Action de la température sur les maçonneries
— On ne se préoccupe ordinairement pas, dans l'étude d'un ouvrage en maçonnerie, des effets dus aux variations de la température, et l'expérience justifie dans la plupart des cas cette manière de faire.
Cependant, les coefficients de dilatation calorifique des maçonneries sont peu différents de ceux du fer et de l'acier; mais d'autre part :
1° Le module d'élasticité des maçonneries ordinaires
étant certainement très inférieur à celui du métal, l'expansion ou le retrait dus aux variations de température développeront dans la construction des efforts bien moindres que dans les constructions métalliques et la maçonnerie pourra toujours y résister;
2° Le pouvoir conducteur des maçonneries étant beaucoup plus faible que celui du métal, et les épaisseurs de ces ouvrages étant incomparablement plus grandes que celles des ouvrages métalliques, la chaleur pénétrera très lentement dans la masse des constructions, et n'aura guère d'influence que sur les parties tout à fait superficielles: le reste de l'ouvrage ne se ressentira presque pas des changements de température.
Il ne faudra, par conséquent, se préoccuper de l'action de la température que dans le cas d'ouvrages de peu d'épaisseur, susceptibles d'être soumis à des variations assez considérables de température. Tels sont par exemple les aqueducs.
480. Principe de la méthode des défigurations élastiques. — Nous avons vu qu'une voûte en maçonnerie résiste dans de bonnes conditions :
i" Lorsqu'aucune de ses parties n'est soumise à des efforts d'extension ;
2° Lorsque l'effort de compression sur la fibre la plus fatiguée ne dépasse pas la résistance de sécurité ;
3° Lorsqu'en aucun point il n'y a tendance au glissement d'un voussoir sur les voussoirs voisins.
Nous avons vu que, en vertu de la première condition, la courbe des centres de pression ne devait pas sortir du canal central. Nous pourrons donc, dans ce cas, assimiler la voûte à un arc élastique encastré sur ses deux sommiers et lui appliquer la même méthode de calcul.
Si nous voulons calculer la valeur des flèches, il y aura une indétermination résultant de ce que le module d'élasticité des maçonneries est très difficile à connaître. Mais on sait que les moments d'encastrement aux sommiers sont indépendants du module d'élasticité pour une construction homogène ; leur valeur sera donc bien déterminée et avec elle la courbe des pressions qui en est une conséquence.
En appliquant cette méthode, les dimensions de la voûte étant déterminées d'abord au moyen des formules empiriques, deux cas peuvent se présenter :
ier Cas. — La courbe des centres de pression trouvée, comme conséquence du calcul, tombe tout entière dans le
LES VOUTES
canal central. Nous pourrons alors la considérer comme exacte et en déduire les efforts sur chaque joint, comme dans la méthode de Méry.
Nous pourrons être amenés, si les pressions unitaires sur certains joints sont trop inférieures à la résistance de sécurité, à réduire l'épaisseur de la voûte en ces points.
Il en résultera alors une voûte admettant une nouvelle fibre neutre, et sur laquelle nous reprendrons une seconde fois la même étude.
2e Cas. — La courbe des centres de pression sort du canal central .
Le résultat ne présente plus la même certitude, car la répartition des pressions sur les joints ne s'opère plus comme nous l'avons supposé au début. Cependant, si la courbe des centres de pressions ne sort du canal central que sur une faible longueur, et si elle s'en éloigne peu, les efforts d'extension sur les fibres extrêmes peuvent être assez faibles pour ne pas rompre l'adhérence du mortier et nous sommes encore dans des conditions acceptables.
Si la courbe des centres de pression s'écarte notablement du canal central, la méthode est en défaut, puisque les hypothèses qui lui servent de point de départ ne sont plus satisfaites.
La courbe trouvée nous indiquera cependant les points faibles de la voûte, les joints sur lesquels se produiront des efforts d'extension et suivant lesquels la voûte aurait une tendance à s'ouvrir au décintrement. Nous pourrons, en modifiant les épaisseurs de ces joints, obtenir une nouvelle voûte qui servira de point de départ à une deuxième étude.
Si. malgré des modifications convenables, on ne peut arriver à obtenir une courbe des centres de pression restant dans le canal central, ce fait indiquera qu'il faut modifier non seulement l'épaisseur de la voûte, mais encore son profil .
C'est, par exemple ce qui arriverait dans l'étude d'une voûte plein-cintre dans laquelle des charges considérables seraient appliquées à la clef ; on serait amené à transformer le profil et à adopter une voûte surhaussée.
