FELDSPATH

FELDSPATH. Substance fusible au chalumeau en émail blanc de porcelaine, rayant le verre, étincelant sous le choc du briquet, inattaquable par les acides, ne donnant point d’eau à la calcination ; formée d’après Vauquelin, de silice 64, alumine 20, chaux 2, potasse 14; et d’après M. Berthier, de silice 64.20, alumine 18.40, chaux traces et potasse 16.95.

Le feldspath ne forme point de grandes masses, mais il fait partie essentielle des granités, des syéniles, des porphyres, etc.

FERMES. Les fermes des combles sont le plus ordinairement en bois, quelquefois en fonte et en fer, plus rarement en maçonnerie. J’ai réuni dans les planches LX1V à LXX des exemples de chaque espèce. On est dirigé dans le choix à faire entre ces divers matériaux par leur prix, par les frais de main-d’œuvre que chacun d’eux exige et qui varient les uns et les autres avec les localités, par leur durée relative, les convenances spéciales, trop souvent aussi par la mode. Le$ fermes en fer et en fonte avec couvertures métalliques par exemple, sont tout à fait de mode aujourd’hui. On leur donne une légèreté excessive (Jig. 1 , pl. LXVII) qui a déjà été la cause de plusieurs accidents très graves. Ces fermes conviennent particulièrement aux halles de coulage des hauts fourneaux (Jig . i,pl. LXX), à celles des forges et à toutes les usines exposées par la nature de leur travail à des incendies ; — les fermes en maçouncric (fig. 6, pl. LXX) seront préférées partout où la rareté des bois coïncidera avec l’abondance et le bas prix de la pierre. Quant aux fermes en bois (pl. LXLV à LXVII), elles sont encore les plus répandues et généralement les moins chères de beaucoup; — on diminue tous les jours leurs équarrissages. « C’est sans doute un progrès, dit M. le colonel Emy, mais « il est à craindre qu’en voulant réformer un excès dans la pesanteur n des œuvres anciennes et dans la consommation du bois, on tombe K dans un défaut contraire et qu’on ne fasse plus la part de la dété- « rioralion du bois par la vétusté. On perd peut-être de vue que, pour « quelques anciennes charpentes en bois, c’est autant à un excès de « force dans les dimensions qu’à leur bonne qualité qu’on doit atlri- « buer la longue durée de ces constructions. »

On trouvera au reste aux articles Poussée des charpentes, Rési- STAtiCE des matériaux, Economie des constructions , les données cl formules qui permettent de régler assez convenablement les dimensions des charpentes en tenant compte de leur durée. Je me bornerai à indiquer dans cet article les dimensions usuelles des fermes en bois.

Principes. Quels que soient les matériaux d’une ferme : 1° la direction des efforts subis par chacune des pièces qui la composent doit autant que possible être parallèle à la direction de scs libres et tendre à refouler celles-ci plutôt qu'à les étendre ; 2U le système général de la ferme doit être tel qu’il ne tende pas à changer de

figure, ce qu’on obtient le plus souvent en divisant la ferme en triangles , parce que dans ces figures seules l’invariabilité de la longueur des côtés assure complètement l’invariabilité des angles; 3° le système ne doit, autant que possible, transmettre aux murs et aux piliers qui le supportent que des efforts verticaux, puisque c’est dans le sens vertical qu’ils offrent la plus grande résistance.

Fermes pour bâtiments de peu de largeur ( fig . 1 , pl. LXIV). Chaque ferme se compose de deux chevrons aa , assemblés deux à deux par le haut à l’aide d’entailles à rai-bois. Leurs bouts inférieurs sont assemblés par embrèvement dans des entailles ou pas creusés dans les sablières b b posées sur les murs. Les fermes sont espacées de 001. 40 à 0“65 suivant le poids de la couverture. Les sablières ellesmêmes sont retenues et résistent à la poussée des chevrons au moyen de tirons c, sur lesquels elles reposent, par des entailles et par des boulons. — Lorsque le poids de la couverture est considérable, le parallélisme des termes est maintenu par un faîtage d , placé sous l’assemblage des chevrons, et sur lequel on fixe ces chevrons par des broches en fer. — ee sont les coyaux, cloués sur les chevrons eux-mêmes, et qui étendent la couverture jusqu’au filet de cimaise de la corniche. — Cette disposition n’est guère praticable qu’aulant que les chevrons aa ne dépassent pas trois mètres de longueur.

Fermes pour bâtiment plus large [fig. 2 et 3, pl. LXIV). La figure 2 est la coupe du comble perpendiculairement à la longueur du bâtiment. — aa, chevrons; — bb, sablières sur lesquelles ils portent par leurs pieds. — c, tirant qui reçoit les assemblages des arbalétriers hh et s’oppose à leur éoarlement. — d (fig. 2 et 3), faîtage qui porte les bouts supérieurs des chevrons. — ee, coyaux qui étendent la couverture jusqu’au bord de la corniche. — ff, pannes horizontales qui soutiennent les chevrons entre le faite cl les sablières. — g , poinçon qui porte le faîtage et reçoit les assemblages des arbalétriers AA; l’extrémité inférieure du poinçon est attachée au tirant par un étrier en fer, qui s’oppose à la flexion du tirant, en même temps qu’il empêche le poinçon d’osciller. Trop souvent cette extrémité du poinçon est assemblée avec le tirant à tenon et mortaise; ce mode d’ASSEMBLAGE affaiblit le tirant précisément au point où il tend à rompre. — ii, liens qui reportent l’effort des pannes sur le poinçon, retenu lui-même par les assemblages des arbalétriers. Ces liens sont rarement et devraient toujours être assemblés dans les arbalétriers, précisément au droit des points d’application des pannes. Lorsqu’il en est autrement, l’effort des pannes et de leur charge n’étant plus directement opposé à la réaction des liens, les arbalétriers, surtout lorsqu’ils sont faibles, serpentent et déforment les plans de toiture.

Lorsqu’on veut faire un grenier au niveau du tirant, on remplace

les liens t't par un faux entrait k, et le poinçon est fixé par son pic4 à ce faux entrait. Les planchers des greniers s’établissent d’ailleurs sur des solives parallèles aux tirants des fermes, et portant sur les murs. On rend ainsi les tirants des fermes indépendants, et les oscillations, dont la continuité détériorerait les assemblages, ne peuvent ainsi sc transmettre aux combles.

Ferme sous faite. La figure 3 est la projection du pan de charpente longitudinal, ou de la ferme sous faite, sur un plan vertical parallèle à la longueur du bâtiment, et dont la trace serait A H,fig. 2. On y distingue, savoir : les aisseliers jj qui soutiennent le faîtage J aux deux points qui divisent l’intervalle des fermes en trois parties égales, et assurent ainsi l’invariabilité du système, en s’opposant au déversement dans le sens de la longueur du bâtiment; — les portées et les mortaises des pièces situées à droite de AB, et qui sont désassemblées; — le faîtage d; — la ligne DE, qui est la trace du plan de la figure 2; — les poinçons g, qui appartiennent toujours en commun aux pans de charpente longitudinaux , fig. 3 , et transversaux, fig. 2. Au reste, les mêmes lettres désignent les mêmes pièces dans ces deux projections.

On ne doit compter que sur la ferme sous laite, et nullement sur les pannes f f, pour maintenir les fermes transversales à leur écartement et dans des plans parfaitement verticaux.

Lorsque la maçonnerie est moins chère que la charpente, et que d’ailleurs on ne tient pas à sc ménager des greniers spacieux, on élève les murs de refend parallèles aux pignons du bâtiment, jusque sous les pans du toit, ils tiennent alors lieu de fermes, ou du moins en remplacent quelques-unes, et ils portent alors directement les pannes comme fig. 6, pl. LXX.

Fermes pour bâtiments d’une largeur de dix mitres. Les figures 6 et 7, planche LX1V, représentent la lèrmc transversale et la lermc sous laite pour bâtiments d'une portée d’environ dix mètres. — On peut remarquer que la longueur des chevrons aa nécessite l’emploi de trois pannes fff-, — que les arbalétriers hh qui portent les

f tannes sont directement soutenus au droit de ces pannes par les iens ii , — par l’entrait k , — et par les jambettes ou contrcfiches 1 1, qu’on place quelquefois verticalement afin d’augmenter l’espace libre dans le grenier. On pourrait aussi ajouter des aisseliers nn, fig. 6. — Quant à ceux jj de la ferme sous faite, fig. 7, leur grande longueur a exigé qu’on les fortifiât vers leurs milieux par des pièces horizontales rr qui leur sont assemblées, ainsi qu’aux poinçons g g.

Modifications. Dans quelques anciennes charpentes, au lieu de faire porter les chevrons sur les pannes, on les y a assemblés à tenons et mortaises ou à paumes (fig. 4 et 5). — Quelquefois aussi (fig. 8 et 9) les pannes ff sont réunies aux arbalétriers h par les

mômes assemblages que ci-dessus, et les chevrons sont assemblés aux pannes. M. le colonel Êmy pense que ces dispositions ne doivent pas être usitées dans les charpentes modernes; en général, il faut éviter dans les fermes la multiplicité des assemblages qui coûtent beaucoup de main-d’œuvre, et deviennent une cause d'affaiblissement et de pourriture.

Croupes. La plupart des bâtiments industriels ont la forme de carrés longs (fig. 6, pl. LXV), et les petits côtés DA CB sont des murs de pignons. Les saillies des toits du côté des murs de pignon sont alors soutenues par les prolongements des faitages, des pannes, des sablières, etc., afin de les abriter, et l’on donne à cette saillie celle même qui est laissée sur les longs côtés. Souvent aussi on tronque la toiture vers les petits côtés du quadrilatère, par deux pans de toits triangulaires DAE , CFB, formant, par leurs rencontres avec les longs pans, des arêtes D E, EA, CF, FB. Ces faces triangulaires sont appelées croupes ,- il est à peu près convenu qu’on doit les regarder comme plus élégantes que des pignons sans décorations, parce qu’elles coûtent ordinairement plus que ceux-ci. — Lorsque Le bout d’un bâtiment fait avec ses longues façades des angles différents de l’angle droit, la croupe est biaise ( fig . 7); la croupe est dite droite lorsque (fig. 6) les angles sont droits. Ces croupes nécessitent l’emploi de pans de charpente horizontaux et verticaux qui maintiennent les angles que les pans des toits font entre eux, et qui soutiennent les pièces qui forment les arêtes, les extrémités des pannes et les chevrons qui, étant tronqués, ne peuvent atteindre leurs points d’appui ordinaires.

Croupe droite. La planche LXV indique le détail des pièces d’une croupe droite , seul genre de croupe que nous devions décrire ici. Nous renverrons au beau Traité de Charpenterie de M. le colonel Emy, pour les croupes biaises (fig. 7) , cl les noues Kl, GH, HL (fig. G) ou parties des combles où les toitures se croisent ou se nouent.

La figure 2, planche LXV, est le plan de Yenrayure, combinaison du long tirant t, du tirant de croupe d, de deux goussets pp , et des coyers r. Ce plan est pris à la hauteur des sablières de la croupe droite DEA par exemple.

La figure i est la projection d’uno ferme verticale du même comble, projetée sur un plan passant par AB, fig. 2.

La figure 4 est la projection horizontale de la croupe garnie de scs empanons a' a' de longs pans, de son chevron o, et de scs empâtions de croupe o' o'.

La figure 3 est la projection verticale de la même croupe sur un

!ilan parallèle au mur de croupe, et sur laquelle on voit ce mur, — e poinçon q, — le chevron arêtier a", — le chevron de croupe o — les empanons de croupe o' o'.

La figure 3 est une autre projection verticale de la même croupe sur un plan parallèle au morde long pan ou à la ferme sous faite. On y distingue les chevrons a, — les empanons de long pan a' a' ,

— le poinçon q et le chevron d’aréticr a"; ce chevron a pour unique objet de recevoir les assemblages des empanons, afin de les soutenir.

Le pan de croupe fait avec l’horizon un angle qrt ( fig . 5) plus roide que celui qrd des longs pans, afin de diminuer sa poussée. Si on laissait au pan de croupe la même pente qu'aux longs pans, le poinçon de croupe se trouverait placé au point A (fig. 4) et l’arêtier aurait la position hy , ce qui lui donnerait une longueur trop grande. Il convient, en général, de faire la base de la pente du pan de croupe = | de celle de la pente du long pan.

Enfiu, et revenant sur l’ensemble, on voit que dans toutes ces figures les chevrons sont désignés par a , — le poinçon par q ; t désigne le tirant de la ferme dont le poinçon de croupe q fait partie. On y distingue les mortaises dans lesquelles s’assemblent les arbalétriers, le poinçon et les goussets p, — le tirant de croupe d qui porte d’un bout sur le mur de croupe, fig. 2, et qui est assemblé à l’autre bout dans le tirant t. Cet assemblage doit être consolidé par ub ferrement,

— le eoyer r ou tirant d’arêtier, sur lequel la ferme arêtière est établie, porte par un bout sur l’encoignure des murs, et il est assemblé par l’autre à tenon cl mortaise avec ferrements dans le gousset p. Les pas des chevrons sont marqués m sur la sablière s do long pan , et ceux des empanons sont marqués n sur la sablière s' de croupe.

Il importe de remarquer que le poinçon de croupe et la ferme transversale de long pan dont il fait partie, doivent être dévoyée de telle sorte, que les arêtes verticales de la tête du poinçon du côté de la croupe cl celles de la pyramide qui le couronne, soient toujours dans les plans verticaux menés par les projections horizontales des arêtes de la croupe (fig. 4). L’arbalétrier, le chevron, le coyer et toutes les pièces qui entrent dans la composition de la ferme arêtière, sont également dévoyées, c’est-à-dire que le plan vertical qui contient leurs axes ne coïncide pas avec celui qui contient l’arête de croupe ou l’intersection des deux pans.

On satisfait convenablement à cette condition en faisant en sorto

3uc l’épaisseur de la pièce arêtière étant donnée, la ligne du joint e gorge 1, 2, fig. 4, de son assemblage avec le coyer r, soit perpendiculaire à la projection yq, de l’arête de croupe et exactement terminée par les plans de l’angle dièdre des parois intérieures.

Inclinaison des combles. C’est surtout la nature des matériaux de la couverture qui détermine l’inclinaison des combles (coy.p. 466). Si cette inclinaison est trop faible, la capillarité retient beaucoup d’eau qui remonte entre les surfaces des joints, et pourrit les charpentes} de plus, la composante de l’effort des vents horizontaux.

qui s’ajoute à la capillarité pour refouler l’eau dans les joints, et qui soulève en outre les matériaux de la couverture, augmente ellemême à mesure que l’inclinaison diminue. Il y aurait donc avantage, sous ce double rapport, à augmenter la.pentc, si cette pente, d’une part, n’avait pas une très grande influence sur la dépense, et si elle n’était pas limitée d’ailleurs par la condition que les matériaux de la couverture ne glissent pas.

On voit facilement, en effet, que la surface d’une couverture en terrasse, qui est égale à celle de l’espace à couvrir, devient égale à i fois j cet espace, si la pente est de 45°, et deux fois cet espace pour un comble surhaussé sous un angle de 60°. D’ailleurs le cube des pièces doit augmenter aussi en raison de l’élévation, non-seulement par la plus grande longueur des pièces, mais encore par la plus grande force qu’elles doivent recevoir tant pour résister à l’action des vents qu’à cause des assemblages plus nombreux qui les maintiennent.

On a vu à l’article Couvertures que le maximum d’inclinaison des toits est de 18 à 21° pour les tuiles creuses; 27° pour les tuiles plates; 33° à 45° pour les ardoises, et que, bien que les couvertures métalliques puissent ne recevoir que la faible inclinaison qui suffirait à l’écoulement des eaux , il ne convenait pas cependant de leur donner une inclinaison au-dessous de 25° environ. Ce n’est que dans les contrées où l’on pourrait redouter une grande accumulation des neiges, qu’un comble pourrait recevoir une pente de 60°; on voit cependant beaucoup de combles à 60° dans certaines villes des bords du Rhin, Strasbourg par exemple.

Equarrissage. Pour toutes les fermes de moins de 14 mètres de portée, M. Ardent admet que l’on peut, sans erreur sensible, donner savoir : aux tirants et aux entraits qui portent des planchers ■— de leur portée, c’est-à-dire A de la distance qui sépare deux soutiens voisins, — à ceux qui ne portent pas de planchers ^ de cette distance; — aux arbalétriers, ^ de leur longueur; — aux poinçons, môme équarrissage qu’aux arbalétriers ; — aux entraits, contrefiches, aissclicrs, liens, quelques centimètres de moins; — au faite et aux pannes du ^ au ~ de l’écartement des fermes suivant que la couverture est légère ou lourde. — L’espacement des pannes doit être dc2m.50 environ; — les chevrons ont toujours 0“.ll épaisseur, 0“08 largeur; — les coyaux 0m.08 X 0“.05, — les sablières 0™. 1 1 épaisseur, et 0m27 largeur. — Pour les tirants et les arbalétriers, on fait la largeur = f épaisseur; — les contrefiches, aisseliers, liens, sont parrés. Le tableau suivant donne, au reste, des dimensions absolues.

Equarrissage des bois employés dans les combles.

Durée. La durée d’un comble bien aéré et en bon bois, peut être évalué à 200 ans.

Toits en appentis. Les toitures en appentis sont soutenues par des fermes transversales, qui sont les moitiés de celles des toits à deux égouts. Le demi-tiraut horizontal est ordinairement scellé d’un côto dans la muraille contre laquelle l’appentis est construit, et il porte de l’autre sur la paroi qui répond à l’égout du toit. — L’arbalétrier assemblé par le bas dans le demi-tirant, s’assemble par le haut dans un poinçon attaché contre le mur d’adossement par des liens en fer h scellement. Ce poinçon reçoit le tenon de l’arbalétrier et celui de son lien, et le mur d’adossement fait l’office de la ferme sous faite.

Dans les appentis qui ont peu de largeur, on supprime les poinçons et les faîtages j les arbalétriers et leurs liens sont scellés dans le mur, et les bouts supérieurs des chevrons s’y appuient sans scellements.

Enfin , lorsqu’un appentis est établi isolément et qu’il n’y a pas de mur, on peut remplacer celui-ci par un pan de bois qui s’élève jusqu’au faîtage, ou même le soutenir sur des poteaux.

Combles brisés. Je ne donne aucun exemple des combles brisés que Mansari fit revivre et mit fort en vogue vers 1650, et que Pierre Lescot avait employés au Louvre cent ans avant lui. Les architectes ont renoncé à l’emploi des mansardes, et les ingénieurs doivent les imiter.

Fermes en planches de champ de Philibert Delorme ( pl . LXVI). La figure 1 est l’élévation d’une partie de ferme ogivale ou en demicercle, composée de deux épaisseurs de plaochcs posées bout à bout dans chaque épaisseur, avec joints ou commissures , dirigées vers le centre de courbure. Les joints de l’un des cours de planches se projettent exactement sur les milieux des planches de l'autre cours.

Tous les hémicyles M M M, fig. 1, 2 et 3, sont traversés précisément aux joints par des licrnes assez longues pour embrasser plusieurs cours de fermes. Des clefs ccc d’une longueur un peu moindre que la hauteur des planches, traversent les liernes, serrent les hémicyles et les maintiennent dans des plans parfaitement verticaux aux distances qu’ils doivent conserver. Des chevilles symétriquement distribuées, comme l’indiquent les figures, aident à placer et à maintenir les parties des hémicyles. Les hémicycles, à leur naissance, portent par un tenon dans les mortaises des sablières s.

On raccorde les égouts des toits avec les corniches du bâtiment par des coyaux formes de planches clouées sur chacune des faces des hémicycles, et afin de donner à la partie supérieure du toit une pente qui favorise l’écoulement des eaux pluviales, on forme une arête culminante à l’aide de planches fixées de la mémo manière vers le sommet des hémicycles. On termine les bâtiments ainsi couverts par des pignons en maçonnerie, et on évite les croupes.

Dimensions. Dans ce système (introduit par Philibert Delorme vers 1620), on donne aux planehcs des hémicycles environ : longueur lœ.30 , largeur 0m.22 , épaisseur 0m.27 ; — à la distance d’une ferme à l’autre 0™66, — à chacun des épaulements à la sablière 0m.027, — aux liernes à, largeur 0"\108, épaisseur 0™.027, — aux ciels c, épaisseur 0m.027, largeur 0“.04.

Avantages et inconvénients. Ce système parait avoir perdu une partie des avantages qu’il présentait autrefois, où la main-d’œuvre était à bas prix, et où les matériaux provenaient du dépeçage des bateaux marnois, qu’on délaissait au temps de Philibert Delorme, et qui ont aujourd’hui une valeur assez élevée. — Il s’appliquerait avec avantage là où l’on n’aurait à sa disposition que des planches de peu de valeur, à des scieries forestières par exemple , — là , où n’ayant pas de grands bois, on aurait cependant à construire des combles d’une assez grande portée. Il ne s’appliquerait avantageusement à des combles d’une petite portée, qu’à la condition d’employer pour couvertures des tuiles ou des ardoises de petites dimensions, sous peine de voir la couverture entrebâiller par l’effet de la courbure du comble.

Modification au système précédent. Los fig. 4, 5, 6, pl. LXVI, indiquent l'une des nombreuses modifications du système, applicable au cas où il est nécessaire d’augmenter la force des assemblages. C’est à peu près celui que Philibert Delorme avait adopté pour les combles du château de La Muette, près Passy. Ces combles ont une portée d’environ 19m.50.

La fig. 4 est un fragment d’hémicycle vu comme celui de la fig. t ; la fig. 5, une projection horizontale du système vu par le dessus j la fig. 6, une coupe suivant le plan vertical dont AB est la trace.

Deux lierncs b b croisent les hémicycles qui s’y assemblent par entailles à mi-bois, de telle sorte que les liernes b étant entaillées à l’endroit de leur joint sur la moitié de leur épaisseur, et les planches de l’hémicycle entaillées d’une hauteur égale, les liernes bb affleurent exactement les hémicycles M, à l’intrados comme à l’extrados.

Les planches des hémicycles sont serrées par des clefs cccc , qui traversent chacune les liernes à à des deux bords, et ces liernes sont serrées elles-mêmes par les clavettes dddd, qui traversent les clefs c dans les bouts qui dépassent les liernes b.

Système de M. le colonel Emy. M. le colonel Emy a proposé et appliqué à Marac, Libourne, etc., un système de fermes en arcs composés de madriers courbes sur leur plat, appliqués les uns sur les autres, comme le sont les lames des ressorts de voitures. Des liens en fer et des boulons pressent ces madriers et s’opposent à leur glissement les uns sur les autres, et au debandement de l’arc. Les

FEBMES. 737

feuilles ou madriers de la ferme ont environ 0m.055 épaisseur, 0.13 largeur, et une longueur de plus de douze mètres. Les joints sont distribués de façon qu’aucun de ceux d’un rang ne répond à un antre joint d’un autre rang. Je ne puis qu’indiquer ce système, dont on trouvera la description complète dans le Traité de Charpenterie de M. le colonel Emy.

Bois combinés avec le fer et la fonte. Les figures 1 à 1 0 de la planche LXVII offrent des exemples de ces diverses combinaisons. On a observé que le défaut de dureté du bois est souvent cause que les fibres des pièces sont refoulées dans les parties où elles s’assemblent, d’où résultent à la fois du jeu et des tassements dans les charpentes. On a proposé divers systèmes pour remédier à ces pénétrations. La fig. 3 est le profil de la boite en fonte de M. Rondelet. Les fig. 2 et 5 indiquent suffisamment d’autres combinaisons. La fig. 2 appartient au comble d’un atelier de Liverpool, et la fig. 5 est le comble de la remise des voitures d’un chemin de fer anglais. Les combles ont environ dix mètres de portée. Les fig. 1, 3, 4, 6, montrent, sur une échelle quadruple, le détail des pièces de fonte de ces charpentes dans lesquelles un peut remarquer qu’il n’existe pas de poinçons.

Ce système peut être étendu à des portées plus grandes en augmentant le nombre des boulons, ou aiguilles pendantes en fer. en même temps que le nombre des conlrefichcs, comme l’indiquent les lignes ponctuées de la fig. 2.

Les boulons en fer servent à la fois à suspendre les tirants qui peuvent supporter des planchers, et à empêcher l’exhaussement d’un des bouts de l’entrait par l’effet du fléchissement de l’autre bout qui pourrait résulter de charges non symétriques agissant sur le tirant.

La fig. 8 montre l’ensemble, et les fig. 7, 9, 10, le détail d’une ferme des docks de Liverpool portée par des eolonnettes en fonte creuse qui servent en même temps à l’évacuation des eaux pluviales. Une chaîne à longs chaînons fait fonction de deux tirants inclinés. Ces tirants, composés chacun de trois tringles, sont attachés à un piton qui termine lai même une tige de fer verticale x traversant l’entrait ; ils sont fixes par l’autre extrémité à un sabot en fonte, fig. 7 et 10, et sont retenus par un écrou qui permet de les tendre convenablement. Les figures 7 et 10 montrent en outre comment ces sabots sont fixés sur les sablières. La fig. 9 est le détail de la pièce de fonte qui reçoit les bouts supérieurs des arbalétriers et les faîtages. Ce sont les extrémités inférieures de ces arbalétriers qui reçoivent, chacune par embrèvement, le sabot de fonte qui lui est fixé par une bride en fer serrée par une clef embrevéc et un coin.

Fermes entièrement métalliques. Les figures 11, 12, 13, de la planche LXYI1 montrent l’ensemble, et celles de la pl. LXVIII

reproduisent tous les détails des fermes en fer du marché de la Madelaine, construit par M. Vcugny. Ces fermes peuvent être considérées comme le type de toutes celles dont on recouvre aujourd’hui les halles, magasins, chantiers, gares, etc. Les dimensions et les formes ont été réglées de telle sorte que leur résistance fût en rapport avec leur destination. Ainsi , les pièces chargées y sont méplates et ont leur champ perpendiculaire à la direction de l’effort qui tend à les fléchir; celles qui tirent sont rondes. Toutes les pièces d’assemblage ont été exécutées eu fonte, et l’on n’a employé le fer forgé que là où il n’exigeait que peu de façon.

Chaque ferme se compose de deux colonnes en fonte (fig. 11,. pl. I.XVII) , de deux arbalétriers, d’un entrait ou tirant, d’un poinçon , de deux contrefiches et de deux faux poinçons; et, pour les appentis, d’un simple arbalétrier. Les colonnes reposent sur des dés en pierre de 0m.40 de saillie, solidement fondés cl encastrés dans le dallage. Elles supportent les arbalétriers et sont reliées par le tirant dans un sens et, dans le sens longitudinal, par deux entretoises (fig. 3). Ces entretoises se composent chacune d’une pièce horizontale renforcée en dessous par un arc auquel elle est reliée par trois bagues formant moiscs. L’cntrctoisc supérieure , placée au niveau de la partie supérieure des colonnes, fait fonction de sablière; la seconde descend à la hauteur d'où partent les arbalétriers des appentis, et leur sert de faîtage.

Les colonnes de fonte sont formées de deux pièces (fig. 8 et 9 . pl. LXV1H) qui se placent l’une sur l’autre; — le joint est au dessus du chapiteau inférieur; — la réunion des deux pièces se fait au moyen d’un goujon en fer forgé, que l’on fait pénétrer également dans le vide des deux colonnes, et que l’on fixe au moyen de quatre goupilles rivées.

Les arbalétriers en fer forgé ont 0m.067 sur 0”.013 ; ils ne comportent d’autre ajustement qu’un tenon rapporté (fig. 15) vers leur extrémité inférieure, et disposé pour s’emboîter dans la mortaise pratiquée à l’extrémité du tirant. Celte réunion de l’arbalétrier au tirant fait que la poussée des arbalétriers agit directement sur le tirant au moyen d’une clavette, et ne se transmet point aux colonnes; la colonne porte d’ailleurs au dessus de son chapiteau deux oreilles entre lesquelles viennent se loger ces deux pièces, de sorte qu’elle ne sert plus que de support. Cependant la clavette traverse les deux oreilles, afin que le tirant relie en mémo temps les tètes des deux colonnes d’une même ferme.

A leur partie supérieure, les deux arbalétriers d’une même ferme s’engagent entre les oreilles opposées d’une pièce en fonte préparée pour les recevoir (fig. 4, 13 et 2-2 de la pl. LXV11I); elles y sont fixées par des goupilles.

Les contrefichcs de O”. 054 sur 0m.013 parlent du milieu desar-

balétriers, et aboutissent au pied du poinçon principal ( fig . i, planche LXVII; fig. 7 et 1 1, pl. LXVIII). Au point de jonction de l’arbalétrier et de la contrefiche, aboutit un faux poinçon en fer forgé; on relie ces trois pièces entre elles au moyen de deux oreilles adaptées à la partie supérieure du faux poinçon, et goupillées à l’arbalétrier. A leurs extrémités inférieures, les deux contrcficbes viennent s’emboîter (fig. 10) dans un sabot en fer forgé qui reçoit en même temps le pied du poinçon et se trouve traversé par l’entrait.

L'entrait, ou tirant, est en fer rond de 0m.018, ainsi que les poinçons^. 7, 10, 11, 12); celui du milieu pénètre à sa partie supérieure dans une douille adaptée à la pièce de fonte qui reçoit les arbalétriers (fig. 4). A sa partie inférieure, il s’assemble dans le sabot en fer forgé placé à la jonction des contrcficbes. Les faux poinçons sont reliés à l’entrait par des croupières qui embrassent cet entrait et auxquelles ils sont goupillés.

Le faite a la môme dimension que les arbalétriers. Il est fixé à chaque ferme au moyen des oreilles adaptées à la même pièce en fonte qui reçoit les parties supérieures des arbalétriers. Des goupilles en fer forgé, traversant à la fois les deux oreilles en fonte et le faite, établissent la liaison entre ces pièces.

Les pannes sont fixées sur les arbalétriers au moyen d’anneaux en fonte qui embrassent ceux-ci (fig. 5) et qui portent latéralement des mortaises ouvertes du haut et dans lesquelles s’engagent les abouts de ces pannes. La panne inférieure seule est recourbée à ses extrémités et fixée par un rivet aux abouts des deux arbalétriers qu’elle relie.

Les chevrons qui soutiennent la couverture, dans les vides , ont 0m.1 35 en carré; ils s’assemblent à mi-épaisseur sur les pannes et sur le faite; mais sur celui-ci, ils sont disposés à queue d’aronde (fig. 19), afin qu’ils ne puissent glisser; leur écartement est de 1”. Ils sont croisés perpendiculairement par des traverses de mi-grosseur, espacées deOm.34 les unes des autres, et servant à retenir les ardoises en zinc (fig. 14, pl. LXVII) qui forment la couverture. A cet effet, on a soudé sous les ardoises, à 0'“.10 de leur bord inférieur, deux crochets qui embrassent ces fausses pannes.

Les armatures (fig. 13), qui relient les colonnes dans le sens de l’axe, sont formées de pièces de 0o,.054 sur O". 01 3. Elles s’adaptent aux colonnes au moyen d’oreilles en fonte qui , comme toutes celles dont il a été question, ont 0'». 072 de longueur, et 0“.0I3 d’épaisseur.

Fermes en fonte, tirants en fer (pl. LXIX). Cette planche donne l’ensemble et le détail des fermes en fonte recouvertes en tôle cannelée établies par M. Jules Rénaux, à l’usine à gaz de Perrache, à Lyon.

La fig. 1 est l’élévation d’une partie de la toiture formée de demi*

cylindres en tôles alternativement convexes et concaves, et dont le diamètre est de O™. 33. ( Voy . l’article Couvertures.)

La fig. 2 est l’élévation de l’une des fermes. Chacune se compose de six pièces à nervure solidement boulonnées et maintenues par deux tirants en rondin de fer laminé (fig. 6), et qui se boulonnent sur chaque côté du patin, et sont réunis dans le milieu par un trait de Jupiter (fig. 9) et deux anneaux. La fig. 2 est lcfaitage, b b les entailles qui reçoivent les pannes.

La fig. 4 est la bride d’assemblage du milieu de la ferme en fonte, et la fig. 5 la petite bride d’assemblage du deuxième et du troisième châssis de fonte. On distingue, dans les fig. 6 et 7, le patin en fonte et le double scellement qui l’arrête sur le couronnement du mur.

Les quatre châssis supérieurs de chaque ferme sont à jour. Les fermes sont distancées de 4m.33, et maintenues verticales par les trois cours de barres de fer a b b dont l’une forme le faîtage , et les deux autres servent de pannes.

Le bâtiment a 12 mètres de large sur 30 de loDg. Les six fermes pesant chacune 960 kil. et la couverture mises en place ont coûté 15000 fr.

Ferme en fonte de la fonderie de Douai. Ce système rappelle, à beaucoup d’égards, celui que Philibert Delorme a exécuté en bois (pL LXVI). L’arc, fig. 1, 2, 4 et 5, pl. LXX, est composé de trois lames de fonte. Celle du milieu seulement présente en coupe transversale la forme d’un T, fig. 5, dans les angles duquel s’emboîtent les deux lames latérales. Les trois lames sont disposées de telle sorte que tous les joints s’appliquent toujours sur des pleins. De petits boulons b b, fig. 1 et 2, placés à chaque joint apparent, maintiennent ces trois cours de lames. Les arcs sont contrevenlés par des liernes L en fonte servant de pannes, et qui portent les chevrons CCC en bois. Ces chevrons y sont attachés par des vis.

Ajoutons, en terminant cet article, que nous nous sommes moins attaché à réunir ici des modèles à imiter sans modification que des combinaisons variées et des éléments propres à faciliter la conception des projets. Nous engagerons le lecteur à consulter, pour les Fermes en bois, le Traité de Charpenterie de M. le colonel Em\j.

FER et FONTE. Les minerais de fer, traités dans les hauts fourneaux soit au coke soit au charbon de bois, donnent pour produit immédiat une combinaison ou un mélange de fer et de 2 à 5 centièmes de charbon, de silicium, etc., qui prend le nom de fonte. Affinée , soit par le puddlage à la houille dans le traitement à l’anglaise, soit dans les feux de forge au charbon de bois, la fonte y perd la majeure partie de son charbon et passe ainsi à l’étal de fer ductile. On obtient aussi directement du fer ductile en traitant cer-

tains minerais de fer par une méthode séculaire qui a reçu en France le nom de Méthode catalane (*).

Une légère différence de quelques centièmes de charbon, etc., dans la composition de la fonte et du fer qui en provient, suffit donc pour donner à ces produits des qualités complètement distinctes. L’un, la fonte, fusible et parfaitement liquide, de 1050 à 1200 degrés, reçoit, par le moulage ou le coulage dans des moules, les formes que l’industrie réclame ; l’autre, le fer, fusible à une température de 1500 à 1600 degrés, qu’on ne pourrait lui communiquer que difficilement et à grands frais, sans le rendre même parfaitement liquide en grandes masses, est façonné pour tous les besoins usuels par la compression continue des laminoirs ou par le choc intermittent des marteaux, et ce à une température d’environ 1 200 degrés, qui suffit à le ramollir et à lui permettre de se souder à lui-même quand il estde bonne qualité. Ainsi comprimé ou façonné en barres, le fer conserve généralement la texture grenue de la fonte dans les gros échantillons; les petits montrent, au contraire, à la cassure, une texture fibreuse qui semble déceler qu’une compression énergique a pu se faire sentir jusqu’au centre des barres, et que les grains écrasés, étendus, et soudés les uns aux autres, se sont transformés en fils, fibres ou nerfs. Les échantillons moyens présentent souvent la texture fibreuse et la texture grenue à la fois.

En général, l’action du laminoir développe plus également le nerf que celle du marteau. Du reste, la texture fibreuse s’acquiert par la compression d’autant plus difficilement que le fer est moins complètement affiné. Les fers fibreux résistent plus que les fers à grains aux efforts qui les tendent; mais ils se liment, se tournent et se polissent moins bien que ceux-ci. Tous les ouvriers forgerons prétendent aussi que le fer à grains soude mieux que le fer nerveux ; c’est un fait que, malgré qu’il m’occupât, je n’ai jamais pu vérifier bien clairement; mais voici un autre fait que je crois avoir parfaitement bien constaté : c’est qu’il suffit d'amener une barre nerveuse au blanc soudant pour qu’elle revienne à l’état grenu, qu’elle conserve alors si elle n’est pas étirée de nouveau, soit au marteau, soit au laminoir, à une dimension assez faible, j'ai même vu des fers à grains fins passer à l’état de fers à gros grains par un recuit modéré quanta la température, mais suffisamment prolongé (**). Ce

(*) Je renverrai, pour tous les détails de la fabrication de la fonte et du fer, à la Métallurgie de AI. Karsten, où ils sont assez exactement décrits, et, pour le traitement direct, aux Etudes que j’ai publiées, en 1838, sur Part d’extraire immédiatement le fer de ses minerais, sans convertir le métal en fonte. Paris, Mathias.

(**) Je lis, dans l’Aide-mémoire des officiers d’artillerie, pag. t 19, au paragraphe des Fers forgés : « Apres le recuit, ils prennent du nerf. » J’ai eu l’occasion de montrer à quelques officiers de l’artillerie que j’ai eu l’honneur

retour du fer fibreux à l’état grenu sous l’influence d’une température élevée, fait que. je le répète, j’ai eu l’occasion d’observer souvent, me permet peut-être de donner l’explication d’une transformation analogue. Ou a avancé que les fers les plus nerveux soumis longtemps à des vibrations revenaient a l’état grenu par l’effet de ces vibrations mêmes, et l’on a cité comme exemples les essieux des voitures de chemins de fer qui, nerveux, dit-ou, lors de leur mise en service, présentent presque tous une cassure grenue après quelques années de fatigue. On sait que ces essieux sont formés de 7, 9,

1 1 mises ou barres ayant à peu près la moitié de la longueur de l’essieu, et formant elles-mêmes une trousse qui a 2 fois à 2 fois £ l’épaisseur qu’il doit recevoir. Ces trousses, chauffées au blanc soudant dans un four à réverbère, sont ensuite battues au marteau de manière à souder à plat l’une sur l’autre les mises dont elles sont formées, ce qui ne peut avoir lieu qu’en allongeant en même temps la trousse jusqu’à la longueur de l’essieu à faire et même un peu au delà. J'ai fabriqué 4 à 500 de ces essieux; chacun d’eux était formé de 7, de 9, quelquefois de 1 1 et même 13 mises ; sans aucune exception, toutes les barres qui ont fourni ces mises ont été cassées devant moi, et je n’ai admis dans les trousses que celles qui avaient donné une cassure entièrement nerveuse. Je pouvais donc croire que les essieux seraient nerveux : ce fut cependant l’exception. Par l’effet que j’ai signalé plus haut, les mises, sous l’influence de la haute température du four où on les réchauffait, reprenaient l’état grenu que semblent affecter les molécules du fer lorsque la chaleur leur donne la liberté de se disposer à leur convenance, et les chocs répétés du marteau sur ces trousses épaisses et larges, étaient incapables d’étendre de nouveau les grains en fibres ou nerfs. Un bout laissé à chaque essieu, et casse longtemps après le refroidissement, a, plus de 90 fois sur 100, montré une cassure à petit grain. C’est, d’ailleurs, au centre que se trouvait le nerf dans les parties d’essieu restées fibreuses, parce que, sans doute, les mises du milieu ne pouvaient pas toujours s’échauffer au même degré que celles du dessus et du dessous de la trousse. Si je n’avais pas eu

de voir aux forges de Framont, que c’est précisément le contraire qui arrive : que, non-seulement le recuit ramène lenerf à l’étal de grain, mais encore que, si le fer est grenu, son grain augmente notablement de volume : dans ie but de rendre l’effet du recuit très-sensible, j’ai conservé un échantillon d’excellent fer qui a été soumis à un recuit non interrompu pendant six mois, prés du fer de lympe d’un haut fourneau. Il a acquis un grain bien plus gros que le plus gros grain delà fonte, et il est devenu très-fragile. Je pense que, en persistant dans la pratique du recuit , l’artillerie diminue énormément la résistance des pièces qu’elle fait fabriquer dans les forges ; mon opinion est confirmée par les résultats des expériences entreprises jusqu’ici : toutes s'accordent sur ce point que le recuit des fer; diminue leur résistance de moitié et souvent plus.

l’occasion de faire ces observations, j’aurais affirmé avec une entière bonne foi qu'il n’était entré que des fers parfaitement et complètement nerveux dans chacune de ces pièces, et, lorsqu’après quelques années de service, dès lors après un nombre infini de chocs, de vibrations, on eût vu ces essieux donner une cassure grenue, on aurait attribué à ces vibrations môme un effet qui n’était autre chose que le résultat infaillible et originel de la chaleur. J’ai tout lieu de croire qu’on expliquerait de la même manière les autres exemples qu’on cite des retours du fer de l’état fibreux à l’état grenu; c’est la compression seule qui, suivant moi du moins, développe le premier étal, et la chaleur seule suffit pour ramener le second qui paraît être l’état naturel du fer. Les différences considérables que le fer présente sous ces deux formes, lorsqu’il est soumis à l’extension, doivent doDc toujours faire préférer l’emploi des barres minces à celui de barres épaisses, et il s’en faut dès lors énormément que, pour un môme fer, un accroissement de section augmente proportionellement la résistance à la rupture par extension.

Au reste, il y a de fer à fer des différences considérables. En général, les fers à la houille résistent beaucoup moins que les fers au bois ; les fers au vent chaud et au vent froid ne présentent point de différences importantes ; mais les essais faits par l’artillerie ont confirmé ce fait, que le laminoir ne peut faire acquérir au fer toutes les qualités que lui donne le marteau. Une opinion très-répandue attribue à la gelée une grande diminution dans ia ténacité des fers qui y sont exposés, des expériences directes n’ont point toujours confirmé cette opinion. L’expérience enseignerait encore que la ténacité du fer ne diminue avec les accroissements de température qu’au-dessus de 250 à 300 degrés; bien plus, en partant des températures ordinaires, celte ténacité augmenterait, d’après quelques expériences, de à 1 00 et môme 200 degrés : elle serait, vers 300°, égale à celle du métal à froid, se réduirait aux f de celle-ci entre 500 et 550°, et au j vers 700°, suivant les uns, ou au i suivant d’autres, le fer étant alors d’un rouge assez vif pour être aperçu à la lumière du jour. — L’écrouissage parait augmenter la ténacité du fer, et contrairement à l’opinion générale, tel fer qui martelé à chaud a rompu sous un effort de 42l par millimètre carré de section , a exigé 49k après avoir été martelé à froid. L’air humide oxide lentement le fer qui se recouvre d’une couche d’hydrate de peroxidede fer; je ne sais si sa ténacité en est beaucoup diminuée, mais cette oxidation augmente son volume : de sorte que, employé comme crampon et ancre dans les maçonneries, le fer en s’oxidant a quelquefois déterminé parcelle augmentation de volume la rupture des pierres. Le zinc, dont on l’a recouvert depuis quelques années par des moyens électro-chimiques pour prévenir cette oxydation, n’exerce, suivant MM. Mallet et Dut y , qu’une action protectrice momentanée. L’oxide de zinc se

trouve transporté à la surface, et l’effet salutaire cesse alors d’exister. Le laiton ne vaut pas mieux, et il semble encore jusqu’ici que le meilleur moyen de préserver le fer de la rouille consiste à l’enduire d’une couche de charbon en poudre délayé dans l’huile de lin, avec ou sans résine copale. La chaux, dans laquelle plongent les amarres des ponts suspendus, les ronge en peu d'années, et l’on s’étonne de voir l’administration persister dans cette pratique.

Le poids spécifique des fers est assez variable ; quoique les tables indiquent 7.788 au maximum, il dépasse très-souvent 7.800, atteint 7.900 et même 8000 pour certains fers martelés; il en résulte qu’on est presque toujours en déGcit dans les devis, lorsqu’on y calcule les poids des fers en partant de leurs volumes.

Quant aux fontes, leur texture toujours à grains plus ou moins fins, mais surtout la couleur noire, grise, truitie ou blanche de leur cassure, sont encore les caractères ou les indices les moins incertains pour reconnaître leurs qualités mécaniques. On désigne habituellement ces couleurs dans les usines sous les numéros respectifs 1, 2, 3 et 4, mais il faut bien remarquer que tel numéro d’une usine ne correspond pas au même numéro d’une autre. En général, les fontes se moulent, se liment, résistent à la rupture, par extension, par des efforts transversaux ou par le choc, d'autant mieux que leur numéro est moins élevé ou qu’elles sont plus grises; elles résistent à l’écrasement d’autant mieux qu’elles sont plus blanches. Toutefois, il y a de fontes à fontes, présentant un même graiuel une même cassure, des différences notables dans leurs qualités mécaniques, suivant qu’elles proviennent de tels minérais ou de tels autres, et suivant que ces minerais ont été traités au coke ou au charbon de bois. Pour un même grain et une même couleur à la cassure, je n’ai jamais trouvé aucune différence constante dans la résistance d’une même espèce de fonte, soit qu’elle fût de première, soit qu’elle fût de seconde fusion.

Le poids spécifique des fontes est presque aussi variable que celui des fers. Les poids 7000 à 7200, admis dans les tables, sont souvent trop faibles.

Résistance de la fonte à l’écrasement.