CHAPITRE PREMIER

Premières tentatives. — Les ingénieurs anglais se sont de tout temps préoccupés de créer des moyens de communication entre les deux rives de la Tamise, à Taval du Pont de Londres. Dans cette partie de la rivière, les docks et les nécessités de la navigation rendent impossibles la construction de ponts fixes ou de bacs répondant aux besoins du trafic. Cette difficulté a forcément amené à étudier le percement de galeries souterraines sous le lit de la rivière. Un premier essai fut tenté en 1798 par un ingénieur nommé Dodd, entre Gravesend et Tilbury, mais le capital de l'entreprise se trouva épuisé avant même que ses promoteurs aient pu réussir à descendre un puits.

L'idée fut reprise par un mineur, nommé Yazie, que son habileté avait fait surnommer € la Taupe », et une compagnie se constitua en 1805 pour la construction d'un tunnel à Limehouse. Elle réussit, à grand peine, à forer, à 300 pieds (91,44 m.) de la rivière, un puits de 13 pieds (3,96 m.) de diamètre et de 33 pieds (10,67 m.) de profondeur. L'argent étant venu à manquer, il fallut réduire le diamètre du puits à 10 pieds (3,05 m.) ; il fut descendu jusqu'à

68 pieds (20,73 m.) au-dessous du niveau des hautes eaux. A ce moment, TingénieurTrevilhick fut adjoint au mineur Vazie. Avant d'atlaquer le souterrain, il sembla prudent d'exécuter une petite galerie de recherche de 5 pieds (1,52 m.) de hauteur, 3 pieds (0,91 m.) de largeur à la base et 2 pieds 6 pouces (0,76 m.) do largeur au sommet. Celle galerie, commencée le 17 août 1807, atteignit, le 19 octobre de la môme année, une longueur de 394 pieds (120,09 m.), sans grandes difficultés, dans un sable vert sec. A partir de ce moment, l'ingénieur Trevilhick resta seul chargé du travail et le mineur Vazie, malgré son dévouement, fut congédié.

Le travail se continua rapidement jusqu'à 359 pieds (170,38 m.). A cette distance la galerie fut rejetée parallèlement à elle-même à 23 pieds (7,01 m.) plus à l'ouest, dans le but de reconnaître le terrain. L'avancement se poursuivit à raison de 11 pieds 3 pouces (3,43 m.) par jour jusqu'à environ 814 pieds (248,10 m.). A partir de ce point, la galerie sortit du sable et pénétra dans un banc de roche calcaire très dur ; pour éviter ce banc, la rampe très faible qui avait été primitivement donnée à la galerie, sur les 922 pieds (281,02 m.) déjà exécutés, uniquement pour assurer l'écoulement des eaux, fut augmentée et portée à 1/9 (0,11 m.) par mètre. L'ouvrage ne larda pas à pénétrer au-dessus du rocher dans un banc de sable et d'argile avec coquillages qui donnait un peu d'eau. Le 22 décembre, le toit de la galerie était à 2 pieds (0,61 m.) audessus de la roche, quand il se produisit un premier éboulement qui entraîna une grande quantité d'eau et de terrrain détrempé. Au-dessus du toit s'était formée une excavation dans laquelle on voyait une couche de sable mouvant de 3 pieds (0,91 m.) d'épaisseur. Il fallut lutter contre d'énormes difficultés pour bourrer cette excavation et quoique la hauteur de la galerie eut été réduite, l'avancement ne put plus se faire qu'avec une extrême lenleur. Le 26 janvier 1808, un nouvel éboulement avec irruption d'eau se produisit. En un quart d'heure, le tunnel et le puits furent remplis et ce n'est qu'à grand'peine que l'ingénieur Trevithick et un ouvrier réussirent à s'échapper.

Des sondages en rivière indiquèrent qu'il s'était formé une cheminée de 4 pieds (1,22 m.) de diamètre qui mettait la galerie en communication avec le fond du lit. Après avoir rempli ce trou avec

des sacs d'argile et d*autres matériaux et mis la galerie à sec, on essaya de reprendre le travaiL Maïs les difficultés devinrent telles qu'il fallut bientôt y renoncer. Le toit de la galerie était cependant encore à 25 pieds (7,62 m.) au-dessous du fond du lit, épaisseur qui serait considérée aujourd'hui comme très forte et donnant de sérieuses garanties de sécurité. Mais il était évident qu'il fallait recourir à des procédés de nature à empêcher tout mouvement du terrain au-dessus de la galerie ; car, sous la pression de l'eau, ces mouvements deviennent bien vite d'une telle violence qu'il est impossible de les enrayer. La compagnie offrit en vain une prime de 300 livres sterlings (7 300 fr.) à qui lui apporterait un procédé d'exécution ; elle reçut 54 projets, mais pas un ne parut assez sûr pour qu'on osât même en faire Tessai.

Idées primitives de BruneL — Ces échecs eurent comme conséquence de faire traiter de chimérique Tidée d'exécuter un souterrain sous la Tamise. L'invention du bouclier par Brunel put seul détruire ce préjugé et inspirer assez de confiance pour décider les capitalistes à constituer une nouvelle compagnie en 1823 et à reprendre une lentalive, qui devait cette fois, quoique avec bien des vicissitudes, être couronnée de succès.

Marc-Isambert Brunel était un ingénieur français, né à Hacqueville (Eure) en 1769, et mort à Londres en 1849. Il servit un certain temps dans la marine française, émigra en 1793 aux Etats-Unis, où il séjourna pendant six ans. Revenu en 1799 en Angleterre, il s'y rendit célèbre par l'invention de plusieurs machines et attacha surtout son nom à la construction du premier souterrain sous la Tamise.

La première idée du bouclier lui fut suggérée en 1814, pendant qu'il exécutait un petit passage souterrain aux docks de Chatham, par Texamen du travail des tarets dans une vieille quille de navire, qui avait été sciée de long. Cette coupure mettait à nu les curieuses galeries creusées par ces animaux. Bruiiel remarqua que la tête de Tanimal est munie d'une tarière avec laquelle il creuse la galerie, et que son corps sécrète sur son passage une matière qui forme immédiatement un revêtement imperméable à l'eau. Il conçut aussitôt un appareil qui contenait en germe tous les prin-

4 EMPLOI DU BOUCLIEII

cipes des boucliers modernes et qui est reproduit dans les figures 1

à i d'après des dessins du temps.

Wg. t.

La partie avant AD correspond à la tète du taret, elle a la forme d'une tarière et tourne autour d'un axe creux, porté et maintenu en direction par un long bâti circulaire EE ; ce bâti s' avance avec la tète et représente le corps de l'animal. Quand la lète tourne, le

Fip. î.

tranchant AB découpe le terrain, comme le montre la figure 3 et péoëtre lentement dans le sol grâce à sa forme de vis.

Au fur et à mesure que l'appareil se déplace et dégage un petit espace entre lui et la fin du revêtement déji posé, une nouvelle pièce de fonte FF est ajoutée à ce revêtement qui se poursuit ainsi

progressivement en hélice. En arrière, à l'intérieur du revêtement en fonte, peut au besoin être édifiée une chemise en maçonnerie de briques destinée à donner aux parois une résîslance sufiisante pour résister aux ellbrls auxquels elles sont soumises.

Brunel avait en outre prévu ifig. 4) de petits pieux (îLi, destinés à servir d'appui à l'enveloppe en fonte dans les terrains mous et un drain II pour l'écoulement

des eaux. Le brevet pris p- ^

par Brunel in" i202; , en

1818, piirle également d'un autre type de bouclier, composé d'un

certain nombre de cellules avec des rouleaux de friction entre

elles, qui pouvaient ôlre avancées indépendamment les unes des

nuires, par un moyen mécani-

({ue et do préférence à l'aide

de presses hydrauliques.

On peut dire que dès cette époque Brunel, avec un génie admirable, avait fixé les traits essentiels du bouclier moderne, avec la paroi latérale de protection, la cloison de face, la division en cellules, les presses hydrauliques et le revêtement en (^ , fonte. Il y ajouta plus tard les

plaques métalliques minces, à l'abri desquelles est faite la construction définitiveet qui constituent ce qui fui appelé la queue du bouclier. Malheureusement il n'appliqua pas intégralement son idée ou du moins en compliqua singulièrement l'exécution. A quoi faut-il l'attribuer ? Si l'on en croit l'auteur anglais bien connu Law, Brunel aurait adopté, pour le tunnel sous la Tamise, une forme rectangulaire, parce que le terrain se

composait de couches horizontales de densités différentes et exerçant par suite une pression verticale, variable d'ailleurs suivant la. densité des couches ; la forme rectangulaire lui aurait paru mieux appropriée pour y résister et plus facile à construire. Ce serait bien rabaisser Brunel que de penser qu'il ait pu faire un raisonnement aussi faux et ne tenir aucun compte des pressions latérales, des sous-pressions et des efforts en tous sens produits par un terrain semi-fluide. Ne serait-ce pas plutôt que Tétat de l'industrie mécanique et métallurgique à celte époque ne lui permettait pas de réaliser son invention, d'obtenir entre autres choses les pièces de fonte du revêtement, les presses pour mouvoir le bouclier d'une seule pièce? C'est l'opinion de très bons esprits en Angleterre, et elle paraîtra juste pour tous ceux qui savent apprécier la haute valeur de Brunel.

Le souterrain. — La figure 5 représente le type définitivement adopté pour le souterrain sous la Tamise, avec la coupe de la maçonnerie de briques dont il se compose et des diverses couches ^de terrain. Celte coupe est prise vers le milieu du souterrain, à son point bas, dans la partie la plus profonde de la rivière.

L'ouverture de chacune des deux travées est de 14 pieds (4,27 m.). Les piédroits sont dressés suivant des arcs de cercle de 31 pieds 6 pouces (9,60 m.) de rayon pour les flancs et de 58 pieds (17,68 m.) pour la pile centrale ; les centres de ces quatre arcs de cercle se trouvent sur la ligne des naissances. Les radiers sont formés d'arcs de cercle de 17 pieds (3,18 m.) de rayon, dont les centres se trouvent à Tintrados des arches. L'épaisseur de la maçonnerie de briques dans la voûte est de 2 pieds 6 pouces (0,7G m. \ Elle est la même au radier qui repose en outre sur des planches de bois d'orme. Les piédroits ont 3 pieds (0,91 m.) d'épaisseur et^la pile centrale 3 pieds 6 pouces (1,07 m.). La même coupe montre que les voûtes se composent de rouleaux sans liaison d'une brique ou d'une demi-brique d'épaisseur. Le rouleau d'intrados a été généralement maçonné avec du ciment pur el le reste de la maçonnerie avec un mortier composé de parties égales de sable cl de ciment.

D'après M. Wilde, qui a pu voir les travaux, étant tout jeune,

ce serait après coup que l'on aurait élevé la cloison séparative

et plus tard encore que l'on aurait percé les arches de communi-

Fig. 6. — Coupe du souterraiii.

cation, qui existent tous les 16 pieds (o,59 m.). Quoiqu'il soit difficile de contredire un témoin oculaire, celle affirnialion ne cadre pas avec les rapports par lesquels Brunel rend compte de

Tavancement des travaux et où il est question presque dès le début des travées est et ouest.

Enfin, d'après le même M. Wilde, pour assécher le tunnel et se garantir des suintemenis à travers la maçonnerie, on aurait placé sur les flancs et à la voûle des tuiles de toitures espacées d'un peu moins d'une largeur de tuile ; les espaces laissées libres auraient été recouverls d'une seconde rangée de tuiles et le tout enveloppé d'un enduit de ciment. Ce travail aurait eu pour objet de créer une série de canaux par où l'eau pouvait s'écouler dans le drain général et aurait rendu les parois du souterrain complètement sèches.

Commencement des travaux. — Une compagnie s'était formée dès i823 pour appliquer les idées de Brunel. La première partie de l'année 1824 fut employée à étudier le terrain et en juillet les directeurs écrivaient : « Le résultat des 39 sondages, « faits dans la rivière sur deux lignes parallèles à Taxe du souter- « rain, ont révélé la présence d'une couche d'argile bleue d'épais- « seur suffisante pour assurer la sécurité de l'ouvrage. Un « sondage sur la rive droite, et un puits paroissial, sur la rive « gauche, ont donné les mêmes résultats encourageants. » C'est ce rapport qui décida Brunel à adopter les dimensions indiquées ci-dessus au lieu de celles beaucoup plus faibles de 34 pieds (J0,36 m.) sur 18 (o,48 m.) auxquelles il s'était arrêté à l'origine. L'acte du Parlement, autorisant les travaux, reçut la sanction royale, vers la même époque en juin 1824.

Fonçage des puits (fig. 6, 7 et 8). — La compagnie se mit aussitôt en mesure de commenceras travaux et, le 16 février 1825, Brunel attaqua le puits de Rotherhithe par des procédés nouveaux qui firent sensation. Il fit battre en cercle une série de petits pieux, destinés à supporter les maçonneries du puits pendant leur construction. Ces dernières reposaient sur un rouet, mi-partie fer, mi-partie bois. A la partie inférieure se trouvait un cercle en fer fondu de SO pieds (15,24 m.) de diamètre, 3 pieds (0,91 m.) de hauteur, et 10 pouces (0,25 m.} de largeur au sommet, tandis que sa partie inférieure était taillée en biseau à 45°, de manière à péné-

Irer dans le terrain. Ce cercle métallique était formé de 48 segments solidement boulonnés entre eux à l'aide de nervures venues de fonte avec lui. Il était surmonté de deux anneaux en bois, formés chacun de 16 segments, réunis à l'anneau de fer par 9 vis. Ces deux rangs de pièces de bois avaient une épaisseur totale de 12 poucos 1^0,30 m.} et les joints dans chaf]ue rang ne se correspondaient pas. Les anneaux de bois étaient placés à l'aplomb de l'anneau en fer à l'extérieur, mais débordaient à l'intérieur de manière à offrir à la maçonnerie une assise de 3 pieds 4 pouces (1,02 m.; de largeur. En outre, dans la seconde couche de bois, un canal circulaire de 12 pouces 0,30 m.1 de largeur et 2 pouces (0,05 m.) de profondeur avait été ménagé pour assurer une meilleure liaison avec la maçonnerie.

La première brique fut posée solennellement le 2 mars et pendant la cérémonie on cacheta douze bouteilles de vin, qui ne

Fis, B, -

n (le la Irouase.

Fig. 7. — Coupe monlrant le mode do

devaient être débouchées que dix-sept ans plus tard, après l'achèvement du travail. La maçonnerie de briques, exécutée avec du mortier de ciment romain, avait 3 pieds (0,91 m.) d'épaisseur. Un cercle en bois carré de 3 pouces de côté (0,076 m.) fut intercalé toutes les i rangées, à partir de la douzième. En outre, 24 tirants

en fer carré de 1 pouce 1/2 (0,03 m.) enveloppés de bois, alternant avec 24 autres tirants en bois carrés de 4 pouces (0,10 m.), fixés à leurs extrémités par des boulons en fer assurèrent, dans le sens vertical, une liaison parfaite de la maçonnerie.

Avant de commencer cette maçonnerie, le rouet fut descendu. Dans ce but, après Ta voir calé sur des coins, des ouvriers retirèrent les pieux provisoires, puis en desserrant les coins, abaissèrent progressivement le rouet jusqu*à ce qu'il vînt reposer sur une nouvelle rangée de pieux battus à un niveau inférieur ; Toperation fut répétée plusieurs fois jusqu^à ce que le rouet fût arrivé à la profondeur de 6 pieds 4 pouces (1,93 m.); il avait été nécessaire pour assurer la descente, à partir de la profondeur de 4 pieds 10 pouces (1,47 m.), de charger le rouet d'un mur provisoire en briques à sec, pesant 250 tonnes (254 000 kg.). La maçonnerie excessivement soignée fut alors exécutée avec un mortier composé de 3 parties de ciment romain pour 1 de sable. Elle était montée en trois anneaux concentriques de 1 pied ; Tanneau intermédiaire, correspondant au canal ménagé dans le rouel, était toujours tenu en contre-bas des deux autres et se posait à plein bain de mortier. La paroi extérieure du puits était en outre revêtue d'un enduit de 2 pouces (0,05 m.) d'épaisseur en mortier composé moitié ciment, moitié sable, qui avait pour double but d'assurer Télanchéité et d'olTrir une surface lisse facilitant la descente. Le puils fut monté de cette manière sur 40 pieds (12,19 m.) de hauteur; les tiges de bois et les tirants en fer furent alors fixés, au moyen de boulons, dans un anneau de bois semblable à celui du bas, placé sur le sommet. La maçonnerie ainsi exécutée cubait 17 700 pieds (499,39 m.'; et pesait plus de 900 tonnes (914 443 kg.). Au sommet du puils enfin fut disposé un plancher sur lequel reposait la machinerie, ainsi qu'une chaîne à godets destinée à monter les déblais.

A la profondeur de 15 pieds (4,57 m.) qui avait été atteinte sans difficulté à travers le gravier donnant un peu d'eau, la descente se ralentit; pour l'accélérer, l'épuisement fut arrêté de manière à laisser le puits se remplir et de l'eau fut coulée le long de sa paroi extérieure pour ramollir le sol. Cet artifice entraîna, comme on le désirait, une descente de 10 pouces 0,25 m.) en deux heures ;

mais quand le puits eut été mis à sec, on s*aperçut qu'un des segments en fer était cassé et un autre faussé. Âpres la réparation, la descente reprit régulièrement. Cependant, le 19 avril, il se produisit une descente brusque de 8 pouces (0,20 m.). Les assistants, effrayés par le bruit semblable à celui de la foudre, crurent que la construction allait s'écrouler ou tout au moins que les machines tomberaient du plancher dans le puits ; mais quand ils furent remis de leur émoi, ils eurent la satisfaction de constater qu'il n'y avait ni dislocation, ni avarie d'aucune sorte. Cette secousse était due à ce que le rouet avait franchi le gravier et pénétré brusquement dans une couche de sable meuble.

Il fallut bientôt installer une machine à vapeur provisoire de 20 chevaux pour l'épuisement de Teau dont l'abondance était considérable ; il fut même nécessaire le 10 mai, à la traversée d'une couche de sable mouvant, d'y adjoindre des pompes à bras. Malgré ces difficultés, le 18 mai, après être descendu de 40 pouces (1,02 m.) en deux jours le rouet arrivait à une petite couche de gravier d'environ 15 pouces (0,38 m.) sous laquelle se trouvait Targile imperméable. Quand il eut atteint Targile, la descente s'arrêta. Ce ne fut qu'après bien des pertes de temps et en employant toutes sortes d'artifices que, les venues d'eau qui se faisaient jour en délayant l'argile, sous l'arête du cuvelage, purent être étanchées. Brunel résolut alors d'achever le puits qui avait atteint une profondeur de 37 pieds (11,28 m.) par reprise en sous-œuvre.

La première reprise fut faite en maçonnerie de briques sur une hauteur de 8 pieds 6 pouces (2,59 m.) et avec une épaisseur de 4 pieds (1,22 m.) à 4 pieds 1/2 (1,37 m.\ La paroi intérieure était descendue à l'aplomb du puits. L'anneau de fer fut d'ailleurs abandonné, dans la crainte de voir se reproduire et s'aggraver les irruptions de sable et d'eau qui avaient causé tant de peine à aveugler, et bloqué dans la maçonnerie de briques dont les trois derniers rangs furent clavés avec du ciment pur. Le second anneau de reprise en sous-œuvre fut fondé 8 pieds 3 pouces (2,51 m.) plus bas ; le terrain se composait d'une argile coquillière tournant à la formation rocheuse, surmontant un terrain dur formé de couches de gravier, de sable vert^ de calcaire et de terre ocreuse. Les fondations de la troisième et dernière reprise furent descendues

d'un coup à 12 picils 3,CGm,; pins bas, soit à 65 pieds 6 pouces (19,97 m.} au-*le^sous des hautes eaux. Ce dernier anneau fut assis sur des pelils pieiiTi île 2 pieds G pouces 0,76 m. de longueur et exécuté en maijonnciic de moellons et de moi'lier composé de

1 partie de ciment, 2 de chaux et 3 de sable. Le parement seul fut monté avec deux rangs de briques au mortier de ciment.

Il restait à exécuter le puisard destiné à recevoir les eaux de la galerie de drainage, qui devait être faite sous le souterrain. Les sondages indiquèrent à 72 pieds (21,94 m.] un banc de sable mouvant de I pied (0,30 m.) d'épaisseur et à 85 pieds 25,91 m.^ la couche profonde de sable mouvant. Brunel employa pour le fon-

cage de ce puisard un second puits analogue au premier, de 25 pieds (7,62 m.) de diamètre. Il réussit avec beaucoup de peine à traverser la première couche de sable mouvant et à descendre le puits à 77 pieds (23,46 m.) où il le fonda sur un radier en forme de voûte renversée. Dans ce puisard aboutissaient un tuyau de fond, qui avait servi pendant la construction el un tuyau latéral destiné à recevoir les eaux du drainage. La construction de la voûte du puisard et son raccordement par un radier avec les parois du grand puits furent des opérations relativement faciles.

A la fin d'octobre, tout était terminé et le bouclier monté à Tenlrée du souterrain après 8 mois de travail. Le puits de rive gauche, côlé Waping, fut descendu plus tard, grâce à l'expérience acquise, d'un trait, beaucoup plus vite et à très peu de frais, à 80 pieds (24,38 m.).

Le bouclier. — Il y eut en réalité deux boucliers. Le premier servit jusqu'à l'accident de 1828. A la reprise du travail, en raison de son état de dislocation, il fut remplacé par un autre beaucoup plus perfectionné, qui sera décrit le premier. Le bouclier devait à la fois supporter la charge de terre et d'eau, variable avec la marée jusqu'à l'achèvement de la maçonnerie et pouvoir s'avancer facilement.

Il se composait de 12 parties distinctes dont six supportaient toute la charge, pendant que les six autres étaient poussées en avant. Law les compare à des hommes, avec des jambes articulées qui leur permettaient de se porter et d'avancer, des bras grâce auxquels ils soutenaient leurs voisins, et des têtes qu'ils pouvaient redresser et tourner, tout en portant la charge du toit.

Le bouclier avait les dimensions extérieures du souterrain, soit 22 pieds 3 pouces (6, 88 m.) de hauteur et 37 pièces 6 pouces (11, 43 m.) de largeur. Il faisait saillie à environ 9 pieds (2, 74 m.) en avant de la maçonnerie. Chaque cadre de 3 pieds (0, 91 m.) de largeur, était divisé par 3 planchers horizontaux en fer en 3 cellules, ce qui donnait en totalité 36 cellules. Le front d'attaque, qui était maintenu par 5U0 planches métalliques, avait une surface de plus de 800 pieds carrés (74 m'); chaque cellule pouvait être fermée de manière à isoler les parties dangereuses. Le bouclier devait en

outre supporter une pression verticale au toit : ' jf/. j/^B. >i«-

Fig. 9. — Elération po!it6rleura des cadres n°* I el II et coups du cadre n* III suiTiuit U ligne BB de la figure 10.

d'environ 400 pieds carrés (37 m*) et des poussées latérales sur les cadres extrêmes sur une surface de 440 pieds carrés (41 m*)

sur toute celte surface, tant en haut que sur tes côtés, d'étroites

j j^yCwiML» mw ! ■ > ii ^i iii M i^i^

^mt¥9f*'

Fig. 10. — Coupe longitudinale du cadre n- 111 aur lu ligne AA de la figur

bandes de fer, appointées comme des palplanches et dénomre: « douves >, servaient à maintenir les terres.

16 EMPLOI DU BOUCLIEK

Cadiea. — Les • cadres » étaieat nurnérotés de I à XII, en partant de la gauche, face au front d'attaque, ou de l'ouest. La figure 9 donne une élévation de la face arrière des cadres I et II et

Fig. 11. - Couiic sur lii lit'ne AA de la flgure 12.

une coupe du cadre 111. La figure 10 est une coupe longitudinale du même cadre ainsi que de la maçonnerie.

Les côtés de chaque cadre se composaient de six bâtis en fonte A, séparés par les deux planchera B, auxquels ils étaient solidement boulonnés. Ces bâtis étaient verticaux à l'avant, mais se

rétrécissaient en haut et en bas à Tarriëre, de manière à laisser plus de place aux maçons. Ils étaient munis de nervures, pour les renforcer et permettre de placer les planches d'isolement. Pour leur donner plus de raideur, Brunel avait ajouté dans les cellules du milieu des tirants en fer diagonaux GG sur les flancs, et à Tarrière des étais DD, qui pouvaient être serrés par des écrous placés à leur partie supérieure.

Les plaques de plancher B étaient en fonte, renforcées en dessous par des nervures. En plus des 10 boulons, dont 4 à viroles (fig. 32), qui reliaient ces planchers aux bâtis, ils étaient réunis

Fig. 12. >~ Coupe sur la ligne BB de la figure 11.

entre eux par deux fortes pièces de fer EE, fixées par des étriers et des clavettes à Tun des boulons de jonction.

A la partie inférieure, l'écartement des bâtis d'un même cadre était rendu invariable à Taide de solides entretoises en fer F^G (Gg. 10), auxquelles ils étaient boulonnés. Des entretoises analogues H et I existaient en haut, elles servaient à la fois à maintenir l'écartement et à porter le blindage du ciel. Quoique ces cadres paraissent très robustes et pussent supporter un effort de i 000 t., ils ne Tétaient pas assez encore; car il n*en est pas un qui n'ait eu quelque pièce brisée au cours du travail.

Jambes. — Les cadres étaient portés par des pièces K, appelées « jambes ». La figure 11 en donne la coupe. Ghaque jambe se composait de trois parties : le pivot ou vis, le socle et la semelle.

La semelle L était une large pièce de fonte de a pieds de long (1, S2 m.) sur 16 pouces (0, 41 m.) de largeur; elle était plate et bien dressée en dessous de manière à répartir ia pression sur le sol; ce dernier était recouvert de planches d'ormes. Pour éviter qu'elles ne tassent sous le poids du bouclier, on les enfonçait au préalable à l'aide d'un vérin C appuyé contre le cadre (fig. 11).

Ce vérin devait rester en place jusqu'au moment où la semelle venait appuyer sur la planche; dans ce but, le bout avant de la semelle se divisait en deux doigts qui s'avançaient de chaque côté du vérin. En arrière deux crampons d' servait à empêcher le soulèvement des planches par la sous-pression, Fiit 13. — Coupe sur «près l'avancement de la semelle, et à les la ligne ce (le la flg. 12. maintenir, jusqu'à ce que la maçonnerie fût exécutée.

Le socle (Og. 12, 13 et 14) étaitréuniàla semelle par un collier en fer e', et deux axes /' et </' & angle droit, ce qui permettait à la semelle de suivre toutes les inégalités du sol sans compromettre la stabilité du cadre. Cette articulation peut être comparée à une cheville humaine. La figure 11 montre d'ailleurs que le poids de la jambe était reporté directement sur la semelle au moyen d'une

rotule engagée dans une crapaudine, et que par suite le collier et les axes, n'ayant aucun effort à supporter, servaient seulement de guide et de liaison. La iigure 12 fait voir en outre que la jambe était aplatie, dans sa partie inférieure et passait dans une fente ou glissière, formée par les barres h'k', attachées d'une part aux cniretoises inférieures F et G et de l'autre aux côtés du bflti. Cette

glissière avait pour effet d'empêcher la jambe de tourner autour de la cheville, dont Tunique but était au contraire de permettre à la semelle de tourner autour de la jambe.

La partie supérieure de la jambe (fig. 11, 15 et 16) portait une douille en bronze filetée K', dans laquelle s'engageait la grosse vis M formée de deux pièces. La tête de la vis était double et tournait autour d'un axe t, qui jouait le rôle du genou. La pièce portant cet axe pas sait à travers le plancher de la cellule du milieu, traversait une colonne creuse m et se terminait par une tête de cabestan N, qui permettait de faire tourner la vis soit pour soulever le cadre, soit pour comprimer le terrain. Une rondelle d'acier n' (fig. 11) était insérée entre les portées de l'axe et du plancher, pour diminuer le frottement et faciliter les mouvements de la vis.

Bi*as. — Les « bras » étaient destinés k reporter la charge d'un cadre sur les voisins et à permettre l'avancement facile du cadre ainsi allégé. Ils se composaient (fig. 17 et 18) de deux fortes barres de fer o,o', réunies par des joues, à travers lesquelles passaient deux clefs p', q\ destinées à en régler la longueur. Les extrémités terminées par un œil étaient fixées par des axes ?•', r', aux planchers B supérieurs des cadres impairs et aux planchers B inférieurs des cadres pairs (fig. 33 et 34). L'enfoncement des clefs y avait pour effet de raccourcir les bras et de soulever les cadres pairs ; la clef inférieure q' produisait l'effet inverse. Ces bras permettaient également d'égaliser la pression sur le terrain, de sou-

Fiç. 17. — Coupe Ion- Fig. 18. — Vue gitudinale du bras. latérale du bras.

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lager les semelles des cadres qui avaient une tendance à s'enfoncer et de réparer les jambes.

O en 4>

Douves. — Le ciel de la fouille était porté dans chaque cadre

par deux douves Q (flg. 19 et 20) de 18 pouces (0,46 m.) de largeur et 10 pieds 6 pouces (3,20 m.) de longueur, dont la face supérieure était plate et lisse de manière à offrir te moins de résistance possible au frottement. Elles se composaient de trois parties, la queue, le corps, et la pointe, boulonnées entre elles au moyen de nervures. La pointe se divisait en deux pièces (fig. 24) de manière à pouvoir i^lre réparée plus facilement et se terminait

Fig. 21. ~ Plan de la selle. Flg. 23. — Coupe de la selle.'

par un tranchant qui pénétrait de 6 pouces (0,15 m.) dans le terrain en avant du fiont d'attaque. La queue était prolongée par une plaque mince de fer *■' qui recouvrait la maçonnerie sur plusieurs pouces. Les douves de toit étaient disposées de manière à pouvoir être légèrement montées ou abaissées suivant les besoins ou prendre une certaine inclinaison sur l'horizontale. A cet effet, le corps de la douve reposait sur une selle en fonte H (lig. 21 et 22). Les surfaces de ce contact de la douve et de la selle étaient parfaitement dressées et des éclats de bois t' l' intercalés pour diminuer le frottement. A la partie inférieure de la selle, il y avait deux entailles semi-circulaires (fig. ^' ^^ \ 23), reposant sur deux axes T, fixés à un levier 8 et autour desquels la selle et la douve pouvaient tourner et s'incliner. Le levier S était porté par les entretoises supérieures du cadre H et I, d'une part au moyen des blocs U

(flg. 20) entrant dans des entailles serai-circulaires v à sa face inférieure et constituant le point fixe, d'autre part par la vis V qui traversait Tentretoise H, dans la boîte w' et servait à soulever le levier S, la selle R et la douve. La douve était en outre attachée à Tarrière à un fort vérin W (fig. 9 et 10), fixé à un axe x", faisant corps avec le bâli. Ce vérin se composait de deux écrous, embrassant une lige filetée à ses deux bouts en sens contraires, et munie d'une tôle de cabestan ; il servait à faire tourner la selle et la douve autour de Taxe T, d'attache au levier. En agissant à la fois sur ce vérin et sur le levier, la douve pouvait prendre tous les mouvements nécessaires et notamment être montée ou abaissée parallèlement à elle-même.

Fig. 25. — Plan de la partie supérieure du cadre I.

Les cadres d'extrémité I et XII présentaient une disposition un peu différente; il y avait trois douves Q, Xet Y (fîg. 23). La douve d'angle X présentait deux faces, une en haut et une de côté ; elle avait 15 pouces (0,38 m.) de hauteur et 14 pouces (0, 36m.) de largeur; la douve voisine Y avait la même forme que les douves ordinaires, mais n'avait que H pouces (0,28 m.) de largeur. En outre ces deux douves avaient bien desselles indépendantes, mais elles reposaient sur le même levier.

Sur les (ïancs (fig. 23, 25 et 26), la terre était également maintenue par des douves analogues à celles du loitde 10 pieds (3, 05 m.) de longueur et 12 pouces (0, 305 m.) de largeur. En outre, afin d'assurer la continuité du blindage, quelle que fût la position dé

la douve mobile de toit X, cette dernière portait une plaque mince de fer y qui recouvrait la première douve de côté. Les douves latérales s'appuyaient sur le bâti A du cadre extrême, dont le montant arrière était vertical sur toute la hauteur, au lieu de se rétrécir en haut et en bas comme dans les cadres intermédiaires; ce cadre portait en outre en son milieu un montant vertical spécialement destiné à servir de point d'attache aux douves, qui ne faisaient que s'appuyer contre tes montants d'avant et d'arrière, simplement munis d'une glissière en saillie, bien dressée de t pouce (0,02;» m.; de largeur. Dans deux saillies venues de fonte sur la face interne de la douve était engagé un long boulon, b. qui traversait une boite en fonte c, flxée au montant spécial du milieu du bâti, par une vis ^ autour de laquelle elle pouvait tourner. Chaque douve pouvait donc prendre une certaine inclinaison et s'avancer indépendamment des autres.

Blindage du front d'atlagice. — Au front d'attaque le blindage se composait de planches métalliques (lig. 27, 28, 29), de 3 pieds (0,91 m.) de longueur, 3 pouces (0,076 m.) d'épaisseur et 6 pouces (0,15 m,; de largeur, placées horizontalement. A leurs extrémités,

Fig. !6.

Planche sur It

ligne ce.

étaient vissées de petites plaques de fer o, dans lesquelles existait une cavité hémisphérique, pour recevoir les têtes de vérins c, qui les appliquaient fortement contre le sol, en prenant pour point d'appui, à l'autre bout, le montant du cadre dans lequel étaient ménagés de même un grand nombre de trous c pour les recevoir.

Ces vérins pouvaient être appuyés non seulement par leur tête 72, mais aussi par un crochet 6, plus court de trois pouces (0,076 m.), suivant la distance de la planche au cadre. Quand il se produisait une excavation en avant du blindage, les planches ne rencontrant plus de résistance pouvaient tomber; sous l'action de la poussée des terres, elles pouvaient également tourner autour d'un axe horizontal passant par les tètes des deux vérins et ne plus faire

i,^ joint avec les planches voisines.

Brunel fut donc amené à les réunir en panneaux.

.L» A l'extrémité de chaque planche,

I il mit deux vis X et x à tètes plates fixées dans des écrous sur la planche. La vis inférieure a traver-

^âj

^ (ni©

Fig. 29. — Coupe des panneaux de blindage.

Fig. .30. — Elévation des panneaux de blindage.

sait un crochet plat, qui pouvait tourner autour de son axe et embrasser la vis x de la planche située en dessous; en serrant les vis, les planches étaient rendues solidaires les unes des autres et ne pouvaient tourner. Pour empêcher le panneau de tomber en avant dans un afTouillcment, il y avait sur chaque cadre une demi-douzaine de vérins?: fig. 29; dont une extrémité s'accrochait aux tètes des vis x, a, et l'autre à des boulons sur le bâti.

Pour éviter le renversement des cadres sous la poussée des terres deux puissants vérins de butée [dg. 31) étaient placés dans

chaque cadre, l'un en haut, Taulre en bas, appuyés contre les entreloises H et F d'un bout et de l'autre contre la maçonnerie. Ces vérins se composaient d'un socle / et d'une vis 9. Le socle était en fonte et s'appuyait conlre l'enlreloise, à laquelle il était attaché par un axe à deux oreilles: ce qui permeltnit après l'avoir desserré de le tourner pour laisser la place libre aux briqueliers. L'autre bout du socle contenait une boite en bronze k formant écrou, dans laquelle s'engageait la vis g; cette dernière portait une tète de cabestan et venait prendre son point d'appui par une tête hémisphérique, dans une crapaudine ménagée dans une plaque de fer A, placée contre la maçonnerie. Des plaques de bois mince étaient toujours intercalées afin de répartir la pression sur une plus grande surface. Malgré cette précaution, la pression était parfois

Fii,'. 31. — Coupe d'im vérin de butce.

assez forte pour écraser le bois et les briques et même pour casser la plaque de fer h et tordre la vis.

Ces vérins servaient d'ailleurs également à faire avancer les cadres après avoir pris soin de reporter la charge du blindage sur les cadres voisins.

Pièces diverses. — Des dispositions spéciales avaient été prises pour maintenir le parallélisme des cadres pendant leur avancement. La figure 32 représente une vue par-dessous du plancher inférieur du cadre III. /, /, /, L étaient quatre secteurs en fer, .'fig. 32 à 35), appelés quadrants, logés dans des boîtes m et et donc Taxe était fixé au plancher des cadres voisins. Ces boîtes étaient boulonnées au plancher, mais les trous de boulons étaient elliptiques et on pouvait régler leur posilion au moyen de deux longs coins n n, introduits entre elles et la nervure centrale du plancher. Une plaque de fer A, vissée sur la boîte, formant couvercle, maintenait les quadrants et empêchait l'introduclion.

'i6 EMPLOI DU BOUCLIER

de tout corps étranger qui en aurait entravé le mouvement. Il y

Fig. 32. — Vue par-dessous des planchers inférieurs.

avait 4 quadrants par plancher des cadres impairs, avec leurs axes sur les cadres pairs. Ces axes ou tôtes étaient logés dans des cra-

Fipf. 33. — Coupe longitudinale des planchers supérieurs du cadre n» 111.

Fig. 34. — Coupe du plancher inférieur du cadre n* II.

paudineso, placées dans des entailles^;, qui permettaient un mouvement relalif vertical (fîg. 35). Ces quadrants maintenaient seulement Técartement des cadres et les empêchaient de venir en contact et de se coincer Tun contre l'autre.

SOOTEBnAIN SOUS LA TAMISE A LONDRES 27

Pour régler ravancement, les cadres impairs portaient «lans les cellules inférieures et supérieures un appareil appelé « régulateur » (fig. 11, 12 et 13). Il se composait de fortes glissières en fer ç, vissées sur le côté des cadres impairs et faisant saiilie en dehors. Sur ces glissières étaient fixées deux vis à tête plate »■ et s qui, en venant buter contre les montants du hàli du cadre pair voisin, limitaient la course. Une dernière précaution était prise pour empêcher les divers cadres de se séparer les uns des autres; un tirant t (fig. 9 et 10), fixé au-dessous des planchers supérieurs, s'étendait à cet effet d'un bout à l'autre du bouclier. Ces divers dispositifs, tout en permettant de manœuvrer chaque cadre séparément, limitaient leurs mouvements relatifs et empêchaient toute dislocation dangereuse.

Le poids total du bouclier était d'environ 120 t.

Pig. 30. — Coupe

des planchera

Manœuvre d'avancement. — Les figures 36 à inférieurs sur 39 donnent les différentes phases de l'avancement du bouclier. Dans la figure 36 le cadre III est à 3 pouces (0,076 m.) en arrière des cadres voisins; il en est de même de son boisage qui est maintenu à la distance normale de 17 pouces (0,43 m.) du cadre. Les ouvriers enlevaient alors successivement les planches et après avoir fait la fouille sur 3 pouces (0,076 m.) de profondeur, les replaçaient, mais en appuyant les vérins de soutien contre les montants des deux cadres voisins (Qg. 37). Us avançaient ensuite le cadre III dans la position de la figure 38, à 3 pouces (0,076 m.) en avant des voisins. Us refaisaient alors une nouvelle fouille sur 3 pouces (0,076 m.) de profondeur en enlevant comme la première fois les planches une à une, mais en les replaçant (fig. 39), ils remettaient les vérins contre les montants du cadre III. Le cadre elles blindages avaient été ainsi avancés de 6 pouces (0,15 m.). Les positions relatives étaient renversées; la même opération s'exécutait sur les cadres pairs et ainsi de suite. Lorsque le terrain était bon, le travail pouvait être simplifié en exécutant la fouille sur 6 pouces (0,15 m.) d'un coup, au lieu de s'y reprendre h deux fois,

ce qui entraînait des modifications dans la manœuvre faciles à imaginer.

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Fig. 36. — Vue eu lilan, T* positiou.

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Kii;. 37. — \'ue en plau, 2* position.

L*opération de Tavancement du cadre dont il vient d'être parlé

Fig. 38. — Vue en plan, 3* position. Fig. 39. — Vue en plan, 4* position.

commençait par les douves du toit qui pouvaient glisser sur les selles au moyen de vérins butés contre la maçonnerie. Quand elles

devaient pénétrer dans du sable ou du terrain un peu dur offrant assez de résistance pour les arrêter ou les briser, il fallait faire à Tavance devant la poinle une petite fouille qui était garnie d'argile bien malaxée, de manière à faciliter l'avancement tout en assurant Tétanchéité. Cependant, lorsque le terrain était facile, l'avancement préalable des douves était supprimé; elles étaient simplement rendues solidaires du cadre, en calant un bloc entre la selle et la nervure d'avant, ce qui les obligeait à avancer avec le cadre et économisait beaucoup de temps.

L'avancement du cadre comportait les phases suivantes : l'' ser-^ rage des clefs des bras, de manière à soulager le cadre et reporter son poids sur les cadres voisins; 2^ desserrage des vis M de manière à donner du mou aux jambes et à pouvoir déplacer les semelles de 6 pouces (0,15 m.) en avant; 3° serrage des vis M de manière à peser suffisamment sur le plancher pour qu'il ne tasse pas sous le poids du cadre; 4"^ enlèvement des planches de boisage qui se trouvaient en face des deux planchers et bourrage avec de l'argile comme pour les douves de toit; 5° avancement général du cadre à l'aide des vérins de butée d'une quantité limitée par les régulateurs q. Il fallait avoir soin d'agir également sur les vérins et un homme, muni d'un fit à plomb, vérifiait à chaque instant la position et la faisait rectifier. Il ne restait plus qu'à remettre les planches de blindage devant les planchers, à serrer à fond les vis M des jambes et les vis Y et W des douves de toit de manière à assurer un bon appui contre le sol, et à desserrer les clefs des bras.

Pour les cadres extrêmes, il fallait en outre avancer l'une après l'autre les douves latérales. Comme il n'y avait pas de bras pour soulager, et que par suite le frottement était beaucoup plus fort, un troisième vérin de butée avait été ajouté au niveau du plancher supérieur.

Installations diverses. — Le cintre servant à l'exécution des maçonneries (fig. 10) se composait d'un anneau en fer demi-circulaire, raidi par une nervure centrale et couvert par des couchis en bois de 16 pouces (0,40 m.) de longueur. Ce cintre était porté par une longue barre x^ reposant d'un bout sur le plancher supérieur des cadres IV ou IX et de l'autre sur un vérin y, qui

permettait de Félever ou de rabaisser. Un vérin w placé dans Taxe servait au même but. D'ailleurs, ce cintre fatiguait peu ; car le premier rouleau de briques, exécuté en ciment pur, faisait voûte immédiatement.

La voûte était maçonnée derrière le bouclier dès qu'il y avait 9 pouces (0,225 m.) d'avancement; ce qui assurait une grande sécurité et soulageait la queue du bouclier. Le radier et les piédroits étaient faits par longueur de 18 pouces (0,45 m.) avec un mortier composé d'un mélange de ciment et de sable par parties égales. Dans les fondations et le bas des piédroits des blocs de 18 pouces (0,45 m.) carrés, furent souvent employés ; cette modification facilita beaucoup le travail dans les parties humides. Les tympans étaient, comme la voûte, montés par longueur de 9 pouces (0,225 m.) ; cependant, lorsque le terrain était exceptionnellement mauvais, l'épaisseur des anneaux était réduite à 4 pouces 1/2 (0,12 m.) ou même à 3 pouces (0,076 m.). A la fîn, deux cours de dalles du Yorkshire B' B' (fig. 10) furent placées aux naissances ; elles servaient d'assises à la voûte et permettaient de la commencer avant l'achèvement des piliers. Il est évident que le travail des maçons et des mineurs était subordonné l'un à l'autre et qu'ils devaient s'attendre réciproquement, surtout pour le déplacement des vérins de butée.

Il était indispensable de placer entre la maçonnerie de voûte et la queue du bouclier de petits coins en bois, de manière à faire un joint aussi étanche que possible.

Un échafaudage de service (fig. 10 ) était établi à hauteur des naissances.

Les eaux étaient à l'origine renvoyées au puits par des pompes à bras ; mais il fallut à certains moments en établir jusqu'à quarante, ce qui devenait excessivement coûteux. Pour diminuer les frais, Brunel installa, dans le fond du puits, une pompe horizontale à vapeur, qui aspirait par un tuyau de 600 pieds (180 m.) les eaux dans un puisard établi au point bas du souterrain et dans lequel elles venaient se réunir au moyen d'une rigole dans chaque arche. Cette pompe fut encore souvent insuffisante ; et il fallut établir, contre les piédroits, des coulottes dont la pente était dirigée vers le puits et dans lesquelles l'eau était remontée à bras.

Dans le puîts, les eaux étaient enlevées par quatre pompes à plongeurs mues par la machine à vapeur et pouvant élever chacune 500 gallons d*eau (2273 litres) à la minute. Toute Teau pompée passait par une vanne et était jaugée toutes les demi-heures, de manière à pouvoir constater immédiatement toute augmentation de débit et avertir Téquipe occupée à l'avancement de prendre toutes les précautions nécessaires, dès qu'une augmentation anormale de cette venue d*eau faisait craindre un danger.

Première forme du bouclier. — Depuis Torigine des travaux, jusqu'à l'accident de 1828, Brunel s'était servi d'un bouclier beaucoup moins parfait que celui qui vient d'être décrit et qui fut installé à la reprise du travail. Ce premier bouclier n'avait que 20 pieds 6 pouces (6,25 m.) de hauteur au lieu de 22 pieds 3 pouces (6,88 m.)et 35 pieds 6 pouces (10,82 m.) de largeur au lieu de 37 pieds 6 pouces (11,43 m.) et ne faisait saillie que de 7 pieds (2,13 m.) au lieu de 9 (2,74 m.) par rapport à la maçonnerie. Cet élargissement a été nécessaire pour donner du jeu entre les différents cadres, qui n'étaient séparés que par des coins et des rouleaux et se serraient sous la poussée des terres en se coinçant.

Les sondages avaient fait espérer que le souterrain pourrait être ouvert dans l'argile. Le bouclier primitif avait donc été construit en prévision d'un terrain de cette nature. Il était moins fort que celui qui a été décrit. Mais il en différait surtout par les points suivants .:

1^ Il n'avait pas de bras ; les jambes qui portaient toute la charge fatiguaient énormément. Il fallut les renforcer ; néanmoins elles se brisaient souvent et le cadre tassait ; il était alors nécessaire, pour l'exécution de la maçonnerie de voûte, de fouiller jusqu'à 1 pied (0,30 m.) au-dessus des douves ;

2^ Les semelles portaient directement sur le terrain, sans l'intermédiaire d'un plancher préalablement enfoncé à force ; comme le sol tassait inégalement, les semelles portaient à faux, et, le joint universel n'existant pas, il se produisait des ruptures ;

3*^ Il n'y avait pas de quadrants et les cadres se serraient souvent à tel point qu'il était impossible de les faire avancer et qu'ils se brisaient sous l'action des vérins;

4° Il n'y avait pas de queue au bouclier et le terrain, restant à nu entre les douves et la voûte, s'éboulait souvent sans laisser le temps d'exécuter la maçonnerie;

5° Les douves reposaient directement sur des plaques sans l'intermédiaire des selles et des leviers et il était très difficile <Ic les redresser quand elles étaient déplacées.

Brunel s'aperçut bien vite de ces inconvénients et, quoiqu'il y eût remédié autautque possible, on ne peut qu'être émerveillé du travail fait avec un outil aussi imparMt et admirer l'habileté, le courage et la ténacité de cet ingénieur et de ses collaborateurs.

Marche des travaux. — Le puits était terminé au milieu du mois d'octobre 1825. Seulement, comme il avait été arrêté avant

la couche de sables mouvants à .'» pieds 1/2 (1,32 m.) plus haut qu'il n'avait été prévu, l'ouverture ménagée dans la paroi pour l'entrée du souterrain ne se trouvait plus à sa place. Il fallut en relever le sommet en démolissant la maçonnerie et démonter le rouet en fer qui aurait fait obstacle au passage du bouclier. L'enlèvement de ce rouet ne put se faire sans rouvrir les venues d'eau si péniblement étanchées et l'opération ne put réussir qu'en des-

Cendant trois petits puits en dehors des parois du grand, comme rindique la figure 40, et en exécutant une galerie extérieure indiquée sur la figure en traits ponctués qui servit notamment à détourner et à recueillir les eaux.

A la fin de novembre le bouclier fut mis en marche; mais le terrain avsdtété tout bouleversé parlefonçage du puits ; les points d'appui manquaient pour l'avancement du bouclier, les ouvriers étaient tout à fait inexpérimentés; aussi Tavancement fut- il des plus laborieux et n'atteignait-il que 5 pieds (1,52 m.) au 20 décembre. Un mois après, le 20 janvier, le bouclier était à 12 pieds (3,66 m.) et se trouvait en plein gravier; Teau envahit la fouille. Il fallut encore recourir à un petit puits provisoire, qui permit de constater que la couche d'argile avait cédé, et qu'il s'y était formé un afTouillement, sur la surface dd (fig. 40), entièrement rempli de sable, de gravier des couches supérieures et d'eau. Le travail sur ce point dura jusqu'au il février 1826. En réalité, Tavancemant régulier ne commença que le 6 mars, quand le bouclier fut sorti des terrains bouleversés pendant le fonçage du puits. Il était alors à 29 pieds (8,84 m.). Le 31 mars, le souterrain avait une longueur de 38 pieds 8 pouces (17,88 m.). En avril, il devint indispensable de relier avec des chaînes les cadres qui se séparaient les uns des autres ; beaucoup de temps fut perdu à exécuter des fouilles supplémentaires rendues nécessaires par une déviation générale du bouclier vers l'ouest; aussi n'était-il, au bout du mois, qu'à 90 pieds (27,43 m.). Pendant le mois de mai, il fallut remplacer beaucoup de pièces brisées, notamment les jambes qui étaient trop faibles. Au commencement de juin, l'avancement atteignait 120 pieds environ (36,57 m.), mais le mois fut perdu à reculer le bouclier qui s'était encore une fois dévié de la ligne droite, à remplacer les jambes cassées par d'autres plus fortes, et à intercaler des rouleaux entre les cadres ; aussi, le 30 juin, la longueur faite était-elle à peine de 143 pieds (43,39 m.). En juillet le remplacement des jambes fut continué : la plus grosse difficulté vint de la rencontre d'un peu de vase qui cédait sous la pression des douves ; cependant l'avancement fut meilleur puisque le bouclier arriva à 192 pieds (58,52 m.). En août, la compagnie reconnut nécessaire de confier à un ingénieur, M. Gravatt, le soin de diriger le

bouclier dont les pièces étaient continuellement brisées ou déplacées par suite de la brutalité des ouvriers. A la fin du mois, après six mois de travail régulier, le bouclier avait parcouru 230 pieds (70,10 m.) avec un avancement moyen de 10 m. par mois qui s'expliquait par les nombreuses avaries que Ton avait perdu beaucoup de temps à réparer.

En septembre, il y eut à lutter contre des difficultés nouvelles dues à Faction de Teau qui délayait et ramollissait le terrain et se faisait jour dans la petite partie laissée à nu en arrière des douves jusqu'à l'exécution des maçonneries. Généralement ces venues d'eau avaient pour conséquence le dérangement des douves, qu'il était très difficile de replacer et le danger s'aggravait d'autant qu'il restait des vides entre ces douves déplacées. C'est à ce moment que Brunel essaya sur deux cadres l'emploi des selles. Au commencement d'octobre, l'avancement arrivait à 266 pieds (81,07 m.); la transformation des douves que de fréquentes venues d'eau rendaient chaque jour plus nécessaire fut poursuivie en abandonnant les anciennes (fig. 41). En outre, le sol détrempé par Teau ne pouvait plus supporter le poids des semelles ; c'est alors que fut commencée la pose du plancher. L'avancement atteignit ainsi 290 pieds (88,39 m.). En novembre, la venue d'eau et les difficultés ne firent qu'augmenter; il fallut installer un second ingénieur résident M. Riley. Le bouclier avait fait 320 pieds (97,53 m.), mais il était bien désorganisé.

A cette époque, Brunel commença à se préoccuper de l'insuffisance des pompes, d'autant plus inquiétante que, par suite de la pente du tunnel, plus l'avancement s'éloignait, plus la quantité et la hauteur de l'eau qui pouvait s'accumuler à l'avancement sans écoulement devenaient dangereuses. Aux difficultés toujours croissantes, inhérentes au travail, vint s'ajouter un grave accident dû à la maladresse d'un ouvrier, qui desserra les vérins de bulée d'un cadre sur lequel étaient précisément appuyés les blindages des deux cadres voisins. Ce cadre recula brusquement et les blindages tombèrent. Cependant, malgré cet accident et l'augmentation de la venue d'eau, il avait été fait, au V janvier 1827, une longueur de 3S5 pieds (108,20 m.), c'est-à-dire un avancement moyen depuis le mois de mars d'un peu moins de 10 m. par mois.

En janvier, la quantité d'eau continua à augmenter si bien qu'un simple arrêt accidentel de pompe suffît à la faire monter au niveau du premier plancher. Le terrain commença également à changer de nature ; l'argile fit place à de la vaso qui faisait irruption dans le bouclier dès qu'il y avait une surface découverte un peu grande.

Fig. 11. — Changement des douves de toit.

Cependant, l'avancement s'améliora et la longueur faite atteignit 407 pieds (124,05 m.). Grâce à une grande dépense d'énergie, l'avancement fut presque aussi beau en février puisque le front de taille arriva à 460 pieds (137,16 m.), mais les difficultés furent telles que l'un des ingénieurs, M. Riley, mourut de fatigue. Le terrain continua à changer dans le courant de mars ; à la vase

succédèrent le gravier et Teau ; le simple déplacement d'une planche suffisait à produire des éboulements et des excavations. Le 30, Tavancement était à SOS pieds 6 pouces (154,97 m.). En avril, dans ses rapports, Brunel se plaignait de l'insubordination des ouvriers, du mauvais sol et de Tabondance de Teau qui nécessitait par moment 40 pompes à bras. Inquiet des éboulements et des excavations qui se produisaient à tout instant, il fît venir une cloche à plongeur et reconnut de nombreux tassements dans le fond du lit de la rivière. Le bouclier était alors à 540 pieds (164,59 m.) du puits.

Dès le commencement de mai, les accidents s'aggravèrent surtout à la suile d'un arrêt causé par une grève d'ouvriers. Les tassements du lit de la rivière augmentèrent et, le 12 mai, eut lieu le premier accident grave dont Brunel rendit compte en ces termes :

c En avançant le cadre YI, par négligence on laissa en arrière « les deux douves du toit et on enleva les deux planches de face du « haut. Le terrain déjà naturellement mauvais (c'était la pleine « mer), commença à gonfler juste comme j'arrivais. Je donnai (( l'ordre à Bail qui arrivait précisément de dresser le terrain ; « quand la fouille eut la profondeur voulue, il replaça les deux « planches, mais nous essayâmes en vain de replacer les vérins (( d'appui, qui étaient trop longs, contre le terrain qui continuait à a gonfler très rapidement au-dessus de nous. Nous fûmes obligés « de le laisser gagner sur nous jusqu'à ce que nous puissions obte- « nir d'autres outils ; mais l'écoulement devint bientôt insurmon- « table ; il roulait des mottes de plus de 2 pieds cubiques (0,056 m'.). « Au même moment, le terrain commença à couler entre les tt cadres III et lY, au sommet du front d'attaque, et le blindage « des cadres lY et Y commença à glisser un peu, ce qui était très (c dangereux. Godvin alla au sommet du cadre lY et je donnai « l'ordre à Burn de consolider le boisage de face au milieu avec « des douves. Pendant ce temps, on avait pu refaire la fouille du « cadre YI et replacer les planches ; mais on ne put les fixer assez « solidement faute de vis plus courtes. Il en résulta que la terre « envahit la cellule une seconde fois ; dès qu'on l'enlevait, il en « revenait autant et à une telle hauteur que Bail était obligé de « travailler à plat ventre. Pendant que l'on essayait de fixer les

SOCTEnRAIN SOUS LA TAMISE A LONDRES 37

« planches avec une longue vis bulée à l'arrière, le terrain <le?cen- « dit avec un fracas efTrayant, de plus en plus meuble et mouillé, I' roulant dans la cellule de telle sorte qu'il devînt impossible « d'arriver jusqu'aux boisages et que nous tûmes chassés de force. « L'ennemi s'était défînitivemeni emparé du notre ouvrage; nous « dûmes fermer l'arrière de la cellule a en mettant des planches en dedans Il des nervures des montants et les o côtés en en plaçant d'autres entre « les cadres V et VI d'une part, et VI « et VII d'autre part, de manière à « maintenir la terre et à l'enfermer « dans la cellule. Nous y réussîmes " tant bien que mal, et quoique le ter- B rain filtrât au début par les joints •< des planches, nous réussîmes à en Fig. is.

" être maîtres. Par suite de l'obs- Accident du 12 mai 1827. « tacle, il devint de plus en plus dense,

u s'arrêta et devint tranquille. A ce moment, je fus appelé aux « cadres VII et VIII ; il y avait à l'arrière un écoulement considé- '< rable de vase et d'eau. Le même fait se produisait en même « temps au cadre I et avec plus d'importance aux cadres X et XI ; (( la quantité d'eau fut pendant un certain temps considérable ; « mais après avoir mis les mineurs du bas aux pompes, ils ne la « laissèrent pas monter au-dessus des vérins, à 12 ou 15 pouces « (0,30 m. à 0,40 m.) ; cela dura douze heures, après quoi tout « s'assit et les craintes cessèrent. >

On voit quelles conséquences avaient eues un simple oubli et quelles difficultés énormes étaient rencontrées. Quand il rentradans le cadre VI après l'accident, M. Gravait ramassa près des douves du sommet, au milieu de beaucoup d'autres débris provenant du fond de la Tamise, une pelle et un marteau qui avaient été laissées par Brunel quand il avait examiné le fond du lit le 25 avril avec la cloche à plongeur.

Le 17 mai, quelques jours après, des vaisseaux s'étant amarrés au-dessus du souterrain, il se produisit un remous qui délaya la vase du fond. L'eau put pénétrer avec plus d'abondance encore

que d'habitude dans le gravier et le 18 elle envahit les galeries, sans que cette fois, malgré des efforts désespérés, les ouvriers pussent l'arrêter. Après avoir lutté jusqu'au bout, ils ne s'écha;»pèrent qu'à grand'peine.

Après l'accident Brunel descendit k plusieurs reprises avec la

FIg. 13. — Coupe fn travers. — Visite du bouclier aprts l'accident,

cloche à plongeur (fig. i3) pour examiner l'excavation qui s'était formée dans le fond du lit. Il put parvenir jusqu'au bouclier et reconnaître que, s'il s'était très disloqué, il était cependant toujours en place. L'excavation avait 50 pieds (15,24 m.) de diamètre ; elle se terminait par une sorte d'abtme d'environ 10 pieds (3,05 m.) de longueur sur 7 pieds (2,13 m.) de largeur, qui mettait à nu Àes douves du sommet des cadres X, XI et XII; il y

avait en outre une dépression de 12 pieds (3,66 m.) en avant des cadres VI et VII, dont le fond était absolument mou. Le cube de l'éboulement fut évalué k 2S 000 pieds cubiques

La première opération consista à placer, au-dessus du bouclier, avec la cloche à plongeur, une grande quantité de sacs d'argile attachés les uns aux autres, afin de bien l'isoler de la rivière. Cette première couche fut recouverte par des sacs d'argile, traversés par des baguettes de noiâetiers de 5 pieds (1,52 m.j de longueur afin d'éviter qu'ils ne puissent descendre et de les forcer à se coincer les uns contre les autres. Le 2i mai, les pompes furent mises en marche à titre d'essai et réussirent à faire baisser le plan d'eau dans le souterrain, sans toutefois pouvoir le mettre à sec. Brunel fit alors couler au-dessus des sacs un grand radeau

Fig. lîi. — Coupe en long. — Visite du souterrain après l'accidecit.

chargé de 230 tonnes et achever de remplir l'excavation avec dos sacs d'argile et du sable. Il ne réussit pas du premier coup; à diverses reprises l'eau se lit jour et le remblai tassa. Ce ne fut que le 20 juin que Brunel, l'ingénieur Beamish et deux ouvriers (fig. iS) purent pénétrer dans le souterrain. Ils reconnurent que les galeries étaient en partie remplies de terre et de débris de toute aorte, mais que la maçonnerie et te bouclier étaient en bon état. Cependantles planches de blindage et les vérins qui les maintenaient étaient tombés ou faussées, les cadres hors d'aplomb et il y avait des excavations et des venues d'eau de tous côtés. Ce ne fut qu'au

prix de beaucoup de temps et de danger que tout fut remis en ordre. Il se produisait à chaque instant des jets d'eau et de terres fluides ; les cadres se déplaçaient en brisant avec de fortes détonations les chaînes qui les reliaient. Le 28 juillet, les travaux de dégagement et de consolidation provisoire étaient terminés, mais ce ne fut que le 25 septembre que le remplacement des pièces brisées fut achevé et que Tavancement put être repris.

Le 31 octobre, le bouclier n'avait avancé que de 12 pieds (3,66 m.), ce qui donnait une longueur totale de 562 pieds (171,29 m.). Un mois plus tard, après un avancement des plus lents dans un sol absolument ramolli, il arrivait à 583 pieds 9 pouces (177,94 m.).

L'arrêt des fêtes de Noël eut des conséquences désastreuses ; car il laissa au terrain le temps de se délayer. Quelques jours après, le 12 janvier 1828, le second accident se produisit. Brunel en rendit compte comme suit :

« J'étais resté avec les ouvriers toute la nuit, et nous n'avions « constaté aucun signe de danger. A six heures du matin, au « moment du changement de poste, une équipe nouvelle reprit le « travail. Nous commençâmes à attaquer le sol à Tangle supé- « rieur ouest du cadre I ; la marée commençait à baisser et le <( terrain paraissait tranquille ; nous étions descendus d'environ (( i pied (0,30 m.) quand, en mettant à nu les 6 pouces suivants « (0,15 m.), le terrain commença tout à coup à gonfler et à couler « en grande quantité par l'ouverture. Cet écoulement fut accoma pagné immédiatement d'une grande quantité d'eau. L'irruption « fut assez violente pour rejeter les hommes du cadre sur Técha- « faudage en arrière. J'étais sur le plancher dans la cellule avec (( eux, mais quand l'éboulement commença, je passai dans la « cellule voisine pour pouvoir mieux surveiller ce qui se passait. « Quand je vis que les ouvriers ne pouvaient arrêter l'eau, je « donnai l'ordre à tous les hommes de sortir des cadres. Ils se (( retirèrent tous, sauf trois hommes qui étaient dans la même « cellule que moi. Je ne quittai l'échafaudage que quand ils eurent i< descendu l'échelle des cadres. Nous avions pu avancer, eux et « moi, d'environ 20 pieds (6,10 m.) dans la galerie de l'ouest, « quand l'agitation de l'air, causée par l'irruption de l'eau, devin

« telle que toutes les lumières s'éteignirent. Nous avions de Teau « jusqu'à la ceinture et j'étais en train d'expliquer aux trois « hommes le moyen de se diriger dans l'obscurité, pour s'échap- « per, quand eux et moi nous fûmes jetés à terre et recouverts « par les débris de l'échafaudage. Je luttai quelque temps sous « l'eau et arrivai à me sortir de l'échafaudage ; tout en nageant, « poussé par le courant d*eau, je gagnai le tunnel de Test, où je u trouvai un meilleur sol ; je pus en me retenant au câble du « railvvay m'arrôter un instant, dans l'espoir d'encourager les « hommes qui avaient été jetés à terre en même temps que moi. « Je les appelai, mais sans résultat. Avant que j'atteignisse le « puits, l'eau avait monté au point que je n'avais plus pied et je (( dus nager pour atteindre l'escalier. J'étais blessé aux genoux « par les poutres de l'échafaudage à tel point que je pouvais à « peine nager et monter l'escalier, mais le courant d'eau me « poussait vers le puits. Les trois hommes atteints avec moi ne « purent se dégager, et j'ai le regret de dire qu'ils sont perdus ; « je crois que deux hommes âgés et un jeune sont aussi restés « dans une autre partie du travail. »

Un examen avec la cloche à plongeur fit reconnaître qu'il s'était formé une forte excavation à l'ouest du souterrain, mettant le bouclier à nu. Elle fut remplie par le môme procédé que la première fois ; toutefois les baguettes de noisetier furent remplacées par des tiges de fer et les vides entre les sacs d'argile furent remplis avec du sable, dans le but d'atténuer les tassements.

Le 6 avril, les ouvriers pouvaient commencer à dégager les galeries. Mais, quand ce travail fut terminé, la compagnie à bout de ressources dut se résigner à abandonner le travail, après avoir fermé l'extrémité du souterrain hermétiquement avec de la maçonnerie, de manière à pouvoir le maintenir à sec tout en réduisant les frais d'épuisements. Ce travail fut terminé le 15 août 1828. A ce moment, Brunel pouvait écrire :

« Le souterrain e»t terminé sur une longueur de 600 pieds (183 m.) « Les voûtes et autres ouvrages ont supporté sans accident deux « irruptions de la rivière. Ces deux faits ne peuvent manquer de « vous convaincre et de convaincre le public de la solidité de la « construction et de la conflance à accorder aux ouvrages terminés.

« Quant aux moyens de continuer les travaux, le souterrain « n'est maintenant qu'à 350 pieds (106,68 m.) de la limite des <f basses eaux sur la rive nord. J'ai l'entière confîancede pouvoir « vaincre tous les obstacles et finalement d'achever le souterrain « avec la même solidité et la même perfection que les 600 pieds « (183 m.) déjà exécutés. »

Brunel dut cependant attendre sept ans pour reprendre le travail. Ce ne fut en effet qu'en 1835 qu'une subvention du gouvernement permit de rouvrir les chantiers. Brunel n'hésita pas à reconstruire entièrement le bouclier suivant le modèle perfectionné décrit ci-dessus. L'avancement fut repris en mars 1836. La marche fut d'abord très lente par suite des mouvements du sol. Le 11 juin, une irruption d'eau fit perdre six semaines. A la fin de Tannée le parcours total était de 117 pieds (3o,66 m.).

En 1837, il ne fut que de 28 pieds (8.53 m.). Les irruptions d'eau étaient devenues de plus en plus fréquentes et il avait fallu en outrelutter contre des dégagements de gaz qui, en faisant explosion, disloquaient les blindages. C'est à cette époque que, pour éviter les chutes de blindages, Brunel inventa de réunir les planches par des crochets de manière à former des panneaux, qu'il suffisait de maintenir en quelques points, si la formation d'excavations privait les planches de leur point d'appui contre le sol. Il ajouta également pour les empêcher de glisser des éperons en fer butés contre les planchers.

A la fin de 1838, il avait élc fait, depuis la reprise, 250 pieds 6 pouces (76,35 m.). Mais le bouclier approchait de la rive ; aussi l'avancement atteignil-il, en 1839, 3 pieds (0,91 m.) par semaine. La longueur faite dans l'année fut de 249 pieds 6 pouces (76,04 m.}, c'est-à-dire presque aussi forte que pendant les trois années précédentes. Il y eut encore des éboulements, notamment un de 13 pieds (3,96 m.) de profondeur et 30 pieds (9, 14 m.) de diamètre, mais sans irruption d'eau.

En 1842, tout était terminé, et en 1843 le tunnel fut inauguré par Sir J. Rennie. C'est au cours de cette cérémonie que furent décachetées les bouteilles bouchées lors de la pose de la première brique en 1825.

La dépense totale s'éleva à plus de 600 000 livres sterlings

(i 500 000 fr.) ; ce qui fait ressortir le prix du yard courant à 1200 livres (32800fr. par mètre courant).

Conclusions. — Le récit assez détaillé des difficultés rencontrées et des accidents survenus au cours du travail permet de dégager les qualités et les défauts de l'outil admirable créé par Brunel.

Le défaut capital de ce bouclier était sa complication, mais cette dernière avait pour cause unique la faiblesse des ressources mécaniques et métallurgiques dont disposait Tinventeur. C'est pour ce motif qu'il dut fractionner son bouclier en cadres ; c'est pour diminuer l'effort à développer qu'il créa les jambes destinées à substituer un mouvement de rotation au mouvement de glisse* ment ; qu'il introduisit les bras afîn de diminuer la charge en la reportant sur les cadres voisins ; qu'il s'efforça de faciliter et de diriger le déplacement des douves de toit par fintroduclion des selles et des leviers^ enfin qu'il fractionna l'enveloppe en planches de blindage et en douves mobiles indépendantes les unes des autres. Mais cette division avait Tinconvénient de faciliter les déplacements, les resserrements et les dislocations, et quoiqu'il eût cherché à y remédier parles quadrants, les tirants et les régulateurs, elle n'en resta pas moins le point faible du bouclier oA aggrava singulièrement les accidents quand elle n'en fut pas la cause première.

Mais s'il est fait abstraction de ces accessoires, inévitables dans les conditions où Brunel était placé, on trouve le germe de tous les boucliers postérieurs : l'enveloppe extérieure mobile offrant un abri pendant l'exécution de la fouille, les vérins pour la faire avancer, les cellules et les blindages fractionnant le front d'attaque qui se retrouveront au souterrain de Blackwall, les plaques de recouvrement de la queue du bouclier à l'abri desquelles on peut monter le revêtement définitif, le garnissage avec de l'argile de la fouille préparée pour l'avancement du couteau qui n'a réapparu que tout récemment aux travaux de construction du Waterloo and City Railway. Enfin, s'il n'a pu l'appliquer, Brunel avait imaginé, dès 1818, le revêlement en fonte qui, jusqu'à une époque toute récente, a été considéré comme le seul possible avec le bouclier, quoiqu'il ne fût pas réellement nécessaire dans tous les cas.

L'innovation, récemment introduite dans les boucliers français,

et qui a consisté à les appliquer à la construction des ouvrages en maçonnerie, et qui ouvre tout un horizon nouveau à la méthode, n'est en somme qu*une application nouvelle et perfectionnée de ce que Brunel avait fait lui-même avec succès, de même que l'abandon de remploi exclusif de la forme circulaire, que les successeurs de Brunel en Angleterre et en Amérique avaient considéré comme un dogme, sans trop en donner de raison, n'est qu'un retour à ce qu'avait déjà osé cet illustre ingénieur.

On ne saurait trop admirer l'abondance d'idées et de ressources dont il a fait preuve avec des moyens aussi imparfaits que ceux dont il disposait et, Tachëvement d'un travail aussi colossal, au milieu de difficultés inouïes, remplit d'étonnement et de respect pour ce maître.