II
cinq plans inclinés au 35 pour mille, sur lesquels les convois auraient été remorqués par des machines funiculaires.
L'éminent géologue de Turin, Angelo de Sismonda, avait étudié la nature du massif à percer, et il avait reconnu que le massif ne présenterait pas d'obstacle insurmontable. Élie de Beaumont et d'autres géologues célèbres, consultés à cette occasion, confirmaient les prévisions d'Angelo de Sismonda.
MM. Maus et de Sismonda firent exécuter de nombreux essais sur la résistance des roches locales au ciseau du mineur. Ils en conclurent qu'il faudrait 35 à 40 années pour percer une galerie de petite section par les procédés à la main, seuls connus à cette époque. . ,
Une pareille durée n'était pas admissible ; M. Maus dut donc se préoccuper de la création d'une macliine pour entailler rapidement le rocher. On lui alloua une somme pour de premiers essais, et, les résultats ayant été favorables, M. Maus obtint, en 184G, un crédit pour la construction d'un appareil perforateur de son invention, destiné à découper la roche au moyen d'un grand nombre de ciseaux, ou fleurets, pouvant agir par un mouvement alternatif et rapide dans le sens de leur longueur.
Cet appareil de M. Mans, très bien construit par M. Thémar, de Turin, a été fort exalté d'abord et beaucoup trop oublié depuis. On l'avait établi à poste fixe, dans un moulin situé au val d'Occo, aux portes de Turin.
Le mécanisme se composait d'étages parallèles de ciseaux, ou fleurets, très rapprochés, pouvant glisser horizontalement dans les trous d'un cliâssis. Tous ces fleurets, ou ciseaux, portaient un manchon solidement fixé et qui servait à deux effets :
1" A les faire tourner autour de leur axe ;
2° Aies faire reculer par l'action de cames ; pendant ce recul ils comprimaient de puissants ressorts qui, lors de l'échappement des cames, lançaient les ciseaux dans les trous, ou les entailles.
On avait apporté des Alpes voisines de grands blocs, contre lesquels on exerçait le jeu de la machine. La roue du moulin faisait mouvoir les cames, et par suite, les ciseaux. Le châssis avait un double mouvement : un mouvement latéral alternatif, pour obtenir avec les ciseaux des rainures continues, et un mouvement progressif vers le front de taille, réglé sur l'avancement des ciseaux.
Des expériences heureuses, qui furent souvent répétées en pubUc, excitèrent un intérêt facile à comprendre.
Les très nombreux visiteurs qui avaient assisté aux expériences de la machine perforatrice de M. H. Maus, étaient unanimes pour reconnaître la puissance de ses effets ; et les ingénieurs de tous les pays entrevoyaient la
possibilité de percer en peu d'années des souterrains à la base des plus hautes montagnes.
Pendant ces essais, M. Mans reprenait les études topograpliiques locales. Il se rallia à l'idée du percement d'un souterrain plus long, situé à un niveau plus bas. Il avait, de plus, étudié les projets et les devis pour l'exécution des chemins de raccord qui devaient unir le souterrain à Modane et à Suse.
Ces expériences et ces études firent le sujet de deux rapports, qui furent présentés au gouvernement sarde, par M. H. Maus, en juin 1848 et en février 1849.
Ce dernier, le plus complet, résumait toutes les études et les expériences des quatre années précédentes. 11 était accompagné d'un grand nombre de devis, plans, dessins de machines, caries, etc., le tout formant un ensemble complet, où les principaux détails étaient prévus, étudiés et calculés.
Ce rapport final fut soumis au jugement d'une commission gouvernementale, composée de neuf membres, présidée d'abord par le ministre Galvagno, puis, trois mois après, par Tillustre ingénieur vénitien Paleocapa, devenu ministre des travaux publics. Cette commission réunissait l'élite des ingénieurs et des professeurs techniques du Piémont : Paleocapa, Mosca, Carbonazzi, Giulio, Menabrea, Sismonda, Cavalli, Melano.
L'auteur adoptait un souterrain de 12,290 mètres, sous le montFréjus, entre Modane et Bardonnèche, comme l'avait proposé Joseph Médail, le géomètre montagnard, s'élevant du nord au sud, par une pente continue de 19 pour 1000. L'entrée méridionale, point le plus élevé, devait se trouver à 1 ,364 mètres au-dessus du niveau de la mer, et à 800 mètres plus bas que la route à voitures du mont Cenis.
Le tunnel achevé devait avoir une grande section : 8 mètres de largeur sur G mètres de hauteur, et recevoir une double voie. Mais on devait commencer par tailler une galerie préparatoire ayant seulement 10 mètres carrés de section (4 mètres, 40 de largeur sur 2 mètres, 20 de hauteur).
Le percement de cette galerie d'avancement était l'œuvre difficile et essentielle, celle qui présentait le plus d'inconnu.
Le projet pour cette perforation contenait quatre éléments distincts : la machine à percer, la production de la force motrice, la transmission de cette force, Yaérage du souterrain.
La machine à percer devait être celle du val d'Occo, que l'on reconstruirait, à l'usine de Seraing, sur une plus grande échelle, pour attaquer la roche sur une section quadrangulaire, ayant 2°", 20 de hauteur sur 2"°, 20 de largeur. L'appareil devait se placer alternativement à droite et à gauche du front de taille, de manière à ouvrir immédiatement un souterrain large de 4", 40.
La roche devait être découpée horizontalement, en quatre blocs superposés, au moyen d'une centaine de ciseaux, rangés en cinq étages. Ces blocs devaient être ensuite détachés par des coins, et enlevés par les moyens ordinaires.
Pour percer la roche, nettoyer les entailles et empêcher le rapide échauffement des ciseaux, il était indispensable de projeter de l'eau avec force dans les entailles en percement. M. Maus y pourvoyait en plaçant sur son appareil une puissante pompe hydraulique, mue par le même moteur que la perforatrice, et puisant l'eau dans un réservoir situé à proximité.
Quant à la force motrice, elle s'obtenait au moyen de roues hydrauliques extérieures, à, augets, empruntant leur action au torrent de l'Arc, du côté nord, et à la petite rivière de RochemoUe et d'autres affluents, du côté sud.
Pour la transmission de la force motrice de ces roues jusqu'à la distance extrême de 6 à 7 kilomètres, M. Maus avait adopté des câbles sans fin, en fil de fer, de 44 millimètres de diamètre, portés sur des poulies, distantes de 10 mètres pour l'aller et d'autant pour le retour, soit une poulie pour 5 mètres de longueur du tunnel. Ainsi, vers la fin du percement, de chaque côté du souterrain, on aurait eu un câble sans fin d'une longueur de 13,000 mètres, soutenu par 2,400 poulies fixées sur le sol intérieur!
La vitesse du câble était calculée à 12 mètres par seconde et les 1 16 fleurets, ou ciseaux, devaient frapper, â chaque front de taille, 150 coups par minute.
A ce nombre, qui supposait une puissance de 83 clievaux-vapeur transmise à chaque machine perforatrice par les câbles, l'avancement calculé pouvait être de 5 mètres par vingt-quatre heures dans chacune des galeries, soit, en tout, 3,650 mètres par an.
En tenant compte de l'imprévu, on espérait achever en cinq ou six ans la galerie préparatoire, et, au bout de dix ans au plus, inaugurer le tunnel et la ligne entière de Suse à Modane.
L'emploi du câble exigeait, outre les centaines de poulies de support dont il vient d'être parlé, d'autres poulies motrices, destinées â recevoir la puissance hydrauUque et à la diriger sur l'appareil perforateur, sans la perdre en glissements.
En vue de ce résultat, M. Maus plaçait, près de sa machine perforatrice, un récepteur de puissance, pour recevoir et transmettre aux outils le travail dynamique. C'était un chariot muni de deux fortes poulies de 2 mètres de diamètre, sur lesquelles le câble faisait plusieurs circonvolutions, avant de revenir vers le moteur hydraulique.
La quatrième condition, c'est-à-dire X aération n'était pas résolue d'une
manière satisfaisante. M. Maus espérait y suppléer en renonçant à l'emploi de la poudre, et en plaçant, sur quelques-unes des poulies de support du câble, des ventilateurs, pour refouler l'air impur dans un tube d'expulsion.
Il est facile de juger qu'un tel système exigeait, pour être complet et efficace, une conduite d'air spéciale, de fort diamètre, ayant une longueur égale à celle de la galerie en percement.
Le tunnel, d'après les projets de M. Maus, devait donc contenir, dans toute sa longueur, pendant la durée des travaux, les engins suivants : deux câbles superposés, courant à la vitesse de 12 mètres par seconde; — une conduite continue, de fort diamètre, pour l'expulsion de l'air vicié; — deux cents poulies de support par kilomètre ; — enfin, des moyens télégraphiques de communication à l'extérieur ; car il fallait pouvoir donner un signal pour arrêter les moteurs à eau, à chaque accident survenu dans le tunnel â la machine ou au câble.
Parmi les tableaux et devis qui accompagnaient le rapport de 1849, il en est deux principaux, dont l'un concerne l'estimation de la dépense totale, et l'autre l'emploi utile et les pertes de la force motrice.
La dépense totale pour joindre Suse à Modane, par un chemin à double voie, était évaluée, par M. H. Maus, à 35 millions, à savoir :
14 millions pour le tunnel achevé, moins la voie; 17 millions pour les tronçons de route vers Suse et Modane; 4 millions pour la voie de fer à poser sur une longueur totale de 49 kilomètres.
Quels que fussent l'ordre et l'économie qui distinguaient l'éminent ingénieur belge, il est évident qu'il se faisait des illusions sur le coût réel définitif.
Dans le tableau de l'emploi et de la dissémination du pouvoir moteur (page 16 du rapport), M. H. Maus analyse les pertes de puissance provenant des frottements de la machine, de la raideur du câble et de la résistance des pouKes de support. Ces pertes sont considérables. Le pouvoir transmis à l'origine, au câble, par les roues, étant supposé, par exemple, de 100 chevaux, il n'en serait resté, d'après M. H. Maus, que 29 pour l'effet utile, à la distance de 6 kilomètres ; et sur ces 29 chevaux restants il aurait fallu probablement en prendre la moitié pour maintenir, avec des ventilateurs, un aérage suffisant, car ce tableau ne tient pas compte de la puissance absorbée par la ventilation.
Pendant les années 1846 et 1847, la machine Maus excita un grand
enthousiasme des deux côtés des Alpes, en Savoie et en Piémont. Les élèves de l'Université de Turin se joignaient à la foule des curieux, pour aller admirer le jeu de la perforatrice, et l'on ne doutait pas de son succès, quand elle serait installée dans les profondeurs de la montagne. Le roi Charles-Albert, entouré d'un brillant cortège d'officiers généraux, d'aides de camp et d'ingénieurs civils, se rendait souvent au val d'Occo, où l'appareil était installé, et les expériences auxquelles il assistait le laissaient plein d'espérance.
« Le projet de Joseph Médail se corse, disait Charles Albert, en se frottant les mains. »
C'est que la noble ambition d'illustrer son règne par l'abaissement des Alpes, séduisait ce roi chevaleresque et sensible à la gloire. Charles- Albert se voyait déjà ouvrant le Piémont et l'Italie à la circulation commerciale de l'Europe, et rattachant, par une route fantastique, le berceau de ses ancêtres, la Savoie, au reste de ses États. Dans un pays aussi profondément attaché à sa vieille dynastie, les goûts du prince deviennent facilement ceux du peuple. Tout le monde partageait la confiance royale, et les masses populaires, qui ne pouvaient se rendre compte des obstacles immenses qu'il restait à franchir, s'enthousiasmaient à l'idée de voir la barrière des Alpes ouverte de part en part, et par la gigantesque trouée ainsi opérée, passer tout le courant du commerce, pour pénétrer dans la vallée du Pô, et féconder cette magnifique contrée, que le génie de Paleocapa venait de transformer et d'enrichir par les bienfaits de ses infinies irrigations.
Ainsi, l'opinion publique poussait vivement la marche du roi en avant dans cette grande idée. Monarque et nation avançaient ensemble, et avec un égal entrain, vers le but grandiose qui frappait toutes les imaginations.
Pourquoi cet enthousiasme pour les paisibles conquêtes de la science et de l'industrie fit-il place à d'autres ambitions? Charles-Albert crut pouvoir essayer de secouer le joug qui pesait sur sa patrie. Il crut le moment venu de réailiser le but traditionnel de la maison de Savoie, c'est-à-dire de s'emparer de toute la haute Italie, après en avoir chassé l'étranger. Se laissant emporter par l'idée italienne, il déclara la guerre à l'Autriche. Les millions qu'il avait lentement amassés, pour l'entreprise du percement des Alpes, furent promptement dévorés par la guerre. On sait le reste. Vaincu dans les plaines de Novare, et désespéré de sa défaite, Charles- Albert jeta sa couronne sur le champ de bataille, et alla mourir obscurément, en Portugal, laissant inachevé le grand projet technique qu'il avait dès longtemps préparé et caressé avec ardeur.
Les tristes événements dont le Piémont fut le théâtre, en 1849, firent perdre singulièrement du terrain au projet du percement des Alpes Cottiennes et à la machine de M. H. Maus. Quand l'opinion publique yrevint, elle était moins disposée à voir les choses par le côté facile. Le découragement avait gagné les esprits, qui ne voyaient plus l'œuvre projetée avec le même enthousiasme.
On reconnaît les traces de ce découragement dans le rapport général qui fut fait, après la paix de 1849, à l'avènement du roi Victor-Emmanuel, pour étudier le système de perforation de l'ingénieur belge.
Cette commission, dans laquelle figuraient et dominaient le colonel Menabréa, mathématicien distingué, professeur à l'École militaire de Turin, que la France, Vienne, Londres et Paris ont possédé, plus tard, comme ambassadeur du royaume d'Italie, et Paleocapa, l'illustre savant vénitien, réfugié en Piémont, après la chute de Venise.
Le rajjport de la commission gouvernementale de 1849 élevait contre le système de M. H. Maus des objections sérieuses. La principale portait sur le câble moteur. Ce câble, disait-on, transmettrait le mouvement k une faible distance ; mais suffirait-il pour la moitié du tunnel, c'est-à-dire pour 6 kilomètres ? L'aération par les ventilateurs centrifuges donnait également prise à la critique. On n'accordait pas à ces ventilateurs assez de puissance pour envoyer une quantité d'air suffisante aux ouvriers. Enfin, le système d'attaque proposé, consistant à entamer la roclie par des ciseaux, au lieu de la barre à mine et de la poudre, que l'inventeur écartait, afin d'éviter la dépense d'air, résultant de l'explosion des mines, se tournait contre lui. En effet, pour conserver aux ouvriers l'air respirable, M. H. Maus allait se priver du secours de la poudre, cet auxiliaire puissant du mineur. C'était, disait-on, revenir aux ciseaux et aux coins des Romains, et à la pique des Sarrasins !
En résumé, la commission, tout en signalant les parties du projet de l'ingénieur belge que l'on pouvait utiliser pour la perforation, conclut, néanmoins, non au rejet du système, mais à un ajournement.
Il est bon d'ajouter que la pensée des malheurs publics et l'épuisement des finances de la monarchie, ne fut pas étrangère à cette conclusion défavorable. Là, en effet, était alors le grand obstacle à l'entreprise. Les ressources financières piémontaises étaient épuisées ; l'État était singulièrement appauvri par la guerre et l'indemnité de guerre qu'il avait fallu donner à l'Autriche. Il fallait cicatriser les plaies de la patrie, et donner à ses capitaux le temps de se reconstituer, avant de s'engager dans un travail dont la dépense était évaluée alors à 40 millions.
Cependant, en dépit des défectuosités, assez palpables, du projet de M. H. Maus, le personnage le plus important de cette commission, Paleocapa,
s'en déclarait partisan absolu. Le rapport que Paleocapa lut devant la Commission technique du mont Cenis, le 25 octobre 1849, adoptait tous les devis, concluait à un avancement probable de 5 mètres par jour, au minimum, de chaque côté, approuvait la commande immédiate d'une grande perforatrice, et ajoutait (p. 45) que les devis des dépenses étaient calculés si largement qu'il était probable qu'il faudrait les restreindre^ plutôt que les augmenter.
Le 1" novembre 1849, ce rapport fut lu devant la Commission teclmique, qui, après l'avoir approuvé à l'unanimité (p. ^3), proposa de l'imprimer, avec leprojet de M. H. Mans, pour le livrer au public et en demander la sanction au Parlement national.
Les projets de M. H. Mans, avec ses plans, cartes et devis, les rapports approbatifs du ministre et de la commission, réunis en un seul volume, furent publiés immédiatement en français et en italien, aux frais de l'État, distribués aux corps savants et reproduits dans des journaux scientifiques.
Les débats auxquels ils donnèrent lieu, entre M. H. Mans et divers ingénieurs, n'aboutirent à aucune idée importante, qui pût améliorer les projets. Les objections qui étaient faites au système mécanique de l'ingénieur belge, jointes à la pénurie des capitaux, firent abandonner tout essai, au moins pour un temps. Ce fut seulement en 1852 que des idées nouvelles, présentées par un professeur génevois, au gouvernement sarde, avec des preuves scientifiques, vinrent changer l'état de la question, en donnant une nouvelle probabilité au succès de l'entreprise.
Mil
Seconde période (1850 à 1855). M. Daniel Colladon.
L'idée de remplacer le câble de M. H. Maus i)ar une circulation d'air à Ivi's haute tension, et d'employer cet air à diverses fonctions utiles, est incontestablement celle qui a le plus contribué au succès, el qui est devenue, pour ainsi dire, l'âme du percement du tunnel des Alpes.
La pensée d'utiliser l'air comprimé comme force motrice est loin d'être nouvelle. Le mécanicien français Pecqueur, vers 1848, avait, le premier, démontré la possibilité d'actionner des machines motrices au moyen de l'air comprimé préalablement dans un cylindre de grande capacité, et lancé, au moyen d'un tuyau muni d'un robinet, contre l'obstacle à vaincre. Julienne avait, après Pecqueur, démontré les avantages de cet engin de force. Andraud, mécanicien connu par plusieurs inventions originales, avait appliqué l'air comprimé à faire marcher des locomotives sur les voies ferrées, et à produire une série d'actions mécaniques d'un ordre très varié. Andraud avait surabondamment prouvé que l'on peut utiliser une force naturelle, comme les chutes d'eau ou le poids d'une colonne liquide, pour comprimer de l'air dans un récipient; et que cet air comprimé est un véritable magasin d'énergie mécanique. La puissance de l'air comprimé comme agent moteur était donc depuis assez longtemps acquise à la science, quand on commença à s'occuper du percement des Alpes.
Mais ce que l'on ne savait pas, et ce qui fut comme une véritable révélation, c'est que l'on pût expédier la force expansive de l'air comprimé à de très grandes distances. C'est donc avec une vive surprise que le monde savant apprit qu'il était possible, au moyen d'une canalisation d'air com[)rimé, contenu dans un tube d'un Irès petit diamètre, de transporter au loin une force mécanique quelconque, telle que celle des torrents, des chutes d'eau, du vent ou de la vapeur.
Cette découverte appartient en propre à M. Daniel Colladon, professeur à l'Académie de Genève, qui s'était déjà rendu célèbre par de nombreux Iravaux de physique, et dont le nom est resté attaché aux belles expériences
