CHAPITRE II

Des Fondations.

La solidité d’un édifice dépend en grande partie de la force et de l'inaltérabilité des fondations , qui lui servent de base et de support. Il est évident que si cette base fléchit en quelques points, il doit en résulter une altération d3ns la connexion et dans la verticalité des murs ; il est donc essentiel que les fondations présentent dans toute leur étendue une résistance également forte: et si la nature du terrain ne satisfait point à celte condition indispensable, il faut que l’art y supplée.

Les premières couches que le sol présente, étant ordinairement composées ou de terre végétale ou de matières rapportées, ne peuvent avoir la consistance nécessaire; il faut donc déblayer et descendre assez bas pour rencontrer une couche de terrain qui présente une densité et une résistance suffisantes pour supporter l'édifice. Mais souvent il arrive que l’on serait obligé de descendre les fouilles à une profondeur telle que les difficultés qui en résulteraient ne permettraient point d'asseoir immédiatement les fondations sur ce terrain résistant; on a alors recours aux moyens auxiliaires capables de donner à la base des fondations la solidité requise. Ces moyens ne peuvent être déterminés que d'après la connaissance de la nature du terrain , connaissance que l'on peut acquérir ou en faisant creuser des puits , ou bien au moyen des sondes. Pour les effectuer, on emploie communément une tige de fer, portant sur sa longueur, et surtout vers la pointe, des entailles , que l’on garnit de suif. On fait pénétrer la sonde en la frappant à coups de masse ou même avec un mouton; on la retire, en la faisant tourner, au moyen

d'un levier qui passe dans son œil , percé au-dessous de la tète : elle rapporte des portions de terrain qui s'est logé dans les entailles à la place du suif.

Lorsque la longueur de la sonde est considérable, la manoeuvre en est gênante; on préfère alors une tarière dont la tige est composée de divers morceaux de quatre à six pieds de longueur, qui sont terminés d'un bout par un écrou, et de l’antre par une vis, qui sert à les rassembler.

Quoiqu'il existe un grand nombre de nuances dans les qualités des terrains, on peut cependant les réduire à trois espèces principales.

La première classe renferme les terrains les plusfavorabtespour y établir immédiatement les fondations; tels sont les diverses espèces de rocs, le tuf, les terrains pierreux, qu'on ne peut attaquer qu’t la mine ou au pic.

La deuxième classe présente les lorrains graveleux et sablonneux qui ont la propriété d'être incompressibles lorsqu'ils sont encaissés.

La troisième classe comprend les soLs qui offrent les plus grandes difficultés (tour les consolider et les rendre capables d’une résistance uniforme dans toute l’étendue des fondations.

Les sols terreux de toute espèce , les terrains tourbeux et tous ceux qui sont susceptibles d’affaissement et île compression, appartiennent à cette classe.

Les fondations dans les terrains de la première classe n'offrent ordinairement aucune difficulté ; il suffit de former îles fossés et des tranchées d’une grandeur proportionnée à la profondeur et aux autres dimensions que l’on veut donner aux fondations.

Il faut observer cependant que le roc est quelquefois trompeur; et au lieu de présenter une masse compacte d'une solidité inébranlable, comme l'apparence semble l'indiquer, il ne forme qu’une espèce de voûte d'une épaisseur médiocre, sous laquelle se trouvent des cavités : il est évident que si cette voûte naturelle n'a pas une force suffisante pour supporter le poids de l'édifice, elle pourra en occasionner la ruine.

On ne doit point conséquemment négliger de s'assurer, à l’aide du trépan , si le roche,. sur lequel on veut fonder une construction sc trouve dans ce cas; et s’il s'y trou. ait effectivement, on formera, au-dessous, des voûtes soutenues par de forts piliers.

Lorsque le rocher est en pente, il faut l’aplanir dans les endroits où lea mura doivent être placés, et former des cavités partout où les extrémités des murs de retour tont s'appuyer , pour pouvoir les lier et les assujettir convenablement.

Lorsqu'il sè trouve dos cavités dans les endroits où les murs doivent être assis, il suffira de les remplir avec du béton, que l'on arasera de niveau avec le reste.

Les terrains sablonneux sod! de deux sortes ; les uns , compactes , ont une solidité suffisante pour qu’on puisse y établir immédiatement les fondations; les autres s'appellent taîles bouillonnant* , parce qu’on voit bouillonner, lorsqu’on les remue , une quantité de petites sources. Ces terrains peuvent très-bien supporter la charge des édifices mais leur fondation exige les précautions suivantes. On jalonne d’abord sur le terrain le plan de l'édifice ; on réunit auprès de l’emplacement tous les matériaux nécessaires ; puis on creuse sur l'alignement des murs une portion de terraia pour en recevoir I . fondation , laquelle ne devra avoir que l'étendue que comporte le travail de maçonnerie qui peut -'effectuer dans une journée. On éteud sur le fond du fossé, mis de niveau deux on trois assisses de gros tibages, convenablement liaison nés. et dont le* intervalles sont soigneusement remplis avec du bon mortier et des éclats de pierres; on continue ensuite la maçonnerie en faisant usage des matériaux convenables à la localité ; * mais on doit y mettre toute la diligence qui peut se concilier avec la bonne exécution , et

cela pour éviter que les sources n’inondeut l’ouvrage, comme il arrive souvent, et oon-

séqoemment pour épargner des épuisements dispendieux. On continue de cette manière à fonder les murs sur toute l’étendue qu'ils doivent occuper.

Il est essentiel de ne faire que les déblais purement nécessaires ; et l'on doit se servir de bonne cbaux hydraulique naturelle ou factice.

Les fondations dans les terrains tourbeux et marécageux présentent des difficultés à cause de la grande quantité d'eau qui sort ordinairement de tous les côtés lorsque l'on creuse dans cas terrains. On a remarqué cependant qu'un terrain compressible peut, sans inconvénient, recevoir la fondation d'un édifice, pourvu qu’il 1e soit également; car ce n’est |M)int la compressibilité des terrains en elle-même qui peut ruiner ou déformer un édifice, mais c'est l'inégale compressibilité, par l'effet de laquelle les mars se fendent , perdent leur aplomb et leur horizontalité. En général , les terraius dont nous parlons sont également crompresxibles; voilà pourquoi le moyen suivant est le meilleur qu’on ait trouvé pour y fonder.

Il faut creuser le moins possible, donner aux fondations beaucoup d'empalement, et les former avec du béton composé de bonne chaux hydraulique. Lorsque les fondations sont faites, on les laisse reposer autant qu'il le faut pour que le béton prenne toute sa consistance et ne forme plus qu’une seule masse; puis on aura soin, eu continuant la maçonnerie, de l’élever toujours régulièrement et de niveau sur toute l’étendue de l'édifice, pour que l'affaissement qui pourra avoir lieu, puisse s’opérer avec toute l'uniformité désirable.

Lorsque les sources sont tellement abondantes qu'on ne peut les épuiser, après avoir creusé les fossés à l'aide de la drague s'il le faut, et avoir régalé le fond de niveau, on forme un encaissement des deux côtés avec des madriers , derrière lesquels on forme un corroi de terre glaise. Cet encaissement sert à recevoir d’abord une couche épaisse de béton qui puisse suffoquer les sources dans l'intérieur de l'encaissement; on pourra ensuite continuer la maçonnerie avec l'espèce de matériaux que l’on jugera convenable.

Lorsque le terrain n’est pas également compressible sur toute l’étendue d’une fondation, c’est-à-dire lorsqu’il présente une résistance variable , on a souvent recours aux pilotis.

De# pilotis.

Il ne faut pas confondre les pilote ou pilotis avec les pieux. On appelle pieux de longues pièces de bois enfoncées verticalement dans le terrain , et destinées à porter un édifice construit au-dessus des hautes eaux d'une rivière , tels que les ponls de charpente et les moulins.

Les pilots ou pilotis sont des pieux moins longs , destinés à porter un ouvrage en maçonnerie. Le véritable but des pilotis n'est pas, comme on le pense communément, d'atteindre le bon terrain avec leurs poinles ; car s'il pouvait se trouver à une profondeur moindre que la longueur des pilotis, c'est-à-dire moindre de G à 15 pieds, on aurait grand tort de ne pas faire les déblais nécessaires pour asseoir immédiatement les fondations sur ce bon terrain; mais il est de fait que, dans la plupart des cas, il ne se trouve qu'à une profondeur bien plus considérable. Ainsi donc les pilots ne font, dans ce cas, autre chose que remplacer, en partie, les dernières couches d'un terrain peu consistaut, et consolider le reste par une forte compression.

Les pilots ne sont pas le seul moyeu de rendre solide le terrain par une forle compression ; uue percussion immédiate sur le terrain même peut produire cct effet d’une manière plus économique et peut-être plus efficace. 11 n’est nullement difficile de rendre la compression aussi forle qu'on le désire par la masse du corps choquant, parla hauteur de sa chute et par le nombre de ses coups; et il parait évideut qu'on pourra toujours,

par ce moyen , rendre un terrain capable de soutenir inaltérabiement une charge donnée, parvu qu'elle soit moindre que celle dne à une percussion tellement combinée et prolongée, que les derniers coups ne produisent plus sur le terrain aucun affaissement sensible.

Rondelet rapporte qu’il a tu pratiquer avec succès, par un constructeur habile, le battage d'un terrain pour prévenir le tassement que la charge d'un édifice qui y fut construit devait produire. Il se servit à cet effet d'une pièce de bois ferrée par le bas, pesant environ 100 livres, soulevée par deux hommes.

On a remarqué à Venise, ville fondée, comme on le sait, au milieu des eaux, sur le fond marécageux d’une lagune, que plusieurs grands édifices, construits dans le quatorzième siècle et antérieurement, n’ont pas leurs fondements posés sur des pilotis, comme ceux qui furent érigés après cette époque ; mais ils sont assis sur une large base en maçonnerie qui surpasse en étendue celle du plan de l'édifice superposé.

La maçonnerie est elle-même assise sur une couche de terre bien corroyée, qui porte les traces d’une forte compression artificielle. Ces édifices, parmi lesquels on distingue les vieilles procuraties, dont la construction est aussi soignée que l'architecture en est élégante, ne démontrent point d'altérations notables , tandis qu'un grand nombre d'autres monuments non moins considérables, mais établis sur des pilotis , témoignent, par de nombreuses lézardes, les tassements irréguliers qu'ils ont éprouvés. On assure que le clocher de Saint-Marc , un des plus élevés d'Europe , n'est point soutenu par des pilotis.

Il parait que les anciens n’ont employé que rarement la méthode des pilotis; ils aimaient mieux établir un massif continu de maçonnerie en béton, qui s'étendait sur la surface entière que l’édifice devait occuper. Un tel massif, fait avec du bon ciment bien massive , d'une épaisseur suffisante , devenait inaltérable , et était de nature à augmenter de force en vieillissant, comme l'expérience le démontre.

Une méthode analogue est encore en usage en divers lieux sur le bord de la Méditerranée. On fait d’abord un encaissement semblable à celui des bdtardeaux ordinaires; cet encaissement, formé par des pieux et des planches, est d'une solidité proportionnée à la hauteur de l'eau, à la poussée de la maçonnerie et à la profondeur du draguage que l'on doit faire pour enlever la vase. Après que cette matière peu consistante a été enlevée, on jette alternativement dans l’encaissement une couche de béton et un lit de pierres arrangées le plus également possible, et battues avec des demoiselles à long manche; on continue ainsi jusqu’au-dessus du niveau de l’eau : alors on laisse reposer cette maçonnerie pendant quelques mois, puis on y pose une assise de libage, sur laquelle on établit les constructions en pierres de taille ou en briques qui doivent former la partie hors de l’eau. Bélidor nous apprend que c’est ainsi que fut construite une des jetées de la nouvelle darse de Toulon.

Dans les terrains marécageux, vaseux, tourbeux, dans ceux composés de sables mobiles et bouillonnants, plusieurs constructeurs établissent sur toute la superficie que doivent occuper les fondations, un fort châssis de charpente recouvert de madriers, lequel sert de base à la maçonnerie. Mais une couche épaisse de béton est préférable , parce que la charpente peut s’altérer avec le temps et compromettre à la longue l’existence de l'édifice ; tandis que le massif de maçonnerie , soigneusement fait , reçoit progressivement de nouveaux accroissements de dureté et de ténacité. Outre cela , le contact de ce massif avec le terrain est immédiat et continu , malgré les inégalités qu’il peut y avoir, au lieu que la surface du châssis n’y repose pas toujours également et entièrement.

la grande corderiedc Rochcfort, dont la longueur surpasse 1200 pieds, «été construite par Blondel, sur un terrain glaiseux, dont la consistance diminue en s’approfondissant , et devient une vase demi-liquide. Ce célèbre architecte n'employa aucun pilotis ; mais il établit les fondements sur un grillage continu de charpente , qui s'étendait non-seulement sur toute la longueur des murs de face, mais encore sous de pelits murs de traverse , également espacés à 21 pieds de distance l’un de l'autre , et qui ne s’élevaient qu'à ia hauteur du sol, leur emploi étant de lier les fondements des murs de face.

Ce grillage fut enfoncé de son épaisseur dans la glaise; il fut recouvert d'un plancher de madriers jointifs, et on eut soin de construire la maçonnerie des murs qui reposait sur le plancher par assises générales. Ce grand édifice, ainsi fondé, subsiste sans altération.

Il paraît que dans un grand nombre de cas on peut sc passer de la méthode coûteuse des pilotis, d'aulant plus qu'ils n'offrent pas toujours une résistance constante et inaltérable; l'expérience a prouvé que souvent les pilotis, après avoir résisté à la percussion du mouton et donné l'api>arencc du refus à un enfoncement ultérieur, s’enfoncent ensuite de nouveau avec-une grande facilité lorsqu'on vient à les rebattre au bout d'un certain temps.

Les pilotis sont cependant nécessaires dans plusieurs cas. Les fondations dans les rivières, telles que les piles et culées des ponts , les murs de quai , les écluses, ont, indépendamment de l'inégale compressibilité du terrain , une autre cause de ruine à surmonter, ce sont les affouillcmcnts que la violence du courant peut produire ; dans ce cas les pilotis sont très-utiles, principalement pour former des enceintes qui préservent les fondations. Les enceintes de pilotis ou de pnlplanches (1) servent également pour contenir et brider les épanchements de la portion du terrain soumis à la charge de l'édifice.

Des moutons et des sonnettes.

On donne le nom de mouton à un bloc de bois dur ou de fonte dont on sc sert pour enfoncer les pilots. Ce bloc est suspendu à une charpente qui permet de l’élever jusqu'à une certaine hauteur pour le laisser tomber avec force sur la tête du pilot à enfoncer; cet appareil prend le nom de sonnette. On a varié de plusieurs manières différentes ia construction des sonnettes; mais elles se réduisent à deux espèces principales, savoir : les sonnettes « tiraude, et les sonnettes à déclic.

Les sonnettes à tiraude se distinguent en ce qu'elles ont le mouton attaché à un râble soutenu par une poulie placée au sommet d’un appareil de charpente. Le mouton est alternativement élevé et abandonné à sa propre pesanteur, au moyen de plusieurs hommes dont chacun est appliqué à une corde, et ces cordes se réunissent toutes au câble.

L'expérience a prouvé que si le mouton pèse 600 livres , chaque homme soulève en terme moyen, 30 livres; mais si le mouton pèse 1000 livres, alors il n’en soulève que 2-f. Les sonneurs (on nomme ainsi les ouvriers qui travaillent aux sonnettes) agissent ordinairement 10 heures par jour, battent dans leur journée 120 volées de 30 coups chaque, et élèvent le mouton à une hauteur moyenne de 4 pieds. Une volée dureor-

(1) Les palplanche» sont des madriers dont U liout est taillé en pointe , et qu’on enfonce dans lo terrain à l'instar des pilots.

dinairement 3 ou i minutes , compris les intervalles de repos ; le reste du temps est employé au transport, à la mise en fiche du pieu et au déplacement de la sonnette.

On appelle sonnette* à nœud celles où toutes les cordes sur lesquelles les sonneurs agissent, se réunissent en un seul point du c.'ible qui soutient le mouton. 11 résulte de cette disposition vicieuse, que toutes les lignes de traction deviennent plus ou moins obliques , et que les forces transmises par les sonneurs sont décomposées en deux . dont une devient non-seulement inutile, mais encore nuisible, puisqu’elle tend uniquement à ébranler la machine.

On évite cet inconvénient à l’aide d’un cercle horizontal que l’on suspend au câble et qui donne aux cordes des directions parallèles. L’usage de ce cercle exige : 1* que ion substitue à U poulie ordinaire une roue de i pieds de diamètre ; 3" que l’on recouvre la partie supérieure de la circonférence de cette roue par une courbe concentrique en bois mince; elle est destinée à empêcher les rebondissements du câble, qui ont lieu toutes les fois qu’on néglige cette précaution.

Les sonnette* à déclic ont un moulinet, à l’aide duquel on peut élever un mouton très-pesant par l’action d’un petit nombre d'hommes. On les appelle sonnette* à déclic, parce qu’elles doivent être munies d’une détente ou d’un déclic , l'office duquel est de lâcher le mouton lorsqu'il est parvenu à une certaine hauteur, et à lui permettre de descendre librement par son propre poids. La sonnette à déclic est ordinairement réservée pour les gros pieux qui exigent une forte percussion.

Il est arrivé dans quelques circonstances qu’un pieu frappé par le mouton d'une sonnette à déclic a cessé d'enfoncer, et qu'ensuite il a continué à prendre fiche, ayant été battu par un mouton d’un moindre poids et dont les chutes étaient moins élevées. On dit qu'un pieu est battu au refus lorsqu'il n'entre plus que 2 ou 3 lignes par volée.

Dans en terrain argileux qui se comprime difficilement, on ne peut enfoncer qu’un certain nombre de pilots; passé ce terme, les nouveaux pieux font ressortir ceux premièrement battus. Pour éviter cet effet, on a quelquefois pris le parti de les enfoncer le gros bout en avant.

La tête d’un pilot doit être coupée carrément et en chanfrein au pourtour, afin qu'elle n’éclate pas dans la percussion; on la cercle aussi d’une frette en fer, qu’on enlève après le battage.

Lorsque le terrain ferme est très-dur, on arme la pointe du pieu d’un sabot en fer. Il faut, dans ce cas, qnela pointe du pieu, rccépée carrément, repose immédiatement sur le culot intérieur du sabot, afin qu’il ne se déverse pas et n’arraclie pas les clous qui attachent scs branches au pieu.

Lorsque les circonstances l’exigent, on cnlc les pieux et les pilots pour leur donner la longueur nécessaire. L’cnture se fait au moyen de deux entailles semblables, qui ont la forme de deux secteurs de cercle.

De Camus, gentilhomme lorrain, et Camus, académicien, Soyer, Bernoulli, Mariotte, Pcrronct et Rondelet, ont essayé de déterminer, par des expériences, la valeur de la percussion produite par un corps pesant qui tombe librement; mais les expériences qui ont été faites sont par elles-mêmes trop indirectes , et les résultats obtenus sont trop contradictoires pour qu’on puisse les appliquer avec confiance au calcul de l'effet que produit la percussion du mouton sur le pieu ou le pilot qu'il enfonce.

Épuisements.

Lorsque Ton établit les fondations des édifices , on est fréquemment obligé d'épuiser

Fera que les sources ou les filtrations y introduisent. Souvent les épuisements entraînent dans des dépenses très-considérables ; le choix des moyens à employer dépend de plu-, «leurs considérations.

La première est, sans doute , d'obtenir le plus grand effet possible avec la moindre dépense de force motrice; mais on se tromperait étrangement si l’on supposait qu’elle est la seule qui doit influer sur le eboix. Il est au contraire des cas où 1a machine la plus avantageuse sous ce rapport doit être rejetée et céder la prééminence à une autr e machine bien moins productive.

Les autres considérations qni doivent déterminer le choix, sont : 1“ l’importance et la durée des travaux ; 3* les déplacera ents plus ou moins fréquents que doivent éprouver les machines; 3* la grandeur et la disposition des emplacements où elles doivent agir; 4* la qualité de Foau que l’on doit extraire; b* le degré d'activité exigé dans le travail des épuisements.

Dans un épnisemunt long et considérable par U masse d’eau à élever, on éprouve do l'économie à employer des chevaux plutôt que des manœuvres ; le courant de l'eau , ou bien une machine à vapeur, plutôt que les chevaux : mais la machine mue par les chevaux coûte bien plus a construire, à établir et à transporter que les machines mues par des hommes; les machines à vapeur , et celles animées par te courant , coûtent encore plus. Si donc la durée et l'importance des travaux n'est pas telle que l’économie sur la main-d'œuvre des épuisements surpasse la plus grande dépense occasionnée par l'établissement des machines plus productives , il est certain que ce serait une trés-mau valse spéculation de leur donner la préférence.

Les machines destinées à être fréquemment déplacées doivent avoir peu de poids, peu de volume ; être faciles à établir et assez solides pour n'éprouver aucun dommage par le choc, par les secousses qu'elles éprouvent durant leur transport.

La configuration , la grandeur et la disposition de la machine doivent évidemment être eu rapport avec le local qui leur est destiné ; ainsi une machine volumineuse serait absurde dans un lieu très-resserré. s

L'eau que l’on doit épuiser est souvent bourbeuse et chargée de saletés de toute espèce. Dans ce cas , toutes les machines sujettes à s’engorger, ou bien 1 se déranger par l’intromission de la bouc ou du sable que l’eau charrie, doivent être rejetées.

Les moyens les plus usités pour effectuer les épuisements que les fondations exigent sont : 1” le baquetage, 2” le chapelet vertical, 3” le chapelet incliné, 4" la vi » d'Archimède, 6r les pompe».

On donne le nom de baquetage au travail des ouvriers qui puisent l'eau immédiatement avec des seaux ou baquets d'une forme quelconque. Cette méthode, qui est la plus simple, est aussi la plus économique, lorsque la hauteur où l'eau doit parvenir est petite.

D’après les observations de Ferronct, il résulte que le produit moyen journalier du travail d’un baqueteur, dont la durée est de 12 heures, est équivalent à un poids de 43,000 liv. élevé à 0 pieds de hauteur.

On se sert à Venise d’une méthode facile et très-avantageuse d’épuiser l’eau contenue dans l’enceinte d'un batardeau : lorsque la distance entre la surface de l'eau et le point le plus élevé où l'on Teut la foire parvenir n'excède point 5 ou 6 pieds , deux hommes empoignent les anses d'nn van ordinaire d'osier, et s'en servent pour puiser et verser l'eau avec beaucoup plus de promptitude et de célérité qu'avec les seaux; car la forme de cet instrument large, peu élevé, est très favorable à ce genre de travail.

S’il s'agit de puiser de l'eau aune profondeur moindre de 3 pieds et la lancer à b ou 6

pieds de distance seulement, une écope suspendue à la hollandaise offrira un moyen aussi facile qu'avantageux. Ce n'est antre chose qu'une pelle creuse suspendue par une corde à trois pièces de bois en forme de pyramide. Un homme prend le manche de l’écope, et par un mouvement d’oscillation il puise et verse l'eau en dehors.

Le chapelet vertical est une machine dont on se sert fréquemment , parce qu’elle n'oc cupe que peu de place. Elle est composée d'une chaîne sans fin , garnie de plateaux à distances égales , lesquels , en parcourant un tuyau de même diamètre à peu près, font monter l'eau qu'ils ont puisée , dans le réservoir où le bout du tuyau est immergé.

D'après les expériences de Soyer, rapportées dans l’ouvrage de Gauthey, un homme peut élever, dans un jour, au moyen d’un chapelet vertical, 130 à 134 mètres cubes d'eau à un mètre de hauteur, ce qui donnerait un produit plus fort que celui du briquetage d'environ un cinquième. Soyer a observé que dans un chapelet dont la manivelle fait 30 ou 35 tours par minute , le volume d'eau élevé est à celui qui le serait s'il n’y avait point de pertes entre les plateaux et le tuyau, à peu près dans le rapport de 64 à 100; et quand la manivelle fait 47 tours , la perte est presque réduite à rien. Cette machine s’engorge aisément et elle exige de fréquentes réparations.

Le chapelet incliné diffère du chapelet vertical en ce que ses plateaux, qui ont ordinairement de plus grandes dimensions, sont en bois et carrés ; ils se meuvent dans une caisse inclinée, nommée bute, qui est ouverte dans le haut. La section de la buse est à peu près égale à la surface d'un des plateaux. A circonstances semblables , le produit de cette machine est à peu près égal à celui du chapelet vertical ; mais elle comporte de plus grandes dimensions , et on peut lui appliquer un manège.

Quand l'emplacement le permet, l’usage de la vis d'Archimède est très-avantageux. Cette machine est très-simple et ne demande que peu d'entretien : elle a surtout l'avantage bien précieux de n’exiger aucune réparation pendant le travail, puisqu'elle ne se dérange presque jamais.

La forme extérieure d'une vis d'Archimède est cylindrique. Ce cylindre creux est construit, à l’instar d'un tonneau, de douves environnées de plusieurs cercles de fer, placés à distances égales; il contient intérieurement un noyau ou axe cylindrique , qui est entouré d'une surface courbe qui suit les développements d’une hélice tracée sur l’axe même; cette surface est encastrée dans l'axe et dans le tuyau. Souvent la vis est composée de trois ou de quatre courbes, qui suivent les développements d'autant d'héliees parallèles.

Cette machine est placée dans un châssis de bois ; son axe est incliné d'un certain nombre de degrés et porte une manivelle à son extrémité.

Les vis d’Archimède dont on se sert ordinairement dans les épuisements, ont de 16 à 18 pieds de longueur et de 15 à 16 pouces de diamètre intérieur; elles élèvent l'eau à 9 ou 10 pieds de hauteur, et elles sont mues par 8 ou 10 hommes qui travaillent pendant 3 heures et sont ensuite relayés par un même nombre d'ouvriers. On calcule que celte machine verse, dans une journée moyenne de 10 heures, 13,000 pieds cubes.

L'eau , dans cette machine, monte en suivant les filets de la vis et les suit jusqu'à l'extrémité supérieure du tuyau, quelle que soit la longueur de ce tuyau; car l'inclinaison des filets sur l'axe et leur continuité non interrompue font qu'une fois entrée dans le tuyau qui tourne continuellement , elle glisse sur les surfaces courbes qui forment les filets de la vis comme sur un plan incliné, et passe de l'un à l'autre successivement jusqu’au bout, où elle tombe dans une auge disposée pour la recevoir.

On démontre géométriquement que si l'on fait abstraction des frottements et antres résistances passives, la quantité d'action produite par le moteur appliqué à une vis d'Ar-

chimède, est entièrement employée sans déperdition à élever l’eau. Celte propriété lui appartient exclusivement. Plusieurs causes tendent cependant à altérer ce beau résultat théorique : 1* la manivelle tourne dans un plan qui , n'étant pas vertical , se trouve dans une position désavantageuse pour le moteur ; 2° l’extrémité de la machine qui plonge dans l'eau imprime à celte eau en dehors de la vis un mouvement qui détruit une partie de la force motrice ; 5’ la vis est sujette à se courber et à se déjeter.

Les pompes employées aux épuisements ont le défaut capital de s’engorger par l’intromission de la boue et du sable que l’eau charrie , et qui, en s’insinuant entre le piston et le corps de pompe, se fixent dans les articulations des charnières ; il en résulte que les frottements augmentent progressivement, que les soupapes cessent d'agir, que l'action de la puissance, absorbée par les résistances passives, ne tend qu'à la destruction de la machine et devient enfin incapable de produire aucun effet utile.

Les fondations dans l'eau se font de trois manières différentes : 1° à l'aide de batardeaux, 2° à l'aide des caissons, 5* à pierres perdues.

Batardeau.

Le batardeau est une espèce de coffre en charpente , composé de deux files de pieux parallèles revêtus intérieurement de palplanches jointives et reliés au sommet par des ventrière t et des liemet. Ce coffre doit être rempli de terre glaise que l’on pilonne par couches ; mais avant de déposer cette glaise , il faut draguer dans l'intérieur du coffre pour enlever les vases et les sables , car il est essentiel que la glaise repose immédiatement sur le bon terrain. On donne ordinairement à un batardeau une épaisseur égale à la hauteur d'eau à soutenir.

lin batardeau doit résister à deux forces très-puissantes; 1a première dépend de la poussée de la terre qui remplit le coffre. Les ventrières et les liernes sont destinées à vaincre cette force; si elles ne suffisent point on y ajoute des liens de fèr.

La seconde force exerce son action lorsqu’on épuise l’eau dans l'espace que le batardeau enveloppe; alors la pression de l’eau environnante contre le coffre de charpente tend à le renverser en dedans. On résiste à cette force en établissant un nombre suffisant d'étais et de jambes de force placés intérieurement. La disposition de ces pièces boutantes varie suivant la forme , la grandeur et l'élévation du batardeau.

Quoiqu'un batardeau ait été construit avec toutes les précautions que l'art suggère, il arrive rarement qu'il ne se forme des voies d'eau qui contrarient l'épuisement. Elles sont de trois sortes : les unes se forment en traversant les parois du coffre ; les secondes en s'insinuant entre le terrain sur lequel le batardeau est assis et la glaise que le coffre contient, les autres doivent leur origine à des sources plus ou moins fortes qui jaillissent dans le terrain que le coffre environne. Les deux premières sortes de voies d’eau dépendent ordinairement de la mauvaise construction du batardeau; les dernières sont inévitables et sont une conséquence de la nature du sol.

Pour qu'une voie puisse traverser les parois du coffre , il faut qu’il y ait dans la glaise dont il est rempli un défaut de continuité, et ce défaut aura lieu (orque la glaise contiendra des morceaux de bois ou de pierres. Il importe essentiellement de choisir de la glaise ou terre frauche bien pure, et de veiller attentivement à ce qu'aucun corps étranger ne tombe dans le coffre avant ou pendant le remplissage.

Des voies d'eau s'établiraient entre le corroi de glaise qui remplit le coffre du batardeau et le sable ou gravier qu’on y aurait laissé, si on n'avait soin de les enlever avec la drague , pour que la terre glaise puisse reposer immédiatement sur un terrain non sujet à filtrations.

m DES FONDATIONS.

Les voies d'eau provenant des sources qui sc feraient un passage dans Antérieur du bassin, ne peuvent être prévues, et conséquemment ne peuvent être prévenues; mais it ne faut négliger aucun moyen de les combattre et de les détruire lorsqu'elles se sont établies.

lin des moyens les plus efficaces que l'on emploie b eet effet , est de les encaisser dans une espèce de puits ou de coffre imperméable, qui , les empêchant do s'écouler, les oblige à s’élever jusqu'à une certaine hauteur, où, se trouvant de niveau avec la surface de la masse d'eau dont elles proviennent, une sorte d’équilibre s'établit et l'écoulement cesse.

Tes travaux à effectuer dans l'intérieur d u batardeau ne permettent pas toujours de former celte espèce de puits et de l'élever à la hauteur convenable. En pareil cas , on étudie les moyens d’établir une sorte de siphon renversé dont les branches sont disposées suivant la configuration du local . •»

Dans tous les cas, tes travaux qui doivent s'effectuer dans l’enceinte d’on batardeau , doivent être poussés avec toute l'activité possible; et avant de les entreprendre, on doit tout prévoir et tout disposer pour qu'il n’y ait aucune cause de retard.

Lorsque l’on doit épuiser l'eau contenue dans l'enceinte d'un batardeau, il ne faut pas oublier les précautions suivantes.

Pour ne pas être obligé d’élever l'eau au-dessus du batardean, lorsque la hanteur do feau extérieure ne l'exige pas, on plarera dans son enceinte une caisse bien calfatée et goudronnée qui le traversera perpendiculairement à sa longueur. Celle caisse, composéo de planches do chêne de deux pouces d'épaisseur, bien jointes et tenues à chaque bou t et au milieu par un bâti de charpente , est garnie , vers le bout qui correspond à l'extéricur du batardeau, de 3 portes à charnières placées l'une au-dessus de l'autre , suivant que l’exigera la hauteur de l'eau extérieure. Ces portes sont garnies de cuir en dedans.

Lorsqu'on emploie des chapelets verticaux, il faut que leur tuyau soit jiercé de trois trous, île deux en deux pieds, au-dessous du hérisson qui soutient la chaîne. On lex bouche ensuite avec des tampons de bois garnis de Niasse. Ces trous serviront à laisser évacuer l'eau proportionnellement aux crues ou à rabaissement de l’eau extérieure, afin de ne pas charger la puissance , d'une colonne d'eau inutile. Pour eet effet, l'on substituera aux tampons d'un même rang des gargouilles de bots , tournées et percée* dans le milieu , lesquelles s« dégorgeront dans les auges, que l'on élèvera ou qu’on baissera d’autant

Les chapelets doivent être placés snr un échafaud solide, établi sur des pieux. Des puisards correspondront au-dessous des chapelets, dont la partie inferieure y sera immergée. Ces puisards sont creusés aster profondément pour que l'eau qui jaillit dan* l’intérieur du batardeau y trouve un écoulement facile.

L’économie , sous le rapport des épuisements , exige que les superficie» dés enceinte» que les batardeaux environnent soient les moindres possibles; d'un autre oêté, la prévoyance commande de se ménager la faculté de former des contre- batardeaux intérieurs, nécessaires quelquefois, et de fournir toujours l'espace nécessaire pour les manœuvres des constructions.

De* caisson*.

Pour construire des ponts et quelques autres ouvrages hydrauliques, la méthode; des caissons est souvent préférable aux batardeaux, spécialement lorsque les fondations doivent atteindre à une profondeur considérable sous le niveau ordinaire de l’eau.

Les caissous sont de deux espèces. La première , que les anciens ont connue et mise en usage, consiste dans un coffre analogue à celui d'un batardeau, qu'on remplit do

béton Jusque hors de i'eau. Lorsque cette maçonnerie a acquis la consistance qu’elle doit avoir, on peut, si l’on veut, supprimer le coffre, et on continue la maçonnerie hors de l’eau suivant les méthodes ordinaires. Nous avons déjà parlé de cette méthode page 172.

La seconde méthode a été inventée par un ingénieur suisse , nommé Labelly, et mise en usage la première fois à la construction du pont de Westminster à Londres. (Voyez Lesage, Ilrcueil de» Mémoire» de» Pont» et C/uiuisee» , 1810.)

Chaque pile de ce pont a été fondée par le moyen de caissons , dont le fond était un fort grillage de charpente garni de planches, et les côtés construits de manière à pouvoir s’enlever après que la pile fut achevée. Dans le lit de la rivière on a dragué à une profondeur suffisante le fond , qu’on a établi de niveau pour y échouer le caisson.

Ce caisson était garanti extérieurement par une file de pieux en bois de sapin , afin de le préserver de l’approche des barques et autres grands bâtiments. Ces pieux, qui avaient été battus avec un mouton du poids de 1709 livres, ont été sciés, à l aide d’une machine fort ingénieuse , à 17 ou 18 pieds sous la ligna d’eau.

Celte même méthode a ensuite été mise en usage et perfectionnée en France; on s’en est servi avec succès pour la fondation des ponts de Saumur et de Tours; elle a été ensuite employée pour la forme ou bassin de Toulon. On un a fait usage à Paris pour le pont des Arts, celui du Jardin des Plantes et celui des Invalides.

Il est rare que le fond de la rivière ait un niveau assez exact pour qu'on puisse y faire reposer immédiatement le caisson; ordinairement on est obligé de préparer le sol, soit en détruisant les inégalités qu'il présente, soit en y étendant de niveau une masse de terrain additionnel.

Comme il n’est pas toujours possible de disposer convenablement le sol pour recevoir le caisson, et comme il est souvent inutile pour la solidité que la fondation descende au-delà d’une certaine profondeur, on est dans l’usage, dans ces circonstances, de placer le caisson au-dessus du fond et de l’établir sur un système de pieux recépés de niveau à une certaine profondeur au-dessous de la surface de l'eau.

De Cessart a perfectionné la machine pour scier les pieux de niveau, et lui a donné une telle exactitude , qu’à une profondeur de lé pieds sous l'eau ou peut enlever facilement une tranche horizontale de deux lignes d’épaisseur. Cette perfection devenait indispensable pour que les têtes de tous les pieux pussent se trouver dans un même plan horizontal, afin que le fond du caisson soit également soutenu par toutes ces tètes, Suivant le devis inséré dans les œuvres de De Cessart, qui contiennent la description détaillée de cette machine, elle coûte 2200 fr.; elle contient 2000 liv. de fer et 61 liv. de cuivre. Son poids, y compris celui de l'échafaud mobile ou chariot roulant sur lequel elle est placée, et celui de cinq ouvriers pour la manœuvrer, est d'envirun 12,000 liv.

CeUe machine peut couper en douze minutes un pieu d'un pied de diamètre. Son travail moyen journalier consiste dans le recépage de 18 pieux par jour.

Les caissons peuvent, en général, être considérés ctmime une sorte de bateau que l’on construit sur le bord du rivage et qu'on lance ensuite à l’eau, pour le conduire audessus de l'emplacement que doit occuper la fondaliou. Son fond esl horizontal et composé de poutres jointives ; les parois verticales sont formées par des ohàssis ou panneaux de madriers bien assemblés et calfatés. Ils peuvent sc démonter eu se détachant du fond , lorsque après la construction de la maçonnerie ils sont devenus inutiles. Quand il • s’agit de construire un pont qui ait plusieurs piles d’égales dimensions , les mêmes parois verticales servent pour les caissons de toutes Us piles, que l'on adapte successivement aux parties du fond.

Lorsque le caisson se trouve à la place que la fondation doit occuper, on le fixe par des montants qui entrent dans des coulisses qui lui sont adaptées et qui ne lui laissent la faculté d'obéir à aucun autre mouvement qu'à celui d'ascension et de descension occasionné par les variations du niveau de l’eau. Il est des cas où ce mouvement pourrait avoir des inconvénients; on l'évite alors en faisant échouer le caisson avant de commencer la maçonnerie et en le fixant dans cette position pour une charge provisoire.

Lorsque le caisson repose sur un système de pieux, il est essentiel de former un enrochement qui remplisse tous les vides entre les pieux, et on doit préserver celte base des aflouillements par des files extérieures de pilots jointifs qui environneront l’enrochement.

Enrochement».

On donne le nom d'enrochements ou de fondations à pierres perdues à celles que l'on forme dans les lieux où l'eau a beaucoup de profondeur, en y déposant une grande quantité de grosses pierres; c'est ainsi que l'on construit ordinairement les jetées dans les ports de mer. Les blocs que l'on emploie de cette manière ont souvent de grandes dimensions ; leur transport et leur déposition dans Peau exigent des moyens mécaniques plus ou moins compliqués.

On peut voir dans Bélidor {Architecture hydraulique, 2* part. , liv. VIII , chap. 10) la description des ponton» que l'on employait de son temps pour aller chercher sur le rivage les blocs qui devaient servir pour former des enrochements. Ces pontons avaient une espèce de pont-levis dont l'extrémité s’appuyait sur le rivage , et les blocs en parcouraient la longueur, étant tirés par un treuil qu’une roue à chevilles mettait en mouvement. On trouve dans les œuvres de De Cessart les dessins d’une machine dont il fit nsage pour le versement des blocs de la digue de Cherbourg; elle consiste dans une chèvre mobile portée par un ponton, et qui, s'inclinant en avant, va soulever le bloc chargé dans un bâtiment qui se place contre le ponton. Cette chèvre reprend ensuite sa position verticale pour dé[>oser le bloc qu'elle a élevé sur la partie supérieure d’un plan incliné le long duquel le bloc glisse et tombe dans l’eau.

M. Bremonlier a employé un ponton disposé d’une manière ingénieuse pour descendre et arranger sous l'eau des blocs factices servant à la construction d'une digue à Saint- Jean -de-Luz. Le dessin de ce ponton se trouve dans le Recueil de Charpenterie par Krafft.

La difficulté du chargement et du déchargement des grandes pierres, quand on veut faire usage de gros bateaux [tour leur transport, a engagé M. Fcrragcau à se servir du moyen suivant pour effectuer les enrochements au fort du Boyar. Il fixa le bloc à transporter à deux tonnes vides accouplées et assujetties l'une à l’autre par le moyen d’un appareil de charpente et par des cordages qui les entouraient. Le bloc était porté par une chaîne qui s'attachait à un cordage passant sur les tonnes et uniquement retenu par un petit levier de fer. Ce levier était maintenu dans sa position verticale par un déclic qu’on lâchait au moment de faire échouer le bloc et opérer le déchargement. Quant au chargement. on conçoit que l'appareil étant disposé sur le bord de la mer, il se mettait à flot de lui-inéme quand la marée venait à monter. On a transporté de celte manière un bloc de 405 pieds cubes, pesant 75,200. L’appareil aurait pu porter un bloc de plus de 486 pieds cubes.

Quand il s’agit de former des enrochements considérables, on prend quelquefois le parti de faire échouer de vieux navires chargés de maçonnerie. C'est ainsi que les Ro-

DES FONDATIONS. Ml

mains , sous le règne de Claude , ont fait échouer à l’embouchure du Tibre le grand vaisseau qui transporta d’Égypte l’obélisque que l’on voit maintenant au milieu de la place de Saint-Pierre à Home.

Vilruve indique une méthode dont on se servait de son temps pour établir des fondations dans les ports. On formait sur le rivage un terre-plein horizontal de sable soutenu par un mur; puis on construisait dessus un pilier en maçonnerie d'une grandeur déterminée; on laissait reposer le pilier pendant environ deux mois, pour que la maçonnerie eilt le temps de se consolider; puis, en faisant une coupure au mur qui soutenait le le terre-plein, on faisait ébouler le sable, et le pilier tombait dans la mer.

Le lecteur qui désirerait avoir de plus amples détails sur les fondations qui appartiennent spécialement à l’Architecture hydraulique, doit consulter les (Œuvres de Bélidor, de Perronet, de De Cessart et de Gauthey.

De la maçonnerie de t fondations en général.

Les fondations en général doivent avoir beaucoup d'empalement, c'est-à-dire une large base. Vitruve, Palladio, Philibert de Lormc, prescrivent que la largeur à leur base soit double de celle qu’elles auront au niveau du sol. Scamozzi fixe la diminution de grosseur entre un quart et un tiers; mais il veut que les fondations des tours et des édifices très-élevés aient une base de triple largeur.

Bélidor fait observer avec raison que l'empâtement de la base des fondations doit être plus ou moins grand, suivant la hauteur totale du mur, et qu'on ne peut s’exempter d'avoir égard à cet élément essentiel. D’après ces considérations, cet auteur propose d'augmenter la base de la fondation d’un mur de 20 pieds de hauteur, de 8 pouces, c'està-dire de i pouces de chaque côté ; de manière que si ce mur a 2 pieds de largeur au niveau du sol , la base des fondations aura 52 pouces.

L'augmentation pour un mur de 50 pieds sera de 10 pouces de choque côté; de manière que , s’il a 3 pieds au niveau du sol, il aura -4 pieds 8 pouces à sa naissance.

Quand un mur doit résister à des poussées obliques, il vaut mieux, au lieu d’établir les retraites également de chaque côté, les établir entièrement on en grande partie à l'extérieur, c’est-à-dire à la partie opposée à la poussée.

Les fondations doivent présenter la plus grande solidité dans les endroits qui correspondent aux angles des murs; là , ils auront donc une plus forte épaisseur.

Pour épargner la dépense, lorsqu’on fait usage de colonnes ou de piliers isolés, on pourra s’exempter de faire des fondations pleines , en construisant de fortes piles qui correspondent an-dessous de chaque colonne; des arcades réuniront ces piles. Dans ce cas, on aura toujours soin de faire les piles angulaires plus forles.

Quelques auteurs conseillent, pour éviter que les piles des fondations ne prennent des affaissements irréguliers et inégaux , de former entre elles des arcs renversés dont la convexité repose ou sur le terrain même, ou sur d'autres arcs tournés en sens inverse. Ils conseillent , en outre , de pratiquer quelques cavités dans l'épaisseur des massifs des fondations, pour favoriser l’évaporation de l'humidité que la maçonnerie exhale.

Vitruve , au chap. 5 du III* liv. , en parlant des fondations des temples, prescrit que les intervalles entre les murs de ces fondations soient voûtés, ou bien remplis de terre que l’on comprimera fortement à l'aide du mouton dont on se sert pour battre les pieux.... Intervalla aulem concamcranda nu t tolidanda fistucationibus.

Le mortier destiné pour les fondations doit être de parfaite qualité et formé autant que possible avec de la chaux hydraulique naturelle ou artificielle.

Le» fondations d'un édifice doivent, autant que possible, être faites simultanément sur toute leur étendue et par assises ou couches régulières, afin que les tassements et U dessiccation de la maçonnerie puissent s’opérer uniformément, et conséquemment pour éviter les fentes et les désunions qui résulteraient nécessairement des tassements inégaux. Quand les circonstances s'opposent à cette simultanéité de construction, il faut aroir soin de laisser de fortes et de grandes morses pour relier le6 parties qui se feront successivement. i

Quand les fondations sont terminées, on doit les laisser reposer le temps nécessaire pour que la maçonnerie qui les compose ait pris une consistance suffisante.

Quoique les fondations soient cachées, elles exigent néanmoins autant de soins et d'exactitude que les parties apparentes. Leur mauvaise exécution occasionne des effets très-nuisibles : les murs se fendent, perdent leur aplomb ; il se forme des crevasses dans les voûtes, dans les plafonds , dans les pavés en maçonnerie ; la connexion se détruit et la stabilité s'évanouit.