SYSTÈME CARRO

M. l’ingénieur Carro, attaché à la navigation de la Marne, a proposé un système de barrage mobile qui emprunterait, comme les précédents, sa force motrice au cours d’eau sur lequel il serait établi, mais qui, suivant l’inventeur, pourrait s’appliquera des ha-uteurs pour lesquelles le système Desfontaines ne conviendrait plus. Le nouvel appareil aurait en outre l’avantage de servir de régulateur en s’abaissant peu à peu de lui-même à mesure que le débit de la rivière augmente.

Voici la description que donne M. Carro, dans une brochure publiée en 1870.

« Réduit à la plus grande simplicité de son principe, l’appareil que nous proposons « comprend (PI. 39, fig. 1 , 2) un système de deux hausses réunies à leur sommet par des « charnières et qui, s’appuyant sur des essieux en bois terminéspar des tourillons munis de « galets, roulent sur des rails de chemin de fer disposés parallèlement au fil de l’eau.

« Des bielles adaptées par articulation à la hausse d’aval, en un point situé au dessous « de son milieu, viennent s’attacher par une seconde articulation à des points fixes district bués sur une ligne droite transversale au courant et parallèle à la crête du barrage. Une « enclave ou chambre de 0 m. 50 c. àO m. 60 c. de profondeur se trouve ménagée sous les « hausses.

« Lorsque ces dernières sont levées de manière à former barrage, elles offrent dans leur « ensemble l’aspect d’un triangle isocèle (Fig. 1), dont le sommet représente la crête du « déversoir. Pour faire disparaître l’obstacle qu’elles présentent au courant on les fait « glisser, ou plutôt rouler en sens contraire l’une de l’autre, de telle sorte qu’elles viennent « se coucher sur le radier en ne formant plus pour ainsi dire qu’un plancher recouvrant « celui-ci. On peut encore considérer les deux hausses comme n’en constituant qu’une seule « articulée en son milieu par une brisure qui joue sous la pression de l’eau, lors des ma- « nœuvres du barrage.

« Si l’on considère les deux hausses dans la dernière position examinée, et si l’on « suppose que par un système particulier de ventelles dont nous parlerons plus loin, on « mette en communication avec le bief d’amont la chambre qu’elles recouvrent, l’eau intro-

« duite exercera, en vertu de la dénivellation qui existe de l’amont à l’aval, une sous pression « représentée par cette dénivellation ou plus exactement encore par la force vive du « courant.

« La hausse d’amont aura sa face inférieure au moins autant pressée que sa face supé— « rieure. Quant à la hausse d’aval, elle subira nécessairement une sous pression qui « l’obligera à se lever, de telle sorte que les bielles tournant autour des articulations « qui les terminent, l’essieu de cette hausse, arrondi sur une partie de son contour, se « meuve en affleurant le plan horizontal du radier. La rotation s’accomplira jusqu’à ce qu’il « y ait équilibre entre la pression d’eau qui sollicite la hausse et la réaction des bielles « et des rails sur lesquels roulent les galets dont sont munies les extrémités de cet essieu.

« Pour effectuer l’opération inverse, il suffira d’interrompre la communication de la « chambre des hausses avec l’amont et de la mettre en relation avec le bief d’aval. L’eau « contenue dans cet espace et excédant le niveau inférieur s’écoulera ; la sous pression dont « est chargée la hausse d’aval disparaîtra, tandis que d’un autre côté l’équilibre dans lequel « se trouvait celle d’amont sera détruit ; le moment de la force supérieure projettera sur le « radier cette dernière, qui dans son mouvement entraînera sa conjuguée d’aval, en la « faisant rouler sur la voie de fer. Tel est le principe de l’appareil proposé, au sujet duquel « nous allons entrer dans quelques détails.

« La description précédente montre que la hausse d’amont n’oppose aucune résistance « au soulèvement de cet appareil, puisqu’elle est en équilibre, sinon même soumise à un « léger effort de soulèvement dû à la pente de l’eau entre l’origine de l’aqueduc alimentaire « et l’orifice de communication 1 .

« Il est même à remarquer, que lorsque l’appareil fonctionne à pleine charge, cette hausse « d’amont ne joue qu’un rôle passif, et que son influence ne se fait sentir qu’au moment de « l’abaissement partiel ou complet du système.

« Si l’on suppose cet appareil entièrement couché sur le radier, la hausse d’amont s’op- « pose au redressement spontané de la hausse d’aval qui, par l’effet de la position jle son « axe de rotation au dessous du milieu de sa longueur, céderait sans sa présence à l’action « du courant.

« Cette situation de l’axe par rapport au milieu de la hausse explique le mouvement de « relèvement de celle-ci, lorsqu’elle est sous l’influence de la sous pression.

« Soit en effet C (Fig. 3, pl. 39), la position du centre de sous pression sur la hausse cc d’aval, lequel correspond au milieu même de celle-ci lorsqu’elle est complètement « immergée sous l’eau. Si ce point C est en amont de l’articulation D de la bielle, la force « de sous pression II se décomposera en deux autres forces parallèles, mais de sens con- « traire, P et Q respectivement appliquées aux points D et B. La force P déterminera la « rotation de la bielle autour du point K, tandis que la force Q appuyant la culasse de la « hausse sur son chemin de fer, obligera cette dernière à se redresser.

« Nous avons donc choisi pour le point d’attache des bielles un point dont la position « fut toujours inférieure. à celle que prend le centre de sous pression dans les différentes

1 Cette démonstration demanderait plus de développements et en particulier un calcul de moments.

« phases du mouvement ascendant des hausses. En supposant la chambre de celles-ci <■( constamment remplie d’eau à la pression d’amont, on sait que le point d’application de « la sous pression est compris entre le tiers et le milieu de la hausse d’aval, la première « position correspondant au cas extrême où il n’y aurait aucune contre pression d’eau, et « la seconde à celui où cette hausse serait complètement noyée sous le niveau du bief « inférieur. Si donc on place l’articulation D de la bielle au tiers de la hausse à partir du cc bas, on sera certain que le centre de sous pression sera toujours au dessus de cet axe, « et qu’il ne coïnciderait avec lui que dans le cas où le radier serait découvert à l’aval.

« C’est cette dernière position qu’il faudrait adopter pour un déversoir dont la partie « fixe ne serait pas toujours submergée par l’eau du bief inférieur.

« Pour une passe navigable où la contre pression existe, il n’y a aucun inconvénient « à placer le point d’attache de la bielle au centre de sous pression même, en tenant compte « de cette contre pression de l’eau d’aval.

« Dans l’appareil qui nous occupe, la charge se réduit à un effort d’extension supporté « par les tirants ou bielles qu’on peut multiplier en aussi grand nombre qu’on veut, mais « deux suffiront évidemment pour chaque hausse d’aval.

« Ces bielles peuvent s’attacher à un seuil fixé au radier et dont la tendance à être « soulevé ou arraché se trouve très-facilement annulée.

« On peut encore recourir dans le même but à des rails en fer suspendus sur la chambre « des hausses et utilisant, pour résistera la traction des bielles, les poids des pierres des « plates-bandes qu’ils rendent solidaires les unes avec les autres. C’est cette seconde dispo- « sition qui est représentée sur la planche 39.

« Lorsque deux hausses conjuguées sont couchées sur le radier, on comprend que quelque « faible que soit le jeu laissé entre celle d’amont et la surface du dallage, le courant puisse « s’introduire dessous et la soulever. On ne réussirait pas, en effet, à la maintenir au fond « de l’eau, si cette tendance n’était combattue par une disposition particulière.

« On pourrait s’opposer au soulèvement en employant, au lieu de simples rails, des fers « à double formant des coulisses dans l’intérieur desquelles glisseraient les tourillons « terminant les essieux.

« Nous avons choisi un autre moyen qui nous offrait plus de sécurité pour prévenir l’in- « troduction sous la hausse, des sables susceptibles, dans certaines circonstances, d’en « paralyser les mouvements.

« Dans la disposition à laquelle nous nous sommes arrêté, la hausse d’amont se compose « d’un cadre qui n’est revêtu d’un bordageque sur une partie de sa longueur, toute la partie « inférieure est à jour. Une troisième hausse que nous désignerons sous le nom d’écran est « adaptée en amont, au moyen de charnières, à un seuil fixé sur le radier. Cet écran se « rabat vers l’aval, recouvrant le vide laissé dans la partie inférieure de la hausse d’amont ; « des galets dont est munie sa traverse supérieure facilitent le glissement de cette hausse, « qui soulève l’écran en se redressant elle-même dans le mouvement d’ascension de la crête « du barrage.

« L’introduction de ce nouvel organe ne modifie en rien le jeu de l’appareil. L’eau qui cc pénètre animée de sa force vive dans la chambre des hausses, exerce une pression sur

« celle d’aval qu’elle oblige à se mouvoir, tandis que celle d’amont et son écran se trouvent « en quelque sorte renfermés dans un milieu stagnant, pressés également sur leurs deux « faces et n’opposant par conséquent aucune résistance au mouvement que leur imprime la « première.

« Un barrage ou un pcrtuis se compose d’une série de couples de hausses conjugées, « semblables à celles que nous venons de décrire sommairement.

« Toutes les hausses d’aval faisant partie de l’appareil mobile du barrage sont simultané- « ment soumises à l’influence de la même sous pression 1. Il pourrait néanmoins arriver que « le frottement d’une charnière, résultant d’une insuffisance du jeu de l’articulation, rendit « un couple de hausses un peu plus indécis qu’un autre à se mouvoir ; ou bien encore on « peut admettre que le courant intérieur établi au moment de la manœuvre des ven telles de « prise d’eau, ne rendant pas la sous pression .instantanément uniforme sous tous les « couples de hausses., ils aient une tendance à ne se soulever que successivement.

« Si ces couples de hausses conjuguées étaient indépendants les uns des autres, le départ « de leur soulèvement, provoqué par la pression hydraulique, ne serait peut-être pas simul- « tané sur toute la longueur du barrage ; il seraitâ craindre que l’un d’eux, en se soulevant, « se séparât du couple voisin ; il se formerait alors entre les deux une ouverture qui, lais- « sant échapper l’eau intérieure, annulerait la sous pression et ferait manquer la manœuvre. « Mais il est facile de prévenir ce défaut de coïncidence dans les différentes phases du « mouvement.

«' Les conditions d’équilibre dans lesquelles se trouvent les hausses sont, avons-nous « dit, sensiblement les mêmes2 et ne peuvent différer que très-peu dans l’application. Si « donc nous supposons qu’on réunisse par une longrine les hausses s’abaissant du même « côté, elles deviendront solidaires et obéiront simultanément aux^forces qui tendent à les « déplacer.

« Est-il à craindre que les deux charnières qui réunissent à leur sommet les hausses « d’amont et d’aval du système proposé, n’aient pas un axe parfaitement rectiligne, et « qu’il en résulte des résistances passives de nature à nuire à la manœuvre ? Nous avons « donné par précaution à ces charnières un arbre de rotation unique, de sorte que chaque « couple de hausses, considéré à part, ne peut faire naître une telle appréhension.

« Quant à la rectitude de la ligne formée de la série des différends axes, il n’y a pas lieu « de redouter quelle puisse être faussée, de manière à paralyser le mouvement d’ensemble « de toutes les hausses. La longrine qui les rend solidaires est fixée par des boulons placés « dans les entredeux qui séparent les couples voisins. Il en résulte un certain jeu qui laisse « à ces hausses la liberté de prendre un léger déplacement transversal analogue à celui « d’un wagon dans l’intervalle des rails de la voie qu’il parcourt.

« On pourrait encore, pour atteindre le même but, supprimer la longrine qui assemble « entre eux les différents couples d’une travée, et ne donner aux articulations supérieures « de toutes les bielles qu’un seul arbre de rotation établissant la même solidarité.

i Abstraction faite de la perte de charge dans le conduit.

Variation progressive de la hauteur du barrage.

<r Le jeu laissé entre les hausses de deux couples voisins peut être aussi restreint que possible, et la direction imprimée au mouvement de ces hausses par les rails en réduit, dans d’étroites limites, les variations. Il est bon de remarquer d’ailleurs que les vides des entredeux des hausses d’amont agiraient toujours en sens inverse de ceux des hausses d’aval, et que si les uns tendaient à nuire à la manœuvre les autres la favoriseraient.

« Deux prises d’eau aux extrémités du déversoir ou du pertuis ne sont pas nécessaires pour la manœuvre, une seule suffirait sans doute. La seconde ne serait probablement indispensable que dans le cas où la rivière à canaliser atteindrait une largeur considérable, qui motiverait une longueur de déversoir supérieure. à celles généralement adoptées. Cependant, si l’on peut se dispenser de ménager une seconde prise d’eau, nous croyons utile de réserver dans le corps de l’épaulement opposé un aqueduc évacuateur, pour donner la faculté d’opérer dans la chambre des hausses les chasses destinées à la nettoyer. « Si, pour un barrage d’une grande longueur, on redoutait un effet de gauchissement, on n’aurait qu’à diviser ce barrage en plusieurs travées, composées de hausses solidaires les unes des autres. De petites piles très-minces, percéespour la communication des chambres ménagées dans le radier et séparant les divers groupes de hausses, rempliraient le rôle de diaphragmes établissant leur indépendance.

« La division du barrage en plusieurs travées aurait d’ailleurs cet avantage que, dans l’éventualité d’une réparation à venir, elle servirait à isoler au moyen de batardeaux, dont elle favoriserait l’établissement, la travée comprenant le travail à exécuter. La réparation pourrait s’effectuer pendant le fonctionnement du barrage, puisque les deux tronçons pourraient être alimentés respectivement par l’une et l’autre extrémité.

« Un des caractères de l’appareil proposé, c’est de permettre de faire varier à volonté la hauteur du barrage.

« Si une crue vient à se manifester, il nous semble facile de faire subir aux hausses un abaissement partiel qui maintienne l’eau d’amont à un niveau sensiblement constant, jusqu’au moment où le relief de la partie mobile devra entièrement disparaître.

« En effet, le système de ventellerie dont l’idée se présente la première à l’esprit pour établir et interrompre alternativement la communication de la chambre des hausses avec les biefs d’amont et d’aval, consiste en deux ventelles placées dans l’aqueduc longitudinal de prise d’eau, l’une en avant, l’autre en arrière de l’orifice transversal. Or, qu’on abaisse de quelques centimètres la ventelle alimentaire et qu’on élève d’une quantité correspondante la ventelle de décharge, l’eau dans l’intervalle qui les sépare prendra bientôt, par l’effet de cette manœuvre, un niveau intermédiaire aux deux retenues d’amont et d’aval, la pression intérieure diminuera et les vannes d’amont entraînant leurs conjuguées, s’abaisseront jusqu’à ce qu’un nouvel état d’équilibre venant à se produire, leur mouvement se trouve arrêté.

« Quelques tours de clef suffiront donc pour pouvoir faire varier à volonté la position de la crête du déversoir.

« Nous avons vu que les deux ventelles se manœuvrent toujours en sens contraire l’une de l’autre, c’est-à-dire qu’au moment où l’une se lève l’autre doit s’abaisser, et que le jeu de l’appareil est fondé sur le rapport plus tôt que sur la grandeur absolue des ouvertures.

« II résulte de cette condition qu’en réunissant les tiges des deux ventelles par un balancier, « comme l’a fait M. Desfontaines, on pourrait effectuer la double manœuvre simultanément « au moyen d’nn seul cric.

« Cependant il nous parait préférable, dans cette circonstance, d’appliquer un autre « système de ventellerie qui jouit de la propriété d’être automobile et de mieux faire « remplir au barrage l’office de régulateur de retenue.

(Ce système de ventellerie a été décrit à la fin du chapitre VIII de ce volume, et il est représenté sur la planche 29, fig. 7).

« Un déversoir et surtout une passe navigable construits suivant le système qui vient « d’être décrit, présenteraient l’avantage de ne pas produire au moment de leur ouverture « un écoulement de fond toujours funeste à la conservation de l’arrière radier. La crête de « l’appareil mobile, en s’abaissant graduellement sur toute sa longueur, donnerait lieu à un « courant superficiel plus inoffensif. »

On voit par cette étude que le système proposé se distingue par des dispositions simples et ingénieuses, dont l’ensemble paraît rationnel. M. Carro a d’ailleurs introduit, en 1872, quelques améliorations au type primitif qui vient d’être décrit :

Dans la crainte qu’une variation de pression dans le conduit inférieur ne produise un gauchissement dans les poutrelles qui relient entre eux les divers couples de hausses, il a modifié ce mode de solidarisation. Le moyen auquel il s’est arrêté permettrait, d’après l’inventeur, d’adopter d’assez longues travées, même sans piles intermédiaires faisant office de diaphragmes. En outre, dans la nouvelle disposition, la vanne écran qui devait se rabattre sur la hausse d’amont est supprimée et remplacée par une simple plaque de tôle, espèce de couvre joint fixe, analogue à celui qui recouvre et maintient le bout de la culasse d’une hausse couchée dans le système Krantz. (PL 39, fig. 10.)

Mais, comme je l’ai déjà dit, c’est à l’expérience qu’il appartient de décider du mérite d’un nouveau système quelconque de barrage mobile.

Observation.

Description.