FONDATIONS SUR MASSIFS DE BÉTON IMMERGÉS DANS DES CAISSONS

C'est à l'ingénieur Beaudemoulin que l'on doit les premiers projets de caissons sans fond qui sont de deux sortes : 4° caissons étanches, à l'intérieur desquels on épuise pour maçonner à sec. Nous les avons décrits précédemment; 2 caissons non étanches à l'intérieur desquels on immerge du béton, sauf à épuiser dans la partie haute. C’est de ces derniers que nous allons nous occuper ; M. l'inspecteur général Desnoyers les a décrits dans un mémoire dont voici quelques extraits :

Caissons employés en 1S45 sur le Cher et sur la Vienne, — La première application de ces caissons a été faite par M. Morandière pour les fondations du pont sur le Cher, dans la campagne de 1845; en 1846, ils ont été employés de nouveau pour les travaux du pont sur la Vienne,

Le fond de ces rivières est formé de rocher calcaire recouvert de sable et de gravier : sur le Cher, la couche de gravier est assez considérable : sur la Vienne, au contraire, elle est très faible et ne dépasse pas 060. La profondeur du rocher au-dessous de l’étiage à l'emplacement des piles variait de 4"80 à 2"16 pour le pont sur le Cher, et de 27713 à 366 pour le pont sur la Vienne.

Le principe des caissons employés sur ces deux rivières est le même que celui des caissons sans fond qui ont été utilisés pour les fondations du pont de Souillac, mais les dispositions sont essentiellement différentes.

Les caissons ont pour but de remplacer les pilotages, palplanches ct vannages destinés à maintenir le béton employé pour les fondations : ces divers travaux manquent en général d’exactitude, souvent de solidité, et, en outre, lorsque le fond est en rocher dur comme sur les rivières précitées, ils exigent des forages longs et dispendieux. L'emploi des caissons dispense de ces forages, donne une enveloppe solide que l’on ajuste à l'air avec toute la précision désirable, et enfin présente surtout l'avantage d’une grande rapidité d’exécution.

Descriplion générale. — Ces caissons, représentés par les figures 1 à 4, planche XXII, ont une base rectangulaire, des parois inclinées suivant

un fruit d’un cinquième, et sont formés de montants espacés d'environ 2 mètres d’axe en axe, reliés entre eux par trois cours de moises horizontales doubles entre lesquelles, après l'immersion, on fait glisser des palplanches de 0"05 d'épaisseur, qui achèvent de former l'enveloppe. Les dimensions du caisson sont calculées de manière que le béton qu'il doit renfermer présente de tous côtés une saillie de 0"80 sur le parement du socle, ou de 4 mètre sur la base réelle de la pile; par suite, sur la Vienne, les dimensions au niveau du bas du socle étaient de 43"98 de Jongueur, sur 4"68 de largeur. Les parois s'élèvent à { mètre au-dessus de l’étiage, afin de permettre de travailler aux fondations avec une hauteur d’eau ordinaire: de plus, entre les deux cours de moises supérieures, on établit à l’intérieur un bordage calfaté avec soin et destiné à former bâtardeau, afin que l'on puisse épuiser au-dessus du béton pour poser le socle et construire les premières assises en maçonnerie de la

pile.

Construction et immersion. — Pendant que l'on construisait un caisson sur le chantier, on préparait et mettait entièrement à nu le rocher à l'emplacement de la pile par un dragage à gueule-bée. Le caisson assemblé une première fois sur le chantier était ensuite démonté et transporté pièce à pièce sur deux forts bateaux établis de part et d’autre de l’emplacement de la fondation et sur lesquels étaient disposées six grandes chèvres, au moyen desquelles on faisait successivement la mise au levage et l'immersion du caisson. Dès que l’on avait assemblé les montants et les deux cours de moises inférieures, on mesurait par des sondes la profondeur exacte du rocher à l’aplomb de chacun des montants, on recepait suivant cette profondeur les montants d’abord laissés un peu longs à cet effet, puis, avant de compléter la charpente, on immergeait jusqu’à la seconde moise la partie déjà assemblée; la partie plongeant dans l’eau servait dès ce moment à alléger notablement le caisson; on posait le dernier cours de moises, puis on construisait et calfatait avec soin le bordage de la partie supérieure. On achevait ensuite d’immerger le caisson jusqu’à ce que les montants vinssent porter sur le rocher; et comme, vers la fin de l'opération, il avait perdu la plus grande partie de son poids, il devenait facile de le diriger et de le placer de telle sorte que les axes du caisson tracés sur la moise supérieure vinssent coïncider exactement avec les lignes qui établissaient le tracé des axes du pont et de la pile. Dès qu'il était bien en place, on se hâtait de glisser les palplanches, on les battait à la masse pour les bien assurer sur le rocher, et on les fixait ensuite définitivement sur la moise supérieure au moyen de coins en bois. Lorsque la pose des palplanches était terminée, on faisait autour du caisson un léger enrochement ayant pour but de le maintenir exactement dans la position qui lui avait été donnée. Aussitôt après on commençait le bétonnage.

Au lieu de placer les palplanches jointives, on avait eu soin de laisser entre elles des intervalles de 0"05 ainsi que l'indique le dessin : on maintenait ces intervalles dans la pose en clouant préalablement de petits tasseaux contre la tranche des palplanches; les vides avaient un

but très essentiel, celui de permettre l'écoulement des laitances vaseuses qui se produisent dans l’immersion du béton; dans le même but encore, comme pendant le bétonnage la majeure partie des laitances était dirigée vers l’aval, on ne plaçait pas immédiatement toutes les palplanches de ce côté, et on laissait provisoirement une ouverture assez grande pour que le balayage pût être complet. Les vides de 0"05 laissés entre les palplanches étaient encore très utiles pour permettre au béton de se relier avec les parois beaucoup mieux qu’il ne l'aurait fait si elles avaient présenté une surface lisse, et par suite pour diminuer les filtrations qui devaient tendre à s'établir lorsque l'on épuiserait dans la partie supérieure pour la pose des socles.

Bétonnage. — Le béton était immergé suivant les procédés décrits depuis longtemps par M. Beaudemoulin, au moyen de caisses prismatiques que l’on faisait basculer auprès du fond, et le massif était toujours conduit de l’amont à l'aval, de manière à présenter à l’action du batillag un talus roide sur lequel glissaient les laitances vaseuses ; des ouvrier pressaient constamment le béton sans choc, mais avec force, au moyen de dames plates; ils devaient surtout s’attacher à l’appuyer avec soin contre les parois. Enfin, d’autres ouvriers, avec un large balai en bouleau, nettoyaient constamment le sol de la fondation au pied du talus et entrainaient les vases au dehors du caisson, à mesure qu'elles se formaient; sur la Vienne, comme il y a fort peu de gravier, les laitances étaient entraînées par l'eau à l'aval; lorque la couche de gravier est considérable, il est essentiel d'établir à l’aval du caisson un puisard d'où l’on extrait les vases à la drague, afin de les empêcher de revenir dans l'enceinte.

À mesure que le bétonnage avançait, on avait soin d'élever l'enrochement extérieur, afin de contre-buter la poussée du béton; mais néanmoins, comme l'enveloppe est par elle-même très solide, l’enrochement peut toujours être fait assaz léger.

Pose du socle et des pieds droits. — Lorsque l'immersion du béton était | terminée, on le laissait prendre une consistance convenable pendant quelques jours, et ensuite on épuisait dans la partie supérieure pour commencer les maçonneries. Sur la Vienne, les épuisements ont été très variables; pour la première et la quatrième pile, il y en eut fort peu; pour la deuxième et la troisième, ils ont été assez considérables, ce qui a tenu soit à ce que le béton n’avait pas été sutftisamment pressé contre les parois, soit à ce que, les caissons ayant été établis un peu trop haut, il ne restait pas assez d'épaisseur du béton entre le bas du bordage et la surface de la fondation. Dans les deux premières piles, on avait établi, à l’intérieur du caisson, de petits bâtardeaux en béton, maintenus à l’intérieur par de légers vannages appuyés sur des fiches en fer; mais ce travail ne paraît pas nécessaire en général, ne remédie pas suffisamment aux inconvénients signalés, puisque la deuxième pile, quoique ayant un bâtardeau, est une de celles qui ont donné le plus d’épuisements, et

enfin a le désavantage de gêner pour la pose du socle. Pour ne pas avoir de filtrations, il faut surtout insister avec soin sur la compression du béton, et, en outre, on aurait probablement une bonne garantie en baissant un peu le niveau de la moiïse intermédiaire et, par suite, celle du bas du bordage, par rapport au socle. Au reste, ces épuisements ne sont jamais bien dispendieux, parce qu’il faut très peu de temps pour élever la pile jusqu'au niveau des mpises supérieures : ils sont d'ailleurs, évidemment, toujours plus faibles dans les caissons qu'avec tout autre système d'enceinte.

La faculté de pouvoir épuiser dans la partie supérieure des caissons est encore utile pour la pose des semelles des cintres, et, par suite, il convient de conserver les caissons dans leur entier jusqu'à la construction des voûtes. Lorsque cette construction est opérée, on recèpe les parties supérieures au bas du socle.

Durée d'exécution. — Les fondations faites par le procédé qui vient d'être décrit offrent une grande rapidité d'exécution, parce que toute la préparation du bois peut être faite d'avance sur le chantier, et parce que, pour une même pile, le travail des mêmes ouvriers et l'emploi des mêmes machines ne durent que très peu de temps, ce qui permet de les reporter successivement de cette pile sur les autres. Ainsi, par exemple, pendant que l'on élève les maçonneries d'une première pile on fait le bétonnage de la deuxième, on assemble sur les bateaux et on met en place le caisson de la troisième, et enfin on prépare sur le chantier le caisson de la quatrième. Sur la Vienne, on a, en général, employé huit jours à assembler sur bateaux, faire le bordage et mettre en place un caisson, et également huit jours à le remplir de béton; de sorte qu'en quinze jours la fondation proprement dite d’une pile était faite; on n'arriverait certainement pas au même résultat avec des enceintes battues de pieux et palplanches, surtout lorsque, comme sur la Vienne, on n'aurait pu faire tenir les pieux qu’au moyen de forages dans le rocher. Lorsque le béton a pris corps, il faut ensuite quatre ou cinq jours pour élever la pile jusqu’au haut du caisson. En résumé, les fondations du pont sur la Vienne, comprenant quatre piles et deux culées, ont été faites dans la campagne de 1846, bien que l'approbation du projet n'ait été notifiée à l'entrepreneur que le 27 juillet, et que cet entrepreneur n'’eût à sa disposition qu'un matériel très faible et des ouvriers peu nombreux.

En outre des avantages qu'il présente pour la promptitude de l'exécu-

tion, l'emploi des caissons permet aussi de réaliser une économie très notable.

Caisson du pont-viaduc du Point-du-Jour. — Le chemin de fer de ceinture de Paris traverse la Seine, à Paris, sur un grand pont viaduc à deux étages, construit par MM. les ingénieurs Bassompierre et de Villiers du Terrage, qui ont décrit les fondations comme il suit :

« Le système de fondation a dû varier suivant la nature du sol. La culée et l'arrière-culée, rive droite, ont été fondées sur pilotis; les pieux

ont, en moyenne, 8 mètres de longueur; ils atteignent la craie solide après avoir traversé les bancs d'argile mêlés de tourbe et de vase que its ci-dessus à propos du viaduc du pont du Point-duchône ont 0"30 d’équarissage ; ils sont espacés de nne et supportent chacun 28 tonnes. Il n'y a pas de grilis la solidarité des pieux est établie au moyen d'une forte couéton hydraulique posée à sec sans épuisements.

culée et l’arrière-culée de la rive gauche ont été fondées sur le r au moyen d'un massif de béton posé à sec dans une enceinte de et de palplanches jointives. Par suite de la nature perméable du l'emploi de pompes a été nécessaire pour épuiser les eaux d'infiltra-

« La fondation de chacune des piles en rivière est formée d'un massif e béton hydraulique coulé dans un caisson sans fond en charpente. es caissons reposent sur le banc de craie préalablement mis à nu par le dragage des couches sablonneuses ou vaseuses qui se rencontrent dans le lit du fleuve. En même temps que le banc s’abaisse vers la rive gauche, la partie supérieure de la craie s’y présente beaucoup moins compacte que sur la rive droite. Elle a dû être enlevée par les dragues, notamment à l'emplacement de la pile 4 (fig. 7, 8 et 9, pl. XXIV).

« Les caissons étaient formés de poteaux en chêne de 0"15 d'équarrissage, reliés par quatre cours de moises. L’enceinte était complétée par des palplanches en sapin, destinées à maintenir le béton. Enfin, un bordage horizontal en planches jointives fixées au moyen de tire-fond à la partie supérieure des poteaux formait bâtardeau, pour permettre la construction à sec des premières assises des piles.

« (Les planches du bordage étant placées à l'intérieur du caisson, l'emploi de tire-fond est indispensable, et nous avons dû en ajouter sur quelques points où ils avaient été remplacés à tort par de simples clous insuffisants pour résister à la pression de l'eau pendant les épuisements.)

« Le levage et l'échouage présentaient quelques difficultés par suite de la grande dimension des caissons (39"94 de longueur sur 8"93 de largeur et 8 mètres de hauteur). Voici le moyen qui a été employé :

« Les caissons ont été construits sur place, c'est-à-dire, sur l’échafaudage mobile destiné à leur immersion (#g. 9). Ce dernier était composé de quatre grands bateaux dit margotats, reliés par des longrines et par un plancher général supportant quatre chevalets. Les grands côtés du caisson, d’abord assemblés sur le plancher, étaient successivement redressés d’une seule pièce et soutenus suivant l'inclinaison nécessaire pendant le levage et l'assemblage des petits côtés. Une fois l'ossature complétée, le bordage était immédiatement fixé et les palplanches trapézoïdales des panneaux d'angle mises en place.

« Le caisson étant alors prêt à immerger, l'échouage se faisait en quelques heures et d’une manière très régulière au moyen des quatre chevalets et de quatre chèvres qui soutenaient les angles du caisson. Enfin les palplanches de l’enceinte réunies en panneaux préparés à l'avance étaient enfoncées par les moyens ordinaires. Pendant ces derf

nières opérations, le caisson devait être lesté pour éviter les effets de la sous-pression de l’eau.

« La rigidité de ce grand radeau a été fort utile par suite des difficultés résultant des crues fréquentes de la Seine pendant l’automne pluvieux de 1863. Ainsi, la fouille d’une pile ayant été en partie ensablée, nous avons pu déplacer le caisson prêt à immerger et le transporter sur une autre fouille où il avait son emploi immédiat. Cet échafaudage a servi également à l'installation des grues roulantes pour l'immersion du béton. On a évité par ce moyen, à la pile 3, figure 7, la submersion des voies de la grue roulante, incident qui s'était produit à plusieurs reprises aux autres piles, en contrariant fort l'opération du bétonnage. »

Caissons du pont au Change, à Paris. — Les caissons sans fond en charpente, qui ont servi à la fondation des deux piles du pont au Change, comprennent des montants en chêne de 0"16 sur 0°20

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Fig. 111.

d'équarrissage, espacés de 2 mètres d’axe en axe et reliés par trois cours de moises ; entre les deux cours supérieurs el même au-dessus du cours le plus élevé, on a cloué un bordage étanche destiné à former bâtardeau. Généralement on calfate ce bordage comme une paroi de bateau; à la rigueur, on peut appliquer à l'extérieur une toile goudronnée ou une toile en caoutchouc que la pression de l’eau applique contre les parois du caisson lorsqu'on vient à épuiser à l’intérieur.

Le caisson du pont au Change était étançonné à l'intérieur par quatre croix de Saint-André et par de grands boulons en fer à la base; les cadres formés par les croix verticales sont occupés à la partie supérieure du

caisson par d’autres croix horizontales, de sorte que la rigidité de l'ensemble est assurée.

Le caisson ainsi construit a été mis en place au moyen de chèvres montées sur bateaux ; puis on a glissé entre les cours de moises les palplanches destinées à compléter l'ossature et à fermer les parois latérales ; on s’opposait au soulèvement du caisson immergé par une surcharge placée sur le plancher supérieur et par des enrochements coulés autour de la base et au-dessus de la moise inférieure.

On pouvait alors couler le béton jusqu'au-dessus du second cours de moises, puis on épuisait dans le coffre supérieur pour poser à sec le socle et les assises basses de la pile. Plus tard, on recepait les parois du caisson au niveau du massif de béton.

On remarquera que les faces du caisson du pont au Change sont inclinées au cinquième.

Il va sans dire que les emplacements des caissons étaient préalablement dragués à gueule-bée jusqu'au solide.

Caissons du pont Sully, à Paris, — La Seine, à l’emplacement du pont Sully, à Paris, coule sur un terrain diluvien, formé de sables fins un peu vaseux, de graviers et de gros sables, recouvrant les marnes chloritées et le calcaire grossier qui apparaît à à mètres environ en contre-bas de l'étiage conventionnel.

Les piles ont été descendues jusqu’au calcaire grossier ; elles reposent sur des massifs de béton coulés sous l’eau dans des caisses sans fond. Le béton de fondation est composé de 0"75 de cailloux et de 0"50 de mortier de chaux hydraulique ; on s’est servi de la chaux hydraulique artificielle de Bougival.

«L’entrepreneur, dit M. l'ingénieur Brosselin, avait disposé, pour l’immersion du caisson de la rive droite, un échafaudage reposant sur deux bateaux accouplés, auquel le caisson était suspendu. Cet échafau- RU dage, trop faible, a cédéau moment —-!| +! LIL de l’échouage et le caisson a été Es D | | Le précipité au fond. On a dû le re- SN lever pour le visiter et le placer & 2!

dans sa véritable position. Il n’avait me ÊiE TR | = heureusement éprouvé aucune Fr ON Es (7 avarie dans sa chute. Le MDN de

Le béton de fondation a été coulé . es"

par couches successives au moyen x d'une caisse demi-cylindrique, s'ou- Fig. 112.

vrant par le fond, qui cubait 14"35.

On avait eu pour but de diminuer les délavages en employant une caisse de grandes dimensions. Mais celte caisse a présenté, en fait, des inconvénients. Elle ne pouvait pas être approchée assez près des parois inclinées el des moises transversales du caisson, et on a dû dresser à la main, en le poussant avec des dames, le béton dont la surface était irrégu-

lière. Nous pensons que pour un travail de ce genre on ne doit pas se servir de caisses cubant plus de 0"75 à 1 mètre au maximum.

La pose du socle de la pile rive droite a exigé des épuisements assez importants et présenté, par suite, de réelles difficultés. On doit attribuer ces difficultés à deux causes : le béton était trop maigre et on avait commencé les épuisements trop tôt (dix jours après l'achèvement du béton). Les mêmes difficultés ne se sont pas reproduites, en effet, pour la pile rive gauche où on a pris la précaution de faire la couche supérieure en béton plus gras —mélange par parties égales de cailloux et de mortier — et d'attendre vingt jours avant d’épuiser. »

Caissons du pont de Bezons-sur-Seine,— On a reconstruit, en 1871, le pont de Bezons-sur-Seine qu’on avait fait sauter pendant la guerre et dont les piles, construites en 1811, étaient fondées sur un plancher porté par des pilotis et établi un peu au-dessous de létiage.

Les planchers ayant été trouvés en mauvais état, on dut les démolir; avec la cloche à plongeur, on enleva les chapeaux des pieux, on découvrit la tête des pieux sur 0"50 de hauteur, et sur cette hauteur on posa, toujours avec l'aide de la cloche, une assise de béton bien arasée, dépassant le pourtour de la fondation et reposant sur les enrochements anciens tassés depuis longtemps.

Pour construire au-dessus de cette assise de béton, on eut recours à un Caisson dont on chercha à diminuer le plus possible la partie destinée à rester dans l’eau. À cet effet, le caisson a été formé d'une partie fixe de 1"40 de hauteur et d’une partie mobile se détachant facilement (/ig. 4 à 6, pl. XXIVY).

Le caisson fixe, en chêne, était formé de pièces d’un fort équarrissage bien assemblées, Le caisson mobile était en sapin et simplement cloué sur les moises du caisson fixe. Des queues verticales rendaient les deux Caissons solidaires.

On a construit le caisson sur la rive, puis on l’a lancé et amené en place; cela fait, on s’est empressé de l’enrocher du pied, puis on a coulé le béton avec des caisses manœuvrées par des treuils. On se servait de béton gras, 3 de caïlloux, pour 2 de mortier.

On devait épuiser jusqu’à 4 mètre environ au-dessous de l'eau, et les caissons étaient, dans ce but, calfatés à la partie supérieure. Néanmoins, les filtrations ont été très abondantes; elles se produisaient le long des parois, entre le bois et le béton, elles exigèrent une pompe à vapeur.

Ge qui montre qu'il faut se préoccuper d'assurer l'étanchéité des caissons sur toute la hauteur et qu’il convient même d'empêcher l’introduction de l'eau sous leur tranche inférieure soit en immergeant un fort bourrelet d'argile, soit en posant au scaphandre des toiles imperméables bien résistantes, maintenues par des moellons ; pendant que les pompes fonctionnent, la pression de l’eau extérieure applique ces toiles sur la paroi du caisson.

L'enlèvement du caisson mobile a été très facile; il s'est fait en deux ou trois heures, et les bois de deux des piles ont servi pour les deux autres, d'où une double économie : économie de recepage sous l'eau et

économie de bois. Mais il est clair que ce système exige des précautions particulières en vue d'assurer la liaison parfaite des deux parties du caisson et l'imperméabilité de l'assemblage.

La dépense pour une pile s'est élevée à 23,300 francs.

Caissons en tôle du pont de Brême, sur le Weser.—Le pont métallique du chemin de fer de Brême à Oldenbourg est fondé sur massifs de béton immergés dans des caissons en tôle, reposant sur le gravier compacte. Ce système avait été reconnu comme plus économique que celui des pilotis avec bâtardeaux.

Les emplacements des piles ayant été bien déterminés avec des pilotis de repère, on a commencé par draguer jusqu'à 3"50 sous le zéro du fleuve, et l’on tenait à côté le caisson suspendu entre deux bateaux et tout prôt à être immergé aussitôt après l'achèvement du dragage; condition importante si l’on veut éviter l'apport d’alluvions nouvelles dans la fouille (fig. 9 et 10, pl. XXV).

Les caissons des piles en rivière ont 4"70 sur 20°85 au niveau du fleuve, et 5 mètres sur 2126 à la base, soit 3"50 plus bas; le fruit des parois est de ;, il y a sur la hauteur trois zones de plaques de tôle de 001 d'épaisseur, rivées à recouvrement étanche et renforcées par des cornières de 75 x 73 sur 12. À 0"30 au-dessus de la base, on a rivé une cornière horizontale sous laquelle on a fixé des blocs de chêne de 0"60 X 0"30 >< 045, espacés de 0"90, et destinés à empêcher la pénétration inégale de l'arête inférieure du caisson dans le lit du fleuve.

Au-dessus du zéro, on a fixé une quatrième zone en tôle verticale de 1°16 de hauteur et de 0"006 d'épaisseur, renforcée par des cornières sur les deux faces ; elle est rivée avec joint étanche sur le reste du caisson, et forme bâtardeau. On l'enlève après la construction de la base des piles.

Aujourd’hui, on fixerait cette zone sur le reste du caisson en faisant simplement un joint boulonné avec interposition de feuilles de caoutchouc; le démontage et le réemploi seraient beaucoup plus faciles.

Le poids total d'un caisson était de 27,150 kilogrammes; on le plagçait entre deux bateaux, puis on l’amenait en place et on le descendait à l’aide de chaînes et de moufles.

Les caissons sont protégés par des enrochements; avant de les immerger, on a battu autour des caissons les pieux destinés à porter l'échafaudage pour recevoir les treuils chargés de la manœuvre des caisses d'immersion.

Après avoir coulé une hauteur de 2"75 de béton de chaux hydraulique artificielle, c'est-à-dire après être parvenu à 0"75 sous le zéro du fleuve, on abandonna le caisson pendant douze semaines pour donner au béton le temps de faire prise, puis on vint épuiser avec une pompe à bras pour achever la maçonnerie à sec. L'opération n'offrit aucune difficulté et le caisson résista bien à la pression extérieure.

La pression à la base n'atteint que 1*08 par centimètre carré.

Caisson en tôle du viadue de Nogent-sur-Marne. — Aux caissons en charpente M. l'ingénieur Pluyette a, le premier, substi-

tué des caissons en tôle, dans lesquels on a fondé les piles du grand pont de Nogent-sur-Marne (1856).

« Exposé général. — La tôle, dit-il, me paraît pouvoir être utilement employée pour faciliter les fondations sous l’eau. Jusqu'à ce jour on a généralement fait usage de constructions accessoires en charpente; dans certains cas, de caissons foncés ou non foncés, et, le plus souvent, de files de pieux et palplanches destinées à envelopper des massifs de béton. Des bâtardcaux extérieurs en terre avec talus, ou renfermés dans des coffrages en bois, permettent de faire à sec, au-dessus du béton, les maconneries qui doivent être établies à un niveau inférieur à celui des eaux de la rivière.

« Les conditions dans lesquelles j'ai dû fonder la pile en rivière du pont de Nogent-sur-Marne, pour le chemin de fer de Mulhouse, m'ont conduit à proposer l'emploi d’une enveloppe générale en tôle, au lieu des procédés ordinairement employés et que j'ai sommairement indiqués ci-dessus.

« Conditions dans lesquelles 1l fallait fonder. — Le pont de Nogent-sur- Marne traverse obliquement la vallée: cette obliquité est conservée dans la fondation par rapport au courant.

« L'axe de la pile, parallèle à l’axe des voûtes, fait avec le courant un angle de 23 degrés environ. Le lit de la rivière est très mobile; il se compose d'un sable très fin, mêlé d'une forte proportion de vase, sur 4 mètre d'épaisseur.

« Au-dessous de ce sable est une argile compacte qui forme la surface du sol de la plaine dans laquelle coule la Marne, et au-dessous de l'argile est un mélange d'argile et de sable dans les couches inférieures duquel le sable devient pur. Ces formations occupent environ 1"50 d'epaisseur. |

« Au-dessous de ces couches, à 3 mètres environ sous le niveau du lit de la rivière, est un gravier compacte, très pur, qui constitue le soussol général de la vallée.

«a C'est sur ce sous-sol parfaitement résistant que sont établies les autres fondations du pont de la Marne et qu'il fallait établir celle de la pile en rivière.

« Il y a 4 mètres d'eau à l’étiage au point où cette pile est établie. Les corrosions naturelles, à peu de distance du pont, ont atteint le gravier, c'est-à-dire 7 mètres environ sous l'étiage.

« Choix du système de fondations. — Le pont de Nogent-sur-Marne est composé de quatre arches en maçonnerie de 50 mètres d'ouverture chacune; son élévation au-dessus de l’étiage est de 29 mètres; il est accolé à un viaduc de trente arches de 45 mètres d'ouverture chacune. L'exposé de ces dimensions générales fait ressortir l'importance que devaient prendre les fondations. L'existence d'un sous-sol général parfaitement résistant indiquait qu'il fallait aller le chercher, quelque bas qu'il fût,

pour y asseoir toutes les fondations, afin de profiter des résistances égales que présenterait ce sol homogène.

« Mais la nature mobile du terrain composant le lit de la rivière rendait impossible l'application des modes de fondation ordinairement employés. En effet, sans la présence d’une épaisse couche de sable vaseux, il aurait fallu draguer jusqu’au terrain solide, battre les pieux jointifs et couler du béton dans l'enceinte formée par ces batteries. Mais pendant le battage de ces pieux la fouille draguée eût été comblée, et on aurait eu à draguer de nouveau, après le battage, la couche de sable qui aurait été déposée, et il eût fallu le faire avec des dragues à la main.

« Puis, pour établir les maçonneries au-dessous de l’étiage, il eùt fallu faire des bâtardeaux; or, il y a à l'étiage À mètres d’eau; la fouille autour de l'enceinte devait être descendue à 3 mètres sous le fond du lit; de plus, les bâtardeaux auraient dû s'élever à une certaine hauteur au-dessus de l’étiage pour parer aux crues éventuelles; il aurait donc fallu faire des bâlardeaux extérieurs dans 8 à 9 mètres d'eau, ou élargir en tous sens le massif de béton sur 6 mètres au moins de hauteur et 2 mètres de largeur pour faire des bâtardeaux intérieurs, ce qui eût représenté 4,800 à 1,900 mètres cubes de béton.

« C’est alors que je proposai d'exécuter une enveloppe générale en tôle destinée à être échouée aussitôt après le dragage de l'emplacement de la pile. Mon but était de substituer à l'enveloppe en charpente, composée de pieux laissant toujours entre eux un intervalle plus ou moins grand, une enveloppe exempte de vides par lesquels pussent passer les matières en suspension, et en même temps assez étanche pour servir de bâtardeaux pendant la construction.

« J'aurais pu obtenir le même résultat au moyen d’une charpente calfatée; mais les travaux accessoires de charpente étaient déjà considérables et il n’y eût pas eu d'économie d’argent à employer le bois.

« Système définitif de fondations. — L'étanchéité de l'enveloppe pouvant être obtenue sur toute sa hauteur, j'ai cru devoir profiter de cetle circonstance pour descendre les maçonneries aussi bas que possible audessous du niveau de l’eau et faire en libages le parement extérieur du massif de la fondation, parce que ces matériaux me paraissaient devoir présenter plus de résistance qu’un parement de béton aux diverses causes de destruction qui se présenteront nécessairement lorsque l’enveloppe extérieure en tôle aura été détruite par l'oxydation, que la présence de l’eau doit produire complètement dans un temps plus ou moins long.

« Ce massif de fondation en maçonnerie ne pouvait cependant pas être établi directement sur le gravier. La fondation fut donc définitivement composée d’un massif de maçonnerie parementé extérieurement en libages reposant sur une couche de béton d’une épaisseur suffisante pour résister à la sous-pression de l'eau pendant la construction de la maçonnerie. L'épaisseur du béton fut de 3 mètres, c'est-à-dire la hauteur du lit de la rivière au-dessus du gravier, de sorte que la maçonne-

rie est établie au niveau du lit naturel de la rivière à 4 mètres sous l'é tiage (PI. XXV).

« Description de l'enveloppe en tôle. — I] résulte de l'adoption du sys tème précédent de fondation que l'enveloppe en tôle est divisée en trois zones : la zone inférieure correspond à la partie bétonnée de la fondation ; elle se compose de tôle mince sur 3 mètres de hauteur. La seconde zone correspond à la partie maçonnée de la fondation; la paroi en tôle doit résister à la pression latérale de l’eau extérieure pendant la construction de la maçonnerie; cette zone a 3"50 de hauteur. Enfin, la zone supérieure est destinée à servir de bâtardeau jusqu’à ce que la maçonnerie ait été élevée au-dessus du niveau de l’eau de la rivière. Cette zone supérieure résiste à des pressions latérales moins fortes que la zone précédente; la tôle est plus mince; elle a 250 de hauteur et doit être enlevée lorsque la maçonnerie sera terminée ‘au-dessus du niveau de la rivière ; elle est donc provisoire.

« Les figures 1, 2, 3 représentent l’enveloppe et la disposition de la fondation. La surface horizontale, dont le périmètre est formé par la base supérieure de l’enveloppe , est un rectangle de 10 mètres de largeur sur 11°75 de longueur, dans le sens de la longueur de la pile. Aux extrémités des côtés de 11"75 se raccordent les demi-circonférences de 5 mètres de rayon correspondant aux avant et arrière-becs de la pile. L'enveloppe présente un fruit général de 41/15 sur sa hauteur totale, qui est de 9 mètres.

« Chaque zone principale de la partie définitive de l'enveloppe est composée de zones élémentaires ou anneaux superposés dans le sens vertical. Ces anneaux se composent de lames de tôle du commerce, dont la largeur est placée dans le sens vertical, assemblées par des rivets entre elles et à des cornières disposées horizontalement sur le périmètre de l’enveloppe; deux anneaux consécutifs sont réunis par les cours horizontaux de cornières au moyen de rivets. Les cornières horizontales sont extérieures à l’enveloppe. Dans l'intérieur sont des fers à T dont la longueur est dans le sens vertical pour l'assemblage des tirants. La figure 4 représente un tirant dans la zone inférieure correspondant à la partie bétonnée. On voit par cette figure que les cornières horizontales, qui assemblent les zones partielles, ont 0"06 de côté; on les trouve dans le commerce; leur épaisseur est de 0"008 en moyenne sur chaque branche ; la tôle assemblée sur ces cornières et formant la paroi de l'enveloppe est également dans le commerce. Cette tôle a 4 mètre de largeur et 0"0045 d'épaisseur dans la partie plane, 0004 dans la partie courbe correspondante aux avant et arrière-becs. Pour cette partie les tirants sont espacés de 3"917 ; ce sont des fers quarrés du commerce, de 3 centimètres de côté. Ces tirants restent noyés dans le béton.

« Les figures 5 et 6 représentent les tirants dela partie intermédiaire de l'enveloppe correspondant à la maçonnerie. Ces tirants y restent noyés; ils se composent de fers à T juxtaposés suivant le chapeau du T disposé verticalement; leur espacement est aussi de 3917. Pour cette partie, les tôles qui composent la paroi de l'enveloppe sont des lames de tôle

du commerce coupées en deux parties sur leur hauteur ; de sorte que les zones partielles ont 050 au lieu de 4 mètre.

« Les cornières horizontales sont des cornières dites bâtardes, dont les branches sont inégales; l’une, de 0"10, est placée contre la paroi de l'enveloppe; l’autre, de 0"20, est placée horizontalement au dehors de l'enveloppe. Ces deux branches ont 0045 d'épaisseur. A l’intérieur de l'enveloppe des fers à T, dont le plat est contre la paroi, sont placés dans le sens vertical pour l’assemblage des tirants, qui a lieu sur la tige du T. Les tôles qui forment la paroi de l'enveloppe ont 0"0410 d’épaisseur dans la partie plane et 0"008 dans les parties courbes, »

Travail de la tôle. — La tôle des parois immédiatement au-dessus du béton eût travaillé à 21 kilogrammes par millimètre carré si les eaux avaient affleuré le bord supérieur du caisson ; mais, comme les eaux restèrent à 0"60 plus bas, la tension n'atteignit que 19 kilogrammes. Ce n’en est pas moins un effort énorme, tout à fait inadmissible; les tôles se déformèrent, il fallut étrésillonner à l’intérieur et pousser la maçonnerie avec la plus grande activité, Tous les matériaux étaient, du reste, préparés à l’avance, précisément dans cette intention.

Partie supérieure du caisson formant bâtardeau. — La partie supérieure du caisson destinée à former bâtardeau et à être enlevée après la construction, est formée de panneaux verticaux boulonnés. La tôle a 3"»5 en partie courbe et 4 °*5 en partie plane.

É'trésillonnement intérieur. — Les figures 7 et 8 donnent la disposition de l’étrésillonnement intérieur adopté pour empêcher la déformation de la tôle au-dessus du béton immergé. A mesure que la maçonnerie s’élève, on enlève les ventrières horizontales et les étrésillons, et on recèpe les montants verticaux qui seuls sont perdus.

Échouage du caisson. — L'emplacement de la fouille ayant été dragué à gueule-bée, aussitôt le dragage terminé, on amena à la place voulue le caisson préalablement monté entre deux bateaux comme le montrent les figures 9 à 11. Le montage des tôles avait été fait sur un plancher reliant les deux bateaux; puis on avait suspendu par des câbles en fer le caisson à des vérins dont les écrous avaient leur point d'appui sur un échafaudage formé de fermes transversales s'appuyant sur les deux bateaux; huit vérins suffisaient pour porter le caisson qui a été amené en place et échoué en cinq heures.

Après l'échouage, on a procédé au dévasement de la fouille avec des dragues à main, opération très importante qui demande à être exécutée avec beaucoup de soin. Le coulage du béton a suivi immédiatement. Quand le béton eut fait prise, on épuisa avec une pompe Letestu, mue par une locomobile, et la maçonnerie fut posée à sec.

Dépense. — Le poids total de l'enveloppe a été de 70,000 kilogrammes à O fr. 40 tout compris, soit 28,000 francs; l’étrésillonnement a coûté

2,500 francs et l'épuisement 1,500 francs. À quoi il faut ajouter le dragage de 2,000 mètres cubes de matière, qui n’a pas coûté moins de 4,000 francs, ce qui donne un total de 36,000 francs, non compris les enrochements.

Le cube de la maçonnerie de fondation est d'environ 1,450 mètres. Chaque mètre cube de maçonnerie était donc grevé d’une dépense de 25 francs au moins, non compris les enrochements.

Conclusion. — D'après cela, on ferait aujourd’hui le travail aussi économiquement en ayant recours à des caissons à air comprimé.

Du reste, l'exemple des caissons en tôle n’a pas été suivi; ces caissons sont plus coûteux, plus déformables que les caissons en bois; le fer immergé s’oxyde et finira par disparaître, tandis que le bois se conserve indéfiniment sous l’eau.

Donc, dans les cas où 1l conviendrait de recourir à un caisson métallique, il nous semble qu'il y aurait avantage à tous égards à se servir de l'air comprimé.

Caisson métallique du pont sur le Tay.— M. J. Morandière, dans un article inséré à la Revue générale des Chemins de fer, a rendu compte des procédés suivis pour la fondation des piles du grand pont sur le Tay, près Dundee. L'un de ces procédés est le suivant :

« Un caisson sans fond, en tôle, ayant 12“20 de hauteur, de manière à dépasser toujours légèrement le niveau des hautes mers, ayant 7"20 de long et 4"20 de large, était construit sur la berge et garni à mi-hauteur d’un revêtement de briques de 0"38 d'épaisseur. — Il était alors transporté par l’intermédiaire de pontons et descendu jusqu'au fond du lit de la rivière au moyen de presses hydrauliques. L'intérieur du caisson était ensuite dragué à l’aide d’une sorte de pompe à sable spéciale portée sur un ponton et constituée par des cylindres de 1"50 de diamètre en tôle, cubant 1"70, dans lesquels on faisait successivement le vide au moyen d’une pompe à vapeur spéciale. Chaque cylindre vide était mis en communication avec le fond de sable au moyen d’un tuyau flexible guidé par un plongeur et aspirant un mélange composé d'environ deux tiers d’eau et un tiers de sable. Deux minutes et demie environ suffisaient pour remplir un récipient et le total des matériaux enlevés chaque jour s'élevait en moyenne à 100 tonnes.

« Une fois le dragage fait, on coulait un massif de béton sur lequel on amenait une pile creuse, en briques, construite sur la berge. La base de cette pile était alors encastrée de 1"20 environ dans un lit de béton, et le milieu était rempli de béton. Cette pile ayant 610 de longueur sur 3"05 de largeur dépassait le niveau des basses mers et était continuée, à chaque marée, entièrement en briques jusqu'au niveau des hautes mers; elle était alors couronnée, sur 1"50 de hauteur, d’un socle en pierre de taille. »

C'est ce socle qui recevait l’'embase des colonnes en fonte composant les hautes piles métalliques.

Le système que nous venons de décrire nous paraît pécher, surtout

par le défaut d'empattement ; les piles très élevées d’un ouvrage aussi considérable ne présentaient certainement pas une résistance suffisante au déversement, d'autant que le système adopté n'avait pas permis de

reconnaître directement le fond et que la solidité d’un massif de béton immergé peut toujours laisser quelques doutes.

Fig. 113.

Fondation dans des cuvelages en fonte (Hollande). — Sur la ligne de Nieuwe-Diep à Amsterdam, les ingénieurs hollandais ont fondé les piles de trois grands ponts tournants sur des massifs établis dans des cuvelages en fonte pénétrant jusqu’au terrain solide.

« Dans chacun des emplacements, dit M. Desnoyers, le sol, au-dessous

d’un lit de vase peu épais, se compose d’une série de couches de sable plus ou moins argileux et les sondages indiquaient que vers 12 à 13 mètres de profondeur le sable devenait assez ferme pour qu'on pôût y faire

Fig. 114,

reposer une fondation avec sécurité. On pouvait, dans ce cas, se dispenser de fonder sur pilotis, mais il n’était pas facile d'atteindre directement à une semblable profondeur la couche solide. La construction de bâtardeaux, d'une réussite toujours très éventuelle pour de grandes hauteurs, devenait impraticable sur les deux premiers emplacements par suite de

la nécessité de maintenir le passage nécessaire pour la navigation. Un dragage en graud aurait nécessité l'enlèvement de cubes énormes par suite du grand développement des talus ; un dragage dans une enceinte de pieux n'était guère possible dans de telles conditions. Enfin, l'emploi de l’air comprimé était regardé avec raison comme trop dispendieux, et M. Van Prebn s’est décidé à adopter pour chaque pile un caisson sans fond, ou cuvelage, construit en fonte, que l'on ferait d'abord reposer sur le sol et que l’on descendrait ensuite peu à peu jusqu’à la couche solide au moyen d'un dragage intérieur. »

La figure 114 donne la disposition d’un cuvelage pour pile devant ser vir de pivot d’un pont tournant; le plan est presque circulaire, mais pour les autres piles il affectait la forme d'une ellipse allongée. Chaque cuvelage est formé de zones horizontales boulonnées entre elles par leurs nervures intérieures ; la saillie des nervures augmente avec le rayon de courbure de la partie de paroi considérée, afin que la résistance aux pressions extérieures soit partout la même. L’épaisseur est de 00923 pour la zone inférieure et se trouve portée à 0"10 à l'emplacement de chaque nervure ; la base est en forme de tranchant afin de mieux pénétrer dans le sol. La hauteur des zones est de 1"50 à la partie basse et 0"75 à la partie haute. |

Autour de l'emplacement de chaque pile on a battu un échafaudage de pieux qui a servi à soutenir le cuvelage, obtenu par l'assemblage des zones successives et retenu par des tiges à crochets saisissant les nervures ; ces tiges terminées par des vis de rappel permettaient de descendre le cuvelage au fur et à mesure du montage des zones jusqu'à ce qu'il ait touché le sol préalablement dérasé. On installa alors à l’intérieur une chaîne à godets à peu près verticale, allongée progressivement ; cette drague travaillait surtout à la partie centrale du cuvelage pour ne pas déterminer d'affaissements brusques sous la iranche, etle mouvement de descente était guidé par les pieux d'échafaudage.

On draguait 6 à 8 mètres cubes par jour et on descendit ainsi à des profondeurs de 12 à 13 mètres sous les basses eaux; ayant atteint le solide on immergea dans le cuvelage un massif de béton de 6 mètres de hauteur et, lorsqu'il eut fait prise, on épuisa en étançconnant les parois à l’intérieur et on acheva le remplissage avec de la maçonnerie construite à sec.

Au pont d'Alkmaar on rencontra un terrain plus dur et de résistance inégale ; il fallut souvent le morceler à l'avance avec de grands fleurets en fer et, pour déterminer l’enfoncement, on dut surmonter le cuvelage d’une charge de 80 tonnes.

Au pont sur le canal du Nordzee les cuvelages en fonte, bien que ren forcés, furent brisés dans une tempête parce qu'on avait négligé de les protéger par des abris en charpente.

Le système est ingénieux et a bien réussi ; mais on peut se demander s’il est plus économique que le système des puits en maçonnerie posés sur rouet et enfoncés par havage intérieur et même que le système des caissons à l'air comprimé ; ce dernier donnerait un travail plus rapide et plus sûr: . : : . ei