ê;» ( R~.)Mang -^jj

Quand la flexion de la pièce est très-petite , comme c^est toujoatfS le cas pour les pièces courtes des cuvelages polygonaux d'un grand nombre décotes, on peut admettre que le raccourcissement des fibres diltà la flexion , s'ajoute à celui qui est occa sionné par la com» pression longitudinale , comme si les deux efiets étaient superposés Tun à jl'aulre. Dans cette hypothèse , si nous désignons par i le plus grand raccourcissement proportionnel auquel on veuille exposer les fibres du bois , Tépaisseur ; sera déterminée par Téquation

La valeur de r donnée par celte formule, décroît à mesure que le nombre des côtés du polygone augmente , et lorsque ce noml)re est

CUVELAGB DES PDITS. î^>

infini , c'est-indire quand le cuveUge polygonal eU remplacé par un cuvelage circulaire , on a:

^=î,d'où i=^' (a)

Sans le cas général , Véquation d#nmr pour i «ne valeur qui serait longue à calculer. Mais si l'on suppose que Tépaisseur t soit une petite fraction du rayon R , de telle sorte qu'on puisse remplacer, sans erreur nuisible , (K— «)" par K* , la valeur générale de ' se réduit à

,-2iï« 1 , . % / , . « E, tang«^ \ . [b)

On peut faire pour le bois de chêne: E«= 1. 200. «M). OOOel î«= 0, 001, on a alors Bi =1.200. 000. Remplaçant d'ailleurs o> par 1000 IcllogrammeSy la formule (à) donne pour l'épaisseur d'un cuveiage

circulaire: / = ---.

laoo

Si R=ïl n», 50 et H =00 mètres , on a : y

Pour un cuvelage décagone,B étant encore supposé égal à ft'mètres, et H à 60 mètres , la formule (b) donne : ^

Les épaisseurs usitées dans les cuvelages du département du Nord, , sont plus fortes que celles que nous venons de déterminer , en supposant Et == 1.200.000. Ainsi, l'épaisseur adoptée pour les cadres de cuvelage placés à CO mètres de profondeur , dans des puits de 3 mètres de diamètre , estde0°>,l6. Nous croyons qu'il convient, en effet, d'exagérer la solidité de constructions aussi importantes que le sont celles des cuvelages de puits profonds , afin de se mettre à l'abri de toute chance d'accidents. Par ce motif, nous concilierons de calculer l'épaisseur des pièces de cuvelage en bois de chêne, au moyen de la formule générale (b) , dans laquelle on remplacera Et par 600 000, «» par 1000 kilog., et où l'on prendra pour H la profondeur des pièces de cuvelage au dessous du sol. D'ailleurs , il y a une limite d'épaisseur au dessus de laquelle il faut se tenir dans tous les cas , pour que les plans de joints soient assez larges ; cette limite nous parait devoir être de 0>n,08. Pour les trousses colletées et pi-

2» CHAPITRE Vf.

cotées, n conviendra , conformément à la pratique commune , d^aug- ' menter de moitié Tépaisseur de ces pièces. 11 est impossible d'apprécier, par le calcul, la pression produite par le picotage et les fiexions qui en résultent.

Quant aux cuvelages en fonte , ils sont toujours circulaires , et on pourrait appliquer à la détermination de Tépaisseurdes segments

en fonte, la formule r^-^^, dans laquelle on ferait Et * 6.000.

000, ce qui reviendrait à faire supporter à ta fonte une pression de 600 kilog. par centimètre carré de section transversale. Il est, en efiFet , peu vraisemblable qu'une pression de 600 Icilog. par centime^ tre carré , qui est au dessous du 1|10 de celle qui a produit Técrasement immédiat , dans les diverses expériences dont les résultats sont rapportés au chapitre V, pût occasionner la rupture. Mais il arrivera fréquemment qu'on devra augmenter les épaisseurs ainsi calculées, parce qu'elles seraient trop faibles pour mettre les pièces de fonte à même de résister aux chocs accidentels auxquels elles sont exposées, lorsqu'on les met en place, et peut être aussi pour parer aux défauts de moulage. En définitive , nous conseillons de ne jamais donner aux segments de fonte, quelque petite que soit la charge qu'ils auront à supporter, moins de 12 millimètres d'épaisseur. C'est celle qui a été adoptée par M. Mathias Dunn, pour les pièces du'cuvelage en fonte du puits de Preston-Grange.

Cuvelage en bois renforcé par des armatures enfonSè^—Si l'on avait donné aux pièces d'un cuvelage en bois , une épaisseur insufii^ santé pour supporter, sans flexion sensible, la pression des eaux, on pourrait renforcer les trousses de ce cuvelage, par des armatures en fopte appliquées sur le milieu de la hauteur des côtés. M. Evrard a décrit, dans les Jnnales des mines , t. Il, 4^ série , p. 701 , un système d'armatures semblables, qu'il a appliquées au cuvelage d'un puits des mines de Ticoigne. L'armature de chaque trousse est formée de vingt pièces de fonte clouées contre les pièces du cuvelage décagone et serrés entre elles par des clavettes en fer. L'armature d'une trousse forme un cercle posé intérieurement. 11 est nécessaire pour faire disparaître les saillies auxquelles les tonnes pourraient s'accrocher, d'appliquer à l'intérieur du puits , un garnissage en Faites , qui peuvent être clouées contre des tasseaux de bois fixés aux trousses. M. Evrard établit qu'un cuvelage ainsi armé, en fonte, est un peu plus économique qu^un cuvelage en bois, d'une épaisseur suffisante pour offrir une Vésistance égale à celle du cuvelage armé. Nous pensons cependant qu'il ne faudra avoir recours à ce moyen , que lors-

CUVEUGE DES PUITS. 37

qu*ï\ serait très-difficile de se procurer des bois de chêne d*une épaisseur suffisante et exempts de défauts.

Réparations des cuvelages. — "Les cuvelafçes^soïi qu'on les exécute en bois ou en fonte, doivent être conslruilsen matériaux de très-bonne qualité, choisis et éprouvés au besoin avec des soins particuliers, afin que ces revêtements soient peu sujets à des réparations qui sont toujours une chose grave. Quand une pièce d'un cuvelag^e en bois vient à rompre sous la pression (ces pièces sont peu sujettes à périr par la vétusté, parce qu'elles sont préservées de la pourriture par Taction de Peau qui les baigne constamment) , on fixe les autres côtés de la même trousseaux pièces des trousses supérieures et inférieures, au moyen de bandes de fer et de vis à bois. On fixe de la même manière aux cadres supérieurs^ la pièce qui est immédiatement au dessus de celle fui s'est rompue. Ensuite on sape celle-ci à coups de hache, et on la remplace par une autre , qui se pose comme on a posé la pièce formant clef, dans la première construction du cuvelage. Après la mise en place , on repasse le calfatage de tous les joints horizontaux , et l'on resserre même quelquefois ces joints par un picotage horizontal, exécuté au dessous de la trousse colletée ou picotée immédiatement supérieure autronçoq de cuvelage réparé.

Si les eaux qui se font jour par l'ouverture qui résulte de l'enlèvement de la pièce rompue gênaient trop le travail, on pourrait essayer de les faire écouler à un niveau plus bas, par des trous de tarière percés dans quelques-uns des cadres inférieurs.

Si c'est une pièce de trousse picotée ou colletée qui s'est rompue , il fout absolument remplacer la trousse entière, et, pour cela, il est nécessaire d'enlever plusieurs des cadres qui sont placés au dessus d'elle , et de suspendre le reste du cuvelage , demeuré ainsi sans appui, aux trousses colletées et picotées supérieures. On comprend combien il importe d'éviter de semblables réparations , puisque les machines placées sur le puits, après que le creusement est terminé, peuvent être insuffisantes pour effectuer l'épuisement des eaux affluentes. Le résultat est alors une interruption des travaux plus ou moins prolongée, et l'inondation d'une partie des excavations souterraines.

Pour les cuvelages. en fonte, on se contente quelquefois de renforcer les segments rompus par des étriers en fer , et d'arrêter les filtrations par un calfatage. Lorsque ces moyens palliatifs sont insuffisants, on est obligé de briser le segment rompu à coups de masse, et de le remplacer par un autre.

Creusement des puits boisés dans les terrains très-'éboufeux, tels que les marnes ou argiles^ coulantes et les sables semi-fluides»

Le procédé le plus ordinairement suivi pour foncer des puits boisé» dans des terrains très-ébouleux, est analogue à celui que l^on emploie pour le creusement des galeries horizontales dans les terrains ana« logues. Il consiste à appliquer contre le terrain , des cadres rectan* fp]laire&, derrière lesquels on enfonce des paiplanches Joinlives et légèrement divergentes , qui pénètrent dans le terrain , plus avant que le bas de Texcavation.

Les flg> 31 à 39 de la PL XI l^ représentent les détails de cette opé* ration , telle qu'elle est pratiquée dans les terrains coulants du district de Tarnowilz en Silésie. La description suivante est empruntée au mémoire de M. Thurnagel , publié dans VArehiv. de M. Karsten,

On établit d'abord sur le sol quatre pièces de bois de 0n,35 à 0»,5# de diamètre, longues de 10 à 12 mètres, assemi)lées à mi-bois, on simplement réunies par des entailles peu profondes ; deux pièces pa^ rallèles étant posées immédiatement sur le sol et à une distance égale à la largeur du puits dans œuvre, les deiuc autres sont posées sur les premières à angle droit, à une distance égale à la longueur du puits dans œuvre. Le rectangle intérieur [formé par la jonction de ces quatre poutres est égal au vide intérieur du puits. On charge de terres ou de pierres les extrémités qui se prolongent au delà des parois dir puits, et Ton procède au creusement. Les premiers mètres sont ordinairement faciles à creuser, et les parois s*y soutiennent, coupées à pic, sur une hauteur variable de li^^SO à 2 mètres. Dès qu*oii voiC qu'il y aurait imprudence à approfondir l'excavation, on établit au bas du puits un cadre formé de quatre pièces assemblées à mi^bois par leurs extrémités , les deux côtés longs posés dessous , et les deux c6tés courts par dessus. On a soin que les angles soient à l'aplomb de ceux du cadre supérieur. On passe entre le terrain et les deux cadres des planches de pin de 3 à 4 centimètres d'épaisseur, coupées de loti-> gueur convenable , et que l'on serre contre le terrain avec des coini enfoncés entre elles et le contour externe du cadre inférieur, qui est lui-même consolidé par la pression de ces coins. On met ensuite en place un cadre intermédiaire qui repose sur quatre poteaux placés dans les angles du puits. Quatre autres poteaux vont du cadre intermédiaire au cadre supérieur. Enfin , on renforce les longs côtés des cadres par des moises transversales posées horizontalement. Les po*teaux verticaux sont sciés de longueur et terminés par des faces planes.

CUVELâQB 0SS PUITS. Sd

fig, 96. Les moïses transversales sont entaillées à leurs extrémités , comme Tindique la fig. S7.

L*opération se continue ainsi sans difficulté , tantqu^on ne rencontre pas un terrain coulant. On peut suspendre par des tirants en bois les cadres inférieurs aux longues poutres établies à la surface , si Ton craint que ces cadres ne soient pas suffisamment maintenus par la pression du terrain et des coins que Ton a enfoncés par derrière.

Dès Toriglne , on élève au dessus du sol , sur les quatre pièces de bois dont nous avons parlé, un boisage à cadres contigus , montant jusqu'à 3 ou 4 mètres de hauteur. On garnit extérieuremei^t ce boisage de planches, derrière Lesquelles on amoncelle les déblais extraits du puiU en creusement , ou d'autres déblais, pour former un« plate* fbrme autour du puits. Sur le cadre supérieur, on monte les deux tours à bras qui doivent servir au creusement , et qui correspondent aux deux divisions du puits formées par les moïses horizontales.

Les fig, 21 , 22 et 33 représentent Topération du creusement, dans les parties difficiles. Dès que le terrain devient coulant, au lieu de poser le cadre inférieur directement sur le sot, on le pose sur quatre planches c/, d^ ri, J, sciées de longueur convenable et placées près des côtés courts du puits. Le cadre étant posé sur ces planches, on glisse, entre ses câtés et les extrémités des palplanches qui pénètrent plus avant dans le terrain , des planches e, e,e, e. On écarte les planches e elles extrémités des palplanches , en enfonçant quelques coins/',/',/', derrière les quatre côtés du cadre , et Ton se ménage ainsi un espace libre de 6 à 8 centimètres, destiné à recevoir un nouveau cours de palplanches. Procédant alors à renfoncement de ce dernier cours de palplanches, on commence par les quatre angles où Ton place deux planches coupées comme l'indique la /2^.29, le côté le phis large en avant, pour qu'elles se touchent sur toute leur longueur, malgré qu'elles soient enfoncées en divergeant dans le terrain. Pour enfoncer les palplanches dans la direction convenable , on s'appuie sur le con*tour interne du cadre immédiatement supérieur, ou d'un cadre perdu que l'on pose exprès pour cet usage , ou même de simples lattes d^épaisseur convenable clouées contre le boisage supérieur. On garnit' ainsi tout le contour du cadre de palplanches que l'on n'enfonce guère, dans un terrain difficile ,au delà de 25 à 75 centimètres, quoi'* qu'on pût facilement les enfoncer entièrement en une seule fois» si d'ailleurs cela n'était pas nuisible au bon succès, de l'opératiOQ. * Dans l'axe du puits est un coffre j^, ft , /!^. 31 , 22 et 23 , d'environ On,7$ de côté et 1 mètre de profondeur^ formé de planctKS joiotLves clouées contre le contour extérieur du cadre e. On enfonce ce eoffre

en avant, pour former un puisard, dans lequel se réunissent les eaux, et , pour empêcher les terres semi-fluides de remonter dans son intérieur , on passe de la paille en dessous des planches qui en forment les parois. Celle paille se loge, partie derrière les planches, partie dans le fond du coffre , et rend moins facile le mouvement des terres de bas en haut

Lorsque les palplanches ont été enfoncées sur tout le contour du puits , on <îommenee à enlever le terrain , d'abord sur Tun des côtés courts du puits , en enfonçant d'ailleurs toujours le coffre puisard. On cherche ainsi à abaisser la première planche d. Aussitôt qu'on y est parvenu , on coupe de longueur deux étais i , qui s'appuient sur les extrémités de cette planche et supportent le cadre supérieur. On en fait autant pour la seconde planche, après quoi on passe à l'autre côté du puits. Quand on est parvenu à descendre les semelles ou planciies/^, J, à une profondeur un peu moindre que celle où sodC parvenues les extrémités des palplanches, on établit , pour maintenir les palplanches écartées, un cadre perdu ou provisoire p, o, flg, 31 et 23 , dont les côtés sont habituellement formés par des billes de bois refendues en deux , et passent derrière les étais verticaux qui sou* tiennent le cadre supérieur. Les côtés de ce cadre perdu sont souvent fixés à quelques-unes des palplanclies par des crampons en fer. On achève ensuite d'enfoncer les palplanches extérieures; on enlève le terrain sur un seul côté du puits à la fois, on abaisse les planches formant semelle , et on remplace en même temps les étais par des étais plus longs, ou bien on met des étais verticaux depuis le sol jusqu'au cadre perdu, et d'autres depuis le cadre perdu jusqu'au cadre principal supérieur.

On établit alors sur le fond du puits un deuxième cadre principal , derrière lequel on enfoncera un nouveau cours de palplanches. Pour la pose de ce cadre, il est indispensable de déplacer les étais verticaux qui soutiennent le cadre supérieur. C'est ce que l'on fait avec les plus grandes précautions, successivement, et mettant même au besoin dans le milieu du puits d'autres étais provisoires , qui s'ap|>uient tou* jours sur l'une des planches-semelles et vont soutenir le cadre supérieur par l'intermédiaire d'une autre planche mise en travers au dessous de celui-ci.

Après la pose de ce cadre inférieur , on remplace le cadre provisoire par un cadre définitif intermédiaire , les étais provisoires par des po* teaux placés dans les angles , et on établit les moises horizontales qui renforcent les deux longs côtés des cadres. Les palplanches ayant environ 51 mètres de longueur seulement , la plus grande distance de

CCVELAGE DES PUITS. 31

deux cadres principaux ne dépasse guère 1»,40 à 1»^, et dans les terrains très-difficiles , cette distance n'est que de 0n,50 à 0«,60. Les cours de pal planches se recouvrent alors Tun sur Tautre sur plus de la moitié 4e leurs longueurs ; on place toujours un cadre intermédiaire entre deux cadres principaux.

Une précaution indispensable dans ces mêmes terrains, consiste à enfoncer toutes les palplanches d*un même cours de la même quantité, et à les recéper au besoin, de façon que leurs tètes aboutissent dans le plan de niveau de la partie supérieure du cadre derrière lequel elles ont été enfoncées. On pose à plat , sur les côtés de ce cadre, quatre planches 9, 9, fig, 21 et 23, qui les débordent et recouvrent les tètes des palplanches , et sur lesquelles on appuie les étais ou poteaux verticaux placés dans les angles du puits , entre les cadres. Si Ton ne prenait pas cette précaution , il pourrait arriver que quelquesunes des palplanches fussent repoussées par la pression du terrain.

Enfin , on ne néglige pas , pendant le creusement , quand les circonstances Texigent y de relier les cadres entre eux par des longuerines en bois clouées à Tintérieur des cadres , et qui les tiennent à distance les uns des autres , en même temps qu'elles servent à suspendre tout Tensemble aux longues |K>utres posées en croix sur le sol.

Quand on est arrivé à une roche solide, on établit, dans le plan des deux côtés courts du puits , deux traverses ou porteurs d'un fori équarrissage qui s*appulent profondément dans la roche par leurs extrémités. Sur ces deux pièces on pose un cadre rectangolaire , des étais verticaux allant de ce cadre au cadre supérieur, et tout le botsage se trouve établi sur une base sûre. Mais il est encore nécessaire , pour qu'il soit parfaitement solide , dé relier tous les cadres entre eux par quatre longuerines verticales établies dans les coins du puits , en dedans des cadres r on les applique contre les côtés courts, h , fig. 28, PL XII y représentant, en projection verticale, l'un des porteurs appuyés sur la roche solide , et a^ a, les côtés longs du cadre posé directement sur ces pièces , c est la semelle horizontale sur laquelle sont posées les longuerines J, /f , qui sont maintenant écartées et pressées contre les pièces longues des cadres successifs par des entretoises horizontales, telles que e, et des arcs-boutants inclinés /*, fi Ces longuerines , ftxées par des crampons en fer aux cadres principaux, ont la plus grande longueur possible, habituellement 10 à 12 mètres. On fait en sorte qu'elles se terminent vis-à-vis d'un cadre principal , sur lequel est posée une nouvelle semelle portant d'autres longuerines, qui prolongent les premières et sont liées avec elles, au

besoin , par des bandes de fer. En même temps ^e Ton pose ces ton* guerines, on clotie contre Tintérieur des cadres, les plancliies ou coulants destinés à guider les tonnes , on met en place les échelles de descente, et on construit les planchera horizontaux, qui divisent la descenderie en étages successifs , ayant environ 10 mètres de hauteur verticale.

Creutemetd dans iea terrain» coulanis voisins de la surface du sol, -^ Quand les terrains à traverser sont très-fluides , n*ont qu'une médiocre épaisseur et sont voisins de la surface , Il est souvent possible de faire un encaissement formé par des pieux jointif^, armés à leurs extrémités inférieures de sabots en fer tranchants , et que Ton enfonce à coups de mouion à travers les terrains mouvants Jusqu*aiix couches solides sous-jacentes.

Pour que Topération réussisse bien , on enlève d^abord les terres supérieures , dans lesquelles on creuse une excavation qui soii ca» pable de contenir Tenceinte de pieux que l'on veut former, et dont on soutient tes parois par un boisage. Sur le fond de cette excavation, on établit deux fOrts cadres en boi» équarris , soigneusement assemblés , posés Tun dans Tinlérieur de l'autre, de manière à laisser entre deux un espace vide d^niie largeur égale à ^épaisseur des pieox qui formeront Tenceinte. Sur ces cadres fondamentaux, on posa d'autres cadres jolnlif s, dont les edtés en regard sont soigneusement dressés au rabot. On élève les deux systèmes de cadres, soit jtisqu'av niveau du sol , soit jusqu*aa niveau d'une plate-^rme ménagée dans Texcavation , et sur laquelle pourront se p];acer des ouvriers. On ioa-> talle plusieurs sonnettes sur le contour extérieur de la fosse^ et Ton procède à l'enfoncement des pieux jointifs dans Tespace vide qui sa trouve ménagé entre les cadres intérieurs et extérieurs. On commence par les quatre angles. Tons les pieux sont soigneusement dressés au rabot sur les quatre faces ; Us peuvent même être préparés de façon à s'assembler l'un à l'autre au moyen d'une coulisse ou entaille, de forme triangulaire creusée sur une des faces latérales de chacun d'eux , et d'une saillie de même forme ménagée sur l'autre foce , aaiMi» qui remplira l'entaille du pieu contigu. Il faut les enfoncer bien ver* licalement et successivem^t, par petites quantités à la fois, d« Ca^u è ce que leurs extrémités inférieures arrivent à des profondevrs peu différentes l'une de l'aulre. Si Ton parvient à traverser ainsi tout te terrain mouvant, et à faire que les extrémités inférieures de la Mat^ lité des pieux s'appuient sur le terrain solide inférieur, le succès de l'opération est assuré. On commencera par fixer aux pieux les cadres intérieurs posés sur le terrain que Ton va maintenant anlever. On

CUVELAGE DES PUITS. 15

pourra aussi suspendre tous ces cadres à de fortes poutres d*une grande longueur étendues à la surface du sol. Cela fait , on extraira les terres ou sables qui se trouveront dans Tintérieur deTenceinte de pieux* S*il est possible d*extraire les eaux en même temps que les terres, on mettra en place, à fur et mesure du creusement, de nouveaux cadres destinés à maintenir les pieux en place , et à les empêcher de rentrer dans le vide intérieur parPeffet de la poussée du terrain extérieur. Ces cadres seront fixés par des crampons aux pieux mêmes , ou suspendus par des tirants aux cadres supérieurs. On arrivera ainsi jusqu'au terrain solide dans lequel on établira un cadre de fondation , posé sur des porteurs encastrés dans la roche , si c'est une roche tout à fait dure , ou bien serré par un colletage^ si le terrain solide est de nature tendre, comme le sont des argiles ou des marnes. On élèvera ensuite un cuvelage dans Tenceirite formée par les cadres de boisage provisoire.

Il pourra arriver qu'on puisse extraire les terres isolées par l'enceinte, sans pouvoir en même temps épuiser les eaux qui se feront jour par les intervalles des pieux. Les terres meubles seraient alors extraites, soit à la drague, soit avec de grands cylindres à soupape analogues à ceux que l'on emploie, dans Topéralion du sondage, quand on rencontre des terrains de la nature de ceux qui nous occupent. Dans ce cas, les eaux se tiendraient dans l'enceinte intérieure à peu près au même niveau qu'à l'extérieur : la pression de ces eaux suffirait généralement pour empêcher les pieux de se rapprocher, et l'on pourrait, par conséquent, vider des matières solides, toule l'enceinte qui demeurerait seulement remplie d'eau , comme un trou de sonde. Si la surface de séparation des terrains mouvants et des terrains solides inférieurs était horizontale, il serait évidemment facile de descendre dans le vide intérieur une ligne de tuyaux en fonte, ou un cuvelage en bois préparé et assemblé d'avance. Mais il arrive rarement que la surface de séparation soit horizontale ; par conséquent la colonne en fonte, ou l'assise inférieure du cuvelage en bois, ne viendrait pas s'appuyer , par tout son contour, sur le terrain solide. A moins donc que ce dernier terrain ne consiste en un banc d'argile imperméable à l'eau , mais assez tendre pour que le cuvelage ou tubage puisse s'y enfoncer par une pression exercée à la partie supérieure , de manière à ce que la jonction du cuvelage et du terrain soit capable de réduire suffisamment l'affluence d'eau, il faudra préalablement entailler la roche solide, et y préparer une banquette horizontale et plane, pour recevoir la base du cuvelage. il ne serait pas impossible d'y parvenir, sans épuisement préalable des eaux, par le procédé suivant.