COUPE VERTICALE

et plan

Les figures achëveront de Mon faire comprendre ces dispositions, dont le succës a été complet.

La réparation a exigé l'emploi de 10'"'^,72 de béton et de 16"=,07 de maçonnerie ; elle a duré 324 heures el donné Heu aune dépense de 4.700 fr., comprenant :

Plaques de tôle : i.454'ii à 0 fr. 75 i .178 53

Transport, pose et ajustage des sas el des conduites d'air,

nettoyage des anciennes magonneries 257 61

Enduit de ciment â l'intérieur des puisards 307 85

Maçonneries I Démolition 370 38

en reprise ) Reconslruclioa 1 .095 88

Dépense d'air comprimé & 4 Tr. 25 par heure 1 .377 »

Location des sas et frais divers H8 75

Tolal pareil 4.700 >

Les accidents de ce genre étant toujours à craindre, il y a lieu de se demander, comme le fait observer M. Séjourné, s'il est réellement avantageux de supprimer les hausses ou enveloppes métalliques au-dessus des chambres de travail.

Cette suppression ne donne lieu, pour des piles des dimensions de celles de Marmande, qu'à une économie de 425 fr. par mètre de hauteur, soit 2.550 fr. pour une pile de 6*" , tandis qu'un seul accident provenant de l'absence de cetle enve* loppe peut occasionner une dépense de 4.700 fr.

Pour se prononcer dans tel ou tel sens^ il faut surtout tenir compte de la nature du terrain à traverser et des frottements plus ou moins énergiques qu'il faudra vaincre.

n convient d'observer aussi que des fondations sur rouet, comme celles exécutées en dernier lieu à Marmande, sont beaucoup moins exposées à des ruptures que celles établies sur chambre de travail, parce qu'il existe toujours forcément, pour ces dernières, une sorte de joint de décollement vers la hauteur du plafond de la chambre sous la première assise de maçonnerie.

Sans en revenir aux enveloppes métalliques, il est du moins prudent, dans tous les cas, après avoir soigneusement dressé le parement extérieur de la maçonnerie, de le recouvrir d'un enduit de mortier de ciment bien lissé, de manière à réduire les frottements dans une forte proportion.

Cette précaution a été prise pour les dernières piles de Marmande et a bien réussi. La dépense qu'elle a occasionnée est de 2^fr. 30 par mètre superficiel de parement, tandis que l'enveloppe métallique aurait coûté 17 fr.

On peut aussi disposer, autour des massifs, des saucissons d'osier qui, descendant avec la maçonnerie, en réduisent le frottement contre le terrain ambiant.

Enfin il est à présumer qu'on obtiendrait de bons résultats de l'emploi de bandes de tôle disposées, de distance en distance, sur le pourtour de la fondation, pour former, d'une part, des sortes de tirants, verticaux servant à relier la maçonnerie sur toute sa hauteur, d'autre part, des glissières atténuant le frottement total du massif, tout en n'occupant qu'une partie réduite de la surface et coûtant ainsi moins cher qu'une enveloppe continue.

f70 CHAPITRE H — FONDATIONS

En d^autres termes, les hausses cooiplèies doivent être considérées comme un pis-aller et il faut, dans chaque cas partilier, rechercher comment on pourrait les supprimer soit en totalité, soit en partie, sans compromettre la sécurité du fon* cage des massifs.

Les fondations étant descendues à la profondeur voulue, le remplissage des chambres de travail a été 1 objet, à Marmande, de soins tout particuliers.

Le béton qu'on y a employé se composait, en moyenne, de 18S kilogrammes de ciment de Portland pour 0"*^,347 de sable et de 0"^,650 de gravier.

Pour les fondations sur rouet, Topération était aisée à effectuer dans de bonnes conditions ; on répandait le bdton par couches de 0'"^,30 à 0"^,40 d'épaisseur, puis on le bourrait soùs les pieds en le pressant le plus possible contre la paroi de la voûte en maçonnerie, et c'est à peine si Ton avait à craindre qu'il rest&t un vide triangulaire très peu étendu vera le sommet de l'ogive, ce qui ne pouvait avoir aucun inconvé* nient sérieux.

Avec les chambres de travail à charpente métallique, la difficulté, comme nous Tavons déjà dit, est bien plus grande, surtout quand le remplissage touche à sa fin et qu'il faut s'en rapporter à de simples manœuvres du soin de bourrer exactement le béton jusqu'au contact du plafond. A Marmande, pour le bourrage de cette dernière couche, on a essayé l'emploi du pilons en biseau dont on a obtenu d'assez bons résultats. On avait voulu tenter de terminer le remplissage avec de la maçonnerie, mais la difficulté de trouver de bons maçons consentant à travailler dans l'air comprimé et l'impossibilité pour ceux-ci, d'ailleurs, de parvenir à presser fortement la maçonnerie contre une paroi horizontale située au-dessus, a fait renoncer à ce moyen et finalement on s'en est tenu au béton.

Pour quelques piles, une disposition de laquelle on aobtenu d'excellents effets a consisté à maintenir, à l'aide de panneaux de bois, au centre du massif de remplissage, un vide dans lequel un ouvrier pouvait se tenir debout, puis lorsque la surface du béton n'était plus qu'à O'" ,40 environ du plafond

de la chambre, on terminait le bourrage &ur cette hauteur en y employant delà maçonnerie de briques. D'après M. Séjourné, cette solution serait la meilleure toutes les fois qu'on pourrait trouver de bons ouvriers pour l'appliquer.

Pour plusieurs piles le bourrage a été terminé k l'aide d'un coulis de ciment liquide. A cet effet, le béton, dans la partie centrale du massif, était maintenu à 0'",10 ou 0'",12 en contrebas du plafond avec rigoles rayonnant tout autour. Les ouvriers étant remontés, on introduisait le ciment liquide par la cheminée, puis on forçait la pression de façon à contraindre l'air comprimé à pénétrer partout. Ce qui prouve que ce dernier but a été, en effet, atteint^ c'est qu'à la fin de l'opération il n'y avait plusitransmission de la pression de Fair comprimé d'un sas à l'autre. La quantité de ciment employée a varié, par pile, d'un minimum de 952 à un maximum de i.600 kilogrammes ; elle s'est maintenue en général entre 1.100 et 1.500 kilogrammes, et le minimum a correspondu à une pile dont le remplissage avait été terminé avec maçonnerie de briques, ce qui prouve la supériorité de cette dernière disposition.

En résumé, tous les travaux de fondation du pont de Mar^ mande ont été exécutés avec un plein succès ; ce qui en fait l'intérêt particulier, c'est qu'on y a employé soit des chambres de travail métalliques avec hausses en tôle au-dessus enveloppant la maçonnerie, soit des chambres également métalliques, mais avec suppression des hausses, soit enfin des chambres en maçonnerie montées sur rouets métalliques, et que les résultats consignés par M. Séjourné dans les tableaux très complets accompagnant son mémoire permettent de comparer le mérite relatif de ces diverses dispositions, tant au point de vue de la célérité et de la bonne exécution des travaux, que sous le rapport des dépenses faites.

Sans reproduire en détail tous ces tableaux, nous pensons devoir leur emprunter les chiffres qui suivent :

lo Fondations sur caissons métalliques avec hausses enveloppant les maçonneries (grand pont, 2 culées et 4 piles) :

Les surfaces de fondation étaient 5 "^ , ., ' ^, '^^

i pour les piles, de 74 027

le supposer, puisque le prix du mètre cube des fondations exécutées de cette manière a varié de 61 fr. 98 à 73 fr./ contre 64 fr. 62 & 73 fr. 82 pour le prix des fondations avec hausses.

C'est avec les chambres en maçonnerie montées sur rouets métalliques qu'on a réalisé la plus forte réduction de dépense, puisque le prix maximum ne s'est élevé qu'à 63 fr. 83.

Quant à la durée du foncage, elle a été assez irrégulière et il ne semble pas qu'on en puisse tirer des conclusions bien fermes relativement à l'influence de tel ou tel des trois systèmes comparés. En ne considérant que les piles, on voit que cette durée a varié de 49 à 67 jours, pour le premier groupe, de 55 à 72 jours dans le second et de 60 à 75 dans le troi« sième.

L'étendue donné à ce compte-rendu des travaux de fondation du pont de Marmande nous permet de ne pas nous arrêter à d'autres ouvrages du même genre, exécutés en France vers la même époque. Les faits sont, en définitive, toujours à peu près les mêmes ; les dispositions des chambres de travail et des appareils à air comprimé peuvent bien présenter quelques différences d'un chantier à un autre, mais le fonctionnement en reste tout semblable et il sera toujours aisé, pour les ingénieurs, d'approprier le mieux possible à leurs travaux, dans chaque cas particulier^ les meilleures solutions expérimentées ailleurs, en les complétant s'il y a lieu par telle ou telle nouvelle disposition spéciale.

Nous ne pouvons pas, toutefois, nous dispenser de dire quelques mots de fondations de dimensions tout-à-fait exceptionnelles exécutées aux Étals-Unis, et à l'occasion desquelles l'application de l'air comprimé semble avoir été poussée jusqu'à ses dernières limites.

Nous empruntons, sur ce sujet, les «"enseignements qui suivent à un mémoire inséré par M. Malézieux, en 1874, dans les Annales des Ponts et Chaussées*, nous bornant à rapporter

1. Annales de 1874, i^r semestre (no |2) : Fondations à Tair comprimé. Méinoire de M. Malézieux, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées,

ce qui concerne le plus important des ouvrages dont il y est question, le pont de Brooklyn.

.Celui-ci se compose de trois travées suspendues, dont la plus grande, celle du milieu, a près d un demi-kilomètre de portée (486">,47). Le tablier, dont la largeur est de 26", donne passage à 4 lignes de tramways et à 2 voies ferrées pour wagons remorqués à Taide de cables ; une voie surélevée, pour piétons, en occupe le centre.

Ce tablier est établi à 42^,70 au-dessus des basses-mers, et comme les piles supportant les cables le dépassent de 40°^, celles-ci, depuis la base de fondation jusqu'à leur sommet, ont une hauteur qui atteint du côté de New- York 107",97, On voulait cependant limiter la charge sur le sol à 6'',5 par centimètre carré, et Ton a été ainsi conduit à donner aux fondations, de forme rectangulaire, une longueur de 52" sur 31° de largeur, soit plus de t6 ares de superficie.

De semblables dimensions devaient nécessairement exiger des dispositions tout à fait spéciales.

Sur remplacement du pont existe un banc de gneiss, situé à 30 mètres en contrebas des hautes-mers et recouvert d'une épaisse couche d'argile compacte mélangée de blocs de trapp, disposés par lits empâtés dans de l'argile ou du sable. On résoluJ de s'arrêterç pour les fondations, dans ce banc d'argile à 15 mètres environ au-dessous des hautes mers ; comme on avait à craindre quelques irrégularités de résistance du sol, on prit le parti d'asseoir les maçonneries sur un vaste plateau de charpente assez épais et assez rigide pour rendre toute inégalité de tassement impossible.

D'autre part l'ingénieur chargé des travaux, M. Rœbling, conçut l'idée de donner à cette chai-penle la forme d'un grand caisson fermé par le haut de façon à pouvoir l'amener plus facilement en place, pendant qu'il flotterait, et Timmerger ensuite sans avoir besoin de vérins pour le soutenir.

La vue perspective ci-contre donne une idée de ce qu'était ce caisson sur le chantier, avant le lançage.

Ce que nous avons dit (page 1 99) des caissons employés pour les fondations du pont de Poughkeepsie, sur béton immergé, peut s'appliquer à beaucoup d'égards aux caissons de Brooklyn.

Coupé lODgiluJinolo.

s IV — FONDATIONS A L*AIR COMPRIMÉ 277

C'est, en effets en pièces de bois de yellow-pihe (pin-jaune) d'échantillon régulier de O'^^SO sur 0<»,30 d'équarrissage, à faces bien dressées, que l'ouvrage a été établi.

Le plan et la coupe ci-eontre montrent, dans leur ensemble, les dispositions de ces caissons et celles des massifs de maçonnerie élevés par -dessus.

Le plafond de la chambre de travail est composé de cinq cours superposés de ces pièces de yellow-piney de 07^,30 de côté, se croisant à angle droit d'un cours à l'autre, et reliées en tous sens par de forts bouIons^ pour la pose desquels on a eu soin de tenir le diamètre des trous de tarière inférieur de trois millimètres à celui du fer, afin que l'adhérence du métal et du bois fut plus complète.

La muraillp d'enceinte établie de la même façon est en forme de tranchant ou de Y; le parement intérieur en est incliné à 45** tandis que le parement extérieur présente seulement un fruit de un dixième jusqu'à une certaine hauteur, au-dessus de laquelle les poutres sont disposées par retraites soccessives comme le montre la coupe.

La chambre de travail a 2"',70 de hauteur sous plafond, et 5 cloisons transversales la divisent dans le sens de la longueur en six compartiments séparés.

Pour assurer l'étanchéité de cette enceinte de bois à l'air comprimé^ les joints en ont été d'abord enduits de goudron sur toute leur largeur, puis calfatés, à l'extérieur, sur une profondeur de 0"',10 ; de plus^entre le quatrième et le cinquième cours de poutres du plafond, on a étendu une feuille continue de ferblanc^ avec joints soigneusement soudés, qui se repliant vers le bas vient recouvrir toute la paroi extérieure du caisson jusqu'à l'arête inférieure du taillant, et enferme ainsi complètement la chambre de travail. Pour protéger cette enveloppe un peu fragile contre les frottements extérieurs, ses 4 faces ont été revêtues en planches, et elle est posée entre deux feui^ les également continues de papier goudronné. Enfin toutes les parois intérieures de la chambre, y compris le plafond, sont enduites de vernis.

Le bord coupant est composé d'une pièce demi-circulaire de fonte enveloppée d'une feuille de tôle remontant, de part et d'au^^ tre, jusqu'à 0'',90 de hauteur et fixée sur le bois.

J78 CHAPITRE ti — FONDATIONS

Le caisson monté sur le chantier, tel que le représente le dessin delapagie 274, se composait de 11,000 stères de bois et 250 tonnes de fer. On devait supposer que le lançage d'une pareille masse offrirait de sérieuses difficultés, surtout en considérant qu'au lieu de se présenter par une petite face en avant.ii la façon d'un navire, le caisson opposerait à la résistance de l'eau une paroi plane (te 51 mètres de lon^ sur 4°*, 57 de haut. L'opération cependant s'est effectuée sans encombre et a parfaitement réussi. Des glissières, inclinées au douzième en moyenne et k profil parabolique plongeant, étaient disposées sous les cdlés extrêmes et au droit des cloisons transversales, supportant une charge limitée h 2^,7 par centimètre carré. A peine les amarres furent-elles brisées qne le caisson se mît de lui-même en marche, quitta toutes les glissières en même temps et se trouva à Ilot dans les meilleures conditions, émergeant régulièrement d'environ 0°',43, avec l'aide d'un flotteur logea Tintérieur el occupant à peu près le tiers de sa longueur. Immédiatement après le langage, une machine à vapeur avec pompe à air, installée sur la plale-formc, fut mise en mouvement, et en quelques heures tout l'intérieur du caisson se trouva exactement rempli d'air, donnant ainsi la preuve de l'imperméabilité de ses parois.

L'emplacement de la pile ayant été préalablement dragué, le caisson y fut amené à l'aide de six petits bateaux à vapeur àhélice.du genre de ceux qui sillonnent constamment; en tous sens, la rade de New-York ; des pieux de garde avaient été battus sur trois descAtés de cet emplacement, le quatrième côté restant seul ouvert pour n'ôtro fermé qu'après l'entrée du caisson et son amarrage en place.

Avant de commencer les maçonneries, le plancher de la chambre de travail, déjà composé de S cours de pièces de charpente, fut encore augmenté de 10 autres cours superposés de pièces de même équarrissage, se coupant à angle droit d'un cniirM h l'ftiitrn comme les nréct^dentes. mais en laissant toute-

pleine de la pile, avec ies vides ou puits méuagés pour le service de la chambre de travail el le foactionnementde l'air comprimé.

Les sas h air étaient placés sur les deux puits circulaires les plus rapprochés du centre, et fixés sur le plafoud même de lachamhre de travail. Les puits extrêmes à section rectangulaire de 2*, 13 sur i™,9Sétaieatk fermeture hydraulique, et servaient k renlëvement du déblai exécuté à l'aide de la drague de Morris et Gummings ; celle-ci consiste en un appareil demicylindrique dont les deux moitiés, disposées à peu prés comme celles de certaines caisses h immerger le béton mais fonctionnant à l'inverse, sont descendues vides et écartées jusqu'au contact du fond; en se refermant k la façon de deux m&cboires, elles saisissent et emmagasinent le déblai ou les blocs à enlever. Avec une semblable machine, très peu encombrante d'aiUeura, on remontait de 4 en 4 minutes un cube d'environ l'ilO et, malgré d'incessantes interruptions, un travail de cinq mois a 8uf6 pour exécuter ifi.OOO mètres cubes de déblai.

Deux autres puils de moindre dimension étaient destinés seulement à l'introduction des matériaux pour le remplissage final de la chambre de travail. Us pénétraient de 0'*,60 audessous du plafond et étaient fermés, à leurs extrémités, par des portes à charnières horizontales pour recevoir à volonté de l'air comprimé.

Le fond étant composé, comme nous l'avons dit, d'argile mélangée de blocs de gneiss irrégulièrement noyés dans la masse; il était à craindre que la présence de ces blocs, s'ils se trouvaient engagés sous telle ou telle partie du tranchant, ne donn&l lieu à des déversements ou à de graves difficultés de déblai. Pour y parer, des sondages étaient faits en permanence sur tout le pourtour de la chambre de travail et au droit des cloisons transversales, pour reconnaître à l'avance l'existence et la situation des blocs et les enlever avant de les atteindre avec les bords tranchants.

L'air comprimé, fourni par des pompes à double effet installées sur la rivière, était amené dans les appareils par des conduites de fonte de quinze centimètres de diamètre, avec raccords en caoutchouc.

Le foDçage a marché régulièrement, sauf les incidenis ordinaires qu'on ne peut jamais éviter dans ce genre de travaux. L'éclairage du vaste espace occupé par la chambre de travail offrait de sérieuses difticultés, qu'on n'est pas parvenu du reste à surmonter complètement ; on y a employé d'abord la lumière du gaz oxhydrique dont on a obtenu d'assez bons résultats, puis on s'est contenté du gaz ordinaire de l'éclairage distribué dans soixante becs et donnant une bonne clarté. Les chandelles et les lampes à huile brAIeat trop rapidément dans l'air comprimé et produisent en abondance une fumée gênante et malsaine pour les ouvriers ; le gaz oxhydrique coûtait fort cher et le gaz de l'éclairage avait l'inconvénient de donner lieu à beaucoup de chaleur et de vicier l'air ambiant. Kn somme, on a dépensé, pour ces divers essais, environ 2S.000 fr. sans être jamais satisfait du résultat obtenu. Dons l'état actuel de l'industrie de l'éclairage électrique, cette difficulté spéciale serait aisément surmontée.

Parmi les accidents, peu nombreux d'ailleurs, qui se sont produits, le plus grave a consisté dans un échappement brusque de l'air comprimé contenu dans la chambre de travail. Un dimanche, jour de repos absolu sur les chantiers des États- Unis, pendant que tous les ouvriers étaient absents, une sorte d'explosion se produisit et l'eau contenue dans l'un des puits h fermeture hydraulique jaillit tout k coup en colonne élevée, lançant au loin de la vase et des fragments de pierre. Le caisson s'était enfoncé de 0",25, mais sans déversement ni avaries sérieuses. Après avoir rétabli la pression à 2«*,H et être descendu dans la chambre de travail, on constata que les tasseaux, sur lesquels on faisait porter, de distance en distance, le bord tranchant du caisson et les parois transversales pendant qu'on enlevait l'argile et les blocs de gneiss, étaient littéralement broyés, que l'enveloppe en tôle du sabot de fonte se trouvait déchirée par places et que les 18 cours de poutres superposées du plafond avaient éprouvé un tassement ou réduction d'épaisseur de O^jOS restée définitive ; Mais que du reste

Inlll Âtm'l on ^Inl Aa. tnnMinnnaf Aa .in^la /i..yi Va^^'.Aanl n'avait

I IV — F'ONDAtlONS A L'AItt COMPRIMÉ 281

D'autres incidents, dont les conséquences auraient pu être bien autrement graves, ont consisté en commencements d'incendie qu'on est en général parvenu k éteindre sans trop de peine ; mais un certain jour, cependant, le feu allumé par l'imprudence d'un ouvrier avait pénétré presque sans se manifester jusqu'à une profondeur de 1°',20 à l'intérieur des bois, ainsi qu'on pût le constater au moyen de trous de ta* rière et il fallût, pour s'en rendre maître, inonder entièrement la chambre de travail en y employant toutes les pompes à incendie du service municipal de New- York. La chambre fût remplie en 6 heures environ et après avoir attendu 2 jours et demi on pût la vider de nouveau et reprendre les travaux interrompus. Un semblable incident est encore de ceux que l'emploi de la lumière électrique doit rendre impossibles.

Les dispositions adoptées pour le remplissage des chambres de travail ont offert un intérêt tout particulier. Lorsque le caisson était encore à 0^,90 au-dessus du niveau définitif qa'il devait atteindre, on décida de construire 72 piliers de briques, à section carrée de 2"" de côté, également distribués sur toute la superficie de la fondation et capables de supporter seuls tout le poids de la construction, si par accident l'air comprimé venait à s'échapper brusquement comme cela était déjà arrivé une fois, et devait arriver encore ainsi que nous le dirons tout à l'heure. Les ouvriers spéciaux pour la maçonnerie de briques, dont la journée est payée 40 fr. à New- York, purent être réunis en nombre suffisant malgré l'obligation de travailler dans l'air comprimé, et la construction des piliers fut terminée en trois semaines bien qu'il y ait été employé 250.000 briques. L'utilité de cette disposition ne devait pas tarder à être démontrée. Un jour, en effet, pendant qu'on envoyait du béton dans la chambre de travail, par l'un des puits circulaires de 0'°,53 de diamètre spécialement aménagés pour cet objet, une faute des ouvriers donna lieu à l'ouverture de la partie inférieure, pendant que celle du haut n'était pas encore refermée, de sorte que l'air comprimé trouvant une issue pût s'échapper soudainement.Tous les ouvriers étaient à ce moment à leur travail, et l'ingénieur, M.Rœbling,

i8* CHAPITRE 11 -^ FONbAtlONS

se (rouvait lui-même présent sur le chantier. Par Teffet de la dilatation subite et du refroidissement de l'air; un brouillard intense envahit toutes Jes parties de la chambre de travail, toutes les lumières furent instantanément éteintes, le bruit effroyable produit par Tair comprimé s'enjtouffrant dans le puits ouvert empêchait qu'aucun ordre put être entendu^ et pendant ce temps Teau des fermetures hydrauliques retombant dans la chambre s'élevait en quelques instants jusqu'à la hauteur des genoux des ouvriers, hors d'état de savoir si ce n'était pas l'eau extérieure qui envahissait le caisson. La confusion fût donc un instant indescriptible et les craintes terribles. Heureusement Taccident, grâce à la parfaite étanchéité du caisson et du sol, n'eût aucune suite fâcheuse, et tout fût promptement remis en ordre , mais à ce moment tout le poids de la pile avait porté sur les piliers de briques et aucun de ceux-ci n'avait cédé bien que la charge eût atteint de 10 à 12 kilogrammes par centimètre carré. .

Le remplissage de la chambre de travail a marché à raison de 75 mètres cubes environ par journée de 16 heures, et l'on y a employé un béton composé d'une partie de ciment de Rosendale, à prise rapide, pour deux parties de sable et trois parties de gravier fin Quant à la marche suivie, elle consis* tait à élever sur toute la hauteur de la chambre avec le béton, qu'on maintenait au moyen de panneaux de bois, des murs d'un mètre d'épaisseur dont on bourrait vigoureusement la couche supérieure contre la paroi du plafond à l'aide d'un instrument plat en fer. Ces murs occupaient tout le pourtour de la chambre, rétrécissant ainsi de plus en plus l'espace resté libre au-dessous de l'oritice des puits par lesquels le béton était introduit. Ces puits ont naturellement été remplis euxmêmes en dernier lieu. Le cube total du béton employé a été de 3.000 mètres.

Cette opération terminée, la vérification de la situation définitive du caisson fit constater un déplacement de 0°",30 dans un sens et de 0*^,22 dans l'autre ; mais, à cause de la largeur de la plate-forme, il n'en est résulté aucune difficulté pour Talignement exact des maçonneries en élévation, et celles-ci, exécutées entièrement en pierres de taille, offrent une parfoite régularité.

§ IV -^ FONDATIONS A L^AIR COMPRIMÉ m

La pile située du côté de New- York a exigé Temploi d'un caisson de 52°^, 46 de longueur sur 31"*, 11 de largeur ; comme on l'exécutait en second lieu, on a profité de l'expérience acquise à Brooklyn pour adopter quelques améliorations de détail. Ainsi la couche de vernis du plafond de la chambre de travail a élé remplacée par une feuille de tôle destinée surtout à atténuer les dangers d'incendie ; cette tôle peinte en blanc a grandement favorisé l'éclairage de la chambre ; l'épaisseur pleine du plafond en bois a été augmenté de 7 cours de poutres de 0,30 sur 0,30 d'équarissage ; à la section rectangulaire des puits d'extraction, on a substitué une section circulaire de S'^SB de diamètre ; dans le bas de chaque puits d'accès on a disposé deux sas à air, engagés de la môi^tié de leur hauteur sous le plafond, de ta chambre de travail pour les mettre ainsi mieux à la portée des ouvriers, qui pouvaient, d'ailleurs, y trouver simultanément place au nombre de 120. Enfin, pour la partie du déblai qui était à exécuter sur 5 mètres environ d'épaisseur, dans une couche de sable fin, on a employé un système analogue à celui des pompes à sable, c'est-à-dire que le déblai amené à l'orifice inférieur des tubes verticaux spécialement disposés pour cet objet, et débouchant à l'extérieur, était entraîné par un courant d'air comprimé.

À cet effet les tubes, munis d un robinet, descendaient jusqu'à 0^,30 environ du sol ; les ouvriers entassaient le sable en forme de cône autour de l'orifice inférieur, puis le robinet était ouvert et l'air comprimé de la chambre de travail s'échappant par cette issue entraînait le sable avec une telle force qu'on dut s'ingénier pour disposer, à la partie supérieure des tubes, des appareils spéciaux destinés à limiter la distance à laquelle le sable était projeté. Le déblai ainsi exécuté parait avoir atteint, à un moment, 0™^,37 par minute, soit plus de 22 mètres cubes par heure ; mais cependant la plus grande partie de la fouille a été faite au moyen des puits d'extraction à fermuture hydraulique et de dragues, comme à la pile de Brooklyn.

En résumé, la marche du fonçage a été fort régulière et le caisson a atteint la profondeur prévue de 23 mètres. On était {)arVenUy à ce moment, sur un banc de gneiss à surface très

iSi CHAPITRE II — FONDATIONS

inclinée et il s'agissait de savoir comment on assurerait la stabilité des fondations, en écartant toute possibilité de glissement. La dénivellation était d'environ 5 mètres d'un bord à Tautre de la chambre de travail. M. Rœbling, renonçant à déraser la roche, s'est borné à en faire sauteries pointes les plus saillantes, puis à établir de solides points d*appui, en béton de ciment, sous toutes les parties du pourtour et des cloisons transversales portant à faux ; cela fait, on a soigneusement comblé en ciment tous les vides de la roche après en avoir au préalable bien enlevé le sable. Le remplissage de la chambre de travail repose sur Taire en ciment ainsi obtenue, et la pile n'a éprouvé aucun mouvement depuis sa construction.

Le cube du déblai extrait à Tair comprimé a été pour cette pile de 20.000 mètres, sous des pressions variant de 1*46 à 2**45, cl le fonçage commencé le 12 décembre 1871 élait terminé le 18 mai 1872^ après 5 mois de travail.

Afin que la descente du caisson s'eiTectuât en eau calme, une enceinte de madriers fixés sur des pieux entourait complètement la fondation, la mettant ainsi à Tabri des courants de marée, dont la vitesse du côté de New- York peut atteindre 6 kilomètres et demi à Theure.

Le pont de Brooklyn, depuis qu'il est ouvert à la circulation, parait répondre exactement à ce qu'on s'était proposé en le construisant, et ses dimensions sont à tel point exceptionnelles qu'on ne saurait être surpris que la dépense faite pour les fondations seulement ait dépassé 3.300.000 francs.

Ce grand ouvrage n'est pas le seul où les ingénieurs américains aient montré tout ce qu'on peut tenter, en fait de travaux de fondation, en y employant Taîr comprimé.

Au pont de St-Louis, par exemple, construit sûr le Mississipi et composé de 3 travées de 153 et 158 mètres de portée, les ouvriers employés au déblai et au remplissage de la chambre de travail ont pénétré jusqu'à des profondeurs de 33°70, au-dessous du niveau de l'eau extérieure.

Les appareils pneumatiques y présentaient d'ailleurs des dispositions spéciales qu'il avait été question d'adopter antérieurement eu France ; mais qui, en réalité, ont été appliquées à

g IV -~ FONDATIONS A L'AIR COMPRIMÉ 286

St-Louis pour la première fois, consistant à placer les sas à air dans le bas des puits d'accès et en partie engagés dans la chambre même de travail. Une large cage de 3 mètres de diamètre, occupant le centre de la construction, contenait au début un escalier remplacé plus tard par un ascenseur, permettant de descendre à Tair libre jusqu'à deux mètres au-dessous du niveau du plafond de la chambre de travail. Pour pénétrer dans celle-ci, on entrait d abord par une porte verticale dans un sas à air, dont le fond inférieur était de niveau avec celui de la cage centrale de Tascenspur ; lorsque l'équilibre des pressions était établi une seconde porte disposée en contrebas du plafond de la chambre de travail donnait passage aux ouvriers, qui n'avaient plus qu'à sauter d'une hauteur de 0*90 pour se trouver sur le sol du chantier. Par ce moyen, on réduisait, dans une très forte proportion, l'espace qu'il fallait successivement remplir ou vider d'air comprimé pour le passage des ouvriers ; on supprimait le parcours à faire par ceux-ci dans l'air comprimé, en dehors de la chambre de travail ; on rendait inutile l'emploi des hausses étanches en forte tôle pour garnir la paroi intérieure du puils d'accès, et toutes ces améliorations avaient d'autant plus de prix qu'il s'agissait de pressions portées en quelque sorte aux dernières limites qu'il soit possible d'atteindre, et avec lesquelles la durée de chaque reprise de travail ne pouvait dépasser une heure.

Les caissons étaient de forme hexagonale et exécutés soit en fer, avec cloisons intérieures seulement en bois pour la pile de la rive Est; soit presqu'entièrement en fortes pièces de charpente, comme à Brooklyn pour la pile Ouest, la tôle ne servant plus qu'à titre d'enveloppe imperméable destinée à prévenir les fuites d'air comprimé. Pour l'ensemble du pont, les travaux de fondation seuls, commencés en 1868, n'ont été terminés qu'en 1871 , après avoir duré près de trois années et donné lieu à une dépense de 5.747.000 francs.

De pareilles œuvres menées à bonne fin font le plus grand honneur à ceux qui les ont entreprises, sans s'arrêter devant les difficultés en apparence insurmontables contre lesquelles ils allaient avoir à lutter; elles montrent bien tout ce qu'on peut attendre des ingénieurs lorsque, débarrassés d'entraves

286 CîlAPtTnR II — FONDATIONS

administratives trop étroites, ils se sentent libres, comme cela a lieu aux États-Unis, de donner carrière à leurs aspirations vers le progrès et de tenter tout ce que la science leur dit ne pas être impossible. Us savent que Topinion publique leur sera d'autant plus favorable que leurs conceptions seront plus hardies, qu'on ne leur imputera pas comme fautes des accidents partiels, qu'on ne les chicanera même pas trop sur les questions de dépenses, pourvu que le succès final réponde à ce qu'ils ont promis et ainsi soutenus, ils vont en avant,> maîtres de donner chacun la mesure jde sa véritable valeur.

Nous venons de voir qu'au pont de St-Louis on avait poussé le travail h l'air comprimé au delà de 33 mètres sous l'eau, prouvant ainsi la possibilité pour les ouvriers de supporter de pareilles pressions ; mais le danger qui en résulte est tel qu'on doit s'abstenir d'y exposerleshommes^à moins d'impossibilité absolue de faire autrement.

Tout ingénieur chargé de diriger des travaux exécutés au moyen de l'air comprimé doit mettre au nombre de ses devoirs les plus impérieux l'obligation de veiller à ce que toutes les précautions conseillées par l'expérience, en vue de préserver dans la plus large mesure possible la santé des ouvriers, soient rigoureusement observées.

La première de ces précautions est de soumettre tout ouvrier se présentant pour être employé dans la chambre de travail à la visite d'un médecin^ chargé de vérifier s'il a les aptitudes voulues pour supporter l'action de l*air comprimé.

Cette action se manifeste tout d'abord par une réduction marquée du nombre d'inhalations par minute, réduction proportionnée à l'intensité de la pression et qui atteignait à Brooklyn jusqu'à 50 pour cent.

Les indispositions le plus fréquemment observées sont les troubles de l'oule avec surdité partielle ou totale durant plus ou moins longtemps, mais toujours temporaire d'ailleurs, les douleurs musculaires et articulaires, le lumbago, les syncopes, la fièvre, les bronchites.

Il ne faudrait pas toutefois exagérer la part d'influence de l'air comprimé dans tous les cas de maladie observés sur les

chantiers. Là iempéralure edt généralement très élevée dans les chambres de travail, tandis que dans les sas à air, lorsque \si décompression s'effectue, Tair se refroidit rapidenient> donnant lieu à la production d'une buée intense et glacée qui pénètre les ouvriers et peut devenir la cause de toutes les maladies pulmonaires procédant du refroidissement, pour peu qu'on néglige les précautions prises d'ordinaire à lair libre dans des circonstances analogues.

Beaucoup de bronchites, attribuées sur un chantier à l'influence de l'air comprimé, peuvent donc très bien n^avoir pas d'autre cause que l'imprudence des ouvriers. Pour le pont de Marmande par exemple, l'un des tableaux joints par M. Séjourné à son mémoire déjà cité, montre que pendant la durée des travaux de fondation il s'est produit, parmi les ouvriers travaillant dans l'air comprimé 38 cas de bronchites, ayant donné lieu à 660 journées de traitement ; mais que pendant le même temps la proportion pour cent des cas de la même maladie a été plus élevée pour les soldats de la garnison et pour la population civile.

Quoiqu'il en soil, indépendamment de la visite du médecin qui doit précéder l'embauchage des ouvriers, les mesures à adopter sont les suivantes :

N'employer que des hommes jeunes, ayant autant que possible moins de trente ans, bien constitués, bien portants^ sains et d^une conduite régulière.

Faire cesser le travail pour tout ouvrier ches qui se manifestent les premiers symptômes d'une maladie quelconque.

Imposer aux hommes des périodes de repos de 8 heures environ, après chaque reprise de travail à l'air comprimé ; limiter la durée de ces reprises à 4 heures au plus pour des pressions ne dépassant pas 10 mètres et la réduire à mesure que la pression augmente de façon à ne plus être que de 2 heures quand la profondeur sous l'eau atteint environ 20 mètres, et 1 heure au-delà de cette dernière limite ;

Donner aux sas à air des dimensions aussi grandes que les circonstances le permettent^ afin que le plus grand nombre possible d'ouvrier puissent y trouver place simultanément.

Distribuer aux hommes, à leur sortie des sas à air, des bois-

sons chaudes ci les obliger à se couvrir de vêtements de laine bien secs et chauds, en mettant pour cela à leur disposition un local spécialement aménagé dans ce but.

Enfin soutenir le mieux possible le moral de Touvrier, en lui enlevant à peu près tout motif de crainte et faisant le nécessaire pour le convaincre qu'il est à l'abri de tout accident grave, et qu'en cas d'indisposition il deviendra l'objet des soins les plus attentifs.

Indépendamment de ces précautions justifiées par la nature spéciale du travail à l'air comprimé, on doit avant tout exiger la plus grande prudence de la part du personnel des chantiers, et prendre toutes les précautions nécessaires pour diminuer autant que possible les chances d'accidents.

Comme nous en avons vu des exemples, des échappements brusques dair peuvent avoir lieu, des explosions, des ruptures d'appareils, des compressions soudaines peuvent se produire, même des incendies si la chambre de travail est en charpente. Toutes les dispositions ont àd être prises pour sauvegarder avant tout, en cas de semblables accidents, la vie des ouvriers. Il faut pour cela que leur sortie de la chambre de travail puisse au besoin s'effectuer avec une extrême rapidité ; on comprend à quel point il est important d'augmenter dans ce but les dimensions des sas à air et surtout de les mettre tout h fait à la portée des ouvriers^ en les disposant, comme à Brooklyn, dans la chambre même de travail. Des sas à air doivent être toujours aménagés, en outre, à la partie supérieure des puits de service, pour en faire usage au besoin si les sas inférieurs se trouvaient hors d'état de fonctionner, pour quelque cause que ce fut.

En résumé les appareils à air comprimé, employés pour les

. travaux de fondations à de grandes profondeurs sous Peau,

sont de merveilleux engins dont on a déjà tiré le plus utile

parti et certainement appelés à rendre des services de plus en

plus grands dans l'avenir.

Leur application comporte bien quelques critiques de détail, comme la difficullé du remplissage complet de la chambre de travail, le prix élevé du mètre cube de fondation, les dangers

auxquels on expose la santé des ouvriers, Tinsuffisance de la surveillance, etc. Mais en définitive le nombre des grands ouvrages déjà exécutés de cette manière, depuis une trentaine d*années, est plus que suffisant pour donner la preuve qu'aucun des inconvénients allégués n'a la gravité qu'on leur avait d'abord attribuée.

Tous ces ouvrages, en effet, se sont parfaitement maintenus à peu près sans exception, depuis leur achèvement, et il n'en est aucun pour lequel se soient produites des avaries qu'on puisse expressément imputer à rjulervention de l'air com* primé dans leur construction*

A mesure, d'ailleurs, que les applications se multiplient^ on parvient à perfectionner de plus en plus les appareils, l'emploi en est mieux pratiqué et les défectuosités qu'on leur avait le plus reprochées au début se trouvent dès maintenant à peu près écartées.

Ainsi le prix du mètre cube de fondation s'abaisse graduellement et tend en ^quelque sorte à devenir inférieur à celui qu'ei:igerait , à profondeur égale, l'emploi de tout- autre procédé.

Par les précautions observées, les accidents de chantier sont devenus extrêmement rares, et les cas de maladies observés parmi les hommes employés dans les chambres de travail à l'air comprimé ne semblent pas dépasser ceux constatés, pen* dant les mêmes périodes, parmi les ouvriers travaillant à l'air libre.

Le remplissage de la chambre de travail, tel qu'il a été pratiqué en dernier lieu pour le pont de Marmande, offre toutes les garanties désirables d'efficacité et ne laisse réellement subsister aucune solution de continuité dans les massifs de maçonnerie.

Enfin, même en reconnaissant qu'il reste encore quelques améliorations à réaliser, il ne faut pas perdre vue que Tair comprimé permet d^exécuter des travaux dont on n aurait pu tenter l'entreprise par aucun autre procédé connu, et qu'à ce titre seul sa valeur exceptionnelle est à l'abri de toute contestation.

Mais jusqu'à présent c^est surtout pour les grandes profon-

deurs et les cas les plus difficiles qu'on a eu recours à Tair com«' prinléy tandis qu'il semble qu'on en pourrait retirer les mêmes avantages pour la presque totalité des travaux de fondation à eiiécuter sous Teau.

Nous avons dit que l'idée d'applications de cette nature se présentait tout naturellement à l'esprit à propos du fonctionnement du bateau & air de M. de la Gournerie. Cette idée a été réalisée, pendant ces dernières années, de la façon la plus, heureuse et les appareils employés offrent, en effet, une analogie frappante avec le bateau à air.

C'est au pont du Garrit, construit à la traversée de la Dordogne, sur la ligne de Montauban à Périgueux, que la pre«miëre application en a été faite. Les renseignements qui vont suivre sont empruntés presque littéralement à un mémoire de M. Liébaux, ingénieur ordinaire des ponts et chaussées *.

L'appareil dont on a fait usage a été imaginé par M. Montagnier, entrepreneur de travaux publics, qui lui a donné le nom de Caisson-batardeati^ divisible ei mobile. Son but, en faisant construire cet appareil, a été précisément d'appliquer l'air comprimé dans des conditions économiques à l'exécution de fondations de faible profondeur»

Le caisson consiste en une vaste clocle, fermée par le haut, ayant en plan une section de même grandeur que la fondation à faire, mais avec des dimensions plus grandes en tous sens et une hauteur de 5 mètres.

Après l'avoir immergé sur l'emplacement voulu, on en chasse Teau au moyen de l'air comprimé, on y introduit les ouvriers par un sas à air et, le fond étant mis à découvert, on travaille à sec tant pour le déblai de la couche de terrain à enlever que pour Texécution de la maçonnerie jusqu'à un niveau dépassant celui de l'eau à l'extérieur.

Dans le principe, on avait supposé que toute la maçonnerie serait ainsi exécutée à l'air comprimé; mais, dès les premières applications faites, on n'a pas tardé à reconnaître la

1. Annales, 1881, 1" semestre (no 17). Fondation à l'air comprimé. Emploi du caisBon-batardeau divisible et mobile. Note par M. Liébaux, ingénieur des ponts et chaussées.

g IV — FONDATIONS A L'AIR COMPRIMÉ »!

possibilité de travailler pour partie à Tair libre, en utilisant alors la clocle simplement à la façon d'un batardeau ordinaire.

Les figures de la page suivante représentent en élévation, en coupe longitudinale, coupe ^ansversale et plan le caissonbatardeau de M. Monlagnier, tel qu'il a été employé au pont du Garrit.

La cloche est composée de segments verticaux en tùle d'environ 2 mètres de largeur, consolidés par des cornières horizontales et des fers à double T, comme le montrent les coupes. Le bord inférieur est disposé en taillant; àla partie supérieure, des poutres de 0",60 de hauteur, avec consoles à leurs extrémités, supportent un plancher horizontal ou toit, formé comme la paroi verticale de feuilles ou segmedts de tôle assemblés au moyen de cornières et de boulons.

Des bandes de caoutchouc, de 10 millimètres d'épaisseur, sont logées dans tous les joints et ont suffi pour obtenir une étanchéité parfaite.

Deux cadres intérieurs en fer & T complètent la rigidité de tout le système et deux rangées de hublots, disposés vers le haut des parois verticales, laissent passer la lumière nécessaire pour éclairer toutes les parties de la chambre.

Enfin, sur le plancher, sont fixées trois écluses à air dont deux circulaires, d'environ 1",70 de rayon, et une plus grande, de forme elliptique, au milieu, celle-ci destinée au passage des plus gros matériaux.

Le fonctionnement de Tappareil se comprend aisément. Après ravoir amené, comme nous Tavons dit, sur l'emplacement de la fondation projetée, on le laisse descendre jusqu'au fond en employant pour ces opérations préparatoires un échafaudage volant monté sur des bateaux accouplés, comme le montre la figure de la page 294.

De forts vérins fixés sur cet ^échafaudage permettent de modérer la descente du caisson et d'en régler exactement la position.

Si le tirant d'eau était très faible, on pourrait, pour diminuer le poids du caisson, l'amener en place sans le plancher supérieur, le laisser descendre en cet état sur remplacement de la fondation et procéder ensuite au montage du toit.