DE LA RÉSISTANCE BES CONDUITES FORCÉES ET DES TUYAUX. H

faire une supposition assez large pour ces derniers tuyaux que de supposer au moment de la fermeture t;= 0,65, et, par conséquent, ^ = 0,02. La formule deviendrait alors :

En appliquant cette formule à de la fonte, on aurait : E= 12.000.000.000, R' = 3.000.000.

c'est-à-dire que la pression due au coup de bélier équivaudrait à celle qui serait due à une hauteur de 80". De celte formule, on peut tirer plusieurs conséquences, c'est que dans les distributions ordinaires où H n'est pas très-considérable, la pression maximum, c'est-à-dire celle qui détermine la résistance du tuyau, est sensiblement la même, et qu'il n'y a pas lieu, par conséquent, de changer l'épaisseur des tuyaux, soit dans des distributions différentes, soit d'après leur position dans la distribution ; que dans les distributions exceptionnelles, c'est-à-dire où la quantité H dépasse 50 ou 60°*, cette épaisseur ne sera guère plus considérable que dans les autres. Ces conséquences sont encore confirmées par la nécessité où l'on se trouve dans la pratique d'ajouter un terme constant à la formule précédente. En effet, elle ne donne encore que des épaisseurs beaucoup trop faibles. Ainsi en faisant H =20°" dans la formule précédente, on aurait :

pourD=0~,10, e=0'",0016,

épaisseurs évidemment insuffisantes.

86. On s'est donc déterminé à ajouter à la formule un terme constant, et celle dont on se sert aujourd'hui à Paris pour la fonte est :

M. Genieys se servait autrefois de la suivante :

M. Daubuisson, pour les fontaines de Toulouse, a employé la formule

Pour les distributions d'eau qui ne comportent que de petits diamètresi

ii8 TRAITE DE LA CONDUITE ET DE LA DiSTRlBUTlOiN DE$ EAUX.

toutes ces formules donnent des résultats peu différents, attendu que le terme variable disparaît pour ainsi dire devant le terme constant. Mais si l'on devait employer des tuyaux d'un plus fort diamètre, on aurait tort dé se laisser guider aveuglément par ces formules ou par les chiffres que nous donnerons dans le tableau des renseignements pratiques. Qu'on nous permette d'exposer à ce sujet quelques considérations dont on pèsera l'importance en cas de besoin.

Lorsque les conduites doivent être moulées, il est très-difficile de leur donner une épaisseur uniforme ; pour la foute, le noyau du moule se déplace très-souvent, ce qui diminue lépaisseur d'un côté en ajoutant une épaisseur inutile de Taulre. C'est un premier motif d'ajouter un terme constant à la formule. En voici un second : quoique la fonte ne s'oxyde pas facilement, cependant il est certain qu'elle est attaquée h l'intérieur par les dépôts salins qui s'y forment, et plus fortement à l'extérieur par les eaux qui s'infiltrent à travers le sol. Lorsqu'on relève d'anciennes conduites, on trouve presque toujours la paroi extérieure enveloppée d'une couche de terre, sable ou pierre, qui s'y est agglutinée à l'aide de l'oxyde de fer ; il faut donc compter nécessairement sur une perle d'épaisseur par suite de Toxydation de la paroi. Enfin, une des causes les plus fréquentes et peutêtre la plus puissante de la rupture des conduites, est le tassement du sol, tassement provoqué presque toujours par des fuites de joint ; lorsque le sol sur lequel une conduite est posée vient à s'abaisser, elle ne peut suivre ce mouvement d'une manière assez complète, et se trouve alors porter les terres qui sont au-dessus d'elle, et qui n'adhèrent que peu à la paroi de la tranchée. Dans ces circonstances le passage d'une lourde voiture peut amener une rupture. Considérée à ce point de vue la résistance des conduites pourrait être assimilée à celle d'un tuyau uniformément chargé, dont le moment de rupture est proportionnel à l'épaisseur de sa paroi et au carré de son diamètre. Par conséquent, les tuyaux de fort diamètre seraient bien plus propres que les autres à résister à ces sortes d'accidents, puisque la force qui tendrait à les rompre serait à peu près la même, tandis que leur résistance croîtrait rapidement avec le diamètre. Si donc on avait suivi la loi donnée par la seule considération de la pression extérieure, on serait arrivé, pour les petits tuyaux, à des dimensions complètement inadmissibles. Cela est si vrai que l'usage est de donner aux conduites de gaz^ dont la pression intérieure peut être considérée

DE r.A RÉSISTANCE DES CONDUITES FOKCÉES ET DES TUYAUX. H9

comme nulle, une épaisseur à peu près égale à celle des conduites d'eau.

07. Nous pensons donc que les formules dont on s'est servi jusqu'à présent pour déterminer l'épaisseur des tuyaux de fonte, ne doivent être considérées que comme des formules empiriques, dont lusage ne peut être étendu au delà des limites où on les applique ordinairement. Si, par quelque enduit ou procédé chimique, on parvenait à préserver la foule de l'oxydation, si Ton perfectionnait le moulage de manière à régulariser l'épaisseur de la paroi, le terme constant introduit dans ces formules, et qui, comme nous l'avons dit, joue le principal rôle dans les tuyaux ordinaires, pourrait beaucoup diminuer. C'est un résultat auquel on est déjà parvenu en coulant les tuyaux verticalement, au lieu de les couler horizontalement, comme on le faisait autrefois; peut-être même que la formule (39) n'est pas assez hardie, car des fondeurs nous ont proposé de réduire les épaisseurs de 1/5°*% en soumettant les tuyaux à une épreuve de 15 atmosphères, au lieu de 10, comme le demandait le cahier des charges, pourvu qu'on leur accordât le môme prix par mètre courant. Nous avons regretté que les formes administratives ne nous permissent pas d'accepter cette offre, parce que nous sommes convaincu qu'une fois le perfectionnement de fabrication réalisé et vulgarisé, la réduction de prix au bénéfice du public serait arrivée. Ce n'est, au reste, qu'un retard que la concurrence ne manquera pas d'abréger.

88. Quoi qu'il en soit, l'ingénieur chargé de projeter des tuyaux de conduite pour des pressions extraordinaires et d'un diamètre exceptionnel n'a, pour ainsi dire, plus de guide pour en déterminer l'épaisseur; et, en attendant que l'expérience puisse l'éclairer, nous croyons qu'il devrait se servir de la formule suivante :

qui peut se mettre sous la forme :

e = 0,008 + 0,000.16 DH+0,0128D.

Le terme constant 0,008 résulte des imperfections du moulage et d'autres circonstances accidentelles énumérées plus haut; le terme 0,00016 DH représente l'épaisseur indispensable qui résulte de la ténaché du métal; c'est ordinairement le moins important numériquement; le terme 0,0128 D donne le surcroît d'épaisseur nécessaire pour résister fiixx coups de bélier; ce terme étant proportionnel à D pourrait beaucoup

augmenter l'épaisseur et la dépense du tuyau, si le diamètre devait être très-considérable. Peut-être, dans ce cas, serait-il avantageux de remplacer cette partie de l'épaisseur du tuyau par des précautions spéciales, par des soupapes de sûreté qui se lèveraient toutes les fois que la pression dépasserait une certaine limite, par des robinets d'arrêt tels que la fermeture fût nécessairement très-lente. A ce sujet, nous ferons observer que sur les grandes conduites la manœuvre de ces robinets ne se faisant que très-rarement, les précautions à prendre ne sauraient être bien gênantes; d'ailleurs on remarquera que ce n'est que près de la fermeture complète qu'il importe d'aller lentement, parce que ce n'est que lorsque l'étranglement est considérablement réduit qu'il a une influence sensible sur la vitesse de Teau. Il n'y a aucun inconvénient à fermer une vanne rapidement pendant les ZJK de la course; ce n'est qu'à la fin qu'il importe de ralentir le mouvement. On pourrait d'ailleurs, au moyen d'un mécanisme particulier, faire de cette lenteur une nécessité de la fermeture, pour se mettre à l'abri des accidents que pourrait occasionner l'ignorance du fontainier.

89. Les formules que nous venons de présenter justifient ce résultat d'expérience, que nous avons souvent cité et introduit dans les calculs, que le prix d'un tuyau mis en place est proportionnel à son diamètre. On vient de voir, en effet, que l'épaisseur du tuyau ne croît que très-lentement avec le diamètre; le poids du tuyau est donc à peu près proportionnel au diamètre. S'il croît un peu plus vite que cette dimension, cette légère augmentation est compensée par les frais de pose, qui ne croissent pas aussi rapidement. De sorte que la somme des dépenses se trouve sensiblement propoilionnelle au diamètre des conduites. Ce prix, lorsque la fonte est à 20 fr. les 100 kilog., est maintenant de 1 fr. par centimètre de diamètre, c'est-à-dire que 1 mètre de tuyau de 0",20 coûte 20 fr. mis en place. Mais le prix des métaux, quoique tendant continuellement à baisser, subit de grandes variations d'une année à l'autre. Cependant nous croyons que, quelles que soient ces variations, le prix des conduites est toujours sensiblement proportionnel à leur diamètre. On trouvera d'ailleurs plus loin tous les renseignements pratiques nécessaires pour le calculer.

90. Les calculs que nous avons faits, et les considérations que nous avons exposes pour les tuyaux de «fonte, s'appliqueraient évidemment à

DE LA RftSrSTANCE DES CONDUITES FORCEES ET W.S Tl VAUX.

tout autre métal qui tlonnerail des tuyaux par la fusion, c'est-à-dire que la formule aurait la forme :

m étant un coefficient constant dépendant du degré de perfection du moulage et de Tépaîsseur de la paroi qui peut être altérée dans le sol,

n un coefficient dépendant de la ténacité du métal, H la plus grande charge de la distribution,

h la charge additionnelle qui peut résulter d'un coup de bélier =0,02^,,

Toutes ces quantités auraient besoin , pour chaque métal, d'être déterminées par rexpérience; nous ne croyons donc devoir parler que du plomb, autrefois exclusivement employé dans les distributions d'eau, et qui y conserve aujourd'hui une destination spéciale.

La ténacité du plomb n'est guère que la dix-neuvième partie de celle de la fonte. De sorte que s'il s'agissait de supportei' un poids au moyen d'une barre, il faudrait que celle de plomb eut une section sept fois plus considérable que celle de fonte \ de plus^ la densité du plomb étant une fois et demie celle de la fonte, et le prix trois fois plus cûnsidérablo^ il s'ensuit que la barre de plomb qui porterait le même poids que la barre de fonte coûterait trente fois plus cher. 11 n'en serait peut-être pas de môme pour les tuyaux, à cause du terme constant à introduire dans la formule. Quoi quHl en soit, on doit reconnaître que depuis la découverte delà fonte, le tuyau de plomb à fort diamètre a dû complètement disparaître des distributions d'eau - Nous disons à foit diamètre, parce que pour les petits diamètres le plomb présente certains avantages qui compensent rexcès de dépense. Les tuyaux de ce métal, pouvant se courber dans tous les sens, sont éminemment propres à suivre les tracés sinueux d'une distribution particulière. C'est donc avec ces tuyaux, généralement du diamètre de O^'jOa?, que se font à Paris tous les branchements particuliers. Pour d'aussi petites dimensions^ c'est évidemment le terme constant qui doit dominer dans la formule; on ne peut donc, pour ces tuyaux, que s'en rapporter à l' usage j car le calcul conduirait à des épaisseurs inadmissibles. Il arrive quelquefois cependant que, dans le reste de la distribution, on emploie des bouts de tuyaux de plomb pour raccords ; mais comme il ne s'agit alors que de longueurs insignifiantes, on peut mettre des épaisseurs considérables sans qu'il en résulte des excédants sensibles de dépense,

le

1^2 TBAnt OK LA CONDUITE ET DE LA DISniïBllTION DES EAUX.

En i ésumé, pour ce qui concerne les tuyaux de ploînb, nous ne poavoiis que renvoyer aux divers documents pratiques contenus dans cet ouvm{re.

91. La tôle, par sa résistance beaucouii plus considérable que celle de la fonte, quatre fois environ, par la facilité qu'elle offre de donner des tuyaux d*une épaisseur sensiblement uniforme, paraît convenir parfaîternent à cet emploi, et devoir y douïier une grande et onomie. Mais il fallait pour cela vaincre deux grandes diOicullés : T oxyda ti(ïn par le contact de Veau et des terres, et le mode d'assepblage* C*est à quoi est parvemi M, CUameroy , dont Tindustria est brevetée; nous nous bornerons h donner quelques notions sur les procédés de fabrication, qui ne pourrotU être employés par d autres industriel?^ jusqu'au moment de Fexjiiration des brevets.

La tôle est plombée, et ensuite rivée et soudée sur une suture longitudinale; on étend sur la surface intérieure un vernis composé de bitume et de cire, et on enveloppe la surface extérieure d'une couche de bitume de même nature que celui des trottoirs, et d'une épaisseur de 1 à 2 centimètres, suivant le diamètre des tuyaux. L'adhérence entre cette couche et le tuyau est produite à l'aide d'une ficelle enroulée. Ce bitume a pour eïïei non-seulement de préserver la tôle de Toxydalion, mais de lui donner une certaine rigidité qui empoche la déformation du tuyau, soit par suite de la pression dos terres, soit par suite des manœuvres qu'exigent le transport et la pose*

Ces tuyaux, légèrement coniques, se ternninent par des écrous et des pas de vis en métal fusible qui servent à les assembler entre eux. On les garnit^ avant le serrage, dune composition de plombagine et de graisse de porc, et Ton interpose entre leurs bourrelets un morceau de corde imprégnée dé peinture au minium. Le joint, parfaitement étanche, se démonte facilement, même après un grand nombre d'années. Des porlionsde ces conduites, posées depuis plus de douze ans, ont été reconnues dans un parfait état de conservation. On doit donc considérer la tôle comme devant jouer un jour un grand rôle dans les distributions. On le concevra facilement en comparant les épaisseurs de tôle et de foule employées pour les divers diamètres de tuyaux.