‹ Des machines à vapeur. Leçons faites en 1869-1870 à l'École impériale des ponts et chaussées (volume 2)Chapitre 136 sur 151 · SI · texte numérisé non relu

SI

- Eiécudon des lerrassemnit* i sec. — Fouille, charge et Iran^Ml'

PooiiiectdiBrcc. — Les tcrnissements comprennentplusieirs opérations distinctes : la fouille et la charge du déblai, le transport et l'emploi en remblai.

On a demandé aux machines à vapeur d'exécuter ces diverse opérations, mais le succès n'a répondu complètement qu'à on? seule, celle du transport. De nombreux essais ont cependant élé

EXÊCUnOS PES TRAVAUX. 571

entés depuis vingt ans pour faire soit la fouille et la charge, ■oit la touille seulemenl. Dans le premier cas, on a proposé des ■ngins analogues h des dragues à godets ou à des dragues à nain de grande dimension; dans le second cas, on a préconisé 'emploi des pioclieuses et des déronceuses étudiées en vue des

ivaux agricoles.

Presque tous ces appareils ont été successivement abandonlés par suite dediflicultés spéciales, soit au travail à faire, soit i la machine cUe-inéme.

La première chose à considérer dans une machine destinée à faire la fouille et la charge des déblais d'une tranchée est ta falité d'installation. Or les conditions d'installation varient singtiliérement dans une tranchée dont la profondeur peut passer de 1 à 18 mètres, dont la largeur en gueule, pour un chemin de fer, s'élève de 12 à 80 métros; si la machine est puissante, elle sera lourde; si elle est lourde, elle sera difficile à manier. Nous n'avons évidemment pas à examiner le cas où elle ne serait pas puissante.

LEn second lieu, le travail de la machine doit t>lre régulier : la nature des déblais à exécuter dans une grande tranchée Tarie singulièrement. En modiflant le nombre des hommes à la fouille, on peut obtenir la production d'un volume à peu prés uniforme chaque jour ; il n'en sera pas de même avec une machine organisée en vue d"un effort déterminé.

En troisième lieu, il faut assurer l'alimentation de la machine à vapeur : la chose est facile dans une ville sillonnée par des conduites d'eau; il n'en est pas de même en rase campagne, où l'eau peut faire défaut dans de grandes étendues.

Enfin, le moindre arrêt dans uni; machine faisant In fouille et la charge entraîne la suspension de tout l'aldier : hommes chevaux, machines de Iransport, resteront inoccupés pendant la plus petite réparation, et une telle éventualité est très-grave dans un chantier.

La machine à piocher et à charger ne nous parait donc pos-

STf 18 IIODES A TAPELIL

sîUf foe dans des cas asset mes. En présence d'un cobe coisâlênble de d^bis homogènes, sor on sol conTenablemei rbbtanU <ans crainte d'éboalenienl et STec de Teau de boore ^nalîtê à pn^iimité. on pourra exécuter des déblais à U oudiûie : mais ces conditions que nous venons de réunir se présentent rareroenl , et , si elles se présentent, la fouille et la charge dâcotées par des hommes coûteront peu et on ne songera ps à employer une machine.

La question du prix de revient du terrassement exécuté pt une machine est en efTeC capitale. Il faut tenir compte dodseolement du prix d'acquisition de cette machine, mais de IV mortissement et de Tentrelien, toujours onéreux, de ces appareils.

En additionnant toutes les dépenses à faire pour le transport au lieu d*attaque, Tinstallation, la mise en train, on trouTen qu'une machine à terrassements d'une puissance convenable coûtera au moins 30,000 francs; si elle n*exécute que I00,00( mètres cubes de terrassements et que sa valeur soit réduite de moitié à la tin de la campagne, il faut compter 0',15 par mètre cube de frais généraux avant qu'un coup de pioche soit ilonnô.

-\«ni< n»' voyons que deux cas dans lesquels il soit né«essaire «^t où il [)ui^>e être avantageux de recourir à l'emphïi des iiiiic Innés pour exécuter un déblai : le premier est celui où les tioninie-» lont défaut, le second celui où on elTeclue un déblai pnur extiaire une substance ayant une certaine valeur, pour se |)rocurer par exemple des matériaux de construction, marbres, pierres de taille, moellons, pavés.

Emploi des maehlae» qaand les hommes foat défaut. — LcS

liommes peuvent faire défaut dans les travaux publics pour plusieurs causes : Tabondance d'un travail mieux rémunéré dnns le voisinage, la diflicullé de vivre dans la localité où le travail doi( être elfectué, enfin la difficulté même du travail.

On remédie à la première cause par une augmentation de

EXÉLtTION [)ES TRAÏAIX. û.S

laire, et souvent il vaut mieux subir cette nécessilé que de se ncer dans des inslallatiuus mécaniques dont on ne peut apécier à t'avance toute la dépense; mais lorsque les deux auss causes se présentent, l'appât d'un salaire élevé est insuffint pour dixiiicr des ouv rieiî à subir des conditions d'existence Op pénibles, el il faut sans hésiter recourir aux machines. Nous avons eu. de notre temps, un exemple remarquable t service rendu par les machines à une entreprise qui avorit Taute d'ouvriers. On n'avait jamais pu amener, pour les ivaux de l'Isthme de Suez, une quantité d'ouvriers européens I rapport avec l'imporlanCe du cube â déblayer, el on avait dû icODtenlcr du Jaifale travail tourni par les ouvriers indigènes; lais lorsque, dans des (circonstances que nous n'avons pas à

Erécier ici, cette ressource fut enlevé à la compagnie de llime de Suez, on put craindre l'ajournement indélini de Ile grande œuvre. L'emploi de moyens mécaniques puis- IBts proposés el réalisé:^ par deux ingénieurs, MM, Horel et ttalley, a heureusement changé cette silualion. et l'achicve- Bnt du canal est aujourd'hui une chose complètement assue. Si jamais on entreprend le percement de l'isllirne de Pa- Itna ou la construction d'un canal à point de partage par le t- de Nicaragua, ce ne sera qu'à l'aide d'appareils mécaniques tissants. Bien plus encore qu'à l'Isthme de Suez, les condiins climatériqucs s'opposeront à la réunion d'un grand nomfe d'ouvriers, et ce n'est qu'à la condition d'avoir un person- P restreint que l'on pourra prendre des précautions hygiéni ^es convenables.

La dil'tîculté du travail en lui-même conduit aux nii'mes Inclusions et il faudra remplacer l'homme par des machines, ►us citerons, à cet égard, le travail des mines el suriout des lues de houille. Ainsi que nous l'avons dit en pailant des tnbuslibles, les couches situées a une faible piofondeur autesous du sol s'épuisent, et on songe à exploiter des couches t-uées à 900 ou 1 ,000 métros. A ces profondeurs, la lempé-

o74 DES MACHINES A VAPEUR.

rature s'élève à 40 ou 50 degrés; il sera impossible de deiuanûer à l'homme un travail continu, et les opérations de tailb:^ «t d'abatage devront être confiées à des instruments. Cette qu^tion se présente et s'étudie déjà dans des mines moiii:> (iroficdes. Nous pensons qu elle sera complètement résolue quau Télévation de la température viendra ajouter une nou\elle difficulté au problème.

ExtractioB de matéiteaz de valcar. — E II lin, lor^|Ue Idl

entreprend un déblai pour se procurer des matériaux qui oui une valeur souvent fort grande, l'usage d'une machine eitnctive, loin d'être onéreux, diminuera dans une grande prupor tion le prix de revient. On peut, dans une riche carrière, pv exemple, organiser un grand appareil pour ainsi dire a ikmeure, créer pour l'approvisionnement de l'eau des resMMina permanentes, donner en un mot à toute Tinstallation un et ractère de fixité qui fait absolument défaut lorsqu'il î*a^ d'exécuter une tranchée de chemin de fer ou de canal.

L'emploi des machines à vapeur dans certaines circonslairs particulières fait disparaître une cause de danger pour b vt des ouvriers. Nous en citerons un exemple : la ville dt* l'ama, pendant de très-longues années, exploité des pavés à Marcosesis. La fente des blocs de grès exigeait de la part des ou\nen des efforts considérables, et la poussière de grès, qui s'iiitnxlah sait dans la poitrine de ces hommes, y causait des désordre très-graves. L'introduction d'un marteau à vapeur a chaiu? cette situation de la manière la plus heureuse : les blu<> »il divisés sans que l'homme ait autre chose qu'une sunvillaBcr à exercer, et tout danger a complètement disparu.

Emploi des pioeheiMes et des déffonceases. — Les machiB0

destinées à faire la fouille seulement, c'est-ù-dirc à dêsj^ne^ le sol, ont été employées avec un certain succès pour de« tiTraîns difficiles à piocher, qui s'émiettent sous le pic en l'e»pàlant, qui n'éboulent pas et dans lesquelles la mine no pruduUque peu d'cflet. Les terrains argileux compactes de la n«

OÉCCTIUN IJES TRAYAIS. 375

droite du lac du Genève ont présenté ce caractère, et, sur plusieurs puinis, on a trouvé utile de désagré^'cr le sol par des labours protonds exécutés avec des charrues attelées de douze bœufs. Si les instruments agricoles dont nous avons parlé, les piocheuses, les défonceuses â vapeur, se vul;,'ansenl , elles pouri'ont donner un utile concours pour l'exécution des terrassements dont la fouille présente ces diflicultés exceptionnelles.

Fouille de ronduioas prorondeB. — M est souvcnt indispensable, pour arriver â un sol résistant, de traverser une épaisseur de plusieurs mètres de terrains tourbeux et aquiféres ; en ce cas, les fouilles avec talus sont presque impossibles et entraîneraient, surtout au point de vue des épuisements, des dépenses hors (le proportion avec l'importance de l'ouvrage à exécuter. Avec une machine locomoliile, on peut mettre en mouvement une drague à chaînes verticales, disposée de façon à creuser ^ perpendiculairement un espace rectangulaire, encaissé par des sieux et des palplanches battues à l'avance. Les viaducs de la "Tialie et du Grison, sur la partie du chemin de fer de Paris à ijon, située entre Châlon et Mdcon, ont été Ibnilés de cette matière et la dra^'ue a pu descendre â 8 mètres de profondeur, u'appareil employé est décrit dans le Recueil d'appareils à va- «r employés aux travaux de navig.ilion et de chemins de ferublié par M. Castor, entrepreneur de travaux publics.

aport d» terraMtementa. — L'emploi dcS machineS a

idific d'une manière radicale les bases admises, il y a vingt ' aos, pour la répartition des terrasses. Lasubslitutiondeswagons aux tombereaux et aux brouettes avait déjà permis d'entreprendre des transports à des dislances relativement considérables; mais la substitution des machines locomotives auxche- Taux a permis de réaliser un progrès beaucoup plus grand. On a commencé par se servir, pour ces transports, de machines locomotives vendues par les compagnies de cliemins de fer comme matériel insuffisant. L'usage de ces machines n'est pas sans

àutgrr - ks enlrepreaean, qni ea oal £ûl l'ac^nsiâta. mleet qtM^ueftHS derantles répantiims à faire, H Scdiâ» MÎfe d'euner une «orreillance particubèiv sor l'cbl di Ces DMchines sant souvent luurd<!^ pov Isw lios les teTTasseatenls; elles sont aujoardlm MB fUcto |nr des Biaclriiies spteûles pesant S à IV.OOQ kiker.d ipprapriée» sd tnnîl. Nous avoi» {nrlnVm ' le ehapilic coosacré ans macbines loiMfDvit[i0- Les déiails reUlib a l'arpuiisattoa de ces çr^aàs aUlim i$ lemsseneals au n^^oo wnt doDoés dans le> cour» «ie cm- ■tnictioii; nsas n'avom à mentionner que le cbotx dn noiM- Nom iafMtenms cependant sar une iitMKiîoa capitale dusfe» plM de ces aolenn, c'est la njnessiré d'aToir nue boone iiie: avec une voie in^dincie , les accidents se multîplîenl rf b moindre d^nilU'nienl peut occasioaner la désorfnintsatïoii rf^ chautk-r pi^ndatil plusieurs heures.

pi»h*iiMM. — L'cnijtloi d'un ballast H£ luinne qualité <°st 'a&pensable pour rauiette et b stabilité de la voie. Mallieareasen»enl, les carrières dans lequdles on peut se procun-r ce htlasl soiil 54>iiveiil liTS-espac«vs sur un chemin de Tit. i-t un peut parcourir des sectimns de 50 iùlomètres sans rencootrer un sable convenable. De pareilles distances sont heureusemeat franchies rapidement par les machines locomotives, et l'ina a^ rive, sans dépenses excessives, à se procurer le ballast oécessaire aux voies. Si, atant la mise en exploitation d'un chemia de fer, on peut à la rigueur eOiecluer les transports de balJasL avec des chevaux, il n'en est plusde même dés que la ligne est livrée à l'exploitation : il faut Taire ces transports dans les intervalles de temps laissa IîIhvs oitre les trains de voyageurs et de marchandises, et le service du ballast doit être fait avec une précision que permet seule une machine locomotive.

L'organisation des trains de ballastage et de matériaux pour l'enlretien des voies, des terrassements et des ouvrages d'art,

ES£CIFT!0.\ l>t':S TRAVALK. 37T

r constiluc itn problème trés-difiicile. H faut tuut calculer : le

' temps nécessaire au chargement, la durée du transport, le

1 temps du déchargement, le retour à la sablière, et ne pas pcr-

- dre de vue que le moindre relard peut entraîner un accident

^ sérieux. Les agents eipérimentcs accompagnent les trains de

ballast el prennent les mesures nécessaires pour assurer la

liberté de la vote aux trains de l'exploilation.

, Les travaux d'agrandissement de gares, d'élargissement de

( tranchées, que toutes les compagnies ont eu à exécuter, n'ont

, pu être menés à bonne fin que grâce à l'organisation de ces

I trains de ballastage. Nous en citerons un exemple :

, Les ingénieurs de la ville de Paris ont eu, en iStii, un

déblai de 70,000 mètres cubes à laire pour l'ouverture de

l'avenue du boisdeVincennes. Le travail devait èlre^eiminé dans

an temps Irés-courl, et on ne savait où déposer dans Paris une

telle masse de remblais ; on eut l'idée de le transporter, par

le chemin de fer de Vincennes , sur un escarpement de la

Marne situé entre Nogcnt et Joinviile, à 10 kilomètres de

Paris .

Le chemin de Vincennes a, pendant la journée , un service de demi-heure, c'est ii-dire que des trains quittent Paris toutes les trente minutes : le nombre total des Irains, de sept heures du malin à minuit, est de 58, 2!) dans chaque sens. Les ingénieurs de la compagnie de lEst intercalèrent entre ces trains de voyageurs 48 trains de ballaslage : 24 à charge, 24 à vide ; ces trains partaient ou revenaient 10 minutes derrièie chaque train devoyagetirs et étaient suivis à 20 minutes d'un autre train de voyageurs.

Cette organisation due à M. de Sappel, ingénieur des ponts et chaussées, chef du service de la ligne de Vincennes, eut un plein succès, et le déblai de la rue de Reuilly lui, on quelques semaiii es transporté à Joinviile sans un seul accident el sans UD seul retard pour le service des voyageurs. Nous ne dirons pas qu'un tel travail eût été impossible sans

DES KACBLNES 1 TAf-EDR.

l'emploi des tnacllines h vapeur : c'esl la pensée même telle opération qui eûl t\h, il y a quelques années, ahsiitumat inconcevable.

Nous n'indiquerons pas àc prix pour les li-ansports de hiUri par les machines locomotives, parce que ce prix dépend d't' limcjitii cxtri^mcinent Tambles, dont la discussion Mirtinil des cadres du cours diî luacliînes à vapeur.

Br«K«>8*" ca Ut dr rUUrc. — llfaut se reporter à viogt-ciaf ans un arrîÈre pour avuir une idée du progrès rèalisi; daos le tnacllines à draf^ucr. installées sur des haleaux eu iioîi» de faible tonnage, mues par des hommes ou par des chevaui.lo dragues en eclti aie lit, à un prix fort élevé, quelques ceiitaÎQQ do métrés cubes pour la fondation d'un ouvrage dart. ou !f dècaptrment d'un seuil en lit de rivière; les produits du ilnguage recueillis dans de petits bateaux étaient di>cbai^és à U pelle et portés a terre à la broiieUe ou à la hoItL'.

A l'embouchure des ports, on voyait toujours isolées , dus quelque coin, de grandes dragues à cuiller, désignées par Its ouvriers sous le nom de marie-salope, et enlevant de temps ea temps une ou deux pelletées de boue ou de vase iorecte.

L'application de la machine à vapeur a transformé ces engin impuissants en outils excellents. Les coques en bois ont été remplacées par des coques en fer ; les élingues, toujours disloquées des anciennes dragues, ont été remplacées par de fortes échelles placées à l'avant, sur les cétés du bateau, droites, inclinées, simples, doubles, selon la nature du travail à faire; les godets ont reçu des dimensions de plus en plus grandes, d on voit aujourd'hui une seule drague, mue par une machioe de 25 chevaux, produire dans sa journée 1200 mètres cubes de

ESÉCDTtON DES TRAVAUX. 379

I terrassements, rlTeclués à 7 ou 8 mèlres sous l'eau. Ce chiffre I pourrai! même élre doublé, si le service des bateaux chargés de recueillir les produits du dragusgc, ue rendait pas intermit- I teot le travail de la drague.

I ■r>s««cn émttm les porte. — Il faudrait pnsser en revue tous ks ports pour éiiumërer les services rendus par les dragues à tapeur- Tantôt on approfondit une rade sur une superlicîe de plusieurs hectares, tantôt on dérase des rochers qui formaient 6cueil dans un chenal ou dans un port. Nuus indiquerons sommaîremenl quelques travaux exécutés depuis vingt ans.

a. — Port de Toulon. Approfondissement de la rade de Toulon, de manière à obtenir une profondeur ininima de 9'',50 •u-dessus de la basse mer.

Environ 7 millions de mètres cubes à enlever. Ce travail a été effectué dans l'espace de 8 ans, de 1S4S à 1856, à l'aide d'un matériel comprenant :

5 dragues à vapeui, »

5 remorqueurs à hclicc.

Les produits des draguages, reçus dans les chambres à vase des remorqueurs, étaient conduits et jeti'is en pleine mer. Le travail a été payé 1 fr. 20 c. le mètre cube.

6. — Port de Boulogne. Le travail à faire dans le port de Boulogne présentait une diflicullé toute spéciale. Il s'agissait d'approfondir le (Chenal de 1°", 80 à 2", 50 à travers un tcri-ain de roches calcaires, stratîlié en couches de 0'",30 à C.GO d'épaisseur.

Le travail s'est effectué à l'aide d'une drague à vapeur de 30 chevaux à moyenne pression, détente et condensation, marchant très-lentement. Ledésagrégemenl des roches était obtenu à l'aide de pioches ou grilles aciérées, emmanchées fortement sur l'échelle entre les godets. Dans bien des cas, on a dil recourir à la mine pour commencer la divisiondcs roches et donner de la prise aux grilTes. Souvent on rencontrait des blocs isolés qui ne pouvaient s'enlever avec les godets; on les enle-

|-an lits xiaiiM.s i vAi-Kint'

■^ rail avec lies grilfes sp^-cialws ou on approfondissail bfmiffl» k €(Mé, de inatiière 4 l«s cnrnuir au-dessous du niveau tiié poiir le plafond du rheiial.

Ces Iravaus très-diflicilfs sont rcvcous à environ 13 ff.lt mûlre cube, y compris liî transport dt-s déblais à 5 kiloinèt» en mer. Ils onl él'; eiécutùs par M. (Castor, qui a bien toiIb nous donner l«s chiiTres moyens ci-Hprûs, résumé d'uni* etpt riencc d'une année :

Cube extrait par heure de travail effectué, 4"'. 87 ;

^ Charbon consommé par inùtre cube oxtrail, 15 kilogramme.

^ Pour avoir une heure de Irdvuil elTective. il fallait complet un peu plus d'une heure et demie, à cause des nombruiK» pertes de temps que comportait une opératiou de cette lalnre, Poinraa * vaprv. — On désifçne sous ce nom un uppar^ fondé sur l'apiilication du mai teau-pilon et employé au caïul d'Arles n Ilouc pour le déblai sous l'eau de roches forniail ècucil à la nuvigalioii.

Cvraan dn port de Saix-KuMire. — Les caux vaseusfs d( Saint-Nazaire déposent, tnus les ans, dans le chenal et dins le bassin D flot une couche de vase qui atteindrait cnvîmti \'M d'épaisseur. On a intagiiié d'aspirer cette vase pendaiil i|u plie est encore à l'état Iluide. Un bateau en tûlc, portant uiw machine à vapeur qui s'altèlc successivement sur des pompes et sur une hélice, aspire ces vases el va les décharger au large. On enlève ainsi, chaque année, 280 à 300,000 métrés de vise fluide, au prix moyen de Ofr. 39 c. le mètre cube ; 1rs ^'ases solides sont enlevées avec une machine à draguer ordinaire'.

NsBveaas proeédéa pour 1« twfge des p*H>. — MM. VeT-

(juaiselCherou, ingénieurs civils et entrepreneurs de trawui publics, ont proposé d'appliquer, sur une grande échelle et pour les déblais de sable ou de gravier, les procédés employés

' Vûf. à cet igord le Hémoirc très - inléressjnt publia psr II. l'insénii-ur d« mis et cliiu»£ua LeTerme. [Annala, 1869.)

EXÉCCrWM DES TRIV.UX. 581

i Saint-Naiaire. Seulement, au lieu de verser dans des clialands les pi-oduils aspirés par une pompe, on refoulerai! à une grande distance, â Taide de machines puissantes, loules ces masses demi-liquides.

On réaliserait, sur une très-grande échelle et dans des confites, le tra\ail qui s'efïectue dans les couloirs à ciel ouvert des grandes dragues de l'Isthme de Suei.

Sans coulei^tcr la possibililé d'une semblable opération, nous pensons qu'il faut allendre les résultats de l'espériencc pour •e prononcer sur sa valeur. 11 y aurailè vaincre un assez grand JWmbre de ililTicullés ; l'aspiration d'une pierre, d'un corps iar, d'un des mille objets que les dragues amènent dans les hottes, pourrai! singulièrement comprometire 1p jeu des pompes. Nous ne voyons pas bien ensuile comment on se débaraslerait, â l'extrèmilé de la conduite, de tous les produits de Paspirntion. On aurait a ce point un amoncellement de matières souvent fè!ides qu'il faudrait reprendre avec des dragues Vt des chalands, pour pou\oii' s'en débarrasser définitive- ■lent et les conduire à la haute mer. 11 semble dés lors préférable de charger immédiatement ces déblais dans des chalands i;riacés sous une drague ordinaire.

TravkBx de l'iMhne de Sxta. — Nous avons dît prècédemment que l'emploi des machines avait seul permis l'achèvement des travaux du percement de l'Isthme de Suez . achèvenent compromis par le manque d'ouvriers. En supposant même que les ouvriers n'aient point fait défimt, il eût fallu une période de temps bien longue pour effectuer 75 millions de mélres cubes de déhlai.

L'achèvement du canal de Suez, au bout d'un temps relatiremenl très-court, n'est devenu possible que par l'emploi des oaoyens mécaniques puissants, imaginés par MM. Birel et Lnfalley et connus aujourd'hui de tous les ingénieurs.

60 grandes dragues effectuent la fouille jusqu'à une profonleur de 8 mètres sous l'eau. Les déblais sont enlevés verticale-

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