De In hKFdiesBc dMoa le* ouTrages A'mrt

Dans la construction des ouvi'ag^-'s de chemins de fer^' une des questions les plus intéressantes pour l'ingénieur est la lutte entre l'économie et la sécurité. Si la première conduit à faire les ouvrages aussi légei*s et aussi hardis que possible, la seconde exige qu'ils soient d'une solidité assurée. II va sans dire que l'économie doit toujours être sacrifiée à la sécurité, mais il ne s'en suit pas qu'il faille faire invariablement des ouvrages troj) solides et surtout se contenter de copier, en augmentant encore au besoin leui-s dimensions, par crainte des innovations dangei-euses, des ouvrages déjà existants.

On pettt être hm'di tout en étant prudent ; il suffit pour cela que la hardiesse soit le résultat d'études sérieuses et réfléchies. D'abord, tous les ouvrages de chemins de fer n'intéressent pas la sécurité au même degi'é ; ce n'est pas par exemple parce qu'un bâtiment dépend d'un chemin de fer qu'il faut donner aux murs ou aux combles des dimensions exceptionnelles ; c'est, au contraire, le cas d'être hardi, parce qu'il y a beaucoup de bâtiments dans un chemin de fer et qu'un mécompte par excès de hardiesse n'entraînera généralement, sur la masse, qu'un supplément de dépense bien inférieur à celui qu'entraîne un excès de prudence.

En second lieu, la hardiesse dans les ouvrages, surtout dans les ouvrages de maçonnerie, est subordonnée au soin avec lequel ils sont exécutés et au choix des matériaux ; on peut, sans aucune imprudence, donner à un ouvrage dont on peut suiTeiller soi-même la construction des dimensions plus réduites qu'à un ouvrage éloigné, surveillé par des agents dont oa

n'est pas tout à fait sûr ; on peut de même, si on a d'excellente chaux et de très bons moellons, admettre des pressions beaucoup plus fortes que la moyenne admise dans les cas ordinaires. Agir ainsi ce n'est pas être imprudent, c'est être logique.

9S. — De» types. — La très grande majorité des ouvrages que l'on peut avoir à construire sur un chemin de fer se compose d'aqueducs, de passages pardessous et par-dessus, c'est-à-dii-e d'ouvrages dont la plupart sont dans les mêmes conditions ou peu s'en faut. Il y a des avantages très sérieux à étudier à l'avance des types qu'on applique ensuite dans les différents cas.

D'abord il est évidemment inutile de refaire un certain nombre de fois les dessins détaillés et les métrés d'ouvrages qu'il n'y a aucun intérêt à faire dissemblables. Ensuite, on peut étudiei* à fond un type, chercher avec minutie les meilleures dispositions et les économies réalisables, tandis qu'on ne peut refaire ce travail avec le même détail pour chaque ouvrage ; le temps manque pi-esque toujours, et d'ailleurs, un seul ouvrage de peu d'importance ne vaudrait souvent pas la peine de taire une étude aussi approfondie. Enfin, si un ouvrage est bien conçu, pourquoi chercheraiton à faire différemment les ouvrages placés dans des conditions analogues?

En regard de ces avantages, l'usage des types offre quelques inconvénients quand il est mal compris. On prend très souvent l'habitude d'appliquer les types sans modification pour éviter de refaire les dessins et las métrés. On ne tient pas toujoui's compte, dans l'application des types, des facilités ou des difficultés qu'ot-

frent les matériaux qu'on a sous la main : par exemple, 1 on taille à grands frais des granits et des porphyres pour j avoir des joints assises, au lieu de se contenter d'opua I incertum ; ou, au contrairet on fait une dépense inutile pour exécuter de la mosaïque avec du calcaire qui | se présente en bancs permettant naturellement de le ' diviser en assises ; ou bien encore on fait des angles, , des cordons, etc., très épais en pierre de taille lorstjue celle-ci est chère, alors que dans l'étude du type on supposait l'emploi de pierre de taille calcaire peu coûteuse, ce qui permettait d'en user largement. Enfin on finit quelquefois par considérer les types comme des arches saintes auxquelles on ne doit pas toucher, et dans cet esprit on construit des ouvrages surannés sans tenir compte des progrès accomplis. Et ceci est vrai, non seulement pour les ouvrages d'art, mais encore pour la voie et pour le matériel fixe et roulant.

Il est facile d'éviter ces inconvénients qui tiennent i non pas aux types, mais à leur mauvais emploi. Il suffit de bien étudier les types et de ne pas manquer dans chaque cas d'en faire une adaptation spéciale au point de vue des fondations, de la hauteur des abords et des matériaux à employer ; il faut les abandonner purement et simplement chaque fois qu'on se trouve dans un cas particulier. Enfin, si on emploie les types i arrêtés par d'autres ingénieurs, on ne doit pas négli- j ger d'en refaire l'étude en détail; pour ceux qu'oa I aura arrêtés soi-même, il est lion de les revoir complô- 1 tement de temps à autre dùt-on être conduit par cet examen à n'y rien changer.

- PontM en mwronnepie «t punlH en Irr.

Les

ouvrages d'art- peuvent être en maçonnerie on en m6tal.

Lorsqu'on peut employer la maçonnerie, il ne faut jamais hésiter à le faire. La maçonnerie n'a pas seulement ta supériorité d'une durée à peu près indéfinie si les mortiers sont bons et si les pierres de parement ne sont pas gélives ; elle dispense des sujétions souvent gênantes quo présentent les ouvrages en fer pour la pose de la voie, et surtout, en cas de déraillement, elle offre beaucoup moins de dangers; enfin les ponts métalliques exigent un entretien et une surveillant-e qui ne sont pas très coûteux, mais dont l'omission peut entraîner des dangers très graves et parfois de véritables catastrophes. 11 ne faut donc jamais, comme on le fait quelquefois, construire des ouvrages métalliques par la seule raison que leur emploi est plus facile ou qu'on a des types tout préparés. Pour les ouvrages ordinaires, comme leur prix de revient diffère peu de celui des ouvrages en maçonnerie, il faut les réserver pour les cas suivants ; manque de hauteur, danger de tassement des fondations, possibilité d'im élargissement ultérieur.

La hauteur dont on dispose dépend du profil en long adopté. Si, au moment où on a déterminé le tracé d'imo façon définitive, on l'a établi à une hauteur au-dessus de la vallée juste suffisante pour permettre de franchir les chemins au moyen de ponts métalliques, il est bien évident qu'il sera impossible de faire des ponts voûtés en maçonnerie ; c'est donc pondant l'étude du profil en long qu'il faut examiner s'il n'est pas préférable de réserver la hauteur que comportent des ouvrages en maçonnerie. Le choix ne doit être fait en faveur des ouvrages métalliques que si une étude comparative, faite

au moment où elle est encore possible, montre qu'il en résulte une économie importante.

Le danger du tassement des fondations peut être un motif sérieux pour rejeter les ouvrages en maçonnerie, car les tassements des culées disloquent nécessairement les voûtes ; mais il ne faut pas exagérer cet inconvénient. Les ouvrages de faible ouverture n'exigent pas un terrain de fondation très sûr, car on peut rendre les culées solidaires au moyen d'un radier général ; les fondations n'ont plus alors d'effet destructif sur l'ouvrage qui forme un seul bloc. Pour les ouvrages importants, il faut en général chercher à tout prix une bonne fondation, même si on emploie le métal. C'est surtout pour les ouvrages moyens, tels que des ponts de huit à vingt mètres, qu'on peut Ôtre amené à adoptc*r les tabliers métalliques par des motifs tirés des fondations. Dans tous les cas, si c'est pour cette raison qu'on donne la préférence aux ouvrages métalliques, il faut proscrire absolument les ponts à travées solidaires car une dénivellation en apparence insignitiante des appuis modifie entièrement la répartition des efforts dans le métal.

Enfin, dans certains cas, les ouvrages métalliques off'i'ent des avantages parce qu'ils se prêtent mieux à un élargissement. Par exemple, aux abords dos gares, en vue d'un agrandissement futur, on a souvent besoin de se réserver la latitude d'augmenter la largeur d'un pont ; dans ce cas, avec un ouvrage métallique la modification se fait beaucoup plus facilement.

04, — mura en «Ile et murs en retour. — Lorsqu'on no fait pas les ouvrages sous remblai à culées perdues, c'est-à-dire noyées dans le remblai, il faut raccorder

les culées avec ce dernier. On peut le faire, soit au moyen de murs en retour, soit au moyen de murs en aile.

L'emploi de murs en retour était autrefois très fréquent ; on y renonce de plus en plus, parce qu'ils se disloquent très souvent. On commet en effet une erreur complète en croyant que le quart de cône soutient le mur en retour par sa poussée et fait ainsi équilibre à une partie de la pression des terres placées derrière ce mur : la terre sèche pousse très peu, quelquefois même pas du tout, tandis que la terre humide pousse d'autant plus qu'elle est plus humide. Or la terre du quart de cône est toujours sèche au droit des murs parce que la surface de séparation plane que forme le parement est un drain excellent ; au contraire, la terre emprisonnée entre les murs en retour est presque toujours humide, parce que l'eau ne peut en sortir que très difficilement ; il faut donc, si l'on veut avoir des murs en retour solides, leur donner l'épaisseur de murs de soutènement, ou bien remplir avec des moellons qui ne donnent pas de poussée le vide existant entre eux, ou enfin transformer en puits l'intérieur de la culée en la fermant en arrière par un mur transversal. Dans ce dernier cas on remplit le vide de sable ou de débris de pierres, ou bien on le recouvre par une voûte. Mais les murs en aile sont alors généralement plus économiques.

Les murs en retour offrent un autre inconvénient,

Fig. 43.

on raidit souvent le talus du quart de cône en ûtablisaant un perré à la base, et en gazonnant la partie supérieure. Mais il arrive en général que le perré se déforme ; comme en outre le remblai tasse, l'extrémité du mur en retour finit par se déchausser. La terre molle que l'on rapporte pour rétablir le talus ne tient pas ; et on est en fin de compte obligé de refaire les gazonnements. Cela ne veut pas dire qu'il faille proscrire absolument sans examen les murs en retour. Dans cette question, comme dans bien d'autres, les règles absolues conduisent à des erreurs. Ainsi lorsque les fondations sont très difficiles, il vaut presque toujours mieux adopter les murs en retour, qui permettent d'avoir un massif ramassé, que les murs en aile qui obligent à prolonger assez loin de la culée des fondations étroites et allongées. Dans les terrains vaseux de quelque profondeur, l'emploi des murs en aile serait le plus souvent une faute, carleur forme les rend peu propres à résister aux pressions dissymétriques. La forme la plus simple pour les murs en aile est la forme droite en prolongement des culées ; elle s'applique très bien aux aqueducs : mais une forme évasée est le plus souvent préférable pour les chemins et les pon- Fig. «. FiR. 45. ceaux. S'il s'agit d'un chemin, elle

atténue les dangers de l'étranglement que présente presque toujours le passage entre les culées; s'il s'agit d'un coui-s d'eau, elle facilite l'entrée des eaux en temps do crue.

Dans beaucoup d'ouvrages anciens, l'évasementaété obtenu en construisant les murs en aile en courbe con-

Fig. 46.

cave. Cette forme n'est pas rationnelle, car le mur^en aile ne fait nullement voûte comme on Va dit quelquefois ; de plus elle est coûteuse, car elle augmente inutilement le développement des parement et des angles et elle laisse aux abords de l'ouvrage des coins vides qui sont trop souvent des dépôts d'immondices.

La forme droite indiquée par la figure ci-contre est meilleure : la construction est simple, et les parements sont réduits au minimum ; certains Ingénieurs donnent un fruit aux murs en aile, ce qui les conduit à laisser en parement, à l'angle de la culée, un triangle dont la pointe est en bas ; cela est cher parce Fig. 47. Fig. 48.

qu'il faut beaucoup de pierre de taille, et, à notre avis, du moins, d'un eflfet peu satisfaisant.

La forme la plus rationnelle et la plus simple consiste à faire les murs en aile courbes et convexes. On prolonge la face de la culée par un arc de cercle qui lui est tangent. Les abords sont ainsi bien dégagés et on supprime au raccordement de la culée et du mur un angle qui est toujours plus ou moins laid et qui exige l'emploi de pierre de taille ; cette dernière n'est plus utile que pour le rampant des murs en aile, et encore peut-on se borner à couronner le mur au moyen de moellons en hérisson ou de pierres Fig- *9. de petit échantillon à faces planes ; il suffit pour cela de substituer à l'ellipse qni forme l'intersection théorique du mur en aile et du talus une hélice qui en diffère

144 PREMIÈRE PiRTIE. — CHAPITRE III

très peu, et qui permet de tailler les faces du couronnement du mur en aile comme surface de vis à filet carré. Lorsque l'ouvrage à construire est un pont métallique, on peut simplifier encore la forme des maçonneries en terminant la culée à sa face arrière par un plan )a vertical ; on obtient ainsi au droit des murs g en aile des épaisseurs variables avec la hau- J teur, et la construction est extrêmement fa- "^ cile. Les épaisseur aux difi'érents points ne 1 sont pas exactement celles que donnerait le Fig. 50. calcul ; mais on peut diminuer un peu l'épaisseur théorique de la culée au milieu, parce qu'elle est soutenue par les murs en aile avec lesquels elle forme un massif unique. On a un peu de surépaisseur à cause de la forme verticale des deux pai-ements, qui est moins avantageuse que la forme avec fruit, mais cet inconvénient est compensé par la simplicité et la solidité de la construction. Dans les ouvrages voûtés, l'épaisseur des culées est trop forte pour qu'on puisse adopter la même forme, mais on réalise encore des surfaces très simples on limitant la culée et les murs en aile qui lui font suite par un plan incliné unique.

On termine les murs en aile à leur extrémité par un dé en pierre de taille lorsqu'il s'agit de ponts sur des chemins ; lorsqu'il s'agit de cours d'eau, par une murette en retoui- sur laquelle vieat s'appuyer le talus de ce cours d'oau, ou par un dé vertical sur lequel s'appuie un talus en forme de paraboloïde hyperbolique.

n. - OUVR,\.GES DEaTINES A ASSLRER L'ÉCOULEMENT DES EAUX.

8S. — Etude du déiM>ut)ii«. — Les ouvrages d'art pour 1 écoulement des eaux doivent donner un débou-

CONSTHDCTIÛN 145

ché non seulement aux eaux habituelles, mais aussi à celles (jui peuvent alïluei' dans des cas extraordinaires ; autrement, on risque de voir la ligne submergée et coupée. Dans les régions torrentielles notamment, il est de la plus grande importance de recueillir des renseignements précis sur la hauteur maximum des eaux en temps de ci-ue.

»e. — Eiud« des abords, - Il faut amener les eaux sous Touvrayo et y faciliter leur entrée. Il arrive souvent qu'un aqueduc dont le débou- ; ché est suffisant donne pourtant lieu 1 1 à des surélévations anormales, par- | ce qu'il se fonne à l'amimt des re- '»--^^»^ | __ — mous qui entravent l'écoulement. | ! D'une manière générale, les eaux i 1 qui affluent latéralementdiniinuent fie- î*!. le débit, car les coui-anls latéraux coupent le courant principal. En plaine, il y a rarement des difficultés ; si on a des fossés latéraux dont le débit soit important, il suffit de les infléchii' au droit de l'ouvrage. Le plus souvent d'ailleurs, on dévie les fossés et les petits cours d'eau pour leur faire traverser normalement la ligne.

En pays accidenté, si la ligne est à flanc de coteau, on fait soit un puisard à l'amont, soit un radier incliné ; il faut éviter avec soin que l'aqueduc soit obstrué paj* le gravier et le limon qu'ont i-aînent les eaux. On ne doit pas oublier à ce propos que, si les agents de chemins do fer surveillent et entretiennent avec grand soin la voie et tout ce qui est aux abor-i», il est beaucoup plus difficile d'obtenir d'eux une s; rveilla:<ce et un entretien satisfaisants des ouvrages ijui ne sont pas visibles de la plateforme.

A la sortie d'un aquoduc, il faut diriger les eaux de laçon à les rendre tnotîensives. Dans certains cas, assez fréquents dans li's pays secs, il n'y a pas de ruisseau propi-ement dit dans le thalwejî' ; l'eau n'y coule qu'en temps d'oraf,'*' et elle s'étend alors sur une faraude largeur. On est obligé, pour le passage du chemin de fei", de barrer le thalweg en réservant seulement le débouché nécessaire pour l'écoulement du débit maximum pi'évu; mais il faut aloi-s donnera l'ouvrage une grande largeur pour éviter à la sortie les ravinements que produirait une vitesse excessive des eaux.

En pays accidenté, on termine les aqueducs à l'aval par des chutes ou dts rapides en maçonnerie. C'est surtout en pareil cas que l'application des types exige l>eaueoup de discernement, et que l'étude des ouvrages demande à être faite sur un plan coté, détaillé et i-elevé avec soin. Sans cela, bien qu'on n'ait pas à craindre en général des mécomptes très graves, on peut, tout au moins, commettre des fautes grossières.

97. — BuM». — Lorsque la quantité d'eau à écouler est très faible, on se sert souvent de buses. Ce sont des tuyaux en fonte ou en mortier de ciment ; lorsque ces derniers sont placés sous la' voie, on les entoure de béton.

Les buses sont excellentes sous les chemins latéraux et pour la traversée des fossés de chemin de fer aux abords des passages à niveau. Sous la voie, elles ont l'inconvénient d'être exposées à se briser lorsqu'ellei! sont en ciment, et d'être plus difficiles à réparer que les aqueducs. Dans tous les cas, en vue d'en faciliter le nettoyage, il ud faut jamais leui- donner un diamètre inférieur à O"- 10, saul' pour les voies de tramways.