CHAPITRE III

RÉSISTÀlfCE DES MATÉRUUX EMPLOYÉS DANS LES OCVRAGES DE MAÇONNE* RIE. POIDS DU MÈTRE CUBE DE CES MATÉRIAUX. COHÉSION ET ADHÉRENCE DES MORTIERS. FROTTEMENT.

100. La connaissance de la limite de la résistance des matériaux est indispensable pour proportionner les sections k donner aux maçonneries, afin qu'elles résistent aux efforts qu'elles ont k supporter et qu'elles jouissent d'un degré de stabilité qui assure leur durée. C'est par des expériences directes que Ton peut déterminer cette résistance limite ; et en étudiant avec soin les constructions qui ont le plus d'analogie avec celle que Ton veut ériger, et qui se sont bien conservées, on fixe approximativement k quelle portion de Tefifort limite on peut en toute sécurité faire travailler les matériaux.

Pour calculer, par exemple, la section k donner à un pilier à sa partie inférieure, on calcule le poids du pilier et de la masse qu'il supporte; on y ajoute la charge étrangère permanente ou accidentelle qui peut reposer en outre sur le pilier, et, divisant la somme par l'effort sous lequel on peut en toute sécurité faire travailler la pierre par décimètre carré, par exemple, o n a la section de la base du pilier en décimètres carrés.

Lorsqu'un corps solide est soumis a une action de compression ou d'extension, il se raccourcit ou s'allonge d'une certaine quantité, variable selon sa nature, mais proportionnelle, pour une même matière, à la longuear de la pièce et à l'effort qui la sollicite, et en raison inverse de la section transversale de la pièce.

Cette loi n'est vraie qu'autant que la charge ne produit pas une variation de longueur supérieure k celle que peut atteindre la pièce, sans cesser de reprendre sa longueur primitive quand l'effort cesse son action. Cette plus grande variation correspond k ce qu'on appelle la limite d'élasticité, limite qu'il ne faut jamais dépasser ni même atteindre dans la pratique, car elle suffit, avec le seul concours d'un certain temps, pour briser ]a pièce.

Si la pièce se rompait instantanément sous la charge qui correspond k la limite d'élasticité, cette charge serait facile à déterminer; mais comme il lui faut le concours du temps ou d'une addition de poids, sa détermination offre plus de difficultés. Aussi les expériences

i58 {PREMIÈRE PARTrE. — MAÇONNERIE ET TERRASSE.

que Ton fait dans la pratique ne font-eUes que constater la chaire qui produit la rupture dans un temps très-court; c^est ce qui fait que les praticiens préfèrent partir de -résultats déduits des travaux existants pour calculer les dimensions des différentes parties de leurs constructions, et cela avec d'autant plus de raison que les matériaux sont soumis à des actions physiques qui peuvent les altérer indépendamment de la charge.

En général, les ouvrages de maçonnerie sont sollicités par compression ; ce n'est qu'accidentellement qu'ils se trouvent soumis à des efforts d'extension, auxquels, du reste, ils sont peu propres à résister.

iOl. Résistance à V écrasement et poids du mètre cube des maté^ riaux.

!• Pierres naturelles et pierres artijlcielles» Les pierres peuvent être considérées, dans la pratique, comme incompressibles sous la pression ; mais, sous une charge suffisante, les plus dures se divisent tout à coup avec éclat en lames ou aiguilles de faible résistance (36), et les plus tendres se partagent en deux pyramides ayant pour bases les faces inférieure et supérieure de la pierre chargée, et dont les sommets sont situés vers le centre de cette pierre ; les parties latérales sont chassées au dehors et se réduisent en aiguilles ou en petits prismes. La cohésion des molécules étant détruite quand les pierres commencent k se fendiller, phénomène qui se produit dès que la charge dépasse un peu la moitié de celle d'écrasement, il est évident que c'est k ce point que l'on doit fixer la limite à atteindre, et que, pour des appuis isolés surtout, il fout se tenir au-dessous de cette limite.

On a remarqué que les charges que peuvent supporter des pierres prismatiques de même espèce sont à peu près proportionnelles aux cubes des nombres qui représentent leurs densités, et que, par conséquent, les plus denses sont les plus résistantes.

Les charges que peuvent supporter des pierres de même espèce et de figures semblables sont proportionnelles aux aires des sections transversales.

Les résistances de trois prismes de même hauteur, de bases équivalentes et de même pierre sont entre elles comme les nombres 703, 806 et 917, selon que les bases sont respectivement rectangulaire, carrée ou circulaire ; ce qui fait voir qu'à section égale une pierre résiste d'autant mieux qu'elle se rapproche davantage de la forme cylindrique.

La résistance du cube étant représentée par Tunlté, celle du cylindre inscrit posé sur sa base est 0,80, celle du même cylindre posé sur une arête est de 0,32, et celle de la sphère inscrite 0,M.

Il est plus facile d'écraser plusieurs pierres superpesées qu*un seul

RÉSISTANCE DKS «ATÉRIAOX, KTC.

bloc de même forme, de même dimension et de même nature que rensemble. Pour trois cubes superposés. Rondelet a trouvé la résistance réduite aux deux tiers environ, effet que diminue Finterposition du mortier; et, d'après M. Vicat, un cube de 0",03 de c6té perd i/6 de sa force quand il est formé de huit petits cubes, et 1/5 quand il se compose de quatre prismes égaux posés k joints recouverts.

D'après ces faits, et à cause de toutes les imperfections de Texécutien, dans la pratique on fixe la charge permanente au i/iO de celle qui produit la rupture de la pierre ; dans les constructions les plus le* gères elle ne dépasse pas i /fi» ^ dans les constructions en moellons ou en petits matériaux on la réduit quelquefois au 4 /l 6 et même au 1/fiO ; il en est de même pour les supports isolés dont le rapport de la hauteur à la plus petite dimension de la section transversale est trèsgrand ; il convient, du reste, que ce rapport n'atteigne pas la valeur 13.

Tcdtieau des poids du mètre cube dg différetd* matériaux employés dans les owrûges de maçonnerie^ et des char^oSt pat centimètrt carré de section^ qui écrasent ces matériaux après tm temps trés^court. — Les résuitais aecompa' gnés d'un ast&isque ont été trouvés par nous en opérant sur des cubes ayant det à 1 centimètres d'arête; les autres ont été fournis par des cubes de 3 à 5 centimètres d arête.