INTRODUCTION XXV

exaclement les mêmes qualités d'élasticité et de résls^ tance qu'à Tépoque de la construction. Vu le soin scrupuleux avec lequel cette vérification a été conduite, nous voyons là un document péremptoire et irrécusable, qui met à néant les craintes manifestées au début pour les premières constructions des ponts métalliques. Nous ajouterons que ces craintes n'étaient pas absolument chimériques, et qu'elles s'appuyaient sur des faits d'observation très exacts et très réels, mais mal connus et mal étudiés; l'erreur commise provient ainsi non du point de départ, mais des conclusions défavorables que l'on en tirait au sujet de la durée des ponts métalliques.

M. Wœhler a, dans ces dernières années, étudié la question avec un soin tout particulier, et il semble avoir découvert les lois qui la régissent. Ce n'est pas le moment d'exposer les résultats de ses observations et de ses recherchej ; nous nous bornerons à en donner une indication des plus sommaires. Il a constaté ce qui suit :

1" Une barre métallique, soumise à un effort d'extension permanent et constant, se rompait au. bout d'un temps plus ou moins long, lorsque cet effort atteignait une valeur déterminée, dépendant de la nature du métal, comprise entre l'effort correspondant à la limite d'élasti- ^ cité (page 4) et l'effort correspondant à la charge de rupture proprement dite, c'est-à-dire à la charge qui produirait la rupture du métal en un temps très court. Le temps exerce là une influence manifeste, puisque l'on constate qu'un effort, incapable de produire immédiatement la rupture de la barre, finit par la déterminer s'il est prolongé pendant un laps suffisant. Il y a évidemment désorganisation lente du métal, et par suite transformation moléculaire^

2" Supposons que la barre métallique, au lieu d'être

XXVI ' PONTS HÉTALUQUES.

soMiiise à un effort permanent et constant, su bisse un etîort variant périodiquement entre une limite supérieure et une limite inférieure, de telle sorte que les forces moléculaires développées dans le métal présentent des changements fréquents et alternatifs. M. Wœhler a trouvé que la barre pourrait encore dans ces conditions se désorganiser lentement et arriver à se rompre, si la limite supérieure des efforts intermittents supportés par elle atteignait une valeur déterminée, qui dans le cas présent serait inférieure à l'effort permanent et invariable capable de produire à la longue le même effet, dans les conditions de la remarque qui précède. Par conséquent, un effort variable et alternatif est plus destructeur qu'un effort constant et permanent, et la différence est d'autant plus accusée que Técart entre les limites inférieure et supérieure est plus considérable. Lorsque le métal travaille tantôt à la compression, tantôt à Textension, ce phénomène est plus marqué, et la valeur de Teffort limite capable d'amener la destruction de la barre s'abaisse notablement.

Considérons maintenant une barre métallique, portant une charge déterminée, qui soit en état de vibration. Nous

ferons K son égard les remarques suivantes : 1* l'intensité des efforts moléculaires développés dans la barre varie entre une limite inférieure correspondant au commencement de la période de la vibration simple et une limite supérieure correspondant à la fin de cette vibration. La limite inférieure peut être égale à zéro, et l'écart entre les limites atteint alors, ainsi qu'on le voit, la valeur même du travail maximum développé dans le métal ; 2** la limite supérieure du travail, développé dans la barre en état de vibration, est notablement plus grande que le travail statique constant et invariable que la même charge

INTRODUCTION XX Vil

développerait dans la barre supposée immobile : le Iravaîl dynamique peut en certains cas atteindre le double de la valeur du travail statique correspondant à la même charge.

Ces deux circonstances, variation incessante d\i travail enlre deux limites très écartées, et augmentation dans la limite supérieure des efforts moléculaires, expliquent, en vertu des lois de M. Wœhler^ comment une charge dynamique, c'est-à-dire mettant la pièce en état de vibration, peut produire des effets incomparablement plus destructeurs qu'une charge statique de même poids. Il en résulte que la valeur maximum de la charge dynamique à admettre pour une pièce, dont on veut éviter la destruction, peut dans certaines circonstances se réduire au tiers et même au quart delà charge statique qu'on pourrait lui faire supporter sans inconvénient.

Telle est l'explication de la très grande force qu'il faut donner à certaines pièces de mécanisme, bielles, tiges de piston, tringles de transmission, etc., et des ruptures qui s'y produisent fréquemment bien que le calcul indique pour le travail une valeur très peu élevée.

C'est encore à cette cause qu'il faut imputer la rapide destruction des rails en fer, et l'on conçoit que les premiers constructeurs de ponts aient craint de voir leurs œuvres éprouver le même sort. Nous avons déjà expliqué que l'expérience leur a donné tort à cet égard. En appliquant d'ailleurs les lois de Wœhler aux ponts métalliques existants, on constate que la théorie justifie très bien ce fait d'expérience, et que, à part peut-être les ouvrages d'ouverture Irès faible, il n'y a pas à craindre de moditications moléculaires, le travail, dont la valeur a été généralement établie à l'aide d'une règle pratique basée sur la charge slalique, ne dépassant pas en fait la limite admis-

XXVIIf PONTS MÉTALLIQUES

sible en vertu des considérations qui précèdent. L'influence des vibrations et de la variation des efforts est d'autanl moins sensible que l'ouverture des ponts est plus grande.

C'est là évidemment un résultat très heureuijc, de nature à répandre Templpi des constructions métalliques, qui progresse actuellement d'une manière très marquée. On semble de moins en moins disposé h se plier aux sujétions qu'entraîne l'établissement des ponts en maçonnerie. D'autre part le développement des voies de communication était jusqu'à présent entravé, dans les pays très accidentés ou coupés par des cours d'eau importants, par la difficulté de franchir les obstacles naturels avec des ouvrages d'ouverture restreinte. Or on a dans ces derniers temps exécuté avec succès, dans des conditions de dépenses très acceptables, un très grand nombre de ponts métalliques de 100 à 160 mètres de portée avec des hauteurs atteignant jusqu'à 120 mètres au-dessus du niveau du sol. Les ponts suspendus, qui sont pour le moment proscrits en Europe, permettraient de dépasser notablement ces limites, puisque l'on a pu adopter à New- York une ouverture de près de 500 mètres. Nous n'insistons pas sur les facilités que cette branche de construction est appelée à donner pour l'exécution des voies de communication.

Les constructeurs des premiers ponts métalliques en ont évidemment arrêté à peu près au hasard les dimensions et les dispositions, en se basant sur des analogies avec les constructions en pierre et en charpente. Stephenson et Fairbairn, qui ont les premiers employé le fer, se sont appuyés sur les résultats de quelques expériences et sur les connaissances très restreintes que Ton possédait alors en fait de résistance des matériaux. Au fur et à mesure que cette dernière science s'est développée, on a fait

1NTROl»U<mON XXIX

une application de plus en plus fréquente de ses formules au calcul des ouvrages en métal, et cette substitution d'une méthode exacte et sûre aux règles empiriques suivies dans le début a permis d'accroître la stabilité des ouvrages tout en réduisant le poids du métal. On admet aujourd'hui que, pour obtenir le maximum de sécurité avec le minimum de dépense , il convient de faire le calcul exact de toutes les pièces qui entrent dans la composition des ponts métalliques, et Ton ne se contente plus de reproduire servilement les ouvrages existants, sauf pour les petites ouvertures où Ton gagnerait peu de chose sur la dépense totale par une réduction sur le poids du métal, tandis qu'il importe, au point de vue de l'économie, de reproduire les types consacrés par l'usage, dont la fabrication se fait couramment.

Le rôle d'un ingénieur chargé de dresser le projet d'un pont métallique comporte les trois séries d'opérations suivantes : 1* il a d'abord à choisir le type d'ouvrage le plus convenable dans le cas particulier dont il s'agit, à en arrêter les dimensions principales et à en fixer les dispositions générales; 2* il doit ensuite effectuer d'une manière complète les calculs de stabihté relatifs aux différents éléments de la construction, de façon à déterminer exactement leurs dimensions et leurs poids; 3o cela fait, il lui reste encore à étudier les détails du pont, notamment les assemblages qui doivent relier les différentes pièces de l'ossature, et à préparer les dessins d'exécution en tenant compte des sujétions que peuvent entraîner d'une part le travail à l'usine, et de l'autre les nécessités du montage et de la mise en place. Il arrive souvent que ce dernier travail, qui consiste à rendre pratique la réalisation matérielle d'un ouvrage complètement étudié et calculé, est confié aux ingénieurs spécialistes qui dirigent

les ateliers de constructions métalliques, et ont évidem* ment dans la question une compétence toute particulière. A supposer même que ce travail ait été complètement effectué avant l'adjudication du projet, il est toujours nécessaire que ces ingénieurs le retouchent et le remanient, en préparant les dessins destinés à guider les ouvriers des ateliers ainsi que les monteurs du chantier.

Les renseignements nécessaires pour traiter la première et la troisième partie de ce programme sont fournis par des traités de construction, qui donnent avec dessins à l'appui la description des ponts métalliques existants et offrent ainsi des exemples et des modèles pour tous les cas que Ton peut rencontrer, en faisant ressortir les mérites et les défauts des différents types passés en revue. Quant à la seconde partie, elle nous a paru avoir été jusqu'ici laissée un peu de côté dans les ouvrages spéciaux dont il s'agit : les questions qui se rattachent aux méthodes de calcul sont traitées très sommairement, et surtout d'une manière incomplète. Les traités de résistance des matériaux suppléent à cette lacune, mais ils embrassent un champ très vaste, où le calcul des ponts métalliques ne figure qu'à titre d'application, fort importante à la vérité, d'une science très étendue. Il en résulte que les questions traitées y sont d'habitude envi^ sagées à un point de vue plutôt théorique que pratique, et que Ton s'attache à mettre en relief des méthodes d'investigation et des formules d'une grande généralité, plutôt qu'à fournir des procédés de calcul d'une application facile et des formules présentées de la manière la plus simple et la plus pratique.

Nous nous sommes proposé d'étudier successivement tous les types de ponts classés suivant un ordre logique,. en donnant pour chacun une méthode de calcul aussi

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