DIVISIONS VERTICALES

DÉSIGNATION des boucliers.

DIA.MKTRE exUVieur.

NOMBRE de divisions

OBSERVATIONS

Hudson

Rivière Saint-Clair .

Blackwall

Rivière de l'Est.

Mètres.

^ 1 s'étend sur les 4 étages et le- , 2 autres sur les étages intermédiaires seulement.

La cloison. — La cloison, qui isole Tavant-bec ou chambre dt travail, a été imaginée par Peler William Barlow en vue de pouvoir arrêter l'invasion du souterrain par Teau ou les déblais en ca5 de travail sous une rivière à Tair comprimé. Mais dans les boucliers du type dit Greathead, elle a cessé de pouvoir remplir re but; on a si bien oublié sa raison d'être que Ton a fait passera travers cette ouverture les étais soutenant le blindage du front Jt taille. Son rôle s'est borné à raidir et à consolider Tenveloppe, et i servir de base d'appui aux vérins d'avancement. Elle est généralement formée de tôles renforcées par des poutres et comporte Je larges ouvertures normalement ouvertes qu'il est tout au plus possible de barricader, en cas d'accident.

Ce type de cloison se retrouve au souterrain de la Tour de Londres, au City and South London Railway, aux souterrains du port et du District Railway à Glasgow, aux siphons de Clichy et de la Concorde et au Waterloo and City. Ce n'est plus qu'un disposilii pouvant permettre d'enrayer un accident ou la rencontre imprévue d'un mauvais sol. Mais ce serait une erreur de s'en servir couramment en mauvais terrain comme on l'avait fait à Melbourne.

Dans les terrains durs, où l'invasion d'eau n'est plus à crainJr^ la cloison a été franchement supprimée et les divisions horizontales et verticales jouent seules le rôle de renforcement de UH' veloppe. Tel est le cas du bouclier de station du Waterloo and Gif}-

Avec des terrains dangereux, il faut, au contraire, diminuer les ouvertures et se tenir toujours prêt à les fermer. S'il s agi

des terrains mous de la deuxième catégorie, elles doivent être réduites, soit à une porte unique en bas par où doivent s'écouler tous les déblais, comme au projet du Norlh and South Woolwich, à la rivière Saint-Clair, à la Mersey, soit à un grand nombre de petites portes correspondant aux diverses cellules de la chambre de travail, comme à THudson et à la rivière de l'Est.

Lorsque le terrain est très mauvais, il peut arriver qu'en présence d'une invasion violente, il ne soit pas possible de fermer les portes, si petites qu'elles soient; et il semble utile de les compléter par le système de trappe, déjà prévue par Greathead au souterrain de Woolwich et appliqué à la Mersey où il a rendu les plus grands services.

Reste le cas d'un terrain ébouleux, qui n'est cependant pas assez mou pour couler de lui-môme et qu'il faut venir fouiller dans la chambre de travail (3® catégorie). Il y a lieu ici de distinguer deux cas : celui des terrains dangereux comme les sables et graviers aquifères sous une rivière ou à proximité de son lit, et celui des sables secs ou ne contenant de l'eau qu'en petite quantité. Dans ce dernier cas, des éboulements dont les conséquences seraient graves, peuvent être redoutés, mais ils s'arrêteront d'eux-mêmes, dès que les terres auront pris un talus plus ou moins allongé et la cloison devient parfaitement inutile; comme elle est évidemment une gêne pour l'évacuation des déblais, il vaut mieux la supprimer, comme cela a été fait dans le bouclier Beach de New-York et Cincinnati et dans les deux boucliers du collecteur de Clichy.

Avec les nappes aquifères abondantes, l'invasion totale de la galerie par l'eau et le sable constituerait un désastre, et il faut conserver la cloison et même s'assurer le moyen de pouvoir en fermer rapidement toutes les ouvertures, quelles que soient la rapidité et la violence de l'invasion. C'est dans ce but que Brunel avait subdivisé son front d'attaque en une série de petites cellules, de manière à pouvoir isoler la partie dangereuse; mais son mode de fermeture avec des boisages placés à la main contre les nervures des cadres était lent. Dans son premier brevet, il avait prévu une véritable cloison et il n'y renonça que lorsqu'il fut obligé de fractionner son bouclier. Il en subit les conséquences inévitables et le souterrain fut envahi à diverses reprises. Avec le

retour au bouclier d'une seule pièce, réapparut immédiatement d avec juste raison, la cloison; mais malheureusement cette cloisa empêchait de consolider le blindage du front de taille. Il ékil impossible en effet de buter ce blindage contre le bouclier luimême, sans arrêter Tavancement. On ne pouvait plus songer comme avec le bouclier de Brunel, à reporter la charge contre les parties du bouclier au repos; il parut donc indispensable d'aller chercher un point d'appui au delà de la cloison contre le revêtement définitif. C'est la solution du City and South London; elle avait k grave inconvénient de rendre impossible la fermeture de la cloison dont elle annihilait tous les avantages et devait fatalement aboutir à un désastre, comme celui de Melbourne. Pour tourner la difficulté, la première idée émise fut de renoncer à pénétrer dans la chambre de travail tenue constamment close par une cloison étanche, et d'effectuer le déblai en avant au moyen d'outils manœuvres de l'arrière de la cloison qu'ils traversent dans des boîtes étanches. Tel fut le principe du déblai sous l'action d'un jet hydraulique projeté pour le souterrain de la Mersey, mais ce procédé ne pouvait réussir qu'avec un terrain absolument homogène. Son choix était particulièrement inapplicable à la Mersey où le >ol variait constamment; aussi ne put-il fonctionner et dut-on se contenter de limiter les accidents par le système de la trappe? Ine autre tentative de ce genre a été faite par M. Mackensen à Berlin; elle paraît s'être heurtée à une autre difficulté : les outils peuvent bien être appropriés à la nature du terrain à travailler, mais en somme leur fonction consiste à provoquer une série de petite éboulements successifs, dont rien ne permet de régler Tiniporlance et de limiter l'étendue. Il est par suite inévitable que des affouiJlements se produisent en dehors de la section du souterrain et provoquent des tassements à la surface. La solution défini^^^ paraît avoir été trouvée au Blackwall avec les volets, qui glissenl sur leurs supports pendant que le bouclier avance, et dont il sera reparlé à propos du blindage du front d'attaque.

En résumé, sauf pour les terrains durs de 1'*' catégorie et les terrains ébouleux secs ou légèrement mouillés, la cloison est une nécessité; elle doit être munie d'ouvertures petites pouvant toujours être fermées rapidement.

Corps du bouclier. — Le corps du bouclier, qui comprend la partie entre la cloison et la queue n'a d'autre utilité que de loger les organes de cet engin, vérins, sas à air, grues de levage, pompes de compression, machines motrices, etc. En lui-même, il ne présente aucune utilité, constitue un excédent de poids coûteux et, en allongeant le bouclier, une gêne pour le passage dans les courbes. Il est utilisé cependant, pour reporter sur le terrain le poids du bouclier et des terres qu'il supporte, dans le cas d'un avant-bec en visière et de l'emploi d'une queue seulement à la voûte. Il faut en tout cas s'efforcer de raccourcir le plus possible cette région.

Dans les premiers boucliers, l'enveloppe a été renforcée, dans rétendue du corps, à Taide d'un fort anneau en fonte servant en même temps de logement aux vérins. Tel fut le cas des boucliers des souterrains de la Tour de Londres, du City and South London Hy, de la Mersey, de Glasgow, des siphons de Clichy et de la Concorde, du Waterloo and City Ry, et de tous les petits boucliers analogues. Mais cet anneau de fonte augmente très vite de poids avec le diamètre et doit bientôt céder la place à des goussets et à des poutres en fer et en tôle. Quand ce renforcement de l'enveloppe a déjà été adopté dans la chambre de travail, comme à Flludson, à la rivière Saint-Clair, à la rivière de l'Est, rien n'empêche de profiter de l'espace libre entre ces goussets et les deux enveloppes pour y placer les vérins, et le corps du bouclier disparait, ce qui est une excellente solution. Elle suppose malheureusement qu'il n'y a pas d'autres engins à loger que les vérins. S'il est utile d'isoler la chambre de travail par des sas à air, s'il y a besoin de placer des pompes de compression et des moteurs, il faut conserver le corps du bouclier. La disposition du bouclier de Blackwall avec ses cloisons successives est parfaitement rationnelle, quoiqu'elle conduise à allonger le bouclier.

Il serait facile, au contraire, et désirable d'améliorer les dispositions des boucliers du collecteur de Clichy. Rien n'oblige d'abord à encombrer les planchers des compresseurs et des dynamos qui les conduisent. D'ailleurs, les deux énormes poutres elliptiques employées pour renforcer l'enveloppe, qui perdent énormément de place, peuvent être réduites. On verra plus loin qu'il eût été

facile de donner aux vérins un diamètre bien moindre, et^ par suite de réduire au moins d'un tiers la hauteur de ces poutres. Mais il y a plus : si de solides divisions verticales et horizontales avaient été substituées aux poutres, il n'était plus nécessaire de demander à ces poutres de porter toute la charge, ce à quoi elles sont mal appropriées, puisqu'elles peuvent et doivent Qéchir au risque de disloquer tout le système. De simples goussets auraient alors suffi pour porter les vérins. Ces derniers pouvaient être logés en partie dans Tavant-bec, ou tout au moins reculer jusqu'à remplacement de la première poutre actuelle; et, comme rien n'oblige à allonger indéfiniment leurs tiges, ainsi qu'il a éié fait, ce n'est plus eux qui eussent exigé un corps bien long. Doit-on craindre qu'en raccourcissant ce corps, le bouclier ne s'enfonce dans le terrain sous la charge, et est-il nécessaire de l'allonger lorsque les saillies de Tavanl-bec et de l'arrière-bec augmentent la surface du toit à soutenir? Cette crainte est absolument chimérique. Il a été démontré, à propos delà rivière Saint-Clair qu'un souterrain était beaucoup plus léger que la terre dont il occupe la place. Dans l'espèce, le cube fouillé par mètre courant est de 33 m' et, en prenant pour la terre un poids minimum de i 600 kg. par mètre cube, la terre enlevée pèse 3S X 1 600, soit 56 l. par mètre courant, c'est-à-dire un poids presque égal à celui de tout le bouclier. Non seulement la charge sur le toit n'est pas dangereuse, mais elle devient même nécessaire pour empêcher le bouclier de se soulever, dès que le souterrain se trouve dans un terrain mou et fluide. Il n'y a en tout cas jamais lieu de craindre d'enfoncement dans les terrains meubles mais incompressibles comme les sables et les éboulis, et rien ne force à donner au corps une longueur exagérée de 3 à 4 m.

En résumé, dans ce type de bouclier, le corps doit être réuni à la chambre de travail, les grandes poutres elliptiques supprimées et remplacées par des divisions horizontales et verticales, les vérins attachés à ces divisions et à l'enveloppe par des goussets et reportés aussi près de l'avancement que le permettent les besoins du travail. Le corps se trouvera ainsi considérablement réduit de longueur ; ce qui donnera une grande économie de poids et plus de facilité pour passer dans les courbes.

Queue. — La queue sert à construire le revêtement définitif. Elle doit être absolument lisse pour glisser aisément entre ce revêtement et le terrain et aussi mince que possible pour éviter d'exagérer le vide qu'elle laisse en se retirant et de provoquer ainsi des tassements.

Avec le revêtement en fonte, elle a généralement une longueur égale à celle de un ou deux anneaux et s'étend sur tout le périmètre du souterrain.

Dans les terrains durs ou secs, dans lesquels la cloison est supprimée, cette dernière condition est souvent inutile et c'est avec raison qu'au bouclier du souterrain de Clichy la queue est limitée à la voûte et arrêtée au niveau des naissances. Elle est toutefois considérablement allongée, de manière à permettre d'exécuter simultanément 3 anneaux de maçonnerie ; mais, comme elle n'a besoin d'être lisse que sur la longueur du dernier anneau de voûte, rien n'a empêché de placer les renforcements que nécessitait la grande longueur de l'enveloppe. Ces renforcements ont consisté en goussets attachés à la poutre elliptique. Ces goussets sont fort encombrants et, à la traversée d'éboulis, ils ont fléchi. D'ailleurs avec la suppression demandée de cette poutre, ils ne pourraient plus exister. Il vaudrait bien mieux faire porter cette partie de l'enveloppe par les divisions verticales, coupées en léger surplomb, en intercalant de petites poutres beaucoup moins hautes. On assurerait ainsi une rigidité absolue avec infiniment moins de poids et d'encombrement.

Longueur totale. — La longueur totale dépend de la longueur de l'avant-bec ou chambre de travail, du corps et de la queue, qui viennent d'être étudiés successivement. 11 suffira ici, sans reprendre la discussion, de donner un tableau récapitulatif des longueurs adoptées dans les divers boucliers. Il est toutefois intéressant de remarquer que cette longueur tolale croît moins vite que le diamètre ; on sera donc au-dessus de la vérité en la supposant égale au diamètre.

Vérins. — Les vérins peuvent être examinés au triple point de vue de leur espacement, de l'efTort que chacun d'eux peut déve-

lopper, de Teffort total disponible, de la pression et du mode de fourniture de Teau employée. Les dispositions servant à reporter l'effort sur le revêtement définitif seront mieux à leur place avec l'étude de ce revêtement.