MURS DE SOUTÈNEMENT PI

Après l'exécution des terrassements proprement dits et leur préservation par les opérations et précautions variées dont nous avons parlé dans le précédent chapitre, vient un autre genre de travaux, non moins importants et d'une nécessité en quelque sorte plus directe; ce sont les murs de soutènement. Ils se présentent surtout au projet, lorsque l'on a de grands remblais à contenir, soit en pleine campagne, au bord d'un cours d'eau, — au passage d'une vallée, — ou bien, dans une ville, lorsque l'espace manque pour donner aux talus leur développement normal.

Vauban, et, après lui, de nombreux ingénieurs militaires, ont fait des études considérables sur ce qu'ils appelaient « la poussée des terres » et sur les divers moyens de la combattre par des ouvrages en maçonnerie ou autres. L'art des fortifications est, en efTet, presque tout entier contenu, au point de vue technique, dans cet aménagement rationnel des murs et des terrassements.

Aujourd'hui tous les ingénieurs connaissent les éléments de la théorie dont il s'agit : 1° Le plan, ou l'angle de glissement limite, variable d'après la nature des terres, des sables, des graviers, ou de la roche. Cet angle est de I sur 3, de i sur I J/2, de 45° suivant le c&s.

2° Le triangle, ou prisme de poussée, qui est le cube contenu entre la surface verticale (ou oblique, ou courbe) du mur et le plan incliné de glissement.

3° Le centre de poussée, c'est-à-dire le point ou plutôt la ligne suivant laquelle, théoriquement, s'exerce le maximum de poussée, c'est-à-dire où passe la composante oblique du poids total, parallèle au plan de glissement, à son intersection avec la surface du mur. Nous ne reviendrons pas sur ces notions connues de tous nos lecteurs, et nous nous placerons seulement ici au point de vue économique.

Lorsque les murs de soutènement présentent un grand développement en hauteur ou en longueur, Us sont, en effet, d'une construction coûteuse, qui peut s'élever, dans certains cas, jusqu'à 1,000 fr. et au delà par mètre courant. Aussi a-t-on cherché à leur donner des formes qui, sans en diminuer la résistance, puissent en réduire notablement le cube.

C'est la nécessité d'obtenir la plus grande économie possible dans les constructions qui a conduit à cette multiplicité de formes que l'on remarque dans ces ouvrages.

Ainsi, après le mur plein à parements verticaux, on a construit des murs pleins avec retraites placées du côté des terres, ou avec un fruit extérieur d'autant plus grand que l'on voulait avoir plus d'économie.

Dans certains cas, on a consolidé les murs au moyen de contre-forts placés soit contre le parement intérieur, soit contre le parement extérieur, et même dans le cas de contreforts intérieurs, on a donné quelquefois au mur un fruit extérieur, réalisant ainsi une double économie par l'emploi simultané des contre-forts et du fruit.

Mais les contre-forts placés sur le parement extérieur ne sont pas toujours possibles, et, d'un autre côté, les contre-forts placés à l'intérieur agissent beaucoup moins efficacement que les autres ; la poussée des terres tendant toujours à les détacher du reste du mur, il faut, pour s'opposer à cette disjonction, opérer une liaison aussi intime que possible entre le mur et ses contre-forts.

Dans ces derniers temps, on a donné dans beaucoup de circonstances la disposition suivante aux murs de soutènement : on conserve les contre-forts à l'intérieur des terres,

mais on les a reliés entre eux par des arcs de décharge. Outre que ces voûtes, chargées de terre à leurs divers étages, relient, bien le mur et les contre-forts, elles concourent encore avec ces derniers à éloigner de l'arête extérieure de la base le centre de gravité du mur, et l'on conçoit qu'en tenant compte du poids des terres, on puisse arriver à donner à ces murs une stabilité suffisante, tout en diminuant notablement le cube de la maçonnerie.

Enfin, dans quelques cas particuliers, notamment pour soutenir de grands remblais ou des digues, on a construit des murs courbes dont l'effet principal est d'éloigner le plus possible le centre de gravité du mar de l'arête extérieure de la base et d'augmenter ainsi, considérablement, son bras ,de levier, ce qui permet do réduire la section du mur, sans en diminuer la stabilité.

Nous nous proposons dans co paragraphe d'examiner ces divers systèmes de murs, de les comparer entre eux, et d'établir des formules pratiques qui en donnent aisément toutes les dimensions principales. Mais il importe auparavant de rappeler quelques considérations générales sur les murs de soutènement et sur la poussée des terres, et de bien préciser les données qui nous serviront de point de départ.

Angle de glissement. — Les terres que l'on peut avoir à soutenir sont de diverses natures, en égard à leur densité et à leur angle de glissement, c'est-à-dire à l'angle que leur talus naturel fait avec la verticale. Sous ce double point de vue, on peut les ramener aux quatre catégories suivantes :

Sable fin et sec pesant 1,400 kil. dont l'angle de glissement est de 00"

Terre sèche et pulvérisée pesant. 1,100 kil. id, "M"

Terres humectées pesant 1,250 kil. id. 46° 50'

Terres fortes et dures pesant 1,900 kil. id. 35"

Données générales. — Afin de bien fixer les idées et d'établir des formules pratiques cl applicables dans la majorité des cas, nous choisirons des données moyennes, qui sont d'ailleurs celles que l'on rencontre le plus souvent dans la pratique, et que les constructeurs adoptent le plus généralement. Ces données seront les suivantes :

a = 40° 50', angle de glissement des terres, d'où tang - a = 0,1875;

p = l,600k = poids du mètre cube des terres à soutenir; p'= 2,200k = poids du métro cube de maçonnerie.

Nous adopterons d'ailleurs les désignations ci-après : h = hauteur du mur supposée égale à la hauteur des terres à soutenir arasées à un plan

horizontal supérieur ; Q = poussée horizontale des terres à soutenir; |jl = moment de la poussée horizontale des terres ; |i' = moment do résistance du mur.

Moment de poussée. — Cela posé, et sans insister davantage sur la théorie de la poussée des terres, nous rappellerons que la poussée horizontale Q passe au tiers de la hauteur du mur, et que la valeur en est donnée par la formule

Q=jï>iïl tang —a

qui devient, avec les données adoptées ci-dessus :

Le moment de cette poussée, pris par rapport à l'arête A (fig. i), autour de laquelle le mur tend à se renverser, sera donc :