COMPARAISON ENTRE LES POUTRES A AME PLEINE ET LES POUTRES EN TREILLIS

Lorsque le développement des chemins de fer donna l'essor aux ponts métalliques après avoir montré l'insuffisance des ponts en bois, les poutres à parois pleines furent considérées comme les meilleures et comme permettant seules de franchir de grandes portées.

CHAPITKE III. — POiNTS MÉTALLIQUES FORMÉS DE POUTRES DROITES. 215

Nous avons vu comment Stephenson construisit ses deux magnifiques ponts de Bi itannia et de Gonway, qui ont absorbé une masse énorme de fer et qui ont inauguré le système tabulaire. Non-seulement les parois verticales, mais les parois horizontales elles-mêmes sont pleines; il est vrai qu'elles ne jouent pas le rôle d'un simple contreventement, mais qu'elles travaillent comme les semelles d'une poutre à double T.

La théorie des poutres à treillis, et les formules que nous avons données pour calculer les dimensions de leurs éléments, nous enseignent que, toutes choses égales d'ailleurs, le treillis exige plus de matière que l'âme pleine. Il est donc moins économique.

Malheureusement, la théorie néglige bien des points d'une grande importance, notamment la solidarité établie par la rivure entre les diverses mailles d'un même treillis, et il est évidemment contraire à la réalité de considérer le treillis comme un système articulé.

De cette remarque résulte ce fait que les déductions théoriques peuvent fort bien se trouver infirmées par la pratique. C'est ce que paraissent prouver des expériences récentes, exécutées par la Compagnie du chemin de fer d'Orléans, expériences que nous examinerons ci-après.

Les poutres à âme pleine ont pour elles une fabrication plus facile, mais elles demandent à être consolidées énergiquement, parce que l'âme, à égalité de matière, est plus exposée à se voiler si cette matière est répartie sur une mince épaisseur continue que si elle est condensée en quelques barres de forte épaisseur*

Mais les poutres à âme pleine sont fort disgracieuses dès qu'elles atteignent une certaine hauteur; au contraire, les poutres en treillis conservent, même pour les grandes portées, une légèreté qui convient bien à des constructions métalliques.

Aussi, la poutre en treillis jouit-elle aujourd'hui de la faveur générale et l'âme pleine est réservée aux petites portées ou, tout au plus, aux portées moyennes.

Expériences au Hanovre. Les ingénieurs du Hanovre, pays où la maçonnerie est très-chère, se sont les premiers lancés dans la construction des ponts métalliques. Dans son Mémoire de 1854, M. Couche rend compte des expériences comparatives faites sur l'âme pleine et sur le treillis.

On a fait construire dans chaque système une travée d'épreuve de 3 m ,28 de longueur et de m ,327 de hauteur. Le treillis, en barres plates de m ,04 sur O m ,002, présentait des mailles de m ,027 ; il équivalait à une feuille de tôle continue de œ ,001 ; c'est, en effet, avec cette tôle que l'on constitua l'âme pleine. Les semelles des deux systèmes étaient identiques.

Le pont en treillis se rompit au bout de cinq minutes, sous une charge uniformément répartie de 6,948 kilogrammes, après avoir pris une flèche de 40 mm ,ll; le pont à âme pleine prit une flèche de 6 millimètres sous une charge uniformément répartie de 6,591 kilogrammes et ne se rompit que sous une charge de 12,329 kilogrammes.

Ainsi, la charge de rupture avait doublé dans le second cas, et, à charge égale, Ja flèche était moitié moindre.

La poutre pleine se rompit en son milieu, la semelle inférieure se déchirant et la semelle supérieure s'écrasant; mais, dans la poutre en treillis, la partie médiane resta intacte, et elle périt par rupture près des culées ; certaines barres du treillis furent ployées sous la compression, les autres rompues par déchirement et les rivets qui reliaient ces barres aux cornières furent arrachas.

La conclusion était, tirée de ces expériences par les ingénie ars du Hanovre, corn

plétement fausse. Les expériences ne prouveirt pas que la poutre à âme pfleine est préférable à la poutre en treillis, elles prouvent simplement que le treillis était mal combiné, trop fort à la partie médiane de la poutre, trop faible près des culées.

En effet, le calcul nous a moiïtré que les tensions et compressions des barres du treillis allaient en croissant du milieu de la poutre à ses extrémités, il faut donc que les sections suivent la même progression, et elles doivent être calculées de telle sorte que le treillis se rompe près des culées au moment où les semelles cèdent à la partie centrale. Dans l'expérience du Hanovre, le treillis près des culées céda bien avant que les semelles eussent atteint à la partie centrale la limite de leur résistance.

Aujourd'hui, l'on a soin de faire varier les dimensions du treillis, non d'une manière continue, mais par zone, et on a soin de substituer aux barres plates soit des doubles T, soit des fers en U, soit des fers oméga, dont la résistance au flambage est considérable. Le treillis à larges mailles et à barres vigoureuses tend à remplacer partout les treillis serrés à barres plates.

Expériences de M. Vingénieur en chef Dupuy. — M. l'ingénieur en chef Dupuy a exécuté pour la Compagnie d'Orléans une série d'expériences sur les poutres en treillis, au moyen d'un appareil de son invention présenté à l'Exposition universelle de 4873. Voici comment s'exprime à ce sujet la notice présentée par le ministère des travaux publics.

a Dans le but de connaître aussi exactement que possible, les effets de tension et de compression qui se produisent dans les diverses barres de fer dont les poutres à treillis sont composées, la Compagnie d'Orléans a fait faire de nombreuses expériences sur une poutre en tôle de 12 mètres de longueur et de l m ,20 de hauteur ; et les résultats obtenus doivent permettre de modifier à l'avenir la distribution du métal, de manière à obtenir une économie très-notable dans la construction des poutres en tôle.

Pour reconnaître directement les effets produits sur chaque "barre, pour juger de la nature de ces effets, soit de tension, soit de compression, et pour mesurer exactement leur intensité, M. l'ingénieur en chef Dupuy a imaginé un levier coudé, dont le dessin exposé indique les dispositions. U est composé de la manière suivante :

Une tige de fer est percée, vers ses extrémités de deux trous A et B, dont les centres sont distants exactement de 1 mèire ; cette première tige s'assemble, à Tune de ses extrémités B, avec l'extrémité d'une autre tige percée de trois trous C, D, E, dont les centres C et D sont espacés de 5 centimètres, et les centres D et E de 1 mètre.

Ces deux tiges ainsi assemblées forment un levier coudé.

"Maintenant, sur chaque barre de fer à éprouver, on peroe deux trous, calibrés très-exactement, et distants Tun de l'autre de 1 mètre ; on fixe les deux tiges du levier coudé par les points A et D, et Ton dispose les charges d'épreuve.

Si une barre se trouve soumise à un effet de tension, elle s'allonge, les points A et D s'éloignent l'un de l'autre, les deux tiges du levier coudé tournent autour du centre C, l'angle qu'elles forment entre elles s'ouvre, et d'après le rapport des parties CD et DE, l'extrémité E parcourt un espace vingt fois plus grand que l'allongement réel subi par la barre éprouvée.

Pour une autre barre subissant un effet de compression, les points A et D se rapprochent l'un de l'autre, les deux tiges du levier tournent auU ur du centre C de manière à refermer l'angle qu'elles forment entre elles, et Vf xtrémitè de la