SECTION

libre pour

ENGINS

fouiUée

la circulation

et la machinerie

OBSERVATIONS

p. ICO

Clichy extra muros

Clichy intra muros

Siphon de l'Oise

Compagnie d'Orléans, bou-

clier Sully

Compagnie d'Orléans, bouclier Institut

Collecteur de Bièvre, bouclier

elliptique Champigneul . .

Collecteur de Bièvre, bouclier

circulaire Champicneul. .

Collecteur de Bièvre, bouclier

circulaire Dioudonnat . .

Métropolitain parisien, bou-

(fi

clier Champigneul. . . .

Métropolitain parisien, bou-

clier Dioudonnat ... .

Métropolitain parisien, bou-

clier Weber

Métropolitain parisien, bou-

clier Lamarre

Compagnie de TOuest, bou-

clier de Viroflay

Bouclier de Boston

pas de plancher ni de machinerie

Au contraire, dans les boucliers demi-circulaires ou demicUiptiques, on a toujours, sauf à Boston, réuni les pieds des poutres maîtresses par un tirant; on lie ces poutrelles par des longerons, et l'ensemble constitue un plancher qu'on recouvre de madriers et oii se prolongent les voies de service. Ce plancher ne laisse pas que d'ôtre embarrassant; comme son niveau est à une distance notable du fond de la fouille, il oblige à placer les voies d'accès sur une petite plate-forme ; au collecteur de Clichy exi?'a muros, dès le début on réduisit sa hauteur à 0,32 m. Au tunnel de Viroflay on l'établit à mi-hauteur, partageant Tengin

en deux chambres de 1,20 et 1,63 m. de hauteur; à Boston on le supprima tout à fait, avec un plein succès.

Cette solution n'était pas applicable aux boucliers Dioudonnat et Lamarre, qui prenaient appui sur le sol par leur plancher môme, mais il semble qu'on aurait pu Timiterpour les boucliers Champigneul, qui glissaient sur les rails latéraux, et surtout pour les boucliers Weber et les boucliers de la Compagnie d'Orléans, qui s'appuyaient sur les piédroits construits à l'avance; on aurait accroché la machinerie sous l'enveloppe, toute la partie inférieure de l'armature eût été libre *.

On peut craindre, il est vrai, que l'arc ne fléchisse un peu et ne réalise plus une fouille au gabarit convenable; si les piédroits servent au glissement, on pourrait éviter ce mouvement par des dispositions convenables des sabots, par exemple en les munissant de talons intérieurs portant contre les rails, solidement ancrés dans la maçonnerie; si l'appui se fait sur le sol, il faudrait augmenter la puissance des arcs, au besoin tenir compte de l'affaissement possible. D'ailleurs, dans les terrains trop mauvais comme à Viroflay, on conserverait le plancher d'entretoisement.

Entretoises verticales. — L'emploi d'entre toises verticales n'est pas à recommander, surtout avec des pressions moyennes ; par elles-mêmes ces pièces prennent de la place, elles ont surtout le grave inconvénient de partager le bouclier en cellules où la circulation est malaisée; on gagne bien un peu sur la hauteur des poutres qui, ainsi contreventées, ont besoin d'une moindre résistance, mais on perd davantage pour la raison que nous venons de donner. On les a peu utilisées autrement que comme moyen de fortune pour consolider une armature disloquée. Seuls les boucliers Lamarre ont été conçus d'après ce principe ; ils ont donné de si mauvais résultats qu'on ne sera sans doute pas tenté de renouveler l'expérience; nous avons, en efl'et, signalé que les wagonnets ne purent passer dans les compartiments qu'après

(') M. Champigneul avait, pour le métropolitain parisien, dressé un avant-projet de ce genre avec des arcs de 1 m. 30 de hauteur. Le bouclier aurait glissé sur le sol par rintermédiaîre de sabots et de rails; 4 wagons auraient trouvé place sur le front d'attaque auquel 4 voies ferrées auraient par suite abouti : Tévacuation des déblais eût été très rapide.

qu'on eut fait sauter quelques têtes de rivets en saillie; on comprend facilement quelles sujétions entraînait un pareil état de choses : nécessité de ne pas laisser déborder le chargement hors des caisses des wagonnets, obligation de ramener les wagons en arrière pour permettre Taccès de la chambre de travail, danger

de coincement d'un agent entre le matériel et l'entretoise

Môme avec des wagonnets plus petits et des compartiments plus larges, la marge sera toujours trop faible pour être acceptable.

S'il y a lieu de diviser le bouclier en deux par un diaphragme vertical, cette cloison concourt tout naturellement à donner de la rigidité à Tensemble : c'est le cas dans les terrains fluents, ou quand on recourt à l'air comprimé ; nous citerons en exemple le bouclier du siphon de l'Oise et les très nombreux boucliers du type Grcathead employés à l'étranger. La cloison n'est qu'un élément de sécurité et, par suite, n'a de raison d'être que si les ouvertures dont elle est percée sont munies de portes facilement manœuvrables ; les ouvertures mêmes doivent être d'autant plus étroites que le terrain est plus dangereux; s'il y a plusieurs compartiments dans le front d'attaque, il en faut une au droit de chacun d'eux; c'est une gêne évidente pour l'évacuation des déblais, aussi ne s'y astreint-on qu'en cas de nécessité absolue, quand on craint que la vase, les sables ou l'eau, faisant irruption soudaine dans la chambre de travail, n'entraînent un désastre.

Divisions de l'engin. — Les poutres maîtresses partagent Tengin en trois parties : Tavant-bec, le corps et la queue; chacune doit être conçue en vue du rôle spécial qui lui incombe.

Avant-bec. — L'avant-bec s'étend de l'arête tranchante à la première poutre maîtresse ou à la cloison transversale quand il y en a une.

Le plus souvent il constitue la chambre de travail : c'est à son abri que les mineurs excavent le front d'attaque et préparent la course. Dans quelques cas exceptionnels, avec des terrains très fluents, par exemple, il est extrêmement court, au point qu'on ne pont y pénétrer; les vases descendent dans le corps môme par

les ouvertures de la cloison ; c'est là que s'effectue le déblai : la cloison de quelques-uns des boucliers de Melbourne, que nous avons sommairement décrits, n'était qu'à 30 cm. de larôle.

En général, on éloigne suffisamment la cloison pour qu'on puisse se mouvoir à l'aise dans l'avant-bec; on le partage en cellules, si le terrain est très mauvais, par des diaphragmes verticaux et horizontaux qui divisent le front et localisent les effondrements; il importe que ces compartiments aient des dimensions suffisantes pour que le travail y soit possible; une hauteur de 1,60 m. à 1,80 m. est donc nécessaire; sinon il vaut mieux reporter la cloison en avant, de façon que le mineur excave en se tenant derrière elle : ce sera le cas pour les égouts dont les dimensions sont toujours restreintes.

Avec l'air comprimé (siphon de l'Oise) la consistance du terrain est suffisante : on supprime les cellules. Enfin, avec les terrains secs peu ébouleux, on se libère même de la sujétion de la cloison : c'est ce qu'on a fait en France depuis Clichy. Dans ces deux derniers cas, on donne au front d'attaque un talus correspondant à peu près à l'angle de glissement : la tôle d'enveloppe est découpée en visière suivant une inclinaison convenable; elle ne supporte que le ciel.

L'enveloppe est en porte à faux par rapport à la poutre avant, sa rigidité a été réalisée de différentes façons; les boucliers Greathead étaient autrefois munis d'un lourd anneau de fonte ou d'acier; aujourd'hui on fait un usage exclusif de consoles ayant à leur base la hauteur de la poutre à laquelle elles sont fixées, et formant en avant une trousse coupante plus ou moins aiguë ; ou bien elles sont en acier moulé comme au siphon de l'Oise, ou bien, et c'est le cas le plus fréquent, elles sont constituées d'une âme en tôle et de cornières. Leur nombre devrait être fonction de la longueur de l'avant-bec et des efforts probables ; en réalité il dépend des entre toises du corps en prolongement ou dans l'intervalle desquelles elles sont placées, c'est-à-dire du nombre des vérins; on les limite à l'arôte ou un peu en arrière, suivant qu'on veut pénétrer dans le front avec plus ou moins de facilité; dans tous les cas, il est bon, si la tôle dépasse, de la raidir par une cornière; les voilements sont fréquents à la rencontre du

tH LE BOUCLIER

moindre obstacle et difficiles à réparer sans ouvrir sur Tengin une chambre coûteuse.

S'il s'agit de terrains dans lesquels on force l'outil, il faut envelopper les consoles d'une deuxième tôle intérieure formant entonnoir : on évitera ainsi les coincements, on facilitera les glissements; cette disposition devient inutile si, comme il arrive souvent, on prépare à l'avance Texcavation que Tengin se borne à mettre au gabarit.

L'avant-bec a une longueur variable suivant les types ; s'il ne sert pas de chambre de travail, on le réduit à presque rien; si à cause de la mobilité du sol, il est partagé en cellules, il faut lui donner des dimensions telles qu'un mineur puisse s'y loger et y manier ses outils; si le terrain qu'on traverse est sec, sa longueur dépend du talus naturel des déblais; il faut se garder cependant d'une visière trop aiguë, qui rend l'engin instable et facilite les mouvements de galop.

Aussi quelquefois, dans des sables fluents, par exemple, a-t-on divisé l'avant-bec par un plancher horizontal dans le seul but de briser le talus du front et de réduire sensiblement la longueur. Ces dispositions sont rares, dans presque tous les boucliers que nous avons décrits la chambre de travail n'était pas fractionnée ; pour faciliter l'abatage, de petits planchers volants étaient seulement suspendus à l'enveloppe, à hauteur convenable.

Parfois, si le terrain est bon, on le fouille le plus possible en avant pour réduire la dépense de force au moment de la coui'se ; on protège alors les mineurs par des palplanches qui soutiennent le ciel et qu'on pousse entre l'enveloppe et une cornière parallèle; le bouclier, en progressant, fait rentrer les palplanches sous l'avant-bec et assure un abri définitif. Si au contraire le terrain est mauvais on recourt à un artifice analogue à celui du siphon de l'Oise : on soutient le front par un blindage buté contre la poutre avant et on ne creuse que par sections réduites.

Avec les boucliers à demi-section, il est bon de faire descendre l'enveloppe jusqu'au niveau du sol; dans le bouclier de l'Institut de la Compagnie d'Orléans, elle s'arrêtait à 0,60 m. au-dessus; il n'en est pas résulté d'accidents parce que les parois de la

tranchée se tenaient bien, mais dans tout autre cas une telle disposition est inadmissible.

Corps proprement dit. — Le corps proprement dit est compris, entre les deux poutres maîtresses; par lui-même il n'a pas grande utilité et il semble qu on devrait le réduire au strict minimum sinon le supprimer en vue de diminuer le poids et de faciliter le passage dans les courbes. Mais la plupart du temps c est sur la seule longueur du corps que s'effectue l'appui sur le sol, par Tintermédiaire du plancher horizontal inférieur ; il n'est pas prudent, dans ces conditions, de le diminuer : l'instabilité des boucliers Dioudonnat, pour ne citer que cet exemple, était manifestement due à cette insuffisance d'appui; d'ailleurs, il faut bien loger les vérins, les pompes de compression et leurs dynamos motrices, qui ne peuvent trouver place ni dans Tavant-bec, ni sous la queue; le corps ne servirait-il qu'à cela, qu'il serait encore indispensable.

La tôle d'enveloppe sur la longueur du corps est raidie par des entretoises longitudinales limitées aux poutres principales et ayant la hauteur de celles-ci; c'est entre ou sous elles qu'on fixe les vérins; ces entretoises sont toujours constituées d'une âme et de cornières : on a abandonné l'emploi d'anneaux de fonte ou d'acier plus lourds et moins efficaces.

Queue. — C'est sous la queue qu'on exécute le revêtement métallique ou maçonné; comme dans l'avant-bec, l'enveloppe y est en porte-à-faux : on la supporte par des consoles prenant appui sur la poutre arrière; mais ces consoles ne peuvent venir jusqu'à l'arête, car la portion où se pose ou se maçonne le dernier anneau du revêtement doit être entièrement lisse ; par suite, cette partie est sujette aux avaries, elle s'affaisse très facilement; or, ces accidents sont graves : ils empêchent de placer l'anneau métallique ou forcent à réduire l'épaisseur de la calotte, en vue de les prévenir et d'éviter des réparations onéreuses, on double très souvent l'épaisseur de la tôle sur toute la longueur de la queue; tout au moins on l'augmente comme on fit à Boston, mais en se limitant au minimum indispensable pour ne pas

exagérer le vide annulaire qu'elle laisse en se retirant. Au bouclier de Fontainebleau on avait prolongé les nervures jusqu'à l'extrémité; nous avons vu que cette augmentation considérable du frottement, lors de la progression, ne fut pas sans influence sur Téchec complet de l'engin.

La longueur de la queue n'a pas toujours été judicieusement choisie; avec un revêtement de fer ou d'acier, pas d'hésitation : il faut et il suffit qu'on puisse commodément placer un ou deux anneaux; avec la maçonnerie, au contraire, plusieurs éléments contradictoires interviennent. La première idée fut d'imiter avec la pierre ce qu'on faisait avec le métal, c'est-à-dire d'exécuter la voûte par anneaux complets correspondant à la distance des cintres : on réduit ainsi au minimum la longueur de la queue, mais le chantier de maçonnerie est très resserré, on n'y loge qu'un personnel restreint, le travail est lent, il n'est pas possible de fournir un avancement rapide; les boucliers Weber construits d'après ce principe n'avaient que 1,80 m. de queue, ils auraient, certes, donné un mauvais rendement s'ils avaient fonctionné dans des conditions normales. En vingt-quatre heures les boucliers Lamarre ne pouvaient parcourir que 2 m. Il est préférable de loger trois cintres à l'arrière et de fractionner le chantier de maçonnerie en quatre échelons où le travail est simultané ; ce dispositif employé dans les boucliers Champigneul a permis de constamment suivre les mineurs. Il est logique, dans ce cas, de découper la queue en visière pour diminuer et le poids à mouvoir et la surface de frottement; mais l'inclinaison de la visière sur l'horizontale doit être plutôt trop forte que trop faible, car si pour une raison quelconque on augmente la longueur des courses, il ne faut pas que le terrain se découvre ; c'est ce qui se produisit avec les boucliers Dioudonnat du 3^ lot du Métropolitain parisien ; on dut, après coup, ajouter des tôles latérales de protection.

Si le terrain se tient bien, il est inutile et même nuisible de faire descendre l'enveloppe jusqu'au fond de la fouille; en bloquant directement la maçonnerie contre les parois, on évite les mouvements, plus sûrement qu'avec l'injection; dans presque tous les boucliers mis en service à Paris, on fut conduit à couper

les tôles à une certaine hauteur au-dessus des naissances, sans cette précaution les voûtes insuffisamment chargées sur les reins se fissuraient à la clef; à fortiori, dans les boucliers excavant à pleine section comme celui de Clichy intra miiros, convient-il de limiter la queue à la partie susceptible de glisser.

Il n'y a jamais sous la queue d'autres planchers que les échafaudages volants nécessaires aux maçons; si ces échafaudages sont suspendus aux consoles, il faut les démonter chaque fois qu'on place un cintre, l'emploi d'une charpente légère liée à l'engin parait sous ce rapport préférable : nous reviendrons plus loin sur les avantages de cette disposition.

Longueur totale. — Proportion des trois parties. — Il y a intérêt à réduire la longueur totale, somme de ces trois parties, Tavant-bec, le corps et la queue ; car, outre qu'on facilite le passage en courbe, on diminue non seulement les frais d'établissement, mais encore la surface flottante, c'est-à-dire la dépense d'exploitation. Les dimensions de la chambre de travail et de l'arrière-bec sont à peu près commandées par la facilité d'exécution de la fouille d'une part, de la maçonnerie de l'autre ; la longueur du corps seule prôte à discussion. On pourrait presque le sacrifier dans les boucliers à pleine section et même dans ceux à demi-section. En reportant le poids de l'engin sur ses appuis au moyen de caissons longitudinaux, comme à Clichy ^a:/ra muros et à rOrléans-Sully, on logerait les vérins entre les consoles de Tavant-bec, au besoin on limiterait leur course au strict minimum acceptable ; mais ces poutres latérales sont très gênantes, et il faut bien un espace où installer les pompes et les dynamos. Si d'autre part le bouclier à demi-section s'appuie sur le sol par un plancher limité à la longueur du corps, il y a toujours lieu de craindre, comme nous allons le voir, que le bouclier oscille autour de sa base et prenne un mouvement de galop regrettable.

Il n'est donc pas possible de supprimer le corps et on ne s'est pas risquéà l'essai.

Le tableau ci-dessous donne les longueurs des boucliers décrits et la proportion des trois parties ; on voit que pour un même

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ouvrage la longueur totale varie dans d'assez fortes limites (4,90 m. à 7,05 m. pour le Métropolitain parisien). De tous ces engins celui de Boston est le plus petit (3,66 m.), quoiqu'il exécutât une voûte de près de 9 m. de portée ; au contraire, celui de rOise est relativement le plus long, une de ses dimensions étant presque double de l'autre ; tous les deux ayant bien fonctionné, il paraît difficile de conclure ; on peut dire cependant que le rapport de la longueur au diamètre est pour les plus grands ouvrages, comme les souterrains à deux voies, plus petit que l'unité, et qu'il croît quand la section diminue, ce qui est logique, mais en restant même pour les petits égouts, inférieur à deux.

Le bouclier de TOise mis à part, en raison de son fonctionnement à l'air comprimé, la longueur de l'avant-bec varie de 32 à 40 p. 100 ; celle du corps de 22 à 33 p. 100, celle delà queue de 27 à 45 p. 100. Cette proportion de 43 p. 100 est exagérée quand l'appui ne se fait que sur la longueur du corps et que cette longueur descend h 22 p. 100 ; il semble préférable dans ce cas de s'en tenir aux environs de 33 p. 100 pour la queue et de 30 p. 100 pour le corps ; mais si l'appui est suffisant, ces limites n'ont plus de raison d'être.

Hauteur totale. — Pour les boucliers à pleine section, la hauteur est celle de l'ouvrage à construire ; pour les boucliers à demi-section, elle reste arbitraire. La règle est de limiter l'emploi de l'armature à l'exécution de la calotte, mais on a souvent profité de l'abri réalisé par l'enveloppe pour agrandir les dimensions de la fouille et maçonner une portion des piédroits. C'est ainsi que tous les boucliers du Métropolitain parisien descendaient plus ou moins au-dessous du niveau des naissances ; on trouve à cela l'avantage d'augmenter la section disponible pour la circulation du personnel et l'évacuation des déblais ; mais il ne faut pas que ce bénéfice s'achète au prix d'une augmentation sensible du poids et de la surface frottante ; pour parer à ce dernier inconvénient, on a parfois descendu les poutres maîtresses d'une quantité notable sans étendre l'enveloppe, d'où les formes données aux boucliers Lamarre, Webcr et Dioudonnat. Si les piédroits sont exécutés à l'avance, il n'y a pas à cela d'autre inconvénient que la

disposition et le poids encombrant des poutres ; mais si le terrain reste sans appui, pour peu qu'il se tienne mal, c'est un danger perniiinent.

D autres fois, au contraire, comme à Viroflay, pour réduire le coût de loiitil, on réduit sa hauteur au minimum.

Une reprise en sous-œuvre est toujours nécessaire, il y a peu davantage à adopter des dispositions tourmentées pour augmenter le cube des déblais surtout si la section dont on dispose en se limitant aux environs du niveau des naissances est suffisante pour assurer le service.

Dans le tableau ci-dessous figurent les hauteurs totales des boucliers rapprochées des largeurs et longueurs et la quantité dont Tengin descendait au-dessous des naissances.

ENGINS

Clichy extra mur os . .

Clichy inh'a mvros . .

Siphon de l'Oise . . .

C^impagoie d'Orléans .

bouclier Sully . . .

Compagnie d'Orléans.

Boudier de rinstitut.

Collecteur de Bièvre.

B. «Uiptique Cham-

pigneul

CoUecleur de Bièvre.

B. circulaire Gham-

pigneul

Collecteur de Bièvre.

B. circulaire Diou-

donnat

\féiropolitain parisien.

Bouclier Champi-

fçneul

Métropolitain parisien .

Bouclier Dioudonnat Uétiopolitain parisien.

Bouclier Weber. . .

Métropolitain parisien.

BouclierLamarre . .

Compagnie de l'Ouest.

Bouclier de Viroflay.

Bouclierde Boston. .