turbo-moteur, par le courant continu pris sur le circuit général alimentant la deuxième catégorie.
  - Maintenant, il ne faut pas se tenir trop strictement à la lettre des formules telles que celle énoncée plus haut et l’importance d’un ensemble comme celui des services auxiliaires d’une grande Centrale peut très bien justifier, par dérogation Uu principe posé, l’établissement d’une petite Centrale intérieure qui produirait, dans les meilleures conditions possibles de sécurité, l’énergie destinée aux auxiliaires. Une puissance de plus de 1 000 ch peut être engendrée économiquement par des machines, de préférence à pistons et à faible vitessè, prenant, bien entendu, leur vapeur sur l’une des chaufferies principales, C’est là une question qui mérite d’être prise en considération dans l’étiide d’un projet. Mais, meme dans ce cas, nous croyons préférable de maintenir complètes l’indépendance et l’autonomie de chaque turbo-moteur et de ses auxiliaires.
  - DEUXIÈME PARTIE
  - Nous allons maintenant examiner, dans Chacun des trois services : service de chauffe, service des machines, service du tableau, les quelques questions générales de premier établissement dont la détermination nous semble être plutôt du ressort de l’exploitant que de celui du constructeur.
  - A ce point de vue, nous n’aurons que peu à dire sur les conditions d’établissement du tableau, lesquelles semblent très bien définies à l’heure actuelle, et moins encore sur les machines, dont le type (tufbo-ttiotéur) est déterminé à priori dès (Ju’il s’agit d’unitéS puissantes, et qu’il appartient exclusivement àü cons-
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  - tructeur de réaliser dans les meilleures conditions de sa technique propre. C’est, par contre, le service de chauffe qui nous offrira le plus de sujets d’études, et cela pour deux raisons. La première est dans ce fait qu’une transformation s’est récemment accomplie, modifiant d’une manière profonde l’ensemble des moyens d’action dont on disposait autrefois ; si son orientation générale est très nette, certaines solutions demeurent encore discutables, certains procédés apparaissent comme susceptibles de perfectionnement : bref, il ne semble pas que l’on se trouve, dans ce cas, en présence d’une question aussi bien résolue, aussi « au point » que celle de l’équipement électrique, par exemple.
  - La seconde raison est dans l’importance que présente cette partie de la technique de l’exploitant moderne. C’est, en effet, sur l’économie de la chauffe que devra porter son attention, orientée de plus en plus dans ce sens par l’évolution de l’industrie électrique. Sous l’influence simultanée de ces trois facteurs : développement intensif de la demande d’énergie électrique, perfectionnements apportés au matériel électro-mécanique, réduction des prix de vente du courant, on peut dire que le point vers lequel convergeaient les préoccupations de ringénieuï d’usine s’est progressivement déplacé, allant du tableau de distribution à la chaufferie.
  - Au début, toute la difficulté résidait dans la partie électrique, dans l’enfance, alors que les chaudières et les machines fonctionnaient dans des conditions assez voisines de leurs autres utilisations industrielles pour que l’expérience acquise pût encore suffire ; c’est l’époque des puissances motrices de l’ordre de grandeur de 100 ch, des basses pressions et des faibles vitesses, des transmissions par courroie.- Mais, au fur et à mesure que grandissait la puissance demandée aux usines, celles-ci, en se modifiant, conduisirent à une spécialisation de plus en plus marquée des moyens d’action mécanique, jusqu’à aboutir finalement au turbo-moteur actuel. Pendant la période intermédiaire — celle des machines à haute pression et à vitesse relativement grande, actionnant sans intermédiaire la dynamo, — le chef d’usine, libéré d’une partie de sa tâche par les nombreux progrès réalisés en électrotechnique, put alors se consacrer davantage à un nouvel ordre de difficultés : celles qu’engendrait l’adaptation de ces machines à la marche des alternateurs couplés en parallèle. Les conditions motrices durent alors être étudiées pt suivies de très près, car c’est presque exclusivement
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  - d’elles que dépendent ces deux facteurs essentiels de la marche en parallèle : la stabilité (absence de réactions pendulaires), et le mode de répartition des charges. Les particularités de cette marche étant, à l’époque, entièrement inconnues des constructeurs, tant électriciens que (a fortiori) mécaniciens, ce fut à l’exploitant que revint la tâche de fournir les indications nécessaires, à ses risques et périls. Il lui fallait de plus en plus spécialiser la machine à vapeur : il dut s’adapter à ce nouveau besoin de son industrie.
  - Actuellement, l’évolution de cette industrie a amené un nouvel état de choses. On peut admettre que, au point de vue électrique, le problème est parfaitement résolu dans toutes ses parties essentielles, autant, tout au moins, qu’il s’agira d’une exploitation demeurant dans la normale des conditions urbaines. Au point de vue mécanique, d’autre part, la substitution du turbo-moteur à la machine à pistons a réalisé ce double résultat de supprimer toutes les difficultés qu’entraînait, pour la marche en parallèle, le mouvement alternatif du moteur, et de couper court à toute possibilité de surveillance et de réglage, ce qui simplifie singulièrement, à ce point de vue, la tâche de l’exploitant, tout en lui laissant le souci des accidents soudains, impossibles à prévenir.
  - Mais d’autres préoccupations ont grandi. L’énorme réduction du prix de vente exige une réduction du prix de revient, c’est-à-dire, en tout premier lieu, de la dépense de combustible et de main-d’œuvre. Cette dernière dépend, pour la plus grande part, des conditions de premier établissement; elles interviennent aussi dans la dépense de combustible, mais celle-ci n’en demeure pas moins le principal facteur que la conduite de l’exploitation journalière puisse modifier dans un sens ou dans l’autre.
  - Il en a toujours été ainsi, évidemment, mais toutes les circonstances présentes contribuent à accroître l’importance de ce facteur. De plus, nous voyons nettement le travail de spécialisation, précédemment opéré sur les machines motrices, se porter maintenant sur la chaufferie. Le développement colossal des puissances en jeu et l’importance parallèle des intérêts économiques ont fait sortir les procédés de l’état de stagnation où les maintenaient d’autres industries où la question ne présente pas la même importance. Peut-être y a-t-il encore beaucoup à faire dans ce sens, mais l’impulsion est, dès à présent, donnée, et la chaufferie est devenue le champ où, vraisemblablement, devra
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  - s’exercer la part la plus active de la technique du producteur d’énergie.
  - En résumé, l’ingénieur d’Usine centrale a d’abord été électricien, puis mécanicien : il lui faut maintenant devenir chauffeur. Il ne s’agit plus de prendre ce que le générateur de vapeur, abandonné à l’empirisme du chauffeur, veut bien donner : il faut faire rendre son maximum à cette première transformation, en substituant à cet empirisme coûteux des méthodes rationnelles soigneusement contrôlées. L’évolution dans ce sens est, d’ailleurs, visible ; elle apparaît par l’importance croissante attribuée aux moyens de contrôle pratique et dans le développement corrélatif de ceux-ci. Contrôle du tirage, de la température des gaz à la sortie du générateur, de leur teneur en acide carbonique, tout est, dès maintenant, rendu pratiquement et très commodément réalisable.
  - Mais il ne suffit pas de contrôler : il faut encore être assez maître des divers facteurs influençant l’économie de la chauffe pour pouvoir les régir conformément aux indications fournies par les appareils. Cette considération pèse d’un gros poids en faveur de la substitution définitive du chargement mécanique au chargement à la pelle. En pareille matière et abstraction faite pour l’instant de tout autre avantage ou inconvénient inhérents au principe, le point de vue général qui domine la question est Celui-ci : il sera tout à fait inutile de multiplier les éléments de contrôle et de prétendre à la réalisation d’une combustion rationnelle aussi longtemps que les principaux facteurs de cette combustion seront le savoir-faire et la bonne volonté du chauffeur. On à dit que le meilleur chargeur automatique était la pelle du chauffeur : on peut également dire, sans que cela implique la iffoindre contradiction, que c’est aussi le plus mauvais. Gela dépend d’aléas divers, et le premier soin de quiconque veut être maître de sôn affaire doit être évidemment de réduire au minimum possible le nombre des aléas.
  - Quels que soient, d’ailleurs, les mécomptes auxquels, dans certains cas particuliers, ait pü conduire l’emploi d’appareils insuffisammeiit au point, la supériorité potentielle d’un organe mécanique sur une bonne volonté humaine sera toujours dàris le fait que le premier est perfectible, tandis que l’autre ne l’est pas.
  - Quant aux avantages que ce système revendique au point de vue d’une utilisation théoriquement meilleure Ûu conibustible,
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  - ils sont assez connus pour qu’il n’y ait pas lieu d’y insister. Dans quelle mesure précise les résultats effectifs ont-ils, jusqu’à présent, répondu aux prévisions, c’est ce qu’il semble assez difficile de dire. En tous cas, on ne saurait se baser sur des essais comparatifs, réalisés en tant qu’essais, c’est-à-dire hors des conditions de la chauffe normale. Car, en pareil cas, tous les facteurs qui compromettent l’économie de la chauffe individuelle sont invariablement — on peut même dire inévitablement— atténués dans une mesure tout à fait incompatible avec les sujétions d’une marche normale, ce qui ferait perdre toute valeur aux conclusions que l’on pourrait en déduire.
  - Ce n’est d’ailleurs pas à la comparaison des résultats obtenus, d’une part, avec un générateur chauffé à la pelle, d’autre part, avec un générateur à chargeur mécanique, que s’arrêtera le praticien. En plus des diverses causes qui, dans chaque générateur considéré isolément, influent sur l’économie de sa vaporisation, il y a lieu de tenir compte d’un facteur de fonctionnement global, fonction de la manière dont les diverses unités groupées sur un même collecteur se partagent la production totale de vapeur. Ceci est un point assez important. Avec la conduite individuelle des générateurs, cette répartition, qui dépend du travail de chaque chauffeur, est toujours forcément inégale, et le résultat de cette inégalité est de faire travailler l’ensemble dans des conditions qui, sans être toujours très défectueuses, ne réalisent pas le maximum d’utilisation et de rendement théoriques. Pour permettre le contrôle des vaporisations individuelles, il faudrait Un appareil jouant, vis-à-vis de chaque générateur, le rôle de l’ampère-mètre dans la marche en parallèle de plusieurs dynamos débitant sur le même réseau. Cet appareil existe, mais il n’a pas encore acquis, daiis la pratique, la place qu’il mérite. Au reste, on ne saurait, même avec le secours de ses indications, régler un chauffeur comme on règle une dynàmo, et le degré d’utilité d’indications de cet ordre dépendra de la mesure suivant laquelle les moyens dont on dispose permettront d’y conformer la marche, chose toujours possible avec les ressources mécaniques d’un chargeur bien étudié.
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  - Conduite générale de la chauffe : contrôle et réglage.
  - Tableau de distribution de chaque chaufferie.
  - Gomme conséquence de ce qui précède, l’idée directrice qui régira l’agencement des auxiliaires du service de chauffe sera la possibilité de centraliser, dans chaque batterie distincte, Vensemble des moyens de contrôle et d'action, de manière à réaliser, suivant les besoins de ce service, l’analogue de ce qu’est, pour le ser-: vice électro-mécanique, le tableau de distribution de l’usine.
  - C’est la solution logique à laquelle doit conduire l’orientation des efforts vers ce but : se rendre aussi pleinement que possible maître de tous les 'facteurs capables d’influencer la marche et l’économie de la chauffe. Un poste vitré, à l’abri des poussières et pouvant être établi à l’extrémité de la rue de chauffe opposée à la salle des machines, réunira, dans la plus large mesure possible, les appareils de contrôle ainsi que les organes de réglage permettant d’agir sur les divers facteurs de régime de chauffe.
  - Peut-être une pareille disposition, avec les appareils de mesure qu’elle comporte, semblera-t-elle aux praticiens trop « sentir le laboratoire ». Peu importe : la même critique a été faite autrefois aux tableaux de distribution, bien autrement complexes et dont la pratique a, malgré tout, sanctionné définitivement l’emploi. Chaque stade de l’évolution, aussi bien industrielle que scientifique, a ses principes, adaptés aux besoins actuels et qui deviennent facilement des préjugés lorsque ces besoins, s’étant modifiés, nécessitent d’autres moyens d’y satisfaire. Sans être partisan de la multiplication des appareils inutiles là où l’on ne peut rien contre un état de choses imposé, nous estimons que la «mesure», seul remède contre les incertitudes de l'empirisme, s’impose, par contre, partout ou il y a un facteur de régime sur lequel on puisse agir. Elle sera donc le complément obligatoire des ressources que l’agencement mécanique des foyers et des auxiliaires met à la disposition de l’exploitant, lui permettant de réaliser une marche collective, et non plus séparée, des générateurs, en même temps que, comme corollaire de cette marche, la centralisation de ses facteurs conduira à substituer aux bras actionnant les diverses parties le cerveau dirigeant l’ensemble.
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  - En plus des manomètres, niveaux d’eau et indicateurs de vaporisation placés sur chaque générateur, les appareils actuellement en usage et susceptibles d’être centralisés de la sorte sont :
  - Les manomètres indicateurs de tirage ;
  - Les manomètres placés sur la conduite d’alimentation des générateurs ;
  - Les thermomètres donnant la température de l’eau à son introduction dans la chaudière ;
  - Les thermomètres donnant le degré de surchauffe de la vapeur ;
  - Les thermomètres donnant la température des gaz de la combustion à la sortie des économiseurs.
  - Pour cette dernière catégorie d’appareils, le principe du couple thermo-électrique permet de réaliser l’indépendance complète des positions relatives du couple, en contact avec le milieu dont on veut connaître la température, et du galvanomètre, gradué en degrés, qui fournit l’indication demandée. Leur centralisation est donc des plus faciles. Pour ce qui concerne les manomètres, la question ne présente aucune difficulté non plus.
  - Tous ces appareils, tant enregistreurs qu’à lecture directe, correspondent au contrôle permanent et instantané des facteurs s’y rapportant. Il convient d’y ajouter les appareils de contrôle périodique dont les principaux sont :
  - Les compteurs d’eau ;.
  - Les bascules automatiques pesant le combustible;
  - Enfin, un appareil de première importance et dont l’emploi tend à se généraliser de plus en plus : le doseur-enregistreur mesurant, à des intervalles égaux, la teneur en acide carbonique des gaz de la combustion.
  - La position du poste, indiquée précédemment, le mettra à portée des éléments à mesurer.
  - Moyens d’action.
  - Les moyens d’action résideront dans les procédés par lesquels on fera varier :
  - La dépression’ déterminant le tirage ;
  - Le débit des appareils alimentaires ; ,
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  - La vitesse des organes de distribution et de passage du combustible sur les grilles ;
  - Les températures de réchauffage (eau d’alimentation) et de surchauffe (vapeur) ;
  - Etc., etc.
  - Nous laisserons de côté les deux dernières questions, subordonnées à des dispositions particulières.
  - Tirage.
  - Bien que le tirage direct ait encore ses partisans, le rendement supérieur du tirage mécanique par ventilateurs, la réduction des frais de premier établissement et des sujétions qu’entraîne l’édiflcation des cheminées monumentales et, plus encore, la souplesse infiniment plus grande, les facilités immédiates de réglage qu’offre leur emploi, tout cela constitue, en faveur de ce procédé, un ensemble d'avantages que l’on ne saurait méconnaître. Son seul inconvénient est d’introduire dans la marche l’éventualité d’un arrêt accidentel des moteurs actionnant les ventilateurs, mais il est facile de se prémunir contre un accident de ce genre, tout au moins assez prolongé pour que Là-coup, soit sensible.
  - La disposition mentionnée pour le plan de chaque chaufferie permettra de commander commodément chaque batterie par un groupe de ventilateurs aspirant placés près de la cheminée, à l’extrémité et dans l’axe de la rue de chauffe, et comportant des unités de rechange. Le réglage des vitesses, par modification du champ des moteurs, se fera dans le poste central.
  - Alimentation.
  - Il en sera de même pour les appareils d’alimentation, lesquels — à quelques unités près appelées à servir en cas d’arrêt total de l’usine ou dans d’autres cas exceptionnels — seront commandés électriquement, à l’exclusion complète des procédés barbares employés jusqu’à ces derniers temps. La pompe centrifuge, récemment appliquée à cé genre de service, présente à ce point de vue de grandes commodités d’emploi. '
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  - Économiseurs et surchauffeurs ; canalisations de vapeur.
  - Les deux grands auxiliaires, inséparables d’une production et d’une utilisation économique de la vapeur, sont le réchauffeur préalable de l’eau d’alimentation, désigné par le terme trop général d’économiseur, et le surchauffeur, ces deux appareils encadrant en quelque sorte la production de la vapeur.
  - Indépendamment de la nature de ces appareils et des détails de leur exécution, la première question d’ordre général que soulève leur application est celle-ci : seront-ils collectifs ou individuels ? Le premier cas est celui de l’appareil indépendant, distinct des générateurs et desservant un nombre plus ou moins grand de ceux-ci ; le second est celui de l’appareil attribué à un seul générateur et faisant corps avec lui.
  - Pour ce qui concerne l’économiseur, la solution rationnelle semble assez clairement indiquée : ce sera celle de l’appareil individuel. Il présente en effet un avantage économique évident, par suite des deux raisons suivantes :
  - i° Étant immédiatement placé à la sortie des gaz, avant que ceux-ci se soient partiellement refroidis au cours de leur passage dans les carneaux (par détente et pertes directes de chaleur), il utilisera une température plus élevée, déterminant les meilleures conditions de rendement ;
  - 2° De même, l’eau sortant de l’économiseur entrera directement dans le générateur, sans subir la perte de calories inhérente à un long parcours dans un collecteur général.
  - Au contraire, pour ce qui concerne le surchauffeur, le même ordre de considérations tendrait à donner l’avantage au surchauffeur ou groupe de surchauffeurs —«= collectif, placé entre la batterie de générateurs et le groupe de moteurs desservis par elle, le plus près possible de ces derniers afin d’éviter la perte de chaleur occasionnée pa;r le grand excès de température de la vapeur surchauffée sur le milieu ambiant.
  - En outre, l’indépendance du surchauffeur, possédant son foyer propre, rend entièrement maître du degré de surchauffe, condition beaucoup plus difficilement réalisable avec la solution du surchauffeur intercalé dans le générateur et soumis, de ce fait,
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  - à toutes les variations d’une allure plus ou moins intensive suivant l’état de charge.
  - Malgré ces deux raisons, nous voyons que, dans la plupart des installations récentes, la préférence a été donnée au groupement générateur-surchauffeur-économiseur, les trois séries de tubes se trouvant sur le parcours du même courant gazeux. Il y a certainement une raison à cette préférence, mais nous avouons ne pas la voir clairement.
  - CANALISATION DE VAPEUR
  - Le schéma général de la distribution de vapeur a été défini plus haut dans ses grandes lignes : soit, un collecteur en forme d’U reliant les deux lignes de générateurs en façade sur la même rue de chauffe, plus un second collecteur transversal reliant entre elles toutes les batteries et maintenu fermé en service normal, sauf cas d’accident à l’un des groupes électrogènes. Une question qui a son importance, bien qu’étant d’un ordre moins général, est celle du mode de montage de ces collecteurs, au point de vue supports, compensateurs de dilatation, etc.
  - Pour ces derniers, la solution généralement admise aujourd’hui est celle de l’organe mécanique — compensateur à glissement ou autres — à l’exclusion définitive des grandes boucles, ou « cors de chasse » dont la pratique a démontré le manque de sécurité.
  - En matière de supports, les deux principes extrêmes consistent :
  - Soit à laisser le tuyautage le plus libre possible, en le suspendant par des colliers à des tirants verticaux ;
  - Soit, au contraire, à le fixer rigidement, par divers points, à la charpente métallique du bâtiment, de manière à ne permettre que le jeu normal exigé par les dilatations, ce jeu étant assuré par des compensateurs convenablement répartis.
  - Le premier principe est entièrement à rejeter. Un excès de liberté devient de la licence : c’est ici le cas. Non seulement le tuyautage suspendu de la sorte se trouve soumis aux mouvements pendulaires, inévitables avec les machines à pistons, et dont certains types de turbo-moteurs (du genre Parsons) peuvent eux-mêmes n’être pas exempts — ce qui amène rapidement la rupture des tuyaux de prise de vapeur à leur raccord avec la
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  - tubulure fixe de chaque générateur — mais encore la facilité laissée ainsi aux déformations de l’ensemble est tout à fait excessive et constitue un danger permanent, en conduisant certaines parties à supporter des efforts imprévus.
  - Le second mode, exempt de ce défaut de stabilité, et susceptible de donner toute satisfaction s’il a été soigneusement étudié dans tous ses détails, ne s’applique guère que sur une échelle assez restreinte,
  - Enfin un mode intermédiaire consiste à laisser le tuyautage reposer de tout son poids sur des supports espacés, parfaitement rigides, par l’intermédiaire de surfaces glissantes ou roulantes, lesquelles permettront le libre jeu des dilatations, le poids du tuyautage assurant d’autre part la stabilité voulue pour amortir toute tendance à un mouvement pendulaire. C’est la solution qui semble être la plus générale et la meilleure.
  - Service électro-mécanique et électrique.
  - ALTERNATEURS ET TABLEAU DE DISTRIBUTION
  - Excitation des alternateurs. — C’est la seule question, concernant les groupes électrogènes, dont nous ayons à parler ici. Tout ce qui est relatif à l’établissement des turbo-alternateurs est en effet, du ressort du constructeur, mais c’est à l’exploitant que doit, en bonne logique, être réservé le choix du mode d’excitation dont il aura à assumer la responsabilité effective en cours de marche.
  - Deux solutions lui sont offertes : soit l’excitation collective, par un groupe d’unités électrogènes indépendantes, desservant par un réseau commun de distribution l’ensemble des alternateurs de l’Usine ; soit l’excitation individuelle, par excitatrice solidaire de chaque turbo-alternateur et réservée à son seul emploi.
  - Depuis qu’il existe des Usines à courant alternatif, ces deux systèmes ont été appliqués et discutés ; . peut-être dans les installations modernes, la première compte-t-elle plus d’applications que la seconde. Malgré ces références, nous n’hésitons pas à préférer l’excitation individuelle, après expérience faite des deux modes, dans des conditions strictement comparables.
  - Notons d’abord ce fait, c’est qu’il n’existe pas, dans une Usine
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  - centrale, de service plus délicat, plus immédiatement essentiel et qu’il y ait par suite plus intérêt à protéger contre toute chance d’accident, que l’excitation. C’est le type du service de première urgence, car sa moindre défaillance compromettra instantanément toute la marche. De l’excitation, en effet, dépend la possibilité, pour l’énergie motrice, d’être transformée en énergie électrique ; elle fournit, pour ainsi dire, le'point d’appui au levier sur l’une des extrémités duquel agit la force motrice, tandis que sur l’autre réagit la résistance créée par la demande d’énergie sur le réseau. C’est donc le facteur essentiel de l’équilibre dynamique ; que l’excitation vienne à manquer sur l’ensemble des unités génératrices, c’est, en plus de l’extinction, la rupture immédiate et complète de cet équilibre avec ses conséquences : emballement des machines motrices, surpression de la vapeur dans les générateurs, etc. ; que le même accident survienne sur un seul des alternateurs actuellement couplés en parallèle et cet alternateur, brusquement déchargé, compliquera l’accident localisé de la sorte par le fait de se trouver en court-circuit sur les bornes des autres unités génératrices, déterminant la désynchronisation éventuelle de celles-ci, d’où extinction plus ou moins totale, sans préjudice des avaries qui peuvent en résulter pour l’unité en question.
  - En résumé, un accident à l’excitation est un des plus graves qui puissent menacer une Usine : c’est en même temps l’un des moins faciles à prévenir par la surveillance en cours de marche. On peut dire qu’en cela réside un des points faibles — le plus faible peut-être — de toute Usine centrale, car l’excitation tient très littéralement à un fil.
  - D’où, comme principe général, la nécessité de simplifier les organes, d’éviter toute complication, soit dans les intermédiaires, soit dans les manœuvres, et telle est la raison principale qui nous fait préférer, sous réserve de cas très spéciaux, l’excitation individuelle à l’excitation collective.
  - Avec l’excitatrice montée en bout d’arbre, la connexion de ses balais avec les bagues de l’inducteur est directe et, de ce premier chef, aucun aléa n’est à redouter dans le circuit intermédiaire. Car il ne saurait être question d’intercaler un rhéostat dans ce circuit, quand il est si facile et si immédiat d’agir sur le champ même de l’excitatrice. 11 suffit pour cela que celle-ci, ayant été prévue et établie en conséquence, soit stable dans toute l’échelle de la variation du voltage aux bornes, entre l’état de
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  - de pleine charge et celui de la marche à vide, avant couplage. Une dynamo quelconque ne saurait, en général, satisfaire à cette condition, non plus qu’à celle de pouvoir s’amorcer sur un circuit fermé assez peu résistant, mais une excitatrice doit être prévue comme telle et calculée en conséquence.
  - Seule sera ramenée au tableau la connexion fermant le circuit à travers le petit rhéostat de champ, cette connexion et ce rhéostat, ainsi que toutes leurs attaches, devant être établis dans des conditions de solidité à toute épreuve, en basant leurs dimensions non sur l’intensité du courant qui les traversera, mais sur la seule considération d’une résistance mécanique des plus largement prévues.
  - Ce système est, comme on le voit, des plus simples; il en est de même pour les manœuvres. A vrai dire, il supprime toute manœuvre sur les excitatrices, chacune d’elles commençant et finissant son service en même temps que le groupe dont elle fait partie, sans qu’il y ait d’autre appareil à manœuvrer que le rhéostat de champ.
  - Avec l’excitation collective, au contraire, dont les unités devront être couplées, au fur et à mesure des besoins, sur les bornes du circuit commun distribuant le courant continu aux alternateurs, ou retirées, il y a place pour les possibilités de fausses manœuvres. Si simples que soient le couplage ou le découplage d’une dynamo à courant continu, l’électricien peut avoir une distraction, et si la probabilité d’un fait semblable est relativement faible, ceci est compensé et au delà, au point de vue de la sécurité générale, par l’importance d’un accident portant sur la partie la plus vitale de l’installation.
  - En second lieu, les unités excitatrices étant en plus petit nombre que les unités principales, acquièrent aussi beaucoup plus d’importance que ces dernières, conformément à une remarque précédente. C’est toujours un danger que de subordonner ainsi la marche de plusieurs machines à celle d’une seule, beaucoup moins puissante. L’éventualité la plus à craindre est de voir un manque d’excitatrices immobiliser, pendant tout le temps nécessaire à la réparation des avaries survenues, plusieurs machines principales.
  - A cela, on peut objecter qu’au moins l’excitation collective rend possible les rechanges immédiats, tandis que l’excitation individuelle ne le permet pas. Mais un accident à l’excitatrice d’une unité principale n’immobilisera, momentanément, que
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  - cette unité ; le lendemain, l’induit ou la bobine inductrice avariés seront remplacés par les rechanges en magasin. De plus, les accidents de dynamos sont assez rares ; le point faible des groupes convertisseurs n’est généralement pas dans la dynamo génératrice, mais bien plutôt dans le moteur.
  - Quant aux accidents en cours de marche, on peut admettre qu’une batterie d’accumulateurs, bien installée et bien entretenue, est une garantie de sécurité sinon absolue, tout au moins assez satisfaisante. Son emploi s’imposera de toute nécessité dans le cas où le courant d’excitation sera généré par des groupes convertisseurs prenant leur énergie motrice aux bornes du tableau et soumis de la sorte à tous les à-coups du réseau. Mais, à ce dernier point de vue, ce n'est quun palliatif qu’il serait préférable de n’avoir pas besoin d’employer.
  - Enfin, la nécessité d’assurer l’indépendance des réglages individuels conduit à intercaler entre chaque inducteur d’alternateur et le circuit général de courant continu un rhéostat devant, dès lors, supporter l’intensité totale du courant d’excitation, et cela presque d’une manière ininterrompue dans la plupart des cas. C’est un appareil encombrant, d’une surveillance et d’un entretien généralement délicats, un foyer de chaleur sujet à avaries, par suite de ruptures intérieures parfois des plus gênantes par les contacts accidentels qu’elles occasionnent, soit entre les diverses parties du circuit, soit entre ce circuit et la masse.
  - En résumé, il ne semble pas que l’excitation collective puisse revendiquer, sur l’excitation individuelle, l’avantage d’une sécurité plus grande. Quant à la question économie, il est de toute évidence que, sans parler de l’énergie dissipée en chaleur dans le rhéostat, la transformation directe en courant continu d’une fraction de la puissance motrice de chaque unité principale donnera un rendement supérieur à celui qu’on obtient en engendrant d’abord de l’énergie électrique à laquelle on fait subir ensuite une double transformation dans des groupes convertisseurs. L’avantage économique demeure donc également à l’excitation individuelle.
  - Tableau de distribution. — Il centralise l’énergie électrique produite, ainsi que les moyens de contrôle et d’action qui permettent d’en régir la production et il la distribue aux feeders.
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  - Les appareils qui entrent dans sa composition peuvent être classés suivant trois catégories principales :
  - Les appareils de manoeuvre proprement dits : interrupteurs divers ;
  - Les appareils de réglage : rhéostats de champ et régulateurs de puissance agissant sur la distribution des unités motrices ;
  - Les appareils de contrôle et de mesure.
  - Plus, pour chaque catégorie, l’ensemble des auxiliaires : transformateurs, relais, dispositifs de protection, etc.
  - Dispositions généralès.
  - La technique des courants alternatifs a progressivement améné une transformation complète du type initial suivant lequel étaient autrefois établis, sans distinction, tous les tableaux, aussi bien pour courant alternatif que pour courant continu. Le principal agent de cette transformation est- le transformateur d'intensité, lequel, combiné avec le transformateur de tension, a permis d’étendre à tous les appareils de mesure cette possibilité, précédemment restreinte aux seuls voltmètres, de les établir à une distance quelconque des circuits soumis à la mesure.
  - Cette application, qui se prête à des combinaisons multiples, est féconde en résultats pratiques. Conjointement avec la commande à distance des appareils de manœuvre, elle permet de séparer entièrement le tableau proprement dit — réduit aux seuls appareils de commande et de mesure — des circuits à grande intensité et haute tension, introduisant de la sorte, dans l'agencement fort défectueux, en général, des tableaux d’autrefois, une disposition méthodique très rationnelle, très générale, assurant un degré de sécurité incomparablement supérieur à ce qui était obtenu auparavant.
  - Avec l’ancien type, la commande directe des interrupteurs effectuant les coupures dans le tableau même, ainsi que la nécessité d’établir les ampèremètres et les wattmètres à proximité très immédiate des circuits principaux, occasionnèrent le plus souvent une inextricable confusion entre les divers circuits : continu pour l’excitation, alternatif basse tension, alternatif hante tension, subdivisé en circuits de machines et circuits de distribution, pour le plus grand danger tant du matériel que du personnel. Le besoin de dissimuler cette confusion derrière une façade de belle apparence n’est pas une des moindres raisons
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  - — abstraction faite de l’attachement des électriciens classiques à une tradition — par lesquelles se justifie, tant bien que mal et plutôt mal que bien, l’emploi fort illogique par ailleurs des vastes panneaux de marbre ou d’ardoise, dont l’heure a enfin sonné.
  - La caractéristique du type moderne réside donc dans la séparation très nette et parfaitement ordonnée des diverses parties ; soit notamment, et en laissant pour l’instant de Côté les auxiliaires et accessoires de toute nature : d’une part, l’ensemble des appareils que l’électricien doit' avoir sous les yeux et sous la main ; d’autre part, les locaux réservés aux hautes tensions, points de coupure, etc.
  - Cette séparation permettra d’attribuer à chaque partie les dimensions et les dispositions les mieux appropriées à sa nature et à son rôle, sans que l’on soit gêné en cela par les conditions complexes et souvent inconciliables qu’entraîne une même loca-: lisation de ces diverses parties.
  - Plate-forme. — Le poste de manœuvre, occupé par les agents préposés au tableau, sera une plate-forme élevée, découverte, d’où seront visibles toutes les unités de la salle des machines.
  - Les appareils de mesure devant tous être montés sur transformateurs et les interrupteurs opérant leurs coupures à distance, aucun des circuits principaux n’ira jusqu’à ce poste ; seuls y âboutiront les conducteurs des galvanomètres et les circuits de commande des appareils de manœuvre et de réglage.
  - Dans ces conditions qui suppriment radicalement sur cette partie de l’installation les lourds et volumineux interrupteurs; ainsi que l’encombrement des circuits multiples, tous les appareils affectés à une unité ou à un usage déterminés pourront être montés sur des socles métalliques, faisant face aux machines et laissant la vue entièrement libre, à l’exclusion de tout panneau.
  - Circuits à haute tension. — Pour ce qui concerne les circuits à haute tension, leurs points de jonction et de coupure, leurs appareils de protection, etc., pour l’ensemble desquels la pratique a sanctionné le principe du cloisonnement, leur séparation d’avec la plate-forme offre une ressource des plus précieuses ; celle de les développer dans des espaces largement dimensionnés et dans des conditions donnant les commodités les plus grandes pour les visites et les réfections éventuelles. Les points de jonction entre barres collectrices ayant été établis de façon à permettre le sectionnement des diverses parties de la. distribution
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  - générale, celles-ci devront être parfaitement accessibles en tous leurs points, tout en demeurant, bien entendu, à l’abri des possibilités de contacts accidentels dans l’état normal de charge.
  - Mais un écueil des mesures protectrices est, trop souvent, de soustraire à la surveillance les parties considérées comme dangereuses. L’idéal — et il n’est pas irréalisable — serait de maintenir celles-ci visibles, même sous tension. Il arrive fréquemment que des jonctions se desserrent à la longue, déterminant des mauvais contacts destinés à devenir des foyers d’échauffement intense, allant jusqu’à la fusion du métal. D’autres, organes électriques, situés dans ces zones dangereuses, peuvent également être sujets à des modifications progressives qui, finalement, les mettront hors de service. Si tout est soigneusement fermé, on ne connaîtra l’accident que lorsqu’il sera trop tard pour y re-* médier.
  - Une surveillance active, ininterrompue — et qui devient d’ailleurs machinale chez les praticiens — par la vue, les oreilles et même l’odorat, est la première condition d’un service d’Usine centrale, et toutes facilités doivent être laissées pour que puisse s’exercer cette surveillance, parfaitement compatible d’ailleurs avec les mesures de sécurité générale.
  - Cas des usines de faible utilisation spécifique.
  - Les considérations qui précèdent sont basées sur l’hypothèse d’une centrale de grande puissance, comportant une utilisation moyenne assez élevée pour que, dans l’évaluation du prix de revient du kilowatt-heure, les frais de l’exploitation proprement dite — parmi lesquels la dépense de combustible et de main-d’œuvre tiennent la première place — l’emportent notablement sur les frais d’intérêt et d’amortissement du capital de premier établissement. C’est bien entendu à cette seule condition que le principe affirmé au débuter il n’y a pas lieu de rechercher Véconomie dans Vacquisition du matériel et Vagencement d’une usine centrale, peut être maintenu. Mais il est vraisemblable que c’est également à cette seule condition que, étant données les charges croissantes qui pèsent sur notre industrie, surtout dans les grands centres tels que Paris, une exploitation de ce genre aura des chances sérieuses d’être rémunératrice. Si, en effet, au cours delà période comprenant ces vingt dernières années, les Com-
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- - pagnies d’éclairage par l’électricité ont pu se contenter d’horaires médiocres, comportant une utilisation moyenne fort restreinte de leur matériel d’usines, ceci tient à ce que les prix de vente étaient assez avantageux pour compenser le désavantage inhérent à l’immobilisation d’un matériel destiné à être utilisé intégralement une ou deux heures par jour, pendant trois mois seulement de l'année, la puissance développée alors étant triple ou même quadruple de la puissance moyenne. Il est actuellement plus que douteux que l’abaissement des tarifs de vente, joint à l’accroissement des charges de toute nature permettent le maintien de cet état de choses, et il est à prévoir que les Compagnies concessionnaires se verront de plus en plus conduites à la nécessité d’améliorer leurs horaires par la fourniture de la puissance motrice — à moins qu’elles ne se résignent finalement à acheter l’énergie électrique à des usines de production ayant la fourniture de tramways ou de chemins de fer.
  - D’une façon comme d’une autre, il semble bien que l’avenir appartienne à l’usine à grande utilisation. Mais comme ce n’est pas encore absolument le cas et que des centres autres que Paris peuvent encore échapper à l’obligation d’une forte production moyenne, il peut être intéressant de rechercher quels sont, dans le programme précédemment établi, les éléments susceptibles d’être laissés de côté sans trop d’inconvénients en vue d’une économie dans les frais de premier établissement.
  - Réduite à sa plus simple expression, une usine centrale comprendra :
  - Le nombre strict de groupes électrogènes exigé par la puissance distribuée sur le réseau au moment du maximum actuel de charge ;
  - Le nombre correspondant de générateurs de vapeur, plus le complément indispensable pour le nettoyage et la visite périodique de chaque élément.
  - A ce noyau s’ajoutent, comme nous l’avons vu :
  - 1° Les rechanges ;
  - 2° Les dispositifs visant l’économie de main-d’œuvre et la rapidité des opérations : déchargeurs et transporteurs automatiques du charbon et des cendres ;
  - 3° Les dispositifs visant l’économie de combustible, économiseurs et surchauffeurs.
  - Les rechanges peuvent être plus ou moins largement prévus
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  - en fonction de la seule question de sécurité. Mais la marge n’existe, en réalité, que dans la composition du matériel électrique ou électromécanique ; pour ce qui concerne les générateurs, on ne peut se soustraire à la nécessité d’adjoindre au nombre strictement nécessaire d’éléments en service simultané le complément immobilisé à tour de rôle pour le nettoyage et la visite.
  - D’autre part, le fait d’une utilisation médiocre exclura-t-il la préférence donnée, dans ce qui précède, à l’appareillage mécanique (transporteurs, distributeurs, etc.), sur le travail à la main ? C’est, dans chaque cas particulier, ce qu’il conviendra d’étudier. Dans bien des cas, l’appareillage mécanique s’imposera, toute question d’économie à part, comme permettant seul de réaliser les approvisionnements dans les délais voulus. Mais, au point de vue économique, il y a lieu de tenir compte du fait suivant ; c’est qu’un mauvais horaire, présentant, par exemple, un maximum de courte durée triple ou quadruple de la charge moyenne, a pour corollaire immédiat une utilisation défectueuse du personnel ouvrier. Car il devient impossible de proportionner à chaque instant le nombre des ouvriers, chauffeurs et conducteurs divers, aux besoins réels du service : on ne peut pas, par exemple, tripler le personnel au moment du maximum et renvoyer le surplus au fur et à mesure de la descente de charge, après deux, trois ou quatre heures de présence, alors que la durée normale du service doit être de neuf ou dix heures. Le personnel présent au moment du maximum de charge sera donc mal utilisé le reste du temps, et cette condition fait que la dépense de premier établissement 4e l’appareillage mécanique pourra trouver sa justification aussi bien dans ce cas que dans celui d’une usine dont l’utilisation supérieure permettrait un amortissement plus rapide, en occasionnant, par contre, un moindre gaspillage de main-d’œuvre ouvrière.
  - C’est surtout sur le terrain des économies de combustible que le débat pourra s’engager entre ces deux desiderata contraires : réaliser le maximum d’économie dans l’exploitation, ou dans les frais de premier établissement. Le premier conduit à l’emploi du surchauffeur et de l’économiseur ; mais c’est là un assez lourd surcroît de dépenses. La question de savoir à priori quelle sera la solution finalement la plus économique est singulièrement difficile à trancher dans certains cas limites, surtout pour ce qui concerne l’économiseur. Car il semble bien que l’emploi du
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  - surchauffeur s’impose là où l’on emploie le turbomoteur, ne serait-ce qu’à cause de l’usure des aubages par la vapeur saturée.
  - Somme toute, on ne peut, en pareille matière, que se borner à indiquer un ensemble de moyens d’actions sans prétendre faire de leur emploi une règle absolue. C’est à de telles indications que se borne l’exposé qui précède ; dans chaque cas particulier, les solutions à adopter se déduiront des conditions locales.
  - f
  - Le Secrétaire Administratif, Gérant, A. de J)ax.
  - IMPRIMERIE CHAIX. RUE BERGÈRE, 20, PARIS. — 15296*6-09. — CPurc LorUleUI).
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- - TABLE ALPHABÉTIQUE
  - PAR
  - NOMS D’AUTEURS
  - DES MÉMOIRES INSÉRÉS DANS LE 1er SEMESTRE, ANNÉE 1909.
  - (Bulletins de janvier à juin.)
  - Bergeron (J.). — Étude des vibrations du sol lors des tremblements de terre. — Conséquences au point de vue théorique ('bulletin de mars). 344
  - Besson (P.). — La radioactivité en géologie et dans l’atmosphère (bulletin de mars)...................................................... 325
  - Bouillon (Ch.) et Prache (Ch.). — Application de la compression de la vapeur à l’évaporation des liquides industriels (bulletin d’avril). . 480
  - Chevalier (H.). — Les anciennes charrues de France (bulletin de
  - mai)................................................................. 507
  - Chevrier (G.). — Note sur les grandes usines centrales à vapeur, au point de vue des conditions générales de leur établissement (bulletin de
  - juin)................................................................ 622
  - Cuvelette (E.). — Note sur l’utilisation directe du gaz de four à coke
  - dans les moteurs à explosion (bulletin de février). ............... 171
  - Dibos (M.). — Nouvelle contribution aux études des procédés de déglaçages maritimes et fluviaux (bulletin de mai)........................... 592
  - Espitallier (G.). — La construction en pays de tremblements de terre
  - (bulletin de mars). ................................................ 363
  - Flament-Hennebique (G.). — Le béton armé et les tremblements de
  - terre (bulletin de mars)............................................. 386
  - Gérard (L.). — Halage électrique des bateaux. — Expériences sur le canal Lehig-Valley (Pensylvanie), par tracteurs à adhérence proportionnelle (bulletin de mai) ............................................... 577
  - Gilbert (J.). — Etablissement de canalisations d’eau et de gaz, au point
  - de vue des intérêts financiers et sanitaires (bulletin de juin).... 601
  - Giraud (G.J. — L’étain dans l’État de Perak (bulletin de janvier). . . 47
  - Marboutin (F.), — Nouveaux filtres à sable non submergé, systèine de MM. le docteur P. Miquel et Mouchet (bulletin de février). . - . . 258
  - Marié (G.). Étude complémentaire sur la stabilité du matériel des chemins de fer (théorie des déraillements. — Profil des bandages (bulletin
  - de mai)............................................................ . 528
  - Marquet (Ch.)! — L’or à Madagascar (bulletin d’avrilj................. 417
  - Mathot (R.-E.). — Les progrès de la construction des moteurs à gaz (bulletin de janvier)..................... . ............................. S
- p.657 - vue 657/666
- - — 658
  - Michel Schmidt (M.). — La batterie des Maures. — Ilot artificiel de lancement pour essais de torpilles automobiles (bulletin de janvier). . 118
  - Moutier (A.). — Les procédés les plus récents d’enclenchements des
  - signaux et des aiguilles (bulletin de février)........................ 2"23
  - Pesce (G.-L.). — Type de construction à adopter dans les régions
  - sujettes aux tremblements de terre (bulletin de mars).................... 410
  - Pillet (F.-J.). — Système d’architecture pour sol agité ou mouvant
  - (bulletin de mars) .............s..................................... 401
  - Prache (Ch.) et Bouillon (Ch.). — Application de la compression de la vapeur à l’évaporation des liquides industriels (bulletin d’avril). . . 480
  - Rey (J.). — De la compression de la vapeur appliquée à l’évaporation
  - (bulletin d’avril).................................................... 460
  - Robin (F.). — La dureté des métaux. — Sa mesure à chaud et à froid (bulletin d’avril)
  - 433
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- - 6e Série, d7e Volume.
  - LES PROGRÈS DANS LA CONSTRUCTION DES MOTEURS A GAZ
  - Planche \78.
  - L’ÉTAIN DANS L’ÉTAT DE PÉRAK PI. 179 (PI. 178 et 179).
  - K E D A
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  - PERAK
  - 1.50.0. 000
  - .Chemin de fer . Service dintomûbües
  - Société des Ingénieurs Civils de France.
  - Bulletin de Janvier 1909.
  - PARIS. — UIPRIMERIH CHAI X. — 5712-2-09
- pl.178-179 - vue 659/666
- - 6e Série. 17p Volume
  - BATTERIE DES MAURES
  - Fig. 1. — Drague Priestmann.
  - Fig. 5. — Ilôt en lestage sur la bouée, avant le remorquage définitif.
  - Fig. 9. — Ilôt échoué, vu de la plage du port naturel de Léoube.
  - Fig. 2. — Ilot en montage.
  - Fig G. — Ilôt remorqué sur bouée.
  - Fig. 10. — Construction de la superstructure.
  - Fig. 3. — Entretoisement supérieur avant la sortie de la cale.
  - Fig. 7. — Ilôt amarré à son poste, sur 4 amarres, avant l’échouage.
  - Fig. 11. — Construction de la superstructure, côté sud.
  - Fig. 4. — Ilôt dans la cale avant la mise à flot.
  - Fig. 8. — Ilôt échoué — 9 novembre 1908.
  - Fig. 12. — Vue perspective de l’ilôt terminé,
  - Société des Ingénieurs Civils de France,
  - Bulletin de Janvier 1909
  - RADE D’HYERES
  - Ensemble des installations
  - Atelier de réglage et dépendances. — Ilot de lancement. — Champ de
  - PARIS. — imprimerie chaix. — a296-3-09. — (Encre Lorilleui).
- pl.180 - vue 660/666
- - 6me Série 17<! Volume
  - BATTERIE DES MAURES
  - PI. 181.
  - PROJET SCHNEIDER & Cie ET J. M. VIGNER
  - Eig.l
  - üoupe longitudinale
  - Fig. 2
  - Coupe transversale
  - Echelle
  - 250
  - Tiff. 3
  - Elévation Sud
  - Kg. 4
  - Elévation Ouest
  - ‘îtoclhsi? ' ( fdul"maym'-l6;bÔ ____________________________...
  - Sociélé des ingénieurs Civils de France.
  - Bulletin de Janvier 1909
  - L. Courtier, 43, rue de Dunkerque, Paris
- pl.181 - vue 661/666
- - 6™e Série 17e Volume
  - UTILISATION DIRECTE DES GAZ DE FOURS A COKE DANS LES MOTEURS A EXPLOSION
  - PL 182
  - Légende.
  - A_________ Condmte-principale amenant les gas combustibles auxfoucs
  - Ci.______Conduite secondaire amènent les gaz combustibles àl'avant desfours
  - Cz __ Conduite secondaire amenant, les gaz cumbustiblos àlâmère des fours
  - r_________ Robinets itrois voies dirigeani. les gaz canibnstib'Ies dans les carneaux
  - di ûti d3 et dans les carneaux d’i ou dV.
  - 1>______ Tuyaux deraccaci dès lolmets r avec les carneaux d i- da - dV et db.
  - di-da_____Carneaux distributeurs des gaz sons les peds-droits, à l’avant.
  - dï-d's— CamealK distributeurs des qaz sons les^pieds-draits.àrarriére. l-2'.i î-5 tb Câr.nfiaux'vrrtriaox formant mie chambre de combustion.
  - n________Conduits obli.qucsfaisant cmmmianjam?les cameanxverticaux, avec
  - les canaux sous-soles Bi-Ba-B3," etc. tBi-B2-B3.eîe.Canaux sous - sSLes.
  - m----------"Registre réglant 1'onva’turc des canauxli
  - Il________Canaux d e descente des gaibrûlés dansl.es gâteries collectrices
  - JM!_______RâLerie collectrice.avant
  - W---------Sâlerie collectrice.arrière
  - FOURS A COKE A RECUPERATION DES SOUS-PRODUITS ET A RÉGÉNÉRATION DE CHALEUR Système Evence Coppkii
  - Echelle 1 /300
  - Fig. o-- Coupe 9-10
  - |____________________'Eigéaeuateurs
  - ."Vanne denetiversemeait
  - _ Ventilateur msn&ant-lair frais dans les régénérateurs ."Moteur actiounant le ventilateur.
  - _ Registre.
  - . Ouvertures dans les voûtes des fours pour le "passage des gaz dans les canaux c. pendant la marche sans récuperaliou.
  - _ Canaux de dstribution.. dans lespiedx -droits, des gaz venant des fours ( Mmmhe sans "récupération.")
  - _ Cbanmies de Sistribu triades gaz dans les pieds-droits.['Marche sansréeapéraiioiü -..Barillet coRectenc des gaz jourlamarche àTecapération _ Oariries de visite des appareils de distribution du gaz. .
  - - "Wagannelspour enfournement . Treuils de levage despartes
  - - Machine âÉOoiimeusê
  - - JlpparelLilBTégalagemécanigar.
  - - Tcansgarieurmécanigue diLcote
  - Fig. 1. — Couple longitudinale
  - Fig".4. — Coupe par le four
  - Coupe 7-8
  - Fig. 2. — Coupe U -12-13-14
  - GROUPE DES USINES DU RIVAGE
  - Fig. 6. — Plan, d’ensemble
  - Echelle l/3000
  - INSTALLATION D’UNE ÉPURATION DE GAZ
  - Fig. 8 — Coupe G D
  - Fig. 9 . — Coupe A R
  - f'-Xoo ;j__________1....................... ifi'",av
  - Société des Ingénieurs Civils de France.
  - Bulletin de Février 1909
  - L. COURTIER, 43, rue de Dunkerque, Paris
- pl.182 - vue 662/666
- pl.183-184 - vue 663/666
- - PL 485.
  - 6e Série. 17e Volume.
  - LE BÉTON ARMÉ ET LES TREMBLEMENTS DE TERRE
  - RÉSISTANCE DU BÉTON ARMÉ AUX EFFORTS IMPRÉVUS (Minoterie de Tunis)
  - Fig. 22. — Bâtiments s étant inclinés'par la fuite du sol sous les fondations.
  - Fig. 23. — Le bâtiment en s’inclinant a fait refluer la vase dont la croûte solidifiée à la surface s’est craquelée.
  - Fig. 24.— Vue de l’intérieur du bâtiment (à droite un fil à plomb donne le sentiment de l’inclinaison).
  - RÉSISTANCE DU BÉTON ARMÉ AUX INCENDIES
  - provenant de la ruine des étages supérieurs construits en matériaux ordinaires.
  - Fig. 26. -- Usine à Roanne. Même cas que ci-dessus.
  - Fig. 27.— Filature à Court-Saint-Étienne, ayant subi trois incendies.
  - Fig. 28. — Incendie de Baltimore. Colonnes en granit rongées par le feu réduites à près de moitié de leur diamètre primitif.
  - Fig. 29.— Une cour du Continental Trust. Meneaux composés de colonnes en fonte et de bandeaux et cloisons recouverts en terre cuite.
  - EFFETS DU FEU SUR MATÉRIAUX ORDINAIRES
  - Fig. 30.— Destruction de revêtements en terre cuite à la Compagnie Union Trust, à San Francisco.
  - Fig. 31. — Filature américaine construite d’après un système soi-disant « Pire proof ».
  - Fig. 32. — Charpente métallique détruite par l’incendie. Bâtiment Cowells k San Francisco.
  - Fig. 33. —^Colonnes en tubes et en tôles d'acier, protégées par une enveloppe de carreaux en terre cuite.
  - Fig. 34. — Colonne en acier protégée par une enveloppe en terre cuite de uo millimètres d’épaisseur.
  - STRUCTURE ET ORNEMENTATION EXTÉRIEURE ET INTÉRIEURE DE CONSTRUCTIONS EN BÉTON ARMÉ
  - Fig. 36- —.Immeuble entièrement en béton armé à San Francisco.
  - Société des Ingénieurs Civils de France.
  - Bulletin cie Mars 1909.
  - >AMS. — uiPHiiiiîiiiE chaix. — 8822-4-09. — (Encre tortueux).
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- - 6e Série. 47e Volume
  - LA DURETÉ DES MÉTAUX - SA MESURE A CHAUD ET A FROID
  - PI. 186
  - Fig. 2. — Ferrite et îlots de perlite (acier extra-doux) (•ISO diamètres).
  - Fig. y. — Acier à coupe rapide (850 diamètres).
  - Fig. 8- —Martensite (850 diamètres).
  - Fig. 3. — Perlite (acier eutectoïde) (650 diamètres).
  - Fig. 6. — Acier à coupe rapide trempé (850 diamètres).
  - Fig. 9. — Sorbile (850 diamètres).
  - Société dés Ingénieurs Civils de France.
  - Bulletin d’Avril 1909.
  - IMP. CHAIX. —11928-5-09.
- pl.186 - vue 665/666
- - 6e Série. 17e Volume.
  - HALAGE ÉLECTRIQUE DES BATEAUX PAR TRACTEUR A ADHÉRENCE PROPORTIONNELLE SUR LE CANAL DE LEHIG VALLEY (PENNSYLVANIE)
  - Fig. 1. - Tracteur symétrique sur rails lisses (Canal de Charleroi, 1901), moteur triphasé.
  - Fig. 2. — Voie monorail surélevée (Canal Erié, U. S. A.) S1 John Clarke (1906).
  - Fig. 3. — Tracteur à adhérence proportionnelle des Canaux Erié et Leliig-Valley. L’appareil est représenté ouvert sans carier. 1906-1908
  - Fig. 4. — Vue latérale du tracteur n” 3.
  - En A, on voit le porte à faux constituant une modification anormale de l’appareil apportée parles expérimenteurs au tracteur normal.
  - Fig. 5. — Pose de la voie du tracteur à adhérence proportionnelle en surélévation et en pont.
  - Fig. 6. — Tracteur à adhérence proportionnelle posé sur digne entre rivière et canal.
  - Fig. 8. — Vue du tracteur à adhérence proportionnelle en voie normale.
  - Société des Ingénieurs Civils de France.
  - Bulletin de Mai 1909.
  - PI. "187.
  - DÉGLAÇAGES MARITIMES ET FLUVIAUX
  - Fig. 7. — Tracteur avec train de bateaux, le canal et la rivière étant en crue.
  - Fig. 9. — Tracteur avec Irain de bateaux’, le canal et la rix 1ère Lehig étant à l’éliage normal.
  - Fig. 10. — Effets des inondations sur la voie birail ordinaire essayée comparativement à la voie monorail (hiver 1908).
  - PL 188. (PL 187 et 188.)
  - MODÈLE-TYPE DES'NAVIRES DÉGLAÇEÜRS
  - Le navire russe brise-glace Ermach au travail dans le port de Cronstadt. l'holographie envoyée à M. Llibos par M.ToliakoIT (M. de la S.), à. Saint-Pétersbourg.
  - l’ARls. — IMPRIMERIE CHAIX. — 13296-6-09- — (Encre Lorilleui).
- pl.187-188 - vue 666/666