MESSAGERIES

LARGEUR

Chargement

des

d'été.

d'hiver.

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d'été et d'hiver.

jantes.

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sur

om,oi.

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TOTAL

sur

Om,01,

kil

33oo

44oo

IOO

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47oo

58oo

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îl9

95oo

On voit en effet que ce tarif permet des chargemens bien plus forts à proportion aux roues de ora,i7 et surtout à celles des charrettes qu'à toutes les autres, et M. Navier attribue à cette différence l'usage presque général où sont les rouliers de Normandie de se servir de charrettes de om, 1 7 de largeur de jantes , sans remarquer que ces voitures ayant de grandes roues , elles sont beaucoup plus faciles à tirer que les charrettes ordinaires à quatre roues.

Cet ingénieur trouve les chargemens permis aux roues de ora, 1 7 trop forts et propose pour le roulage un tarif uniforme basé sur la largeur de la jante , à raison de 120 kil. pour l'été et 100 kil. pour l'hiver, mais il réduit cette base à 80 kil. en toute saison pour les messageries.

Examinant ensuite l'influence de la vitesse sur la résistance au tirage et sur la dégradation des routes , il rappelle et soutient les conclusions de la commission d'ingénieurs, nommée le 3i juillet i832 , pour la préparation de la loi sur la police du roulage présentée en décembre de la même année, et par lesquelles, tout en admettant que l'emploi des ressorts doit contribuer à diminuer l'accroissement de la résistance et des dégradations provenant de l'augmentation de la vitesse , cette commission conclut que l'effet destructeur des chocs produits par les diligences allant au trot , est une fois et demie à une fois trois quarts plus grand que pour les voitures de roulage.

M. Brisson , inspecteur des ponts et chaussées, dans un rapport rédigé en

xxij AVANT- PROPOS.

1828, avait dit précédemment que « la vitesse de la marche d'une voiture , avait pour la chaussée qu'elle parcourt , des conséquences différentes selon l'état de cette chaussée et il avait donné pour résultats des expériences faites en 1816, par une commission d'ingénieurs, les conséquences suivantes :

i°Sur les chaussées en empierrement ou en gra vêlage en bon état, une voiture menée au trot fait moins de mal qu'au pas. Elle en fait plus au contraire quand les chaussées sont en mauvais état. Nous verrons que dans tous les cas sur les routes en empierrement la résistance et par suite les dégradations croissent avec la vitesse , toutes choses étant égales d'ailleurs ;

20 Sur les chemins en pavés d'échantillon les effets immédiats du pas et du trot n'ont pu être distingués. Cependant le pas paraît préférable en ce qu'il ne produit pas de fortes commotions, qui ébranlent et détériorent à la longue les .chaussées les plus solides ;

3° Les chaussées pavées en blocage ou en pierres irrégulières , sont celles où le trot est le plus nuisible , relativement au pas.

Les conclusions de cette commission , auxquelles M. Navier paraît donner son assentiment, sont qu'on ne doit pas admettre pour les voitures conduites au trot des poids aussi considérables que pour les voitures ordinaires de roulage, menées au pas; et dans une autre partie de ce rapport, on propose d'assimiler les diligences aux voitures de roulage allant au trot, malgré l'avantage des ressorts .

A la suite de son mémoire, M. Navier rapporte les résultats de l'enquête parlementaire faite en Angleterre en i83i , par la chambre des communes , relativement aux routes et ceux de l'interrogatoire des ingénieurs les plus consommés dans l'art de construire et d'entretenir les routes.

Parmi les sujets principaux qui font l'objet de cette investigation nous examinerons principalement ce qui concerne l'influence de la largeur des jantes et celle de la vitesse : quant à celle du diamètre des roues , il est remarquable qu'il n'en soit pour ainsi dire pas fait mention.

M. James Mac Adam , l'auteur du système de construction des routes qui porte son nom , s'exprime en ces termes :

« En ayant seulement égard à l'intérêt de la route, je préférerais une > roue de 4 pouces et demi , om,i 14, à bandes plates , à aucune autre espèce » de roues qui pût être faite , étant d'opinion qu'une bande de plus grande » largeur ne peut jamais toucher la surface d'une grande route bien faite. » Et il ajoute: « au-delà de cette limite je ne pense pas qu'aucune augmen- » tation de largeur fût utile. »

AVANT -PROPOS

xxnj

Le même ingénieur dit qu'il regarde la diligence telle qu'on la charge , comme la voiture qui fait le plus de mal aux routes , mais il faut observer qu'en Angleterre , ces voitures ont généralement des bandes de roues de om,o5i à om,o6o seulement et pèsent en tout environ 2o3i kil., ce qui établit une charge moyenne de ioo à 85 kil. par centimètre de largeur déjante.

Il fait remarquer que des bandes arrondies ont sur la route le même effet que des bandes d'une largeur égale à celle de la partie restée plate.

M. J. Macneill interrogé sur la forme la plus convenable aux essieux , regarde les essieux cylindriques parfaitement rectilignes et les roues droites comme très-avantageux , parce qu'il n'y a pas de glissement sur le sol.

Il pense que l'usage des ressorts diminue le tirage , sans indiquer si cet avantage est aussi grand à toutes les vitesses.

Cet ingénieur propose le tarif suivant.

Tarif de chargement proposé au comité d'enquête de la chambre des communes

par M. J. Macneill,

DESIGNATION

des voitures.

Malles -postes.

Diligences . . .

Fourgons. . .

Chariots

VITESSES

en lieues de /iOûO1»

à l'heure.

lieues

POIDS moyen.

LARGEUR

des

bandes.

PRESSION

sur

chaque

roue.

PRESSION

«ur

chaque

centimètre

de largeur.

kil

ao3i

kil

Ce tarif permet donc aux fourgons non suspendus ou beaucoup moins bien suspendus que les diligences et allant au trot , des chargemens bien plus forts qu'aux diligences et aux malles-postes.

Relativement à l'influence de la vitesse pour augmenter le tirage , M. J. Macneill donne une formule empyrique, pour représenter les résultats de ses expériences sur la route de Londres à Shressbury, cette formule indique une augmentation de la résistance proportionnelle à la vitesse. Mais d'après les valeurs qu'il indique pour le rapport de l'accroissement de la résistance à la vitesse , il s'ensuivrait que cette augmentation serait beaucoup plus considérable sur une route en empierrement que sur le pavé et croîtrait à

xxiv AVANT-PROPOS.

mesure que l'humidité et la boue rendraient le sol plus mou , ce qui est en désaccord complet avec les résultats que nous rapporterons plus loin. On verra ailleurs que les accroissemens de la résistance observés par cet ingénieur sur une route en empierrement , suivent la loi simple que j'ai déduite de l'expérience.

M. Coriolis , ingénieur en chef des ponts et chaussées , a inséré dans les annales des ponts et chaussées plusieurs notices relatives aux routes et au tirage des voitures.

Dans Tune d'elles, en cherchant à apprécier directement l'influence du diamètre , de la largeur de jante et de la pression , sur le tirage , et partant de l'hypothèse que la résistance du sol est proportionnelle au degré de l'enfoncement , ce savant ingénieur arrive à une formule qui exprime que la résistance au tirage augmente plus rapidement que la pression , et qu'elle est en raison inverse de la puissance y du rayon et de la puissance ~ de la largeur de la bande.

Ces résultats déduits d'une hypothèse que l'auteur n'a admise que comme un moyen de se faire une idée approximative de la marche des effets , ne s'accordent pas tout à fait avec l'expérience , mais ils s'en rapprochent cependant assez, et l'on en pourrait tirer au moins ces conclusions, que l'influence de la grandeur du rayon pour la diminution de la résistance et par suite pour celle des dégradations , est beaucoup plus sensible que celle de la largeur de la bande de roue.

Relativement aux chaussées pavées , les mêmes considérations conduisent M. Coriolis à conclure que, sur les chaussées pavées, le travail consommé par le tirage diminue lorsqu'on augmente les dimensions des pavés. En cela nos conclusions sont d'accord avec celles de ce savant ingénieur, avec cette restriction, qu'il a sans doute implicitement admise, que le pavé serait mieux posé que celui de Paris et ne serait pas exposé par la largeur démesurée des joints à s'arrondir et à devenir une surface aussi inégale et aussi rabotteuse.

M.Dupuit, habile ingénieur des ponts et chaussées , a publié en 1837 un essai sur le tirage des voitures et sur le frottement de seconde espèce. Le travail de cet ingénieur est remarquable par l'esprit de méthode et d'observation que l'auteur y a développé et contient beaucoup de réflexions fort justes. Les expériences ont été faites avec un peson ordinaire à ressort et à cadran , les flexions étant indiquées par une aiguille dont les oscillations

AVANT-PROPOS

continuelles rendent comme on sait l'observation très-difficile. Ce défaut de l'instrument me paraît une explication suffisante des différences qui se manifestent entre les résultats obtenus par ce savant ingénieur et ceux que m'ont donnés mes dynamomètres à style, dont il ne paraît pas qu'il connût alors la construction.

Quoique mes expériences attribuent à la grandeur du diamètre des roues , une influence plus grande que celle que M. Dupuit a conclue des siennes, il est néanmoins juste de reconnaître que, parmi les auteurs qui ont écrit sur cette matière , cet ingénieur est celui qui a le plus insisté sur l'importance de cette dimension pour la diminution du tirage.

M. Dupuit déduit de ses expériences les conséquences suivantes :

Le frottement de roulement est

Indépendant de la pente de la surface.

Proportionnel à la pression.

En raison inverse de la racine quarrée du diamètre.

S Indépendant de la vitesse.

idem de la largeur de la bande.

idem de la suspension.

Diminué par le nombre de roues lorsque la voie est la même.

Sur toutes les de surfaces

espèces

Sur les surfaces unies molles ou dures

Sur les surfaces unies et molles

Sur les surfaces uniformément raboteuses

Augmenté par la vitesse pour les voitures non

suspendues.

Diminué par la suspension , d'autant plus

que la vitesse est plus considérable. Diminué par la largeur de la bande jusqu'à une certaine limite dont on approche sans cesse.

Indépendant du nombre de roues pour la

voiture non suspendue {résultat douteux). Diminué par le nombre de roues pour la voiture suspendue (résultat douteux).

Le même ingénieur remarquant avec raison que les bandes de roue s'arrondissent promptement, montre par des exemples qu'au bout de quelque temps, des bandes de om,i7, om,i4 ou om,n, sont tellement déformées, que la

mtj AVANT-PROPOS.

partie rectiligne de leur profil , estTéduite à ora,o6 ou à om,o7, et observant que, par suite de cette déformation, la portion comprimée de terrain se trouve extrêmement réduite , il arrive à cette conséquence que l'intérêt de la conservation de la route est presque étranger à la fixation de la largeur de la bande de roue.

Beaucoup d'autres ingénieurs ont écrit sur la construction , sur l'entretien des routes et sur les questions qui se rattachent à la police du roulage , mais sans s'occuper spécialement de celle du tirage des voitures, qui a fait l'objet principal de nos recherches 5 je ne crois pas en conséquence devoir analyser ici leurs opinions , comme je l'ai fait pour les travaux qui se rapprochent davantage du mien. En résumé l'on voit :

i° Que l'opinion dominante parmi les ingénieurs chargés de l'entretien des routes en France et en Angleterre est qu'il faut limiter les chargemens ;

2° Qu'en France les ingénieurs des ponts et chaussées admettent en général que l'on doit prendre pour base du tarif la largeur des jantes , tandis que les ingénieurs anglais et quelques ingénieurs français , pensent qu'au-delà deom, 10 à om,ï2 de largeur, tout accroissement est une surcharge inutile pour la voiture et sans profit pour la route ;

3° Que la plupart des ingénieurs qui ont fait des expériences sur cette question, à l'exception de M. Dupuit, n'ont attaché que fort peu d'importance à la dimension du diamètre des roues , sous le rapport de la facilité qu'il peut procurer à la puissance motrice, et qu'aucun d'eux ne s'est occupé de l'influence de cette dimension sur la dégradation des routes ;

4° Que la loi de l'accroissement de la résistance à mesure que la vitesse augmente, n'a pas encore été bien établie, quoiqu'elle fût implicitement exprimée par les résultats des expériences du comte de Rumford et par celles de M. J. Macneill ;

5° Que, si l'on a reconnu que la suspension des voitures atténuait d'autant plus l'accroissement de la résistance correspondant à celui de la vitesse sur les routes dures , que les voitures étaient plus douces , on a en général négligé d'en tirer cette conclusion si naturelle , que les effets destructeurs produits sur les routes devraient suivre la même progression et qu'il pourrait par conséquent arriver que les voitures suspendues, mues rapidement, ne dégradassent pas plus les routes que les chariots non suspendus allant au pas *.

* M. Coriolis est à peu prés le seul qui ait indiqué celle conséquence dans une note sur les circons-* tqnces qui influent sur le tirage , e\.c. Annales des ponts et chaussées.

AVANT -PROPOS. xxvij

Tel est aujourd'hui l'état de la question du tirage des voitures, et le point où la prend le Mémoire que j'ai présenté à l'Académie des Sciences.

Ce travail était projeté depuis long-temps; car les expériences dont il sera question dans ce Mémoire étaient l'objet principal que je me proposais d'étudier, lorsqu'en i83i j'entrepris, sur le frottement, les recherches dont les résultats ont été présentés à l'Académie des Sciences , et imprimés , par son ordre, dans le Recueil des savans étrangers. Cette étude préliminaire du frottement de glissement, par l'étendue que j'ai été obligé de lui donner, a exigé plusieurs années, et, quel que fût mon désir d'étudier la question du tirage des voitures , il était indispensable que celle du frottement de glissement fût auparavant complètement résolue. En effet, on ne peut faire des expériences sur le tirage des voitures qu'avec des corps mobiles autour d'un axe de rotation, et, dans ce mouvement, il se produit toujours entre l'axe et ses boîtes un frottement de glissement dont il est indispensable de tenir compte.

En commençant, en i83i , par le frottement de glissement, je me proposais surtout de vérifier les lois trouvées par Coulomb , et ne m'attendais pas qu'il faudrait refaire en entier son travail sur des bases nouvelles et bien plus étendues. Une fois engagé dans cette recherche, j'ai dû la continuer jusqu'à la fin , pour la rendre complète, et l'appliquer à tous les cas qui peuvent se présenter dans la pratique des constructions de tous genres. Sentant l'utilité de la solution de cette question, je n'ai pas reculé devant l'immensité du travail qu'exigeait le relèvement détaillé de plus de 3ooo courbes qu'il fallait développer et construire par points. Grâce aux moyens d'exécution qui m'ont été si libéralement fournis par le Ministre de la Guerre, je suis enfin parvenu, après quatre années , à terminer cette première partie, et, dès l'année i835, j'ai pu commencer à m'occuper du frottement de roulement.

Pour en découvrir les lois , j'employai d'abord un appareil particulier que je décrirai plus tard , mais le relèvement et la discussion des expériences me montrèrent bientôt que, malgré tous mes soins et toute la précision des moyens d'observation , l'influence des masses mises en mouvement était telle que, dans tous les cas où la résistance était très-faible, il devenait impossible d'en apprécier la valeur avec exactitude par ce moyen. Je fus donc obligé de renoncer à l'employer et de recommencer une portion considérable de mon travail.

Ce n'est qu'en 1837 que j'ai pu reprendre cette étude par des moyens

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xxviij AVANT-PROPOS.

nouveaux et en perfectionnant les instrumens , de manière à pouvoir opérer sur les grandes routes avec des voitures pesamment chargées , et dans toutes les circonstances ordinaires de la pratique. Des voitures à deux ou à quatre roues , des affûts et voitures d'artillerie , des diligences , des voitures de luxe, des camions , etc. , ont été successivement employés aux expériences , et je crois avoir aujourd'hui passé en revue la plus grande partie des objets importans de la question du tirage des voitures.

J'ai déjà dit qu'à la demande du comité et du bureau de l'artillerie, MM. les Ministres de la Guerre avaient mis à ma disposition tous les moyens d'exécution nécessaires: je dois ajouter que MM. les généraux Duchand et Schouller, commandans de l'école d'artillerie de Metz, ont misa ma disposition des canonniers et des chevaux , M. le colonel Bouteiller , directeur d'artillerie , m'a permis de faire construire mes appareils à l'arsenal, MM. les chefs d'escadron du train d'artillerie m'ont donné des hommes de choix pour la conduite des voitures. D'un autre côté, MM. Lemasson, ingénieur en chef des ponts et chaussées, Lejoindre et Plassiard, ingénieurs ordinaires, ont mis toute l'obligeance de l'amitié à me seconder, en laissant à ma disposition des portions de routes convenables ; ils ont à diverses reprises assisté aux expériences et constaté leurs résultats; M. Plassiard, en parti-* culier, ainsi que M. Boileau, lieutenant d'artillerie, m'ont secondé activement par leur coopération personnelle aux expériences. Enfin , l'administration des messageries générales de France , pénétrée de l'importance d'une solution exacte d'une question qui se rattache de si près à son industrie, n'a pas hésité à me prêter libéralement, à diverses reprises et pendant tout le temps nécessaire, une de ses voitures. Qu'il me soit permis de remercier publiquement tant d'hommes éclairés de ce concours libéral, aussi honorable pour ceux qui l'ont accordé que flatteur pour celui qui en a été l'objet.

En publiant ce travail au moment où la discussion de la loi sur la police du roulage va se rouvrir devant les chambres, j'ai pensé qu'il pouvait jeter quelque lumière nouvelle sur cette importante question. Je crois avoir établi les conclusions que je formule sur une saine discussion des données de l'expérience, mais je conserve entre mes mains, pour les produire, s'il y a lieu, tous les résultats immédiats qu'elle a fournis. Ils sont, littéralement parlant, écrits par les chevaux sur le papier, et sont ainsi autant de preuves matérielles à l'appui de l'exactitude de mon travail.