PILIER SUD-OUEST

Arcade Sud, tube dans la croisée

19 mars.

22 mars.

— tube dans le transept Sud . .

15 mars.

20 mars.

22 mars.

Arcade Ouest, tube dans la croisée

20 mars.

25 mars.

26 mars.

3 avril.

— tube dans la nef

23 mars.

27 mars.

29 mars.

Tube dans le bas côté de la nef.

12 mars.

18 mars.

20 mars.

§ 6. Etrésillonnement et blindage «les grandes arcades. — Etalement du chœur.

Pendant le mois de janvier, le mouvement de descente de la tour centrale continuait toujours et paraissait même s’accélérer. Les moulures des piliers se brisaient, tous les jours, de plus en plus; les montants de l’échafaud Nord prenaient charge et comprimaient les semelles de à 3mm du côté du pilier N. -O. h

’ Plus tard, le 5 juillet de la même année, on remarqua, avec quelque surprise, que les couchis qui

les lézardes des parties environnant les grands piliers s’agrandissaient de quantités proportionnelles aux mouvements de descente des règles en bois; tout indiquait, d’une manière évidente, au mois de février, que le pilier S.-O. commençait à céder à 'son tour, que l’écrasement du pilier N.-E. devenait aussi complet que celui du pilier N.-O., et que ce dernier, parvenu à la dernière limite de sa résistance, s’affaissait de plus en plus rapidement.

Sans se dissimuler la gravité des circonstances, M. Flachat ne sentit pas diminuer sa confiance dans le succès; il résolut seulement d’utiliser les nouvelles fondations et les anciens échafauds pour installer un soutènement provisoire. On pouvait par leur moyen établir, dans les grandes arcades, le système d’étrésillonnement et de blindage employé dans les petites baies. En consolidant de la sorte les piliers sur leurs faces restées libres, on obtenait complètement le même résultat qu’avec le coffrage proposé dans le projet, et qu’il eût été difficile d’installer dans de bonnes conditions, à cause des tympans des voûtes et des murs du chœur qui se trouvent reliés avec les piliers sur une partie de leur hauteur.

Les nouvelles fondations, au fur et à mesure de leur achèvement, fournissaient un point d’appui solide que l’on pouvait substituer, pour les anciens échafauds, au sol éminemment compressible de la cathédrale. Lorsque les montants de ces échafauds et les croix de Saint-André furent étrésillonnés dans le sens horizontal, et que les assemblages relâchés eurent été remplis avec des coins, on posa des étrésillons sous tes semelles des échafauds Est et Ouest; par ce moyen, non-seulement on reportait la charge verticale sur les fondations, mais encore, en les serrant, on remédiait à l’affaissement que les charpentes avaient éprouvé, sous la double influence du retrait des bois et des tassements du sol. En produisant cet effort vertical, il n’y avait pas à redouter de faire glisser les tympans sur les cintres, car les tirants et les ceinturages, précédemment décrits, ramenaient à la verticale toutes les forces divergentes. Les étrésillons furent

recouvraient cet échafaud étaient libres sous les cintres ; et ce ne fut que lors de l’enlèvement de ces anciens échafauds que l'on découvrit que la semelle en sapin, pourrie dans la partie en contact avec les montants, cédait sous la simple charge de ceux-ci.

DESCRIPTION DES TRAVAUX

serrés avec force par un coin chassé au verrin, entre les têtes; des détentes et un boulon assuraient leur position. L’échafaud Ouest fut soulevé de 10mm, et l’échafaud Est de 35mra; malgré ce relèvement, les cintres ne touchaient pas encore les arceaux, et les vides entre les deux furent remplis par un coulis en plâtre.

La planche VI montre les échafauds de la baie Est, tels qu’ils étaient à notre arrivée ; et la planche VII les représente après les modifications que nous venons de décrire.

Par les mêmes moyens, l’échafaud Sud, dont les semelles se trouvaient à 5 mètres au-dessous du sol, put être relevé de 50ram; la planche V donne la position de ces étais, et l’ancienne disposition en pointillé. Sous les semelles de l’échafaud Nord, placées près du sol des transepts, on bloqua l’intervalle entre les chantiers avec des moellons durs et du ciment; des coins, chassés entre la semelle et la maçonnerie, assurèrent l’efficacité du point d’appui.

Des couchis de 0m,08 d’épaisseur furent placés le long des montants verticaux, et les piliers furent blindés en maçonnerie de plâtre, comme on l’avait fait pour les petites baies.

Le blindage des grandes arcades, commencé pour chacune d’elles dès que l’avancement des fondations le permettait, fut poussé avec activité, jour et nuit, et exécuté dans les délais suivants :

L’arcade Est, commencée le 5 mars, fut terminée le 28 mars.

L’arcade Nord, — 12 mars, — 31 mars.

L’arcade Ouest, — 14 mars, — 5 avril.

L’arcade Sud, — 5 avril, — 14 avril.

En même temps, on s’occupait, avec non moins d’activité, d’un travail tout aussi urgent et fort délicat. Les remplissages en maçonnerie des baies inférieures accolées au pilier N.-O., du côté de la nef et du côté du transept, avaient tassé d’environ 30mra ; on avait bouché l’ouverture qui s’était produite et, depuis, ce rejointoiement avait pris charge et s’écrasait, pendant que les parements des tympans se séparaient.

Quel que fût le danger de toucher à cette partie, la plus compromise de tout l’édifice, il était urgent de remplacer, par un soutènement solide, un remplissage qui n’inspirait aucune confiance. Le travail de substitution des étrésillons en bois à la maçonnerie fut entrepris d’abord dans la baie de la nef et poussé sans relâche ; la démolition du remplissage, la pose des étais provisoires pour soutenir le tympan accolé au pilier, la mise en place des étrésillons et la construction de la maçonnerie de blindage, furent exécutées en quatre jours, du 28 février au 2 mars. Aucun mouvement apparent ne suivit ce travail.

On procéda ensuite à la même opération dans la baie du transept, dont le remplissage subissait une forte pression ; et, comme elle paraissait soutenir une partie de la charge générale, on eut la précaution de placer sous le tympan deux chevalements. Cette substitution, exécutée, comme la précédente, en quatre jours, fut terminée le 14 mars. Par suite de ce travail, les conditions d’équilibre furent modifiées, les règles en bois indiquèrent un mouvement de descente, et quelques fissures se produisirent.

La démolition des remplissages mit à découvert, du côté de la nef, la surface du pilier broyée et couverte de lézardes ; du côté du transept, les désordres étaient encore plus graves : des fentes nombreuses régnaient sur toute la hauteur de l’arcade, et l’une d’elles avait 35mm de largeur.

Dans les arcades Nord et Ouest, les faces du pilier étaient contfe-butées par deux éperons en maçonnerie qui entouraient les étais ; en les démolissant, par partie et avec précaution, pour y substituer un nouveau blindage, on découvri t, du côté de l’arcade Ouest, entre les deux colonnes principales du pilier, une fente de 40mm de largeur qui se prolongeait sur la moitié de sa hauteur (fig. 1, pl. VIII); elle paraissait correspondre avec celle trouvée du côté du transept. Dans l’arcade Nord, on voyait aussi une forte lézarde placée d’une manière analogue (fig. 2, pl. VIII); seulement, elle se terminait obliquement vers la base. Toute la surface du pilier était d’ailleurs couverte de fentes et d’épaufrures, et l’on ne pouvait comprendre qu’il pût seulement se soutenir lui-même.

On coula, dans tous ces vides, une quantité considérable de plâtre qui parfois,

DESCRIPTION DES TRAVAUX

après les avoir remplis, refluait par les fentes apparentes sur les autres côtés. Les lézardes de tous les piliers furent également remplies avec un coulis de plâtre ou de ciment, suivant quelles offraient plus ou moins de largeur; le ciment s’introduisait mieux que le plâtre dans les fentes les plus fines. Ces travaux, poussés sans relâche, furent terminés, comme nous l’avons vu, à la mi-avril. Le blindage des piliers, exécuté sur leurs quatre faces, empêchait l’agrandissement des lézardes et la séparation des parties écrasées ; l’ensemble, formant un tout résistant, était capable de soutenir momentanément la charge de la tour ; aussi, à partir de ce moment, les mouvements diminuèrent-ils , et ce premier succès fut garant de la réussite du plan adopté.

Le côté Nord du chœur, compromis par le mouvement de la partie centrale, cédait peu à peu ; le premier pilier était rompu diagonalement, et le mur du triforium situé au-dessus, en porte-à-faux, glissait sur les arcades, en suivant le pilier N.-E., auquel il était adhérent sur toute sa hauteur (pl.YIII, fig. 1 ; pl. XV, fîg. 2). Les lézardes produites manifestaient une descente de L8mm. Pour arrêter ce mouvement, qui menaçait de se continuer dans toute la longueur du chœur, des étais furent placés dès le 18 février : quatre, dans les bas côtés, s'opposaient directement au mouvement, et leur poussée, ainsi que celle des voûtes, fut maintenue par quatre autres placés dans le chœur. Au-dessous de ces derniers, il fallut soutenir les voûtes de la crypte, qui étaient loin de présenter une solidité suffisante. Le 17 mai, la continuation du mouvement ayant été constatée, on ajouta de nouveaux étais et l’on resserra les anciens que la sécheresse avait raccourcis.

Tous ces étais furent serrés au verrin, afin d’arriver à produire sans choc une pression énergique; il fallait les serrer simultanément et avec précaution, pour que les voûtes de la crypte ne fussent ni soulevées, ni écrasées, et que le pilier du chœur ne fût forcé, ni dans un sens, ni dans l’autre.

La réussite complète d’une opération de ce genre dépendant beaucoup de l’exactitude et de l’intelligence avec laquelle les hommes qui l’exécutent suivent les instructions qui leur sont données, nous nous sommes toujours préoccupé de les intéresser au succès, en leur expliquant le but que nous nous proposions

d’atteindre. Le degré de serrage de tous les étais et étrésillons que nous avons employés était déterminé avant la pose, d’après l’examen des lieux; et l’appréciation du moment où le serrage devait s’arrêter n’a pas été la partie la moins importante et la moins délicate du travail de soutènement que nous avions à diriger.

§ 7. Fermes et chevalement à la base de la tour carrée.

L’étrésillonnement et le blindage des grandes arcades complétaient l’ensemble des travaux secondaires qui , en consolidant momentanément les piliers, permettaient d’attendre, sans trop de danger, l’achèvement et la mise en place des échafauds de soutènement. La taille de ces échafauds, commencée dès le mois de mars , était poussée aussi activement que le permettaient les exigences impérieuses des travaux précédemment décrits. L'insuffisance des bois de construction, dans la localité, obligeant de recourir aux approvisionnements de Paris, il était plus expéditif d’en faire tailler une partie dans cette ville, où l’on dispose d’un nombre considérable de charpentiers habitués à de grands travaux.

A la fin de mars, le premier grand poteau fut placé à l’angle extérieur du pilier N;-0. ; la pose des charpentes continua ensuite d’être menée de front avec l’achèvement des fondations, le blindage des grandes arcades et d’autres travaux secondaires. Ce ne fut qu’au milieu du mois d’avril que, toutes les parties de l’édifice étant provisoirement consolidées, nous pûmes réserver tous nos efforts à l’établissement d’un soutènement définitif, et continuer ce travail, sans interruption et sans inquiétude sur le succès. Sans doute, le mouvement de descente de la tour n’était que suspendu et le danger n’était qu’éloigné; mais nous possédions, dans les nouvelles fondations, une base inébranlable. En admettant même qu’après le moment d’arrêt produit par les blindages la descente de la tour reprît une marche accélérée, il eût suffi d’augmenter le nombre des ouvriers et d’activer le travail, sans avoir d’ailleurs à craindre les complications

58 DESCRIPTION DES TRAVAUX

fâcheuses qui n’avaient cessé de nous menacer pendant la première partie de nos travaux.

Pour soutenir la tour, dont le poids total, au niveau des chapiteaux, était de 3,700,000 kilogrammes, on ne pouvait songer à placer des chevalements au travers des piliers déjà fort compromis et qu’il eût été dangereux d’affaiblir; mais, plus haut, les murs de la tour carrée offraient un développement suffisant pour permettre d’y pratiquer des trous et d’y introduire des chevalements capables de soutenir une pareille masse; on pouvait ensuite, sans danger, entailler le pilier en partie déchargé, pour placer d’autres chevalements à la naissance des grands arcs, et supporter ainsi les tympans et l’excédant de charge de la tour. • ... .

On adopta donc deux systèmes d’échafauds : 1° des fermes placées dans les grandes arcades et portant la tour sur des chevalements introduits dans les. murs de la partie carrée ; 2° des poteaux soutenant les naissances, au moyen d’autres chevalements, et destinés à remplacer les piliers, d'une manière complète, pendant leur reconstruction.

x Quoique la taille et la pose de ces charpentes aient toujours marché simultanément, nous devons commencer par décrire les fermes qui composaient le premier et principal moyen de soutènement et qui, de fait, soutinrent seules presque toute la tour, tandis que les poteaux ne furent employés qu’à mesure de la reconstruction des piliers.

Sous chaque arcade, deux fermes, reliées entre elles, s’élevaient des fondations jusqu’aux chevalements, dont elles supportaient les extrémités. Leur écartement était donné par la largeur des anciens échafauds que l’on avait été obligé de conserver ; et, comme cette largeur était plus considérable que celle du mur de la tour, on fut forcé d’incliner la partie supérieure des fermes. L'irrégularité des constBuctions obligea, de plus, à augmenter cet écartement dans deux des arcades et à poser les fermes obliquement l’une par rapport à l’autre. La tour était carrée, tandis que les quatre piliers et leurs arcs formaient un losange dont les côtés Nord et Sud coïncidaient avec ceux de la tour, mais dont les autres côtés portaient obliquement la partie supérieure. Du côté de la nef, le mur Ouest de la

tour, d’aplomb sur le tympan au-dessus du pilier S. -O., faisait saillie de 0m,70 au-dessus du pilier N.-O. Le mur Est du côté du chœur, d’aplomb sur le tympan au-dessus du pilier N.-E., s’avançait au-dessus du pilier S.-E. de 0m,50 en porte-à-faux (voir pl. I). Ce porte-à-faux, situé à 6 mètres au-dessus des naissances, n’avait eu aucune influence sur la destruction des piliers; il contraria seulement la disposition des fermes, que nous dûmes éloigner obliquement, en les conservant symétriques par rapport à l’axe du mur à supporter. Il fallait, en effet, que leurs parties correspondantes, également inclinées, pussent s’équilibrer l’une l’autre et produire des pressions verticales égales. — La planche XI donne le plan, l’élévation et la coupe de deux fermes et de leurs chevalements.

Chaque ferme, d’une hauteur totale de 23m,70, se composait de deux parties : l’une inférieure, de 17 mètres de hauteur, l’autre supérieure, de 6ra,30, portant les chevalements et séparée de la première par un appareil de serrage de 0m,40 de hauteur. Cet appareil était destiné à remédier à la compression qu’un échafaud d’une hauteur aussi considérable devait nécessairement éprouver, sous une forte charge, par suite de l’élasticité naturelle des bois, d’un certain affaissement nécessaire pour mettre les joints en contact, et de la compression des semelles. Il permettait non-seulement de faire porter parfaitement toutes les parties de l’échafaud, mais encore de produire, entre les deux portions de la ferme, un écartement vertical capable de leur faire prendre charge d’une plus ou moins grande partie du poids de la tour, avant la démolition des piliers. Par ce moyen, on était certain de décharger les piliers de toute la compression produite dans les échafauds par le serrage. Nous décrirons ces appareils, après avoir donné une idée des fermes.

La partie inférieure d’une ferme se composait de quatre montants verticaux; les montants voisins des piliers, et qui répondaient aux chevalements d’angle, étaient formés de quatre pièces en sapin de 0m,35/0m,35; les deux autres, également espacés entre les premiers, correspondant aux chevalements intermédiaires moins importants, n’étaient composés que de deux pièces également de 0m,35/0m,35. Ces derniers montants venaient prendre leur point d’appui sur les fondations, au moyen de pièces obliques dont la poussée était maintenue à la tête

par une âme en bois, et au pied par trois moises placées à fleur de terre. Une semelle en chêne, scellée en ciment sur le béton, recevait l’ensemble des quatre pièces verticales et des deux pièces inclinées dont elle répartissait la pression sur les fondations. On eut soin de placer, dans les joints des pièces verticales assemblées à mi-bois, des feuilles en tôle pour empêcher la pénétration des libres.

Les douze pièces composant les montants se trouvaient dans deux plans espacés de 0m,50; cet écartement était favorable à l’aérage des bois, augmentait la résistance transversale des fermes, et facilitait l'assemblage des pièces qui reliaient les montants entre eux. Cinq rangs de moises horizontales formaient quatre étages dans la hauteur. Chaque rang se composait d’une moise placée entre les montants et de deux autres mises à l’extérieur. Des croix de Saint- André, placées dans les trois étages supérieurs, s’opposaient au roulement de la ferme. Elles se composaient, comme les moises, de trois pièces ; l’une, intérieure, avait une section égale à celle des deux autres placées à l’extérieur, qui lui étaient symétriques. Ces bois obliques, s’arc-boutant entre eux, formaient deux systèmes de contreventement complets. Pour conserver aux bois toute leur force, on n’avait pas entaillé les montants, mais seulement les moises et les croix de Saint-André ; ces entailles, placées à leur extrémité, ne diminuaient pas leur résistance. Les moises et les croix de Saint-André s’assemblaient entre elles à embreuvement, et étaient boulonnées à tous leurs points de rencontre avec les montants.

De distance en distance, dans la hauteur, et selon que le permettaient les anciens échafauds, les deux fermes étaient reliées par des pièces horizontales qui en fixaient l’écartement. On eût beaucoup ajouté à leur rigidité, si, au lieu de les relier par de simples pièces horizontales, qui rendaient seulement les fermes solidaires dans leur flexion, on les eût réunies par les croix de Saint-André et les boulons indiqués en pointillé sur la planche XI, lesquels se seraient opposés aux flexions, et auraient mis les montants dans les conditions de résistance des bois de peu de longueur. La présence des anciens échafauds a rendu impossible leur pose régulière, et nous a privé d’un grand surcroît de force.

Les fermes des quatre arcades furent aussi reliées ensemble sous la croisée, à la hauteur de chaque étage, par des moises sur lesquelles on établit des planchers et un escalier pour les travaux. Quatre poteaux, placés à la rencontre de ces moises, rendaient les planchers solidaires entre eux (pl. I et II).

La partie supérieure de la ferme était composée de seize pièces ou étais obliques de 0m,30/0m,30; douze, continuant les montants verticaux de la partie inférieure, s’inclinaient vers les angles de la tour, pour soutenir les quatre chevalements; les quatre autres, allant des montants extérieurs de la ferme aux chevalements inférieurs, prenaient la charge en sens inverse, et avaient pour but de s’opposer aux poussées obliques qui tendaient à séparer le mur en deux.

Les têtes de ces étais aboutissaient normalement dans les entailles de la semelle en chêne qui réunissait chaque chevalement d’angle à celui qui lui était contigu, et leur écartement était maintenu par trois tirants en fer méplat. Les pieds des étais extérieurs étaient pris par trois moises, disposées comme celles de la partie inférieure de la ferme, tandis que les quatre étais, correspondants aux montants intermédiaires, étaient libres de glisser entre les moises, sur une forte semelle en chêne posée sur la tête de ces montants. Lors de la mise en place, les pieds se trouvaient presque au centre de la ferme, et ce ne fut qu’au moment de serrer les échafauds, qu’on les ramena au-dessus des montants intermédiaires, en les écartant au moyen d’un verrin.

Tous les étais avaient une inclinaison plus ou moins forte vers le mur de la tour, tant à cause de l’écartement des fermes, qu’à cause du défaut de concordance entre les murs de la tour et les tympans des arcs qui la supportent ; pour s’opposer à leur poussée, relier les deux fermes et amener le poids à n’agir que verticalement, on avait réuni, par six grands boulons, les pieds des étais extérieurs et opposés (voir la coupe, pl. XI). Les étais du milieu glissaient sur des semelles en chêne, dont la surface était normale à leur direction, et c’étaient ces semelles qui recevaient les deux boulons.

Les chevalements, portant la tour carrée, étaient tous au même niveau. Il y en

avait quatre sur chacune des faces, et ils se trouvaient au-dessous du ceinturage

DESCRIPTION DES TRAVAUX

et au-dessus des voûtes qui furent percées pour le passage de la partie supérieure des fermes. Pour distribuer uniformément, sous la charge, ces seize points d’appui, il eût fallu en approcher deux très-près de chacun des angles de la tour, ce qui, sans parler des difficultés d’exécution, eût donné trop d’obliquité aux étais supérieurs; on préféra les en éloigner un peu, en leur donnant une section proportionnée à l’excès de charge qu’ils devaient supporter. Ils furent composés de deux poutres en fer et de trois en chêne, tandis que les chevalements intermédiaires ne consistaient qu’en une poutre en fer entre deux poutres en chêne. Les poutres en fer, en forme de double T, avaient une âme en tôle (0m,50 de hauteur sur 10mm d’épaisseur), renforcée par quatre cornières du poids de 13ks,50 le mètre ; les poutres en chêne, boulonnées avec elles pour leur donner du corps et de la rigidité, avaient la même hauteur et 0m,20 d’épaisseur. La longueur des chevalements était de 3 mètres, le mur ayant lm,60 d’épaisseur.

Tous les chevalements d’un même côté étaient moisés et reliés, tant à l'intérieur qu’à l’extérieur, par de fortes poutres. Ce surcroît de précaution concourait, avec le ceinturage de la tour et les tirants des fermes, à neutraliser complètement les efforts divergents, soit de la tour, soit des échafauds.

Les appareils, placés entre les parties supérieure et inférieure de la ferme pour opérer leur écartement, se composaient de deux plateaux en fonte, renforcés de nervures, portant : l’un quatre vis engagées dans des écrous en fer, l’autre quatre crapaudines en acier. Ces deux plateaux étant placés l’un sur l’autre, les têtes des vis s’engageaient dans les crapaudines, et, pour en faciliter l’emboîtement exact, les écrous et les crapaudines avaient un peu de jeu dans les plateaux en fonte (pi. XII).

Chaque groupe de quatre pièces, formant les montants principaux des fermes inférieures, fut couronné d’un de ces appareils qui reçut lui-même, sur une semelle en chêne, les six étais de la partie supérieure. En tournant les vis, on pouvait éloigner les plateaux de 0m,10, ce qui était plus que suffisant pour compenser tous les tassements, et pour appliquer énergiquement les étais sous les chevalements qu’ils devaient supporter.

On pouvait serrer les étais du milieu, en les faisant glisser sur les semelles qui réunissaient les montants intermédiaires ; on les ramenait ainsi à porter presque directement sur les montants.

Les fermes avaient d’abord été calculées pour porter une partie du poids de la tour et décharger les piliers d’environ 1,600,000 kilogrammes; on se proposait de faciliter la mise en place et, plus tard, l’enlèvemen t des chevalements à la naissance des grandes arcades. Mais, par la suite, on ne craignit pas de faire supporter à ces charpentes la totalité de la masse qui se trouvait au-dessus de leurs chevalements.

Le poids de cette construction étant de . Et celui des échafauds de

2,600,000 kilogrammes, 280,000 —

Le poids total près du sol était de 2,880,000 kilogrammes.

Chaque ferme inférieure , se composant de douze pièces verticales de 0m,35/0m,35, offrait, pour résister à la pression, une section de 12 x 0m,35 X 0m,35 = lm2,47 ; pour huit fermes, la section était de lm2,47 X 8 = llm2,76. Le

bois éprouvait donc un eflort de compression de - ^ = 24kg ,49 par cen-

timètre carré. Si l’on avait pu relier les fermes deux à deux avec des croix de saint André, elles auraient formé un ensemble rigide capable de travailler à un coefficient double.

Les seize étais, de 0m,30/0ra,30 de la partie supérieure des fermes portaient

leur propre poids 80,000 kilogrammes,

Et celui de la tour 2,600,000 —

Total. .

2,680,000 kilogrammes.

La section totale des étais pour huit fermes était de 0,30 X 0,30 x 16 x 8 — 11 m2,52

et la compression était de ^ 52qq~ =23kg,26 par centimètre carré. En réalité,

la compression était un peu plus considérable, à cause de l’obliquité des étais. Les tirants en fer méplat, qui maintenaient les têtes de ces étais, se compo-

DESCRIPTION DES TRAVAUX

saient de deux parties assemblées à clavette; leurs extrémités, plus fortes que le corps du tirant, étaient filetées pour recevoir les écrous, dont le serrage se faisait du côté où ils étaient le plus abordables. La section du fer a été calculée, en supposant la tour supportée tout entière sur les chevalements d’angle; chacun de ces derniers était alors chargé d’un huitième du poids total, et chaque

extrémité portait

X ~ == 162,500 kilogrammes. L’inclinaison des étais

vers l’extérieur étant au maximum de 1/10, la traction sur le6 tirants était de 16,250 kilogrammes. Le coefficient de traction fut fixé à 3ks,5 par millimètre carré de section, dans la crainte que la pression de la tour sur les chevalements ne fût pas complètement verticale et tendit à les écarter. La section des trois ti-

rants devait donc être de - -- — -= 4640mm2, et pour un, de 1550mm2; ils avaient

80mm X 20ram = 1600mm2.

L’inclinaison des étais vers la tour était au maximum de 1/9; les huit boulons, qui maintenaient l’écartement de leurs pieds et la distance des deux fermes,

éprouvaient une traction de — 37,222 kilogrammes, lis avaient 40mm

de diamètre et une section totale de 10,056mm2; ils travaillaient donc à

— = 3kg,72 par millimètre carré de section.

Les chevalements devaient résister au cisaillement et à la compression dans la hauteur delà poutre; ils étaient trop courts pour que les efforts dus à la flexion fussent considérables. L’effort tranchant était de 162,500 kilogrammes pour les chevalements des angles, en conservant l’hypothèse de la répartition de charge indiquée plus haut. En ne comptant que sur la résistance des âmes des deux poutres en fer, dont la section est de 500 x 10 x 2 = 10,000 mm2, on trouve quelles auraient à subir un effort de 16kg,50 par millimètre carré-, en ne comptant, au contraire, que sur les pièces en chêne ayant ensemble 0m, 50 x 0m, 60 — O"’2, 3000.

on trouve un effort de

= 54kg,2 par centimètre carré. L'un et l'autre

de

ces coefficients est trop élevé, pris séparément; mais le fer et le bois qui com-

EXÉCUTÉS A LA CATHÉDRALE DE B A YEUX. 65

posaient les poutres, étant fortement boulonnés l’un avec l’autre, se prêtaient un mutuel appui.

Les vis des appareils de serrage avaient à supporter le poids de la tour et celui de la partie supérieure des échafauds, soit 2,680,000 kilogrammes. Chacune

. , . . 2,680,000 ,, oocl..

des soixante-quatre vis devait donc porter - — — = 41,880 kilogrammes.

Le corps de la vis avait 60mm de diamètre; sa section était de 2827mra2, et la compression par millimètre carré s’élevait à } ' = 14kg,82.

Cette compression fut en réalité moins forte, parce qu il n’a pas été tenu compte, dans le calcul, des étais intérieurs qui soulagèrent les vis d’environ un quart de cette charge. Il n’y avait d’ailleurs aucun danger à faire travailler le fer à un coefficient aussi élevé, parce qu’il ne devait soutenir qu’un poids mort.

La longueur des vis engagée dans l’écrou étant de 100mm, et le pas ayant 10mm, la longueur développée du filet de vis était de 60 x 3,1416 x 10 = Im,880. Ce filet, ayant 5mra d’épaisseur, se trouvait relié au corps de la vis sur une surface de 1,880 X 5 = 9,400mm2, et il éprouvait, en transmettant la pression sur l’écrou,

un effort tranchant de ,v - = 4kg,45 par millimètre carré.

Les plaques en fonte étaient armées de nervures suffisantes pour ne pas rompre, dans le cas où elles porteraient inégalement sur l’extrémité des montants verticaux.

§ S. Grands poteaux.

Le second système de soutènement, distinct et indépendant de celui des fermes, se composait de poteaux destinés à remplacer les piliers pendant leur reconstruction ; nous allons les décrire, avant de parler de la mise en charge de ]a tour sur les échafauds, parce que leur pose a dû souvent précéder celle des fermes, quoiqu’ils ne dussent concourir au soutènement que lorsque ces dernières auraient produit leur effet.

DESCRIPTION DES TRAVAUX

Autour de chaque pilier, quatre poteaux isolés et indépendants, de 15,n,90 de hauteur, devaient supporter le chevalement disposé à la naissance des arcades. Chacun d’eux se composait de six à neuf pièces en sapin, réunies par six cercles en fer; leur section était de 1 mètre carré à la hase et de 0m2,80 au sommet. Les joints des pièces étaient espacés dans la hauteur, afin de ne pas affaiblir un poteau qui devait être capable de résister aux efforts obliques et de parer, s’il y avait lieu, aux éventualités les plus fâcheuses.

Pour recevoir les cercles, on arrondissait les surfaces planes du poteau avec des cales en chêne. Ces cercles, formés de deux parties, furent chauffés et posés au rouge, comme les ceinturages de la tour; les clavettes d’assemblage, serrées à la masse, produisaient une compression qui, déjà énergique, augmentait encore par le refroidissement. Dans le cerclage de la tour, l'incompressibilité de la maçonnerie nous avait permis de compter sur le refroidissement des tirants pour produire à lui seul une tension suffisante , tandis que la compressibilité des poteaux en sapin, et la contraction ultérieure causée par leur dessèchement, exigeaient un raccourcissement beaucoup plus grand dans les cercles.

Le cerclage produit entre les bois un contact uniforme et parfait, que Ton ne peut obtenir au moyen des boulons, quel que soit leur nombre. Les poteaux, ainsi assemblés, pouvaient être assimilés à un solide d’une seule pièce, ce qui permettait de les laisser isolés les uns des autres. On ne pouvait guère, en effet, les relier entre eux, à cause, tant de l'encombrement produit par les maçonneries et les échafauds, que de la nécessité de réserver les abords pour la reconstruction des piliers. Les poteaux furent placés le plus près possible des piliers, pour diminuer la portée des pièces de chevalement qui devaient les surmonter ; on ne réserva entre eux et la maçonnerie que l'espace nécessaire à la reconstruction. Ils reposaient, par l’intermédiaire de semelles en chêne, partie sur le massif en béton, partie sur les empâtements des anciennes fondations qu’il fallut quelquefois entailler.

Les poteaux correspondants aux angles extérieurs de la tour furent mis en place à la fin d’avril, et servirent immédiatement comme points d’appui à des étais contre-butant ces angles. Le 24 mai, on avait dressé dans la croisée ceux

qui devaient être engagés derrière les fermes, et dont la pose eût été impossible après la mise en place de celle-ci. Les quatre poteaux qui devaient supporter la charge du pilier N.-E. étaient terminés à la fin de juillet, et ceux du pilier N.-O., le 23 août. Quant au soutènement des angles S.-O. et S.-E., il ne fut complété que plus tard et avec les poteaux ayant servi aux piliers N.-O. et N.-E.

Le chevalement de chaque pilier consistait en quatre pièces, analogues à celles que nous avons décrites pour le chevalement de la tour, mais plus fortes, car elles se composaient de trois poutres en fer et de quatre en chêne, formant un ensemble de O111, 90 de largeur, 0m,50 de hauteur et 5 mètres de longueur.

On peut voir dans les figures 1 et 2 de la planche XIV, qui représente le chevalement du pilier S.-O., comment les deux pièces inférieures portaient sur les chapeaux couronnant les poteaux, et comment les pièces supérieures portaient sur les pièces inférieures.

§ 9. Pose et serrage des fermes.

La première ferme fut levée le 5 avril, au moment où l’on finissait les fondations; le 12, nous recevions la partie inférieure des six fermes, que l’encombrement de nos chantiers et le manque de bois nous avaient forcé de faire tailler à Paris. On en commença immédiatement le levage, qui dura sans interruption jusqu’au 27 ; après un mois employé à mettre en place et à cercler les grands poteaux sous la croisée, on reprit, le 20 mai, la pose des fermes intérieures, qui fut achevée le 2 juin. Le IL, l’échafaud Nord était complet, et le 21, on serrait les vis pour obtenir une première compression et commencer à soutenir ce côté de la tour, dont les piliers étaient le plus compromis. Les parties supérieures des fermes Est, Ouest et Sud, furent terminées les 18, 20 et 30 juillet.

On n’avait pas attendu à ce moment pour poser les chevalements dans la tour ; les poutres avaient été introduites dans des trous de la moindre dimension possible, et scellées ensuite, dessus et latéralement, avec du ciment. Lorsque

l’assise supérieure ne paraissait pas assez résistante, on mettait, en parement et au-dessus de la poutre, une pierre de granit; même, dans le mur Est, on dut faire une reprise complète du pied-droit de la porte, à cause des lézardes qui s’y trouvaient.

Le dernier jour de juillet, tout était donc prêt pour le soutènement définitif de la tour sur les fermes ; il ne restait plus qu’à opérer, entre les parties supérieures et inférieures des échafauds, un écartement suffisant pour mener à joint tous les assemblages, et produire dans les bois une tension égale au poids de la tour. On serra préalablement les boulons qui reliaient le pied des étais obliques et les tringles qui réunissaient leurs têtes, pour que les fermes et les étais, ainsi rapprochés, reprissent leur position normale, au moment où la charge produirait l’allongement des fers et l’incrustation, dans les bois, des plaques placées sous les écrous.

On commença par régulariser la pression des vis, en les serrant médiocrement, et l’on obtint ainsi un premier écartement des plateaux de 15mm à 20mm. En serrant les deux appareils d’une ferme, celle-ci se déversait au dehors, entraînant avec elle la ferme opposée, et forçant les assemblages des planchers intérieurs; en serrant la ferme opposée, toutes deux revenaient à la position normale. Aussi, lorsque les compressions devinrent plus considérables, ne fit-on marcher chaque vis que d’un sixième de tour à la fois, ce qui correspondait à une élévation verticale de Jmm,5; la rigidité des plateaux ne permettait pas d’ailleurs de soulever une vis d’une quantité plus considérable, sans décharger les trois autres. La manœuvre se faisait ainsi : quatre hommes serraient successivement les quatre vis d’un appareil avec une clef de lm,50; ils passaient ensuite à l’appareil opposé, voisin du même pilier, puis aux deux autres portés sur les mêmes fermes, et revenaient, dans le même ordre, compléter le serrage de l’arcade, jusqu’à ce que toutes les vis offrissent une résistance à peu près égale. En même temps, quatre verrins écartaient les pieds desétais intérieurs de la ferme, en les faisant glisser sur la semelle en chêne, et leur donnant ainsi une part proportionnelle de la charge.

Le 13 août, tous les échafauds avaient subi un serrage de 25mm à 35ram, suffisant

pour faire venir les pièces à joint, sans cependant occasionner de refoulement dans les semelles. Du 16 au 18 août, on revint successivement à toutes les fermes, en augmentant progressivement leur degré de serrage ; puis on les laissa, pendant une dizaine de jours, sous l’influence de cette impression, afin de donner aux tassements et au retrait des bois le temps de se produire, et pour nous permettre d’examiner à notre aise la manière dont se comportaient la maçonnerie et les échafauds.

Du 26 au 29, le serrage fut repris avec une clef de 2 mètres, manœuvrée par cinq hommes tirant sur une corde accrochée à son extrémité. Cette clef, représentée pl. XII, était recourbée, afin qu’on pût, en la retournant, serrer les vis de 1/12 de tour, lorsque la place dont on disposait ne permettait pas de faire plus.

L’effort que les hommes devaient produire pour enlever sur les vis un poids donné, et celui qu’ils exerçaient en tirant sur la corde, étaient l’un et l’autre également difficiles à déterminer; en effet, le coefficient de frottement, entre des surfaces soumises à une pression aussi considérable que celle supportée par la.crapaudine, peut varier de 0,15 à 0,45, et il varie de 0,10 à 0,20 pour le frottement des autres parties de la vis ; et, quant à l’effort de traction exercé par les hommes, il varie de 40 à 60 kilogrammes pour chacun d’eux, suivant la position de leur corps '. On résolut de ne s’arrêter que lorsqu’on aurait soulevé l’angle N. -O. qui avait le plus cédé, et on maintint toujours de ce côté un serrage un peu plus fort; une ouverture horizontale de 3ram à 4mra se produisit alors dans la maçonnerie de l’angle de la tour, à la hauteur des chevalements, et nous prouva qu’un soulèvement avait été opéré. Il eût été imprudent de produire le même effet au-dessus de tous les piliers; on se contenta d’un degré

1 Voici le calcul qui nous a servi à déterminer approximativement l’effort vertical que les cinq hommes pouvaient faire produire à chaque vis. On y voit clairement l’importance des frottements; si on en tient compte, chaque vis peut soulever 34,600 kilogrammes, et, en les négligeant dans le calcul, on trouve que chaque vis pourrait enlever 284,000 kilogrammes.

Soit x l’effort vertical produit; pour faire tourner la vis, il faut vaincre :

1° L’effort tangentiel dû à la décomposition des forces; il est en raison directe du pas de vis et en

de serrage à peu près égal à celui qui avait produit le relèvement. L’écartement vertical des plaques fut alors de 50ram à 6Qmm.

Cette compression est due aux causes suivantes :

1° Tassement des fondations; il n’a été sensible que sous la ferme du chœur où il fut de 2mm.

2° Vide d’environ 2mm entre la semelle et les fondations, dû à l’absorption par le bois de l’eau du ciment.

3° Compression de la semelle inférieure, ainsi que des semelles placées audessus de l’appareil et sous le chevalement.

•4° Le raccourcissement élastique de 3,nm des bois verticaux.

5° Sept joints dans la hauteur des échafauds.

6° Flexion des chevalements de la tour.

7° Le dernier joint, sous les chevalements, avait dû être conservé très-lâche, afin qu’on pût poser les dernières pièces de l’échafaud, et on avait compté sur les vis pour mettre ces pièces en contact.

raison inverse de la circonférence. Le pas de vis étant de 1 0mm, et son diamètre de 65mm, la circonfé-

rence est de 204mm. L’effort tangentiel, rapporté à 32mm,5*de l’axe, est donc 'T"ôF> = 0,049 æ

2° Le frottement du filet de vis dans l’écrou ; le coefficient de frottement du fer sur le

fer, pour les surfaces onctueuses (comme c’est ici le cas), est de 0,15 0,150 x

3° Le frottement de la crapaud ine ; cette dernière devant gripper, il doit être estimé à 0,25 ; ce frottement a lieu à 20mm de l’axe, et, en le rapportant à 32mm,5, on a un effort

tangentiel de x 0,25 = 0,162 x

oJ.)D

4° Le frottement latéral du tourillon dans la crapaudinè, que l’on peut estimer à 0,039 x

Total de l’effort tangentiel à produire 0,400 x

L’effort tangentiel à l’extrémité d’une clef de 1 m,80 de longueur est de — — 0,4 x= 0,00722 x.

Les cinq hommes produisant un effort de 5 x 50 — 250 kilogrammes, on peut donc poser l’équation

250kil = 0,00722 x.

Dour= — — 34,600 kilogrammes.

Et pour les 64 vis, 64 x 34,600 = 2,210,000 kilogrammes.

§ 10. Chevalement des poteaux.

Les fermes supportaient au moins les 9/10 du poids de la tour; il ne restait donc plus sur les piliers que 1/10 de ce poids, soit ~ = 260,000 kg.

Auxquels il faut ajouter le poids des tympans, entre les

chevalements des fermes et ceux des poteaux 1,100,000

Total 1,360,000 kg.

Soit, pour chaque pilier, 340,000 kilogrammes, au lieu de 925,000 kilogrammes qu’ils supportaient avant. On pouvait donc, sans inconvénient, laisser les deux piliers de la partie Sud, moins endommagés et bien blindés, soutenir cette charge, pendant quelques mois, et entailler les deux autres pour le placement des pièces du chevalement.

Le pilier N.-E. fut celui par lequel on commença, à cause des mouvements qui se continuaient toujours dans le mur du triforium et qui ne pouvaient être arrêtés que par la reconstruction de ce pilier et de celui du chœur, dont l’écrasement était complet.

Les deux premières pièces de chevalement furent placées d’aplomb sur les poteaux et parallèlement à Taxe de la nef; la section du pilier étant allongée dans ce sens, leur écartement ne fut que de 2 mètres à 2m,50. On fit d’abord glisser, dans un trou traversant le blindage èt le pilier, la moitié de la pièce de chevalement la plus rapprochée du centre du pilier, et on lui fit prendre charge en chassant des coins entre elle et la maçonnerie supérieure ; on agrandit alors le trou, et, après avoir introduit la partie complémentaire de la pièce, on la relia à la première moitié et on acheva de caler sur l’ensemble les retombées des arcades. Les deux pièces de chevalement ayant été placées successivement avec les mêmes précautions, on fit un trou, perpendiculairement à cette première direction et au travers du pilier, pour y introduire, par partie, une des poutres transversales; lorsque la première fut solidement fixée, on suivit la même marche pour la seconde. Ces deux pièces étaient éloignées de lm,30, afin

DESCRIPTION DES TRAVAUX

de réserver entre elles l’espace nécessaire pour y placer, au moment de la reconstruction, une pierre centrale capable de porter la totalité de la charge. Le même mode d’opérer fut employé pour les quatre piliers.

Les extrémités des dernières pièces de chevalement portaient sur les premières, par l'intermédiaire de dix coins en bois, qu’on serrait en les frappant avec un bélier de 90 kilogrammes, suspendu à une corde. On obtenait ainsi une pression assez énergique pour faire fléchir les poutres inférieures, et rendre nécessaire de resserrer les coins qui les chargeaient elles-mêmes. En chassant une partie des coins, on soulageait les autres qui pouvaient être enfoncés à leur tour.

En revenant à plusieurs reprises sur ces différentes séries de coins, on produisit un serrage capable de relever les tympans au-dessus des piliers N.-O., de fermer la fente qui existait dans la tour, comme nous l’avons dit, au niveau des chevalements supérieurs, et d’ouvrir un jour de 5mm, au travers du pilier, à la hauteur des naissances. La différence, entre ce relèvement de 5mm et le rapprochement de 3rara opéré dans le mur de la tour, provient du resserrement des maçonneries du tympan et peut-être du relèvement des fermes qui, se trouvant un peu déchargées, augmentèrent de longueur par suite de leur élasticité.

Le but avait donc été atteint aussi complètement que dans le serrage des échafauds, mais par d’autres moyens; les chocs répétés, qui eussent été dangereux pour les fermes, offraient peu d'inconvénients, grâce à la grande inertie des poteaux et des chevalements.

Le chevalement du pilier N.-E., commencé le 26 juillet, était terminé le 26 août, et celui du pilier N.-O., commencé le 20 août, était fini le 12 septembre.

On peut se rendre compte, par le calcul, des coefficients auxquels les chevalements travaillaient. Les pièces supérieures, traversant en plein pilier, supportaient la plus forte charge, que l'on peut estimer à - — 170,000 kilo-

grammes, uniformément répartis sur une longueur de 2m,50 de chaque pièce. La plus grande distance, entre les appuis, était de 2”, 50 ; mais, les centres de réac-

tion des coinçages se trouvant environ à 0ra,40 à l’intérieur des poutres servant de support, la portée réelle doit être estimée à 3m,30; le moment de rupture, au

170,000 /3,30 .W0v Le

centre de la pièce, était donc de

mo-

ment d’inertie d'une des trois poutres en fer était de 2,040, et celui d’une des quatre poutres en chêne de 8,333. Les flexions étant les mêmes pour les deux poutres, leurs coefficients de résistance étaient en raison inverse des coefficients d’élasticité. — Soit Kle coefficient de résistance auquel travaille le fer, le bois tra-

vaillera alors au coefficient K' =

K = 0,055 K, et le moment de

résistance de la pièce de chevalement sera 3 x 2,040 x K + 4 x 8,333 X 0,055 K; égalant cette valeur au moment de rupture, et tirant la valeur de K,

on trouve K =

ltkg,09 par millimètre

3 x 2,040 -4- 4 x 8,333 x 0,055 carré. Le bois travaille à 11,09 x 0,055 x 100= 61 kilogrammes par cen-

timètre carré. Quant aux poteaux, ils portent chacun

= 85,000 kilo-

grammes, et, leur section étant 0n,2,80, ils supportent par centimètre carré

-= 10kg,83.

Si toute la charge de la tour avait reposé sur les chevalements des naissances,

un tiers du poids, soit ~ — = 308,333 kilogrammes, aurait porté sur les

pièces inférieures, dont nous avons négligé la résistance dans le premier calcul, et les deux autres tiers, soit 616,667 kilogrammes reposant sur les pièces supé-

rieures, auraient fait travailler les parties en fer à ==== X 11,09 = 20kg,12;

celles en bois à , ’ ’ x 61 = 110kg,65; et les poteaux auraient porté

X 10,83 = 29kg, 45 par centimètre carré. On voit donc que, même dans cette

hypothèse extrême, le chevalement des naissances aurait suffi pour supporter

seul le poids de la tour.