ACADÉMIE ROYALE DES SCIENCES

Rjpport sur un Mémoire relatif aux Ponts en fil de fer, présenté à V Académie royale des Sciences par M. Seguin, dÜAnnonay.

(Extrait du procès-verbal de la séance du lundi 26 janvier 1824.)

L’Académie nous a chargés, MM. de Prony, Molard, Fresnel et moi, de lui rendre compte d’un Mémoire de M. Seguin d’Annonay, sur un système de ponts suspendus au moyen de câbles de fil de fer.

Le succès d’une première expérience et l’économie résultant de ce système de construction méritent, à juste titre, de fixer l’attention de l’administration publique.

Un pont suspendu, destiné au passage des gens de pied, a déjà été établi à Annonay par M. Seguin lui-même, et ce pont de 9 mètres d’ouverture entre ses deux culées n’a coûté que la modique somme de 5o fr. , suivant les détails qu’on en trouve dans la Bibliothèque universelle de M. le professeur Pictet, et dans les Annales, de l’Industrie nationale , n° 38.

Encouragé par ce premier essai , M. Seguin s’est occupé d’un projet plus considérable, celui de substituer au bac à l’aide duquel on a communiqué jusqu’à présent entre les deux villes de Tain et de Tournon situées sur le Rhône, à l’opposite l’une de l’autre, un pont fixe suspendu à des câbles ou faisceaux de fil de fer qui seront tendus entre deux culées et une pile intermédiaire au milieu du fleuve.

Ce projet soumis à l’examen du Conseil des ponts et chaussées, ayant été jugé digne de son approbation le

3o septembre 182^, une Compagnie s est chargée de l’exécuter à ses frais, moyennant la concession qui lui sera faite, pendant quatre-vingt-dix-neuf ans, d’un droit de péage destiné à opérer le remboursement du capital et des intérêts des sommes dont elle fera les avances.

Dans cet état de choses, les commissaires de l’Académie n’ont point à donner leur avis sur un système de construction que des juges compétens ont approuvé, et dont le gouvernement est au moment d'autoriser l’entreprise. Mais outre la description de ce système de pont, le Mémoire de M. Seguin contient les résultats d’expériences nombreuses sur la force de cohésion et d’élasticité du fer, c’est-à-dire sur la résistance que des barres prismatiques ou cylindriques, tirées suivant leur longueur, opposent à leur rupture.

Depuis Muscbenbroeck , qui s’en occupa un des premiers, il a été fait beaucoup de recherches pour déterminer la cohérence des barres ou fils métalliques; ces recherches ont été multipliées, spécialement sur le fer, en France et en Angleterre (*). M. Duleau , avantageusement connu de l'Académie, a inséré, dans son Essai théorique et experimental sur la résistance du fer forgé , un tableau de toutes les expériences faites jusqu’à l époque de 1820. 11 résulte de ce tableau que cette résistance, par millimètre carré, est de 44 ou 4^ kilogr.

D’après les observations de M. Seguin, cette résistance moyenne a été de 4° kilogr. pour des barres dont les dimensions ont varié depuis o,moo45 jusqu’à o,mo3i5 de côté, ce qui diffère peu des résultats déjà connus.

On remarque cependant que la force de cohésion des barres de fer forgé devient d’autant plus considérable que ces barres sont d’un moindre équarrissage ou d’un moindre calibre.

Ainsi cette force est de 61 kilogr. pour des barres de o, rooo45 de côté, tandis qu elle n’a été trouvée que de

(*) Rondelet, Art de bâtir, tome iv. — Barlow, Strengkt of timber.

i\ kilogr. environ, c’est-à-dire trois fois moindre pour des barres de o,mo3i5 sur o,mQ2yo ; ce qui tient indubitablement à la nouvelle disposition que prennent entre elles les molécules de fer, lorsqu’il est plus fortement corroyé.

Le corroyage des barres et le passage des fils à la filière établissent à leur surface une espèce d’épiderme plus dense que leur partie intérieure. Cet épiderme constitue une partie de la force, et occupe relativement une plus grande partie de l’aire transversale dans les petites pièces que dans celles de dimensions plus fortes.

M. Rondelet a éprouvé qu’en coupant cet épiderme, la force d’une barre diminuait sensiblement, quoique ses dimensions transversales restassent, à très peu près, les mêmes.

Ces faits ont été confirmés par vingt-quatre séries d’expériences que M. Seguin a faites sur des fils de fer, dont le diamètre a varié depuis un quart de millimètre jusques à 6 millimètres. La cohérence moyenne de ces fils a été trouvée de 6 o kilogr. par millimètre carré : cette cohérence est', comme on voit, à celle du fer en barre, dans le rapport de 3 à 2, et même de 3 à 1 , lorsque les barres sont de fortes dimensions.

Il est à remarquer encore que les fils de fer les plus fins, ceux, par exemple, qui sont employés à la fabrication des cardes, ont une résistance de 80 kilogr. par millimètre carré, tandis que des fils d’un diamètre vingtquatre ou vingt-cinq fois plus considérable, n’ont une force de cohésion que d’environ 60 kilogr.

Toutes ces expériences ont été faites sur des fils de fer tels qu’ils sortent de la filière, et qu’on les trouve dans le commerce. Ces fils perdent quelquefois jusqu’à la moitié de leur résistance lorsqu’ils ont été recuits. Ceci paraît tenir, d’une part, au changement de disposition des molécules, occasionné par la haute température à laquelle ils ont été exposés; et d’autre part, à la formation d’une petite couche d’oxyde de fer qui se forme à la surface de ces fils, et dont on doit déduire l’épaisseur de leur diamètre primitif.

Les résultats des expériences que nous venons' de rap-

porter donnent plus de certitude à l’expression numérique de la cohérence du fer forgé ou tiré à la filière. Nos connaissances positives sur cette matière s’accroissent, ainsi par le travail de M. Seguin. Mais il ne s’est pas borné à observer sous quelle charge s’opère la rupture des fils mis à l’épreuve; il a fait une série d’expériences sur l’allongemefit de ces fils par l’action des poids dont on les charge successivement. Représentant ces poids par les absisses d’une courbe dont les ordonnées représentent les allongemens opérés, on a reconnu que cette courbe s éloignait de plus en plus de son axe en lui présentant sa convexité ; ce qui revient à dire que des poids égaux ajoutés successivement à la charge soutenue par le fil, s’allongent de quantités différentes et toujours croissantes , jusqu’au moment de sa rupture, phénomène qu’il faut se borner à énoncer jusqu’à ce que de nouvelles observations conduisent, s’il est possible, à l’expliquer d’une manière satisfaisante.

En attendant ces explications , les expériences de M. Seguin ont prouvé d’une manière incontestable que la cohérence du fil de fer est plus grande que celle du fer en barre. Son projet de substituer des câbles ou faisceaux de fil de fer à des chaînes ou à des barres de ce métal pour la suspension des ponts , est donc suffisamment motivé; ces expériences ont d’ailleurs été faites avec soin et précision. Les grands travaux dont l’auteur va être chargé ne peuvent manquer de lui procurer les moyens d’en faire de nouvelles.

Nous pensons qu’il doit être encouragé à les continuer, et invité à communiquer à l’Académie les résultats qu’il obtiendra.

Signé De Prony, Fresnel, Molard;

Girard, Rapporteur.

L’Académie approuve le rapport et en adopte les conclusions.

Certifié conforme,

Le secrétaire perpétuel pour les sciences mathématiques ,

Baron FOURIER.

La demande en concession d’un pont en fil de fer sur le Rhône, qu’a faite au Gouvernement notre maison de commerce («), ayant nécessité, entre autres expériences, d’en construire un petit destiné à nous fixer sur quelques questions de pratique, cette singulière construction devint l’objet de la curiosité des habitans de la ville d’Annonay, notre résidence, et des étrangers que leurs affaires y amenaient. Le bruit s’en étant répandu dans les environs, parvint jusqu’à Genève à la connaissance de MM. Pictet et De Candolle . qui , curieux d’examiner eux-mêmes de près cet objet nouveau , se décidèrent à faire le voyage d’Annonay, ce qui nous procura le plaisir de faire la connaissance de ces savans distingués , et

( a ) Sous la raison de Seguin et C'e , composée de cinq frères Seguin, auxquels un père respectable autant qu’éclairé a fait donner, à Paris, une éducation assez soignée pour les mettre à même de pouvoir suivre avec fruit les goûts qu’ils avaient puisés auprès de Montgolfier leur oncle, qui, pendant leur séjour à Paris, leur a successivement tenu lieu du plus tendre des pères.

valut à notre pont la faveur d’être décrit dans le numéro du mois d’octobre 1822, de la Bibliothèque universelle.

Mais comme la courte description de M. Pictet , quelque lumineuse qu’elle soit, est insuffisante pour ceux qui désirent construire eux- mêmes des ponts sur ce principe , nous recevons journellement une foule de demandes auxquelles il nous est impossible de répondre, à cause des détails dans lesquels il serait nécessaire d’entrer.

Me trouvant ainsi amené à mettre au jour les idées que je pouvais avoir sur ce nouvel art, je me décide à publier cette Notice, dont j’avais dessein de retarder l’impression jusqu’à ce que j’eusse une plus grande masse de faits, me confiant, pour celles des dispositions que je mets en .avant, qui n’ont pas été confirmées par la pratique , aux avis que j’ai reçus de plusieurs ingénieurs des ponts et chaussées, pleins de mérite et de talens, qui, voulant bien m’aider de leurs lumières, ont donné à ces théories tout le degré de certitude dont elles sont susceptibles.

Tout mon temps se trouvant partagé entre la surveillance d'une fabrique de drap et l’application des sciences aux arts utiles, le peu de momens que j’ai pu donner à ce travail n’a pu suffire à faire des recherches exactes sur ce qui avait été fait avant moi

à ce sujet. J’espère donc que si, malgré mes soins, il s’y glisse quelques erreurs , le public sera assez indulgent pour les excuser en faveur du désir que j’aurais de pouvoir faire jouir chacun , le plus toi possible, des avantages de cette utile innovation.

Comme j’écris dans l’intention d’être facilement compris de tout le monde, et surtout pour les particuliers qui voudront faire construire pour leur usage des ponts de petites dimensions, j’éviterai tous les calculs trop compliqués, que je remplacerai par des approximations suffisantes dans la pratique. Les hommes de Fart qui voudront faire des entreprises publiques trouveront, dans les expériences que je citerai en notes, quelques faits qui pourront leur être utiles : mais je n’ai point la prétention de vouloir leur donner, comme des règles à suivre, les dispositions que j’ai indiquées, et qui, prises par eux-mêmes, vaudraient peut-être beaucoup mieux.

Quoique la construction des ponts suspendus soit très simple en apparence , elle présente cependant , comme tous les objets d’arts nouveaux, une foule de questions à résoudre desquelles dépend leur sûreté.

Le jugement du public, toujours si prompt, et malheureusement souvent si peu raisonné, ne manquerait pas d’attribuer les accidens qui pourraient arriver au principe même de la chose , tandis qu’il faudrait

en accuser le manque de calcul, ou des dispositions vicieuses. Sans espérer de pouvoir toutes les faire éviter , j’espère que ceux qui me liront y joindront leurs propres lumières , et contribueront ainsi à la solution complète d’un problème qui peut avoir de nombreuses et utiles applications.