Systéne de M. Kegrtâià poar la

— a Les digues normales au cours des rivières ne sont pas d'invention nouvelle, dit M. Negretti, et je ne prétends pas, comme aucuns peut-être ont pu le croire» les avoir employées le premier à régir les cours d'eau*

« Mon système consiste seulement à disposer ces digues de manière à produire un eiïet déterminé. Lorsqu'une vallée.

§ m. DÉBOUCHÉS DES PONTS 91

submersible par une rivière dont le régime n*est pas encore établi, et qui est sujette en conséquence à de continuels changementSy vient à être barrée par une digue insubmersible , d'équcrreàla direction générale de la rivière, et réservant une ouverture pour le libre écoulement des eaux, on observe les effets suivants :

« i® En amont de deux digues orthogonales établies en face Tune de Taulre, la rivière continue à changer de cours, parce qu'elle arrive toujours obliquement, tantôt contre Tune, tantôt contre Tautre digue, et forme au pied des musoirs de profonds affouillem en ts ; mais, en aval, le cours s*établit fixement et dans une direction normale à l'ouverture ;

« 2'' La profondeur de raffouillement diminue par degrés en aval de l'ouverture, et cesse presque entièrement à une distance à peu près égale à Tamplitude de cette ouverture ; en ce point la section de la rivière devient constante, et régulière sur toute sa largeur :

« 3** L'incidence oblique du courant contre les digues a toujours une limite, et, quand il Ta atteinte contre Tune de ces digues, il se porte contre l'autre, sans pouvoir jamais se tenir au milieu. En défendant ces digues vers leurs musoirs, sur une certaine longueur du côté d'amont, on n'a pas à craindre qu'elles soient endommagées.

« Ainsi, \ux tel système borne en amont les divagations de la rivière, parce qu'il Tassujellit à passer toujours par l'ouverture réservée ; eu aval il lui fait prendre un cours régulier, invariable cl normal à lu dite ouverture.

(c Ces effets constatés, il devient facile de fixer les conditions du système d'ouvrages qui doit maintenir une rivière sans changement sur une section donnée. Les voici :

« Première règle. — Les digues orlhogonales doivent être placées sur une même normale à la direction générale de la rivière, et prolongées Tune et Tautre jusqu'au sol insubmersible, ou jusqu'à une digue insubmersible, de manière à ne laisser d'aulro issue aux eaux d'inondation que l'intervalle des deux orthogonales ;

« Secofide règle. — La distance de cette ouverture à là section qu'il s'agit de rendre constante et régulière (emplacement d'un pont par exemple) doit être à peu près égale à la largeur

qu'il faut donner à la dite ouverture, pour que le libre écoulement des crues soit assuré ;

« Troisième règle. — Les musoirs des orthogonales doivent être suffisamment défendus pour résister au choc du courant et aux affouillements qui pourront se produire à leur pied : le revêtement capable de procurer cette résistance devra être prolongé à partir de chaque musoir sur une certaine longueur du côté d'amont, suivant la nature du terrain et le régime de la rivière ;

« Quatrième règle. — L'ouverture h réserver entre les musoirs doit être plus large, de un dixième environ, que la largeur à assigner à la section inférieure pour le libre écoulement des crues, à cause de la contraction de la veine fluide ;

« Ciîiqiiième règle, — Enfin les musoirs doivent être placés sur les bords de la section vive de la rivière, et non à l'écart ; sans quoi Ton aurait ensuite à faire d'autres ouvrages coûteux et d'un effet souvent très incertain, pour porter la rivière entre les dits musoirs.»

Il y avait intérêt à faire connaître ce système parce qu'il est donné par M. Dausse, ingénieur qui a souvent fait preuve de beaucoup de discernement, comme rendant les plus grands services pour la préservation des ponts, dans des situations où l'on éprouvait auparavant d'insurmontables difficultés. Ces situations sont celles où l'on se trouve quand on admet des débouchés insuffisants; mais les ouvrages de ce genre sont si nombreux qu'il est bon de savoir comment il faut les défendre.

d9. Opinions diverses. — L'idée que le débouché d'un pont est suffisant lorsque ce pont ne croule pas, et ne donne pas lieu à un remous local considérable, mesuré en prenant la différence des niveaux à 10 mètres suivant les uns, à 100 mètres suivant les autres, à l'amont et à l'aval de l'ouvrage, cette idée, en tant qu'on lui donne une portée générale, est complètement fausse, comme le démontre la citation que nous avons faite des études de Dupuil sur le mouvement des eaux.

Ce qui a été écrit sur le rapport entre la surface des bassins et la section mouillée des ponts n^a pas de valeur générale^

§ m. DÉBOUCHÉS DES PONTS 93

puisqu'il peut être nécessaire de donner à un pont plus de débouché qu'à un ouvrage suffisant situé plus en avaL

Pour montrer que notre insistance sur la question du débouché des ponts a sa raison d'être, nous citerons un passage d'un Manuel formulaire des Ingénieurs , l'un des plus estimés parmi les ouvrages de ce genre : « Débouché des ponts. — Lorsqu'on ne peut se procurer les renseignements qui ont fixé les débouchés des ponts existant en amont et en aval du point où doit être établi le nouvel ouvrage, on admet généralement qu'un pont doit, à moins de circonstances locales exceptionnelles, présenter les débouchés suivants :

« Dans un pays de plaine,... 0",80par lieue quarréc.

a Dans un pays à coteaux de 40 mètres de hauteur, 1",S0.

« Dans un pays à coteaux de SO mètres,... 2 mètres. »

Il est certainement très difficile de donner des conseils bien motivés sur une pareille question, dans un formulaire où l'on ne peut consacrer beaucoup d'espace à chaque sujet; mais peut-être aurait-il mieux valu s'abstenir.

Belgrand dit que, pour les grandes vallées, « le débouché d'un pont doit se calculer au moyen de celui des ponts les plus rapprochés du même cours d'eau. » C'est du Gauthey aggravé, car le vieil ingénieur ne donnait pas une règle absolue dans ce sens; il se bornait à dire qu'au moyen des débouchés des ponts existants, des vitesses et des chutes, « on peut quelquefois fixer le nouveau débouché d'une manière assez exacte. »

98. Lies dif^es liraig^Éudlnalcs et les levées transversales. — Qu'on se reporte ci-dessus à la seconde figure des expériences de Roanne, et Ton comprendra quelles idées fausses on aurait pu se faire de l'écoulement en n'observant les hauteurs qu'à deux échelles, placées où l'on voudra dans le canal. En relisant ensuite les explications données sur les quatrième et cinquième figures^ on verra que le raccordement mal ménagé des deux bras avec le bras unique d'aval contribue à produire, en amont, un gonflement considérable.

On peut craindre les conséquences d'un mauvais raccordement entre le cours d'une rivière et la partie rétrécie de la traversée d'une ville^ et il est bien certain que les lectures faites

à un petit nombre d'échelles sont insuffisantes pour l'étude de la question.

Si un pont d'une seule arche, à naissances hautes, est jeté d*un quai à l'autre, sans culées saillantes, il ne peut y avoir à son passage aucun remous local; mais cela n'empêche pas l'influence d'un écartcment insuffisant des quais, surtout si les raccordements de ceux-ci avec les rives d'amont et d'aval sont mal tracés, aux extrémités de la traverse. Il faut donc distinguer dans le phénomène Paction d*ensemble de Vaction locale. La première peut résulter de levées transversales accompagnant certains ponts, qui barrent les anciens courants secondaires des crues, ou de digues longitudinales réduisant en outre la surface d'emmagasinemeut. La seconde est la conséquence de faits accidentels, comme un rétrécissement dans une longueur de quelques mètres pai* la présence d'un pont. Comment celui-ci pourrait- il, en lui-même, avoir une influence comparable à celle des levées, s'il franchit l'espace compris entre des quais ou des dignes insubmersibles, sans apporter à l'écoulement d'autres entraves de son fait que la saillie des culées, et la présence des piles et des tympans? Ceux-ci amèneraient, cependant, des désordres graveâ si les crues s'élevaient beaucoup au-dessus des naissances.

Les levées d'un pont agissent encore d'une manière quelquefois néfaste, par leur influence sur la direction des courants dans remplacement de cet ouvrage.

04l. Résumé. — 1 . Le débouché à donner à un pont dépend de la largeur naturelle de la vallée dans son emplacement *, ou de l écarlement des digues insubmersibles, ou de la distance des quais .

2. Dans la traversée des villes, si l'on n*est pas complètement dominé par les faits accomplis, il faut se rapprocher le plus possible des règles suivantes :

A. — Le lit mineur, à disposer pour la concentration des petits débits dans l'intérêt de la navigation, sera bordé de murettes basses ; de part et d'autre régneront de larges cales en tablier ;

1. On ne sait que trop qu*il serait souvent impossible de supprimer toute levée pleine, & cause de l'élévation de la dépense ; mais il ne faut pas ignorer que c'est une nécessité des plus fâcheuses, & laquelle il ne faut pas se résigner trop facilement.

§ IIL DÉBOUCHES DES PONTS 95

B. — Los ponts franchiront tout l'espace occupé par les cales en tablier et par le lit mineur, sans culées saillantes, en s'appuyant sur un petit nombre de piles minces;

C. — On évitera les tympans h grandes surfaces, qui sont une cause de trouble grave dans Técoulement des crues, et par suite d'exhaussement de leur niveau. En conséquence, on donnera la préférence aux ponts à arcs très surbaissés, ou mieux aux ponts métalliques formés de poutres droites;

D. — Les appareils de chargement et de déchargement des marchandises seront placés sur des appontements, construits de manière à laisser une grande liberté aux courants sur les cales en tablier.

3. Les débouchés des ponts voisins, en amont et en aval de l'ouvrage projeté, ne seront relevés qu'à titre de renseignement.

4. La nécessité d'établir, quelquefois, des ponts intermédiaires à beaucoup plus grand débouché que les voisins étant démontrée (Dupuit), même en admettant que ceux-ci ont été construits dans de bonnes conditions, on tiendra pour erronée la notion du rapport entre les débouchés des ponts et les surfaces des bassins en amont de leur emplacement.

5. Les ponts accompagnés de levées traversant des plaines submersibles seront défendus au moyen de digues transversales, établies en amont, et celles-ci seront consolidées à l'aide d'amorces longitudinales complétant le T. Pareilles amorces seront disposées en prolongement de chaque culée du pont, comme le recommande M. Mary en rappelant la chute du pont de Saint-Germain-des-Fossés , occasionnée par l'absence de cette précaution.

0&. Inflaenees de ramont et de l'aval. — - C'est k tort que divers auteurs parlent du « débouché nécessaire » pour l'écoulement des crues et admettent que le surplus de la lar-

geur de la plfidne peut être soustrait sans inconvénient à Tenvahissement des eaux. Pour qu'une surface inondable fût dans ce cas, il faudrait que, par son irrégularité, elle amenât dans Técouloment un trouble dont la suppression fût équivalente au dommage résultant de la diminution de TemmagasinemenL Mais ce n'est guère qu'une vue théorique, à invoquer d'autant plus rarement que le bien et le mal ne se feraient pas sentir aux mêmes points.

Chaque localité est en droit de réclamer qu'on ne modifie pas l'écoulement d'une manière dommageable pour elle.

L'aggravation peut avoir lieu de deux manières, indépendamment de l'action immédiate des ouvrages locaux :

l"* Par l'effet d^ouvrages établis en amont, amenant Taugmentation du débit maximum de la crue à la seconde;

2* Parle relèvement du niveau des eaux, à égalité de débit, provenant de l'influence d'ouvrages établis en aval.

Le débit maximum à laseconde. — Le maximum de dommage pour un point donné correspondrait à la retenue, en amont, du volume de la crue dans un réservoir, si le mur de celui-ci venait à se rompre sous la charge. Pour les points inférieurs voisins, le dé))it à la seconde deviendrait monstrueux, puisque le volume emmagasiné s'écoulerait sous des pentes énormes.

Les digues insubmersibles troublent la jouissance des propriétés d'aval, parce qu'elles augmentent la submersion de celles qui ne sont pas défendues de la même manière ; pour les autres elles augmentent le danger des ruptures, par suite de l'accroissement du débit maximum, soit dit pour mémoire^ car celles-ci n'auraient pas le droit de se plaindre.

Cet accroissement peut-être démontré de la manière suivante :

La figure donne la courbe des débits en un point d'une rivière, pendant. une crue, la base étant la ligne des temps. Les ordonnées de gauche et de droite se rapportent aux débits ordinaires, avant et après la crue. Si le point considéré est

situé vers Taval d'un large épanouissement de la vallée, quel sera le débit total datis. la période de croissance y comparativement au débit à Tamont de cet épanouissement ? La différence égalera le volume emmagasiné à droite et à gauche du lit. Si Ton établit des digues insubmersibles le long de celui-ci , cette différence se trouvera annulée, ou du moins il n'en restera que le petit volume correspondant à Texcédant de hauteur, multiplié par la surface du lit entre les deux points considérés.

De même, le volume maximum débité en une seconde au profil d'amont, qui s'atténuait entre les deux profils, en raison du progrès de Temmagasinement sur les réservoirs latéraux, se transmettra sans modification sensible après Tendiguement ; par conséquent il y aura augmentation, en même temps qu'avancement, à Tendroit auquel se rapporte la figure.

Une seconde ligne représente la courbe des débits dans la nouvelle situation des choses : le maximum est venu plus vite; il a été plus fort puisqu'il ne profite plus d*une réduction par rapport au profil d'amont.

Le volume total de la crue est le même qu'autrefois, mais il se répartit différemment entre les périodes de croissance et de décroissance ; l'augmentation du débit maximum à la seconde se traduit par un exhaussement de la crue.

M Si dans une localité, dit M. Kleitz dans son mémoire de 1877, on diminue l'emmagasinement par des travaux d'endiguement, on augmente nécessairement le débit maximum dans les localités d'aval. Cette conséquence si évidente paraît avoir passé longtemps inaperçue ^ car c'est lors des inondations de 1856 seulement que le datiger des digues insubmersibles a été signalé. » Ce dernier énoncé n'est pas exact, et il nous suffira, pour le prouver, de citer un court passage du mémoire publié par M. Belgrand dans les Annales de 1852 (t. III, page 168} : « Les plaines submersibles forment de vastes réservoirs que les crues remplissent au fur et à mesure qu'elles s'élèvent et cette grande réserve a pour effet de diminuer leur portée par seconde et d'allonger leur écoulement ^ »

1. Voir aussi le Mémoire de Baumgarten dans les Annales de 1847 (t. Xlil). On j trouvera la preuve de Terreur commise par M. Kleitz. LomtMtrdini connaissait depuis longtemps, c|uand sont survenus les désastres de 1856, l'influence des aiguës insubmersibles sur la hauteur des crues.

Lexhaussement des crues par F aval, — Nous venons de voir que des travaux exécutés en amont peuvent augmenter la hauteur des crues en un point donné. La même chose peut aussi se produire par des travaux faits en aval. Cela est évident de soi, puisqu'en barrant une vallée à grande hauteur on exhausserait le niveau d'amont; mais le même résultat peut être amené par des causes moins apparentes , telles que Texhaussement des chemins de la vallée, des rectifications du lit mal entendues, etc. Tout ce qui gène Técoulement dans un profil en travers amène un changement dans le profil en long, et ce changement réagit plus ou moins sur Tamont, car il faut plus de chute pour vaincre plus de résistance.

Quand un fleuve prolonge le delta de son embouchure, le résultat est le même que si Ton encombrait son lit, en ce qui concerne' l'exhaussement des eaux vers l'amont. Le niveau fixe de la' mer étant rejoint dix kilomètres plus loin, je suppose, si le ^nivellement superficiel conserve la même pente moyenne de 0,05 par kilomètre, il y aura i mètre d'exhaussement au lieu de O'^jSO à 10 kilomètres de l'ancienne embouchure, ou à 20 kilomètres de la nouvelle.

Donc, s'il faut regarder vers l'amont pour savoir quel débit maximum on aura, il faut aussi regarder vers l'aval, pour savoir dans quelleis conditions de pente et à quel niveau ce volume pourra s'écouler.

Mais il faut regarder pour voir les faits réels et non pour les grossir, comme on le fait quand on attribue une grande influence à la marée plus ou moins vive ou morte sur le niveau des crues, en des points de l'intérieur d'un fleuve où celles-ci s'élèvent à trois ou quatre mètres au-dessus du niveau maximum de l'embouchure.

OO, Ixite s^nérales, Études locales. — Les lois gêné* raies de l'écoulement des crues se déduisent de l'étude analytique de M. Kleitz [Annales, 1877). On peut les résumer de la manière suivante :

V Le maximum du débit d'une crue, en un point quelconque du cours de la rivière, précède le maximum de hauteur*.

1. 11 s'agit d'un petit intervalle de temps, qu'on peut souvent négliger pour simprifier les explications. Mais le fait a néanmoins de Tintérêt, ne serait-c equ'au point de vue théorique.

Ces deux maximums ne peuvent coïncider que si la courbe des débits* présente un élément horizontal à son sommet, c'esi*à-dire si ]a crue étale, comme cela se produit dans les rivières non torrentielles ;

2^ Pour une hauteur donnée, le débit est plus fort dans la période de croissance que dans la période de décroissance. Les courbes des débits, à base hauteurs^ ne rendent donc qu'approximativement compte des faits; il en est par suite de même pour les courbes & base temps, car on ne peut guère mesurer les vitesses pendant les phases de montée et de descente, et Ton recourt aux courbes du premier genre, établies à l'avance en saisissant autant que possible les crues qui s'arrêtent aux diverses hauteurs ;

3*" Le maximum de la vitesse moyenne est antérieur au maximum du débit ;

4 Le flot produit par une crue simple s'affaisse de plus en plus, en s'allongeant, lorsqu'il se propage sur une partie de cours d^eau qui ne reçoit aucun affluent. Pour la crue de 1825 sur la Loire, la plus forte de ce siècle n'ayant pas rompu les digues, le débit maximum a été évalué à 5.384 mètres cubes à Briare et à 4.813 mètres cubes à Tours;

S** Dans les crues un peu importantes, la section d'écoulement augmente plus rapidement que la vitesse moyenne ; c'est un fait d'observation, confirmé par le calcul ;

G*" Lorsqu'une rivière déborde sur de vastes plaines, l'emmagasinement continue assez longtemps après que la crue, dans le courant principal, a atteint sa plus grande hauteur.

Ces- lois générales sont précieuses; mais elles n'apportent pas de solution toute faite à l'ingénieur. Pour découvrir les points faibles du système des travaux antérieurs, sans s'exposer à attribuer l'influence majeure h ce qui ne joue qu'un rôle secondaire, il faut commencer par observer minutieuse* ment les faits ; mais cela n*est pas facile.

Les observations & un. petit nombre d'échelles, comme on

i . 11 y a plusieurs « courbes de8 débits » en un point d'une riviôre : celle qui se rapporte aux variations avec la hauteur ; celle qui concerne la succession des débits aux divers moments d'une crue. Dans le premier cas» lii courbe est convexe vers la ligne de base ; dans le second (celui dont il s'agit ci-dessus), elle est alternativement convexe et concave.

]es fait généralement pour ne pas dire toujours, sont insuffi* santés. La pente étant Télément le plus sensible, ses variations constituent Tavertisseur par excellence; il faut donc avoir des échelles très multipliées, à zéros parfaitement rattachés au nivellement général, ou en autres termes dont l'altitude audessus du niveau moyen de la mer soit exactement connue. Des constatations simultanées pouvant seules donner des bases certaines aux calculs ultérieurs, il faut recourir à des observateurs auxiliaires; les personnes capables et de bonne volonté ne manquent pas, comme le savent les ingénieurs qui s'occupent d*études météorologiques. Deux aides seraient affectés à chaque échelle, et se relèveraient périodiquement; ils connaîtraient à l'avance les cas où leur concours deviendrait nécessaire, et les règles à suivre pendant les observations. — Si Ton attend pour s'organiser l'approche des circonstances extraordinaires pendant lesquelles les agents administratifs, débordés, ne peuvent suffire à la tâche, on n*arrive pas au but.

Les observations sur la direction des courants et autant que possible sur leurs vitesses, pendant les diverses phases de la crue, occuperont assez ceux des employés que ne retiendra pas la défense des ouvrages.

Enfin il serait fort utile de réclamer de chaque ingénieur, par une instruction générale, un premier rappoil purement descriptif, immédiatement après la crue, et un autre contenant des propositions motivées quelques mois plus tard. Après étude de ces documents, l'administration ferait son choix, ajouterait un rapport d'inspecteur où un rapport de commission, et ferait du tout l'objet d'une publication spéciale.

Cela est nécessaire si Ton veut élucider les questions avec l'aide de tous. Comment les hommes éclairés pourront-ils concourir aux solutions nécessaires, s'ils manquent des renseignements que l'administration seule peut centraliser (nos habitudes étant ce qu'elles sont)? Après les crues de 1856, il y a eu un moment de zèle, puis le même phénomène s'est produit après les crues de 1866; mais on est loin d'être fixé sur tous les points. Si de nouvelles circonstances extraordinaires surviennent, et il en surviendra, l'opinion publique réclamera de promptes mesures. Mais quelles mesures? Est-

§ IV. ÉCOULEMENT DES CRUES M)l

on seulement préparé pour observer plus complètement, plus utilement les fails?

A notre avis, Félude des questions se rattachant aux inondations n'appartient pas aux seuls ingénieurs de TÉtat. 11 incombe aux départements et aux villes de rechercher, à leurs points de vue respectifs, quelles mesures devraient èlre prises dans Tensemble du bassin. Telle ville est exposée à de grands désastres, parce que bien loin d'elle on a établi des endiguements mal entendus ; n'a-t-elle pas intérêt à produire les idées d'ingénieurs travaillant sous sa direction? Mais il ne faut pas que ces ingénieurs soient ceux de l'État; à chacun sa tâche : les contrôleurs nécessaires de toutes les études ne doivent pas être les agents directs d'intérêts locaux. D'ailleurs l'émulation est une grande chose; que des ingénieurs libres se forment à l'étude des questions d'hvdraulique pratique et l'on verra que les ingénieurs de l'État se perfectionneront dans leur art.