I. — PRINCIPES DE LA CONSTRUCTION

87. — «éméraiitéM. — Les principes généraux à suivre dans la construction des ouvrages d'art peuvent se résumer ainsi : fonder solidement et construire simplement.

La première règle, fonder solidement, s'applique à tous les travaux, mais elle est encore plus absolue en ce qui concerne les chemins de fer. Le passage des trains, dont la masse est souvent très lourde et animée de grandes vitesses, communique en effet à la voie et à l'infrastructure des vibrations qui causent des ébranlements dangereux pour les ouvrages mal fondés. De plus, les reprises de fondations, toujours difficiles, le sont exceptionnellement lorsqu'on est obligé de travailler sous une voie exploitée, car on est forcé, en cas do réparations, de maintenir à tout prix la circulation.

Il faut construire simplement, parce que les ouvrages d'art sont très nombreux sur les chemins de fer

et qu€F, d'un autre côté, le luxe qu'on y apporte a le double inconvénient d'être coûteux et inutile. Les ouvrages d'art de chemins de fer, surtout les ouvrages par dessous qui sont les plus nombreux et les plus importants, quand ils ne sont pas aux abords des villes, ne sont vus presque par personne qui sache en apprécier la valeur architecturale, car les habitants des campagnes appelés seuls à les contempler y sont bien indifférents. La véritable beauté d'un ouvrage réside d'ailleurs surtout dans sa bonne conception et dans l'harmonie de ses lignes ; sauf de rares exceptions, il n'en coûte pas plus de faire un ouvrage d'aspect satisfaisant qu'un ouvrage disgracieux ; mais le luxe, surtout le luxe de pierre de taille, est déplacé du moment qu'on n'est pas aux abords d'une grande ville.

88. — F«iidatf«M«. — Toutes les fois qu'on le peut, il faut asseoir les fondations sur le terrain incompressible. Les bons terrains de fondation sont le rocher, à moins qu'il ne soit coupé de bancs d'argile, comme cela arrive quelquefois, le gravier ou le sable compacts et l'argile dure.

L'importance des sacrifices qu'il faut faire pour atteindre le solide dépend naturellement de l'importance de l'ouvrage. Pour un aqueduc d'un mètre, il n'y a pas d'inconvénient grave à avoir des dislocations et elles sont d'ailleurs peu à craindre, parce qu'on peut adopter des dispositions telles que l'aqueduc forme une sorte de monolithe. Pour les grands ouvrages, une bonne fondation justifie une augmentation de dépense importante ; enfin, pour les très grands ouvrages, la possibilité d'avoir une fondation absolument sûre est presque une condition essentielle de leur exécution.

Dans certains cas, pour éviter des frais trop considérables, on peut se borner à descendre jusqu'au solide, au lieu de la fondation tout entière, de simples piliers qu'on relie ensuite par des voûtes. Ce procédé s'applique notamment aux piédroits des aqueducs sous remblai, aux murs de soutènement et quelquefois aux culées des ponts lorsqu'on éprouve trop de difficultés à ouvrir la fouille en grand.

Le mot incompressible appliqué aux sols de fondation est une expression absolue qui, même lorsqu'ils sont bons, n'est pas toujours exacte. Il n'y a d'absolument incompressibles que les rochers durs et les graviers très compacts ; pour les autres terrains que nous avons cités, rocher plus ou moins dur, gravier, sable compact, argile dure, la compressibilité est assez faible pour qu'on n'ait pas à s'en préoccuper. Les terrains qu'on peut appeler solides ne sont d'ailleurs pas séparés des terrains compressibles par une limite absolument nette ; entre les deux se trouve une série de terrains qui subissent de faibles tassements sous le poids des maçonneries, mais qui ne s'écrasent pas s'ils ne sont pas trop chargés ; lorsqu'on a affaire à ces derniers, ce qui est fréquent pour les petits ouvrages, l'important est d'avoir une fondation homogène ; il ne faut donc faire de fondations par redans de hauteurs difierentes que dans le terrain tout à fait incompressible ; autrement, on s'expose à des cassures. Au contraire, si une partie d'un ouvrage est dans le ro(»hor, il faut l'y asseoir tout entier. Dans les terrains granitiques, où la ligne de séparation du rocher et de la terre est lo plus souvent très ir régulière, il est important de tenir compte de cette observation et de ne pas laisser araser les fondations à une profondeur

donnée parce qu'on y a trouvé le rocher sur un ou plusieurs points.

D est très important pour tous les ouvrages et même pour les plus petits, de faire un sondage à côté de leur emplacement pour connaître la nature du sol et déterminer la profondeur à laquelle on doit descendre. En négligeant cette précaution, on est exposé, s'il s'agit d'un ouvrage important, à se voir forcé de changer de mode de fondation en cours d'exécution, ce qui est toujours très cher. Pour les petits ouvrages, on peut être conduit à descendre les fouilles beaucoup plus bas qu'il n'est utile dans l'espoir de trouver bientôt un terrain plus solide ; or la compacité de terrain ne va pas toujours en augmentant avec la profondeur ; c'est même quelquefois le contraire qui arrive. Le sondage doit être fait à côté des fondations, car si on l'exécute à leur emplacement même, comme elles sont rarement poussées aussi bas que le sondage, il faut boucher celui-ci, ce qui forme un point dur sous les fondations et rompt leur homogénéité. La nécessité du sondage s'impose même si on est décidé à fonder sur le sol compressible, car souvent on risque de s'arrêter à une cote déterminée choisie à priori alors qu'il existe un terrain beaucoup meilleur à une faible profondeur au-dessous. Lorsqu'on cherche le terrain incompressible, il est bon, dans beaucoup de cas, de pousser les sondages au-dessous du rocher ou du gravier dur ; il peut arriver en effet qu'on ait rencontré, au lieu d'une masse compacte, un bloc isolé ou encore un banc de rocher ou de gravier reposant sur une couche de terre ou d'argile ; il ne suffit donc pas d'avoir trouvé un terrain assez solide pour recevoir la fondation, il faut encore savoir ce qu'il y a en dessous. L'étude géologique du terrain aux

abords, rapprochée des résultats fournis par les sondages, permet de s'en rendre compte. Il est arrivé, dans la construction de grands ouvrages, qu^on a dû démolir des piles déjà arrivées à une certaine hauteur parce que les rochers sur lesquels elles étaient fondées reposaient sur une couche de terre compressible.

Lorsqu'il s'agit d'ouvrages peu importants, on peut i^épartir la pression sur le terrain au moyen d'un radier général, ou plus simplement pour les petits ouvrages, sur une couche de pierre cassée, de gravier ou de sable. Contrairement à une opinion assez répandue, il n'y a aucun intérêt à faire en béton les radiers généraux lorsqu'on peut les faire à sec ; on obtient un tout aussi bon résultat avec de bonne maçonnerie bien liée, et le résultat est même meilleur si le mortier n'est pas très bon ou si le gravier qui sert à faire le béton n'est pas très propre.

Les fondations sur sable et sur pierre cassée sont excellentes. Il faut seulement avoir soin de bien arroser le sable ; la couche de sable ou de pierre cassée doit d^ailleurs être uniforme, si on veut éviter les cassures ; mais si on les accepte, ce qui est sans inconvénient sérieux pour de petits ouvrages tels que des aqueducs, on peut, dans les cas où on rencontre des difficultés pour faire autrement, admettre des épaisseurs différentes ; il y a inégalité de tassement, mais, le tassement une fois fait, l'ouvrage ne bouge plus.

On rencontre assez fréquemment, dans les ravins ou dans le fond des vallées, des terrains tourbeux qui ne sont capables de supporter qu'une pression insignifiante. On pout les affermir en les lardant de piquets (de 2" de hauteur avec 0°»10 de diamètre environ) qui ne coûtent* presque rien et qu'on enfonce très facile-

ment au moyen d'une dame à quatre mains. Cet outil s'emploie d'abord en plaçant en haut le bloc de bois qui forme masse, de manière à ce que les deux hommes qui le manient puissent frapper sur la tête du pieu lorsqu'il est encore tout entier ou presque tout entier hors du sol ; puis à la fin du battage, on retourne la dame de manière à placer le bloc de bois en bas et ^^^r^^à pouvoir frapper ainsi jusqu'à enfon- ^^^' ^'

cément complet.

On emploie aussi pour raffermir les terrains mous des pieux de sable ; on les fait en enfonçant d'abord un pieu conique bien lisse, qu'on retire lorsqu'il a suffisamment pénétré dans le sol, et en remplissant le vide qu'il laisse avec du sable mouillé.

Nous avons déjà parlé des difficultés qu'offrent les fondations dans les terrains vaseux : il faut alors tenir compte de la poussée latérale de la vase. Si on peut descendre la maçonnerie jusqu'au solide soit au moyen de l'air comprimé, soit dans une fouille à ciel ouvert, soit enfin au moyen de puits foncés, cela est toujours le meilleur parti à prendre ; si on fonde sur pieux, un radier général est presque toujours nécessaire pour contrebuter les culées. On peut d'ailleurs établir les petits ouvrages simplement sur radiers. Dans ce cas, il est bon de noyer dans le radier, comme on le fait dans certains pays, un grillage en charpente qui assure la solidarité de toutes ses parties, ou de creuser une fouille profonde dans laquelle on met une bonne couche de sable ou de pierre cassée. Les grillages en charpente sont très usités dans la région vaseuse qui se trouve aux environs de Rochefort ; ils donnent de bons résultats

à condition que le bois soit placé de manière à être maintenu dans un état d'humidité constante qui Tempêohe de pourrir,

89. — mKémutàmn de» nuifoiinepies. — Il faut faire les maçonneries y compris les parements avec les matériaux qu'on trouve à proximité ; si on n'a que de la pierre dure ou demi-dure, on exécute les parements en maçonnerie brute, à opus incerturriy avec les moellons qu'on trouve dans le pays. Si on a de la pierre tendre, on emploie soit des moellons tétués, soit des moellons smiUés selon que les matériaux se prêtent mieux à l'un ou à l'autre mode d'emploi. Dans les pays où il n'existe pas de matériaux de construction naturels, on se sert de briques pour les parements comme pour le corps des ouvrages. Un bon parement n'est pas celui dont les joints ont une disposition géométrique, c'est celui dont les matériaux font bien corps avec la maçonnerie placée derrière ; à cet égard la maçonnerie par assises vaut mieux que la maçonnerie de mosaïque, parce que, pour faire cette dernière, les maçons sont presque toujours conduits à mettre en parement la face la plus large de la pierre et à placer celle-ci dans la position qui lui donne le moins d'assiette. Si on ne peut faire la maçonnerie par assises, Vopus incertum est encore préférable à la mosaïque à pans réguliers qui coûte plus cher.

On peut parfaitement exécuter les voûtes, y compris les parements, en maçonnerie brute ; il suffit pour les parements, que les moellons ne fassent pas coin, ce qui les chasserait en dehors par la pression intérieure de la voûte et que celle-ci soit maçonnée en coupe^ c'està-dire en faisant toujours les lits normaux à l'intrados ;

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mais on a le plus souvent avantage à équarrir les moellons de douelle à l'avance, parce que le travail sur cintres est incommode et surtout parce qu'on est plus sûr ainsi de n'avoir pas de moellons faisant coin. Il n'y a intérêt à employer ce qu'on appelle du moellon d^appareil^ c'est-à-dire des pierres dressées sur tous leurs joints, que pour les grandes voûtes lorsqu'on veut faire supporter à la maçonnerie de fortes pressions ; avec le moellon d'appareil, le mortier ne sert qu'à transmettre les pressions et on est en droit de compter sur la résistance de la pierre elle-même ; avec la maçonnerie brute, il y a souvent, dans l'intérieur, de fortes épaisseurs de mortier, et il faut tenir compte de l'écrasement possible de celui-ci.

Jusqu'à un angle de 60**, les ponts biais peuvent très bien être appareillés comme des ponts droits, c'est-àdire en disposant tout simplement les lignes de joint suivant les génératrices du cylindre de la voûte et sans autre précaution que celles qu'on prend pour un pont droit ordinaire. La seule différence est que, dans ce cas, les joints ne sont pas normaux aux plans des têtes et qu'il y a sur la moitié de chaque tête un angle aigu qu'il convient d'abattre par un chanfrein allant des naissances à la clef. Cette remarque est importante, car, dans beaucoup de cas, on fait, pour éviter des ponts biais, soit des dépenses inutiles, soit des modifications défectueuses des abords, alors que ces ponts ne seraient ni plus coûteux ni plus difficiles à construire que le pont droit qu'on leur substitue.

Pour les angles inférieurs à 60°, on peut également simplifier beaucoup la construction en traçant sur le cintre même de l'appareil une série de lignes coupant normalement des parallèles aux têtes espacées de 0™50,

et en exécutant les assises suivant ces lignes au moyen de moellons équarris d^épaisseurs variables sans autre taille préalable.

Il ne faut se servir de pierre de taille que pour les plinthes, les couvertines de parapets, les couronnements de piles, les bandeaux des voûtes et les angles ; encore les bandeaux et les angles peuvent-ils parfaitement se faire en moellons de petit appareil assises ; il suffit, pour donner un bon aspect à Pouvrage, de tailler aux angles des ciselures qui permettent d'obtenir des lignes pures et nettes.

On doit exécuter les joints en creux et autant que possible lorsque le mortier de la maçonnerie est encore frais, en refoulant simplement entre les moellons soit le mortier de pose, soit un mortier spécial gâché avec du sable tamisé si le mortier de pose ne contient que du sable grossier. On ne peut pas, en général, faire les joints en même temps que le parement correspondant, pai*ce que le mortier encore mou s'écrase sous la charge de nouvelles assises ; mais on peut faire chaque jour les joints des parements construits la veille ou l'avant- veille. Ce qui importe, c'est que le mortier de joint fasse corps avec celui de la maçonnerie ; or, le mortier frais ne fait jamais prise sur le mortier déjà sec ; par conséquent, si le rejointoiement n'est pas fait immédiatement, le mortier de joint ne peut tenir que par son adhérence à la pierre. Celle-ci est d'autant plus faible que la surface de contact et par conséquent la profondeur est elle-même plus petite. C'est par cette raison que, pour les revêtements faits après coup, les cahiers des charges prescrivent de refouiller les joints à six ou sept centimètres de profondeur ; mais l'exécution de cette prescription est très difficile à obtenir.

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Souvent on ne refouille qu'à deux ou trois centimètres ; on n'a alors qu'un simple placage ; l'humidité s'infiltre dans les vides qui existent entre la pierre et le mortier et celui-ci éclate ensuite lorsqu'il gèle. Cet effet se remarque encore davantage avec les joints en saillie ; car, les arêtes émoussées de la pierre formant des plans inclinés a b et c d, la dilatation de l'eau au moment des gelées chasse le ^^«- ^• joint comme un coin. Les joints qui ne sont pas faits en creux et en même temps que la maçonnerie se dégradent très souvent, tandis que les premiers ne manquent jamais. Pour les mêmes raisons, les joints au ciment faits après coup sur la maçonnerie de mortier sont en général mauvais.

Les voûtes n'ont besoin que d'un rejointoiement apparent. Quand on décintre un pont, si la maçonnerie a été bien faite, les moellons sont recouverts de mortier qui a reflué sur la douelle. Il suffit d'enlever ce mortier, de refouiUer à la profondeur strictement nécessaire pour dessiner les contours, et d'ajouter ensuite du mortier excessivement fin qu'on fait pénétrer dans les creux. Une bonne précaution consiste à laver le parement et les joints avec de l'acide chlorhydrique qui enlève la chaux en excès et durcit le mortier.

90. — Exécution des «uirrages en 1er. — Pour les ponts en fer, il ne faut chercher l'effet que dans la disposition rationnelle des pièces. Il est très important de rendre tous les fers apparents et faciles à visiter et à peindre ; de graves accidents sont résultés de l'inobservation de cette règle, et une circulaire récente du Ministre des travaux publics l'a rendue obligatoire.