ARTICLE II. DBS CABESTANS

On fait encore usage , pour mouvoir les fardeaux , d'une autre machine appelée cabestan ou vindas , dans laquelle le treuil est placé verticalement ou d'aplomb. On le fait mouvoir avec des barres ou leviers placés horizontalement. Les marins donnent le nom de cabestan à cette machine , lorsqu'elle est fixe comme sur les vaisseaux ; quand elle est mobile, ils rappellent vindas, comme celle que l'on emploie sur les ports et pour la construction des édifices.

Cette machine est d'un usage fort ancien ; il en est parlé dans les ques tions de mécanique d'Aristote et dans Vitruve, livre. X , chapitre 4- Aristote la désigne par le mot loywySugoriy Jougy sans doute à cause des barres qui en font l'office , et Vitruve par celui àiErgata.

Les Italiens font beaucoup d'usage du cabestan , qu'ils nomment argano. En le combinant avec des moufles et des poulies de renvoi , il leur tient Ireu de chèvre, de singe et de grue. On s'est servi avec succès de cette machine pour élever et transporter les plus grands fardeaux, tels M. l70. que les obélisques de Rome, Planche CLXX, le rocher qui forme le pié- W. 1 68 destal de la statué de Pierre-le-Grand à Saint-Pétersbourg, PI. CLXVUI et V\, 168 tis CLXVIII bis \ et Tune des grosses pierres qui forment les angles du fronton de la nouvelle église de Sainte-GjBneviève de Paris ^.

Lorsqu'on ne peut pas se passer de machines , le cabestan mériterait cCétre préféré quand il s'agit délever de grands fardeaux ^parce que les hommes qiionj emploie ne x^ourent aucun danger. On peut appliquer aux cabestans , des hommes ou desohevaux; l'effort qu'ils produisent,

^ La description des moyens employés pour l'érection de plusieurs obélisques, et le transport du rocher âe Saint-Pétersbourg , se trouve à la iSn dece livre, aux notes additionnelles sur les Planches.

^ Ces pieiTes pesaient 53 miliers« sans compter le chariot ^ur lequel elles ont été mené^b. Pour ti*ansporter un de ces blocs depuis le port des Invalides jusqu'à Sainte-Geneviève, on a employé deux cabestans, tournés diacun par huit hommes, qui se relayaient de deo heures en deux heures. Il a fallu onze jours et sept nuits pour lui faire parcourir cette dî stance , qui était d'environ 2600 toises , en passant par les boulevai*ts. Ce transport a coûté en journées d'hommes , indépendamment des équipages et faux Frais, 768 livres.

L'autre bloc a été amené du même endwaît at-wir le même chariot en moins de tix» heures, par un voiturier du Gros-Caillou. Il a fallu pour ce transport 63 chevaux, attelés trois à trois , et 1 2 charretiers ; il a été payé 425 livres : cequiprowe qu'il est soiweni pltn Oêfoniageux d'appliquer une puissance suffisante immédiatement au fardeau , que de se servir de maehdnes, même les plus simples^

quand ils sont appliqués immédiatement sans moufles ni poulies de renvoi » dépend du rapport du demi-diamètre du treuil à la longueur des barres; et, dans tous les cas, du rapport du chemin parcouru par la puissance à celui que parcourt le fardeau , ainsi que nous l'expliquerons à Toccasion du rocher de Saint-Pétersbourg. ( f^ojre% les notes additionnelles sur les Planches ).

Le treuil des cabestans mobiles est placé dans un assemblage de charpente, auquel on donne le nom de chèi^re, dont la forme varie la plus ordinaire est celle représentée par la figure 5.

Le treuil des cabestans ordinaires est cylindrique ; le bout du haut forme une tête carrée , percée de deux trous qui se croisent à angles droits Fun au-dessus de lautre. C'est dans ces trous qu'on enfile les barres auxquelles on applique les hommes ou les chevaux qui doivent faire tourner le treuil.

Lorsqu'on veut appliquer beaucoup d'hommes à un cabestan, au lieu de percer des trous pour les leviers dans la tête du cabestan , on forme une espèce de plateau circulaire avec un trou carré au milieu, qui s'enfile dans la tête du treuil, figm^es 14 et 15. Ce plateau est percé d'autant de mortaises qu'on veut y mettre de leviers, c'est-à-dire 6 ou 8. C'est ainsi qu'étaient ajustés les cabestans dont on à fait usage pour traîner le rocher de Pétersboui^ ; le plateau était percé de trous pour huit leviers , à chacun desquels étaient appliqués deux hommes. J'ai vu faire usage de ce moyen à Rome ; pour les cabestans dont on s'est servi pour tourner les groupes de Monte- Cavallo, Planche CLXYIII bis. PU 168 /»;>. {f^ojr. les notes additionnelles sur les Planches ).

Le bas du treuil des cabestans est fixé dans la chèvre par un tourillon qu'on fait enti*er dans Un trou rond de même diamètre , percé dans un madrier arrêté sur la base de la chèvre.

Le haut du treuil est fixé par un autre madrier portant une entaille demi-circulaire, qui le butte en sens contraire de l'effort.

Lorsqu'on veut se servir du cabestan pour b'atner un fardeau , on commence par arrêter la chèvre à un point fixe , avec un cordage à plusieurs doubles attaché aux pieds de derrière. Quand il ne se trouve pas de point fixe à portée , on plante dans le terrain de forts pieux pour en tenir lieu, ainsi qu'on le voit exprimé dans les figures 5, 6,7,9, 10, 11 et 13. On prend ensuite un càble, dont la grosseur doit èti^ proportionnée au poids du fardeau, et, après lui avoir fait faire plusieurs

tours sur le treuil , on attache un des bouts au fardeau et l'on fait teni l'autre par un homme qui est assis par terre. A mesure que les hommes appliqués aux barres du cabestan font tourner le treuil , la partie du câble attachée au fardeau se roule dessus y tandis que celle tenue par Thomme assis se développe, de manière qu'il y a toujours le même nombre de tours sur le treuil. Cest pour produire cet e£Fet qu'on place l'homme assis par terre ; il doit tenir le câble assez ferme pour l'empêcher de glisser. La force qu'il faut n'est pas considérable, à cause du frottement qui augmente en raison du nombre de tours; nous en parlerons ci-après.

Il est essentiel de remarquer que la partie du câble qui s'enveloppe sur le treuil avance à chaque tour de son épaisseur, de sorte qu'après un certain nombre de tours le câble ne trouve plus de place pour s'y rouler. On est obligé alors d'arrêter le cabestan et de lâcher le câble pour le faire remonter ou descendre selon que le bout de câble attaché au fardeau est en bas ou en haut, afin de faire de la place pour que le câble puisse continuer à se rouler sur le treuil. Cette opération, que les ouvriers appellcQt choquer, a besoin d'être répétée fort souvent, lorsque la distance où Ton doit transporter le fardeau est considérable; elle est même dangereuse , lorsqu'il s'agit d'élever un fardeau ou de le traîner sur uu plan incliné. Depuis environ un siècle, plusieurs mécaniciens se sont occupés des moyens d'obvier à cet inconvénient; en 1739, l'Académie des sciences de Paris proposa un prix à ce sujet. Dans .es mémoires et les machines qui furent présentés, il se trouva des moyens ingénieux , mais trop compliqués pour l'usage.

Le moyen le plus simple est de faille le treuil conique, comme je lai vu pratiquer à Rome, en ajustant par devant un rouleau sans fin , ou une poulie qui maintient le bout du câble attaché au fardeau toujours aune même hauteur ; par ce nibyen , le tour qui s'enveloppe par le bas étant le plus serré, fait, pour se placer, remonter les autres touw qui le sont moins, avec d'autant plus de facilité, que la grosseur va en diminuant, en sorte que le câble file sans avoir besoin de choquer. Cet arrangement est indiqué par les figures 6 et 7.

Les figures 8, 9 et 10 indiquent un moyen imaginé par M . Cardinet, ingénieur-géographe , qui lui a valu une récompense nationale en l'an 2 (1794), d'après le rapport fait au Bureau de consultation des arts et métiers, par MM. Borda et Lagrange.

THÉORIE DES CONSTRUCTIONS. i9

Ce cabestan est composé de deux treuils , dont un principal, mar-* que A , a une tête avec des trous pour enfiler les barres qui doivent le faire tourner; l'autre, qui est de même diamètre, est placé en avant, c'est-à-dire du côté du fardeau à mouvoir. L'intervalle entre ces treuils est occupé par deux galets de cuivre enfilés dans un même axe, et qui répondent à des rebords ou bourrelets formant sur chaque treuil une goi^e pour recevoir le câble. Il résulte de cette disposition, que les treuils, sensés par les cordes qui les enveloppent, sont obligés de tourner ensemble avec les galets qui les réunissent.

n faut remarquer que la gorge du treuil principal A est plus grande que celle du treuil B, de deux épaisseurs de câble, en sorte que les rebords L sont plus larges d'une épaisseur de corde que ceux du treuil A marqué M. Il en résulte que le premier tour de câble sur le treuil s'élève de son épaisseur pour aller sur le treuil B en prenant une direction un peu oblique, et retourne se placer naturellement au-dessus du premier tour du treuil A en suivant une direction horizontale , d'où , s'élevant encore de son épaisseur pour aller sur le treuil B , il va se placer sur le second tour du treuil A, et ainsi de suite; en sorte que d'un côté la direction des tours est un peu oblique, et de l'autre elle est horizontale, de manière que le câble file sans inten^uption ; et, comme il ne change pas de place , il n'est pas besoin de choquer. On pourrait se dispenser des galets de cuivre, parce que le seiTcment du câble qui enveloppe les deux treuils est plus que suffisant pour les faire tourner; ce qui simplifierait beaucoup cette disposition, dont l'invention est fort ingénieuse.

Le cabestan , représenté par les Figures il , 12 et 13 , est composé aussi de deux treuils, dans lesquels on a creusé des gorges ou cannelures horizontales pour loger séparément chaque tour de corde.

Il faut remarquer que la première cannelure du second treuil est plus élevée d'une épaisseur de corde que la première du treuil principal ; les distances des autres cannelures sont les mêmes dans les deux treuils. Cette disposition produit le même effet que celles des ti^uils précédens. Cependant , comme dans ce dernier cabestan les cordes se croisent pour aller d'un treuil sur l'autre , il faut plus de force pour le faire agir.

30 TRAITÉ DE L'ART DE BAtIR.

Du frottement des cordes entortillées autour des treuils ou cjUndres.

Comme c'est le frottement qui permet à un seul homme de soutenir Feffort d'un poids considérable dans Tusage du cabestan , nous allons examiner jusqu'à quel point on peut y compter.

Dans plusieurs traités de mécanique, et surtout dans la première partie de \ Architecture hydraulique de BéUdory tom. I"., page 3, on démontre que si l'on suspend des poids aux extrémités d'une corde qui enveloppe la demi-circonférence d'un cylindre, la somme de ces poids est à la pression sur ce cylindre comme le rayon eit à la demi-circonférence, c'est-à-dire à peu près comme 7 est à H.

Le frottement étant proportionnel à la pression, il en résulte que , si d'un côté on substitue une puissance au lieu d'un poids, on pourrait connaître, par le moyen de cette pression, combien le frottement peut diminuer l'efiFort de la puissance par rapport au poids. Mais comme le frottement varie selon que les surfaces sont plus ou moins lisses , il n'y a que l'expérience qui puisse indiquer son rapport avec la pression dans chaque circonstance. Cette expérience consiste à suspendre aux deux extrémités d'une corde semblable à celle dont on veut faire usage , passée sur un cylindre de même matière et de même diamètre , deux poids égaux , et à augmenter un des poids jusqu'à ce qu*il commence à soulever l'autre ; ce qu'on aura ajouté sera l'expression du frottement pour un demi-tour.

L'effort qu'il faut pour commencer à élever, le premier poids étant connu, on le divisera par le double de ce poids ; le quotient sera le nombre par lequel il faudra multiplier successivement le dernier résultat, pour avoir celui qu'exigerait un demi-tour de plus. MM. Gautier et Bélidor, et ceux qui ont adopté leur méthode , pensent que le poids et l'effort qu'il faut pour le soulever pour le premier demi-tour , sont les deux premiers termes d'une progression géométrique; mais l'expérience prouve que le frottement n'augmente pas dans un si grand rapport, et que le premier term'e de cette progression doit être le double du poids, ainsi qu'on peut le voir par la table suivante, où l'on a mis eu comparaison les résultats des deux méthodes avec ceux de l'expérience. Ces expériences ont été faites avec un cylindre de bois de frêne fait au tour, de 50 lignes ; de diamètre, et une corde de 3 lignes de grosseur.

THÉORIE DES CONSTRUCTIONS. Si

A un des bouts de cetfe corde, qui formait un demi-tour sur le cylin* di^, j'ai suspendu un poids de 2 livres , et à l'autre un bassin de 1^lanee qui posait autant avec ce qui ëtait dedans. Pour commeucer à élever le poids de 2 livres, il a fallu ^jouter dans le bassin 4 livres 2 onces 4 gros ^, ou 4 livres 7^9 en sorte que la valeur de l'efiFort (tait 6 livres 7^.

Divisant cet efifort par 4, qui est le double du poids, j'ai trouvé pour quotient 1,54 par lequel, ayant multiplié les résultats de chaque demitour, j'ai trouvé , pour le second demi-tour, 9,49 ; pour le troisième i 4,6 1 , au lieu de 57,68, que donnerait la méthode de MM. Gautier et Bélidor ; et de 14,51 que donne l'expérience.

TABLE qui indUque P augmentation de ï effort pour chaque demi-tour.