ÉTUDES PARTICULIÈRES AUX TRAVÉES EN ARC DE CERCLE

Ordre;» snivreilans Notu'. Sui\anL Ic plan quc uous iious somuics ti acé dans cette nocpi examen. ticc, et saiîs uous arrêter à des détails trop connus par suite de l'appli-

cation fréquente qu'on a faite du système de charpente en arc de cercle adopté également pour le Potit d'Ivry, nous parcourrons néanmoins l apidement les réflexions essentielles que cette étude nous a suggérées. Ces réflexions seront disposées dans l'ordre que nous avons suivi dans la description sounuairc de ces arches en bois {f^o), et s'appliqueront successivement :

Aux arbalétriers courbes de l'intrados /

Aux longerons , sous-poutres et contre- fiches de f chaque ferme

l'extrados ' I

Aux moises pendantes et brides de liaisons ] Aux moises horizontales Aux contrevents

de chaque travée.

TRAVÉES EN CHARPENTE

Arbalétriers courbes.

(66) Les arbalétriers courbes forment ici les voussoirs de la voûte en Dispositions des

... ^ joints.

bois; les aboiits de ces arbalétriers sont les plans de jomts. On ne peut donc planches ^, lo w. trop étudier l'arrangement de ces solives (P/. 9, lo et ii , fîg. i), ni apporter trop de précision dans la taille et dans la juxta-position de leurs abouts ; ainsi , pour la régularité des pressions latérales, les joints doivent exactement tous concourir au centre de courbure ; ainsi , pour maintenir les trois cours de voussoirs dans les mêmes plans verticaux, il faut placer tous les abouts sous les moises pendantes; ^insi il faut liaisonner les trois cours jointifs d'arbalétriers entre eux de manière à éviter, sous la même moiae pendante, la double rencontre, ou les joints superposés de deux cours consécutifs de ces voussoirs.

L'importance de ces pièces a même semblé telle, comme membrures Aucune entaille;

i ^ aucun percement.

maîtresses des fermes, qu'on s'est invariablement astreint à n'en affaiblir aucune partie, soit par des percemens , soit par la nioindre entaille; ainsi pour armaturer ces arbalétriers entre eux, non-seulement on a substitué des brides aux boulons, mais toutes ces brides ont été posées sans encastrement, et en saillie sur les bois, de l'épaisseur eiîtière des fers; ainsi ces solives courbes ne portent aucun refouillement, ni au droit des moises pendantes, ni au droit des moises horizontales, ni au droit des contrevents.

C'est aussi pour la réception de ces arbalétriers que nous avons été Arêtes vives, d'une rigueur extrême, non-seulement pour qu'il ne se trouvât point de veine de bois de médiocre qualité, même sur les quarres, mais pour que chaque solive fût à vive arête sans la moindre flache ; de là dépend la bonne apparence , pendant toute la durée de la charpente, de ce bandeau : extradossé de chaque ferme. Seulement la varlope a passé sur toutes les arêtes, de manière à y former une petite face régulière de o'".oo25, précaution qui empêche les bois d'éclater lors de leur emmanchement, de leur bardage , de leur pose.

(67) Nous avons étendu aussi loin que possible nos recommandations et Débiiage la scie, nos exigeances , pour que les arbalétriers fussent pris dans des bois d'une J^vapelir!'^* ' ' " ^ courbure naturelle analogue à celle de chaque épure, mais il est impossible que, dans la pièce même la plus favorablement cintrée, il ne se

trouve point de fils tranchés, loi^squ'on vient à la régler suivant un arc mathématique donné.

io8 PONT D'IVRY.

Nous avions espéré nous affranchir de ce dernier inconvénient au Pont d'Ivrv, en supposant au projet primitif que l'épaisseur verticale ensemble de o"".75 des arbalétriers courbes et jointifs de l'intrados serait formée de cinq rangs de madriers de o". 1 5 d'épaisseur , pris en bois droit, et courbés à la vapeur suivant l'épure.

Nous avions même fait à ce sujet quelques expériences préparatoires, sous la direction de M. Eustache, ingénieur en chef du département de la Seine; et, bien que nous n'eussions à notre disposition qu'une chaudière et une étuve de peu d'efficacité , nous reconnûmes que rien ne serait plus facile que de coui^ber des madriers de o'".25 de large, et de o™.i5ào'".2o d'épaisseur, surtout en appliquant des lames d'acier, en guise de frette, sur la sui face convexe du bois (Noie i5).

( l\o(c i5. ) Deux pièces decliêiie tle S ' .oo de l()i)i;iieur , de o"'. 16 d épaisscuret de o"'.25de largeur , ont été exposées pendant 9 heures à l'action de la vapeur d'eau bouillante sous la pression ordinaire de l'atmosphèie ; elles ont ensuite été retirées de l'étuve et placées immcdiatenient sur un mandrin ou cintre fixe en cliarpcnte disposé en arc de cercle , et de o"'.47 de flèche pour un arc de 8"'. 00 de développement ; ces pièces ont pris la courbure du mandrin avec le secours de% crrins et de scri^ens ; mises en place le mercredi 22 mars 1826, à trois heures de l'après-midi , elles n'ont été relevées du mandrin que le samedi suivant 25, à la même heure, c'est-à-dire après un intervalle de trois jours.

En quittant le mandrin, ces solives ont perdu une partie de leur courbure ; la flèche s'est réduite de o"'.47 ào'".36, cette courbure a également cessé d'être uniforme ; l'arc partagé en cinq parties égales pi ésentait une flèche :

de o"'.oii ( 5 lignes) vers les doux extrémités delà solive , de o"'.02 ( 9 id. ) vers les doux arcs partiels intermédiaires, de o"'.o34 ( '5 id. ) sur l'arc au sommet de la courbe. Mais il est inutile de faire remarquer qu'une suite de pièces ainsi courbées , réunies et bridées ensemble auraient pris toutes les flexions et formes régulières qu'on eût voulu assignei' au système.

Les ven ins ou sergens appliqués sur le développement des pièces à plier n'ayant pas été assez rapprochés , et d'un auli e côté la pénétration de la vapeur ayant été probablement incomplète par suite de l'insuflisance de l'appareil , on remarqua des éclats assez nombi eux et profonds sur la surface convexe extérieure dos bois.

On eût é\ité certainement cet inconvénient en appliquant une lame d'acier en guise de frette sur la surface convexe du bois à plier , et nous citerons à l'appui de cette assertion les observations suiva, tes :

Nous nous servîmes, pour ces expériences, d'une étuve et d'apparaux destinés par leur inventeur, M. Sargent, à la courbure des bois de chaionnage ; cet atelier prépare , par exemple, des jantes d'une seule pièce; des tringle debois , d'un équarrissage égal aux jantes ordinaires de voitures, sont soumises à la vapeur dans une caisse en communication avec la chaudière ; lorsque les fibres sont profondément humectées à une haute température , on attache immédiatement l'about de la tringle à une des extrémités d'un mandrin mobile circulaire, on met le mandrin eu mouvement par un puissant engrenage, et la solive engagée entre la gorge fixe de l'appareil et le mandrin mobile se trouve ainsi pliée avec une prodigieuse facilité.

Mais le bois éclaterait certainement à sa surface convexe , si cette face n'était garnie

TRAVÉES EN CHARPENTE. 109 Mais l'idée d'un premier essai, et la crainte surtout d'être entraîné dans de grandes dépenses, effrayèrent l'entrepreneur qui s'était obligé à exécuter le travail à ses risques et périls.

Les arbalétriers courbes ont donc tous été débités li la scie; et nous avons eu à regretter que, dans cette circonstance encore, il ait fallu souvent, et notamment à cause de l'arc assez accentué de la troisième arche, sacrifier des bois d'un équarrissage considérable, pour obtenir des solives courbes de o"".25 seulement de grosseur (Note 16).

Longerons , sous-poutres et contre-fiches.

(68) Les longerons ( P/. 9, \o et 11, fig. 1), sont les poutres qui reçoivent directement la charge du plancher; ils s'appuient d'une part sur les piles et culées, et de l'autre sur le cintre formé par les arbalétriers de l'intrados; ils sont soulagés dans leur longueur par des sous-poutres et contre-fiches et par des moises pendantes.

Au sommet de chaque arche ( Pl. 1 1 , fig. i3 ), et pour diminuer l'épaisseur du plancher, on a interrompu les longerons, et on s'est borné à les ajuster en onglet sur les arbalétriers courbes supérieurs de chaque ferme. Celui de ces arbalétriers courbes, situé à la clef, a été extradossé

d'unelame d'acier, pliante , armée de deux tarauds vissés dans une frette à chaque about de la solive ; cette lame sert de frette ou de cercle , et appuie avec assez d'énergie sur le bois pour l'eiupêcher de s'exfolier en éclats ; on lâche les tarauds de la frette en raison du rallongement des fibres extérieures; ce rallongement est de o"'.o5 à o^.oy sur le développement d'une roue ordinaire.

C'est un ajustement analogue que nous eussions appliqué aux madriers à plier pour les arbalétriers courbes du Pont d'Ivi y.

{Note 16 ) Il reste sûrement , au sujet des bois à plier à îa vapeur , quelques expériences complémentaires à faire pour reconnaître , i° l'influence de la pénétration de la vapeur sur larésistance et la durée des bois ; 2°. l'influence que peut avoir à son tour , sur la force d'une solive ainsi courbée , l'opération du pliage , c'e^t-à-dire l'allongement des fibres extérieures et le refoulementdes fibres intérieures. Ce sera encore une donnée importante que le moindre prix d'une semblable opération , afin qu'au lieu d'avoir à redouter quelque surcroît de dépense on soit toujours assuré d'y trouver de l'économie.

Mais le lavage de la séve doit nécessairement être une circonstance favorable à la moindre fermentation intérieure, et au surplus il devient, avant tout, d'un si grand intérêt de diminuer la consommation des bois d'un haut équarrissage , de ne point surtout en prodiguer inutilement l'emploi pour des débilages courbes à la scie ; il est d'un autre côté tellement utile pour la solidité, pour la durée des charpentes de proscrire toute solive dont les fibres sont tranchées, qu'on ne peut assez désirer l'application , à toutes les constructions en boi^ courbes , des procédés enq^loyés dans les ports de mer, pour plier les bois de marine. ( Voir à ce sujet les Annales des Ponts et Chaussées, i83i , i". semestre , pag. 386. )

Ajuslement et armature au sommet de chaque arcLe.

Planche 1 1 .

iio PONT D'IVRY.

en ligne droite dans le prolongement de la face supérieure des longerons, de manière à présenter un ressaut vertical sous la première bride en fer : c'est contre ce ressaut que vient s'abouter cliaque longeron ; pour réunir à ce point de jonction le longeron et l'arbalétrier courbe supérieur, on a placé suî- la face supérieure et hoi izontale des bois une plate-bande d'un mètre de longueur avec talons de o^.oS. Planche \o. Les longerons ( P/. \o, fig. i) régnent sans intei-ruption sur l'épais-

seur de toutes les piles pour que le planclier soit également aéré dans sa longueur entière; toutes les parties de chaque longeron sont boulonnées entre elles afin que ces solives forment tirant d'un sommet d'arche à l'autre.

A'femblage de Nous avous c.xigé quc cliaquc longeron fût d'une seule pièce à partir ' ;WA«io,i I iti3 sommet de chaque arche, jusqu'à chaque pile ou culée (*). Pour les longerons de Icte, destinés à laire partie du système des conti events du plancher (78), nous avons même obtenu que sur la pile (P/. 5 et 6),

il y eût réuniop. directe sans rallonge, et par conséquent suivant un seul Joint. Quant aux longerons des fermes intei'médiaires (PL 10 et 1 1 , /ig. I ) , ils portent rallonge et doubles joints sur chaque pile. Tous les joinls, sans différence aucune, sont ajustés à mi-bois, mais de champ, et de manière à laisser toujours la hauleur entièie du longeron de ©".Se à chaque membre; au moyen de cette disposition , loi s même que la pièce plierait sous la charge , il n'en résulterait jamais de fente longitudinale, ainsi qu'il r.ri ivc aux grillages entaillés (i T)). Les deux joints des longerons des fermes intermédiaires ont été consolidés par un simple boulon ; le joint des longerons des fernies de tète a été ai maturé ( Pl. i3, Jig. G) avec une doublo plate-bande de champ à talon et avec ti ois boulons.

Isolement entre On ne pcut du rcstc prendre trop de précautions pour la conserva-

les lonçeron? el les > i l • \ i j. i i < < i

maçonneries. tiou dcs loHgcrons , ct CCS., daus cc Dut quc Dous avons cherche a les

Pianihe lî. environncF d'air le plus possible. Leurs faces latérales ct verticales sont donc isolées de la pîtrre (Pl. 12, J/g. 3 ), d'abord sur les piles, au moyen

(*) Cette condition assez importante est souvent diflicile à remplir; au Pont d'Ivry, par exemple, chaque longeron de la 3" arche de\ait avoir io'".oode long pour portei" de o^.So à o"'.Go bur les 2*. et S"". |)iles , et bien qu'on eût réduit à o^.So la hauteur de ces pouties, les travaux ont été retardés par la presqu'impossibilité de trouver, des bois sans déinaigrissement , s.ans aubier , tant aux deux abouts que sur les quatre arêtes.

On a même été obligé de toléi ei' un chan/'rcin sur les arêtes supérieures des longerons des fermes intermédiaiies.

TRAVÉES EN CHARPENTE. ,i,

(le claires-voies de o"'.o5 de largeur, au droit des carreaux de remplissage de l'assise courante, puis sur les culées , par des entailles qui laissent un centimètre de jeu entre la pierre et le bois.

Quant à leur points d'appui , ils se réduisent à des tasseaux places sur les piles de telle manière que l'air circule autour et même au-dessous des longerons, dans toute la largeur des maçonneries où ils sont logés.

Joint anglais.

Planche 1 1 .

(69)Nous avions d'abord eu l'intention d'assembler les contre-fiches et les sous-poutres avec un joint anglais. Le joint anglais {PL. i \ ,fig. 6 et 7), est sans tenon proprement dit ; il ne se compose que d'un embreuvement à gueule, évidé dans le cœur de la contre-fiche pour recevoir une barbe saillante que l'on conserve sur la ligne milieu de la solive.

De cette manière , non-seulement on évite les mortaises qui (placées en contre-bas) accélèrent la pourriture des bois en reten&::t i'eau; non-seulement encore , comme embreuvement , la solive , qui n'est pas découpée sur sa lai^gcur entière , conserve une sorte de côte ou de renfort sur sa hauteur totale; mais les deux lèvres de l'embreuvement de la contrefiche offrent une bien autre résistance qu'un simple tenon , et semblent mieux maintenir le devers de la pièce qu'un embreuvement ordinaire.

C'est en quelque sorte un système inverse de nos assemblages français. ' % '

La solive, au lieu de présenter la partie semelle de l'assemblage, conserve un membre saillant, tandis que la contre-fiche, au lieu d'être terminée par toutes parties saillantes et souvent assez faibles, reçoit comme dans une profonde feuillure la saillie de la solive et embrasse, à la façon d'une moise , de ses deux joues la portion évidée de la même solive.

Nous croyons ce système très-bon quand la solive se trouve former se- . Av.mtage Je re

'' i ^ ^ joiiil, lorsque la so-

melîe sous la contre-fiche {fig. 7), parce qu'alors il va évidemment avan- live esi en coniretage à supprimer les mortaises françaises qui sont autant de réservob's à eau, et par conséquent de causes de pourriture, pour les remplacer par une feuillure placée en contre-haut.

Mais il n'en doit pas être de même lorsque la solive est placée (//o. G)? comme les sous-poutres du Pont d'Ivry, en contre-haut de la contre-fiche ; car les joints de l'épaulement doivent alors conduire l'eau pluviale dans la gueule de l'assemblage ; aussi avons-nous préféré, au joint anglais, un embreuvement ordinaire à recouvrement {fig. 1 ).

P 1 . , , , . • -r n i EmbieuveuKMil à

LiC dernier assemblage présente les avantages suivans : 1° La lace de recouvrement à prédessous de la solive se trouve former le joint apparent de rencontre avec vïerterSi^hr.I't'

la contre-fiche, ce qui est plus franc et plus agréable à î'œil ; 2°. la solive con serve sa hauteur totale sur ses deux faces latérales; 3°. la mortaise est en contre-haut, et, bien loin de recevoir les eaux, elle sert à tout l'assemblage de chapeau ou de recouvrement; 4^ l'embreuvement peut avoir la même force que dans lesj^stème anglais ; 5". l'eau, en descendant le long de la sous-poutre, ne peut séjourner sur la contre-fiche qu'au droit des deux faces étroites qui épaulent l'embreuvement.

Moises pendantes.

Chanfrein sur les (70.) Chaque moisc pendante {PL \o, fig. 3 et 4), devant former arai êtes non-apparentes, ^^j.^^,^ ^ ^^^^ ^^^j morccau de ©"".sS sur o'".22 d'équarrissagc. Les Planche lo. moïscs dcs fcmics de tête sont toutes à vive arête sur leurs quatre quarres.

Nous n'avons pas cru devoir être aussi exigeant pour les moises pendantes des fermes intermédiaires; mais pour atteindre cependant le double but et de purger le bois des moindres portions d'aubier, et de conserver une régularité parfaite dans cette partie de la charpente, nous avons prescrit un chanfrein régulier et partout égal de o".o5 sur chaque arête intérieure. Ce chanfrein n'affaiblit nullement les moises; il est à peine visible, même pour l'observateur qui cherche à le découvrir; les entailles pratiquées sur o'".075 de profondeur, dans la face intérieure des moises pendantes, en ont d'ailleurs fait disparaître la majeure partie.

Moises horizontales.

Assembiageà trait (71) Lcs moiscs horizoutalcs doivcut être considérées comme de

de Jupiler de ces ^ m.' l

mo..e/ou.iran8. gi^auds tuaus trausvcrsaux.

Planche 10. Aussi {Pl. lOyJig. 5 6 ) avons-nous exigé, quand une raoise a dû être

formée de deux morceaux, que les deux parties fussent assemblées à trait de Jupiter et rattachées en outre l'une à l'autre par un boulon.

Ce cas s'est présenté pour la presque totalité des moises horizontales du Pont d'Ivry; il est bon de rappeler que ces moises avaient lo^.oo de longueur, o'".25 sur o^.iô de force, et que l'on n'a souffert ni flache ni chanfrein sur aucune arête.

Coupe à plan On remarquera Ics entailles (*) à plan bizcau ( //^. 4), dcstinécs à cmpêchcr

Liscuu contre les

moises pendantes. ' ~ — — — ' — ' "•

(*) Ces coupes à plan bizeau sont imitées des ajustemens de moises employés par M. Eustache pour le cintremeut du Pont aux fruits de Melun. ( Annales des Ponts et Chaussées 1". série, Pl. YII. )

TRAVÉES EN CHARPENTE. i,3

les moises horizontales de l'intrados de glisser et d'échapper le long des abouts des moises pendantes. Ces plans inclinés, lorsqu'on serre les boulons des moises horizontales, rapprochent les moises des arbalétriers courbes, et par suite pressent ibrtement ces mêmes arbalétriers les uns contre les autres.

Cette disposition à plan bizeau est d'ailleurs plus gracieuse que les boulons extérieurs employés quehjuefois pour suspendre en quelque sorte les moises de l'intrados à celles de l'extrados; ces boulons forment alors tirans , et, appliqué à cet usage, du fer rond de o"'.o2 à o"'.o3 semble toujours grêle, surtout s'il n'est pas engagé dafis le bois (*)

Les deux jumelles appartenant à la même moise double horizontale sont Emi)iacemeBt des reliées et serrées entre elles par des boulons placés avec discernement ^'^Z,?"*, , o

1 1 Flanches i o et i o .

(Pl. \o, fig. 5; Pl. Jig. i). 11 en laut à chaque rencontre de moises pendantes à embrasse!', et aussi près d'elles que possible, afin de mieux rapprocher les bois. Cependant, pour ne pas prodiguer ces attaches, ce n'est que sur les fermes de tête, que l'on a placé doubles boulons, l'un en-deçà , l'autre au-delà {le la ferme , afin d'empêcher les abouts des moises doubles de bâiller; tandis qu'à chaque ferme intermédiaire on s'est contenté d'un seul boulon entre les deux jumelles qui composent la moise double pendante.

Contrevents en bois.

(n2) Les contrevents en bois, disposés comme ceux du Pont d'Ivry utilité de ce» étré- (P/. lo, fig. 1 2) , ne sont autre chose qu'une suite d'étrésillons, placés ^' p^*„^/,^ ,y sur l'intrados de chaque ferme suivant les divei ses séries de diagonales des caissons à claire-voie de la voûte en bois. Ces étrésillons ont pour double objet, et de compléter les butées des fermes les unes sur les autres, et de prévenir le glissement des moises pendantes le long des arbalétriers courbes; ces moises s'appuient ainsi de proche en proche jusque sur le cours placé immédiatement à la retombée de chaque arche près des piles et culées; nous avons considéré ces dernières moises inférieures comme invariables de position , par suite de leur grande inclinaison avec la verticale, et de leur solidarité avec les contre-fiches des sous-poutres.

O Quand aucontraire un boulon est noyé à plein bois , ou qu'il n'est apparent que sur de faibleslongueursde o"\o7 ào"'.io , par exemple, ainsi que cela a lieu entre les moises doubles pendantes ou horizontales du Pont d'Ivry [Pl. \o,Jig. 4 ) > il présente le caractère d'une parfaite rigidité et d'une grande résistance.

Pont d'Ivry. i5

ii4 PONT D'IVRY.

Equarrissage, tail- Nous avoiis (lu rcste regardé les contrevents comme appartenant le ei pose. Système des moises, et non au système des pièces portant charge,

et nous en avons par cojisèquent ramené les dimensions à celles des moises horizontales, c'est-à-dire à o"\25 sur o"'.i6. Seulement pour le meilleur clTet du dessous de chaque travée, et afin que tous les bois vus en douelle eussent la même" largeur de o^.aS , nous avons posé tous les contrevents sur leur plat.

Enfin nous avons ramené le débitage et la pose de ces contrevents aux termes les plus simples ; nous leur avons donné en douelle une courbure analogue aux arbalétriers de chaque arche, mais nous n'avons nullement délardé ces pièces, ainsi qu'on le fait quelquefois pour que les faces latérales se trouvent dans des plans verticaux; nous nous sommes borné à appuyer ces arcs-boutans sur les moises horizontales , et à en découper les abouts de manière à étrésillonner avec précision les angles rentrants formés par les arbalétriers et les moises pendantes; l'ouvrier relevait sur le tas la longueur et la coupe de chaque contrevent avec une règle à coulisse, garnie d'une fausse équerre à chacune de ses extrémités ; il avait soin à la pose de raidir chaque pièce en joint ; du reste aucune ferrure n'a été ajoutée pour rattacher les contrevents aux diverses moises tant horizontales que pendantes.