CHAPITRE II

SIPHON DE L'OISE

EXTENSION DES IRRIGATIONS A l'eAU d'ÉGOUT VERS MÉRY ET TRIEL

Exposé. — Les travaux d'extension des irrigations à Feau d'égout vers Méry et Triel donnèrent lieu à une application intéressante de la méthode du bouclier.

Dans son ensemble le projet comportait la création :

1** D'un puits vertical de 25 m. de profondeur et de 2 m. de diamètre ;

2** D'une galerie de même diamètre et de 280 m. de longueur qui partie de la base du puits devait passer sous la rivière d'Oise à 15 m. environ sous la nappe d'eau et venir déboucher sur Taulre rive à 100 m. de la berge sur le territoire de la commune de Maurecourt ;

3*» D'une conduite en fonte frottée de 1000 m. de longueur faisant suite à la galerie et conduisant les eaux jusqu^au point où par une deuxième galerie elles ont un libre écoulement sous la montagne d'Hautié.

Nous ne parlerons ici que de l'exécution avec le bouclier de la première galerie de 2 m. de diamètre ; nous ne dirons que peu de chose du puits et rien de la conduite en fonte.

Profil en long. — L'axe du puits est placé sur la rive gauche de la rivière au point Hm. 74 + 25,00 du tracé de l'émissaire général, son seuil est à la cote (47,92) et il descend à la cote (20,00), il a donc une hauteur de 27,92 m.

De ce point part la galerie (fig. 32 et 33), elle s'enfonce sous la nappe d'eau par une pente de 12 cm. par mètre sur 89,29 m.,

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puis par une courbe de 200 m. de rayon sur 30 m. de longueur (le point le plus bas de l'axe est à la cote 7,39) ; après un palier de 10,50 m. de longueur le siphon remonte par une courbe de 200 m. de rayon sur 30 m., puis par une rampe moyenne de 0,1157 m. sur llOjTO m. il se raccorde au siphon de Maurecourt au point Hm. 76 + 99, 20, à la cote (22,93); la longueur en projection est de 274,20 m., la longueur développée de 276,42 m.

Le niveau de retenue du barrage d'Andrésy est à la cote (20,53), le point le plus bas du lit à la cote (15,53); la galerie ne descend donc pas à plus de 13,94 m. du niveau de la nappe d'eau, et sous le lit môme elle n'est qu'à 9 m. ou 10 m. de profondeur souterraine.

Les travaux furent adjugés le 17 février 1897 à M, Denize avec un rabais de 17 p. 100 sur les prix du devis.

Section transversale. — La galerie est circulaire ; elle présente une section libre de 2 m. de diamètre ; le revêtement est en maçonnerie de béton de 25 cm d'épaisseur (y compris un enduit intérieur de 10 mm.) enfermée dans une enveloppe d acier de 5 mm. d'épaisseur; pour proléger cette tôle contre l'oxydation on Ta recouverte extérieurement d'une chape en ciment de Portland de 5 cm d'épaisseur au moins. L'épaisseur minima de ce revêtement mixte est ainsi de 305 mm.

Bouclier. — Le bouclier (fig. 34, 33 et 36) était disposé pour l'emploi ininterrompu de l'air comprimé. Il se composait d'une tôle de 14 mm. d'épaisseur enroulée en un cylindre de 2,63 m. de diamètre et soutenue par deux poutres maîtresses circulaires distantes de 1,993 m.

Ces poutres avaient 0,40 m. de hauteur, elles étaient formées

d'un fer plat de 400x 14 mm. et de cornières de ~ ; douze

entretoises longitudinales constituées par un fer plat de 10 mm.

d'épaisseur et deux ou quatre cornières de y — les reliaient

sur toute leur hauteur.

Le bouclier se trouvait ainsi divisé en trois parties :

1*» L'avant-bec ou chambre de travail de 993 cm. de longueur,

en tôle de 18 mm. d'épaisseur, renforcée à son talon par une

deuxième tôle de 14 mm. et soutenue jusqu'à son extrémité par douze consoles en acier moulé ;

2** Le corps môme de 2,002 m. de longueur séparé de la chambre de travail par une cloison percée d'une porte à deux vantaux ;

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3° La queue de 1,934 m. de longueur, à l'abri de laquelle s'effectuait le revêtement mixte, métal et maçonnerie.

La tôle d'avant-bec était découpée en visière, alors que la longueur totale de Tengin était de 4,929 m. sur sa génératrice

Fig. 35. — Bouclier. Demi-coupe AB. Demi-coupe CD.

supérieure, elle n'était que de 4,094 m. sur la génératrice inférieure.

Les douze entretoises longitudinales étaient reliées en leur milieu par un diaphragme qui servait à soutenir les vérins.

Vérins. — Les vérins au nombre de dix traversaient la poutre circulaire d'arrière ; ils étaient logés dans les caissons formés par les entretoises longitudinales et les poutres et boulonnés à la poutre circulaire d'avant ; seuls les deux caissons placés aux deux extrémités du diamètre horizontal restaient vides.

Les pistons à double effet avaient 0,15 m. de diamètre ; leur course était de 0,50 m. ; la pression pouvait atteindre 220 kg. par centimètre carré, soit 49,5 1. par vérin ou 495 1. pour l'ensemble ; mais au cours du travail on dépassa rarement 80 kg. par centimètre carré soit 180 t. d'effort total : le frottement variait en

Fig. 36. — Bouclier. Demi-coupe EF.

effet le plus souvent entre 1 800 kg. et 3 000 kg. par mètre carré d'enveloppe.

Tous les vérins étaient indépendants les uns des autres; leurs têtes portaient des segments circulaires qui s'engageaient entre les cintres et la queue du bouclier pour prendre appui sur le béton.

Sas. — Le sas placé à l'origine de la galerie était formé d'un cylindre en tôle d'acier de 10 mm. d'épaisseur (fig. 37 et 38) ; il avait 2 m. de diamètre et 3 m. de longueur ; il était séparé de la galerie par une porte de 0,90 m. de hauteur et 0,70 m. de largeur fermée par une goupille à l'intérieur du sas afin d'éviter les graves accidents qu'aurait entraînés une brusque ouverture intem-

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Manomètre

I TâJâ d'ader de

JntroducUon du béton

Fig. 37. — Coupe longitudinale du sas.

, Introduction du béton

Eva^u^îiofj des débims

Fig. 38. — Coupe transversale du sas.

pestive de rextérieur ; il communiquait avec Textérieur par une

porte analogue, par une écluse à béton verticale et par une pipe inclinée pour l'évacuation des déblais.

L'ouverture du robinet qui mettait le sas en communication avec l'atmosphère était réglée par un diaphragme; de cette façon la durée de Téclusée était subordonnée à la pression intérieure, il n'y avait pas à craindre de décompression brusque.

Le temps des éclusées suivant les différentes valeurs de la pression était celui-ci: jusqu'à 0,50 kg., 3 min. ; jusqu'à 1 kg., 5 min.; jusqu'à i,50 kg., 7 min. ; jusqu'à 1,80kg., 8 à 10 min.

Un robinet mettait en communication le sas et la galerie ; un manomètre extérieur indiquait à chaque instant la valeur de la pression.

Enveloppe métallique. — Le revêtement métallique (fig. 39 et 40) était formé par des anneaux d'acier de 5 mm. d'épaisseur et 0,50 m.

Fig. 39. — Coupe transversale du revêtement métallique.

de longueur divisés en 4 segments égaux ; l'assemblage se faisait à

joints recoupés par des cornières d'acier de — préalablement

rivées aux tôles ; on les réunissait par 192 boulons dont 40 suivant les 4 génératrices des segments.

Pour assurer l'élanchéité et éviter les pertes d'air, dans tous les

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joints des segments et des anneaux on interposait une feuille de feutre.

L'épaisseur de la tôle avait été calculée en fonction des pressions hydrostatiques à supporter ; la cole du plan d eau de la retenue au barrage d'Andrésy est de (20,53 m.) ; celle du plan

Kl

Fig. 40. — Coupe longitudinale du revôtement métallique.

d'eau normal à Tamont de l'aqueduc est de (49,42) m. d'où une différence de niveau de 28,89 m.

HD

La formule connue e =-90- où e représente l'épaisseur de l'armature, H la hauteur d'eau en mètres (28,89 m.), D le diamètre intérieur du siphon en mètres (2,00 m.), et R le travail limite de l'acier (8 kg.), donne dans ces conditions e = 3,6 mm. On prit 5 mm. pour se mettre à l'abri des dangers résultant des oxydations et des corrosions.

Entre l'armature et la tôle du bouclier on laissait 5 cm. de jeu pour l'exécution d'une chemise de protection en mortier de ciment ; des guides métalliques assuraient le réglage de cet intervalle. *

Cintres. — Le bélon était comprimé entre l'armature et des cintres annulaires de 0,50 m. de longueur et 2 m. de diamètre

înt<*riL*ur en tôle de 10 mm. d'épaisseur (fig. 41 et 42) : Tépaisseur lie la tôle correspondait ainsi à celle de la chape intérieure. Les cintres étaient en 4 segments plus un claveau assemblés

ar (les cornières de

rivées sur la tôle et boulonnées entre

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Fig. 41. — Coupe longitudinale du cintre métallique.

t'IIi s. On opérait le réglage ou le décintrement au moyen de deux t!(Miis Je bois de 44 mm. d'épaisseur recouverts de tôle.

Ils étaient au nombre de dix représentant une longueur de Il \\\. ; on les reportait successivement de l'arrière à Tavant, à mcsure qu'on progressait.

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Installations accessoires. — Los déblais étaient chargés dans

Fig. 42. -~ Coupe transversale du cintre métallique.

' Com. TffxTO

mm

Via à ha'8 de S'm Fig. 43. — Détails d'un coin de décintremeiit.

des wagonnets Dccauvillc de 200 1. de capacité ; la traction s'ef-

fectuaît par un câble métallique traversant le sas dans des presseétoupes et venant s'enrouler sur un treuil actionné par une dynamo. Au point bas de la galerie, pour empocher le câble de frotter contre la voûte, ce qui l'aurait rapidement usé, on le faisait passer sous un tambour fixé à la partie inférieure de la section.

La voie de roulement avait 0,40 m. de largeur, elle était posée sur un petit plancher installé sur le radier de la galerie*

ja»

Fig. 44. — Vue perspective du dispositif de sûreté.

Pour éviter la manutention des matériaux par le puits vertical, on avait commencé le travail par l'aval du siphon et organisé les chantiers sur la rive droite de TOise ; c'est donc une rampe de 0,12 m. que les déblais devaient remonter ; un ingénieux dispositif de sûreté (fig. 44) empochait les wagons de descendre et de venir heurter le bouclier au cas de rupture accidentelle du câble. Tous les 20 m. on plaçait sur la voie un heurtoir mobile forme de taquets et d'une traverse articulée à une extrémité ; de plus chaque wagonnet portait à l'arrière une fourche montée sur un axe horizontal et plus longue que la distance de

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son point d'articulation au plancher ; dans la marche avant la fourche, inclinée, glissait sans obstacle sur les madriers, mais dans la marche arrière ses pointes s'implantant brusquement dans le bois faisaient dérailler le wagonnet.

Quand on eut dépassé le point bas pour gagner le puits, une poulie de retour fut placée à Tavant du bouclier, elle servait à retenir les wagons de déblais à la descente et à monter jusqu'au point d'emploi les anneaux métalliques du cintre et de l'armature et le béton du revêtement.

Fonctionnement du bouclier. — Les ouvriers placés dans Tavant-bec procédaient à Tabatage des déblais qu'ils chargeaient à mesure dans les wagonnets. Pendant ce temps on démontait le dernier anneau d'arrière du cintre et on l'assemblait à l'avant tout en boulonnant une virole de 1 m. de longueur de l'enveloppe extérieure à la suite de celles déjà en place et bétonnées. On remplissait de béton l'espace annulaire de 0,S0 m. de profondeur ainsi constitué , et on mettait les presses en marche ; elles commençaient par serrer le béton entre les deux enveloppes en l'obligeant à remplir tout l'espace libre, puis, le tassement achevé, elles produisaient l'avancement du bouclier ; on démontait alors à l'arrière un deuxième anneau de cintre qu'on mettait en place en tôte : on remplissait de béton le nouvel espace annulaire de 0,50 m. et s'y appuyant comme précédemment on achevait la course de 1 m. Puis on procédait au déblaiement du front de la galerie et ainsi de suite.

Dans les terrains sableux on évitait les glissements en établissant sur le front d'attaque un masque en planches maintenues par des couchis étrésillonnés contre la poutre circulaire d'avant ; on boisait de même les flancs ; pour éviter les déperditions d'air on bourrait fortement d'argile tous les joints.

Dans les graviers et les terres ébouleuses on prolongeait en outre l'avant-bec par un ciel mobile ; sous l'enveloppe on faisait glisser des plaques en tôle et on les enfonçait dans le terrain à mesure qu'on leur creusait un logement au moyen de fiches en fer. On réalisait de la sorte une enveloppe jointive auxiliaire limitant les éboulements possibles ; sous son abri on relirait

une ou plusieurs des planches du masque et on procédait à Tabatage, rapidement; quand la fouille avait 0,50 m. de profondeur on blindait son talus par les planches correspondantes; puis on étendait la cavité de proche en proche à toute la section ; l'avancement du bouclier ainsi préparé, on mettait la pression sur les vérins : l'engin progressait et à la fin de la course le ciel mobile rentré sous Tenveloppe était prôt à resservir.

En général il suffisait de garnir les boisages d'argiJe pour éviter de grandes pertes d'air ; si malgré cette précaution la pression baissait trop, on formait le masque de planches très étroites, n'effectuant le déblai, dans l'opération de report du blindage, que par sections excessivement réduites.

Exécution des maçonneries. — Dès qu'un anneau métallique était posé et monté on commençait à maçonner ; le revêtement

Fig. 45. — Exécution de la maçonnerie.

entier s'établissait en 4 phases correspondant au radier, aux piédroits, aux retombées et à la clef (fig. 45).

Le radier était bétonné sur 0,40 m. de hauteur environ suivant le profil intérieur donné par une cerce.

On posait ensuite et on boulonnait les deux segments inférieurs du cintre en les maintenant à la distance convenable de l'enve-

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loppe ; dans Tintervalle on coulait le béton qu'on élevait jusqu'à hauteur des naissances en le retenait à Tavant par des pièces de bois convenablement taillées et placées dans la couronne annulaire au fur et à mesure des besoins ; on maintenait ces pièces en place au moyen de chandelles engagées contre la poutre arrière du bouclier.

Au moment de la course, les tiges des vérins venaient remplacer ces butons et exercer la compression (fig. 46).

On montait enfin les deux segments supérieurs et le claveau qu on serrait par ses coins ; on continuait le coulage du béton et on l'achevait par le haut en bourrant soigneusement avec des baltes en bois.

Le revêlement extérieur était placé à mesure qu'avançait Tengin ; le maçon armé de sa truelle prenait le mortier dans sa main gauche et comblait le vide laissé entre Tar-

Pig. 46. — Compression du béton.

Fig. 47. — Coupe longitudinale du revêtement.

mature et le bouclier. Cette opération était rendue très aisée par l'excès de la pression intérieure sur la pression extérieure ; souvent môme le mortier était violemment chassé dans Tintervalle dont il remplissait tous les vides.

Après décintrement (fig. 47, 48 el 49) l'enduit de 1 cm. d'épais-

Pig. 48. — Coupe transversale' suivant AB.

Fig. 49. — Coupe transversale suivant CD.

seur était appliqué sur toute la section, jusqu'au niveau du plan-

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cher ; plus tard, on Tétcndit au radier par portions de 4 à 5 m. de longueur.

maçonneries. — Toutes les maçonneries étaient en mortier de ciment de Portland de la marque Candlot, mais le dosage différait suivant qu'il s'agissait du revêtement intérieur, du revêtement extérieur ou de la chape.

Voici quels étaient ces dosages :

Revêtement extérieur :

Sable 1 ™5

Ciment de Portland 450 kg.

Revêtement intérieur :

Gravillon 1 partie

Mortier 1 partie

Ce dernier mortier était à 450 kg. de ciment de Portland par mètre cube de sable de rivière.

Chape intérieure :

Sable 1 »2

Ciment 900 kg.

Organisation des chantiers. — Installations mécaniques. — Les chantiers étaient, nous l'avons dit, installés sur la rive droite de l'Oise.

La manœuvre du treuil, la marche du bouclier, Téclairage de la galerie, la compression de lair et les épuisements nécessitaient une installation mécanique importante ; le croquis ci-dessous (fig. 50) donnant remplacement de chaque appareil, il nous suffira d'indiquer sa nature et sa puissance.

11 y avait trois machines à feu :

1^. Une locomobile Laparra, de 23 chevaux, actionnant : un compresseur Roy, une dynamo génératrice de 12 chevaux, débitant 40 ampères sous 220 volts, et deux pompes Noël.

2? Une locomobile demi-fixe de Weyler et Richmond, d'une force de 35 chevaux; cette locomobile, montée dans le même bâtiment que la première, pouvait, en cas de besoin, la remplacer; elle actionnait, en travail normal, deux compresseurs

Roy, refoulant l'air dans un réservoir où il perdait son humidité; sur chaque conduite était placé un clapet de relenue.

3** Une locomobile Herman-Lachapelle, de 25 chevaux, actionnant un compresseur Saulerre-Lemonnier et un compresseur Roy; celui-ci n'était pas utilisé, celui-là refoulait directement Tair dans la galerie, en passant par le sas, sans interposition de réservoir *.

Il y avait donc un compresseur Sau terre et 4 compresseurs