DATE

P.^RCOURS

des

de la

Bouclier»

mise en service

de larrêt

lotal

CollecteurdeClichy extra muros.

Dec. 1895

Novembre 1896

Collecteur de Clichy inlra murns.

Compagnie d'Orléans, bouclier

2 avril 1806

29 août 1898

Sully

i5 juin 1898

2 juillet 1899

Compagnie d'Orléans, bouclier

de riiislilut. ...

^ mai 1899

29 août 1899

Collecteur de Bièvre, bouclier

«j tu al t,\jv V

^ w »* Vr V« • « Vf V V

du Ministère

Ic'-noY. 1898

24 février 1899

Collecteur de Bièvre, bouclier

Soiférino

5 nov. 1898

1<>' mars 1899

Collecteur de Bièvre, bouclier

Dioudonnat

15 sept. 1898

7 février 1899

Métropolitain parisien, bouclier

Champigneul (Vincennes) . .

28 mai 1899

4 octobre 1899

Métropolitain parisien, bouclier

Champigneul (Reuilly). . . .

7 mars 1899

16 octobre 1899

Métropo itain parisien, bouclier

Champigneul (8* lot) ....

20 mars 1899

3 septembre 1899

Métropolitain parisien, bouclier

Dioudonnat (Diderot) ....

28 mars 1899

2 août 1899

Métropolitain parisien, bouclier

Dioudonnat (Kyoïi)

12 avril 1899

28 juin 1899

Métropolitain parisien, bouclier

Dioudonnat (Saint-Antoine) .

8 mars 1899

8 septembre 1899

Métropolitain parisien, bouclier Weber (Saint-Paul)

26 avril 1899

20 juin 1899

Métropolitain parisien, bouclier

Weber (Châtelet)

26 mai 1899

27 juillet 1899

Métropolitain parisien, bouclier

Lamarre (6« lot)

31 janvier 1899

30 juin 1899

Métropolitain parisien, bouclier

Lamarre (7« lot)

20 février 1899

2 juillet 1899

Compagnie de TOuest, bouclier

de Viroflav

27 juillet 1899 nov. 1899

21 octobre 1899

Siphon de TOise

Décembre 1898

Tunnel de Boston

^î^ LE BOUCLIER

Certes, et nous avons d(?jà insisté en détail sur ce point, plusieurs ili^ t.es engins étaient mal conçus et mal dirigées : mais cela ne surfit point à expliquer leur insuccès, il faut faire entrer en ligne ils' compte, et pour une très grande part, la nature môme du sol qu'il s'agissait de traverser.

Inconvénients de la méthode ; travaux urbains. — On s'attendait u une réussite parfaite sous les chaussées des villes : le plus souvent en effet on y a affaire à des remblais peu ébouleux, le poids de terre à supporter n'est pas considérable, les efforts sont jn'u intenses, les mouvements et les glissements des différentes ouiiches peu à craindre; la méthode en outre, avec des précau- (ious, semblait ne devoir entraîner aucun tassement; elle sac- (iimmodait d'ailleurs parfaitement de la réduction au minimum i\rs puits d'accès par le fait même de Tattaque unique.

< h\ avait compté sans les incidents multiples qui se produisin'iit ; le sous-sol des rues, surtout à Paris, n'est pas du tout liiuuogène : à chaque instant on y rencontre des vieilles maçonuories, fondations de bâtiments disparus, collecteurs désaffeclés. ciiualisations hors de service ; de temps en temps on découvre »h*s fosses, des caves insuffisamment comblées.

Uans de pareilles conditions, le fonctionnement d'une armature jui Uillique est délicat, le résultat aléatoire. Si, faute d'une conluiissance suffisante de la nature du front d'attaque, on fonce en vivant en exagérant la pression, au mépris des indications du tuîMiomètre, on fausse la tôle d'avant-bec, on fatigue la machimï ie, on disloque tout l'appareil ; si au contraire on veut préparer H fHciliter la marche en excavant sur toute la section à ouvrir, il n'est pas possible de trancher les obstacles exactement au ^ahurit : on retire le moeïlon entier qui git en travers du cou- It'au, on arrache le pilotis qui barre la route, on fait tomber toute la voûte dont une partie seulement était dangereuse : qu'en rvî^nlte-t-il ? Des vides se créent nombreux sur tout le pourtour ï\r Kenveloppe ; avant môme qu'on ait maçonné, les terres petit à jxMil s'ébranlent, descendent, se tassent; la trépidation qui résulte tiu passage des voitures facilite singulièrement le mouvement, liujection ultérieure est impuissante à le paralyser; comme on

est à peu de distance sous la chaussée, le phénomène s'étend jusqu'à celle-ci qui s'affaisse.

D'ailleurs insuffisamment chargée, Tarmature est difficile à diriger : les terres de Tarrière plus ébranlées que celles de Tavant exercent une poussée plus considérable, le bouclier lève dunez; pour peu qu'il soit mal équilibré, ce mouvement de galop prend des proportions inquiétantes ; outre qu'on ne parvient qu'avec peine à suivre le tracé, le ciel de la fouille tailladé avec excès s'effondre.

Si, comme cela arriva aux travaux de déviation du collecteur de Bièvre, on vient à passer sur une fosse à peine remblayée, brusquement Tengin s'enfonce en écrasant le dernier anneau maçonné ; môme quand il n'y a pas d'accident de personnes, la situation ne laisse pas que d'être critique : il faut ouvrir une chambre, relever le bouclier et reparlir... peut-être pour recommencer quelques mètres plus loin.

Souterrains en rase campagne. — Dans les travaux en rase campagne, pareils déboires ne sont pas à craindre ; le terrain est plus homogène, les sondages préliminaires renseignent sur sa nature avec une approximation suffisante ; les obstacles isolés dont l'enlèvement crée une cloche dangereuse sont une exception. A condition de rechercher et d'adopter la forme et la méthode qui conviennent le mieux aux couches signalées on est assuré d'un résultat satisfaisant. Sans doute il se produit encore quelques vides, que l'injection comble mal, mais si la profondeur est grande le tassement ne saurait s'étendre d'une façon sensible jusqu'à la surface du sol ; la réussite est sous ce rapport plus parfaite qu'avec les meilleures méthodes de boisages.

Inconvénients de la méthode. — Mais dans tous les cas, la méthode du percement des souterrains par l'emploi des armatures métalliques offre un certain nombre d'inconvénients qu'on ne peut songer à dissimuler.

Lenteur relative de la méthode. — A moins de vouloir mettre plusieurs engins simultanément en service sur une môme sec-

^7â LE BOUCLIER

lir>n, ce qui conduirait à des dépenses excessives et à un prix de revient inadmissil)le, le travail s'effectue avec une seule attaque ; c'est une cause certaine de lenteur, si rapide que soit la méthode ; par les procédés ordinaires de boisage, au contraire, sll importe d'arriver vite, il est facile de percer d'abord une galerie, puis d'y r^^partir le nombre nécessaire de chantiers d'abatage.

Tous les déblais sont obligés de sortir par l'issue unique, tous \vs matériaux doivent arriver par le même chemin : par l'augmentation progressive du parcours souterrain ainsi imposé aux uns et aux autres les frais de manutention et de transport auglïienlent ; à Paris, pour les travaux du chemin de fer métropolitain, en présence des inconvénients d'une telle sujétion, on n'a pas hésité à renoncer aux prescriptions imposées aux Entrepreneurs : on lésa laissés multiplier les accès et s'alimenter directement de sable, de chaux et de pierres, partout où la circulation n'avait pas trop à en souffrir.

5Iais s'il est possible de se réserver ainsi des issues nombreuses. lesi méthodes courantes de boisage sont d'une extrême rapidité ; les [mits constituent autant d'attaques pour la galerie préliminaire, qui, par suite, est promptement percée; avec les moyens actuels d'rdévation et de transport, l'enlèvement des déblais d'une galerie n'est plus en effet qu'un jeu ; il est alors aisé de multiplier les chantiers d'abatage ; l'évacuation des terres et l'amenée des matériaux sont assurées par la galerie même.

Tassements. — Exception faite des mouvements qui proviennent de la flexion du revêtement ou du manque de solidité des cintres, il est très difficile d'éviter tout tassement du terrain qu'on Lia verse ; dans les travaux urbains surtout, il faut s'attendre à ce que la chaussée s'affaisse plus ou moins. Nous avons déjà dit r|u'un est toujours forcé d'enlever dans leur entier les obstacles qu'on trouve à chaque instant dans le sol des villes, maçonnerie, [►ièces de bois, fragments de métal ; il en résulte des vides et les h rres se mettent en mouvement.

11 est une seconde cause de tassements que tous les construct(*urs se sont depuis longtemps ingéniés à combattre : nous voulons parler du vide correspondant à l'épaisseur de la tôle, vide

que produit chaque course au-dessus de l'anneau de maçonnerie correspondant ; cet espace annulaire peut atteindre des dimensions relativement considérables car il est toujours nécessaire do ne pas bloquer le revêtement sous Tenveloppe afin d'éviter son entraînement par le frottement de la queue ; si l'engin est mal conçu et se déverse en arrière, la marge qu'on réserve ainsi peut être fort grande. N'y aurait-il d'ailleurs que l'épaisseur de la tôle, que le volume à combler ne serait pas négligeable ; si nous prenons en exemple un bouclier de 10 m. de longueur, de 14 m. de surface, dont l'épaisseur de Tenveloppe soit de 23 mm., quand l'engin aura avancé de sa longueur il aura laissé un vide de 3,30 m'*. Si les mesures prises pour le boucher à mesure qu'il se produit sont inefficaces ou insuffisantes, il pourra fort bien arriver que par suite du facile glissement des terres sur l'acier h» tassement final se localise en un seul point pour produire une excavation importante.

On a proposé divers remèdes sur lesquels nous reviendrons plus loin; de tous, l'injection a paru donner les meilleurs résultats ; malheureusement dans les villes elle est d'un emploi difficile et reste pour ainsi dire sans effet ; ou bien le mortier se loge dans des fissures,, dans des chambres qu'il va chercher parfois très loin, collecteurs voisins ou caves des riverains, ou bien il se creuse lui-môme des poches où il s'accumule en refoulant le terrain autour de lui; nous avons cité tel exemple où plus d'un mètre cube de ciment fut ainsi retrouvé concentré en un point.

D'ailleurs, môme en pleine campagne, il n'est pas rare que les terres désagrégées par le frottement retombent sur le revêtement à mesure que la tôle échappe ; quelque soin qu'on apporte alors à son exécution, l'injection ne saurait empocher les affaissements.

Avec des mineurs habiles et un boisage solide et bien ajusté, les anciennes méthodes donnaient sous ce rapport d'aussi bons résultats.

Refoulement du terrain. — Un des gros inconvénients du bouclier est de disloquer d'une façon très sensible les strates qu'il traverse ; l'adhérence des terres à l'enveloppe est telle qu'il y a

entraînement dans le mouvement en avant ; il n'y a donc pas glissement de Tacier contre la terre mais glissement d'une couche contre la voisine, ce qui n'est pas sans augmenter les efforts. On a fait sur ce sujet au cours des travaux du chemin de fer métropolitain de Paris des expériences concluantes; une galerie ayant été ouverte sur l'axe de l'engin on trouva sur l'extrados des madriers et des coins de serrage que l'armature traînait avec elle depuis longtemps déjà. Il semble donc que le bouclier fonctionne moins simplement qu'on l'avait cru jusqu'ici ; quelle que soit la forme de sa trousse coupante, quelle que soit la régularité de la fouille qu'on creuse au préalable pour faciliter sa marche, il chemine en refoulant le terrain devant lui et par suite en provoquant des vides à l'arrière.

Si la charge verticale est assez forte pour empocher le bourrelet de prendre un volume considérable, il arrive un moment où le couteau finit par passer au travers ; sinon le bourrelet, sans cesse croissant, atteint le sol, s'y déplace avec l'armature, et ce vallonnement qui constitue un obstacle sérieux à la circulation a été plus d'une fois observé à Paris ; il nous suffira de rappeler que dans les travaux de prolongement de la ligne d'Orléans au quai d'Orsay, la dénivellation atteignait de ce chef jusqu'à p^^s d'un mètre de hauteur.

Dislocation des maçonneries. — La substitution du revêtement maçonné au revêtement métallique, autrefois en usage, permet de réaliser des économies notables ; en France, depuis la tentative de M. Ghagnaud, on a donc presque toujours employé la pierre ou le béton de préférence à la fonte ou à l'acier, et c'est vraisemblablement ainsi que le bouclier continuera à fonctionner.

11 importe dès maintenant de signaler un grave danger auquel cette méthode expose : celui de partager le revêtement en anneaux n'ayant que peu ou point de liaison les uns avec les autres. Le mortier frais en effet n'offre aucune résistance à l'extension, pour peu que la queue d'un moellon trop saillant rencontre l'enveloppe, pour peu, et ceci est plus fréquent, que la queue s'affaisse soit sous la charge qu'elle supporte soit par le mouvement de galop de l'engin, il y a entraînement du dernier anneau clavé, au moment de

la course : si la fissure est assez grande pour être visible, le mal n'est pas grand, une injection immédiate de mortier comblera la solution de continuité, mais si, très fine, elle échappe aux surveillants, la solidité de la voûte est compromise.

Une surveillance constante est donc indispensable, que les procédés ordinaires de percement ne nécessitent pas ; pourvu que les cintres soient robustes, la voûte forme toujours ici un ensemble homogène et résistant.

Difficultés de direction. — Cette surveillance continuelle est est encore plus utile et plus difficile en ce qui concerne le maintien de l'armature dans la bonne direction en plan et en profil. Quand on emploie des boisages, on peut se passer, au moins pour l'exécution de la galerie, d'une exactitude mathématique : on ne place avec beaucoup de soin que les deux premiers cadres; ils servent à guider très suffisamment les mineurs dans la suite de leur travail ; c'est pendant Tabatage qu'on fait les vérifications et qu'on règle la section au gabarit voulu : si au moment même de maçonner on découvre des erreurs ou des fraudes, il est toujours aisé de les corriger, de relever le ciel ou de se déplacer à gauche ou à droite; l'épaisseur du revêtement s'en trouvera augmentée en certains points : c'est un élément de sécurité de plus.

11 en est différemment avec le bouclier : le revêtement épouse de très près la forme de la fouille que Tarmaturc lui creuse, aucune correction n'est possible qu'en diminuant l'épaisseur de la maçonnerie, ce qu'on ne saurait admettre. Quand il s'agit d'égouts, on peut ne pas s'astreindre à suivre rigoureusement le tracé, surtout en plan; que la courbe exécutée soit d'un rayon plus petit ou plus grand que celle projetée, qu'un alignement droit se trouve brisé en deux ou trois tronçons obliques, cela n'a qu'une importance secondaire; il est jusqu'à un certain point admissible d'économiser les frais d'une surveillance délicate et de se borner à un à peu près relatif; mais quand le tunnel doit être affecté à la circulation des trains, il est de toute nécessité de respecter les rayons des courbes, les pentes et les rampes. Si l'engin dévie, on pourrait, il est vrai, corriger l'écart en maintenant la voie ferrée à sa position définitive, c'est-à-dire en la

désaxant par rapporta Touvrage : mais comme la section est par économie toujours exactement limitée au gabarit du matériel, celui-ci ne s'inscrit plus. Bûcher le revêtement serait s'exposer à des dangers très graves ; il n'y a pas d'autre ressource que de démolir la fraction mauvaise et de la reconstruire : à différentes reprises nous avons dans la première partie signalé la fréquence et la gravité de cet incident. On ne s'oppose à de telles erreurs que par une préoccupation constante de la direction, par des opérations répétées de vérification.

Nécessité d'un personnel spécial. — Du rapprochement des principaux défauts de la méthode résulte qu'on ne peut confier qu'à un personnel de choix le soin de manœuvrer le bouclier.

11 faut des mineurs consciencieux et habiles pour préparer convenablement la fouille, surveiller le fi*ont d'attaque, signaler et éviter les obstacles ; il faut des mécaniciens experts, des électriciens de profession pour conduire les dynamos, les pompes et les vérins ; il faut des maçons capables d'exécuter à temps un bourrage soigné ; il faut enfin des agents de surveillance instruits pour donner l'alignement, vérifier et rectifier la marche, prendre une décision prompte et judicieuse en cas de besoin.

C'est à cette condition seulement qu'on évitera les accidents et les déboires et qu'on assurera une exécution parfaite du travail.

Les procédés de boisages ordinaires étaient, convenons-en, d'un emploi plus aisé : de bons mineurs et de bons maçons suffisaient; or il est toujours possible de réaliser sous ce double rapport un excellent recrutement ; il est beaucoup plus difficile de trouver des mécaniciens ayant le doigté nécessaire et surtout de former des agents auxquels on puisse confier la direction du chantier et laisser la responsabilité.

Avantages de la méthode. — Aux inconvénients sérieux que nous venons de résumer, il faut opposer de nombreux avantages pour la plupart d'un très grand poids.

Sécurité des ouvriers. — Le percement s'effectue dans des conditions de sécurité presque parfaites; si l'engin a été étudié en vue

\ du travail auquel on le destine, s'il est bien approprié aux terr^ttfe;.^' ^^ . >-

qu'il doit traverser, on peut regarder Tensemble du personnel

comme à labri de tout danger.

Entièrement protégés par larmature métallique, les mineurs n'ont à se préoccuper que du front d'attaque ; dans les terrains ébouleux il suffira d'excaver avec prudence, ou de blinder légèrement le talus des déblais pour n'avoir rien à craindre ; dans les terrains fluents une cloison percée de portes faciles à manier sera «l'une efficacité certaine.

A l'arrière, sous la tôle de la queue, les maçons ne courent aucun risque, si disloqué que soit le terrain. Pendant les travaux de la Compagnie de TOuest, lors du percement du tunnel de Viroflay, on traversa des argiles qui, mouillées, se mirent en mouvement : de ce fait des pressions énormes se développèrent ; dans les parties exécutées sur bois, les blindages quoique doublés et même triplés, fléchirent et se brisèrent ; quant à l'armature, elle se faussa un peu, et ofl'rit une résistance énorme à la propulsion ; mais jamais on ne signala d'accidents.

Emploi de l'air comprimé. — Lorsqu'il s'agit de passer sous une rivière, ou de franchir une nappe d'eau, le bouclier a sur les autres méthodes une supériorité incontestable; souvent môme il est le seul procédé qu'on puisse utiliser.

C'est pour le percement des souterrains en terrains aquifères qu'il fut imaginé par Brunel, puis presque exclusivement employé par la suite. Il se prête parfaitement à l'emploi de l'air comprimé : avec des dispositifs de sûreté judicieux et une étanchéité convenable du revêtement il donne d'excellents résultats. On a pu ainsi creuser à quelques mètres du fond des fleuves sans danger.

Suppression du boisage. — La suppression du boisage est d'une importance sur laquelle il convient d'insister.

D'abord il n'est pas certain qu'il en résulte une économie ; il faut en efl*et faire entrer en ligne de compte le prix de l'engin luimême, frais d'acquisition et d'entretien ; si le tunnel à creuser est de faible longueur et si l'armature reste par la suite sans emploi

THmortissement est élevé; un engin qu'on paie lOO 000 fr. par exemple et qui ne fonctionne que sur 100 m. (nous en avons vu lies exemples) entraine une dépense de l 000 fr. par mètre : les boisages coûteraient à peine la moitié, peut-être même le tiers. 11 va donc là une question d'espèce, et l'économie ne peut être cortiQée a priori en faveur du bouclier que si le bois coûte chir, ou si le souterrain est de grande longueur, un kilomètre pfu exemple.

Mîiis cette suppression du boisage a deux avantages certains : I" tîUe diminue la section à excaver de toute l'épaisseur des blinihijjps ; la surface de l'armature n'excède que peu la surface de la ouiistruction à y placer ; le petit espace resté libre peut être comblé avec du mortier qui concourt à la protection et à la résistance ilu revêtement; 2? elle est une garantie de durée pour ce revt^tement ; les bois en effet laissent toujours entre eux des villes qui constituent autant de drains, attirent et retiennent Teau jiiilour de Textrados ; d'ailleurs, fussent-ils jointifs, ils finissent ri*rct?raient par pourrir et par remplir ce rôle désastreux; l'eau tioii le sur la surface extérieure de la maçonnerie, rencontre des points faibles, les attaque, les traverse et pénètre dans Touvni^^e.

Facilité et régularité du travail. — Il faut ajouter à cela que le travail du chantier débarrassé de toute entrave est plus facile et plus régulier; l'abatage s'exécute en pleine masse, sur le front t^nlier, avec une liberté plus grande de mouvements que lorsque il os boisages gênants obligent à des reprises successives et pariirlles. De même, à l'arrière, les maçons exécutent aisément le riM iHement dans un espace bien dégagé où l'approvisionnement rn pierres et en mortier peut être continu.

Vitesse. — Ces multiples raisons font que la vitesse estgénéra- Inu^nt plus grande avec un bouclier qu'avec les anciennes mé- I II 'des. La rapidité d'avancement ne tient pas seulement à la iinUire des terrains, elle dépend beaucoup de l'iâgéniosité et du soin apportés à l'organisation des différents services ; si les moyens d i viicuation des déblais sont énergiques, si l'équipe des maçons

ne retarde pas les mineurs, le parcours journalier de Fengin dépasse de beaucoup ce qu'on est en droit d'attendre du procédé par boisages. Nous ne citerons pas comme exemple le bouclier du collecteur de Clichy extra muros en raison de ce qu'il fonctionna suivant une méthode mixte de tous points condamnable ; mais nous rappellerons que la vitesse maxima du bouclier de la fraction intra-muros du même collecteur fut de 6 m., celle du bouclier de la Compagnie d'Orléans (Institut) de 6 m. également, et que les boucliers du lot en régie du chemin de fer métropolitain marchèrent à la vitesse uniforme de 4 m. par vingt-quatre heures.

Économie. — La question du prix de revient est complexe, nous en reparlerons à la fin de cette étude ; nous nous bornerons ici à dire qu'avec un engin bien conçu et bien dirigé et un parcours de quelques centaines de mètres, l'économie est toute çn faveur du bouclier.

Conclusion. — Que conclure de ce parallèle entre les avantages et les inconvénients de la méthode ?

Ceci, qu'avant d'adopter le bouclier ou d y renoncer il importe, dans chaque cas particulier, d'étudier de très près la question; il faut tenir compte de la longueur et de la nature du tunnel, du temps dont on dispose, des terrains qu'il s'agit de fouiller, des facilités plus ou moins grandes qu'on a d^établir des puits et des accès, des obstacles qu'on risque de rencontrer, môme du plus ou moins d'habileté des entrepreneurs qui exécuteront le travail.

Si l'ouvrage est très court, aucun doute n'est possible, le bouclier est inadmissible.

Si, pressé par le temps, on veut traverser vite un sol de consistance ordinaire, ni très fluent, ni très ébouleux, il faut creuser une galerie d'un bout à l'autre, puis y répartir de nombreux chantiers d'abatage et de maçonnerie qui marcheront à la rencontre les uns des autres : la multiplicité des puits de descente ou des galeries d'évacuation sera un élément de succès.

Si l'on a affaire à des sables fluents, ou à des terrains très mobiles et qu'en outre le délai de livraison soit assez éloigné pour

qu'une seule attaque suffise, on fera usage du bouclier qui donnera plus de régularité et plus de sécurité. S'il s'agit de couches îiquifères, oîi l'air comprimé est indispensable, l'emploi du bouclier s'impose ; de même s'il faut traverser des vases molles qui à chaque instant risquent de venir remplir la chambre de travail.

Dans les villes il est encore plus difficile de fixer son choix : si répaisseur de terre sur la clef de l'ouvrage est faible, à moins que l'engin ne soit parfaitement équilibré et guidé, on s'expose à bouleverser la chaussée par des mouvements de galop ; si d'autre part on doit se heurter à des maçonneries, à des collecteurs, à des caves ou à des fosses, le rendement sera bien mauvais. Il vaut mieux alors revenir aux anciens procédés surtout s'il se trouve qu'on suit, comme cela arriva à Paris, un collecteur désaffecté qui peut faire, utilement et sans frais, office de galerie centrale.

Enfin pour employer le bouclier il faut, comme dans tous les travaux délicats, qu'on puisse compter sur un personnel sérieux et expérimenté ; le meilleur outil entre des mains malhabiles ne donne qu'un résultat médiocre. Il est telle circonstance, donc, où l'impossibilité de se fier à des agents ignorants ou incapables obligera à renoncer aux avantages de la méthode nouvelle.

La nature même de l'ouvrage à exécuter a son importance : pour un égout ou une conduite forcée, on ne s'astreint pas à suivre exactement le tracé, le bouclier y est d'un emploi commode, rapide et sûr; mais pour un chemin de fer une précision mathématique s'impose, il faut un engin plus parfait et mieux surveillé : nouvelle cause d'hésitation.