FONDATIONS A SEC

Vitruve recommande de reconnaître la solidité du terrain sur lequel on veut bâtir, en creusant préalablement des puits ou des trous de sonde ; il veut qu'on fouille et qu'on descende les fondations aussi profondément qu'il sera nécessaire pour

s'établir sur un bon terrain ; on construira la fondation avec la pierre la plus dure.

Quand le terrain était assez résistant, la fondation était exécutée en béton, en ménageant un certain empâtement latéral. On augmentait considérablement cet empâtement, quand les murs devaient supporter des voûtes chargées.

Sur les fonds un peu compressibles, Vitruve recommande l'emploi d'une première assise de forts libages à bain de mortier bien battus, avec de larges empâtements, ou stéréobattes, qui allèrent parfois au quart de l'épaisseur du mur pour chaque côté.

Dans le cas de sols très-mauvais, Vitruve indique l'emploi de pilotis d'aune, de chêne ou d'olivier, carbonisés et appointés, enfoncés à fleur de sol et très-rapprochés les uns des autres; on remplissait de charbon de bois l'intervalle entre les tètes des pieux, pour aider à leur conservation ; on établissait par-dessus une couche de béton, puis une assise générale de forts libages, sur laquelle on élevait la maçonnerie, soit par assises complètes de pierres de taille, soit avec encaissement de pierre de taille et remplissage en béton.

Quelquefois on eut recours à des grillages ou plates-formes en charpente, posés ou non sur pilotis, ou bien on se contentait de madriers ou de solides traverses reliant par des crampons les tètes des pieux ; par-dessus, on élevait la maçonnerie ; mais Vitruve recommandait de préférence le béton et les libages.

FONDATIONS DANS l'eAU ET A LA MER.

L'esprit ingénieux et fécond en ressources des constructeurs romains sut improviser la plupart des procédés de fondation dans l'eau usités de nos jours; mais la faiblesse des moyens mécaniques et la pauvreté du matériel des chantiers durent en rendre souvent l'application très-pénible et très-laborieuse; on conçoit qu'ils aient dû chercher souvent à revenir aux systèmes de fondation à sec, en détournant complètement le cours des rivières par des canaux de dérivation, comme Sémiramis l'avait fiait, en ouvrant un nouveau lit à l'Euphrate, pour permettre la

construction du pont et des quais de Babylone, et comme Justinien le fit pour le pont d'Adana en Cilicie. On dut plutôt se borner à un détournement partiel, à l'isolement par des batardeaux d'une partie du lit, et puis de l'autre. Ce ne fut pas toujours praticable, et le plus souvent il fallut aborder franchement le problème. Ils surent triompher de difficultés d'exécution trèsgrandes ; malheureusement le plan de leurs fondations dans l'eau fut fréquemment mal conçu j ce fut le côté le plus faible de leurs travaux publics. Faute d'avoir analysé les faits, ils se croyaient quittes de tout accident ultérieur, quand ils avaient assis une fondation avec de larges empâtements sur un fond quelconque ; ils semblent avoir ignoré complètement le phénomène de l'affouillement, contre lequel ils ne se mirent non-seulement pas en garde, mais dont ils exaspérèrent inconsciemment les dangers et les effets par un système irrationnel, par des dispositions et des mesures intempestives.

Ils ne reconnurent pas les terrains affouillables : ils ne descendirent pas leurs fondations jusqu'au terrain solide, et n'en garantirent pas le pied par des pilotis, des enceintes de pieux et palplanches descendues assez bas, par des radiers généraux, par des enrochements suffisants ; ils ne donnèrent souvent à leurs piles ni encrèchement ni enracinement; ils crurent parer à tout en élevant des piles énormes avec de larges empâtements à peine engagés dans le fond, simplement posés parfois à la surface d'un lit mobile; leurs piles-culées, ces empâtements, le plein-cintre des voûtes, en réduisant le débouché dans une proportion considérable (parfois de plus de 30 pour 100), rendaient la solution plus précaire et multipliaient les chances de ruine.

Nous verrons que le hasard les avait heureusement bien inspirés, en leur faisant adopter généralemeut les avant-becs triangulaires ; cette disposition ménagea tout particulièrement la bonne tenue du fond en avant des piles, au point le plus vulnérable de leurs fondations.

Plusieurs ponts de Rome ne durent pas être reconstruits moins de trois et quatre fois. Notre Moyen- Age, qui imita servilement en ces matières les exemples et les erreurs antiques, ne fut pas plus heureux : quelques ponts de l'Allier et de la Loire notamment disparaissaient à toutes les crues un peu

fortes; ces accidents ne lassaient pas, il est vrai, le courage de constructeurs, mais ils ne les instruisaient pas. Ces hécatombes nous ont enlevé à peu près tous les anciens ouvrages sur les rivières, à peine marqués aujourd'hui par quelques restes informes; il n'en est venu jusqu'à nous qu'un très-petit nombre, construits dans des conditions de sécurité exceptionnelles.

Dans les fondations à la mer, les Anciens semblent avoir mieux observé les phénomènes : ils paraissent avoir judicieusement remarqué que l'agitation des vagues ne se transmet pas indéfiniment en profondeur, qu'elle n'a plus d'action au-dessous d'un certain niveau, placé par eux à S ou 6 mètres de la surface; notre expérience actuelle ne le place pas beaucoup plus profondément, pour des ports accolés, comme la plupart des leurs, à des plages assez basses. Par cette observation, ils avaient été conduits à un système de fondation fort rationnel, que nous avons repris après eux et que nous décrirons à la suite des procédés ordinaires de fondation:

Quand la fondation en rivière ne descendait pas à une grande profondeur sous l'eau, qu'on avait de la pouzzolane à sa disposition, on faisait une enceinte de pieux solides trèsrapprochés, solidement assemblés, circonscrivant l'espace d'un large empâtement; on coulait dans cette enceinte, sans épuisement, le béton formé de ciment de pouzzolane et de pierres.

Si les eaux étaient très-tranquilles et que le terrain ne permît pas la bonne tenue des pilotis, au lieu de cette enceinte fixe, on coulait à l'emplacement de la pile une caisse sans fond., composée de forts poteaux, de traverses et d'un coffrage; on la maintenait solidement par des chaînes d'amarrage; avec des sortes de dragues à main , on nettoyait et on égalisait le fond , puis on coulait le béton au ciment de pouzzolane (1 de chaux et 2 de pouzzolane) jusqu'à la hauteur de la première assise de maçonnerie.

Quand on ne disposait pas de mortier à prise rapide, on faisait dans la rivière un batardeau avec deux rangs de pieux (et palplanches?) en remplissant l'intervalle d'argile bien battue (enfermée dans des sacs d'herbes (?), dit le texte de Vitruve); on épuisait l'enceinte au moyen de vis d'Archiméde, de roues ou de tympans; si le fond était compressible, on creusait

le sol jusqu'au terrain solide, on battait même, s'il le fallait, un nombre de pieux suffisant , puis on construisait à sec la maçonnerie sur une première couche de béton et de libages disposée comme précédemment. On enlevait le batardeau quand la maçonnerie avait fait prise.

C'est dans ce seul cas de fondation à sec, solution qui ne put être employée par eux pour de bien grandes profondeurs, ni dans un bien grand nombre de circonstances , car ils savaient au besoin remplacer la pouzzolane par du ciment de tuileaux et obtenir partout des mortiers hydrauliques; c'est dans ce cas seulement qu'ils purent prendre quelques précautions contre la compressibilité du sol, et descendre la fondation au niveau de couches plus solides, sans toutefois se prémunir contre les affouillements; dans les autres cas de fondation dans l'eau, le manque de sondages probablement, et surtout de moyens de dragage au delà d'une petite profondeur, ne leur permit pas d'assurer une base solide à leurs ouvrages et de leur donner un enracinement qui , bien souvent, eût suffi à leur épargner de grands désastres.

Dans le cas où la mer était trop agitée et eût compromis la bonne tenue des enceintes, des batardeaux 011 des caissons, Vitruve décrit un procédé de fondation qui est très-intéressant au point de vue historique et constitue le précédent véritable de solutions très-employées de nos jours. On construisait, sur l'emplacement du môle ou de la jetée à établir, deux murs parallèles de 0m,50 d'épaisseur, élevés jusqu'au-dessus du niveau des eaux; l'intervalle était rempli de sable, et sur cette plateforme on construisait les massifs de fondation , en bonne maçonnerie de pouzzolane ; quand la prise était complète, on démolissait les murettes de revêtement, le sable disparaissait peu à peu, entraîné par le mouvement des vagues, et les massifs glissaient ou coulaient en place au fond de l'eau; on procédait ainsi de proche en proche.

C'est incontestablement l'idée première de la fondation par blocs artificiels, si couramment pratiquée de notre temps. Le mode d'immersion indiqué par Vitruve serait fort ingénieux, mais on ne se représente pas bien clairement comment on parvenait à construire les murettes d'enceinte (d'ailleurs trop

faibles, môme pour de petites profondeurs) dans une mer agitée qui ne laissait debout ni enceinte ni batardeau ; ce mur était probablement en béton à prise* très-rapide, qu'on coulait entre les deux parois d'un châssis mobile, comme on moule le pisé par banchées successives, en profitant des moments de calme. Une enceinte solide en pieux et palplanches jointives eût été d'une exécution plus facile encore; nous verrons que le procédé de Vitruve, avec le bénéfice de cette dernière modification, a été réédité récemment avec succès pour la consolidation du môle de Cette.

Pline et Vitruve déclarent qu'on fit grand usage de ces gros blocs artificiels en chaux et en pouzzolane pour les travaux des ports de Samos et de Centum-Cellœ (Civita-Vecchia). Les ingénieurs italiens, qui, depuis Palladio, se sont beaucoup inspirés des travaux et des ouvrages de Vitruve et des anciens auteurs, voulurent, en 1760, reprendre ce procédé pour la réparation du môle de Civita-Vecchia; mais, pour rendre les blocs plus légers et plus maniables, ils employèrent des pierres ponces trop peu denses, qui éprouvèrent après l'immersion des sous-pressions considérables, et les blocs furent facilement bouleversés.

Les essais de Séart, en 1785, ne réussirent pas, à cause de la mauvaise qualité du mortier; ce fut Brémontier qui obtint, dans cette voie, le premier succès.

Les Romains firent également usage du procédé des caissons chargés et coulés à fond, en devançant ainsi de dix-sept ou dix-huit siècles la solution adoptée par des Essarts pour la fondation de la jetée de Cherbourg.

Pour la création de la plate-forme ou île artificielle sur laquelle fut élevé, sous Claude, le phare d'Ostie, on coula sur place, après l'avoir chargé de maçonnerie au mortier de pouzzolane, le grand navire, d'environ 1,000 tonneaux, construit par Caligula pour ramener d'Egypte l'obélisque et les quatre blocs d'angle du cirque du Vatican.

Ils employèrent ce même procédé pour les fondations dans les rivières profondes, en coulant, à l'emplacement des piles, des bateaux chargés de pierres ou de béton de pouzzolane, en élevant le massif jusqu'au niveau de l'étiage, en noyant par-dessus

et sur les côtés des enrochements ou des sacs de béton, et en construisant la pile sur la plate-forme ainsi formée.

Ce mode de fondation, employé au pont de Trajan sur le Danube, participe du procédé des caissons et des pierres perdues, qui fut souvent mis en œuvre par les Romains.

Quand les fondations à la mer devaient atteindre de grandes profondeurs, après avoir constaté l'existence d'une zone d'eau calme au-dessous d'une zone supérieure agitée, et avoir observé la hauteur de la surface de séparation, ils construisaient la base à pierres perdues; ils en élevaient le couronnement jusqu'à 4, 5 ou 6 mètres de la surface, puis ils coulaient sur cette plateforme des caissons remplis de maçonnerie; mais les fonds de ces caissons épousaient assez mal la surface mal réglée des enrochements, n'adhéraient que fort incomplètement, et leur* stabilité était souvent fort précaire.

Pour ces travaux sous-marins, pour le dressement des talus et des couronnements, ils nous précédèrent encore dans l'emploi des scaphandres. Aristote nous apprend que, pour continuer leur travail sous l'eau plus longtemps, les plongeurs allaient respirer de temps en temps dans des cloches renversées, descendues d'aplomb auprès d'eux, ou bien recevaient l'air extérieur par des tubes qui arrivaient à leur bouche.

Nous terminerons la revue de ces divers systèmes en faisant remarquer, avec M. de Caumont, que, dans la construction des ponts sur les grands fleuves, les Romains semblent avoir choisi de préférence pour l'emplacement de leurs ouvrages les points où le fleuve se divisait en plusieurs bras ou formait des îlots, sans se préoccuper du surcroît de longueur qui résultait d'une telle position; peut-être parvenaient-ils môme à barrer successivement les différents bras; avec leurs piles-culées, ils exécutaient le travail par tronçons et trouvaient, dans l'établissement des piles sur ces îlots, de grandes facilités pour l'installation des chantiers et des encaissements, avec des épuisements de moindre importance, etc.

On peut penser que, dans certaines circonstances, ils provoquèrent la création artificielle de ces plates-formes : une enceinte de pieux plus ou moins jointifs, circonscrivant un certain espace autour des piles futures, était naturellement atterrie au-

dessus de l'étiage par les limons des premières crues ; on retrouve dans les ruines des premiers ponts du Moyen-Age, copiés fidèlement sur les derniers modèles survivants de l'art antique, ces banquettes laissées autour de la pile, s'élevant au niveau de l'étiage et semblant en protéger le pied à la manière des enrochements., au grand détriment du débouché du pont qu'elles réduisaient encore.

Us employèrent peu les enrochements pour protéger les fondations de leurs ouvrages en rivière; nous avons dit que les Romains se rendirent peu compte de l'action des affbuillements. Es employèrent davantage les enrochements pour protéger leurs môles et jetées à la mer contre l'action des vagues; ils leur donnèrent alors des dimensions assez fortes, comme au môle de Terracine, pour résister efficacement aux efforts des plus violents coups de mer.

En général, tous ces travaux de fondation à la mer ou en rivière, mal servis par un matériel assez primitif, semblent avoir répugné beaucoup aux Romains. Nous verrons que, pour s'épargner ces difficultés autant que pour se garantir des chances de ruine, dans la construction de leurs ponts par exemple, ils ne craignirent pas d'arriver parfois à des portées énormes, dans le but de franchir une rivière d'un seul coup ou de diminuer le nombre des piles à fonder dans l'eau.