CHAPITRE VIII

La connaissance du fer remonte à une haute antiquité. Nous savons par la Genèse que Tubalcaïn travaillait ce métal environ trois mille ans avant Jésus- Christ, et Isaïe et Jérémie parlent du fer de Judée, que Ton façonnait au feu de charbon. Les Égyptiens attribuent à Vulcain Fart de le forger, tandis que les Grecs attribuent cet art aux Dactyles. Ce sont ces prêtres qui, les premiers, auraient reconnu le fer lors d'un incendie qui s'était manifesté sur le mont Ida, la chaleur produite par l'embrasement d'une forêt ayant amené la fusion d'un gisement de minerai. Quelques auteurs font remonter la découverte seulelement au temps de Minos; tandis que les Chinois en font honneur à leur premier roi Fou-Hi, qui trouva le métal en brûlant des ronces couvrant une terre ferrugineuse. Il est impossible de démêler la vérité parmi toutes ces contradictions, et ce qui peut seul se constater, c'est l'ancienneté de l'emploi du fer.

Cependant, dans le principe, cet emploi fut vraisemblablement borné à la fabrication des armes, des outils et des instruments aratoires. Ce ne fut que plus

tard que le fer fut mis en usage dans quelques parties de la construction en remplaçant parfois le cuivre ou le bronze, qui étaient alors plus généralement mis en œuvre : aussi, dans les monuments des premiers temps de Tart, trouve-t-on bien peu de traces de ce métal, et l'indication de son emploi réside plutôt dans les textes que dans les preuves matérielles. J'ai cependant été assez heureux pour reconnaître par moi-môme quelques restes de ferronnerie dans un temple grec construit environ 500 ans avant Jésus- Christ. Je veux parler du temple de Jupiter Panhellénien à Égine, -que j'ai relevé en 4852. En voulant me rendre compte de la liaison des architraves et en débarrassant leur face supérieure des lichens et des terres qui les recouvraient, j'ai mis à nu les entailles qui recevaient les crampons, et j'ai retrouvé môme en place plusieurs d'entre eux. Bien qu'ils fussent presque complètement détruits par la rouille, j'ai pu constater facilement qu'ils étaient en fer, et qu'ils avaient à peu près la forme d'un double crochet.

Je me trompe peut-ôtre, mais je crois que ce moyen de liaison n'avait pas encore été reconnu dans aucun monument antique, et, si la découverte n'a pas une grande importance architecturale, elle peut avoir une cei'taine valeur quant à l'archéologie et à l'emploi du fer dans les édifices des premiers âges.

Mais, à part cet emploi restreint du fer dans l'antiquité, puis, par la suite, à part les travaux métalliques

de grilles, de chaînages, ou de serrurerie légère, le fer ne constituait pas un moyen développé et consacré dans l'art de bâtir. Il servait aux fermetures, il se prêtait à diverses décorations, il entrait dans les travaux de consolidation; mais il n'était encore, pourTarchitecte, qu'un modeste auxiliaire, etnon pas une ressource puissante et variée. Ce n'est guère que depuis une centaine d'années, et ce n'est guère surtout que depuis vingt ou trente ans, que le fer est employé comme matériaux de construction proprement dits; ce n'est que depuis peu de temps qu'il entre presque seul dans l'édification des combles, des planchers, de divers ponts, etc., et qu'il est usité et pour les supports et pour les portées. Mais aussi, depuis cette époque, il a pris un développement immense, presque inattendu et qui s'agrandit chaque jour. Par son usage, bien des problèmes, jadis insolubles, se sont résolus, et bien d'autres sont en voie de solution; car si, comme je l'ai déjà dit et ne saurais trop le répéter, le fer a ses limites quant au côté architectural, son emploi cependant est presque illimité quant à ce qui touche la construction rationnelle, c'est-à-dire lorsqu'il est mis en œuvre en tenant 'compte des exigences de sa fonction.

Le fer se présente sous trois états divers : le fer malléable, la fonte et l'acier ; mais dans le dernier état il n'a qu'un emploi fort restreint dans les travaux de bâtiment, et à peine s'en sert-on pour quelques menus

FEliS ET FONTES. iH

ouvrages de quincaillerie. Il ne reste donc comme métaux usuels de serrurerie que le fer et la fonte ; mais, à eux deux, ils suffisent à toutes les combinaisous, et ils ont l'immense avantage de se compléter l'un l'autre. En effet, les deux forces indispensables dans l'art de bâtir sont la force portante et la force tirante : porter ou pousser, et retenir, c'est de là seulement que découle la stabilité. Les autres forces, les autres résistances, la torsion, la flexion, ne sont que des manifestations diverses du même phénomène. Les molécules se contractent, alors c'est l'effort portant ; ou elles s'écartent, et c'est l'effort tirant. Or la fonte a son maximum d'effet dans la compression, et elle résiste à la puissance d'écrasement, tandis que le fer a son maximum d'eflet dans l'extension et résiste à la puissance de traction. En considérant ces deux propriétés, il est donc toujours possible de satisfaire à toutes les exigences de la construction métallique, c'est-à-dire aux points d'appui et aux portées.

Je ne puis prétendre à faire dans ces articles un cours complet de l'art de bâtir. Je n'ai rien à apprendre sur ce sujet aux hommes spéciaux, et tout autre serait sans doute rebuté par l'étude de questions qui, bien que très-intéressantes, n'en sont pas moins parfois un peu arides. Je me bornerai donc à dire quelques mots sur les qualités et le défaut des fers et des fontes , en demandant pardon au lecteur de l'aridité du chapitre un peu spécial.

il2 A TRAVERS LES ARTS.

La fonte est une combinaison de fer et de carbone à laquelle s'ajoutent quelques traces de silicium, de phosphore et de manganèse. La proportion ordinaire du carbone' avec le minerai pur est d'environ deux un quart à deux et demi pour cent, mais quelquefois cette proportion peut être plus forte et s-élever jusqu'à quatre ou cinq pour cent.

On divise les fontes en trois catégories : la fonte grise, la fonte truitée et la fonte blanche* La fonte grise est celle qui est le plus communément employée dans les constructions, parce qu'elle est*à un certain point malléable, et qu'elle peut recevoir l'empreinte du marteau ; elle peut se tailler, se limer et.se couper assez facilement.

Cette qualité de malléabilité permet des ajustages plus rigoureux, et permet aussi de porter remède aux déformations survenues pendant la fonte. Cette fonte se produit lorsque l'on emploie, dans le haut fourneau, un excès de charbon par rapport au minerai traité.

La fonte truitée a quelques-unes des propriétés de la fonte grise ; elle se laisse aussi travailler avec assez de facilité, et se laisse entamer par l'outil. Elle tient la moyenne comme dureté et couleur entre la fonte grise et la fonte blanche, et participe des qualités et des défauts de ces deux sortes de fontes. Elle se produit lorsque l'on traite un bon minerai dans un haut fourneau de marche régulière.

La fonte blanche se produit soit lorsque le fer est en excès par rapport au charbon, soit lorsque Ton fait refroidir brusquement les autres fontes. Elle est fine, dure, cassante et rebelle à Toutil, et son emploi, dangereux pour les grandes pièces soumises à un choc ou à une forte pression, est peu usité dans les travaux ordinaires de construction.

Lorsque Ton veut obtenir des pièces d'une grande pureté, comme par exemple des pièces décoratives, on se sert souvent alors de fonte de deuxième fusion, qui n'est autre que la fonte grise soumise à une liqué^ faction nouvelle. Mais de jour en jour nos fondeurs, devenant plus habiles, renoncent souvent à celte deuxième opération, et parviennent à donner une grande finesse à la fonte de première fusion.

La principale qualité des fontes, c'est, ainsi que je l'ai dit, leur résistance à l'écrasement, puis la facilité avec laquelle elles se prêtent à toute espèce de moulage. Leur principal défaut, c'est d'être parfois cassantes, surtout par les grands froids ou les brusques changements de température. Quelquefois aussi elles peuvent contenir des cavités, des soufflures, qui ne s'annoncent pas extérieurement et qui peuvent compromettre leur solidité ; aussi, malgré tout le soin que l'architecte peut mettre à la réception de ses fontes, ce n'est jamais sans une certaine*^ppréhension qu'il emploie celles qui ont à soutenir de fortes charges.

Le fer malléable est un métal d'une grande ductilité qui peut se présenter sous plusieurs formes : les fers forts, les fers tendres, les fers rouverins et les fers aigces. Les fers forts^ dont la structure est granuleuse, ont la propriété de se travailler h froid : ils peuvent ainsi se plier un grand nombre de fois sur eux-mêmes sans se rompre. Les fers tendres ont la structure lamelleuse : ils 'sont cassants à froid, mais très-ductiles à chaud. Les fers rouverins sont cassants à chaud, ce qui est un obstacle à leur emploi dans un grand nombre de travaux. Cependant quelques forgerons habiles surmontent la difficulté, et la pièce, une fois façonnée et refroidie, devient résistante. Enfin les fers aigres sont cassants à froid età chaud : ils sont naturellement peu employés, sauf pour les parties qui n*onl à subir ni façon ni ébranlement, • comme par exemple les garnitures pour former paillasse.

Les fers peuvent prendre toutes les formes, soit sous le marteau, soit en passant au laminoir ; mais Tusage a consacré plusieurs formes ou grosseurs qui se rencontrent souvent dans les constructions, et qui dès lors sont fabriquées à l'avance. On appelle ces fers ainsi préparés fers du commerce, et les principaux sont ceux-ci : les fers marchands ; ils se livrent en barres carrées, mi-plates, ou rondes; les barres carrées serventà faire des linteaux ; les barres plates, des chaînages; les barres rondes, des tirants ou des

Dig-itized

FERS ET FONTES. i\o

ancres. Les fers spaltés, fabriqués en petites bandeletles ; ils servent surtout pour les travaux décoratifs, tels que les enroulements des grilles. Les fers fendus, fabriqués en petites verges d'un centimètre d'épaisseur au plus ; ils se vendent communément en bottes, et servent à des travaux grossiers, tête que fantons et côtes de vache, que Ton place sur les entretoises afin de faciliter le hourdis du plancher.

Enfin la dernière catégorie et la plus importante actuellement est celle des fers étirés ; ils affectent diverses formes : les fers cornières, les fers à vitrage, les fers à châssis, et surtout les fers à T et à double T, dont l'emploi est devenu si fréquent, et qui entrent pour au moins les* neuf dixièmes de la masse du fer mise en œuvre dans les constructions de maisons de location.

On considère aussi comme fers du commerce les fils d'archal et les tôles. Ces dernières sont également d'un emploi très-considérable, mais surtout dans les grandes constructions; elles entrent dans la combinaison des poutres à grandes portées, et sont d'un usage fréquent dans les ponts des chemins de fer.

Les qualités principales du fer sont la grande facilité du travail et la grande résistance à l'extension. Les défauts sont les pailles, les doublures, les cendrières, les criques, toutes solutions de continuité plus ou moins grandes, parfois dangereuses, et qui dans

ce cas doivent faire rejeter les fers qui en sont atteints.

Le fer, ainsi que la fonte, est soumis à une dilatation assez importante et qui peut être estimée à environ un millimètre par mètre pour une variation de température de 100 degrés ; c'est-à-dire que le fer 's'allonge sous l'action de la chaleur et se contracte sous l'action du froid. Lorsque les pièces employées ont une certaine longueur, il est nécessaire de tenir compte de ce phénomène et de faire les scellements ou les assemblages de manière à permettre le jeu des pièces. Sans celte précaution, leur mouvement pourrait amener des accidents si les fers étaient de gros échantillons, ou tout au moins des déformations si les fers avaient une grande flexibilité. C'est pour éviter cet inconvénient que les rails de chemin de fer ne sont pas joinlifs bout à bout, et qu'un petit espacement est laissé entre chaque tronçon de rail.

On s'est parfois servi de ces propriétés de dilatation et de contraction, et l'un des exemples de cet emploi le plus intéressant et le plus connu est celui du Conservatoire des arts et métiers. Là, des murs qui s'écartaient ont été ramenés à la verticale par des tiges de fer préalablement chauffées au rouge, et qui, en se refroidissant et par suite ea se raccourcissant, ont rapproché les parois des murs écartés. C'est aussi en raison de la contraction que les fers des roues se posent

»\ chaud : en se refroidissant, ils compriment les janles et empêchent tout ballottement. Lors donc qu'on a de grandes portées métalliques reposant sur des murs, il est prudent de poser les fers sur des plaques qui permettent le glissement, et de donner aux trous des ani;res une forme ovale qui laisse le mouvement libre. • Cela suffit pour éviter que les alternatives de poussée ou de retrait ne fassent osciller les points d'appui; ce qui les endommagerait infailliblement.

Pour terminer cet aperçu sur les qualités des fers, je signalerai les grandes différences de prix qui se sont produites depuis quarante ans dans la mercuriale de ces métaux: ainsi en 1826 le fer coûtait environ 61 francs les 100 kilogr., tandis qu'aujourd'hui ce prix ne dépasse guère 20 francs. Cette énorme différence, qui a permis un emploi plus fréquent du métal, est dû aux efforts apportés dans la fabrication des fontes, et surtout est dû depuis quelque temps à d'autres efforts, plus puissants encore, apportés par les industriels français afin de résister à la concurrence des fers étrangers, librement introduits en France depuis le traité de commerce. L'industrie du bâtiment ne saurait trop se féliciter d'un pareil résultat, et l'emploi du fer, qui sûrement eût été restreint s'il avait amené une exagération de dépenses, a pu tout au contraire prendre un immense développement dès qu'il a eu le bon mars ché pour auxiliaire.

Les indications que j'ai données sur le fer, sur se-

Ii8 A TRAVERS LES ARTS.

usages, ses qualités et ses défauts, suffiront peut-être pour fixer les esprits sur l'emploi logique de ce précieux métal : limité quant à la création d'un style; infini quant à la construction ; illusion si Ton veut que Tart le suive, certitude s*il n'en est que le puissant auxiliaire.