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ble enveloppe avec circulation d'eau pour le refroidissement. Le piston C est muni, sur son pourtour cylindrique, de deux garnitures Giffard (fig. 148), formées chacune d’une bague en caoutchouc durci ou en cuir sur la face extérieure et en caoutchouc élastique à l'intérieur. Cette partie intérieure s'appuie sur le fond d’une rainure pratiquée dans le piston et se trouve en communication par de petits orifices avec l’air comprimé
&té PROCÉDÉS ET MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION
dont l’action s'ajoute à l'élasticité de la bague, pour constituer une garpiture étanche.
Cette garniture donne de bons résultats; elle épouse exactement la forme du cylindre, évite tout grippement, n’exige d’autre lubrifiant que l’eau, et enfin peut être remplacée avec facilité.
De chaque côté du piston C, la tige qui le porte possède un diamètre uniforme pour permettre l'emploi de plateaux identiques à l'avant et à l'arrière du cylindre.
La tête du piston se meut sur deux glissières plates terminées par des réservoirs d'huile; elle est reliée à la tige par un écrou de préférence à une clavette, car, dans les compresseurs, les efforts brusques matent rapidement les clavettes et rendent le démontage difficile.
« Les soupapes d'aspiration H et de compression I comportent un disque mince en acier appliqué sur un siège de bronze par un ressort à boudin enveloppant la tige du disque. De plus, pour supprimer totalement la vibration des organes, on a interposé, entre le ressort et la tige, une simple gaine en caoutchouc.
« Chaque fond de cylindre reçoit deux soupapes d' aspiration et une soupape de refoulement qui possèdent un même diamètre égal à 0,085.
« Le refroidissement de l'air pendant sa compression est obtenu au moyen d’une circulation d’eau entre les deux enveloppes et, en second - lieu, par une injection d’eau pulvérisée sous pression.
« L'eau de circulation qui arrive par le tuyau à robinet X s'en va par le tuyau Ÿ et débouche par un robinet dans une cuvette, fixée à la partie arrière et au-dessous de chaque cylindre. Le réglage du courant s'obtient ainsi facilement et sa vérification nécessite un simple coup d'œil.
« L'introduction de l’eau dans l'intérieur du cylindre peut s’effectuer de deux manières, soit par la soupape d'aspiration, soit par une injection d’eau pulvérisée. La première a l'avantage de la simplicité; son emploi n’exige pas une eau aussi pure; mais un plus grand volume d'eau est nécessaire pour obtenir le même degré de refroidissement.
« Pendant les travaux du Saint-Gothard, les deux moyens ont été successivement employés. Dès lors, on a constaté que le refroidissement par iñjection nécessite, pour une pression de l’air variant entre 6 et
7 kilogrammes, une quantité d’eau égale au ä LS du volume d'air as-
, piré, tandis que la consommation était quatre fois plus grande en utilisant les soupapes.
« L'ihconvénient d'introduire un excès d'eau qu'il faut expulser ensuite, conduit à dire que, dans les cas où l'injection est possible, elle doit être préférée. Néanmoins, les constructeurs ont disposé les soupapes pour-servir, au besoin, au refroidissement de l'air.
« Au-dessous et en avant de chaque fond de cylindre se trouve un tuyau et cuivre rouge L, branché avec trois conduites verticales M. Ces dernières possèdent des joints articulés pour faciliter l'enlèvement des fonds, en se rabattant; elles aboutissent à des busettes N disposées en triangle.
« L’eau de refroidissement provient d’un réservoir soumis à la même
pression que l'air comprimé. Son arrivée dans le cylindre s'effectue par deux orifices convergents, de 1/2 millimètre de diamètre, sous la forme de jets très minces qui, en se rencontrant, se pulvérisent réciproque- . ment. |
« La quantité d’eau introduite est réglée au moyen de robinets P, tandis que d’autres robinets Q, débouchant à l'air libre, permettent de vérifier, à volonté, le fonctionnement de chaque busette.
«-Après une filtration préalable, l’eau d'injection est introduite dans son réservoir par l’action d’une pompe, mue par un excentrique calé sur l’arbre moteur. Ce réservoir est en communication avec le sécheur de l'air comprimé, par un tuyau qui sert en même temps à évacuer l’excès d’eau fournie par la pompe et à maintenir la pression dans le récipient.
« Les deux soupapes de refoulement d’un compresseur sont mises en communication à l’aide d’une tubulure en fonte avec le tuyau collecteur. Grâce à la disposition des soupapes de refoulement placées à la partie supérieure des fonds, sans gêner pour cela l'évacuation de l’eau, tous les joints d’un cylindre sont bien accessibles. »
Telle est la disposition générale des compresseurs; parfois on n’en emploie qu'un, mais le plus souvent les appareils sont à deux cylindres accouplés, comme le montre la vue d'ensemble (fig. 4).
Ge sont ces appareils qui alimentent les outils perforateurs employés au percement de la galerie d’essai du tunnel sous la Manche: le principal perforateur est le perforateur Beaumont, dont nous avons donné précédemment la description, et qui fonctionne avec de l'air comprimé à 2 atmosphères, mais les compresseurs peuvent également porter la lension à 8 atmosphères.
Afin d'avoir, dans la production de l’air comprimé, une élasticité suffisante, on a installé côte à côte deux compresseurs conjugués, actionnés par l'arbre horizontal d'une machine à vapeur, et chaque compresseur comprend un groupe de deux cylindres à double effet dont les bielles sont calées à 90° l’une de l’autre pour éviter les points morts.
Ces dispositions, bien préférables à celles qui consistent à placer le piston du compresseur dans le prolongement même de la machine motrice, sont à peu près identiques à celles qu'on a adoptées en dernier lieu au tunnel du Saint-Gothard.
Il importe d'alimenter les perforateurs avec de l'air sec, car cet air se refroidit par la détente, et, s’il est chargé d'humidité, il se forme de la glace qui obstrue les orifices. Un séjour de l'air comprimé dans de grands réservoirs ne suffit pas à le débarrasser de l’eau qu'il tient en suspension. Aussi, MM. Sautter et Lemonnier ont-ils adapté à leurs appareils un sécheur spécial, formé de deux cylindres concentriques en tôle.
Dans le plus petit se trouve une série de surfaces coniques en tôle mince, présentant leur concavité alternativement vers le haut et vers le bas; celles-ci sont les plüs grandes, elles s’appliquent contte la paroi du cylindre et sont ouvertes vers le centre ; les autres, au contraire, sont fermées vers le centre et laissent entre leur pourtour et le cylindre un vide annulaire.
L'air comprimé arrive par le haut de l'appareil, circule entre ces surfaces coniques, qui font l'effet d'un condenseur à surfaces ; l'eau en suspension se condense sur les parois, s’y réunit en gouttes qui tombent au fond du sécheur; l'air sec remonte entre les deux cylindres et gagne le réservoir. Un flotteur indique le niveau de l’eau à la base du sécheur et permet de régler ce niveau.
Les compresseurs du tunnel de la Manche alimentent trois réservoirs cylindriques d'un volume total de 36 mètres cubes. Dans une installation aussi importante, le débit d'air comprimé atteignant 2"?50 par minute, à 8 kilogrammes de pression, les réservoirs ne sont pas destinés à suppléer aux arrêts de la machine, car le volume d’air à emmagasiner serait considérable; ils servent uniquement à régulariser la pression et à compléter la dessiccation.
Le piston de chaque cylindre compresseur a 0"A1 de diamètre et 0"75 de course. Avec une marche normale de 45 tours par minute, la production par cylindre est de 800 litres d'air comprimé, à la pression de 8 kilogrammes. Les épreuves d'essai ont donné largement ce chiffre.
Nous donnons, à titre de renseignement utile, les dimensions principales et les prix des divers compresseurs à deux cylindres ou à un seul cylindre, construits par MM. Sautter et Lemonnier :
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Il convient de remarquer que les volumes en air comprimé sont théoriques, le rendement pratique varie de 60 à 90 p. 100.
Treuil de sas à air mü par Ll’air comprimé.—Lorsqu'on exécute des fondaiions à l'air comprimé, ou a sous la main une puissance qu'il est naturel d'utiliser pour toutes les opérations et manœuvres accessoires; c’est l'air comprimé lui-même. Une consommation supplémentaire, même un peu forte, n'entraîne pas une grosse dépense et se traduit finalement par une grande économie de main-d'œuvre.
Ainsi, quand l’eau confinée au fond du caisson ne peut, vu la nature du sol, s'échapper par refoulement sous le couteau, il suffit d'installer un tube vertical à crépine dans lequel cette eau remonte pour s’épancher à l'extérieur; la hauteur d'ascension peut même être bien supérieure à la colonne d’eau représentant la pression, il suffit, pour cela, de laisser entrer l’air comprimé dans le tube par un petit trou ou reniflard, l’air se mélange à l’eau et forme un fluide mixte de densité inférieure à celle de l'eau pure; la colonne ascensionnelle d'équilibre augmente en raison inverse de la densité du mélange. De la sorte, on n’en est pas réduit à faire passer l’eau par le sas, comme nous l’avons vu faire au pont de Marmande.
De même, il est illogique de faire mouvoir à bras d'homme les treuils qui enlèvent les déblais et descendent les matériaux. Un petit moteur à air comprimé effectue ce travail beaucoup mieux, beaucoup plus vite et à meilleur compte.
C'est ce qu'ont bien compris MM. Sautter, Lemonnier et C'°, en construisant le treuil pour sas à air représenté par les figures 1 à 3, pl. XLIII.
Au sommet des sas, sur une collerette circulaire ménagée à cet effet, on boulonne une cloche en fonte K qui porte à l'intérieur le treuil proprement dit, et à l'extérieur le moteur.
Ce moteur X, nettement indiqué sur la vue d'ensemble, se compose de deux cylindres à air comprimé, cylindres oscillants, dont les bielles et manivelles sont montées à 90° l’une de l’autre (nous décrirons ce moteur en traitant de l’organisation des chantiers); l'arbre du moteur se termine à un bout par un volant, à l’autre par un pignon Ÿ qui engrène avec la roue dentée E. Celle-ci fait tourner l'arbre A qui traverse la cloche et qui porte un frein automatique D (système Mégy, Echeverria et Bazan); le pignon de cet arbre A engrène avec la roue dentée F du second arbre B placé dans l'axe de la cloche. Cet arbre B est véritablement l'arbre moteur du treuil, il porte le tambour sur lequel s’enroule la corde de la benne, et une poulie directrice G ramène cette corde et la maintient dans l’axe du sas. On voit que la vitesse de rotation est considérablement réduite par les engrenages entre le premier arbre Y et le dernier arbre B; ilest à remarquer que l'on peut monter des manivelles ordinaires aux extrémités de l'arbre À et substituer, s’il le faut, la force musculaire de l’homme à la tension de l’air comprimé.
La mise en marche et l’arrêt du treuil peuvent être commandés très simplement du fond même du caisson, à l’aide de deux chaînettes. La première H, après avoir passé sur deux poulies de renvoi, vient agir sur
le levier L, qui desserre le frein par son action sur le manchon M. La seconde Q ouvre le robinet O, qui donne l'air comprimé aux petits cylindres du moteur et le met en marche.
Ainsi, en tirant la chaîne Q, on enroule la corde du treuil et la benne monte; elle s'arrête au moment même où on lâche la chaîne; en tirant la chaîne H, le câble se déroule entraîné par le poids de la benne, et le mouvement de descente cesse dès que la chaîne est abandonnée.
La manœuvreest donc simple, précise et presque instantanée : il n’est pas besoin de démontrer qu'elle est économique; il y a toujours économie, pour un travail continu, à substituer un moteur inanimé à la force musculaire de l'homme.
| Pages.
Objet et division de l'ouvrage. . . . . 7 CHAPITRE PREMIER
Généralités sur les fondations
Classification des procédés d'après la nature des terrains . . . ...... 9
4° Terrain solide. . . ......... 10 2 Terrain mobile superposé à un ter-
rain solide. . . .. . . . . .. . 12 3° Terrain indéfiniment mobile. . . . . 45 Précautions à prendre pour les terrains
affouillables .........,.... 16 Fondations sur radier général : .
Pont canal du Guétin .. ...... 47
Viaduc de Pont-d'Ain .....,.. . 18 Classification adoptée dans le présent
ouvrage pour les divers systèmes de
fondation. . ........... .. 19
