THÉORIE DES ÉCLUSES

Les écluses avec des portes busquées pour l’usage des canaux de navigation , sont d’une invention assez moderne; on croit que les premières qui ont été exécutées sont celles du canal de la Martezana, en Italie. La construction de ces écluses, qui ne remonte pas au-delà de trois siècles, a fourni le modèle à toutes les autres, et il ne paraît pas que, depuis qu'on les a pratiquées pour la première fois, on ait beaucoup cherché à les perfectionner, ni que l'on ait eu des idées fixes sur les dimensions et la forme que l'on devait donner à toutes leurs parties.

La seule différence que l’on trouve entre toutes les écluses qnc l'on a faites jusqu’à présent, consiste dans le plus ou le moins de largeur et de hauteur qu’on leur a donné , dans l'objet de leur faire contenir un ou plusieurs bateaux , de joindre ensemble plusieurs sas, ou de les faire isolés, et de faire leurs basjoyers en ligne droite ou en ligne courbe. M. Bélidor, qui a traité cette matière assez amplement, et qui a rapporté la plupart des ouvrages qui se sont faits

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Quelles ton! Ir« questions i Irai 1er «si te* éclate*.

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dans ce genre, n’a parlé, relativement à leur perfection, que de la saillie la plus convenable que l’on devait donner aux buses, de la force des bois necessaires pour les portes , et a cherché à démontrer qu’il n’y avait pas davantage à faire des portes en lignes courbes.

Mais il reste encore une quantité de questions à examiner sur cet objet, que je me suis proposé d'approfondir autant que je le pourrai.

Il est sans doute intéressant de savoir, i° si l’on trouve les mêmes avantages dans les différentes manières dont nous nous servons des écluses (t), soit en les employant séparément, soit en en joignant plusieurs ensemble les unes à la suite des autres ; a° si leurs différentes hauteurs dans un même canal , leurs différentes dimensions , n’ont pas quelques inconvénients; 3° s'il ne serait pas possible de rendre le passage des bateaux encore plus prompt et plus commode qu a présent ; 4° si les écluses des rivières que l'on veut rendre navigables doivent être les mêmes que celles des canaux ; 5° enfin , s’il n’y a pas quelques moyens de donner à ces édifices plus de durée, et de les rendre sujets à moins d’entretien.

Je serai obligé, pour appliquer les principes à des exemples, de citer quelques inconvénients des canaux exécutés jusqu'à présent, qui ont eu une approbation presque générale ; mais en y faisant apercevoir de légers défauts nécessaires à remarquer pour la perfection de l'art, je suis loin de porter un esprit de critique sur les auteurs de ces fameux ouvrages, à qui nous avons de si grandes obligations , par les moyens ingénieux dont ils nous ont donné l’exemple , pour rassembler et conduire l'eau dans les canaux de navigation , et la ménager dans le passage des écluses.

Quoique la première question relative aux écluses qui se présente , en faisant le projet d'un canal de navigation , soit de connaître la quantité d’eau qu'il faudra tirer du point de partage, pour faire passer

(:) Par le mot d’Echise de canaux du navigation , j'entendrai toujours le sas ou la ebambre oit monte et descend le bateau , les portes d’amont et d'aval , et les epaulcmcnts et ailes accessoires.

chaque bateau , il y a cependant apparence que l'on ne sait pas encore à quoi s’en tenir sur cet objet.

L’opinion commune est que les bateaux dépensent toujours deux éclusées dans leur traversée; il est cependant certain qu'il y a beaucoup de circonstances où ils n'en dépensent qu'une seule, et d'autres où ils en dépensent beaucoup plus de deux.

Lorsque les écluses sont assez éloignées pour qu’une éclusée, prise dans les biefs qui se trouvent entre deux écluses, ne fasse pas baisser l’eau assez considérablement pour empêcher un bateau de naviguer, alors les écluses inférieures se remplissent avec l’eau de ces biefs, et l’on n’est obligé d’en tirer du point de partage , que pour remplacer la première éclusée ; la même eau remplit ensuite successivement toutes les autres écluses. Mais lorsqu'on a plusieurs écluses qui se suivent de très-près , ou lorsqu'elles sont contiguës , et qu'un bateau en descendant les a laissées toutes vides, il faut nécessairement pour faire monter un autre bateau les remplir toutes , et tirer toute l’eau nécessaire du canal qui est au-dessus des écluses si elles sont contiguës, ou en tirer presque toute l’eau si ces écluses sont très-proches les unes des autres.

On voit, par ce seul exemple, qu’il y a des cas où une éclusée ne suffit pas à beaucoup près pour faire monter un bateau.

Mais avant de déterminer la quantité d'eau que dépensent moyennement les bateaux dans leur traversée, il est nécessaire de savoir à quelle distance l'on doit placer les écluses entre elles, pour que l’on puisse tirer une cclusée du bief supérieur à chaque écluse, sans faire baisser l'eau dans ce bief assez considérablement pour gêner la navigation.

Quelle est la moindre longueur à laquelle on doit fixer la distance entre les écluses.

On donne ordinairement aux canaux 3a centimètres de profondeur

CANAUX

Difttauce entre Ici écluse».

d’eau de plus que celle que prennent les bateaux chargés, ainsi l'on peut aisément en faire baisser l'eau de 16 centimètres, sans que la navigation soit interceptée; et si l’on veut tirer chaque éclusée du bief qui lui est supérieur, l’on doit régler la moindre distance des écluses, de telle sorte que la quantité d’eau que dépense l’une d’elles ne fasse baisser celle du bief supérieur que de t6 centimètres au plus. Ainsi cette distance doit être d’autant plus grande, que les sas des écluses contiennent plus d’eau et que les canaux sont plus étroits.

On verra par la note ci-dessous (1) que les sas de 3 a , 5 mètres de longueur entre les portes, sur 5 , a mètres de largeur et a, 6 mètres de hauteur de chute, doivent être placées à 1 85 mètres les uns des autres , dans des canaux de t4,6 mètres de largeur ; et comme ces dimensions sont celles qui sont les plus ordinaires pour les canaux et pour les écluses, lorsque je parlerai d’écluses éloignées, j’entendrai toujours qu’il y aura environ iqo mètres d’intervalle entre les portes d’aval de l’une et les portes d’amont de l’autre.

Si deux écluses de a, 6 mètres de chute n’étaient éloignées que de 4 q mèt. , l’eau que l’on tirerait du bief pour faire monter un bateau le ferait baisser de près de 65 centimètres, et il n’y en resterait pas assez pour le tenir à Ilot. Il faudrait donc, pour faire naviguer ce bateau, tirer près d’une éclusée du bief supérieur. Il en faudrait encore tirer

(i) Les sas de 33,5 mètres de longueur entre les portes, sur 5 , a mètres de largeur, tels à-peu-près que ceux du canal de Briare, contiennent 169 mètres de superficie, par conséquent 3^9,55 mètres cubes, lorsque la chAte est de 1,95 mètres, 139,4 mètres lorsqu’elle est de a, 6 mètres, et 549, a 5 taètres lorsqu’elle est de 3 ,a 5 mètres.

Si le canal a 1 4 , 6 a mètres de largeur à 8 centimètres au-dessous du niveau ordi. naire de l'eau, on trouve que la longueur du bief doit être de 1 36 mètres, pour que la dépense des écluses de 1,95 mètre de chAte 11e fasse baisser l'eau que de 16 centimètres. Cette longueur doit être de 1 85 mètres lorsque les écluses auront 2,6 mètres de chAte, et a 3 o mètres pour celles de 3 , a 5 mètres. On a eu egard . dans le calcul, à la superficie de l’eau dans les parties des écluses au-delà des sa. qui contiennent 110 mètres.

une seconde pour le faire monter, tandis qu’il n'cn aurait fallu qu'une si les écluses eussent été éloignées.

On voit, par cet exemple seul, l'inconvénient d'avoir des écluses trop proches les unes des autres. On verra bientôt que cet inconvénient est encore plus grand lorsque les écluses sont contiguës.

Il arrive assez souvent que plusieurs bateaux se trouvent ensemble dans un même bief, sur-tout dans les endroits où les mariniers s’arrêtent où couchent. Alors, pour qu'il n’y ait point d’eau perdue inutilement, il faut que ce bief où ils s'arrêtent soit très-long, ou s’il ne peut pas l'être, il faut lui donner une grande largeur, afin que les éclusécs que les bateaux montants tirent de ce bief ne fassent pas baisser l'eau assez considérablement pour empêcher qu'ils 11e soient à flot , ou que les bateaux descendants n'en fassent pas entrer assez pour qu’elle passe par-dessus les portes. Si le bief n’a que la largeur ordinaire de i 4,6 mètres, il faudrait qu'il eût 19S0 mètres de longueur pour qu’il put s’y arrêter dix bateaux montants, si dans le même temps il n’en descendait aucun; autrement, l’on serait obligé de tirer des biefs supérieurs une partie d’eau, pour les tenir à flot ; il est vrai que s’il se trouvait dans ces biefs autant de bateaux descendants que de bateaux montants, il ne serait pas nécessaire que les biefs fussent fort grands; mais cette observation fait voir qu’en faisant le projet d’un canal , il faut avoir attention à cette circonstance , pour former des ports , c’est-à-dire des parties de canal plus larges, ou des bassins, dans les endroits où il doit s’arrêter des bateaux pendant quelque temps.

Comme il y a peu de canaux à point de partage où l’on ne soit dans le cas de ménager l’eau pendant quelques mois de l’année, il faudrait que les éclusiers eussent attention d’empêcher que plusieurs bateaux ne s'arrêtassent alors dans les biefs de peu d’étendue.

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CANAUX

§ II

Quantité d'eau que dépensent les bateaux en traversant un canal.

. , On voit , par les lettres de M. Tliomassin sur les canaux de Bour-

gogne, q ne M. Gabriel et M. Abeille pensaient que le trajet d’une ■icpriucot i«* Jj ar q ue i dans toute l’étendue d’un canal, coûtait toujours le double de la quantité d’eau nécessaire pour remplir une écluse. Bélidor a pensé de même , et c’est encore l'opinion commune. M. Tliomassin avait cependant soutenu que ce sentiment était une erreur. Il convenait que, lorsqu’un bateau passe les écluses immédiatement après un autre bateau, ce second bateau ne dépense efTectivement que deux éclusécs pour tout le trajet; mais lorsque les bateaux passent alternativement, l'un venant d'un côté et l’autre de l'autre, il en coûte, dit-il, autant d'éclusées que chaque bateau traverse d’écluses en montant. Il appuie cette assertion par deux lettres, l’une de M. de Caligny et l’autre de M. de Regemorte, qui sont de cet avis. L’un des deux assure même, ainsi que M. Thoroassin, que la dépense d’eau est la même, soit que les écluses soient contiguës, soit qu'elles soient séparées; mais c’est dans cette distinction, qui, sans doute, n’a pas été approfondie, que se trouve une seconde erreur. Ce qu'il y a de certain , c’est que lorsque les écluses sont contiguës , elles dépensent souvent beaucoup plus de deux éclusées ; et , ce que l’on n'avait pas remarqué, c’est que, lorsque les écluses sont éloignées à • plus de ig5 mètres, elles n’en dé]>ensent le plus souvent qu’une seule pour toute la traversée.

Pour établir res propositions, il faut distinguer quatre cas principaux.

*" "• Le premier est celui où les écluses étant éloignées les unes des autres, les bateaux passent alternativement, l’un venant d'un côté et l’autre du côté opposé. Alors il arrive que le bateau qui passe après le premier, trouve en montant toutes les écluses vides, et que, pour

les remplir, il faut tirer une éclusée de chaque bief et une du point de partage. En descendant, comme il trouve les écluses pleines, il n'en tirera aucune de ce point de partage, par conséquent il ne dépensera donc qu’une seule éclusée dans toute sa traversée. Il en sera de même des bateaux qui passeront alternativement et qui viendront ensuite.

Secondement, lorsque les écluses étant éloignées les unes des autres, les bateaux se suivent. Alors le second bateau trouvera toutes les écluses pleines du côté de la montée, et, pour le faire monter lui- même, il faudra commencer par les vider toutes, et ensuite les remplir avec l’eau des biefs, et la plus élevée avec celle du point de partage. A Ja descente, le bateau trouvera toutes les écluses vides , et l’on sera encore obligé de remplir avec l’eau du point de partage la première écluse qui servira à remplir toutes les autres , de sorte que ce bateau aura dépensé deux éclatées dans sa traversée.

Troisièmement, lorsque les écluses sont assez proches les unes des autres, pour que l’eau d’une éclusée, prise dans le bief qui est entre les deux écluses, diminue assez la profondeur de ce bief pour empêcher ou gêner la navigation , ou lorsque les écluses sont contiguës et que les bateaux passent alternativement. Alors le second bateau trouve en montant toutes les écluses vides et comme on ne peut point tirer l’eau des biefs intermédiaires, puisque les écluses sont supposées très-proches les unes des autres ou même contiguës, on est obligé de les remplir toutes avec l’eau du point de partage : ainsi, dans ce cas, chaque bateau montant dépense autant d’éclusées qu’il y a de sas contigus. En descendant , le bateau trouvant toutes les écluses pleines n’a pas besoin de tirer aucune partie de l'eau du point de partage : par conséquent, il dépensera dans tonte sa traversée autant <ï éclusées qu'il y aura d’écluses contiguës de suite en montant.

Quatrièmement enfin , lorsque les écluses sont proches ou conti-

CANAUX

Quelle est eu général U quantité d'érlotée* que dépetucnt les bateau* eu t r jverwnt un canal.

gués , et cjue les bateaux passent à la suite les uns des autres , le second trouve en montant toutes les écluses pleines, et pour le faire entrer dans les biefs on fait vider successivement toutes ces écluses pour les remplir avec de l’eau des biefs, jusqu'à la dernière que l’on remplit avec de l’eau du point de partage. En descendant, on tire encore une éclusée de ce point de partage, de sorte que, dans ce cas comme lorsque les écluses ne sont point accolées , on tire deux éclusées du point de partage.

Quoique les quatre cas précédents renferment toute la théorie du passage des écluses , on peut cependant encore remarquer, c° que si deux bateaux s’étant rencontrés au point de partage, les deux suivants se rencontrent avant ou après ce poiÿt de partage, ces quatre bateaux dépenseront cinq éclusées.

2 ° Si deux bateaux s’étant rencontrés au point de partage, les deux suivants s’y rencontrent encore, ces quatre bateaux ne dépenseront que quatre éclusées.

3° Si les deux derniers bateaux qui ont passsé se sont rencontrés avant ou après le point de partage, et que les deux bateaux qui viennent après se rencontrent aussi avant ou après le point de partage, alors ces quatre bateaux ne dépenseront que quatre éclusées , si le premier bateau est venu du côté opposé à celui qui avait passé précédemment, et cinq s’il est venu du même côté.

Et, en général, on a dù observer qu’un bateau tire toujours une éclusée du point de partage pour y monter, mais que souvent il n’en tire point pour descendre de l’autre côté.

On voit par conséquent que, lorsqu'il n’y a point d’écluses contiguës dans un canal, les bateaux ne dépenseront qu’une éclusée pour toute leur traversée , toutes les fois qu'ils passeront au point de partage alternativement, l’un venant d’un côté et l’autre venant do l'autre.

Que, dans ce même cas, lorsqu'il y aura des écluses contiguës, les bateaux dépenseront dans leur traversée autant d éclusées qu'ils

DE NAVIGATION. 3i

rencontreront d’écluses contiguës en montant dans le corps d'écluse où il y en aura le plus , et que ce n’est que lorsqu’un bateau en suivra un autre qu’il dépensera deux édusées, soit que les écluses soient contiguës ou qu'elles soient toutes isolées.

On remarquera que l’on ne doit considérer le passage des bateaux , que par rapport aux écluses qui joignent le point de partage. Lorsque les écluses ne sont pas contiguës et que leur chûte est égale, ce qui arrive dans les biefs inférieurs, n’inlluc en rien sur la dépense des eaux , sur- tout lorsque les bateaux ne s’y arrêtent pas un long temps.

En donnant iq5 mètres de longueur au moins à chaque bief, il est certain que, quand même deux bateaux se suivraient, ils ne se trouveraient pas ensemble dans le même bief, puisque, pendant que le second passerait l'écluse, le premier aurait eu le temps de parcourir le bief et d'entrer dans l’écluse suivante. Ainsi deux bateaux ne peuvent se rencontrer dans les petits biels qne lorsqu’un y monte et que l’autre y descend , et, dans ce cas , comme l’un tire une écluséc du bief tandis que le second en verse une autre, l’eau ne diminue n’y n’augmente dans ce bief.

On observera qu'il ne peut jamais y avoir dans un bief qu'une éclusée de plus ou une de moins que dans l’état naturel du bief, à moins qu’il ne reste plusieurs bateaux ensemble dans ces biefs, ce que l’on doit éviter lorsqu’ils sont petits.

On remarquera encore que , lorsque les écluses contiguës sont éloignées du point de partage , il arrive assez souvent que l’on n’en tire pas immédiatement les éclusées ; mais lorsqu’il n’y a pas de seconde prise d'eau avant ces écluses contiguës, c'est toujours le point de partage qui fournit seul à la partie du canal qui est' audessus de ces écluses contiguës , et cela revient au même que si elle» étaient placées immédiatement après.

Ce n’est pas encore assez de connaître la quantité d’eau que dépense chaque bateau dans la traversée d’un canal, suivant qu’ils

On oc doit considérer qne les écluse* qui joignent le point de

CANAUX

passent alternativement ou à la suite les uns des autres , pour savoir l'eau qu’il faut amasser afin de fournir à la navigation; il faudrait encore connaître combien il y a de ces bateaux qui passent de suite, et combien il en passe alternativement. Il est aise de savoir combien il en arrive à chaque extrémité du canal , mais cette connaissance ne suffit pas encore, car quand même on saurait, par exemple, qu'il part autant de bateaux d'une extrémité que d'une autre, il s’en faut de beaucoup que dans ce cas même tous les bateaux passent toujours alternativement. Il arrivera le plus souvent qu'il en passera plusieurs de suite venant d'un côté, et aussi plusieurs de suite venant de l'autre , et par conséquent que ces bateaux dépenseront plus souvent deux éclusées qu'une seule.

Si cependant, dans des temps où il y a disette d'eau, on voulait faire passer la plus grande quantité de bateaux possible , on pourrait en faire attendre quelques-uns au point de partage, relativement à la quantité plus grande qu'il en passerait venant d'un côté que de l'autre, et ne les faire descendre qu'à mesure qu’il en monterait d'autres : ce serait sans doute une gène, mais l'inconvénient serait probablement moindre que de ne faire passer que la moitié ou les deux tiers des bateaux nécessaires au commerce.

En établissant cette règle, on pourrait savoir assez exactement la quantité d'éclusées qui serait nécessaire pour faire passer le plus grand nombre de bateaux possible.

Par exemple, s’il passait autant de bateaux venant d’un côté que de l’autre, chaque bateau ne dépenserait qu'une éclusée.

S’il venait deux fois plus de bateaux d’un côté que de l'autre, trois bateaux dépenseraient quatre éclusées, et chacun une éclusée et un tiers.

S'il en venait trois fois plus d'un côte que de l'autre , chaque bateau dépenserait une éclusée et demie.

S'il en venait deux d'un côté et trois de l'autre, les cinq bateaux dépenseraient six éclusées.

Et en général , si l’on a le rapport du nombre des bateaux qui viennent d’un côté à celui des bateaux qui viennent d’un côté opposé, pour avoir la quantité d’éclusées que dépenseront tous ces bateaux, il suffira de doubler le plus grand des deux nombres saus avoir égard au plus petit.

Par exemple, s'il vient trois bateaux d'un côté tandis qu’il en vient cinq de l'autre , doublez le nombre cinq et vous trouverez que ces huit bateaux dépenseront dix éclusées. S'il y en a cinq d'un côté et sept de l'autre, doublez le nombre sept et vous trouverez que ces douze bateaux dépenseront quatorze éclusées (i).

On voit par là combien il est intéressant de faire passer, autant qu'il est possible, les bateaux alternativement à la sortie du point de partage , au lieu de les laisser passer à la suite les uns des autres, lorsque toutes les écluses sont séparées , puisque l'on ménage quelquefois un tiers ou un quart de la quantité d'eau par l’ordre que l'on peut mettre dans le passage des bateaux au point de partage. Pour que les bateaux attendissent au point de partage le moins long-temps possible, il faudrait tâcher que ce fût vers le milieu de la journée qu'ils y passent, ce qui arriverait nécessairement si les couchées étaient établies de telle sorte quelles fussent à une demie journée du seuil.