CANAUX

On appelle canal latéral une voie artificielle creusée à côté d'un cours d'eau naturel; ce canal a sa pente dans le même sens que le cours d'eau.

On appelle canal à point de partage une voie artificielle dont le but est de passer d'une rivière dans une autre lorsqu'il est impossible de franchir de niveau le seuil qui les sépare.

imACnË D'UN CANAL LATÉBAIi.

Le but d'un canal latéral est de suppléer à l'insuffisance d^un cours d'eau pour satisfaire aux besoins de la navigation : il reste constamment dans la même vallée^ son tracé n'offre pas généralement de grandes difficultés; sa position doit être choisie de manière qu'il contienne une hauteur d'eau nécessaire pour le passage des bateaux^ qu'il soit à Fabri des dégradations que pourrait lui causer la rivière voiône^ et qu'enfin on évite, autant que possible^ les dépenses trop considérables dans lesquelles on pourrait être entraîné par des indemnités de terrains. Il y a presque toujours avantage à quitter le fond de la vallée pour se rapprocher des coteaux, car en âevant le canal on le rend insubmersible ; mais des deux coteaux il faut choisir le moins abrupte, celui qiii présente le meilleur sol^ celui qui est le moins couvert d'habitations.

Quelquefois le cours d'eau vient s'appuyer contre l'un des coteaux qui est taillé tellement à pic qu'il est impossible de placer un canal entre lui et la rivière, de sorte qu'il faut ou passer d'une rive à Tautre, ou déplacer la rivière. Dans ce cas, le déplacement de la rivière est le moyen qu'on doit généralement préférer, surtout quand l'obstacle n'est pas très-étendu, car l'on conçoit que pour passer d'une rive à l'autre, il faut ou descendre de chacune des branches du canal dans la rivière, ou passer par-dessus cette rivière, et il en résulte toujours des difficultés et des dépenses considérables. Par conséqueut, si l'une des rives permet d'éviter cette difûculté, il faut la choisir. Si cependant la nécessité de subir ces inconvénients se manifeste, il faut s'arranger de manière à les atténuer le plus possible.

Les eaux étant maintenues de niveau dans le canal^ il faut^ pour suivre la pente de la vallée, former plusieurs parties horizontales que Ton établit à des hauteurs différentes : le passage des unes aux autres se fait au moyen d'écluses à sas> dont les emplacements déipendent de la position que l'on a choisie pour le canal.

Si le canal est établi dans la vallée, dont la pente est ordinairement la même que celle du cours d'eau, on ne peut pas donner aux écluses une grande chute, parce qu'il faudrait pour cela creuser profondément les biefs vers Tamont et les élever beaucoup au-dessus du sol vers Taval, ce qui entraînerait dans des dépenses considérables et pourrait donner lieu à des accidents, si des digues trop élevées venaient à se rompre.

Quand, au contraire, le canal s'appuie à un coteau, on peut maintenir le tracé dans une position telle que les déblais de la cunette Suissent suffîre à former les remblais des digues, et alors on peut onner aux écluses la chute plus convenable de 2",50 à 3 mètres. La portion du canal comprise entre les deux écluses consécutives porte le nom de bief.

WmOVfOLM EN TRATfiBS.

La largeur d'un canal est toujours en rapport avec les dimensions des bateaux qui doivent le fréquenter; elle est à peu près le double de celle des bateaux les plus larges. Ainsi, sur les canaux dont les écluses ont 5™,30, la largeur du plafond est de 10 mètres; pour e^jSO, elle est de 12 mètres.

Cette largeur a été calculée de façon que deux bateaux puissent se rencontrer sans se gêner, en ayant égard à leur élévation audessus du fond du canal et à rinclinaison du talus.

La profondeur dépend aussi du tirant d'eau des bateaux qui fréquentent les rivières ou les canaux avec lesquels celui que Pou projette sera en communication. Cette profondeur varie entre i^,^, im,65 et quelquefois 2 mètres.

Les talus du côté du canal ont ordinairement ^ ^àe base pour

i de hauteur; à la hauteur du niveau de Teau, on établit une petite terme de 0'^,25 à 0",30, et quelquefois de 0«,50, sur laquelle on

f)lante des glaïeuls pour empêcher le clapotage de l'eau de dégrader es talus; pour empêcher cette dégradation on a encore formé sur quelques canaux une zone empierrée, soit verticalement, soit suivant rinclinaison du talus, en prolongeant cette zone au-dessus et au-dessous du niveau de Peau; enfin sur d'autres on a fait un revêtement en planches^ soutenu par des piquets et muni d'une petite banquette destinée à empêcher les dievaux de s'écarter du chemin de halage.

On donne 3 à 6 mètres de largeur aux digues sur lesquelles se fait le halage; ces digues sont ordinairement à 0",50 au-dessus du niveau des eaux de navigation; lorsque l'on peut craindre des variations de niveau, on porte cette surélévation à 0'**,75 ou à 1 mètre. Dans le tracé d'un canal il faut avoir soin de le mettre à Tabri

des inondations provenant des crues du cours d'ean; il faut^ par conséquent^ avoir une parfaite connaissance du régime du cours d'eau et recueillir autant de renseignements que possible.

êMJOÊBmATtmfi.]

Un canal est généralement alimenté par les eaux de la rivière elle-même ; quand le sol de la vallée n'est pas très-élevé au-dessus du niveau de la rivi^e^ Pécoulement des eaux de la rivière dans le canal se fait naturellement et sans travaux d'art. On n'a plus alors à se procurer sur le parcours de ce canal que le volume d'eau nécessaire pour remplacer les pertes qui se font par ûltration^ par évaporation^ etc. On peut utiliser les affluents du cours d'eau principal qui longent le canal ^ pour se procurer les eaux dont on a besoin. Cependant il y a des localités où on maintient avec peine en navigation des canaux latéraux ; pour en fournir un exemple^ nous citerons le canal du Rhône au Rhin y alimenté par une rigole navigable qui prend dsms le Rhin^ près de Huningue^ 16 mètres cubes d'eau par seconde^ et qui n'offre pas encore une navigation facile^ à cause de la perte considérable des eaux à travers le sol graveleux dans lequel le canal est creusé; il est Vrai qu'on est parvenu à diminuer les pertes chaque année^ en introduisant dans la rigole des eaux bourbeuses qui laissent sur le lit un limon qui diminue les filtrations.

Quand un canal latéral ne prend pas sa source dans la rivière elle-même ; on le dérive d'un point assez élevé pour que les eaux puissent arriver au canal latéral, ou bien l'on prend eelles d'un affluent plus favorablement situé.

ranrauMNicrrMiii de ft.'EAiJ.

L'eau fournie par les rigoles alimentaires est introduite dans le canal par un réservoir ou aqueduc de prise d'eau qui passe sous la digue. Cet aqueduc est ordinairement disposé du côté du canal {fig. 57 et 58, PL V), avec murs en ailes, établis dans le prolongement des culées, sans aucun fruit sur leur parement; leur couronnement, disposé suivant le talus du canal, est appareillé comme dans les ponceaux de route, et exécuté avec des pierres taillées à crossettes. Du côté d'amont les culées sont prolongées pour recevoii des coulisses dans lesquelles on place une vanne. Cette vanne a un double emploi : d'abord elle permet de réparer la rigole d'alimen-» tation tout en maintenant dans le canal les eaux à la hauteur voulue; puis elle sert à arrêter l'introduction de l'eau dans le canal, soit à l'époque des crues, soit dans les temps ordinaires, lorsque, par une cause quelconque, on a besoin de vider le canal, soit enfin quand les eaux sont assez abondantes. Quand on arrête l'introduction de Feau dans le canal, il est évident qu'il faut lui rendre son ancien écoulement, ce qui ne peut se faire qu'autant que Ton a établi un déversoir de fond, soit au point où la rigole se sépare du lit du ruisseau dont on emprunte les eaux, soit ^i un point plus convenablement placé, c'est-àrdire plus rapproché du canal, si la rigole .

aune grande longueur. Ce déversoir de fond est ordinairement formé de deux culées portant des coulisseaux dans lesquels on place une Tanne.

É¥ACIIA1!MM DBS EAUX.

n faut que dans les biefs où il y a des prises d'eau, il y ait aussi des moyens d'évacuation, pour qu'un canal ne soit pas exposé à être submergé, et pour qu'on puisse le vider entièrement pour y faire les travaux d'entretien nécessaires.

Pour empêcher la submersion, on a construit des déversoirs de superficie ou des siphons, et pour vider le canal, on a fait des déversoirs de fond avec vannes.

Les déversoirs de fond avec vannes' sont disposés de la même manière que les prises d'eau; la vanne est placée derrière la digue, et les murs de prolongement doivent avoir assez de longueur pour résister à la poussée de l'eau, qui tend à les renverser; il faut donner aux fondations, à leurs extrémités, des renforts à parement vertical si le terrain est résistant, et à parement incliné s'il est mauvais, afin d'empêcher complètement les filtrations qui se feraient sous la fondation même.

Les déversoirs de superficie ou siphons sont établis en tête d'aqueducs construits comme l'aqueduc de prise d'eau, s'ils ont peu d'importance ; quand ils sont plus étendus, qu'ils ont 2 ou 3 mètres ou plus, on les construit avec radier, entre deux bajoyers ou culées, sur lesquels est placé un tablier en charpente ou une voûte en maçonnerie.

PAMAfiB Dl» AWUJBNl».

Un canal latéral doit nécessairement traverser tous les affluents du cours d'eau qu'il remplace. Or, comme le niveau du canal est constant et que ceux des affluents sont variables, on ne peut pas les mettre toujours en communication. Comme le canal est ordinairement plus élevé que les affluents, on les fait passer sous le canal. On appelle aqueduc l'ouvrage d'art qui assure le libre passage d'un cours d'eau sous un canal lorsqu'il a peu d'importance. On appelle cet ouvrage pont-canal quand il y a plusieurs arches ou même une seule d'une grande ouverture.

Les aqueducs sont de simples ponceaux auxquels on donne des dimensions proportionnées au volume d'eau à écouler. Lorsque la différence de niveau entre les eaux du canal et celles du ruisseau est peu considérable, la voûte de l'aqueduc reste toujours noyée, l'aqueduc fait siphon, et son radier est beaucoup plus bas que le fond du ruisseau en amont et en aval. Cette disposition exige des précautions dans la construction de la voûte, et que l'aqueduc soit disposé de manière que l'on puisse en épuiser les eaux en cas d'engorgement. '

Il faut donner à la voûte assez d'épaisseur pour que son poids soit supérieur à celui de la colonne d'eau qui doit presser sous Tin-

NAVIGATION INTËMBURE. 3»

trados^ afin que si on met le canal à sec, la pression de bas en haut que Teau exerce sur la surface d^intrados ne puisse pas souleyer la maçonnerie.

On termine ordinakement les aqueducs aux deux tètes par des murs en retour^ parce que ces murs s'opposent aux filtrations qui tendraient à s'établir à la jonction des terres et de la maçonnerie; il convient aussi de relier les culées par un radier^ afin que les eaux ne puissent pas s'ouvrir un passage derrière et dessous les culées; le canal est ordinairement exécuté en terre au-dessus des aqueducs, comme dans ses autres parties^ et on lui conserve le même profil.

Depuis quelques années on remplace les aqueducs de faibles di« mensions par des tuyaux en fonte d'un diamètre qui ne dépasse pas

2 mètres; on en a fait usage au canal de la Marne au Rhin et au canal latéral à la Garonne; lorsqu'un seul tuyau est insuffisant^ on peut en placer deux ou trois de front. L'emploi de ces tuyaux est surtout convenable quand les aqueducs doivent faire siphon et être pressés de dedans au dehors^ parce que l'épaisseur qu'on est obligé de leur donner pour les fondre est plus que suffisante pour résister aux sous-pressions.

Lorsque Faffluent sur lequel un canal doit passer n'est pas un ruisseau^ mais un cours d'eau qui exige une ouverture de plus de

3 ou 4 mètres et qui débite un volume d'eau considérable ^ on ne peut plus faire passer les eaux dans un aqueduc faisant siphon ni dans des tuyaux^ parce que Tobstruction de cet aqueduc offrirait de graves inconvénients. Dans ce cas, on construit le canal à une hauteur suffisante pour que les eaux passant sous le pont n'atteignent pas la voûte même à l'époque des crues. Les plus grands ponts* canaux > ceux du Guelin et de Digoin, pour le passage du canal latéral à la Loire, sur FAllier et sur la Loire, satisfont à cette condition.

La différence essentielle entre les aqueducs et les ponts-canaux tient à ce que les aqueducs sont recouverts avec de la terre et ne sont apparents que par leurs têtes, tandis que les ponts-canaux sont entièrement exécuta en maçonnerie, et que le canal est renfermé dans une cunette maçonnée sur toute l'étendue du pont.

V»iaf-cmial «ar rAnnmnee, à Saint-Fl«rentln« — Ce pont-canal est formé de cinq arches de 5",80 de largeur chacune, elles sont en arc de cercle avçc la moindre flèche possible, afin de ne pas trop exhausser le canal. Le pont a extérieurement l'apparence dSm pont ordinaire, à cette différence que les tètes sont surhaussées de toute la profondeur du tirant d*eau dans le canal. La largeur d\ine tête à l'autre se compose de celle des parapets, des banquettes de halage et du lit du canal réduit au passage pour un seul bateau ; la largeur du canal que nous prenons pour exemple (/îff . 59 et 60, PI. Y) est de 40",40, savoir : 2»,4.5 pour chaque banquette, et 5«»,20 pour le canal. Cette dernière largeur est celle des écluses, et elle suffit ici, parce que le pont-canal a peu de longueur; mais pour un

Cd*une plus grande longueur, il conviendrait d'augmenter la nr de la eun^te pour faciliter le passage des bateaux , qui, sans cda, exige beaucoup de temps^ attendu qu'il y a pieu de passage pour

40 NAVIGATICHN IMIÉRIEURE.

Teau qui doit se déplacer le long du bateau pour passer de Favant à Parrière.

- M. Jullien^ ingénieur en chef des Ponts et Chaussées^ a donné. à la cunette du pont-canal de Digoin une largeur de 6 mètres en gueule et de 5",60 au fond, et il a regretté que cette largeur ne fût pas plus grande; en e£fet, sur un canal très-fréquenté, il est important que les bateaux franchissent rapidement un pont aqueduc^ parce qu'il y a toujours une écluse à Pavai, et qu'un bateau descendant, qui doit remplacer dans le sas ]e bateau montant, est forcé d'attendre, pour s'engager sur le pont-canal, que le bateau montant ait franchi et Técluse et le pont.

Comme on est obligé d'élever beaucoup les ponts-canaux et par conséquent de soutenir les canaux eux-mêmes en remblai, il y a intérêt à redescendre le plus tôt possible ; aussi construit-on ordinairement une, deux ou trois écluses à la suite d'un pont-canal.

Au pont de Saint-Florentin, le mur de chute de Técluse est établi immédiatement derrière la culée: par cette disposition, la liaison des digues en terre à la maçonnerie se fait sans difficulté à Textrémité de récluse; mais du côté de Tamont, pour éviter les fiUrations qui pourraient se manifester entre le cana) maçonné et Je canal en remblai, il faut rattacher le pont à ces remblais non-seulement par une espèce de terre-plein qu'on obtient en prolongeant les culées et en construisant de très-longs murs en retour, itiais encore en prolongeant la cunette maçonnée au delà de la culée d'amont, de manière à enraciner la maçonnerie dans le remblai.

Dans l'étude d'un pont-canal, il faut avoir égard au poids des maçonneries et au poids de l'eau pour calculer la force à donner aux piles, aux culées et aux voûtes. On doit surtout prendre de grandes précautions contre les filtrations qui sont toujours difficile» à éviter; on a cherché à les éviter en recouvrant les voûtes d'une couche de béton de 0"»,25 à 0'°,30 d'épaisseur, et en revêtant le fond et les bords de la cunelie avec des dalles en pierre dure, et en appliquant sur ces dalles deux couches d'enduit en bitume.

On garantit les cuvettes du frottement et du choc des bateaux par des lisses en charpente supportées i^ar des montants en bois et retenues contre les parois latérales par des boulons goujonnés, dont les écrous sont noyés dans le bois.

Pont«-caii»ai& en fente. — On a aussi construit des pontsr canaux en fonte à l'imitation de ceux qui existent en Angleterre. On en a exécuté un sur la Seine, un peu en aval de Troyes : la cuvette est en fonte, elle est supportée par des arcs également en fonte et reliés à leur partie supérieure par les plaques du fond de la cuvette. Le fond de la cuvette et ses parois latérales sont formés de plaques de fonte de 0^,0^ d'épaisseur; les bords sont retournés d'équerre comme les collets des tuyaux de conduite et s'assemblent de même, avec des petits boulons à écrous; ces sortes de nervures leur assurent une grande rigidité; les parois latérales sont maintenues par des étriers; la banquette de halage, de 2"*,30 de largeur, est placée en dehors et en encorbellement sur la cuvette ; on élargit par ce moyen la voie d'eau et l'on diminue la résistance du halage.

sans être obligé de donner à la cuvette plus de largeur qu'aux écluses établies sur le canal. Le plancher de la banquette se continue sur la paroi latérale pour obvier au choc et au frottement d^ bateaux.

TRACÉ d'vhî cmnam, a poiirr inb partacib.

Les canaux à point de partage sont ceux qui servent à passer d'un bassin dans un autre ^ en traversant une chaîne de montagnes sur chacun des versants. Les branches descendantes du canal aboutissent chacune à un fleuve ou à une rivière navigable; on leur donne le nom du cours d'eau principal auquel elles se rattachent. Ainsi le canal de Saint-Quentin a le versant de TEscaut et le versant de rOise. D'autres fois on désigne les deux branches du canalpar le nom de la mer à laquelle aboutissent les eaux^ c'est ainsi que le canal du Midi a le versant de FOcéan et le versant de la Méditerranée.

Le tracé d'un canal à point de partage présente toujours de grandes difficultés : la condition principale à laquelle il doit satisfaire est de traverser le faite de la chaîne qui sépare ses deux versants au point où Ton peut réunir la plus grande quantité d'eau possible; il faut donc franchir le faite en son point le plus bas^ puisque c'est à ce point que Ton peut amener les eaux en plus grande abondance.

Il y a très-peu de localités assez heureusement situées pour que l'on puisse passer d'un bassin dans un autre en un point assez bas^ par rapport à la chaîne que Ton traverse^ pour que les parties de cette chaîne^ situées au-dessus du plan horizontal passant par le point minimum^ fournissent la quantité d'eau nécessaire à Talimentation d'un canal. Ordinairement les cours d'eau ne prennent naissance qu'à un niveau inférieur au niveau du sol dans lequel le canal a été creusé^ de sorte que pour recevoir ces eaux^ il faut creuser des tranchées profondes ou même ouvrir (tes souterrains, ce qui se présente habituellement; ainsi, au canal de Saint-Quentin, dont le point de partage passe de la source de l'Escaut à la source de la Somme, il y a un souterrain; il en est de même au canal de Bourgogne, qui unit les sources de TOuche et de l'Armançon.

• Il n'y a que des tranchées au canal Crozat, qui unit l'Oise et la Somme, placées au point où ces. deux rivières divergent après avoir coulé parallèlement; il en est de même au canal du Centre, placé au point d'inflexion qui se trouve entre la Saône et la Loire, coulant en sens opposé.

On peut quelquefois diminuer un souterrain et même le supprimer, si l'on reconnaît, par une étude minutieuse et détaillée, que le volume d'eau à recueUUr à la surface des terrains avoisinants peut satisfaire à tous les besoins, ou bien s'il faut s'enfoncer plus ou moins pour en recueillir un volume plus considérable. Quelquefois les cours d'eau existants aundessus du point de partage fournissent naturellement ces eaîux, mais ce cas est très-rare, et il faut en général approvisionner des eaux dans la saison pluvieuse pour en avoir à l'époque des sécheresses. On ne peut pas compter alors sur le

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jaugeage du produit d'un ruisseau^ il faut calculer ce que les réservoirs pourront recevoir d'eau.

C'est aujourd'hui un fait incontestable^ que le véritable système d'alimentation des canaux ne consiste pas à réunir au point culminant la plus grande quantité d'eau possible pour la distribuer de là sur les deux versants; dans tout canal à point de partage, la question la plus difficile à résoudre est de se procurer une quantité d'eau suffisante pour maintenir en bon état de navigation les biefs ali* mentés exclusivement par les eaux que le point de partage leur envoie.

Pour déterminer la quantité d'eau nécessaire au service de la navigation, on doit chercher à estimer aussi exactement que poê* sible les différentes causes de dépense d'eau. Ces causes sont, comme on le sait, au nombre de six, savoir :

1®. Les pertes par évaporation ;

2o. Les pertes par filtration;

S**. L'écoulement qui a toujours lieu à travers les portes des écluses et les fausses manoBuvres des éclusiers pour envoyer de l'eau aux biefs inférieurs ;

4®. Le remplissage des biefs après les chômages ;

5<>. La perte causée par Fimbibition des digues et terrains avoisinants, au moment de ce même remplissage ;

6^. La consommation pour le passage des bateaux par les écluses.

t«. Pertes imr éTaparattirai. — L'évaporation varie avec la température, avec Tétat de l'atmosphère, mais en général on Fa trouvée de 0",004 par jour. L'évaporation ne doit être prise en sérieuse considération qu'à l'époque des sécheresses; à cette époque il ne pleut pas, et l'évaporation est au contraire très-considérable ; on se tromperait donc si on déduisait le volume de l'eau évaporée de celui de la pluie tombée.

Connaissant la surface des biefs et réservoirs du canal alimentés uniquement par le bief de partage, on pourra se rendre compte de la perte totale due à cette cause.

to. Pertes par flltratloit. — Les fiitrations varient avec la nature du sol; elles sont toujours très-abondantes au moment où l'on met un canal en navigation, mais elles diminuent ensuite chaque année. On c«ompte ordinairement les pertes produites par les fiitrations comme doubles de celles provenant de l'évaporation^ ce qui nous parait largement suffisant pour les terrains avoisinant le bief de partage.

Perti^ par les portes d'éeluses et par les fau s ses manœuvres des éelnsiers* — Gauthey, dans ses Mémoires sur les canaux, évalue cette perte à iOOO mètres cubes par jour pour les portes seulement. M. Minard ne la suppose pas au-dessous de 300 mètres cubes par vingt-quatre heures, et il estime qu'elle s'élève souvent au quadruple, soit 1^)0 mètres. Enfin, M. Brissoe, dans son Cours de navigation, l'estime à i 500 mètres cubes par jour; nous aurons donc égard à cette évaluation, et si nous la doublons pour avoir égard aux fausses manœuvres, nous aurons 3000 mètres cubes pour chaque versant et par cosoéquent 6000 mèUes

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cubes pour le hief de partage. En comptant sur trois cents jours de navigation dans Tannée^ on voit que nous aurons pour cet article i 800000 mètres cubes.

Cependant, lorsqu'au lieu de portes en bois qui ne sont pas entretenues avec le plus grand soin, on adopte des portes en tôle bien eonstniites, et d'un entretien à peu près nul, on sera au-dessus de la réalité en évaluant les pertes dues à cette cause à 6 ou 800 mètres cubes en U heures.

liem|ill(mMise ëtem Mefs après \(tm éikéwnmsem* — On peut très-bien s'arranger, lors du chômage, pour que toute Teau contenue dans les biefs ne soit pas perdue, d'abord parce qu'il est possible qu'on ne soit pas obligé de mettre tous les biefs à sec^ ensuite parce que l'on pourra souvent faire servir l'eau des biefs supérieurs au remplissage des inférieurs en commençant le curage par ceux-ci ; de sorte que l'on devra se contenter d^évaluer la dépense d^eau des biefs inférieurs.

Pertes par l'tmMMtton^ — Il est presque impossible de calculer exactement cette perte; on Févalue ordinairement au tiers du remplissage des biefs.

Consvnuimlioii pour le p«— â ge des bateaux par les éelases* — Il est facile d'évaluer la quantité d'eau dépensée

Jour le passage d'un bateau : supposons que ce bateau monte un es versants pour descendre par l'autre; lorsqu'il arrivera poiuf finnchir la première écluse et que les portes d'aval seront fermées derrière lui, il taudra, pour l'élever au niveau du bief supérieur^ faire entrer dans le sas un prisme d'eau qui aura pour mesure la section horizontale de ce sas multipliée par la hauteur de chute,; soit P ce prisme. Quand le bateau sera ainsi amené à la hauteur du bief supérieur, on le sortira du sas^ et la place qu'il y occupait sera remplie par le volume d'eau qu'il déplaçait et qui sera encore pris aux dépens du bief supérieur; soit V ce volume. Ainsi le premier bieî dans lequel le bateau se trouvera aura perdu un volume d'eau exprimé par P -h V. Pour monter dans le bief immédiatement supérieur, le bateau en tirera le même volume P -F V qu'il versera dans le premier bief, lequel sera ramené à son état primitif aux dépens du second. Ainsi en montant toujours, il se trouvera que le volume P -{- V a été tiré du bief de partage.

Arrivé là, le bateau doit descendre par l'écluse supérieure du versant opposé. Avant de l'y faire entrer, on remplit le sas, et on tire ainsi du point de partage un prisme de remplissage P; mais au moment où le bateau se place dans le sas, il fait refluer dans le bief de partage un volume d'eau égal à celui qu'il déplace^ de sorte que quand on ferme les portes d'amont pour vider le sas et abaisser le bateau au niveau du bief inférieur, le bief de partage n^a perdu que que P— V. Le bief inférieur se trouve donc avoir gagné ce volume p.— . V qui sert au bateau à descendre tout le versant, de sorte qu'en résumé la dépense d'eau totale est (P -4- V) -+- (P — V) = 2 P.

Ainsi chaque bateau marchant isolément dépense deux prismes de remplissage.

Lorsque la navigation est active sur un canal, on ne vide jamais

U NAVIGATION INTËRD^URK

un sas que pour faire descendre un bateau^ de sorte que la dépense d^eau pour un bateau montant et pour un bateau descendant est 2P ; elle sera P pour chacun d'eux lorsqu'ils ont une même section et un même tirant d'eau.

Si les bateaux montaient à vide au bief de partage pour y prendre charge^ au lieu de traverser simplement le cianal en conservant toujours le même tirant d*eau^ la dépense serait modifiée. Soit S la section horizontale d'un de ces bateaux^ h son tirant d'eau à vide, H son tirant d'eau à charge, et C la chute de l'éoluse^ la dépense d'eau à l'arrivée du bateau dans le bief de partage sera S C -+- S A ; en descendant elle sera S G —S H et en total 2 S C -+- S (A r— H) = S (2 G -h A — H). Supposons que la chute de l'écluse soit égale

à ^(H — A)^ la dépense sera nulle. On conçoit même que Fon

puisse prendre une chute assez faible pour que le bief de partage ait gagné de Teau au lieu d'en perdre.

Si^ à partir d'uj| point de partage, on rencontre une écluse dont la chute soit plus considérable que celle des précédentes, il est évident qu'au passage de chaque bateau, il faudra restituer au bief de partage la quantité d'eau nécessaire au passage de cette grande écluse. Il est donc très-important, quand on construit un canal, de donner aux écluses des chutes égales, afin d'éviter un surcroît de dépense d'eau pour le bief de partage.

On avait imaginé sur quelques canaux de construire plusieurs écluses contiguês, ce qui modifie beaucoup la dépense * ainsi pour faire monter un bateau quand tous les sas contiennent un prisme de flottaison, il faut tirer du bief supérieur autant de prismes de remplissage qu'il y a de sas et de plus un prisme égal au volume d'eau déplacé par le bateau. A Fonserane, près Béziers, par exemple, les sept sas accolés dépensent 7 P -f- V pour faire monter un bateau. £n descendant, le bateau ne dépense toujours que P — V. Si tous les sas étaient vides, et c'est le cas ordinaire, il faudrait en-* core ajouter à la dépense le prisme d*eau nécessaire pour faire flotter le bateau dans le sas immédiatement supérieur ou inférieur ; de sorte que pour n chutes, la dépense d'eau serait en montant nP-t-(n — i)FH-V, en appelant F le prisme de flottaison; en descendant la dépense serait P -h 2 F — V, et en total

P(nHh4)-hF(n-hi).

On voit par là que sous le rapport de la dépense de l'eau et sous celui du temps nécessaire pour le passage des bateaux le système des sas accolés est des plus vicieux.

Moyens Imasliiés pour ménager Te»» employée à faire passer les bateaox. dans les sas des éeluses^ — Sur les canaux où la quantité d'eau employée à faire franchir aux bateaux la chute des écluses est une fraction importante de la dépense d'eau totale, et où l'eau est rare, on a cherché les moyens d'économiser celle qui est nécessaire pour cette manœuvre.

La première idée qui a dû se présenter a été de construire à côté de chaque sas un bassin d'une section égale, dont le fond descen-

drait aux deux tiers de la hauteur de la chute, et qui, mis en communication avec le sas, pourrait recevoir le tiers de Téclusée, et le rendre ensuite dans le sas pour le passage d'un autre bateau.

En donnant au bassin latéral une section plus grande que celle du sas, ou en faisant plusieurs bassins étages, on pourrait économiser une plus grande quantité d'eau.

M. de Béthancourt, directeur général des voies de communication en Russie, et M. le colonel Congrève ont imaginé divers appareils pour économiser Feau au passage des écluses ; mais Texéution en serait difficile : d'ailleurs ces appareils sont si compliqués, que nous n'essayerons pas de les décrire ; nous nous occuperons plutôt des appareils beaucoup plus simples imaginés par M. Girard, mécanicien.

A côté d'un sas ordinaire E {fig, 6i,Pi. F) il établit un bassin B, dans lequel il place un flotteur rectangulaire F (fig. 62, PL V). Ce flotteur en tôle est à double fond, et ses fonds sont tellement disposés, que dans le moment initial, étant recouverts d'une tranche d'eau de peu d'épaisseur, la surface de cette eau se trouve, dans le compartiment supérieur, à 0%05 au-dessous du niveau du bief d'aval. Le compartiment supérieur C est mis en communication avec le bief d'amont, au moyen d'un siphon renversé S', tandis que le compartiment inférieur C communique avec le bief d'aval par le siphon S. Ces siphons peuvent se fermer avec des soupapes a et a^ L'appareil étant dans cette position, si on ouvre les soupapes, l'eau coulera des deux biefs dans le flotteur qui s'immergera à raison de l'eau qu'il recevra, et conservera toujours la dénivellation de 0^,05 entre l'eau des biefs et celle des compartiments inférieurs correspondants ; par conséquent, lorsque l'eau sera élevée dans le sas à 0"*,40 au-dessous du niveau de l'amont, si on ouvre les portes, la branche d'eau de 0",10 qui entrera dans le sas soulèvera le flotteur de 0",40; de sorte que l'eau contenue dans les deux compartiments se trouvera à O^oB au-dessus du niveau des biefs supérieurs et inférieurs. On pourra donc verser dans les biefs l'eau que contiendra le compartiment correspondant à chacun de ces biefs, et revenir ainsi au point initial. Les siphons renversés qui mettent en communication les biefs avec les compartiments n'ont pas besoin d'être amorcés, il faut seulement que dans le mouvement oscillatoire du flotteur, les tranches verticales des siphons qui remontent dans les comparti* ments puissent glisser dans des garnitures hermétiques en cuir,

La construction du sas et du flotteur ne présente aucune difficulté ; seulement il faut que le flotteur ait un poids égal à celui de Teau dans la partie alternativement immergée et émergée, et l'éclusier doit être très-attentif à établir un écoulement régulier entre les biefs et les deux compartiments du flotteur.

Quand on étudie le tracé d'un canal aux abords du fief de partage, on doit déterminer la chute des écluses, car nous avons vu que la dépense d'eau en dépend; il faut donc que cette chute ne soit pas trop considérable.

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lUCOUBS ET BËSEBWOUS.

Migol^mm — Les cours d'eau qui alimentent un point de partage î)*arrivent que rarement d'une manière directe dans le bief supérieur^ il faut presque toujours les dériver pour les faire arrêter à la hauteur de ce bief. On ouvre alors une rigole qui amène les eaux au bief de partage avec la moindre pente possible, pour que le ruisseau que Ton dérive^ étant pris très-bas^ fournisse le maximum d'eau * au bief de partage. Pour déterminer la pente de la rigole, il faut se donner la vitesse qui ne peut pas être moindre de 0",20 à 0'n,30 par seconde. On a cherché quelquefois à se guider sur des exemples, et on a consulté les pentes données à différents écoulements artificiels, mais sans avoir égard à l'élément essentiel qui est le rayon moyen; or, pour que deux rigoles de formes différentes soient 4anfi la même condition, il faut que la valeur de RI, dans la formule lM = av-hbv\ soit la même.

Lorsqu'une rigole doit recevoir de» eaux affluentes dans son parcours, il est nécessaire de faire varier la section en raison des volumes divers qu'elle aura à écouler et que Ton peut facilement mesurer^ lorsqu'elle n'est destinée qu'à Técoulement des eaox d'un réservoir, le volume d'eau varie suivant les besoins; eu temps ordinaire, la rigole ne fournit qu'à l'alimentation régulière du canal; mais après les chômages, elle doit débiter un volume d'eau assez considérable pour remplir promptement les biefs qui ont été mis à sec : on adopte pour cela un profil qui satisfasse à cette double destination; celui qui parait le mieux convenir e&t celui pour lequel on établit une banquette au niveau qui répond à cet écoulement, de manière qu'il a un lit mineur et \m lit majeur; de cette manière on augmente le périmètre mouillé et on diminue par conséquent la vitesse de l'eau qui pourrait sans cela dépasser la limite qui convient à la résistance du sol.

Soit donc Y la vitesse et Q le volume, on aura pour la section

t»=^' Dans les tubes de M. de Prony on trouve la valeur de RI

correspondante à une vitesse donnée. Ainsi, en appelant x la largeur du fond de la rigole, h la profondeur de l'eau, nous aurais, en supposant les talus à 2 de base pour 1 de hauteur :

RI = la valeur donnée par les tables, c'est-à-dire que nous auroos trois équations et quatre inconnues, a?, A, R et I. Il est vrai que Ton peut, si on n'a pas de condition à remplir, rendre le problème déterminé, en rendant R un maximum; alors on égalera à la différentielle de la valeur de R, et on aura ainsi une quatrième équation.

La pente de la rigole étant déterminée et la position du point où

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en pr^ad les eaux étant connue^ on peut en niTelant arriver à un tracé approximatif en plaçant des piquets suivant la pente de la rigole et de manière que les déblais compensent autant que possible les remblais. Si des obstacles s'opposaient à ce que Pon prit pour base de nivellement la ligne de {Msnte tracée sur le sol et à ce mode d^opérer sur le terrain^ on devrait multiplier les profils en travers pour pouvoir tracer sur le plan des courbes de niveau dans la zone où la rigole doit se trouver renfermée. 11 est nécessaire aussi de

Sikcer sur les rigoleS; près de rentrée des eaux dans le canal^ un éversoir de fond au moyen duquel on puisse assurer ^écoulement des eaux de la rigole en dehors du canal^ soit en cas d'accident à ce canal^ soit quand il y a surabondance d'^au.

néfuerveini* — Il arrive que les cours d'eau naturels ne tsuffisent pas toujours à Palimentation constante d'un canal à point de partage ; il faut alors creuser des réservoirs dans lesquels on fait des provisions d'eau pour les moments de disette ^ ou bien élever Teau avec des machines, ou bien enfin nr^r recours aux puits artésiens. En effets le volume des sources est beaucoup plus faible en été qu'en hiver : le rapport de cette différence est de 1 à 5 au canal deBerry et de 1 à 3 au canal de Bourgogne ; rétablissement de réservoirs devient donc indispensable, si Ton veut recueillir les eaux surabondantes pour les employer aux besoins de la navigation.

On forme un réservoir en barrant un vallon par une digue que Ton établit dans Tendroit le plus étranglé du vallon et de manière à obtenir une très-grande capacité qui devra être proportionnée au Tolume d'eau qu'on pourra y amasser. Il faut pour cela connaître l'étendue des terrains qui ont leur pente vers le réservoir, ainsi que

la quantité moyenne des eaux pluviales. Cette moyenne est en

France de 0^,70 ; on peut supposer que les ^ seulement couleront à

fleur du sol ; avec ces données on connaîtra la quantité maxlma du réservoir.

Quand les réservoirs sont alimentés par des ruisseaux, on peut facilement connaître le volume des eaux par un jaugeage fait à des époques différentes.

Les barrages peuvent être faits simplement en terre , ou bien en maçonnerie, ou bien encore en terre et en maçonnerie : le choix de ces constructions dépend de la hauteur des digues et de la nature du sol. S'il s'agit d'une digue de peu de hauteur, on la fait de préférence en terre, et Ton évite ainsi des dépenses considérables pour les fondations d'un ouvrage en maçonnerie; ainsi, au canal du Nivernais, on a construit des digues en terre qui sont des espèces de chaussées sur lesquelles la circulation est établie; elles ont 4 ou 5 mètres de hauteur, et sont défendues du côté d'amont par des perrés en moellons smiUés et disposés par assises régulières repo-

«ailt sur les talus des digues dressées à i ^9 à 1 -rOuàS de base pour

1 de hauteur, suivant la nature des terres employées àleur exécution. Pour tirer d'un réserve»! les eaux dont on a besoin, il faut que

Ton puisse ouvrir et fermer à volonté un orifice d'écoulement de grandeur convenable. M. Vallée^ dans son Mémoire inséré dans les Annales des Ponts et Chaussées, en 1833^ premier semestre^ donne le projet d*une bonde de prise d'éau applicable à un étang fermé par une digue en terre. Cette bonde est formée d'un aqueduc inférieur ef(ftg. 63, PI. V) établi au niveau le plus bas auquel on se 1)ropose de tirer les eaux du réservoir, et traversant la digue. A ^aplomb des pieds-droits de cet aqueduc vers Tamont, s'élèvent des murs en aile verticaux disposés en talus et portant trois retraites. Entre ces murs sont pratiqués deux autres aqueducs cd , ef, aboutissant dans un puits gh s élevant depuis Taqueduc inférieur jusqu'au sommet de la digue. Au niveau des radiers des deux aqueducs supérieurs sontétablies des plates-formes formant des espèeesd'avantradiers. Les murs en aile des trois aqueducs portent des rainures pour recevoir des poutrelles dans toute la hauteur de chacune des trois divisions de ces murs. Les tètes des aqueducs sont fermées de vantelles de 0»,40 sur 00^,50 ; les aqueducs eux-mêmes ont 0",60 sur 0"',90, et le puits i mètre de diamètre. Pour que les eaux qui tombent des bondes supérieures dans le puits ne dégradent pas les maçonneries, on forme un barrage à poutrelles entre les murs en aile de la tète d'aval de l'aqueduc ab. Au moyen de la disposition que nous venons de décrire , lorsque Ton veut tirer des eaux de Pétang, on n'est pas forcé de lever avec beaucoup de peine une vanne chargée de 12 mètres de hauteur d'eau, mais seulement une vanne de 4 mètres. On peut aussi, dans le cas où la vanne est dérangée, soutenir la charge de Teau à l'aide de poutrelles placées dans les coulisses et mettre la vanne à découvert. Ces mêmes poutrelles permettent de maintenir le niveau de Feau dans l'étang à une hauteur déterminée.

Outre la bonde de prise d'eau, un réservoir doit avohr une bonde de fond placée au point le plus bas de la vallée ; elle sert à vider le réservoir en cas de réparations. Cette bonde est un aqueduc de dimension suf&sante pour débiter le volume des eaux que peut contenir le réservoir. La fermeture doit être placée au fond d'un puits construit dans la digue, afin qu'on puisse la manœuvrer en tout temps.

Barrages en maçoimerle* — On exécute aujourd'hui la plupart des barrages de réservoirs profonds au moyen de murs en maçonnerie. Le réservoir de Grosbois, au canal de Bourgogne, est l'un des plus importants que Ton ait construits de ce genre. Le barrage a été fait pour supporter une élévation de 21 mètres au-dessus du fond naturel de la vallée, sa fondation est établie sur un sol d'argile feuilletée très-dure, et cependant lors du premier remplissage, une lézarde de 0"*,008 s'est déclarée dès que les eaux eurent atteint une hauteur de 17^^25; une fois ce premier mouvement opéré, il a suffi d'une charge d'eau de 9 mètres pour faire avancer le mur qui revenait ensuite sur lui-même, quand le réservoir était vide.

Si on se reporte à la figure 64, PI. VI y on verra que par suite de la disposition adoptée pour fonder le mur sur l'argile feuilletée, la

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hauteur d^eau qui presse réellement sur la face d*amoDt; est de 26 mètres. Si on calcule quelle a pu être la pression sur le sol de la fondation^ on trouve que la résultante de la poussée de Teau et du poids du mur vient passer à 4'»,iO du parement vu. Le poids du mur étant de 671000 kilogrammes environ, il en résulte que la pression maxima par centimètre carré vers Tarête extérieure était, sous la charge d^eau de 26 mètres au-dessus de la fondation, de o 818000

^X AMQQQ = *3S30 par centimètre carré. On ne fait jamais supporter à la maçonnerie de moellons plus de 7 à 8 kilogrammes par centimètre, et à plus forte raison à de Targile feuilletée : aussi n'est-il pas étonnant que le mur ait été poussé en avant. Pour consolider ce mur on a exécuté des contreforts de 10 mètres de largeur et d'autant de saillie, espacés de 40 mètres, ils ont un fruit latéral

de TK 6* vers Pavai de ^» On les a exécutés sans les relier au mur,

lu D '

et ce n'est qu'un an et demi après que ce travail a été terminé. Pour mortier on a employé du ciment romain.

Dans les réservoirs avec barrage en maçonnerie, on peut ne donner que 1 mètre ou l^a^SO de revanche au mur, suivant son étendue, sa profondeur et la position qu'il occupe par rapport à la direction des vents violents. Il importe que le mur d'un réservoir repose sur un sol incompressible et que les eaux ne s'infiltrent pas sous la fondation ; pour cela on a soin d'enraciner la maçonnerie dans le sol par des redans.

En résumé, un mur de réservoir doit être disposé de façon que la résultante du poids du mur et de la poussée de l'eau, pour 1 mètre de longueur, vienne passer à une distance telle de l'arête exté-

rieure de la fondation, que les - de la résultante, répartis unifor*

mément sur une surface rectangulaire ayant pour longueur cette distance et pour largeur 1 mètre, ne donnent pas une pression plus considérable que la résistance soit du sol, soit de la maçonnerie. Quand le sol est compressible, on doit chercher à faire passer la résultante par le milieu de la base du mur.

La disposition des bondes de fond à établir dans un mur de bar* rage pourrait être plus simple que dans une digue en terre. Au réservoir de Chazilly, canal de Bourgogne, on a placé un puits de 2 mètres de diamètre au centre d'une demi-tour ronde appuyée contre le mur du barrage. On a disposé des escaliers en dehors de cette tour pour descendre jusqu'au fond du réservoir (fig. 65, PL VI). On manœuvre les bondes en se plaçant sur les différents paliers d'où on lève les vannes qui ferment les aqueducs de prise d'eau, échelonnés à des hauteurs égales, les uns au-dessus des autres. La bonde de fond, indépendante des bondes de prise d'eau, se place, comme dans les digues en terre, au point le plus creux du vallon.

Itorrase» e%éeu.tém en terre et en maçonnerie. — Le barrage de Samt-Féréol, dont la construction remonte à Tépoque de