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Fig. 51. — Projet Greathead.

Greathead avait en outre introduit quelques autres innovations, notamment une grue mécanique pour lever et mettre en place les segments en fonte du revêtement, appareil fort ingénieux qui se retrouvera dans divers souterrains. C'était donc un projet à tout point de vue remarquable et on ne peut que regretter vivement qu'il n'ait pas eu de suite et qu'il ait fallu de longues années pour voir mettre en pratique les idées excellentes qu'il contenait.

Boucliers américains Beach. — Pendant que ces tentatives se poursuivaient en Angleterre, les Américains essayaient de leur côté des applications un peu différentes de la mélhode du bouclier. Il est fort probable que M. Beach, qui appliqua le premier bouclier, avait eu connaissance de ce qu*avait fait Greathead à Londres ; mais soit qu'il eût des renseignements incomplets et qu'il ait dû s'en rapporter sur bien des points à sa propre inspiration, soit que ce fût un esprit réellement original, il créa un outil, peutêtre critiquable à certains points de vue, mais qui, à d'autres, était un véritable pas en avant.

se EMPLO] DU BOUCLIER

Son premie Pressai ^f ut fail à New-York pour la construction ilu Broadway pneumalic underground Raihvay, sorte de chemin de fer souterrain, dans lequel les wagons devaient circuler dans un tube sous l'action de la pression de t'air. Le tube devait être construit complètement à sec, mais dans un sable très meuble, au-dessous des conduites d'eau cl de gaz et des égouts, dans Uroadway, une des rues de New- York où la circulation est la plus intense, et à proximité des fondations d'immeubles très importants et d'un

Fig. 't2. — Houtlier Bracli. — Coupe en long.

poids considérable. Le souterrain avait 8 pieds (2,44 m.) de diamètre intérieur et était construit en maçonnerie de briques et mortier de ciment.

Le bouclier dont il se servit se composait d'un tube A composé de pièces de bois, réunies par un cercle en fer contre lequel s'appuyaient les vérins D destinés à faire avancer le bouclier. A l'avant, se trouvait un lourd anneau en fer dont l'arête extérieure était amincie de fai;on à constituer un couteau. A l'intérieur de

SOUTERRAIN DE LA TOUR DE LONDRES o7

Tanneau étaient placées une série de planches G horizontales également amincies en forme de lames tranchantes qui découpaient le sol en le maintenant. Les vérins s'appuyaient contre la maçonnerie exécutée par l'intermédiaire de bloc de bois E ; un tuyau G leur distribuait Teau sous pression fournie par une pompe à bras F. Enfin un cylindre d'acier H à Tarrière, taisant corps avec le bouclier, servait d'abri pour l'exécution de la maçonnerie de briques, que Ton montait par anneaux de 16 pouces (0,41 m.). Cet appareil n'avait à travailler que dans un terrain sec, mais l'emplacement du tube exigeait que la fouille se fil très exactement sans laisser aucun vide pouvant donner lieu à des tassements. Au premier abord il paraît; grossier, mais il faut reconnaître qu'il constitue la première application, de l'emploi des vérins hydrauliques dont Brunel avait bien parlé, mais qui étaient restés à l'état de projet. Une innovation très personnelle est la division de la face en une 5érie de tranches horizontales. Ce qui peut par contre lui être reproché, c'est une construction primitive et l'absence de toute pièce verticale de nature à empêcher la déformation.

A l'aide de la pompe à bras on pouvait, par l'intermédiaire des 16 vérins, exercer un effort de 126 t. contre la maçonnerie. Sous l'effet de cette pression, le couteau circulaire et les lames tranchantes pénétraient dans la terrain à une dislance égale à la course des vérins hydrauliques ; et il n'y avait qu'à enlever la terre ainsi découpée et, après avoir rentré les vérins, à exécuter à l'abri de la queue un anneau de maçonnerie. Pour changer ou rectifier la direction, il suffisait de fermer les robinets commandant l'admission de l'eau dans un certain nombre de vérins du côté où il était nécessaire de ralentir la marche du bouclier. Tout l'effort se produisait de l'autre côté qui seul progressait. Cette simple opération permettait de régler la marche du bouclier avec une grande exactitude ; Beach avait d'ailleurs à faire à un terrain très favorable, dont la fouille se faisait très aisément sauf quelques blocs isolés, dans lesquels il fallait percer des trous de mine pour les briser.

Pour repérer et vérifier la position du bouclier, des trous étaient percés de bas en haut avec un tube de fer creux, qui se rallongeait par morceaux, jusqu'à la surface du pavage (fig. 53). Il suffi-

sait ensuite de descendre un lil à plomb pour avoir la position exacte de l'axe. Ce travail ne pouvait se faire que de nuit à cause de l'intensité de la circulation du jour.

La ligne comporte une station sous un trottoir de Warren Street où se trouvent une salle d'attente et les machines à air. Le wagon devait s'sngager dans le tube par un portique en briques de 9 pieds de diamètre (2.74 m.). Après avoir décrit une courbe de 30 pieds (15, 2i m.) de rayon, la ligne tubulaircse poursuit en ligne droite dans l'axe de Broadway, à 21 pieds 1/2 (6,55 m.) au-dessous de la rue, jusque près de Murray Street où elle se termine. Les promoteurs de l'aiTaire Fig. 53. - Vcriaeation de laiignement, avaient l'intention de la prolonger sjsttme Beach. ultérieurement, entre Ballery et la

rivière de Harlem.

Le 26 février 1810, ce premier tronçon fut ouvert au public,

afin de lui faire apprécier les mérites de ce nouveau mode de

transport. Mais le succès ne parait pas avoir répondu à l'attente ;

car il n'en a plus été reparlé.

Bouclier de Cincinnati. — Il a été fait cependant en 1871- 1872 une seconde application du bouclier Beach, à Cincinnati (Ohio), pour la construction, sous la voie publique, d'un égout circulaire de 8 pieds (2,44 m.) de diamètre.

Un puits fut fait d, ns Sycamore strect, prés de Ilunslreet, et, après être arrivé au niveau du radier de l'ouvrage à construire, deux boucliers furent dt'ceiiduspour l'exécution du souterrain dans deux directions opposées. Ce dernier s'étend depuis Abigaïl slreet, sous Sycamore slreet, jusqu'à Court street, où il tourne par une courbe très raide pour suivre cette voie jusque au del4 de Broadway. Dans ce parcours il passe sous deux canaux, le Miami Canal

et un de ses embranchements. La profondeur moyenne est d'environ 20 pieds ( 6,10 m.). Comme à New- York, le revêtement est fait en maçonnerie de briques.

Ce travail s*exécuta à sec dans d'excellentes conditions, sans apporter aucun trouble dans la circulation, si ce n'est l'entrée et la sortie des terres et des matériaux par le puits.

Gleveland lake tunnel. — Une dernière application du bouclier Beach fut faite dans la construction de la prise d'eau de la ville de Cleveland sous le lac Erié.

Les projets de ce travail furent faits en 1869 par Tingénieur M. Whitelaw. Ils comportaient une prise d'eau par un puits dans le lac, réuni à la rive par un souterrain de 6606 pieds (2 013 m.) de longueur. Ce souterrain avait 5 pieds (1,53 m.) de largeur et 5 pieds 2 pouces (1,59 m.) de hauteur avec une pente de 1 p. 100. Le puils du lac descendait à 90 pieds 2/10 (27,49 m.) tandis que sur la rive le souterrain était attaqué par un puits de 67 pieds 5/ 10 (20,57 m.) de profondeur.

Le travail fut adjugé au prix de 18 dollars (90 fr.) par pied. Il se poursuivit d'abord très régulièrement par des procédés analogues à ceux qui ont réussi pour beaucoup de souterrains de prise d'eau sous les lacs (Chicago, Milhvaukee, etc.). Mais dans la partie exécutée en parlant du puits du lac, le souterrain rencontra une argile très mauvaise dans laquelle il fut impossible d'avancer. Il fallut condamner provisoirement la. galerie par une cloison en bois.

Les entrepreneurs firent alors construire un bouclier de € pieds 1/2 (1,98 m.) de diamètre intérieur, avec de fortes tôles à chaudière, renforcées par deux anneaux de fonte carrés de 4 pouces (0,10 m.). Ces anneaux étaient élargis à l'emplacement des presses hydrauliques. Le constructeur avait prévu l'installation de cloisons verticales et de planches horizontales de 9 pouces (0,23 m.) d'épaisseur, de manière à diviser le front d'attaque en cellules de 18 pouces (0,46 m.) de côté; mais les entrepreneurs crurent pouvoir se dispenser de les mettre en place quand ils eurent reconnu que deux planches suffisaient pour ralentir l'écoulement de l'argile. L'arrière du bouclier était conservé lisse sur 2 pieds

(0,61 m.), de manière à pouvoir glisser sur la maçonnerie qui était construite à Tintérieur par anneaux de 16 pouces (0,41 m.); la queue du bouclier recouvrait par suite toujours la maçonnerie d'au moins 8 pouces (0,20 m.).

Malgré tous les soins apportés à son exécution, il se produisait toujours des lézardes dans la maçonnerie à l'avancement du boujclier. Il est vrai qu'elles étaient toutes transversales et correspondaient aux reprises de maçonnerie et qu'il y avait lieu de les attribuer à ce que le souterrain était assis au milieu d'une couche de 30 pieds (9,14 m.) d'argile absolument molle. Il fallut placer sur ces fissures, à Tinlérieur de la maçonnerie, des anneaux de fonte de 12 pouces /(), 30S m.) de largeur et un pouce (0, 025 m.) d'épaisseur, posés par segments à bain de mortier de ciment et clavés avec une clef bien étanche.

Le premier essai de montage du bouclier eut lieu à 18 pieds (5,49 m.) en arrière de l'extrémité provisoirement barrée du souterrain. Mais l'opération ne put réussir. Dès que l'argile eut été mise à nu par la démolition de la maçonnerie de briques, elle se mit à couler; il fallut battre en retraite et fermer le souterrain par une nouvelle cloison. L'opération fut recommencée à 12 pieds (3,66 m.] plus en arrière, dans un emplacement où l'argile était assez consistante pour permettre le montage du bouclier. Dans la traversée des 30 premiers pieds (9, 14 m. , Tenlèvement de la maçonnerie faite antérieurement et des deux cloisons fut très laborieux; et fît perdre plus d'un mois. Au-delà le travailallaplus vite; la longgueur construite avec le bouclier fut de 14U pieds (42, 67 m). Au début, les entrepreneurs voulurent se servir de simples vérins à vis ; mais l'avancement était si lent qu'il fallut leur substituer des presses hydrauliques pouvant développer ensemble un effort de 135 t. Malgré cette force, ils eurent par moment beaucoup de peine à faire avancer le bouclier et à le maintenir en ligne; il dévia vers la gauche de 2° 46' et, en traversant Targile molle, il baissa sensiblement, de sorte que les maçonneries se trouvaient implantées trop bas. La pression de Targile molle sur le bouclier était d'environ 4 t. par pied carré (39060 kg. par mètre carré). Sous cette pression énorme, les anneaux de fer cassèrent en plusieurs endroits et le cylindre s'aplatit de 4 pouces (0, 10 m.).

Les Américains ne voulurent pas tenir compte de la difficulté du travail et des imperfections faciles à voir et à corriger du bouclier. Il est bien certain que, si les constructeurs avaient mis les divisions verticales comme elles étaient prévues, le bouclier ne se serait pas déformé; et il est fort probable qu'en employant des injections de mortier les fissures de la maçonnerie auraient été évitées. Enfin, laisser le front d'attaque ouvert dans un aussi mauvais sol, c'était s'exposer à enlever un cube supérieur au vide, ce qui certainement explique les tassements qui se sont produits. Les ingénieurs, et surtout M. Chesborough ne se souvinrent que des inconvénienlSy et après quelques années d'engouement ils abandonnèrent le bouclier qui, suivant eux, était impuissant à supporter la poussée des terres et impossible à diriger. Ils persistèrent dans cette erreur, et ce n'est qu'après de longues années de lutte et des échecs coûteux qu'à la rivière de THudson et à la rivière Saint-Glair ils consentirent à employer un bouclier. Encore, sur le premier point, fallut-il qu'il fût réimporté par une compagnie anglaise, comme il sera expliqué plus loin.