OUVRAGES A CIEL OUVERT

ne. ~ turaDda ponts. — Lorsque la constructiou d'une ligne comporte l'exécutioa d'un grand pont, il I est trt;s important d'en étudier les dispositions générales au moment même où on s'occupe du tracé, parce 1 qu'on peut être amené à modifier ce dernier en tenant compte de la difficulté des fondations, du débouché à donner, etc.

HT. — vUditM. — Los viaducs sont des ponts, généralement d'une grande hauteur, destinés à franchir | des vallées. Sauf dans des cas exceptionnels, on n'emploie les viaducs que lorsqu'ils permettent de réaliser I une économie sur les remblais. Si la hauteur est supérieure à vingt mètres, il n'y a habituellement pas à j hésiter; c'est le viaduc qui coiJte le moins cher. Au- | dessous de douze à quinze mètres, au contraire, l'avantage est en faveur du remblai. Il n'y aurait donc 1 d'étude comparative à faire que pour les hauteurs comprises entre douze et vingt mètres ; mais la question 1 ne se présente pas toujours aussi simplement ; dans beaucoup de cas et, si Ton est en pays accidenté, dans I tous les cas, la hauteur do la voie au-dessus du fond de 1 la vallée varie sur toute la longueur de la traversée ; 1 il faut chercher le point de passage du remblai au via- I duc. Il y a en outre à tenir compte des ouvrages à faire I sous remblai pour la traversée des chemins, pour Té- f coulcment des eaux, etc., de la valeur du terrain qui | peut augmenter considérablement le prix des grands j

C0N8THUCTI0N 176

remblais par suite de leur large empattement, do la difliculté des fondations, de la nature des terres à employer en remblai qui peut obliger à adoucir les talus ou à faire des consolidations, entin de la nature du sous-sol dans lequel il peut se produire des enfoncements, Kn outre la provenance des remblais à employerost 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 I 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 ofiet l'emploi d'un cube considérable do terre qui n'est pas utilisé dans le premier, ot, 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 reuiblais 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 lalongueui- du viaduc. Ou peut très bien continuer un viaduc métallique pai- un viaduc en maronnerie. ou, pour un viaduc on maçonnerie, adopter des ouvertures d'arches différentes, plus grandes dans la partie centrale, plus petites aux extrémités ; dans ce dornîor cas, il suffît de masquer la différence de niveau des

naissances par un contrefort épais au point de transi-< tion. L'effet n'est pas du tout désagréable et on i trouve avantagé, oar les petites arches sont plus économiques lorsque la hauteur est faible et que les f( tinns sont bonnes, comme cela arrive habituellement à flanc de coteau.

Un viaduc est en général un ouvrage eoiâteux ; il ne j faut donc se décider à adopter cette solution qu'après J 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 avants tout à ne jamais faire entrer en ligne de compte son i intérêt personnel dans les décisions qu'il doit prendrai au sujet des travaux qui lui sont confiés ; la construction d'un viaduc n'olfre d'ailleurs aujourd'hui, quand 1 les fondations sont faciles, qu'un intérêt bien médiocrd j à l'ingénieur qui en est chargé.

1 1 8. — ViaducB en nmfoiiBepie. — H y ^ pOUr leS i

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 no sont habituellement vus de presque personne et de plus, dans les vallées qui ne i sont pas plates, le rapport classique n'existe que pour j une ou quelques arches. On peut faire de très beaux J 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, en tenant compte des fondations et des cintres. Ces derniers jouent un rôle i important, et il faut toujours les compter dans les esti- J

mations. Dans beaucoup de cas, on est conduit à donner les mêmes ouvertures aux arches do 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 Fexécution 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 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 1"* 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 publics de 1878 et 1880.

Fig. 62.

Coupe d'une pile suivant la suivant la longueur du largeur viaduc du viaduc

de construction évite les inconvénients des piles à fruit unique qui conduisent à une mauvaise répartition des raa<^'onnoi'ies. On peut également employer les piles Coupe j'une pile avÊc conti'eforts rouds comme celles parunpianhonwTiiai, du viacluc de Montroud (compte-rendu ^^^^^^^ de ri'"xpo.sitioii de 1878) ; elles ont pour effet de supprimer les angles.

Fig. M, 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 ma(;onnerie brute si les matériaux s'y prêtent. Lorsque les viaducs sont en courbe de faible rayon, il arrive quelquefois que les plinthes en pierre de taille du cou ronflement, qui sont taillées en forme de coins, se détachent et s'avancent du côté du vide on observe le même effet dans les avant-becs en pierre de taille des ponts, si les pierres n'ont pas une quem suffisante. On obvie facilement à cet inconvénient creusant dans les joints verticaux des abreuvoirs, c' à-dire des canaux obtenus en creusant symétrïquemei les deux faces du joint, qu'on remplit en mortier m( de ciment Portland. Le tenon en mortier qu'on forme ainsi suftlt 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 viaduo,, par rapporta son plan médian, n*a aucune raison d*i tre, puisque ces faces ne peuvent être vues en mi temps.

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il». — VtAdutw métnlliquca. — CommO pOUT 1

ouvrages secondaires, et plus encore que pour leso

CONSTHUCTION

Trages secondaires, la maçonnerie est prùftirablo au luelal pour les yrands viaducs, car les ouvrages métalliques sont plus dangereux en cas de déraillement, d'uut'ntretien plus coûteux et d'une surveillance plus difficile ; mais ils n'en offrent pas moins des avantages wnsiderabies et ils sont les seuls qui permettent do francrhir les très grandes portées. Il ne faut pas d'ailleurs s'exagérer leurs inconvénients : les ouvrages dont 11» rivets s'ébranlent, dont certaines pièces Hambont, ([ui éprouvent sous l'intluence du vent des vibrations excessives, sont tout simplement des ouvrages mal feits; ils ne doivent pas plus entraîner la condamnalion du métal que la chute de voûtes construites avec ilcraauvais mortier ou avec une épaisseur insuffisante iiedoit faire proscrire l'emploi de la ma(;onnerie.

tjtiand on fait de grands viaducs, il est bon do dis- [Kisep le tablier de manière à éviter les déraillements ou à en atténuer les conséquences. Dans certains pays, Kii Autriche par exemple, on emploie sur ces ouvrages à'ï contre-rails ; c'est une précaution à recommander. Autrefois, pour- diminuer la hauteur des pile», un plaçait la voie à la partie supérieure, les poutres supportant directement les rails ; mais il vaut mieux la placer un [*u plus bas de telle façon que le haut des loutres forme chasse- roues. Toutefois, F'«-85. pour les très grandes portées, il peut être prcféi-abJe^ pour assurer un cfjntreventement parfait, de relever '^enlreloiscs jusqu'au niveau des tables supérieures

^ poutres ; mais on ajoute dans ce cas de solides

Pnle-coi'ps pouvant, au besoin, fonner chasse-roues ;

'^l, notamment, la solution adoptée par le viaduc du

'''^ur.

Pour les piles, la ma(;oiiner'ie est préférable au m&*l tal qui est sujet aune flexion beaucoup plus grande..! On peut triis bien faire des piles en maçonnerie dol grande hauteur. Au viaduc de la Tarde elles ont runel 48"" et l'autre 60™ avec des fruits croissant du sominet"| à la base.

Lorsque les tabliers des viaducs sont à poutres droites, l'emploi de travées solidaires permet de réaliserJ une économie importante. Il se produit aetuollementl parmi les ingénieurs une réaction contre ce système ; 1 elle est. à notre avis, exagérée. Si les fondations sont! bonnes et si les piles sont bien de niveau, les poutres 1 à travées solidaires se comportent parfaitement et, f même sur les très grandes longueure, le jeu de la dila*l tation se produit régulièrement quand les précautions 1 nécessaires ont été prises pendant le montage. Il existe | à Saumur un pont à travées solidaires de 1100" de I longueur ; les poutres sont fixées en leur milieu, et la I dilatation s'opère par conséquent sur une longueur deJ 550" de chaque côté; elle se fait très régulièrement./ D'un autre côté, avec les grandes portées, les travéeal non solidaires éprouvent, sous l'influence dessurcha; ges et même simplement sous l'action du soleil, dei déformations beaucoup plus fortes.

Emploi de l'acier. — L'acier est appelé à rendre de I très grands services dans la construction des ponts et I viaducs, mais il ne faut pas perdre de vue qu'en i-ai-l son même de son mode de fabrication il est ex des irrégularités beaucoup plus grandes que le fer et I exige plus de soin dans sa mise en œuvre. Le corroyage I 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 daus 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 Tacier conmie un métal traî&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. — Il 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 !20. — Murs de soutènement et arcades. — Comme nous l'avons dit précédemment, on emploie rarement les murs de soutènement comme moyens de consolidation, mais ils sont parfois nécessaires pour soutenir les remblais, notamment dans les cas suivants : 1*^ quand le prix du terrain est très élevé et- que la hauteur est trop faible pour justifier la construction d'un viaduc, 2° quand le pied du talus tomberait sur un obstacle qu'on ne peut déplacer (maison, cours d'eau, etc.), 3^ quand le terrain sur lequel on doit asseoir le remblai à une inclinaison inférieure, égale ou peu supérieure à celle du talus de remblai.

Fig. 66.

Murs à pierres sèches. — Les murs à pierres sèches résistent par leur masse, et ils ont en outre l'avantage de bien assainir les terres en arrière. Lorsqu'on a du moellon à bas prix, leur construction est économique, car en arrière du parement on peut, si répaisseur est grande, se contenter de ranger les moellons à la main sans s'attacher à faire de la maçonnerie proprement dite. C'est surtout pour soutenir le pied d(»s remblais qu'on peut les recommander. Bien entendu, avec des murs de cette nature, on ne peut

compter sur la répartition des pressions suivant uno 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 à 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 à 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 l'été suffit en efiet 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 piliei-s, en faisant reposer sur des voûtes placées à un uiveau convenaJïlo le masque qui forme parement.

On arrive ainsi à un typeanalog'ue 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, loj'squ'on le peut, au moyen J d'un massif à pierres sèches I uu, au moins, d'une couche'l de pierrailles placée entre lai terre et la ma(;onnerie. IjBS ' barbacanes doivent être assez rapprochées et bien apparentes, avec de larges orifices. Un espacement de 2 mèti-es d'axe en axe pour les grands mui"s et de 1" 50 pour les I petits, et des orifices deO'"10surO"20sontàconseiUer.J Arcades. — Les arcades sont des voûtes coupées pari le terrain nat ui-el et supportant un côté de la plateformol dont l'autre côtéest établi eal déblai. EUesnesontjustifiéefl 1 que sur les flancs de coleaui abrupts, lorsque l'établissement d'un mur serait plui coûteux. Il convient de cons- ; truire les arcades très simplcmenl et en général de faire les pnivuneuts entière- J ment en luaeonnerie hn\{c ou en niot-Uons télués; on |

Fij. 67.

Fig 6B

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.

n. - SOUTERRAINS.

f et • ~€iénéraiité«. — On est amené à construire des souterrains, soit lorsqu'on doit traverser un faite ou un contrefort à une profondeur trop grande pour qu'on puisse, sans dépende excessive, ouvrir une tranchée à ciel ouvert, soit lorsqu'on a affaire à des terrains tellement mauvais qu'il soit dangereux d'y faire une coupure continue, soit, quelquefois, lorsqu'il se présente un obstacle qu'un motif quelconque empêche de franchir par dessus. On peut citer, dans ce dernier cas, la traversée de torrents dans les pays montagneux, et les tunnels sous les estuaires de certains fleuves, ou même sous des bras de mer, comme le tunnel projeté sous la Manche.

f «». — Profil type. — Le profil type des tunnels est défini par les conditions suivantes : laisser pour le passage des trains l'espace libre minimum réglementaire, et permettre la construction aussi facile que possible d'un revêtement capable, au besoin, de soutenir le terrain. Les dimensions réglementaires sont les mêmes que pour les ouvrages d'art, c'est-à-dire : pour la voie normale 8™ de largeur entre les piédroits sur les chemins à deux voies, 4™ 50 sur les chemins à une voie, 6°* de hauteur sous clef et 4°^ 80 de hauteur minimum

au-dessus des rails extérieurs. Il est prudent, surtoil en voie unique et lorsque les souterrains sont long de ne pas s'en tenir rig:oureusement aux dimensions* réglementaires, D'abord onrend ainsi sans inconvénient les petites déformations qui peuvent se produire dans les voûtes sous l'influence des fortes poussées; ensuit* on facilite la ventilation et, comme nous le verrons plu loin, l'insuffisance du renouvellement de l'air peut eau-a ser des accidents sérieux aux agents des trains.

Lorsque le terrain est de bonne qualité, on peut fain les piédroits verticaux ; la voûte est généralement * plein cintre ou, pour diminuer le cube des déblais, ed anse de panier. Lorsque le terrain a besoin d'être s tenu, on donne aux piédroits maçonnés la forme courbe. Une forme très simple est celle d'un cercle de 4"" de rayon, avec une hauteur sous clef de 6 mètres ; 1 section du souterrain est alors circulaire dans toute i partie située au-dessus de la plateforme et parfaitement disposée pour résister aux pressions extérieures; en lorsque le terrain est d'assez mauvaise qualité poui"^ qu'on puisse craindre qu'il reflue par la plateforme, ou lorsqu'on est amené à contrebuter les piédroits pour faire équilibre à la poussée, on complète le revêtementa par un radier maçonné pour leiiuel on adopte le plm souvent la forme de voûte renversée. Dans ce derniefl cas, le revêtement fait voûte dans tous les sens ; raccorde d'ailleurs les diverses parties du parement inJ térieur qui sont des arcs de cercle, de manière à éviter lesjam'ts. Il faut, dans les souterrains en courlu tenir compte pour la section à adopter du dévers, c'est^ à-dire de l'inclinaison transversale qui doit être donné( à la voie. Ce dévers peut atteindre 1/10 et entrain une inclinaison égale de l'axe des véhicules ; lorsqu^d

n'en a pas été tenu compte dans la construction d'un souterrain, on en atténue les effets en reportant la voie vers l'extérieur de la courbe ; mais on déforme ainsi le tracé, on réduit le jeu existant entre les véhicules et le piédroit, et on ne supprime pas entièrement les inconvénients qui résultent de Padoption d'une section étuT diéedans Phypothèse d'une voie horizontale. Cette section peut être insuffisante pour la voie inclinée, même lorsqu'elle est ripée.

Pour les lignes à voie unique, on dispose souvent le profil des souterrains de telle manière qu'on puisse facilement le transformer en profil à deux voies, au cas où un élargissement serait nécessaire. La forme en anse de panier permet de faire la modification avec le moins de démolitions possible. Lorsqu'on est dans un bon terrain, on se contente quelquefois d'amorcer la voûte pour deux voies et de supprimer le piédroit du côté où on prévoit l'élargissement, en coupant le terrain en forme de talus (Profil du souterrain de Midrevaux. — A nnales des Ponts et chaussées j 1886 (2^ semestre).

f »8. — Aqueducs. — Il se produit fréquemment des infiltrations d'eau dans les souterrains ; on y ménage soit des fossés ouverts, soit des aqueducs. Il vaut mieux placer les aqueducs le long des côtés de la voie qu'au milieu, quitte à en faire deux ; cependant quand le radier est courbe, on est obligé de les faire au mi-

lieu pour les placer au point le plus bas ; il faut alors I

Fig. 70. — Aquedi

prendre les précautions nécessaires pour qu'ils ne soient 1 pas obstrués, car leur nettoyage est très difficile. IlJ va sans dire que, si on fait un radier courbe pour s' op-l poser à la sous-pression, l'aqueduc doit être construit 1 au-dessus du radier ; ce serait une faute que de l'établir soit en dessous^ ce qui i-endrail les réparations et.] les visites impossibles, soit dans le radier même, ce qui J affaiblirait ce dernier à la clef et lui enlèverait la plus J grande partie de sa résistance.

184. — Frofii en long. — On n'est pas toujours I maiti-e du [irofil eu long des souterrains. Néanmoins,! lorsqu'on franchit un faite, il est bon de ménager unô'l

pente des deux côtés pour faciliter récoulement des eaux et le sortage des déblais ; cela est même tout à fait indispensable dans les souterrains très longs pour que l'écoulement des eaux n'y devienne pas impossible. U ne faut pas oublier que, comme nous l'avons dit, les déclivités doivent toujours être plus faibles en souterrain qu'à ciel ouvert parce que l'adhérence y est moindre.

C'est surtout sur les lignes à une voie ayant de faibles déclivités qu'il faut se préoccuper de la diminution de l'adhérence. Il arrive en effet quelquefois, lorsqu'un train tombe en détresse*, c'est-à-dire s'arrête contre la volonté des agents qui le conduisent, dans un souterrain dont la section ne laisse pas beaucoup de vide autour des wagons, que l'accumulation des gaz provenant de la combustion produit chez les agents placés en queue une véritable asphyxie. Ce fait s'est produit à différentes reprises au tunnel d'Albespeyres, sur la ligne d'Alais à Brioude.

f S5. — Capoiiiiières. — Pour permettre aux agents de se garer au passage des trains, on pratique en général dans les piédroits des niches ou caponnières ; on peut les espacer de 50™ en 50™ de chaque côté, en les plaçant en quinconce, ce qui réduit à 25™ l'intervalle entre les refuges.

f se. — TëtM. — On faisait autrefois aux souterrains des têtes monumentales ; elles sont tout à fait inutiles, car, en général personne ne les voit; aujourd'hui, on se contente simplement d'un mur perpendiculaire à l'axe du tunnel pour soutenir les terres, à moins que la tête du souterrain ne soit à proximité d'une ville et visible des abords du chemin de fer.

EXECUTION DES TRAVALX.