CANAUX A POINT DE PARTAGE
741. Tracé. Le tracé d'un canal à point de partage exige une étude approfondie, soit pour son alimentation, soit pour déterminer le point bas de la chaîne de montagnes qu'il doit traverser; c’est en
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SIXIKVIK I'AUTIK.
ce poin^ 1ms qu'il y aura U* plus de chances de pouvoir se procurer ■les eaux nécessaires à la navigation. C’est d’après les dbnsidératious posées au n* 657 que l’on détermine le point bas.
Les sources d’éau se trouvant toujours à une certaine profondeur au-dessous de la surface du sol, ce n'est que par des tranchées ou même des souterrains que l’on pourra se procurer, au point de partage des deux branches du canal, la quantité d'eau nécessaire a la navigation. Malgré ces souterrains et ces tranchées, sauf le cas trèsrare où le point bas se trouve au-dessous d'une assez grande étendue de terrain pour produire des ruisseapx ou des sources abondantes, g ou est obligé d'accumuler dans des réservoirs les eaux de pluie, aiin de pouvoir en disposer pendant les sécheresses.
La dimension de ces réservoirs dépend du volume d’eau à fournir et de la plus ou moins grande rareté des pluies. La quantité d’eau qui afflue dans ces réservoirs dépend de l'étendue du terrain tributaire, des infiltrations, de la vaporisation et de l'absorption par la végétation. 11 est impossible de tenir compte de toutes ces circonstances ; tout ce (jue l’on peut faire est d'admettre, aveç quelques ingénieurs, que les cours d’eau écoulent les 3/7 du produit annuel des pluies. En France, ce produit annuel est de 0”,70 ; mais il convient d'observer qu'il tombe plus d'eau dans le Midi que dans le Nord, et dans les parties élevées d'un même pays que dans les plaines (685). D’après Gauthey, au canal du Midi, la superficie du terrain dont les eaux se déversent au point de partage est de 18 000 hectares; au canal de Bourgogne, 10 200 hectares; au canal deBriare, 29 700, et au canal du Centre, 30 800.
Le réserv oir de Grosbois, canal de Bourgogne, a une capacité de 8 000 000 mètres cubes; sa profondeur est de 15 à 18 mètres. Celui de Saint-Kerrèoi, canal du Midi, contient 6 056 000 mètres cubes; la plus grande profondeur d’eau y est de 32“, 50. Ces réservoirs s’obtiennent en barrant, au moyen d’une digue, l’endroit le plus resserré d'un vallon (717).
742. Quantité d'eau à fournir à un canal. Celte quantité doit compenser : I” les pertes par évaporation, 2‘ par infiltration, 3* par les portes des écluses; 4" celles ducs aux passages des bateaux dans les écluses, 5* celles dues au remplissage du canal après la mise à sec par suite des réparations annuelles. 11 est évident que c’est surtout pour les parties voisines du point de partage qu'il faut s'assurer que les eaux affluentes compensent les pertes; car, à mesure que le canal descend, les ruisseaux tributaires deviennent plus nombreux et plus considérables.
745. Evaporation. La quantité d’eau évaporée dépend de la température et de toutes les circonstances atmosphériques; en général
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on a trouvé qu elle était de 1“*,50 par année ou de Q"',004 par jour, par mètre carré de surface d’eau (346).
744. Infiltration. On admet que la quantité d’eau absorbée par infiltration est double de celle évaporée ; au reste cette quantité varie "■ selon la nature du terrain, et étant considérable à l’ouverture d'un canal, elle diminue chaque année. En rapportant les remblais, il faut avoir soin de labourer la terre sur laquelle on les pose, afin de rendre la liaison complète et diminuer les chances d'infiltration.
Sur un pont-canal, où il faut prendre les plus grandes précautions pour éviter les infiltrations, après le dècinlrement des voûtes, on les recouvre d’une couche de béton de O", 25 à 0“,30 d'épaisseur; mais jusqu'à présent on n’a obtenu un effet tout à fait efficace qu’en dallant le fond et les parois de la cunette en laves de Volvic, et en recouvrant ce dallage de deux couches d’enduit de bitume. I.c bon emploi que l'on fait aujourd'hui du ciment romain permet de substituer cette matière au dallage (596).
7415. La perte due aux portes d'écluses dépend du soin apporté à la construction. Il paraît qu’en général on est au-dessus delà réalité en supposant que cette perte équivaut annuellement à la quantité d’eau que nécessiterait le passage de sept ou huit bateaux.
746. Perte due au passage d'un bateau. Lorsqu’un bateau monte, son passage d’un bief dans le bief supérieur oblige de faire passer de ce dernier dans le premier un volume d’eau égal à
P volume d’un prisme «yanl 11 section boriioolalo du sis pour base ot 1a chute de l’dcluse pour hauteur;
B volume d’eau déplacé par le bateau.
Quand au contraire le bateau descend, le volume de l’eau passant d’un bief dans le bief inférieur est 1* — 1$ . 11 résulte donc que chaque bateau qui monte une branche du canal pour redescendre l’autre, tire du bief de partage un volume d’eau égal à
Lorsque la navigation est active, après avoir fait passer un bateau d’un bief dans le bief supérieur, on utilise l’eau qui remplit le sas pour faire redescendre un autre bateau. Par cette précaution, la quantité d’eau tirée du bief de partage pour deux bateaux allant dans un sens diffèrent n’est que 2P, ou P par bateau.
Si le bateau remontait vide pour prendre chargeai! pointde partage, à son entrée dans le bief de partage il dépenserait un volume d’eau égal à P -(- 6, b étant le volume d’eau déplacé par le bateau k vide; pour sortir du bief, le volume d’eau absorbé serait P — B; d’où il résulte que le passage du bateau dans le bief aurait absorbé un volume
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d'eau égal hül’ + è — U, volume qui esl d'autant plu» petit que U est plus grand et que l> est plus petit. Ce cas favorable à l’économie de l'eau ne peut que bien rarement se présenter dans la pratique.
11 est arrivé quelquefois que l'on a étéobligé, parsuite d une pente considérable du terrain, de placer plusieurs sasl'un a la suitedo l’autre. Pour monter ces sas, il faut autant de prisme P d’eau qu'il y a de sas, plus un volume B; ainsi, a Fonscrane, près do Béziers, où il y a sept sas, le passage d'uu bateau montant absorbe un volume d e.au égal à 7P + H, et celui d’un bateau descendant, un volume égal à P — B. Quand tous les sas sont vides, ce qui a lieu ordinairement, il * faut encore ajouter à ces dépenses le volume d’eau nécessaire pour
faire flotter le bateau dans le premier sas supérieur. Cette disposition des sas accolés esl celle qui absorbe le plus d’eau et exige le plus de • temps.
747. La cinquième dépense d'eau est facile a calculer, puisqu'elle est égale h la capacité du bief de partage et des biefs placés eu amont tics premières prises d’eau sur les deux \ersants.
740. Construction des sas (752,. La longueur et la largeur d'uu sas doivent être proportionnées aux dimensions des bateaux qui y circuleront. Quant a sa profondeur, elle comprend la hauteur de son couronnement au-dessus du niveau des eaux dans 1<; bief d'amont, la chute ou différence de niveau de. l’eau dans les deux biefs, et le tirant d'eau du bateau dans le sas. Le couronnement se tient ordi- ‘nnirement à 0“,ü0 au-dessus du niveau de l'eau. La chute varie de 2",oO à 3 mètres pour les canaux artiliciels; pour les écluses que l’on établit sur les rivières, dans les points où la profondeur est insuffisante iila navigation, la chute n’est que de t mètre à l“,50ou 2mètres.
Une précaution à prendre dans la construction d'un sas, c’est de faire en pierres de taille toutle couronnement et toutes les parties formant des angles verticaux v ifs ou arrondis, parce que des petits matériaux ne résisteraient pas aux chocs des bateaux contre ^ ces parties. Ces pierres de taille doivent sc relier parfaitement avec les autres parties de la maçonnerie ; aussi, pour cela, a-t-on soin que les joints verticaux de chacune d'elles ne correspondent pas aux joints des pierres voisines. Il faut éviter de placer le couronnement en saillie sur le parement des murs ou bajoyers, parce que les bateaux pourraient venir sc placer dessous et eu ébranler les pierres. La distance d'un joint montant a uu angle rentrant ne doit pas être de moins de 0”,0o cl l’épaisseur horizontale d'une pierre formant un angle saillant doitau moins être égale à la saillie de la pierre.
Afin de pouvoir mettre les sas a sec quand ou a a' réparer la porte d'amont, on refouille, dans le parement de chacun des bajoyers, eu amont de l'écluse d'amont, nue coulisse verticale servant à établir un barrage avec des pièces de bois allant d'une coulisse a l’autre. Lorsque
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les coulisses n’ont que les dimensions ordinaires, 0“,15 h 0",20 do profondeur sur 0“. 20 de largeur, on les refouille ordinairement dans la pierre; mais pour des dimensions plus grandes, il faudrait, de dont en deux assises, mettre un joint dans la coulisse.
Les buses et les chardonnets doivent surtout Mro faits en pierres de premierchoix et de fortes dimensions. Les buses sont les' saillies que l’on établit sur le fond du radier pour y faire contrc-buter le bas des portes ; on les appareille en voflte, afin qu’ils résistent bien il la poussée. Dans les écluses de petite navigation, la saillie du buse sur le radier peut être de 0“,20 ; mais si l’ouverture de l’écluse est plus considérable, comme les portes très-larges tendent ii baisser du nez, pour éviter leur frottement sur le radier, on est obligé de les tenir un peu au-dessus du radier, et par suite d'augmenter la saillie du buse; ainsi, pour les écluses de 5-.20, 7 mètres et 8 mètres d’ouverture, cette saillie est de 0“,25, et pour les écluses de 8 mètres à 12 mètres et au-dessus, elle est de 0“, !0. Les pierres formant les buses doivent pénétrer de 0“,35 a 0“,40 dans le radiée et s'étendre dans toute la largeur du buse, de manière que celui-ci ne soit formé que d’une hauteur de voussoir. Le buse forme mur de chute; et, afin que les eaux ne soient pas projetées contre les murs verticaux, on lui donne du côté, d’aval une forme cylindrique verticale concave.
Les chardonnets sont destinés à résister à la poussée de l’arète verticale de chacune des portes de l’écluse. Cette arête verticale s’arrondit, ainsi que le refouillement du chardonncl contre lequel elle butte; mais, afin d’éviter le frottement de ces parties l'une contre l'autre dans la manœuvre de l’écluse, on ne place pas les tourillons de la porte dans l'axe du côté arrondi ; leur position est telle, qu'il n’y a contact de ce côté contre le Chardonnet que quand la porte est appliquée contre le buse, et que sitôt que la porté commence h s'ouvrir, cccontact cesse. Afin que les portes, quand elles sont, ouvertes, ne fassent pas saillie sur les parements des murs, on met ceux-ci en retrait d'une quantité égale a l’épaisseur des portes, sur une longueur égale il la largeur de ces portes; c’est seulement en amont de ces retraites, appelées enclaves, que l’on fuit les coulisses. Kntrc les enclaves et les coulisses, il faut laisser une épaisseur de pierre suffisante pour résister h la pression que produira un barrageétabli dans les coulisses; cette séparation ne doit guère avoir moinsdetT.fiO. La distance dr la coulisse au mur en retour qui raccorde le sas avec le bief est encore
A l’exception des chaînes en pierres de taille plarèesaux points nô se trouvent des angles, le parement du reste des murs lmjoyers est construit en petits matériaux, si ce n'est cependant pour le mur de chute, où l’on fait usage de pierres de taille, afin que son parement résiste bien aux chocs des bateaux. Les pierres de taille formant le
couronnement de tous les murs doivent avoir des dimensions suffisantes pour résister it la poussée des terres à l’époque des gelées; on leur donne ordinairement 0”,10 d'épaisseur sur Q“,75 de largeur.
Les parcnVfcnts des bajoyers doivent être exécutés eu matériaux durs et non attaquables par la gelée. Ils doivent se relier parfaitement avec la maçonnerie de remplissage placée derrière; on atteint bien ce but en disposant de distance en distance une boutissc de U“,70 à 0“,80 ou même 1 mètre de longueur de queue. Les parements doivent être en pierre non gélive sur une épaisseur de 0“,GO au moins.
Le radier se raccorde avec les fonds des biefs d'amont et d'aval par des plates-bandes en pierres de taille faisant voûte du côté du radier de manière k le défendre. Les voussoirs formant ces plates-bandes ont de 0“,80 à t mètre do longueur, selon que le sas a une largeur de 5", 20 k 6“,30 et même au delà.
Dans lésas, il convient de faire le radier légèrement concave, afin de le rendre plus propre k résister k la sous-pression de l'eau quand on vide lésas. Lqspartiesde radier placées dans les chambres d'amont et d’aval, et celles extérieures k res chambres, sont planes.
Ordinairement, pour plus de solidité, on exécute en pierre de taille la partie de radier située sous les murs de chute, ainsi quecelles placées dans les chambres des portes.
749. Portes d’écluses. Elles sont k deux van taux symétriques butant l'un contre l'autre, et s’appuyant contre les buses et les chardonncts. On les fait en bois, avec quelques ferrures pour les consolider; en fonte, bois et fer forgé ; en fonte, bo'is et tôle, ou encore en fonte et bois.
En France, les portes sont le plus habituellement en bois; ce sont les moins chères, sous le point de vue des dépenses d’exécution. Au barrage èclusé du petit bras de la Seine, k Paris, les parois des portes sont formées d'une série de demi-cylindres en tôle, rivés entre eux dans toute leur longueur, et placés horizontalement et de manière que leur convexité se trouve vers l'amont.
Chaque vantail en bois est formé de deux poteaux: l’un, ditpofeau tourillon parce qu’il porte les pivots, s'applique contre le chardonnet; l’autre, appelé poteau busqué parce qu’il vient s’appuyer ou busquer, par une face inclinècau plan du vantail, contre le poteau de même nom de l’autre vantail. Ces deux poteaux sont reliés entre eux par des entretoises horizontales supportant la pression de l'eau, et dont le nombre dépend de la hauteur de la porte; c'est contre ces entretoises que l’on tixe les madriers jointifs formant le bordage de la porte.
. On tient les poteaux k 0",0o ou 0",06 du radier, afin qu’ils ne l'atteignent pas dans leur mouvement, et on les élève k 0",20 ou 0",2.ï au-dessus de l'eau, quand la porte est mamcuvi;ée par une.créinail-
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lèllî circulaire; quand la porte est manreuvréc a l'aide d'un grand levier qui réunit le haut des poteaux et l'ait eu partie équilibre au poids de la porte, les poteaux s'élèvent à une certaine hauteur audessus des bajoyers.
L'entée toise supérieure se place il 0”,t0 environ au-dessus du niveau des eaux navigables, et celle inférieure a 0",10 au-dessus du radier. Quant aux entretoises intermédiaires, on les place de manière que la pression que chacune d’elles supporte soit proportionnée à ses dimensions.
Pour évaluer la pression que supporte chaque entretoise, il convient de remarquer que la pression aux divers points de la hauteur d'une porte noyée seulement sur une face est proportionnelle à la hauteur d'eau au-dessus de ces divers points ; d’où il résulte que la pression totale sur la porte peut être représentée par la surface du triangle. AUC, figure 34, planche III, ayant pour hauteur la profondeur de l’eau contre la porte, ÿet pour base la même profondeur, qui est proportionnelle à la pression sur les points les plus bas de la porte : ainsi, Hâtant la profondeur d'eau, la pression totale sur
Il II1
chaque unité de largeur de porte est Il x = — .
La pression moyenne qui s’exerce sur tous les points de la porte est f
et c’est h cette pression moyenne que doit pouvoir résister l’ensemble ,•* des entretoises. Il convient de remarquer qu'il ne suffit pas que l’ensemble des entretoises puisse résister à cette pression, mais qu'il faut aussi les espacer de manière que chacune d'elles supporte la même charge (cela suppose qu'elles ont les mêmes dimensions). On aura la position de chaque entretoise en divisant le triangle ABC en autant de parties équivalentes qu'il y a d’entretoises, par les droites de.fg, hi parallèles a la base, et en plaçant les cntretoiscs à la hauteur du centre de gravité des trapèzes et du triangle formés par ces parallèles (Int j, 1248 et 1443).
Appelant A,, A„ A,, les distances des parallèles de, fg, hi....
au-dessous du point A, et n le nombre des entretoises ou des divi-
sions de AB, on a respectivement = 11» , , hf = II» ■ j,
V = Il»2^i, etc.
C’est a la hauteur des centres de gravite des trapèzes formés par les lignes CB, de,fg.... qu'il faut placer les entretoises, et la surface ji de chacun de ces trapèzes représente la pression que supporte chacune des cntretoiscs. Dans la .pratique, comme, on est obligé de placer une entretoise au-dessus et au-dessous de la porte, on est forcé de s’écarter un peu des positions détermjpées par la théorie pour les
enlretoises. La marche précédente est rudement celle à suivre pour fixer les positions des cercles des grandes cuves.
Si les enlrutoises étaient également espacées, on pourrait, sans erreur sensible, déterminer leurs dimensions 'en supposant que la pression que suppurte chacune d'elles est représentée par la demisomme des surfaces des trapèzes inférieur et supérieur. (Cette demisomme représente la pression sur chaque unité de longueur d entretoise) (242, . .
ijuaiit à la pression produite par l'eau, les enlretoises inférieure et supérieure travaillent moins que les entretoises intermédiaires; cependant, comme elles forment le cadre de la porte et qu’elles sont entaillées pour recevoir les abouts des madriers formant le bordage, leurs dimensions sont supérieures à colles des autres.
Si la porte était noyée sur les deux faces au-dessous du point B, la pression sur la face d'aval détruirait l’augmentation de pression sur la face d'amont, et l'excès de pression sur chacun des èlémeuls de porte inférieurs au point It serait constant et égal à BC; d'où il résulterait que la pression totale de l’eau, pour rompre les enlretoises, serait représentée par 'la surface du triangle. ABC, plus la surface d'une rectangle ayant BC pour base, et pour hauteur la distance de ÜJarète inférieure de la porte au-dessous du point B '251).
% Autrefois on reliait les entretoises entre elles cl aux poteaux par une pièce inclinée, appelée bracon , s'étendant du haut du poteau busqué au bas du poteau tourillon. Ce bracon était formé de deux parties ; l'une placée du cùlè d'amont et noyée dans le bordage, et l'autre du cùté d'aval et formée de plusieurs morceaux séparés à leurs extrémités par les enlretoises. Chaque morceau était relié à la pièce d'amont par deux boulons cl assemblé a ambrèvement dans les eutretoises ou les poteaux. Les madriers formant le bordage de la porte étaient disposés en décharge parallèlement au bracon, et cloués sur les enlretoises et dans les feuillures faites pour recevoir leurs extrémités dans les poteaux et les enlretoises inférieure et supérieure.
On remplace jnaintenant le bracon par un tirant en fer allant du liant du poteau tourillon au bas du poteau busqué, line moulle à coins, que porte ce tirant, permet de le raccourcir, de relever le poteau busqué et d’éviter les affaissements de la partie antérieure de la porte.
Ce tirant permet de placer verticalement les madriers formant le bordage.
Les rentelles, ou petites vannes destinées h remplir et vider les sas, l se placent, une sur chaque vantail, -entre deux potnlets destinés à former les joues de l'ouverture et s’étendant sur tout l'intervalle des deux enlretoises inférieures. Ces potelets se fixent par des boulons aux coulisses placées sur le bordage pour recevoir la ventelle ; quand on assemble ces potelets aux entretoiscs, on ne doit entailler que le- .
