PRIX DE REVIENT ET DOCUMENTS DIVERS
Sous ce titre , nous comprenons les prix de revient ainsi que les notes de toute nature qui, bien que d'un grand intérêt pour les praticiens , ne nous ont pas semblé devoir trouver place dans le corps du texte.
Les prix de revient ne seront pas établis sur de simples hypothèses. Nous ne donnerons, comme tels, que des résultats de pratique dont nous avons pu constater la parfaite exactitude.
Prix de revient de terrassements au moyen de chemins de fer et de chevaux ou locomotives.
Nous avons déjà déclaré (page 46, du texte) que nous n'avions pu étudier assez complètement Fart des terrassements au moyen de chemins de fer et de chevaux ou de locomotives, pour nous permettre d'en essayer la description; mais ayant exécuté au wagon sur le chemin de Versailles (rive gauche) des travaux de terrassement que Ton peut ranger parmi les plus importants que la construction des chemins déferait présentés, avec une rapidité jusqu'alors inconnue, nous croyons être agréables à nos lecteurs en leur offrant le résumé des dépenses que cette opération a exigées.
Ce résumé, présenté sous forme de séries de prix, est l'œuvre de M. Brabant, conducteur très-capable et très-expérimenté des ponts et chaussées, qui a dirigé ces travaux difficiles avec une habileté dont nous ne saurions faire un trop grand éloge.
Nous le ferons précéder de l'exposé des procédés suivis pour le déblaiement des terres.
Les séries de prix calculées par M. Brabant ne sont rigoureusement applicables qu'à des travaux exécutés dans des circonstances où nous nous sommes trouvés placés , mais il sera facile de les modifier de manière à en faire usage, lors même que les données du problème changeraient.
De tous les chemins aujourd'hui en activité en Europe, aucun n'a présenté un volume de terrassement à exécuter par kilomètre aussi considérable que celui de la rive gauche.
Le cube du déblai dans la seule tranchée de Clamart, traversant la colline qui sépare le Val deClamart du Val-Fleury, était de 378,000 mètres, et sur ce cube plus des trois quarts devaient être transportés par une seule extrémité de la tranchée du côté de Paris.
L'administration du chemin ayant prescrit aux ingénieurs d'employer les procédés les pUs expéditifs, quelle qu'en dût être la dépense, afin de le livrer dans le plus court délai à la circulation, ils ont adopté un système dans lequel l'économie a été sacrifiée à une extrême rapidité.
Versailles.
Paris.
La fig. 1 représente la coupe du terrain suivant Taxe de
la tranchée de Clamart et des remblais avoisinant les deux extrémités de cette tranchée.
Les terres à gauche de la ligne A B ont été portées au nord vers Paris; celles à droite, au midi, du côté de Versailles.
Des 300,000 portées vers Paris, 120,000 ont été déposées dans le Val de Clamart pour le remblai DE F; le reste a été employé à former des remblais en H I, au-delà de la petite tranchée U F, dite tranchée de Vanvres , ou déposées dans la vallée de Clamart, de manière à élargir le remblai.
Les terres à droite de la ligne À B ont été portées du côté de Versailles, sur le remblai entre l'extrémité de la tranchée de Clamart et le viaduc de Fleury.
Le terrain de la tranchée a été découpé de la manière suivante. On a d'abord ouvert, de l'extrémité septentrionale de la tranchée jusqu'à la ligne A B , une petite tranchée auxiliaire KL A, fig. 1, etDC, fig. 2, assez large pour contenir une seule voie, et de profondeur variable. Le fond de cette tranchée auxiliaire était à une hauteur constante de sept mètres au-dessus du fond de la tranchée définitive. On lai avait donné une inclinaison de quatre millimètres vers Paris, inclinaison qui devait être aussi celle du chemin de fer.
Cette petite tranchée ayant été attaquée sur un grand nombre de points à la fois, les terres en ont été retroussées sur les côtés en A et B, fig. 2.
Un chemin de fer a été posé sur le fond, et des wagons roulant sur ce chemin ont servi à enlever les terres des cavaliers A et B,qui ne pouvaient rester déposées à cause de la grande valeur des terrains.
Aussitôt qu'une partie des terres du cavalier B a été enlevée , on a abattu des massifs F et G sur le côté de la petite tranchée, de manière à pouvoir y poser une seconde voie. On a ensuite abattu en même temps et chargé dans les wagons les terres du massif £ et celles du massif H.
Une partie de celles de ce dernier massif ont été conduites en brouette directement dans les wagons ; une autre partie, conduite sur le bord de la petite tranchée seulement, a été chargée à la pelle.
Les terres du massif I ont été entièrement chargées à la pelle, soit immédiatement après l'abattage, soit après avoir été transportées dans des brouettes sur le bord delà voie.
Ce dernier déblai exécuté sur une partie de la longueur de la tranchée, on a commencé le percement d'une seconde tranchée auxiliaire K L sur plusieurs points à la fois, en relevant la plus grande partie des tèrres au moyen de jets de pelle sur la banquette, et chargeant ces terres dans les wagons roulant sur le chemin de fer auxiliaire de la petite tranchée supérieure, ou en les versant immédiatement dans des wagons roulant sur un nouveau chemin auxiliaire établi au fond de la tranchée F G C D.
On a abattu et chargé directement dans ces mêmes wagons le massif L. On a posé une seconde voie auxiliaire dans la tranchée K L , et enfin , enlevant le chemin de fer de la petite tranchée supérieure, on a abattu et emmené les massifs N et 0 dans les wagons de la tranchée inférieure.
Le terrain était composé de couches marneuses et calcaires qui pouvaient se soutenir, quelque temps au moins , sous des talus très-inclinés. S'il en eût été autrement, les parois des tranchées auxiliaires n'auraient pu conserver la forme indiquée.
Les terres transportées sur le chemin de fer auxiliaire de la tranchée supérieure au moyen de chevaux, parvenues à l'extrémité de ce chemin en K, Gg. 1, étaient descendues au niveau de la crête du remblai sur le plan automoteur.
Les terres de la tranchée auxiliaire inférieure étaient transportées sur le remblai, suivant les distances, avec des chevaux ou avec des machines locomotives.
Le remblai ayant été exécuté en deux couches, les terres
étaient descendues au niveau de la couche inférieure au moyen de deux plans automoteurs projetés en D N, et correspondant, l'un aux voies de la tranchée supérieure, l'autre à celles de la tranchée inférieure.
Les terres de la tranchée supérieure, entrant dans la composition de l'assise inférieure du remblai, se trouvaient ainsi descendues sur deux plans automoteurs successifs, celles de la tranchée inférieure sur un seul plan.
L'emploi des machines locomotives pour le transport des terres de la tranchée inférieure n'a commencé que lorsque déjà les plans automoteurs du remblai étaient détruits, et l'assise supérieure en grande partie achevée.
Elle a servi plus particulièrement à porter des terres pour les remblais de petite hauteur, au-delà de la tranchée de Vanvres.
La ligne L K M D N, Gg. 1, représente la coupe du chemin de fer auxiliaire établi pour l'exploitation des terres déblayées par la petite tranchée supérieure, et portée sur l'assise inférieure du remblai ; la ligne B D N, la coupe du chemin de fer auxiliaire desservant la tranchée inférieure.
L'opération du déchargement des wagons à l'extrémité du remblai était activée et facilitée par l'emploi de deux baleines, représentées 6g. 1, 2 et 3, pl. 1, série J. On trouve dans la légende de cette planche la description de cet ingénieux appareil inventé par M. Clapeyron, ingénieur en chef des chemins de fer de Saint-Germain et de Versailles (rive droite), et celle des moyens de s'en servir.
Une baleine était placée devant chacune des deux voies aboutissant à l'extrémité du remblai. Une partie des terres était aussi déchargée sur une voie latérale auxiliaire au moyen de wagons versant devant et de wagons versant de côté, mais plus particulièrement au moyen de ces derniers.
Les terres extraites par l'autre extrémité de la tranchée
ne devant être portées qu'à une petite distance, ont été enlevées au moyen de tombereaux et de petits wagons traînés par des chevaux.
Ainsi, Ton voit que pour parvenir au but que nous nous proposions, celui d'exécuter la tranchée le plus rapidement possible, nous avons :
1° Multiplié les points de chargement en établissant les travaux d'extraction des terres à deux étages en même temps, et nous ménageant par des moyens coûteux, mais expéditifs, de longues faces de chargement;
2° Augmenté autant que possible la célérité des transports, soit au moyen de plans automoteurs, soit à l'aide de machines locomotives, selon la distance à parcourir et l'inclinaison de la voie ; l'emploi des plans automoteurs présentait aussi l'avantage d'être plus économique que ne l'aurait été celui des chevaux pour le service de rampes trèsinclinées;
3° Multiplié autant que possible les points de déchargement et rendu cette opération très-rapide en déposant dans le Val-Clamart une partie des terres et élevant le remblai en deux assises séparées.
Si le remblai eût été formé d'une seule pièce, on eût été obligé, lorsqu'il fut parvenu à une certaine hauteur , de renoncer à l'emploi des baleines, si utiles pour faciliter et accélérer les manœuvres à la décharge.
Grâce à ce système , le percement de la tranchée de Clamart s'est rapidement exécuté. La quantité de terre extraite à une seule extrémité au moment de la plus grande activité des travaux, en été, était de plus de trente mille mètres cubes par mois. On a, certains jours, extrait de 1,300 à 1 ,M)0 mètres cubes. Si donc cette tranchée n'a été entièrement ouverte que deux ans et demi après le commencement des opérations, cela tient à ce que l'exécution de l'extrémité méridionale a été retardée par les achats de terrains, par la
construction du viaduc sur lequel devait s'appuyer le remblai, et surtout par le défaut de capitaux.
Les terrassements de la tranchée de Clamart ont été coûteux, et bien qu'exécutés rapidement ils ne l'ont pas été avec toute la célérité sur laquelle nous avions compté, par les raisons suivantes :
!• Une grande rapidité et une grande économie étaient inconciliables. L'une a dû être sacrifiée à l'autre. Des terres que l'on aurait pu charger directement, ont été plusieurs fois remaniées. Celles provenant de la partie inférieure de la tranchée auxiliaire n'ont pu être portées dans les wagons de la tranchée supérieure qu'au moyen d'un grand nombre de jets de pelle. En chargeant une plus grande portion de ces terres directement dans les wagons de la tranchée inférieure, on eût diminué la dépense mais augmenté le temps nécessaire à l'exécution. On eût pu également réduire les frais en enlevant immédiatement par les wagons de la tranchée supérieure une partie des terres de cette tranchée, surtout de celles provenant des bancs a voisinant le fonds.
2° La pose d'un chemin de fer dans la tranchée auxiliaire supérieure a forcé à dresser le fond de cette tranchée, et ce dressement a été d'autant plus difficile, que le terrain s'est trouvé contenir à cette hauteur une couche fort irrégulière de cailloux calcaréo-siliceux sur lesquels on ne pouvait agir facilement, ni avec les outils, ni avec la poudre. L'existence de cette couche eût été la cause d'une augmentation notable de dépense, lors même qu'elle ne se fût pas trouvée au fond de la tranchée auxiliaire.
3° L'abattage du massif £, à droite de la tranchée auxiliaire supérieure, et d'une partie des massifs F G H et I, placés à gauche, a nécessité, pour éviter les éboulements sur la voie, des précautions particulières qui ont motivé une augmentation de prix accordée par l'arbitre à l'entrepreneur.
L'abattage d'une partie des autres massifs n'a pu également avoir lieu par grandes masses.
&* La manœuvre des wagons et la substitution des wagons vides aux wagons pleins dans les tranchées auxiliaires à une seule voie, s'opérant très-difficilement , il en résultait une grande perte de temps pour les ouvriers occupés à la charge, surtout lorsque, chargeant les terres des cavaliers, ils ne pouvaient piocher le terrain en attendant les wagons. Lorsque les deux voies ont été posées, la manœuvre est devenue plus facile ; toutefois les wagons pleins ne pouvaient, même alors, être remplacés par des wagons vides aussi vite qu'on l'eût désiré, et le service exigeait un grand nombre de changements de voie, dont les frais d'achat et de pose étaient considérables. Une partie des terres de la tranchée H a été portée directement dans les wagons avec les brouettes, mais une autre partie a dû être déposée sur le bord de la voie, en attendant les wagons vides, dans lesquels on l'a ensuite chargée à la pelle. Les terres de la tranchée I ont été toutes conduites à la brouette le long des voies de la tranchée supérieure.
5° De nombreux accidents ont interrompu le service , et donné matière à de nouvelles indemnités que la compagnie a dû payer à l'entrepreneur. De ces accidents, quelques-uns sont inhérents à la nature du service que l'on avait entrepris, d'autres sont provenus du défaut d'expérience des ouvriers et des employés. Dans l'origine des travaux, les conducteurs de wagons, inhabiles à modérer la vitesse des convois sur les plans automoteurs, déraillaient fréquemment aux changements de voies placés entre les plans supérieurs et inférieurs. Il leur est même arrivé de dépasser l'extrémité du remblai et de briser les baleines, trop peu solides pour porter les wagons chargés. En vain avions-nous placé des tasseaux mobiles pour fermer la voie aux points de déchargement, et ordonné, sous peine des punitions les plus
sévères, de n'ouvrir la voie qu'au moment du déchargement. D'autres fois les wagons déraillaient, lorsque, arrivant au sommet du plan, le conducteur placé à la tête du convoi ne le détachait pas avec assez de rapidité de la corde. Les travaux étant plus avancés et les ouvriers plus expérimentés, les accidents de la nature de ceux que nous venons de signaler devinrent excessivement rares ; mais il fallut réparer les poulies, et Ton brisa plusieurs fois la corde du plan supérieur, déjà usée par le frottement.
6° Le service des transports n'étant pas dans les mêmes mains que les terrassements, de, nombreuses contestations, nuisibles à l'opération, devaient en être et en ont été réellement la conséquence. Aucun entrepreneur n'eût voulu, à la vérité, tenter l'essai des procédés nouveaux que nous venons d'indiquer; mais dans cet état de choses, il eût mieux valu, selon nous, exécuter l'ensemble des travaux en régie que de les diviser. Les ingénieurs l'avaient proposé au directeur de la compagnie, mais leur proposition avait été repoussée.
Le service des locomotives n'a rien laissé à désirer. Il est vrai qu'il était dirigé par un homme fort habile, le mécanicien Georges, qui a péri lors de l'accident du 8 mai, et qu'il s'est fait avec des machines légères à quatre roues de Hick, parfaitement convenables en pareilles circonstances.
En signalant les difficultés que nous avons rencontrées dans l'application des procédés appliqués à la tranchée de Clamart, en n'en dissimulant aucune, nous avons indiqué à ceux de nos camarades qui seraient tentés de les imiter, les écueils qu'ils doivent chercher à éviter. Il est rare que l'on trouve des terrains aussi précieux que ceux dans lesquels la tranchée de Clamart a été ouverte. On peut, sur des terrains moins coûteux, former des dépôts et économiser sur le temps et sur la dépense. Nous croyons qu'en déposant le long des berges une grande partie des terres extraites de la
partie supérieure de la tranchée, et transportant avec les wagons, par une méthode analogue à celle que nous avons fait connaître, les terres de la partie inférieure, on peut parvenir à ouvrir une tranchée des plus grandes dimensions avec une extrême rapidité et sans que la dépense soit excessive ». Il y a lieu d'espérer d'ailleurs que bientôt il existera en France, comme il en existe en Angleterre, de riches et habiles entrepreneurs, possesseurs d'un matériel spécial pour les terrassements, qui pourront prêter aux ingénieurs un concours que n'ont pas trouvé ceux qui ont construit les premiers chemins de fer en France.
v SÉRIES DE PRIX.
Les séries de prix qui vont suivre ont pour objet l'exploitation d'un atelier de terrassement et le transport des déblais à l'aide de wagons traînés par des chevaux ou des locomotives. Elles ont été faites d'après les notes recueillies dans la tranchée de Glamart, au chemin de fer de Versailles rive gauche, et peuvent être appliquées dans les hypothèses suivantes :
1° Qu'il s'agit de l'ouverture d'une tranchée contenant 300,000 mètres cubes de déblais à transporter à une distance plus grande que 1000 mètres ;
(1) Nous avons indiqué une moyenne de 30,000 mètres cubes pour le travail des mois d'été, à la tranchée de Clamart, sur un seul chantier. Roussissions certainement dépassé de beaucoup cette moyenne si lesxravaux de terrassement eussent été exécutés en régie aussi bien que les transports. Sur le chemin de fer de Rouen, exécuté si rapidement, il ne parait pas que l'on ait déchargé plus de 20,000 mètres cubes sur un pont.
2° Que cette tranchée est située dans les environs de Paris;
3° Que la durée des travaux est fixée à vingt mois, et qu'on exploitera par jour de dix heures un volume de 600 mètres cubes de déblais ;
4° Que les voies en fer sur lesquelles circuleront les wagons auront une pente de quatre millimètres par mètre , et qu'elles seront formées avec des traverses et des rails destinés au chemin de fer définitif ;
5° Que les wagons contiendront chacun l m 50 cubes de déblais , qu'ils descendront, étant pleins, avec la pente de quatre millimètres par mètre ; qu'ils remonteront à vide , qu'ils seront construits solidement et que le poids sera pour la caisse de 1,000 k.
Et pour les deux paires de roues, y compris les essieux, de MO
En tout 1,U0
Que le diamètre des roues sera de 0 œ 50, et celui des fusées d'essieu 0.05, qu'enfin ces essieux seront en fer laminé , roulant dans des coussinets en fonte enduits de graisse ;
6° Que trois chevaux traîneront dix wagons avec une vitesse de 25,000 par jour de dix heures (a) ;
(a) Avec une pente de quatre millimètres par mètre , l'effort nécessaire pour fratner dix wagons pleins peut se calculer ainsi : 10 wagons vides, à raison de 1440 ktl. l'un, pèsent .... 14.400 k. Us contiennent 150" cubes de terre, évalués à 1800 k. . . 87.000 ,
La résistance due au frottement pour traîner les wagons sur un chemin horizontal , a été trouvée , d'après des expériences directes , égale aux 0.0067 du poids à traîner. Il en résulte q^ l'effort de traction nécessaire pour traîner dix wagons pleins = O.OOW X 41.400
La pente étant de quatre millimètres, cette quantité doit
être réduite de 41.i00 X 0.004 165.60
Beste 111.78
T Qu'une machine locomotive dont les pistons ont O 10 ^ de diamètre (b) traînera vingt wagons avec une vitesse de 100,000 mètres par jour de dix heures ;
Et comme il y a trois chevaux, chaque cheval exercera un effort de
Hé «A
traction de — ^ =37.19. Pour remonter tes wagons vides ou à ré-
sisiance due au frottement 0.
DUo à la rampe de 0.004 0.0040
Somme 0.0107
Le poids à tramer étant de 14000.00 k., l'effort de traction est de UOOO.oo x 0.0107 = 144.08 , d'où il suit que/chaque cheval. exercera
un effort de — '■ — = 51.36. Un cheval attelé à une voiture ordinaire et
marchant au pas avec une vitesse de 36000 en dix heures , exerce à la vérité un effort de traction de 70 k. ; mais sur le chemin de fer et dans les circonstances où se sont faits les transports, un cheval ne peut guère exercer un effort de plus de 55 k. 1 Par conséquent , pour traîner un convoi sur un chemin de fer horizontal, U faudrait un nombre de che-
vaux représenté par -~ = 5.04. Enfin si l'on remontait une rampe de 0.004, l'effort de traction à exercer serait de 0.0107 X 41.400 =
