CHAPITRE PREMIER DE EA CANALISATION EN GÉNÉRAL

Dans la quatrième partie de ce cours j’ai passé en revue les travaux qui, tout en laissant libre le cours de l’eau, peuvent néanmoins améliorer dans une certaine mesure les conditions de la navigation et j’ai fait observer que ces travaux suffisent rarement pour assurer en tout temps le mouillage réclamé par l’industrie.

Je vais dans la cinquième partie étudier la canalisation des rivières, c’est-à-dire les divers ouvrages au moyen desquels on peut obtenir en tout temps, dans le lit même d’un cot*rs d’eau, un mouillage minimum fixé d’avance suivant les besoins du commerce.

Ces ouvrages ont pour caractère général de modifier la pente à la surface et de diviser le cours d’eau en un certain nombre de biefs échelonnés et séparés par des barrages éclusés, au droit desquels il existe une chute plus ou moins forte.

J’aurai donc à exposer les divers systèmes de barrages éclusés en usage aujourd’hui, à étudier leurs détails de manœuvres et de construction et enfin à faire ressortir les avantages ou les inconvénients de chaque système.

Objet général de la 5e partie du Cours de Navigation.

Considérations gé nérales sur la canalisation en lit de rivière.

OpiniondeBrindley.

Opinion

des ingénieurs américains.

Les barrages mobiles qui, sans le secours de pites intermédiaires, permettent de rendre à beau son libre cours aussitôt que le débit de la rivière donne un mouillage suffisant, sont d’invention moderne ; ils sont dus à des ingénieurs français, l’étude de leurs perfectionnements et la recherche de nouveaux systèmes préoccupent encore plusieurs d’entre nous et probablement le dernier mot n’est pas dit sur ces ouvrages déjà si remarquables, sans lesquels la canalisation en lit de rivière serait le plus souvent inadmissible.

En étudiant les œuvres des ingénieurs les plus éminents du siècle dernier et du premier tiers du siècle actuel, on constate chez eux une répulsion marquée pour la canalisation en lit de rivière et au contraire une préférence pour un canal artificiel creusé soit latéralement au cours d’eau naturel, soit en le croisant ou en s’en écartant plus ou moins.

Il est intéressant de faire à ce sujet quelques citations. Il s’agit en effet d’une question de principe sur laquelle les ingénieurs ont modifié leurs opinions depuis l’invention des barrages mobiles.

Le premier ingénieur des canaux de l’Angleterre, Brindley, (né en 1716, mort en 1772) questionné sur le parti que l’on peut tirer des belles et nombreuses rivières qui sillonnent le pays, répond : « qu’elles sont créées pour alimenter les canaux », et appliquant ce principe il laisse de côté l’Yrwell et la Mersey et trace le canal du duc de Bridgewater latéralement à ces deux cours d’eau. ( Huerne de Pommeuse , page 4.)

Les ingénieurs américains paraissent avoir hésité d’abord entre les deux systèmes. Le canal de Schuylkill, par exemple, construit de 1817 à 1825 entre Fair-Mount, près de Philadelphie et la ville de Port-Carbon, présente une navigation tantôt en lit de rivière tantôt en dérivation; la longueur totale des biefs en lit de rivière est de 73 kilomètres, la longueur totale des dérivations est de 101 kilomètres. ( Michel Chevalier, volume ltr, page 450.)

« En 1 832 lorsqu’on a voulu étendre la navigation de la branche occidentale de la Sus- « quehannah, au-dessus de Muncy, jusqu’à Dunstown, on pensa d’abord à l’établir en lit de « rivière au moyen de six barrages. On se décida, après réflexion, à construire un canal « latéral. Les accidents qu’éprouvaient alors de toutes parts les barrages sous l’influence « de crues aussi formidables que le sont celles des fleuves de l’Amérique, firent penser qu’il « fallait autant que possible éviter les barrages dans la Susquehannah et par conséquent « renoncer à profiter du lit de la rivière. On est revenu momentanément un peu plus tard « sur cette détermination, lorsqu’il s’est agi d’un premier prolongement de la ligne au

Opinion de M. Dutems.

« dessus de Dunstown, par des motifs d’économie, quoique le régime du fleuve devienne « de plus en plus inégal à mesure qu’on s’avance dans la partie supérieure de la vallée.

« Mais les dégâts qu’ont subi en Pensylvanie diverses navigations en lit de rivière, telles que « celles du French Creek, surtout la navigation mixte de la vallée de la Juniata qui a été « complètement dévastée par un orage en juin 1838, ont définitivement résolu la question « dans les conseils de cet état, en faveur des canaux latéraux en général et particulière— « ment en ce qui concerne le prolongement ultérieur de la ligne de la branche occidentale « de la Susquehannah. (Michel Chevalier, Voies de communication aux États-Unis , vol. 1, « page 483.)

M. Dutems, inspecteur des ponts et chaussées, a exprimé à diverses reprises le même avis dans son Histoire de la Navigation intérieure de la France, imprimée en 1829. Il discute.

d’abord en détail (page 309, 1er vol.) la question de principe à l’occasion des études faites pour l’amélioration de la navigation du Cher, en exécution du décret du 16 novembre 1807.

« Lorsqu’il s’agit, dit-il., d’établir une navigation dans la direction que suit une rivière « la première idée est de chercher à rendre cette rivière navigable si elle ne l’est de son « propre fond.

« Si cette rivière a un régime à peu près constant, qu’elle ne soit pas sujette à des crues « trop considérables, et si sa pente ne se montre trop forte qu’en certains points, il peut suf- « fire pour la rendre navigable, de former quelques barrages dans ces endroits, pour adoucir « la rapidité du courant et d’établir des écluses pour racheter la chute produite par ces bar- « rages. Dans ce cas la navigation fluviale peut être préférée à l’ouverture du canal latéral.

« Mais si cette rivière a une pente très-rapide, qu’elle soit mal contenue, qu’elle ait de « grandes sinuosités, qu’elle roule des sables dont le déplacement change d’un moment à « l’autre la forme de son lit, ou si elle abandonne à chaque instant ce lit pour s’en creuser « un nouveau ; que tantôt par ses crues elle acquière une hauteur d’eau et une impétuosité « qui ne permettent plus aucune navigation et que tantôt par l’effet des sécheresses elle « manque entièrement d’eau et ne représente plus que des hauts-fonds, alors il peut se faire « que les ouvrages nécessaires pour la rendre navigable, en ne présentant d’ailleurs qu’un « succès incertain et précaire surpassent encore en dépense ceux qu’on aurait à faire pour « l’établissement d’un canal qui offre un régime constant et qu’on a la faculté de modifier « suivant l’objet qu’on se propose.

« Ce sont ces raisons qui, dans l’état où la science de l’Ingénieur a été portée depuis plus « d’un demi-siècle, ont déterminé dans plusieurs cas à abandonner le lit ou des portions « de lit de rivière où la navigation eut été trop difficile à établir, pour y substituer un canal « ou des portions de canal latéral, lorsque ce parti était possible.

« D’abord les services que peut rendre au commerce la navigation fluviale sont loin de

« présenter la continuité et la permanence que l’on doit désirer .

« . Une petite crue imprime au courant une vitesse sensible en descendant

« et nuisible en montant ; la navigation est d’ailleurs interdite par une faible crue, parce « que les écluses ne doivent s’élever qu’à un niveau inférieur à celui des débâcles, afin d’être « à l’abri des avaries.

« Secondement, bien que les écluses soient submersibles, elles ne sont pas à l’abri des « débâcles qui peuvent avoir lieu par des eaux basses ou moyennes, ces ouvrages sont donc « encore exposés tant aux chocs qu’aux effets de la submersion.

« Troisièmement, le système de la navigation fluviale interdit le plus souvent de propor- « tionner les dépenses à l’objet qu’on se propose de remplir, c’est-à-dire que les ouvrages « à exécuter sont à peu près indépendants de l’importance de la navigation que l’on se « propose de desservir.

« ' Quatrièmement, lors même qu’on obtiendrait de tous ces ouvrages tout le succès qu’on « en désirerait relativement à la navigation, n’y aurait- il pas à craindre encore qu’ils « n’exposassent aux plus grands dommages les propriétés riveraines en causant leur sub- « mersion aux moindres crues.

Opinions

d’autres ingénieurs.

Avantages et inconvénients de la canalisation en lit de rivièiT*.

« En effet, les barrages relèveront le lit de la rivière et s’opposeront à l’écoulement des « crues, le seul remède serait de construire des digues latérales qui deviendraient elles— « mêmes menaçantes pour les terrains riverains.

« Le relèvement du lit conduirait en outre à un relèvement correspondant des barrages « et des bajoyers des écluses. »

On verra tout à l’heure que, grâce aux barrages mobiles, plusieurs de ces objections n’existent plus et que d’autres n’ont pas autant d’importance qu’on le supposait à l’époque où l’on étudiait la canalisation du Cher.

M. Dutems revient encore sur la même critique dans son second volume (page 238) et dit que : « Malgré les efforts de quelques ingénieurs pour faire prévaloir le système de la cana- « lisation des rivières sur celui des canaux, on reconnaît tous les jours combien les calculs « sur lesquels ils fondent cette opinion sont peu certains et sujets à des mécomptes.

« . Nous pensons, en effet, qu’il n’y a que des obstacles insurmontables qui doivent

« empêcher de substituer à la navigation fluviale la navigation en canal. »

Je pourrais citer des conclusions à peu près semblables de Gauthey ( Septième mémoire sur rétablissement des canaux), de Dupin (Voyage dans la Grande-Bretagne , 1er volume, page 161), de Huerne de Pommeuse ( Canaux navigables de la France, page 481), de Sganzin (Résumé de la25e leçon du Cours de construction, page 33), deBrisson (Mémoire de 1829, sur le système général de la navigation intérieure de la France.)

Les lois de 1835 et de 1837 marquent le point de départ delà réaction en faveur des rivières, cependant par la loi de 1838 on créait encore le canal latéral à la Garonne et on annonçait le projet d’un canal latéral au Rhône, entre Arles et Lyon (Rapports de M . le comte d’Angeville à la Chambre des députés, les 27 mai 1845 et 10 février 1846.)

Je borne à ce qui précède l’étude historique du parallèle entre la navigation fluviale et la navigation latérale, et je vais indiquer quels sont, dans l’état actuel de la science de l’Ingénieur, les avantages et les inconvénients de chacun de- ces deux systèmes.

D’abord, il n’est plus exact de dire que les barrages s’opposent à l’écoulement des crues et qu’ils produisent un relèvement du lit; en effet, leur mobilité permet de les faire disparaître dès que la rivière offre naturellement un tirant d’eau suffisant, et en particulier à

l’époque des crues, c’est-à-dire au moment de la marche des sables et des graviers. Les

choses se passent donc sous ce double rapport comme si les barrages n’existaient pas.

Les écluses n’ont pas d’ailleurs autant à souffrir qu’on le supposait des effets des crues et des débâcles de glaces, elles sont évidemment moins exposées que les piles de ponts et, que les ouvrages à Ja mer ; et l’expérience prouve que des maçonneries bien faites, avec de bons matériaux et sur de bonnes fondations, résistent à ces causes de destruction.

Enfin, il n’est pas démontré que les barrages fixes eux-mêmes produisent un relèvement du fond à l’amont. Voici comment M. Minard s’explique sur ce point, dans son Cours de Navigation (page 103) :

« On pourrait croire, dit-il, que le fond d’une rivière tend à s’exhausser en amont d’un « barrage, puisque cette construction mettant obstacle aux courants de fond, la tranche de « moindre vitesse au devant du barrage doit favoriser le dépôt des troubles. Cependant les « sables et graviers, et quelquefois même les cailloux, n’y restent pas, ou s’ils y restent

« sur la fin des crues, il paraît qu’ils sont enlevés et entraînés par les crues suivantes, car « à la longue ils ne s’y accumulent pas : au moins les exceptions sont-elles assez rares.

« Toutefois, il se forme souvent un prisme triangulaire de dépôt, s’appuyant sur la face « amont du barrage et finissant à quelques mètres plus haut. Peut-être est-ce ce plan in- « cliné qui facilite le passage des gros cailloux qu’une faible vitesse peut alors rouler. »

Cependant, bien que les principales objections faites à la canalisation en lit de rivière n’existent plus, il ne faut pas en conclure que ce système doit toujours être préféré à la canalisation latérale.

Premièrement, la canalisation en lit de rivière ne remédie pas à l’interruption de la navigation pendant les crues. J’ai expliqué dans le premier volume (page 10) que sur chaque cours d’eau la circulation des bateaux cesse quand la rivière dépasse une certaine hauteur. Or, si le régime du cours d’eau est tel que le nombre moyen annuel des jours pendant lesquels cette interruption a lieu est considérable, on comprend que la canalisation en lit de rivière peut ne pas répondre convenablement aux besoins du commerce qui réclame une navigation continue.

Secondement, si le lit du cours d’eau présente une grande mobilité, il pourrait arriver qu’à la suite d’une crue les barrages et les écluses soient complètement ensablés et hors d’état d’être remis en service à moins de travaux dispendieux.

Cette même mobilité excessive du fond aurait en outre l’inconvénient d’exiger des fondations profondes et coûteuses.

En pareil cas la canalisation latérale peut être préférable.

M. Mary dit dans son Cours de Navigation (tirage de 1867, page 109) « qu’avant d’entre- « prendre le canal latéral à la Loire, qui s’étend sur 240 kilomètres de Roanne à Châtillon, « on avait examiné la question de savoir si l’amélioration de la navigation de la Loire ne « serait pas préférable, mais que la pente excessive de ce fleuve, la grande largeur du lit « de ses hautes eaux qui auraient rendu les travaux très-coûteux et surtout l’impossi- « bilité d’assurer par la rivière une navigation à peu près constante, firent préférer le canal « latéral. »

Sans vouloir ici critiquer cette préférence, je trouve que les raisons données à l’appui par M. Mary ne sont pas suffisantes et que la mobilité du lit de la Loire aurait dû être mentionnée et étudiée à ce point de vue.

Troisièmement, les dépenses de canalisation en lit de rivière augmentent en proportion de la largeur du lit occupé par les plus hautes eaux de navigation. Or, il peut arriver que cette largeur soit considérable et occasionne des frais de construction et d’entretien plus élevés que pour un canal latéral.

Sous ce même point de vue du prix d’exécution, la canalisation en lit de rivière a pour conséquence, l’expropriation des usines hydrauliques existant antérieurement sur le cours d’eau et quelques-unes d’entre elles peuvent représenter un capital fort élevé. Mais il faut ajouter qu’après l’exécution, de nouvelles chutes sont créées et peuvent dans certaines limites faire l’objet de concessions qui viennent en compensation des dépenses d’acquisition des anciennes usines.

Quatrièmement, l’eau d’une rivière conserve toujours une certaine vitesse qui augmente

dans un sens les dépenses de locomotion des bateaux. Cette vitesse est généralement faible en temps de basses eaux, quand les barrages sont dressés, mais elle reprend son intensité naturelle en eaux moyennes quand les barrages sont couchés. Pendant cette période de navigation libre, la remonte devient d’autant plus coûteuse que la vitesse est plus grande et si le sens du trafic est principalement de l’aval vers l’amont, il peut en résulter un surcroit de dépense assez notable pour que le commerce soit disposé à abandonner la voie navigable ou à préférer un canal latéral.

Si au contraire le trafie'està la descente, Ta vitesse de l’eau vient en aide à la marche des bateaux.

Cette objection à la navigation en lit de rivière, a perdu beaucoup de son importance depuis l’application du touage, mais elle conserve cependant une certaine valeur quand il s’agit d’un fleuve dont la vitesse est considérable.

Si la pente est forte, il faut beaucoup de barrages pour canaliser, et alors l’économie peut se trouver en faveur d’un canal latéral.

Le Rhône entre Lyon et Arles en offre un exemple. Sa pente est de 158 mètres répartis sur 287 kilomètres. -oocïs'

Si on suppose une canalisation avec 53 barrages coûtant chacun 1 ,500,000 francs, on aura une dépense de 80 millions, tandis qu’un canal latéral à raison de 250,000 francs le kilomètre ne coûterait que 72 millions tout en présentant l’avantage de la continuité, de l’alimentation des villes, de l’irrigation, du raccourcissement du parcours, etc.

La canalisation latérale présente en général certains avantages :

Elle assure en tout temps, sauf pendant les glaces, une navigation également facile dans les deux sens ;

Elle peut être mise à l’abri des crues et de leurs effets fâcheux ;

Les frais de locomotion des bateaux y sont notablement réduits dans un sens, ainsi que la longueur du parcours.

Mais la canalisation en lit de rivière coûte souvent moins cher à établir, elle respecte les dispositions créées par la nature et conserve autant que possible les industries existant anciennement le long du cours d’eau.

Canalisation mixte. Ces diverses considérations conduisent souvent à adopter un système mixte en plaçant la voie navigable tantôt en lit de rivière et tantôt en dérivation, suivant les difficultés successives que l’on rencontre sur le parcours.

C’est ce qu’on a fait pour le Doubs, pour la Somme, pour l’Aisne, pour la Scarpe et pour d’autres rivières.

Dans cette cinquième partie du cours je m'occuperai exclusivement, comme je l’ai déjà dit, de la canalisation en lit de rivière, et je laisserai de côté tout ce qui concerne spécialement les canaux latéraux ou les canaux à point de partage, dont l’étude est réservée à une autre section du Cours cle Navigation.