CONDITIONS GÉNÉRALES DES PONTS SUSPENDUS

Il se présente, dans la construction des ponts suspendus, plusieurs questions de mécanique, dont nous allons nous occuper successivement; mais, comme dans le nombre il s’en trouve quelques unes qui demandent des connaissances mathématiques, j’aurai soin de mettre en note tout ce qui pourrait embarrasser les lecteurs qui n’ont pas l’habitude de s’en occuper ; j’en ferai de même de quelques expériences sur les fers, que je rapporterai en détail , et que chacun sera maître de consulter, suivant ses besoins , ou l’intérêt qu’il pourra y mettre.

Le . premier élément à déterminer est celui du poids, que l’on peut suspendre à un fîl de fer d’une grosseur connue , saîas le briser. On conçoit facilement que, quelle que soit la longueur de ce fil, ce poids sera toujours le même, car s’il avait quelque endroit plus faible, il ne manquerait pas de rompre dans cette partie : en le supposant donc égal partout, la probabilité sera la même pour tous les points.

On fait toujours dans ces expériences abstraction du poids du fîl de fer; mais s’il était question

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de grandes longueurs, il faudrait en tenir compte, et c’est seulement sous ce point de vue que les parties supérieures, chargées de toutes celles qui sont au-dessous , seraient fatiguées de plus de toul le poids de celles-ci.

Les savans qui se sont occupés de cet objet (a) , portent la force du fil de 2 millimètres de diamètre, un peu moins d’une ligne, à 242 kilog. , 5oo liv. environ; mais les essais que nous avons faits nous ont donné des résultats bien au-dessous, soit que les qualités de fil de fer sur lesquelles nous avons opéré fussent inférieures, soit que dans leurs expériences ils eussent, employé des fils de choix. Quoi qu'il en soit , nous donnerons les résultats tels que nous les avons obtenus, parce que ceux qui Déjugeront pas à propos de faire eux-mêmes des essais sur la force des fils de fer qu’ils veulent employer, s’en tiendront sûrement aux fils qu’on trouve dans le commerce, sur lesquels nous avons fait nos essais, desquels il résulte qu’un fil de fer n° i5 , dune ligne de diamètre, supporte environ 200 kilog. (note 2), et pèse un déeagramme le pied, ou un kilogramme tous les 100 pieds.

Connaissant, par ce moyen, le poids que peut soutenir un fil de fer verticalement, il s’agit de déterminer celui qu’il supporterait sous la courbe naturelle qu’il forme, étant assujetti par les deux

(«) Sikitigeu , Thénard, 1 8 1

ï vol. , fol. 217,

bouts à des points fixes ; le calcul indique ici que, si la charge était, répartie également sur toute la longueur de la courbe, comme on doit le supposer raisonnablement, il ferait un effort qui serait à peu près exprimé par le rapport de huit fois la longueur de la ligne ou flèche qui mesure la courbure à la longueur même du pont (note 3). Pour éclaircir ceci par un exemple, supposons que la rivière qu’on veut traverser nécessite de placer deux culées A , B, (Fig. II) , a 100 pieds de distance l’une de l’autre; en établissant les culées à 10 pieds au-dessus du pont, la flèche CD, ou mesure de la courbure, sera également de xo pieds; on multipliera donc io par 8 , et l’on obtiendra 80, qui , étant un cinquième moindre que i oo , nous indique que les fils de fer, constituant le pont, ne pourront soutenir, dans cette position, que les j de la charge qu’ils supporteraient dans le sens de leur longueur : si donc on avait employé cent fils de fer, après s’être assuré qu’un homme peut se tenir suspendu à chacun d’eux, quatre-vingts personnes, ou un poids équivalent , pourraient se placer sur ces mêmes fils formant une courbe de io pieds de flèche, sans les fatiguer davantage.

On voit, d’après cela, que plus on donnera de courbure, et plus, toutes choses égales d’ailleurs , le pont aura de solidité; et que , si on voulait employer les fils très tendus, il arriverait que le plus léger poids les ferait rompre. Ainsi, dans l’exemple

ci-dessus, si au lieu de 10 pieds de flèche on n’en donnait qu’un, le rapport de la résistance deviendrait celui de i multipliant 8 , ou de 8 à ioo; et le même pont , avec cette seule différence, au lieu de quatre-vingts, ne porterait plus que huit personnes.

Il serait difficile de donner des règles précises sur le rapport qui doit exister entre la longueur et la flèche de la courbe qu’on doit employer. Les localités , la dimension des ponts , l’emploi des matériaux dont on se sert pour élever les culées, et beaucoup d’autres circonstances, sont, autant de données qui peuvent les faire varier.

Dans quelques unes des plus grandes constructions anglaises, on s’est contenté de donner à la flèche (a) le vingtième de la longueur do pont. Je pense cependant que, pour de petites dimensions, la proportion la plus convenable est entre — et '

Nous avons toujours supposé que la courbe était également chargée sur toute la longueur. Si cette condition n’existait pas, l’effort sur les fils de fer et les culées serait un peu plus considérable; mais, si l’on observe que le plancher forme la plus grande partie du poids, on s’assurera que l’excès du fardeau, qui pourra se trouver isolement sur chaque point , sera peu de chose comparé à la charge

( a ) Annales de V Industrie nationale et étrangère.

totale. J’ai cru à propos d’insister sur ces détails, parce que les propriétés de cette courbe , appelée chaînette, étant très peu connues , je me suisaperçu que beaucoup de personnes croyaient que la solidité du pont consistait principalement dans une grande tension qu’on donnait aux fils , et me demandaient quelles étaient les machines que j’avais employées pour les tendre au point où ils ïesupposaient; préjugé qui pourrait avoir les suites les plus funestes, parce qu’il ne manquerait pas d’être suivi des plus prompts accidens.

On voit, d’après cela, que la principale difficulté des ponts suspendus réside dans la connaissance des propriétés de la chaînette (note 4), et que le petit nombre de celles qui ont rapport à cet objet étant bien compris, on peut, avec la connaissance des plus simples règles du calcul, parvenir facilement à déterminer toutes les conditions relatives aux divers cas dans lesquels on peut se trouver. Comme il en est une multitude, je n’entrerai pas dans ce détail , vu que leur construction peut être sujette à une foule de modifications, tant par le choix cîes matériaux que par les dispositions particulières que chacun pourra prendre suivant les besoins.

Tous les grands ponts en Angleterre sont faits en chaînes de fer ; mais n’ayant pas eu encore occasion d’étudier sur les lieux ce mode de construction, je m’abstiendrai d’en parler, présumant

EN FIL DE FER. I y

que parmi les gens de mérité qui se sont occupés de cet objet, il s’en sera trouvé quelqu'un qui aura traité cette matière , où ceux qui désirent des détails pourront les trouver.

Je me contenterai donc de parler de ceux en fîl de fer, dont je me suis beaucoup plus occupé, et qui par cela même ont pu, dans beaucoup de cas, me paraître devoir obtenir la préférence, (ci)

Lorsque la rivière est encaissée par des rochers un peu élevés, et que l’espace que l’on a a franchir est peu considérable (Fig. /) , de 60, 80 pieds , par exemple, le moyen le plus simple est d’établir le passage directement sur les cordes, car la dépense des culées devenant nulle par le fait, on peut, en augmentant le nombre des fils, diminuer la flèche de la courbe dans la même proportion , et par ce moyen adoucir assez la pente pour que cette courbe ne soit pas trop fatiguée. Ces sortes de ponts ont toujours assez de balancement, et ne peuvent guère servir qu’aux piétons ou aux animaux qui ont l’habitude d’y passer journellement; mais l’économie, la facilité et la promptitude avec lesquelles on peut les construire peuvent décider à passer par-dessus ces inconvéniens.

( a ) J’apprends dans ce moment que la ville de Genève vient d’ouvrir au public les premiers ponts suspendus en fil de fer, qui aient encore été faits sur le principe que je propose. Les principales dispositions en furent prises à la suite d’un voyage que j’y fis pour cet objet en décembre 1822.

iS

Le mode le plus généralement usité est celui où le plancher FF (Fig. //) est suspendu dans la position horizontale aux câbles en fer ADB, qui forment la chaînette par des cordes verticales en fer.

La communication se fait alors par l’intérieur des culées, au haut desquelles sont fixés les câbles en fer. Ces dispositions ne sont cependant pas de rigueur, et l’on peut dans bien des cas s’en écarter , soit eu donnant au plancher telle inclinaison ou telle forme que l’on veut, soit en amarrant les cordes en arrière de l’entrée du pont ( Fig. III ) , et établissant le passage en avant de la culée ; disposition dont on trouve un exemple dans le pont de l’Union que nous avons déjà cité.

Si le pont n’a pas une grande masse, il convient de l’arrêter par des amarres AB, CB (Fig. /), soit en contre-bas ou sur le côté , de manière à s’opposer le plus possible à la cumulation du mouvement qui produit le balancement. Une tension considérable des fils, ou, ce qui est la même chose, une flèche très légère qu’on donne à la courbe, peuvent remplacer la masse jusqu’à certain point, parce que, comme nous l'avons vu, les poids, quelque légers qu’ils soient, font alors le même effet que s’ils étaient proportionnellement plus considérables.

Toutes les causes qui peuvent tendre à donner un mouvement de balancement sont celles dont on doit le plus craindre l’effet : un vent violent,

lî N FIL DK FER.

un régiment d’infanterie allant au pas , sont les plus terribles épreuves qu’aient eu à subir en Angleterre les premiers ponts suspendus; il est même arrivé que le vent en a détruit de fond en comble pour avoir négligé ces précautions, ou employé dans leur construction des dispositions vicieuses. Cet inconvénient, au reste, a lieu, comme on sait, dans tous les cas où les points d'appui sont à une grande distance l’un de l’autre : tout le monde sait qu’en se balançant sur une longue poutre qui n’est soutenue que par ses deux bouts, on finit, quelle qu’en soit la grosseur, par lui procurer un mouvement considérable, quoiqu’elle soit destinée à porter des fardeaux infiniment plus lourds.

Je n’insiste pas davantage sur ces considérations, et je vais entrer dans les détails successifs des principales parties qui doivent constituer un pont suspendu ; mais , pour mieux fixer les idées , je prendrai un exemple qui servira pour tous les autres cas, parce qu’il n’y aura que des nombres à changer. Qu’il soit donc question de traverser un fleuve ou une rivière AB {Fig. II) de 100 pieds de large, navigable pour les radeaux, et tout au plus pour quelques petites barques de peu d’élévation, et que l’on désire y établir un pont praticable pour les piétons , et sur lequel on puisse au besoin faire passer un cheval en le menant en main, lorsque la rivière est trop forte pour qu’on puisse la traverser à gué sans danger.