I. — OUVRAGES A CIEL OUVERT

fie. — «rands ponts. — Lorsque la construction d'une ligne comporte l'exécution d'un grand pont, il est très important d'en étudier les dispositions générales au moment même où on s'occupe du tracé, parce qu'on peut être amené à modifier ce dernier en tenant L-nmpte de la difficulté des fondations, du débouché à dnoner, etc.

11 7. — TiaduM. — Les viaducs sont des ponts, généralement d'une grande hauteur, destinés à franchir dos vallées. Sauf dans des cas exceptionnels, on n'emploie les viaducs que lorsqu'ils permettent de réaliser une économie sur les remblais. Si la hauteur est supé- TMi3ure à vingt mètres, il n'y a habituellement pas à hésiter; c'est le viaduc qui coûte le moins cher. Audt/ssous de douze à quinze mètres, au contraire, l'a- \antage est en faveur du remblai. Il n'y aurait donc rl'ëtude comparative à faire que pour les hauteurs com- [irises entre douze et vingt mètres ; mais la question no se présente pas toujours aussi simplement; dans tM>aucoup de cas et, si l'on est en pays accidenté, dans

I uLJs les cas, la hauteur de la voie au-dessus du fond de la vallée varie sur toute la longueur de la traversée ;

I I faut chercher le point de passage du remblai au viarluc. 11 y a en outre à tenir compte des ouvrages à faire ^nus remblai pour la traversée des chemins, pour l'é- (*riulement des eaux, etc., de la valeur du terrain qui jjeut augmenter considérablement le prix des grands

remblais par suite de leur large empattement, de la difficulté des fondations, de la nature des terres à employer en remblai qui peut obliger à adoucir les talus ou à faire des consolidations, enfin de la nature du sous-sol dans lequel il peut se produire des enfoncements. En outre la provenance des remblais à employer est un des éléments les plus importants de la comparaison ; leur prix est insignifiant s'ils sont constitués par un excédent de déblais provenant des tranchées, tandis qu'ils coûtent de 1 franc à 2 francs le mètre cube s'ils nécessitent un emprunt. Une étude comparative est donc nécessaire dans la plupart des cas, et cette étude doit être faite en même temps que celle du tracé, car le profil le plus économique avec un viaduc n'est généralement pas le plus économique avec un remblai, et inversement. Le second comporte en effet Temploi d'un cube considérable de terre qui n'est pas utilisé dans le premier, et, en outre, l'augmentation de prix avec la hauteur est moindre pour le viaduc que pour le remblai.

Lorsqu'on est conduit à donner la préférence au viaduc, il y a en général avantage à le prolonger plus loin que ne l'indiquerait la question d'économie envisagée seule. Le tassement des très hauts remblais qui succèdent aux viaducs produit, surtout dans les débuts de l'exploitation de la ligne, des dénivellations qui sont toujours une gêne et quelquefois un danger.

L'uniformité n'est nullement nécessaire pour toute la longueur du viaduc. On peut très bien continuer un viaduc métallique par un viaduc en maçonnerie, ou, pour un viaduc en maçonnerie, adopter des ouvertures d'arches différentes, plus grandes dans la partie centrale, plus petites aux extrémités ; dans ce dernier cas, il suffit de masquer la différence de niveau des

naissances par un contrefort épais au point de transition. L'effet n'est pas du tout désagréable et on y trouve avantage, car les petites arches sont plus économiques lorsque la hauteur est faible et que les fondations sont bonnes, comme cela arrive habituellement à flanc de coteau.

Un viaduc est en général un ouvrage coûteux ; il ne faut donc se décider à adopter cette solution qu'après s'être assuré par une étude consciencieuse qu'elle est la meilleure, et surtout il ne faut pas se laisser entraîner par le désir d'avoir à construire un bel ouvrage. La probité professionnelle de l'ingénieur consiste avant tout à ne jamais faire entrer en ligne de compte son intérêt personnel dans les décisions qu'il doit prendre au sujet des travaux qui lui sont confiés ; la construction d'un viaduc n'offre d'ailleurs aujourd'hui, quand les fondations sont faciles, qu'un intérêt bien médiocre à l'ingénieur qui en est chargé.

f f 8. ~ TIim1u€90 en maçoiiiierie. — 11 y a pour les

viaducs en maçonnerie un rapport architectural classique entre l'ouverture et la hauteur sous clef, c'est un demi ; mais il ne faut pas y attacher une trop grande importance. Les viaducs ne sont habituellement vus de presque personne et de plus, dans les vallées qui ne sont pas plates, le rapport classique n'existe que pour une ou quelques arches. On peut faire de très beaux ouvrages avec un rapport quelconque entre la hauteur et l'ouverture. Chaque fois qu'on y trouve une économie sérieuse, il faut régler l'ouverture des arches uniquement d'après la dépense, on tenant compte des fondations et des cintres. Ces derniers jouent un rôle important, et il faut toujours les compter dans les esti-

mations. Dans beaucoup de cas, on est conduit à donner les mêmes ouvertures aux arches de plusieurs viaducs de hauteurs différentes, par la seule raison qu'on profite ainsi du remploi des cintres si ces viaducs ne doivent pas être construits dans la même campagne.

Les conseils donnés dans ce cours en ce qui concerne l'exécution des maçonneries, à propos des ouvrages d'art ordinaires, s'appliquent également aux viaducs ; nous ajouterons seulement les recommandations suivantes. Il est inutile d'employer, comme on le faisait autrefois, la pierre de taille pour les angles et les bandeaux ; on peut parfaitement les faire en moellons tétués, en prenant simplement la précaution de relever les angles saillants par des ciselures, de manière à avoir des lignes bien pures ; pour les angles rentrants, lorsqu'on fait des contreforts, il suffit de faire

Coupe d'une pile suivant la suivant la

un joint ordinaire en découpant les — moellons comme l'indique le croquis ci-contre. En supprimant la pierre de taille on n'obtient pas seulement une économie, on a aussi une construction plus homogène, dont toutes les parties tassent également. Pour les piles de grande hauteur il est avantageux d'adopter des fruits croissants depuis le haut jusqu'à la base, suivant les types des viaducs de Vezouillac et de Grueize'. Les parements sont alors constitués par une série de plans de 2^ à 4°" de hauteur à inclinaisons croissantes, qui donnent l'illusion d'une surface courbe. Ce système

I. Voir le compte-rendu des expositions du Ministère des Travaux pablics de 1878 et 1880.

longueur du viaduc

largeur du viaduc

de construction évite les inconvénients des piles à fruit unique qui conduisent à une mauvaise répartition des maçonneries. On peut également employer les piles Coupe d»une pile avec controforts ronds comme celles p.run plan horizontal. ^^ yiaduc do Moutroud (compto-reudu

de l'Exposition de 1878) ; elles ont pour effet de supprimer les angles.

Fig. 64. Cette dernière solution est certaine-

ment bonne, à la condition bien entendu qu'on fera les parements des contreforts simplement en moellons têtues, ou même en maçonnerie brute si les matériaux s'y prêtent. Lorsque les viaducs sont en courbe de faible j-ayon, il arrive quelquefois que les plinthes en pierre du taille du couronnement, qui sont taillées en forme de coins, se détachent et s'avancent du côté du vide ; ou observe le même effet dans les avant-becs en pierre dif. taille des ponts, si les pierres n'ont pas une queue î5 attisante. On obvie facilement à cet inconvénient en creusant dans les joints verticaux des abreuvoir^s^ c'està-dire des canaux obtenus en creusant symétriquement lys deux faces du joint, qu'on remplit en mortier mou de aiment Portland. Le tenon en mortier qu'on forme ainsi suffit pour s'opposer au déplacement relatif des pierres. Si, pour gagner de la largeur, on fait un encorbellement, il faut, pour éviter des inconvénients analogues, placer celui-ci à l'intérieur seulement de la courbe. La symétrie des deux faces d'un viaduc, par rapport à son plan médian, n'a aucune raison d'être, puisque ces faces ne peuvent être vues en même temps.

11 9. — Viaduca métalliquefl. — Comme pour les

ouvrages secondaires, et plus encore que pour les ou-

vrages secondaires, la maçonnerie est préférable au métal pour les grands viaducs, car les ouvrages métalliques sont plus dangereux en cas de déraillement, d'un entretien plus coûteux et d'une surveillance plus difficile ; mais ils n'en offrent pas moins des avantages considérables et ils sont les seuls qui permettent de franchir les très grandes portées. Il ne faut pas d'ailleurs s'exagérer leurs inconvénients : les ouvrages dont les rivets s'ébranlent, dont certaines pièces flambent, qui éprouvent sous l'influence du vent des vibrations excessives, sont tout simplement des ouvrages mal faits ; ils ne doivent pas plus entraîner la condamnation du métal que la chute de voûtes construites avec de mauvais mortier ou avec une épaisseur insuffisante ne doit faire proscrire l'emploi de la maçonnerie.

Quand on fait de grands viaducs, il est bon de disposer le tablier de manière à éviter les déraillements ou à en atténuer les conséquences. Dans certains pays, en Autriche par exemple, on emploie sur ces ouvrages des contre-rails ; c'est une précaution à recommander. Autrefois, pour diminuer la hauteur des piles, on plaçait la voie à la partie supérieure, les poutres supportant directement les rails ; mais il vaut mieux la placer un peu plus bas de telle façon que le haut des poutres forme chasse -roues. Toutefois, Fig.es. pour les très grandes portées, il peut être préférable, pour assurer un contreventement parfait, de relever les entre toises jusqu'au niveau des tables supérieures des poutres; mais on ajoute dans ce cas de solides garde-corps pouvant, au besoin, former chasse-roues ; c'est, notamment, la solution adoptée par le viaduc du Viaur.

Pour les piles, la maçonnerie est préférable au métal qui est sujet à une flexion beaucoup plus grande. On peut très bien faire des piles en maçonnerie de grande hauteur. Au viaduc de la Tarde elles ont Tune 48" et l'autre 60°^ avec des fruits croissant du sommet à la base.

Lorsque les tabliers des viaducs sont à poutres droites, l'emploi de travées solidaires permet de réaliser une économie importante. Il se produit actuellement parmi les ingénieurs une réaction contre ce système ; elle est, à notre avis, exagérée. Si les fondations sont bonnes et si les piles sont bien de niveau, les poutres à travées solidaires se comportent parfaitement et, même sur les très grandes longueurs, le jeu de la dilatation se produit régulièrement quand les précautions nécessaires ont été prises pendant le montage. Il existe à Saumur un pont à travées solidaires de 1100" de longueur ; les poutres sont fixées en leur milieu, et la dilatation s'opère par conséquent sur une longueur de 550" de chaque côté ; elle se fait très régulièrement. D'un autre côté, avec les grandes portées, les travées non solidaires éprouvent, sous l'influence des surcharges et même simplement sous l'action du soleil, des déformations beaucoup plus fortes.

Emploi de V acier. — L'acier est appelé à rendre de très grands services dans la construction des ponts et viaducs, mais il ne faut pas perdre de vue qu'en raison même de son mode de fabrication il est exposé à des irrégularités beaucoup plus grandes que le fer et exige plus de soin dans sa mise en œuvre. Le corroyage et le laminage donnent au fer une texture fibreuse ; s'il y a des éléments faibles, ils sont disséminés dans une sorte de feutrage où les parties résistantes sou-

tiennent les parties faibles. L'acier provenant au contraire de coulées, les soufflures ou les défauts chimiques qui peuvent exister dans les lingots persistent après le laminage et peuvent enlever toute résistance au métal sur une fraction importante de la section des barres. Autrefois, on considérait en France, et on considère encore dans certains pays étrangers Facier comme un métal traît7*e ; et en effet, il est quelquefois tellement fragile qu'il suffit d'un coup de marteau pour rompre une barre ; mais aujourd'hui les usines françaises sont en mesure de fournir des aciers parfaitement sains, d'une fabrication régulière, et dont l'emploi, dans les qualités douces, n'exige que du soin. On peut donc faire sans crainte des ouvrages en acier, mais à condition de ne pas s'en rapporter simplement, comme beaucoup d'ingénieurs le faisaient pour le fer, à l'habileté et à la bonne foi du constructeur pour leur exécution. En outre, il ne faut pas perdre de vue que l'acier a sensiblement le même coefficient d'élasticité que le fer, et que, comme il permet l'adoption de coefficients de travail supérieurs, les déformations auxquelles il est normalement exposé sont plus fortes. Calcul des pièces. — 11 importe de se rendre compte d'une manière détaillée, par le calcul, des conditions dans lesquelles travaille le métal de chaque pièce. On peut calculer entièrement et dans leurs détails les plus minimes les différents éléments des ponts métalliques, et le calcul, appliqué avec discernement, conduit à des résultats certains ; lorsqu'il donne des mécomptes, ce n'est pas lui qui est en faute, c'est la manière dont il est appliqué, et, en fait d'ouvrages métalliques, il n'y a de progrès sérieux possibles que grâce à lui.

f !^0. ' Hurs de •outèMement et arcades. — Comme nu\\s> l'avons dit précédemment, on emploie rarement les murs de soutènement comme moyens de consolidation, mais ils sont parfois nécessaires pour soutenir lf*s remblais, notamment dans les cas suivants : 1*' qiKiiul le prix du terrain est très élevé et que la hfiuteut' est trop faible pour justifier la construction d'un viaduc, 2° quand le pied du talus tomberait sur lin obstacle qu'on ne peut déplacer (maison, cours d'eaiî. etc.), 3** quand le terrain sur lequel on doit ^isspijjr* le remblai à une inclinaison inférieure, égale ou piHi supérieure à celle du talus de remblai.

Fig. 66.

Mi/rs à pierres sèches. — Les murs à pierres sèch(^s iT*sistent par leur masse, et ils ont en outre l'avantfîge de bien assainir les terres en arrière. Lorsi|U^m a du moellon à bas prix, leur construction est (V'ttnoinique, car en arrière du parement on peut, si r^paisseur est grande, se contenter de ranger les moel- Inns il la main sans s'attacher à faire de la maconne- Vîi* proprement dite. C'est surtout pour soutenir le jMMiî tirs remblais qu'on peut les recommander. Bien eutmulu, avec des murs de cette nature, on ne peut

compter sur la répartition des pressions suivant une courbe géométrique.

Murs en maçonnerie. — Quand on fait des murs en maçonnerie d'une certaine hauteur, de plus de trois mètres par exemple, il faut non seulement calculer leur épaisseur à la base, mais déterminer la courbe des pressions, de manière a leur donner sur toute leur hauteur les dimensions les plus favorables. L'étude de la courbe des pressions conduit à augmenter autant que possible le fruit extérieur, qui doit d'ailleurs avec les profils ordinaires croître a mesure qu'on se rapproche de la base. Au contraire, il y a intérêt à faire le parement intérieur vertical et même en surplomb, comme cela se pratique en Angleterre. Toutefois, dans les terres argileuses et humides, le parement intérieur en surplomb peut être dangereux, si le fruit est excessif ; le retrait de l'argile pendant les chaleurs de Tété suffit en efiFet pour que le mur ne soit plus soutenu en arrière et, si son centre de gravité tombe en dehors ou trop près de l'arête placée de ce côté, il peut en résulter sa destruction. Il est facile d'éviter ces inconvénients en plaçant de distance en distance des contreforts qui s'opposent au renversement du mur en arrière.

Quelquefois on est obligé de laisser le parement extérieur vertical : dans ce cas, c'est au parement intérieur qu'on donne du fruit ; on peut alors diminuer le cube des maçonneries au moyen de voûtes de décharge. Dans les murs construits par la Compagnie de l'Est aux abords de Paris les voûtes de décharge sont inclinées vers l'arrière. Ce système est surtout avantageux lorsqu'on est obligé de descendre les fondations à une grande profondeur ; on fonde alors le

mur sur piliers, en faisant reposer sur des voûtes placées à un niveau convenable le masque qui forme parement.

On arrive ainsi à un type analogue à celui qui est usité pour les quais maritimes sous le nom de quais Grimsby.

Quel que soit le type adopté, il faut toujours assurer l'assèchement des terres derrière les murs en maçonnerie au moyen de barbacanes, et, lorsqu'on le peut, au moyen d'un massif à pierres sèches

ou, au moins, d'une couche

de pierrailles placée entre la terre et la maçonnerie. Les barbacanes doivent être assez rapprochées et bien apparentes, avec de larges orifices. Un espacement de 2 mètres d'axe en axe pour les grands murs et de 1^50 pour les petits, et des orifices de 0"" 10 sur 0"" 20 sont à conseiller. Arcades. — Les arcades sont des voûtes coupées par le terrain naturel et supportant un côté de la plateforme

dont l'autre côtéest établi en déblai . Elles ne sont j ustifiées que sur les flancs de coteaux abrupts, lorsque rétablissement d'un mur serait plus coûteux. Il convient de cons- ^^^* ^' truire les arcades très sim-

plement et on général de faire les parements entièremont en maçonncTie brute ou en moellons tétués ; on

WWfm

peut donner aux piles plus de hardiesse que lorsqu'il s'agit de viaducs, parce que la paroi de rocher à laquelle elles sont reliées contribue à les soutenir. L'ouverture des voûtes varie selon les conditions dans lesquelles elles se trouvent ; elle est comprise le plus souvent entre cinq et dix mètres.