DU PORT DE CHERBOURG

Par M. CAVÉ, Constructeur à Paris.

La fabrication du mortier, lorsqu'il doit être employé en grande quantité dans les constructions, doit être faite mécaniquement, si, d'une part , on veut arriver à opérer d'une manière économique, et si, d'un autre côté, on veut satisfaire aui besoins de chaque jour.

Lorsqu'on ne doit employer que de faibles quantités, comme cela a lieu dans des constructions particulières, les frais d'établissement de machines pourraient ne pas être couverts , on opère généralement le mélange et la trituration des matières qui servent à la composition du mortier, au moyen d'espèces de rabots de bois, à partie plane et trauchante, attachés à un long manche et manœuvres par des hommes de peine. Ils n'ont qu'à pousser leur rabot en avant , tout en appuyant sur la partie plate de l'instrument , et à le ramener vers eux, mais en appuyant alors sur le tranchant. C'est donc réellement un mouvement alternatif qu'ils impriment a cet outil, pour écraser et mélanger les matières qu'ils soumettent à leur action.

Dans les grands travaux , comme ceux qui sont nécessaires pour la construction des ponts , des aqueducs, des tunnels , ou d'autres monuments importants, il faut nécessairement des moyens d'exécution très-actifs, très-puissants. L'appareil qui est assez généralement employé, comme étant facilement transportable , et susceptible de se placer dans toutes les localités , est le manège à roues qui consiste simplement en une grande auge circulaire, de peu de profondeur, formée sur le sol même, et dans laquelle se promènent deux roues parallèles, exactement comme deux roues de voiture montées sur leur essieu , et traversées par un axe horizontal qui se prolonge de chaque côté, afin d'y atteler, comme à un manège, un ou deux chevaux , qui marchent constamment au pas et dans le môme sens.

vi. 2

18 PUBLICATION INDCSTBIELLE.

Des râteaux en fer , attachés au même axe et tout proche des roues, qu'ils suivent dans leur marche circulaire, remuent sans cesse le mortier, en le faisant tomber des bords de l'auge vers le fond, afin qu'il se présente constamment è l'action des roues qui passent sur lui , et qui l'écrasent. Lorsqu'on trouve que le mélange est arrivé à un degré suffisant, on ouvre une sorte de trappe placée au fond de l'auge, pour que le mortier, poussé par une rôcle que le manège continue à faire marcher, puisse tomber en tas au dessous , et de là être aisément pris et transporté sur les travaux.

Dans de certains ports , comme à Toulon , à Brest , près des bagnes , les ingénieurs pouvant disposer d'un grand nombre d'ouvriers, généralement peu payés , on fait usage d'un tonneau mobile autour d'un axe horizontal (1) ; des planchettes sont rapportées à la circonférence de ce tonneau , et dirigées suivant des rayons, pour former des espèces de marches sur lesquelles les hommes montent constamment , pour faire tourner l'appareil par leur propre poids; celui-ci est garni à l'intérieur d'une grande quantité de chevilles qui divisent et mélangent les substances. Une trémie disposée à la tête du tonneau , y verse le sable et la chaux , qui sortent suffisamment broyés et mélangés, à l'autre bout.

On a quelquefois employé, pour la fabrication du mortier, mais sans beaucoup de succès , une machine à cônes , analogue en principe à celle qui existe encore chez des fabricants de chocolat (2).

Elle se compose de deux troncs de cônes en bois creux , remplis de pierres, roulant sur une plate-forme circulaire, et suivis de couteaux et de râcies qui remuent et retournent la matière en la ramenant constamment sous les cônes. 11 ne parait pas que cet appareil ait donné de bons résultats ; en tout cas il fait peu de mortier comparativement à la force motrice qu'il exige.

La machine qui parait être le plus généralement en usage aujourd'hui pour fabriquer le mortier, d'une manière continue et en grande quantité, n'est autre qu'un tonneau fixe conique ou cylindrique, placé verticalement et traversé à son centre par un axe également vertical mobile, armé de bras et de dents disposés pour broyer et mélanger les substances au fur et à mesure qu'ils tournent dans la masse. M. Rover, architecte , s'est fait breveter pour un appareil de ce genre : à la partie inférieure de l'arbre , audessus des bras dentés, il rapporte une pièce de fonte, qui broie les matières sur le fond du tonneau , lequel est percé d'un grand nombre d'ouvertures par lesquelles elles trouvent leur issue, mais ces ouvertures étroites et courbes, sont susceptibles de s'engorger.

(4) M. Gentilhomme a établi, pour U fabrication de* poteries, un cylindre rotatif à aie légèrement incliné et armé de lames en fer, pour opérer le mélange et la trituration: nous croyons que cet appareil pourrait élre appliqué arec quctquo succès, dans plusieurs localiléi, i la fabrication du mortier.

(t) Ces machines, également i cônes , font Irés-peu de produits comparatlremenl ans machines a cylindres que nous arons publiées au commencement du tome IV, et qui sont généralement préférée! sujourdhul.

En publiant In machine à briques de M. Carvillc, dans le 2' vol. de ce nonl , nous avons donné le dessin et la description de son tonneau broyeur, qui exclusivement appliqué au broyage des terres propres à la composition des briques, tuiles ou carreaux , . »( nullement applicable à la fabrication du mortier, dont le travail est tout à fait identique. L'inventeur y a apporté depuis une modification assez importante, et qui consiste à former le fond du tonneau d'une grille composée de barreaux en fer, dont on peut varier l'écartement à volonté. M. Carville a livré un grand nombre de ses machines, et M. Cive les moteurs a vapeur ft autres appareils pour le gigantesque travail relatif au barrage du Nil , en Égypte , travail qui est exécuté avec une grande activité et beaucoup d'intelligence , sous la direction d'un habile ingénieur français , M. Mouge).

Les machines à mortier établies à la direction maritime de Cherbourg , par M. Cavé, sont aussi des cylindres ou des tonneaux à axe vertical, mais complètement fermés dans le fond ; le mortier suffisamment broyé, trouve issue à la fois par quatre ouvertures, que l'on règle et que l'on ferme à volonté , au moyen de quatre portes ou registres en métal à coulisses , qui sont adaptés vers la partie inférieure du broyeur, et diamétralement opposés pour rendre l'écoulement plus rapide et plus régulier. Avec une seule ouverture, le sable et la chaux s'accumulent dans la partie du tonneau opposée a la porte, et ne trouvant pas d'issue, ils s'y compriment fortement, nu point qu'ils peuvent arrêter la marche de l'arbre et de ses bras dentés.

L'un de ces appareils est représenté en coupe verticale, fig. 1" pl. 2% et eu section horizontale, fig. 2. On voit qu'il se compose d'un grand cylindre en tôle A , qui n'a pas moins de I '" 50 de hauteur ; il repose sur un disque circulaire B, en fonte, qui lui sert de fond, et qui est solidement assis sur un massif octogonal en maçonnerie. Au centre de ce disque est une crapaudine a, qui renferme un grain d'acier, pour recevoir le pivot de l'arbre vertical en fer forgé C , auquel on imprime un mouvement de rotation continu.

Le cylindre n'est pas d'une seule pièce comme le montre le plan fig. 2'; il est formé de quatre feuilles ou plaques de lole forte, rivées à des cornières en fer b, qui sont elles-mêmes appliquées et boulonnées sur quatre montants de fonte A', terminées à leur partie supérieure, comme à leur partie inférieure, par des pattes ù équerre , qui servent d une part à les assujélir sur le fond B, et de l'autre à les réunir par un cercle de fonte D, afin de rendre le tout entièrement solidaire. Cette construction est évidemment plus dispendieuse que celle d'un tonneau composé de douves épaisses en chéne et cerclé en fer, mais aussi elle présente beaucoup de chances, de solidité et de durée.

A l'intérieur du cylindre, sont rapportés trois croisillons à quatre branches E , qui sont percés au centre pour le passage libre de l'arbre , et coudés à l'extrémité des bras, pour se fixer par des boulons à écrous extérieurs aux montants verticaux du tambour; par conséquent sont entièrement

immobiles. L'arbre C, est aussi armé de quatre croisillons semblables F, disposés au-dessus et au-dessous des premiers, mais sans être coudés aux branches. Tous ces croisillons sont munis à chaque branche d'une suite de dents ou broches en fer c et d , dont la section présente la forme de losange ayant la plus grande diagonale dirigée suivant les circonférences concentriques , et la plus petite suivant des rayons concourant au même centre. Les dents c qui appartiennent aux premiers croisillons E , sont placées dans des lignes verticales qui correspondent au milieu des intervalles existant entre celles des seconds F, de manière que celles-ci puissent aisément passer entre les premières, lorsque l'arbre qui les porte est mis en activité. Des rondelles de fonte r, solidaires avec les croisillons, maintiennent constamment leur écartement et évitent des frottements trop considérables. Il résulte de cette disposition, que le sable et la chaux qui arrivent à la fois dans la partie supérieure du tonneau , sont nécessairement pris et triturés par cette forêt de broches, qui les mélangent en les broyant, et les conduisent successivement, mais avec une grande lenteur , jusque vers la partie inférieure. Pour que la trituration et le mélange se fassent avec toute la régularité, avec toute l'homogénéité désirables, on comprend qu'il faut, d'une part, opérer sur de petites quantités à la fois, et d'un autre côté, marcher avec très-peu de vitesse, afin de laisser les matières séjourner un certain temps dans l'intérieur de l'appareil.

On conçoit aussi que des broyeurs d'une aussi grande dimension, doivent essentiellement être mis en mouvement par un moteur puissant; le constructeur a établi , à cet effet , à l'atelier de Cherbourg , des machines à vapeur qui en font fonctionner plusieurs en même temps. Leur mouvement est communiqué à des arbres de couche semblables à celui G , fig. ir#, qui se trouve directement au-dessus du cylindre, et qui porte un pignon d'angle & frein H, de 0m40 de diamètre seulement, lequel engrène avec une roue d'angle I, beaucoup plus grande, de 1-425, à dents de bois, montée sur le sommet de l'arbre vertical C ; le rapport entre ces deux engrenages , est de 1 à 3,56 ; par conséquent, comme la vitesse moyenne de l'arbre C, n'est que de 7 tours par 1', l'arbre de couche G, est de

Soit 26 tours par minute.

D'après cette vitesse, on peut aisément se rendre compte de la marche des dents ou des broches , qui opèrent le mélange et la trituration de la matière ; remarquons que celles qui se trouvent le plus proche du centre, sont à 0" 250, et par conséquent décrivent des circonférences de

Les plus éloignées sont à 0-790 du même centre, et décrivent des circonférences de

PUBLICATION INDUSTRIELLE. 2t

Et celles intermédiaires ayant respectivement des rayons de 0* 385, 0"520 et 0" 655, décrivent des circonférences de 2™ 418, 3" 206, 4» 113.

En faisant 7 tours par minute, chaque série de dents mobiles, apparietenant à ces différents rayons, marche à des vitesses respectives de

3,266 x 7 = 22.862 } = jlMjjjj , soit en moyenne à la vitesse de

4,113 x 7 = 28,791 I *> 22u,858 par minute, ou plus

4,960x7 = 34,720 / d'un tiers de mètre par seconde.

Or, les broches sont au nombre de 20 par croisillon , ou de 80 pour les quatre, par conséquent les matières sont attaquées 80 x 7 = 560 fois par minute , et entraînées avec la vitesse moyenne de près de 2/5 de mètre par seconde.

Pour que les parties de la machine susceptibles de fatiguer ne puissent se briser par la rencontre de pierres ou d'autres obstacles résistants , ou parce que les substances deviendraient trop compactes , le pignon de commande H a été fait en deux pièces pour former frein ; c'est-à-dire que la portion dentée à la circonférence, au lieu d'être entièrement solidaire avec le moyeu , est ajustée sur celui-ci à frottement , et retenue par une rondelle et deux boulons e, que l'on serre, non pas trop fortement, mais seulement à un degré convenable , pour que le moyeu l'entraîne , tant que la résistance n'est pas trop forte ; mais dès qu'un obstacle se présente, que l'effort devient trop considérable, la jante dentée glisse sur le pourtour du moyeu, et par conséquent celui-ci tourne seul avec l'arbre de couche sur lequel il est monté ; l'appareil s'arrête donc , et on peut aussitôt le dégorger ou enlever l'objet qui faisait résistance.

Celte disposition d'engrenage à frein, appliqué ainsi dans des machines susceptibles d'éprouver des résistances très-variables , comme cela a lieu dans l'appareil qui nous occupe, mérite d'être mentionnée, en ce qu'elle peut éviter des accidents qui , dans de certains cas, peuvent devenir trèsgraves. Dans des machines à briques, comme celles que nous avons publiées tome II , une telle application serait certainement appréciée.

Le tonneau broyeur est alimenté de sable d'une manière régulière par un élévateur placé près de lui , et descendant jusques au-dessous du sol pour puiser dans un grand réservoir inférieur; cet élévateur est composé d'une double chaîne sans On K , réunie par des goujons, et dont les maillons sont très-longs, comme dans les dragues destinées au creusement des fleuves ou des rivières. Ces chaînes portent des pots ou godets en tôle L suffisamment espacés , qui se chargent au fur et à mesure qu'ils arrivent à leur partie inférieure, pour se décharger successivement lorsqu'ils parviennent vers le sommet de l'appareil, en basculant par le mouvement même des maillons autour des tambours à jour M. Ceux-ci sont d'une

construction fort simple et en même temps très-solide ; Us sont formés chacun de deux disques parallèles en fonte, traverses à leur centre par un axe en fer forgé/, et réunis par quatre goujons ou tiges quarrées », Ûletés à chaque bout, et placés h égale distance vers la circonférence des disques. L'axe du tambour inférieur est seulement porté sur deux coussinets simples g scellés dans la maçonnerie ; celui du tambour supérieur est reçu dans des coussinets qui sont rapportés sur des supports de fonte, afin d'être élevés à la hauteur convenable : cet axe est prolongé , d'un bout , pour commander uu autre élévateur semblable , et , de l'autre , pour porter la grande roue droite N , qui a lm 250 de diamètre , et qui engrène avec un petit pignon droit à joues 0, monté à l'extrémité de l'arbre de couche G; ce pignon n'a que 0a>18 de diamètre; par conséquent , son rapport avec celui de la roue qu'il commande est de 1 à 7, c'est-à-dire que l'axe du tambour de l'élévateur ne fait que 3 tours 7 par 1', pendant que l'arbre de couche en fait près de 26, ou environ la moitié de l'axe du broyeur.

Les godets sont espacés de 1*03, et il en passe k sur la circonférence des tambours à chaque révolution ; la vitesse moyenne de la chaîne , au centre des articulations des maillons , est d'environ :

Soit 3b décimètres cubes.

En admettant qu'ils soient remplis, moyennement, aux 2/3, ou de 22 décimètres cubes , on trouve que la quantité de sable apportée par la chaîne en 1 minute peut être de

Soit près de 11 mètres cubes par heure, en marchant continuellement.

Le travail de la trituration et du mélange se fait avec une lenteur telle, que les matières y séjournent environ une demi-heure pour obtenir un bon mortier propre à être employé. Pendant que le sable élevé par la chatne à godets se déverse sur l'auge inclinée P , qui le projette dans la partie supérieure du tonneau, deux hommes sont occupés, l'un à y jeter de la chaux , Tautre à y injecter de l'eau, au moyen d'un tuyau Q, muni d'un robinet et communiquant à un réservoir.

Quand ces matières sont suffisamment malaxées , on ouvre les quatre portes en tôle à coulisses R (fig. 2), en les relevant au moyen de petits pignons et de crémaillères attachées à leur partie supérieure ; le mortier

0,37x2x3,ttxS,7 = 8-60.

» £S£ « 8,35 godets sont remplis par 1'

Or, la capacité totale de chacun d'eux est de

22 x 8,35 = 183,07, ou plus de 183 litres.

sort ainsi par quatre larges ouvertures à la fois, de sorte qu'il n'offre pas de résistance inégale, et la vidange s'effectue très-rapidement ; il est chargé, en tombant au-dessous de l'appareil , dans de petites voitures ou tombereaux demi-circulaires à bascule, pour être transporté là où il est nécessaire.