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ENCïClOPÊDIE-lOmT.
L'INGÉNIEUR CIVIL.
TOME SECOND.
AVIS.
Le mérite des ooTrages de V Eneyehpédie-Boret lear a
yalu le« bonneort de la traduction , de l'iinîtatioB et de la
contrefaçon. Pour distinguer ce Tolume, il portera, k Tavenir,
la sîunature de TEditeur.
'manuels-roret.
NOUVEAU MANUEL COMPLET
DE
LINGÉMEUR CIVIL,
ou
ml m L'APPLICATION DIRECTE DES SCIENCES
AUX ARTS ET MANUFACTDRES ,
COSTnAST
DES NOTIONS PRATIQUES TRÈS-ÉtÉNDUES
SDR LES SCIENCES MATHEMATIQUES , LA PHYSIQUE ET LA CHIMIE
INDUSTRIELLES ,
, LES MACHINES A VAPEUR, l' ARCHITECTURE
CIVILS ET INDUSTRIELLE,
lA CONSTRUCTION DES PONTS, ROUTES, CANAUX, CHEMINS DE FER,
CONDUITES d'eaux;
LES MINES ET LA METALLURGIE.
Par MM.
E. scmniTZ 9
Ownlier de la L^on-d'Honnear , ancien Directear de la Mine do Crensot, Ingëntenr
det exploiouions métallargiqaes de la Maison LcateUtière frères ;
G. E. JIJIililEN,
^-Ine^Biflor de l'Âteller de Construction da Crensot, Garde^HInet da département
de la Seine ;
Et E. liORENTZy Ingënlenr GItU.
TOME SECOND.
^mm* SUT acuT.
PARIS,
A LA LIBRAIRIE ENGTGLOPÉDIQUE DE RORET,
RVB HAUTBFSUILLI » 10 BU.
Xl*ïv§5^%,HS:n^
n(o%
}j « iiarû'X à~.
® NOUTEAU MANUEL COMt>LET
L'MeMMR CIVIL.
DEUXIÈME PARTIE.
MÉCANIQUE.
LIVRE PREMIER.
UATÉaiAUX EMPLOYES BANS LES MACHINES.
CHAPITRE PREMIER.
ÉniOE DES MATÉRIAUX EMPLOYES DANS LA GONSTROCTION DES
MAGHIUES.
Les connaissances accessoires à l'étude des matériaux em-
ployés dans les machines , sont :
La physiologie végétale, pour les bois;
La métallurgie , pour les métaux ;
L'architecture , pour les formes;
La minéralogie , pour les matériaux en général ;
La physiologie animale, pour les cuirs , graisses, huiles, etc.
ARTICLE I".
MÊIAUX EMPLOYÉS DANS LES MACHINES.
Ce sont : le cuivre, le plomb, Tétaio, le zinc, le bronze.
l«s foutes d'acier «t de fer.
ingénieur Civil, tome a. >
a DEUXIÈME PARTIE. UTRE PREMIER.
§ I. — CUIVRE.
Sa densité varie entre 8,788 et 8,895. Il est ductile quand
il est pur. Comme il ne décompose pas l'eau, il est très-bon
pour les machines à vapeur.
il est attaqué par les huiles rances. Sa résiaitaBce est moin-
dre qne celle du fer. Comme il est très-bon conducteur du
ratorique, il peut s'employer ponr transmettre la bhalems
C'est le métal par excellence pour distiller.
§ a. — PLOMB.
Sa densité varie entre 11, 35 a et 11, 3 58. Il ne décompose
pas l'eau par la température, et ne s'écrouit pas. On en fait
peu d'usage, si ce n'est pour tuyaux, réservoirs, masses,
joints , etc.
i 3. — érAiN.
Sa densité varie entre 7,29 et 7,299. Pur, il est plus ra-
rement employé que le plml». H lest mou et très-fusible. On
remploie dans les alliages.
I 4. — ZINC.
Sa densité varie entre 6,861 et 7,191. Il est plus solide que
l'étaia. H n'est f>as ausn bon conducteur du ea brique que le
cuivre ; il est beaucoup plus fusible. Il s'emploie daus les al-
liages. Sa légèreté, sa durée et sou bas prix fout qu'on l'em-
ploie quand on ne craint pas de perdre l'éclat métallique.
55. — BRONZE.
Sa densité est plus grande que celle du cuivre.
C'est un alliage de cuivj» et d'étain, dans les rapports :
4 cuivre.
T étain.
La dureté de ce mélange est presque égale à celle de la
fonte de fer. Il n'est pas ductile, et supporte difficilement la
percussion. Il résiste assez bien au frottement. Quand la ma-
chine dans laquelle on emploie du bronze doit résister à des
chocs, on diminue la proportion d'étain; ainsi, dans les ca-
nons, on met:
100 enivre rosette (c'est le cuivre pur).
1 1 étain.
Dans les machines » le bronze est employé pour servir de
coussinets aux arbres. On met i5 p. 100 étain, si lés ar-
brçs ne sont pas très-lourds , et ao p. 100 s'ils sont lourds.
§ 6. — LAITOW.
Sa densité est plas grande que celle da cuivre.
Cest un alliage de cuivre et de zinc dans les proportions :
2 cuivre.
I zinc.
Il est plus ductile que l'un et l'autre de ces métaux ; nais il
est plus attaquable par Teau chaude. Il est moins solide que le
cuivre. Il ne supporte pas une haute température. Il convient
pour les parties apparentes; il ne vaut rien pour les cous-
sinets.
On fait beaucoup de tripotages dans le laiton du com-
merce.
Daus les manufactures d'armes, on emploie :
Cuivre 8o en poids.
Zinc ■ 7
Etaln 3
§ 7. — FONTES.
Ce sont des combinaisons de :
Matières vitreuses ^
Carbone ,
Ûxide de fer.
Fer.
Ces matières se combinent aàa,3à3, 4à4iet suivant
le nombre et les proportions des principes combinés.
Les propriétés des fontes varient.
liC fer et les matières vitreuses constituent les fontes de fer.
Le fer et le carbone constituent l'acier. Si le carbone est en
eicès, l'alliage devient une mauvaise fonte.
La fonte des hauts*fonrneaux est composée de :
Fer,
Carbone ,
Laitiers.
Si les laitiers abondent par rapport au carbone, la fonte est .
blanche. Si c'est le carbone qui abonde, la fonte est grise.
La fonte blanche cristallise à. petits grains ; elle est plus
dure qne la grise, et presque autant que l'acier. Elle ne peut
convenir pour les ouvrages, à l'extérieur, sans une cémen-
tation.
La combinaison fer, oxide de fer, carbone, laitier, pro*
4 DBtfXiÈMB PARTIE. LIVRB PRSMIB1I.
duit nne fonte blanche qui cristallise à larges facettes. Elle est
la plos fusible et la plus dure. Elle ne résiste pas à la percus-
sion; elle ne se moule pas bien.
Les fontes se distinguent en :
Fontes blanches ,
Fontes grises douces ,
Fontes grises dures.
Les fontes grises se coulent en gueusets.
Les grises douces sont d'une cassure noirâtre , et se cassent
au ciseau; elles supportent longtemps le marteau sans se rom-
pre. Elles sont solides, peuvent se travailler à l'intérienr et à
l'extérieur , oii elles sont plus dures qu'à l'intérieur. Ce sont
les meilleures pour la fabrication des diverses pièces des ma-
chines. C'est avec ces fontes que Ton fait tout.
Il arrive soaveut que les dosages n'étant pas bien faits, le
carbone se trouve en excès dans le coulage ; alors la peaa de la
fonte est porease et contient des points brillants; on la nomme
limailleuse.
Il y a dans les fontes grises Vge ^^ retrait dans le coulage, U
est toujours bon de faire des essais sur le retrait avant d'em-
ployer une fonte.
Les fontes grises sont beaucoup moins fusibles que les
blanches.
L*aspect extérieur suffit pour les reconnaître : leur peaa est
unie et d'un noir bleuâtre ; en fusion , elles sont d'un rouge
foncé et coulent tranquillement; il y a un mouvement à la
surface qui est plus lent qne dans les fontes blanches ; elles se
refroidissent aussi plus promptement que ces dernières. Si on
frappe avec un marteau sur l'extrémité d'une gueuse de fonte
grise, le son est sourd et l'empreinte du marteau reste; tandis
qne sur les fontes blanches le son est argentin , et il ne reste
pas d'empreinte.
La densité de la fonte blanche est 7,50.
Celle de la fonte grise est 7,^0.
En résumé :
La fonte blanche »= fer, carbone, laitier en excès par rap«
port an carbone.
La fonte grise = fer, laitier, carbone en excès par rapport
au laitier.
FONTES MELANGEES.
Elles possèdent, h un plus ou moins haut degré, les proprié-
VitAtTX BUlPLOTKS BANt Lli MACHINU. 9
tés des diverses fontes employées , suivant les proportions de
ces dernières. Mais comme ces mélanges se font à chand , les
fontes subissent une espèce d affinage qui les rapproche du fer.
Anssi ces mélanges sont-ils plus résistants et plus solides que la
fonte ordinaire. On les emploie pour la pression et la percus-
sion. On les nomme fontes traitées ^ k raison des tâches rondes
qu elles présentent dans leur cassure.
Si la fonte grise domine , la fonte est traitée grisê.
Si la fonte blanche domine,' la fonte est traitée blanche.
On a soin de les remuer quand on les mélange, car elles s«
rangeraient dans Tordre de leurs densités.
Pour employer les fontes, on les essaie pour tout ce qu'on
en vent faire. On les perce, ou les bat, on les charge de poids,
on les moule.
Quand on coule dans nn moule en métal, on fait ce qu'on
appelle une trempe dure. La fonte se dilate et se resserre. Cela
vient de ce que la fonte liquide se dilate moins par la chaleur
que la fonte solide. Or, elle est ronge quand elle se solidifie ,
alors elle se dilate \ la trempe se foit sans que l'on sache pour-
quoi.
5 8. — FER.
Pur on combiné , il décompose Teai^ à une température mé-
diocre.
Quand il est pur, sa ténacité dépasse celle de tous les au*
très métaux.
Pur, il peut aussi être forgé à froid et à chand.
Forgé à froid» il prend un écrouissethent qu'on lui tait
perdre en le chauffant.
H s allie à plusieurs métaux , et même à des sul^tances non
métaUiqaes.
Ses alliages sont :
Fermanganésié : ce fer est ductile à froid , cassant h chand ,
difHdIe à forger, propre au laminage. La tôle qui en provient
est de bonne qualité.
Fer phosphaté : ses qualités sont opposées à celles du précé-
dent; il &e travaille bien à chaud , et il est très-cassant à
froid; il Êiut l'éviter.
Fer sulfuré : ce fer est le plus mauvais de tous, casse k froid
«t à chaud»
s dbuxiImb pabtîb. uyrb prbmibb.
La densité da fer forgé est 7,80.
Dans les machines , il faut employer du fer doux et nerveux.
Dans les parties destinées à supporter des tractions, on prend
da fer dur. Le nerf ne se manifeste que dans les échantillons
minces. Le hon fer casse difficilement , quel que soit son ca-
libre.
Lorsque le fer est pur , la texture est grenue. Le fer quarré
ne doit pas avoir plus de 27 millimètres (1 pouce), et le fer
plat moins de 1 4 millimètres (6 lignes j d'épaisseur.
Si la cassure est fraîche et forme aes crochets, le fer est
nerveux.
Si le fer n'est pas nerveux, il casse dru.
La cassure lamelleuse ou à facettes pins ou moins grosses
est un signe de mauvais fer.
Un fer mal afBné se reconnaît parce que la cassure est en-
tremêlée de nerfs et de ittcettet.
Pour examiner une cassure, il faut se mettre à l'ombre.
H y a trois sortes de fer :
Le fer doux.
Le fer cassant à froid.
Le fer cassant à chaud.
Le premier se laisse tordre et plier à volonté ; dans la cas-
sure d'un mince échantillon , il offre des fibres semblables à
celles du bois vert. Dans la cassure d'un gros échantillon » il
offre des grains bleus.
Il est ductile à chaud et à froid.
On le désigne sous différents noms.
Le fer cassant à froid se casse lorsqu'on le plie ou le frappe.
Sa cassure est brillante et à petites facettes. Il se forge bien à
chaud, se soude bien \ mais il est dur à la lime. On le nomme
aussi fer aigre et fer cassant.
Le fer brisant à chaud , se laisse briser et forger à froid. Il
est fibreux dans sa cassure. Si la section est rectangulaire , la
cassure est crevassée. Il se casse au rouge. Il est ductile au
blanc. Il est plus oxidable que les autres fers.
On le nomme fer cassant à chaud , fer brisant , fer de cou«
leur, fer noir, fer cuivreux, fer rouverin.
Le fer peut avoir des défauts provenant de la mauvaise ki»
brication.
Il y a cinq défauts :
Les doublures.
iiéràin BMfiovÉs «avs tM iiÉomHta. ^
Les pailles.
Les cendrures.
Le» criptes^
Les travers.
Les doublures sont des soudures mal faites , soit parce qull
y a des matières étrangères , soit parce que les deux parties
soudées ensemble n'avaient pas la même température.
I4!s pailles sont des filaments qui tiennent à la barre par
un de leurs côtés. Les fers paiUeux sont brillants.
Les oendrures sont des points noirs grisâtres qui déparent
louTrage sans ôter la qualité dn métal. Ce défaut est attribué
an carbone et aux terres qui se trouvent dans le fer.
Les criptes sont des crevasses transversales sur les aiétas
des barrée.
Les travers sont des crevasses suivant la lon{»uenT.
Les épreuves du fer se font suivant remploi que Ton en
veut faire.
Si du fer est dur et cassant à froid, il ne s'allong^e pas.
Les épreuves à faire subir à chaud sont : replier le fer à
chaud, regarder s'il porte des criptes ou des travers , le sou»
der, rétirer en pointe, le percer très-près du hord.
On peut aussi replier, souder, fendre, percer et replier.
On peut aussi faire un fer à cheval.
Il feut faire attention à l'influence du calorique.
Un fer forgé eu été, et reconnu de bonne qualité , ne peut
quelquefois pas supporter les ehocs en hiver. Eh général , le
froid rend les corps plus aigres. On ne peut les juger qu'en
les éprouvant pendant l'hiver; les lAétauxse cassent l'hiver.
Dans l'artillerie , on £ùt subir des épnen^et aux essieux des
Yoitores.
On les plaee sur deux points fixes à l'endroit ; ils sont re*
liés à la voiture , et on laisse tomber sur leur milieu un
mouton, d'une certaine hauteur. On les laisse ensuite retom-
ber enx-mêmes.
Pour les pièces d*artillerie , le mouton pèse 807 kilogram-
mes (614 livres), et tombe de i mètre 20 centim. f3 pieds
8 pouces) ; la flèche qu'il peut former ne doit pas aépasser
5 millimètres (a lignes).
Quand on fait tomber Tessien , la hauteur de chute est de
3 mètres 1 1 centim. (6 pieds 6 pouces.) *
s DeuxiàMa partib. uvrb niBMiB*»
Natures du Fer,
En France , on s'en procare de toutes qualités et partout.
Les fers de Bourgogne sont phosphatés et cassent à froid.
Les fers de la Haute-Marne sont nerveux.
Les fers de la Meuse et de la Moselle sont phosphatés.
Les fers de l'Allier, la Nièvre, llndre, du Berry sont asses
bons ; ils sont forts , et ne cassent ni à chaud , ni à froid.
Le» fers de la Franche-Comté sont très-bons.
Les fers des Pyrénées seraient très-bons, s'ils étaient bien
fabriqués. Ils contiennent du charbon qui les rendaciérés.
Ils sont bons pour les instruments aratoires.
Les fers d* Alsace, et surtout de Framont, sont de très-bonne
qualité.
Les fers phosphatés trouvent leur emploi dans la fabrica-
tion des clous.
Le fer fabriqué par les méthodes anglaises, ou laminé»
donne plus d'uniformité ; il est bon.
Le fer peut se souder ou s'unir à lui-même à la chaleur blan-
che, tandis que les autres métaux ne se soudent pas. Ce de-
gré de chaleur a pris le nom de blanc soudant.
Le fer dur arrive plus vite au blanc soudant que le fer mou.
Pour traiter le fer au marteau, il lui faut de la chalear,
afin qu'il ait de la souplesse; de là, les différents degrés de
couleur :
Grisj rouge-brun , rougC'Cerise , rouçc'blanc , blanc soudant.
On peut jtiger, à certaines marques du feu, dans quel état
il se trouve. An blanc soudant il scintille.
Il y a quatre degrés de chaleur.
On Élit arriver le fer à l'un ou à l'autre de ces degrés, sdon
la grosseur de la pièce à forger , selon le but qu'on se propose»
selon la nature du fer. L'opération se nomme donner une
chauffe.
Le premier degré de feu n'est appliqué qu'aux pièces finies»
afin de dilater le fer et* de rendre aux molécules l'état qu'elles
avaient avant la percussion.
Ou cliauft'e au rouge-cerise les pièces de forge que Ton veul
réparer.
Le rouge-blanc convient an fer que l'on veut étirer.
Le blanc soudant s'emploie pour souder.
Les o^)érations «ur le fer se réduisent à deux principales .
METAUX ËIII>I.0YE8 ÛAIVS LES ItAGHllIIS. ^
Etirage et Soudure»
étirer dtt fer , c'est forcer les molécules à affluer les unes
ittr les autres, dans le sens qu'on désire, au moyen du mar-
teau. Une chaude ue suffit pas.
Le talent consiste à en donner le moins possible.
1* Il faut donner une chaude égale relative au volume et k
la qualité du fer. Cela dépend du vent du soufflet.
a<» Il faut frapper le fer avec le marteau en poussant.
Souder du fer, c'est rapprocher deux surfaces pour ne for-
mer qu'un seul morceau.
Il y a deux conditions :
i<» Il faut que les morceaux à réunir soient également dila-
tés par le calorique.
a^ Il faut que les surfaces en contact ne soient point oxi-
dées.
On distingue trois sortes de soudures :
i*' Par superposition, à chaude partie ;
.a* Echanci^e en gueule de loup;
3^ Bouta bout.
La première s'emploie pour les petits échantillons ;
La secondé pour les échantillons moyens ;
La troisième pour les gros échantillons. Dans ce cas , on
strille les surfaces en contact.
Le gros fer, pour être assez chaud, reste plus longtemps au
feu que le petit fer ; alors il s'oxide plus.
Pour remédier à cela, ou verse un sable d'alumine et de si-
lice qui fond et entoure le fer.
Si le fer est très -gros, on fait des mises. Pour cela, on a
deux forges , on réunit les pièces, on les maintient au blanc
soudant dans l'une, tandis que l'on fait chauffer, dans l'autre,
du fer que Ton applique autour des pièces , et on soude
comme il est représeuté figure i'*, PL X.
Ecrouissement.
Cest le rapprochement des molécules opéré par la pression
ou la percussion. Lorsque ce rapprochement est rapide, il en
résulte de la chaleur.
Le plomb ne s'écrouit pas.
L'écrouissement aune limite, c'est l'élasticité. Une barre
battue à froid ne change plus d'état quand elle a acquis as-
na de dureté.
Pour quelques métaux , comme le fer , on pent dépasser
Ingénieur Gvilf tome «. s
«O BEUXIÈMB PÂRTIB. llTEE VRBMlER.
cette limite , alors ce dernier devient cassant, et finirait par
se rompre, si on continuait à le frapper'.
L'écrouissement rend les corps plus durs, plus élastiques »
et susceptibles de recevoir un plus beau poli.
Le recuit est l'opération q^ui détruit les effets de récrouisse-
ment. Si on fait chauffer un métal écroui, il redevient, en vo-
lume , ce qu'il était avant l'écrouissement.
Si, après l'avoir fait chauffer, on le laisse refroidir sans per-
cussion , il reste tel qu'il était avant l'écrouissement.
Les métaux écrouis sont plus durs et plus cassants ; on les
emploie pour supporter les frottements , mais non pour sup-
porter les chocs.
Tôles.
Le fer à Tétat de tôle est da fer réduit en lames minces, de
différentes dimensions, soit par pression, soit par percus-
sion, dans des ateliers appelés tôleries.
Les outils employés sont : les marteaux et les laminoirs.
Les ateliers au marteau se nommeot batteries.
Aux cylindres, ils se nomment laminoirs.
Les produits portent les noms de fer battu, tôle, fer noir.
Ou ne se sert plus maintenant que des laminoirs. Les tôles
laminées sont très-régulicres.
Les tôles employées dans les machines doivent être de fer
très-doux.
Pour les machines à vapeur, il ne faut pas de fer arsenîqué.
Le meilleur fer est le fer manganésié, qui est le même à
chaud qu'à froid. Les procédés de fabrication sont les mêmes
que ceux du fer. La bonne tôle doit avoir une épaisseur uni-
forme , et une surface lisse; les pailles et autres défauts du fer
nuisent à son apparence et a son emploi.
li faut qu'elle puisse plier dans tous les sens sans se rom-
pre; mais il convient de recuire la tôle avant de s'en servir.
£lleest bonne quand :
1 ° Elle est élastique ;
2® Elle a une épaisseur convenable et égale;
3<* Elle est sans doublures, pailles , etc.
Lors(ju'on fabrique les tôles, les pailles se manifestent au
bord. C est pourquoi on les ébarbe.
On reconnaît letir épaisseur au moyen d'un instrument.
Oo reconnaît par rélasticité si la feuille n'a pas été brdiée.
On examine la tôle sur les bords, poar voir s'il n'y a ni
dooblores , ni paîHes.
Elles reçoivent différentes dimensions. On les divise en tô-
les fortes et tôles minces.
Les tôles minces sont celles dont l'épaisseur n'excède pas
3 millimètres (i 1/2 ligne). Les tôles fortes sont celles qui dé-
passent cette limite.
On £ait nsage de fei*-blanc.
Le fer-blanc est dn fer recouvert d'une feuille d'étain très»
mince sur ses deux faces.
Cette feuille peut être plus ou moins épaisse.
Le meilleur fer-blanc est celui qni a un fteu d'épaisseor de
plus après l'application de Fétain.
La tôle laminée est ce qui convient le mieux pour le fer
blanc.
Il y a deux espèces de fer-blanc :
Le fer-blanc terne, et le fer-blanc brillant.
La tôle mince destinée à &ire le fer-blanc se nomme fer
noir.
Fil de fer.
C'est le produit de la traction des barres très<minces que
Ion oblige à passer successivement par des trous dont les dia-
mètres vont en décroissant, et appelés filières. Le fil éprouve
ainsi nn grand écrouissement et une grande dureté; c'est
pourquoi il convient de le faire recuire. Il se fabrique dans
les usines appelées tréfileries et fileries. Le fil de fer doit être
fait avec dn bon métal. Il est nerveux, puisqu'il est réduit aux
plus petites dimensions qu'on puisse lui donner.
A poids égal, le fil de fer supporte un plus grand poids que
le fer en barre. U en est de même de tous les métaux passés à
la filière.
Le fil de fer doit avoir une cassure claire et crocbue. Si la
cassure présente une couleur sombre , une excavation à l'un
des bouts et une pointe conique à l'autre, il est mauvais. U
faut pouvoir plier et replier le fer sans qu'il se rompe, ni se
fende, pour qu'il soit bon.
Le JFer ronverain passé à la filière présente des solutions de
continuité. Si le fer est alternativement c(ur et mou , il est
mauvais. Le défaut de rondeur, les rayures, le défaut de poli,
viennent des filières qui sont mal faites.
On fait aussi usage de fils de laiton.
Comme cet alliage n'est dactile qu'à froid, on le passe à la
filière à froid ; on loi fait perdre ensuite l'écrouissement.
Il DEUXIÈME PABTIE. LIYAE PBEMIER.
Classement des fers dans les forges.
Le fer de grosse forge, ou fer marchand , est du fer^de 19 a
63 millimètres (8 lignes i;2 à 28 lignes).
Le fer plat est de 29 à i35 millim. (i3 à 60 lignes) snr 9
millim. (4 lignes] et au-dessns. -
Le fer de petite forge quarré est de 16 à 18 millim. (7 à 8
lignes); rond, il a de 18 à 54 millim. (8 à a4 lignes) de diamè-
tre; plat, de 18 à 27 millim. (8 à la lignes) sur 9 millim. (4
lignes) et au-dessus. Il y en a de 39 à 108 millim. (i3 à 48 li
gnes) snr 7 millim. (3 lignes).
Le gros martinet est du fer quarré de 1 1 à i4 millim. (5 k
6 lignes) de côté; le rond a i4 à 16 millim. (6 à 7 lignes) de
diamètre ; le plat, 18 à 27 millim. (8 à la lignes) sur 5 à 7
millim. (a à 3 lignes).
Le petit martinet quarré a 7 à 10 millim. (3 à 4 ip lignes);
on le nomme carillon ; le rond a 7 à 1 1 millim. (3 à 5 lignes) de
diamètre; le plat a i4 à 16 millim. (6 à 7 lignes) snr 3 à 6 mil-
lim. (i i;2 à 2 1/2 lignes).
On fait encore des fers plats qui sont très-minces et passés
au laminoir; ou les emploie pour cercler les tonneaux; on les
nomme cercles et rubans de 38à 4i millim. (17 a 18 lignes).
Il y a des mi-rubans de 29 à 36 millimètres (i3 à 16 lignes)
et des rubans de 18 à 27 millimètres (8 à 12 lignes) de large.
On fait encore au laminoir un fer quarré de très-petit échan-
tillon. Ou remploie pour faire des clous. On distingue .la
verge douce et la verge métis.
§ 9. — ACIERS.
Ils sont beaucoup moins employés dans les machines que le
fer. Ils sont spécialement destinés à la fabrication des outils
et de certaines pièces des machines qui exigent une grande
dureté.
L'acier se compose de fer et carbone.
Outre cette combinaison, il peut se trouver : silice, verres
siljceux, oxide de fer, des métaux, du soufre, du phosphore
et des phosphates.
Toutes ces matières modifient Tacier.
1* Fer et carbone.
L'acier qui en résulte est d'autant meilleur, que les matière»
employées sont plus pures.
Si le fer est pur manganésié , Tacier C|ui en résulte est solic|er
METAUX JSMrLOTBS DANS UU MACRIKBI. l3
âastiqne, propre à Êiire des ressorts et des tranchants ; il
n'est pas le plus dur.
Il se prépare par la cémentation, et se nomme alors acier de
cémentation.
L acier poule est Tacier non trempé.
L*affia4ge de l'acier a pour bot de rendre la matière plus
homogène. Il diminne la quantité de carbone et augmente
celle d'oxide de fer.
L'acier de cémentation doit étie plus cassant que ce qui est
nécessaire poor l'usage qa'on en veut faire ,, l'affinage lui fai-
sant tonjonrs perdre une partie de cette propriété.
Il y a VtKier naturel, qui est fer, carbone, scories des haut»*
fourneaux. U est plus dur et plus cassant que le précédent.
Xjcs éléments y sont imparfaitement mélangés.
Cet acier est plus répandu daos le commerce qu'aucun antre.
On peut l'obtenir soit en traitant directement le minerai,
soit en traitant la fonte.
Par la première méthode, Tacier n'est jamais aussi bon ; il
ea ferreux.
Les aciers natureb diffèrent entre eux, mais ils ont des ca-
ractères communs. L'affinage et la trempe changent la texture
et la couleur du grain.
Quelquefois on remarque dans la cassure de l'acier une
tache que l'on appelle la rose ; elle se forme lorsqu'on trempe
de grosses barres d'acier dans l'eau et qu'on les retire sans les
avoir laissé refroidir. Les roses prouvent que l'acier n'est pas
ferreux.
L'acier naturel est sujet aux pailles et aux doublures. Après
la trempe, il est moins cassant que les autres; il se forge et
se soude bien.
On le connaît sous les noms d'acier naturel, acier de forge,
acier de fusion , acier de terre, acier d'Allemagne.
L'acier sauvage est recherché pour les filières; on ne le
prépare que pour cela. Il est excessivement dur, non sou-
dable, ni malléable; il forme un produit intermédiaire entre
l'acier et la fonte.
Vacier fondu est une combinaison de fer, carbone et verre
siliceux. Lorsque les trois composants sont bien établis , le
mélange peut fondre. C'est le plus propre aux ouvrages ho-
mogènes. Il est dur et difficile à forger. On ne le soude que
difHcilement au fer. On en fait des tranchants très-solides ,
sans qu'il soit nécessaire de le tremper très-chaud.
l4 DEUXIÈME PARTIE. LIVRE PRBMIBI.
On peat l'obtenir en fondant do fer par avec da verre pilé
et du carbonate de chaux.
L'acier fondu est plus homogène que tout autre ; il e«t
exempt de cendrures; il est peu soudable; on ne peut le
ehauffer qu'au rouge-cerise.
On remploie pour faire les burins, les filières, les laminoirs
des orfèvres, les instruments fins et tranchants.
Vacier Wootz est : fer, carbone , silice.
On le prépare dans les Indes. Il est fusible. C'est le plus
dur des aciers, propriété qu'il doit à la silice; c'est celui que
la forge détériore le moins. On l'a employé pour faire des
damas, des lames de sabres. On l'emploie en mélange avec le
fer sous le nom d'étoffe.
L'étoffe est nn composé de lamés minces de fer et d'acier
soudées ensemble. On les forge ensuite.
Dans ce mélange, l'acier fournit la dilreté, et le ferla te«
nacité. Il résiste aux chocs et aux frottements.
Après la trempe, la cassure a un grain plus gros. Les effets
de la cristallisation sont plus sensibles; on croit devoir attri-
buer la trempe à une cristallisation.
Le volume de l'acier trempé est V^g plus fort qu'aupara-
vant.
Le liquide le plus employé pour tremper l'acïier est Veau
froide. On la prend courante, de préférence. L'eau chaude
durcit moins.
Le mercure trempe plus fortement, mais il aigrit Vacier.
Pour obtenir une trempe plus ou moins forte, on a recours
aux courants d'air.
Quelquefois on trempe les objets délicats dans les mâchoires
d'un étau.
Les acides durcissent plus l'acier que l'eau. Les corps gras,
comme suif, huiles, cire, savon, trem|)ent moins fortenaent
que l'eau. I
On les emploie avec succès pour tremper les tranchants dé-
licats. Cela évite les gerçures. j
L'acier doit être chauffé avec rapidité au milieu de char«
bons. On ne donne qu'un vent faible pour empêcher l'oxida- j
tion. On chauffe plus les parties épaisses que les minces ; on
évite de donner une chaude trop forte. j
Il est difficile de saisir a priori le degré de chaleur qui con- '
vient pour lui donner le plus de résistance, de dureté et d'é- !
lasticité. I
MÉTAUX SMFLOTBS DANS LKS MACHlKBf. |5
Il acqpiiert chacime de ces qualités aux dépens des deaz
antres.
Quand on ne l'a pas trempé assez dur , on peut recommen-
cer. Si on Ta trempé trop aigre , on le recuit.
Pour recuir l'acier, il suffit de l'exposer à la chaleur.
Si on expose un outil trempé à une température égale à
celle employée pour opérer la trempe^ on lui fait perdre toute
la dureté qu'il a acquise par la trempe. Le reste est en raison
directe. ^
Si on trempe nn morceau, le décape avec une meule, *
Texpose à l'action graduée de la chaleur, sa surface s'oxide ;
elle prend des couleurs qui servent de guide pour le recuire et
lui laisser la dureté qu'on désire.
Couleurs :
!• Jaunc^pâle , 5* Violet^
a» Jaune ^ 6® Bfeu,
V Orangé t 7^ Fert-ifeau,
4» Rouge, 8" Gris.
Il fant apporter beaucoup d'attention dans le recuit.
Les couleurs ci-dessus précèdent le feu ronge-brun.
Quand la pièce est arrivée à la chaleur convenable, on la
retire et la laisse refroidir.
Les outils qni doivent avoir de la ténacité sont recuits au
bleu.
Ceux qui doivent être durs sont recuits au jaune.
Il ^ a deux sortes de trempe :
!• Trempe à la volée ,
2® Trempe en paquet.
La première consiste à chauffer à feu nu et promptement
une pièce isolée et à la plonger dans un milieu refroidissant.
La deuxième consiste à chauffer beaucoup et également. On
met la masse dans une enveloppe et on l'environne d'une ma-
tière charbonneuse qui l'empêche de s'ozider. A la tempéra-
ture convenable , on trempe.
On a donné le nom général de trempe en paquet, aux piè-
cesentourées d'un cément, soit qu'il y en ait plusieurs, soit qu'il
y en ait une seule.
On soumet le fer à cette opération quand on veut le chan-
ger en acier.
La température doit être alors au rouge-blanc, et assez long-
ce BIUXIÈME FÀRTIB. LIVKS P&BMISm.
temps pourvue la cémentation pénètre. Si on casse après la
pièce, la surface seule est durcie.
Pour cela , on a une boite en tôle; on y met du fer entouré
de charbon. Il faut de l'habitude pour cela ; on a un témoin, ou
pièce fadle à retirer, qui indique la couleur.
Les pièces d'acier trop chauffées se désacièrentà la surface;
alors on les retrempe en paquet.
Les cémentations du commerce sont :
gf Aciers double rasoir ;
Aciers à l'éperon ;
Aciers à double marteau, feuille de chêne;
Aciers sept étoiles , Schildborgne ;
Aciars idem français.
Dans les aciers fondus, les meilleurs sont :
Aciers Huntzmann,
Aciers Cast Steel et Stubs,
Ces aciers s'emploient pour faire les matrices des médailles.
ARTICLE n.
BOIS.
Les bois seraient très-précieux dans les machines, s'ils n'é-
taient pas combustibles, altérables et variables de formes, et
surtout si l'on n'était obligé de leur donner des dimensions
trop massives.
Il est des bois qui, à poids égaux, sont plus solides que les
métaux. Ils coûtent moins d'achat et de façon; s'offrent sons
de plus grandes dimensions ,.et jouissent de la propriété d'ab-
sorber une partie des chocs par leur élasticité.
Ils se trouvent dans la nature sous les plus grandes dimen-
sions; mais ils varient suivant les points où on les prend; de-
puis la racine jusqu'à la cime ; depuis l'axe jusqu'à l'écorce.
La partie la plus molle de Farbre est la surface sous l'écorce;
elle s'appelle aubier.
De plus, les branches laissent dans les arbres des insertions
.que la croissance de l'arbre ne fait pas disparaître.
Il y a des exceptions dépendantes de l'espèce et de la végé-
tation.
Ceux qui naissent sur les bords des forêts sont plus noueux
que ceux qui naissent dans l'intérieur. Il y a des arbres dont
les couches sont irrégulières et entrelacées suivant une loi dont
on ne s'est pas encore rendu compte. Dans les arbres qui ont
BOIS. 17
trës-pea d'aubier, la totalité des bois a partout la nâme du-
reté. Si Varbre est sur le retour , l'altération commence à l'in-
térieur.
Il est une époque de maturité à laquelle il faut couper le»
arbres pour les utiliser.
On peut juger de l'âge des arbres par le nombre des cou-
ches ligneuses mises à découvert par une section transversale.
Elles sont plus dilatées dans le tronc que dans le reste , et
séparées les unes des autres par une matière plus molle, sur-
tout daus les conifères.
La solidité des bois dépend de ces couches solides que Ion
peut considérer comme des cylindres concentriques. Cette tex-
ture est une des causes de la raideur et de l'élasticité des ar-
bres. Ces couches sont composées défibres droites qui ont une
grande densité et qui sont très-dures.
Tous les bois sont hygrométriques,.et Thumidité qu'ils pren>-
nent altère leurs formes e^ leurs dimensions. Ces altérations
n'ont pas lieu dans les fîbres ligneuses.
Les arbres augmentent de volume par l'humidité dans le
sens de leur diamètre, la longueur restant invariable.
Il y a des bols très-destructibles, d'autres trés-pen destruc»
tibles.
On peut consulter, pour les propriétés des bois, l'ouvrage de
Duhamel de Moniceaux,
S l"". — CHÊNE ORDINAIRE ( Quercus),
Ses variétés sont nombreuses. Le chêne des Vosges est bon
pour les ouvrages de menuiserie. Il est bon pour les modèles;
il ne vaut fien comme support ou ressort.
Le chêne de Bourgogne est en général assez solide comme
support.
Le chêne vert (Quercus robur) résiste le mieux à l'air, à
l'eau, à la pression et à la chaleur.
Il est plus pesant ; ses dimensions sont plus petites que cel-
les du chêne commun ; il est très-tortueux. Son aubier est blan-
châtre, le bois en est brun.
Il est plein, ses pores sont petits; il est dur et susceptible
d'un beau poli. Il se fend en séchant. Il résiste plus que le
chêne blanc ; il résiste bien aux frottements.
§ 1. — ORME ( Ulmus).
Il est moins pesant que le chêne et moins capable de résis-
tance comme support; il réflsta aux chocs. Il convient pour -
les machines, cependant.
l8 DBUZIÈME rARTIl. LIVRB PREMIER.
L'orme à larges feaitles est le moins bon. On peut l'employer
comme support dans les lieux humides. La meilleure espèce
d'ormes est l'orme tortillards Ses feuilles sont plus petites;
son écorce est plus raboteuse ; le tronc est recouvert de bos-
ses ; le bois eu est très-dur ; il ne se prête pas à la fente; il est
trop rebours pour être employé dans la menuiserie; les char-
rons l'emploient avantageusement à faire des moyeux et des
jantes de roues, des vis en bois, etc.
Son aubier est si dur, quand il n'est pas trop sjec , qu'on le
laisse faire partie des moyeux. Il ne vaut rien pour les mo-
dèle».
93.-^ CHARME (Carpmtcs).
Il est aussi dur que l'orme, mais ne résiste pas aussi bien à
l'eau. Il a peu d'aubier , son tissu est uniforme , il prend un
plus beau poli que l'orme et cause pioins de frottements.
On emploie le charme à faire des dents de roues d'engre-
nages, des fuseaux de lanternes, etc. Le charme forcé est cas-
sant, et ne peut en général fournir de grosses pièces.
Les charrons emploient ce bois à faire des essieux.
Il est trop dur pour faire des modèles, et ne s'emploie
guère danç les machines , parce qull travaille,
g 4< — HÊTRE {fagus).
Dans les forêts, il porte le nom àefoyard. C'est un des bois
les plus précieux dans les arts. On l'emploie à supporter les
chocs; il se pourrit dans l'eau, mais il se découpe facile-
ment quand il est vert. On en fait des sébiles, des sabots,
dés rames , etc.
Dans les forêts, on en fait de larges copeaux, pour mettre
derrière les glaces à bon marché.
Le frottement du hêtre est très-dur ; il est sujet à être piqué
des verset craint i'huraidité. Il a» d'autre part, le grand avan-
tage que ses fibres interrompues ne se lèvent pas.
g ^. — GORMJER {Sorbus domestica).
C'est un bois très-dur, presque exempt d'aubier, d'un grain
uniforme, frottant peu; il est devenu rare. Ce bois est très-bon
pour les vis de pression. Il est avantageusement employé pour
faire des dents d'engrenages , pour les rabots, etc»
^ g 6. — ALISIER {Craiegus),
11 sert à peu d'usages. On pourrait l'employer pour dents
de roues, à défaut d'autre. On peat le prendre sous de petites
dimensions.
lois. ,g
S 7. ^ coRHonoLift (Cornus)*
Cett le pins dur des bois indigènes après le bais. Il est tris-
difficile à rompre.
C'est le bois par excellence pour les supports.
H ne se présente que sons de petites dimensions; il est alors
avantageusement employé pour bâtons d'échell^ et mancbes
demarteaox, etc.
§ 8. — TILLEUL (ri7ia).
Il a le bois uniforme, tendre et facile à couper. Il convient
poar les modèles.
§ 9. — MAAROIIKIBR {Hypocastanum).
Ses usages sont analogues à ceux du tilleul. Il lui est infé-
rieur, en ce qu'il est léger, blanc , spongieux, buvant l'eau et
se pourrissant facilement.
§ 10. — NOTER {Jugions).
Il est employé dans les arts économiques. On donne à ses
fibres une courbure déterminée à la vapeur. C'est le bois par
excellence des carrossiers. H est moins dur que lalisier, le
cormier et l'orme ; il se polit bien, se coupe net dans tous les
sens, convient pour modèles.
§11. — AULNE ( A[nus ).
Il a une couleur rouge agréable ; il est tendre , facile à tra-
vailler, porte bien la moulure. Il est propre aux modèles. Il
est bon dans les constructions hydrauliques. Sa durée dans
l'eau est illimitée. Son charbon ne pétille pas au feu.
§ la. — ERABLE {Jcer).
S'emploie pour ffiire les modèles.
§ l3. — PEUPLIER [Populus),
Il n'est pas bon pour modèles. Il résiste bien aux frotte-
ments durs. Il s'emploie dans les charpentes.
§ l4. — BOiS CONIFÈRES.
Ils ont une forme pyramidale ,v et de petites branches par
rapport an tronc ; ils ont des nœuds durs.
Ce sont les arbres verts :
Pins {Pinus);
Sapins ( Abies);
llélèze(Larûr).
30 DEtiXlèME PARTIE. LIVRB PRËMlEft.
Il y a un choix à faire. Les uns sont cassants, les autres
résistants. Ils ne régénèrent pas les parties cassées.
Dans le mélèze seul les branches repoussent.
Ils sont résineux, fournissent les meilleurs supports, joi-
gnent la raideur à l'élasticité. Ils sont légers. On peut faire les
charpentes en sapin. On doit donner la préférence au sapin,
dans les parties immobiles des machines, surtout pour sup-
ports verticaux.
Le pin Sainte-Bro pourrit avec une extrême promptitude;
les vers ne l'attaquent pas ; il est bon pour meubles et mo-
dèles.
Le pin Sylvestre résiste le mieux de tous à l'humidité.
Tous ces bois sont inférieurs au mélèze.
Le mélèze est le plus solide et le plus duralble de tous les
bois , on le nomme pour cela l'immortel.
Vers la fin du xviii* siècle, Malesherbes trouva une maison
en mélèze , portant la date de 1 692 ; les bois étaient encore
sains.
Ce bois peut être employé à tout ; il jouit de toutes les pro-
priétés désirables.
Le pin est plus résineux que le sapin, et ce dernier plus que
le mélèze.
Le pin est de bonne qualité , sMl n'est pas blanc , mais jaune-
clair, et s'il n'a pas le grain fin et serré ; c'est donc le plus lourd
ai est le meilleur. Ses cercles ne doivent pas être trop épais.
doit s'en trouver un chargé, de résine. Coupé et exposé au
soleil , il doit suinter de toutes parts une résine d'une bonne
odeur. S'il est rouge et si sa résine est noirâtre , il est près de
se pourrir.
H faut un certain âge pour que le pin soit bon. Jeune, il a
trop d'aubier; la couleur de son bois doit être uniforme.
Les pins qui présentent des couleurs variées doivent être re-
jetés. Ils ne doivent pas avoir trop de nœuds.
§ i5. — GAÏAC {Gaïacum).
On l'emploie avec succès pour les dents de roues d'engre-
nages , rouets de poulies, supports d'arbres, coussinets, etc. Il
se polit très-bien.
Cet arbre de l'Amérique méridionale a pour densité i,333.
§ 16. — BOIS DE FER [Sîdero sUum).
Son aubier est rougé , tandis que celui du premier est jaune.
Le premier est préférable.
a'
COBPS nCXlBLBS IMPLOTEf DAl» US lUCBIlIlS. 31'
ARTICLE m.
CORPS FLEXIBLES EMPLOYES DANS LES HACHIflES.
§ l*'. — OORDAGES.
Les cordages offrant nne certaine raidear on résistance à la
flexion, il hatt yaincre cette raidear avant d'avoir utilisé la
force qui leur est appliquée; c'est pourquoi ilfiintles employer
le moins possible.
Lear raideur est proportionnelle au qnarré du diamètre ; il
est donc pins avantageux de placer plusieors cordes fines les
unes à côté des autres, plutôt qu'une grosse corde, liais aussi,
les cordes plates ne peuvent transmettre le mouvement que
d'un arbre à un arbre parallèle.
CONSTRUCTION DES CORDES.
Chanvre,
Le chanvre n'est pas hermaphrodite, comme on Ta prétendu.
Il y a les mâles et les femelles. Quand on sème du chanvre, il
hut semer dru. Quand le chanvre est recueilli, on fait tomber
les grains, et on le porte dans le routoir. Le routoir est une
chambre remplie d'eau. Quand le chanvre y a été placé, on
met de la paille dessus , puis ensuite de la terre, il faut faire
en sorte qu'il ne touche pas le fond de la fosse. Cela est très-
facile, il suffit de n'en pas mettre trop; car il n'entre dans l'eau
qae par le poids qui est dessus.
Sa tige est creuse et contient nne moelle tendre autour de
laquelle est un bois léger appelé chènevotte. Dessus est nne
écorce mince composée de fibres qui s'étendent sur tonte la
longneor de la tige. Le rouissage décompose le tissu cellu-
laire et lâche les fibres. Il ne faut pas rouir le chanvre trop
longtemps , sans quoi il se pourrit. S'il n'a pas roui assez long-
temps, la filasse est adhérente après la chènevotte; il est un
milieu à garder dépendant de la qualité de l'eau.
Le chanvre rouit mieux dans nne eau dormante que dans
nne eau courante ; dans une eau cronpie que dans une eau
claire ; à une haute température plutôt qu'à une basse ; quand
il a été semé dans une terre humide pintôt que quand il a été
semé dans nne terre sèche. An sortir du routoir, on le fait sé-
cher au soleil.
Ensuite on teille on on broie.
Pour hroyer, on se sert de la machine représentée figures 2
et3,P/.X.
Jngéfmur Civil, tome a, 5
^S2 DEUXIÈME PARtiËi itVRÊ i>iiËMieR;
Il vaut tilîeuz teiller le chanvre long, et broyer le chanvre
court.
Quand cette opération est faite , on fait une qneue de chan-
cre. Il se vend ainsi au poids.
Il faut éviter qu'il soit mouillé , tant pour l'acheteur que le
"vendeur , car : i** il pèse plus ; a** il se pourrit très-vite.
On distingue deux bouts dans la queue :
L'un aboutit à la cime et se nomme pointe;
L'autre aboutit à la tige et se nomme paite.
Les pattes doivent être plus volumineuses que les pointes.
t)e plus, il faut que la queue soit bien garnie aux trois quarts
tde la longueur.
Le chanvre broyé est plus doux que le chanvre teille. Sa
•couleur dépend de l'eau dans laquelle il a roui.
Le chanvre de couleur argentine e,st le meilleur. Le vert est
lïon aussi ; le jaunâtre n'est pas fameux ; le brun ne vaut rien.
Cette dernière couleur indique qu'il a trop roui, ou qu'il s'est
trop échauffé en balles.
Quand on achète du chanvre, il faut examiner si les queues
sont de différentes couleurs.
De plus, celui qui sent le moisi ne vaut rien; une odeur
forte indique qu'il est de la dernière récolte.
Il y a dans le chanvre des brins plats et des brins ronds. Les
Î>remiers s'affinent mieux que les autres. Le chanvre fin , moel-
eux, souple, doux, difficile à rompre, est le meilleur.
Le chanvre mâle se récolte trois semaines avant le chanvre
femelle, qui, restant trop longtemps sur pied, est moins bon
que le premier.
Le chanvre d'Italie est le meilleur.
Préparation.
On espade le chanvre pour le débarrasser de la chènevotte
quil contient.. On rompt les rubans formés par la filasse. Pour
Tespader, on emploie l'outil représenté figure 4» ^^' X.
On le peigne ensuite, pour le démêler et désunir les fibres,
.séparer les filaments longs des filaments courts. De là on le
passe au fer, ou frottoir.
48 kilog. 95 centig. ( lôo livres) de chanvre de Bourgogne
donnent :
1*' brin, 28 kilog. i45 grammes (57 livres 8 onces).—
2* brin, 8 kilog. 3 1 1 grammes ( 17 livres). — 3* briu, 4 kilog.
895 grammes (10 livres). — Etoupes, 2 kilog. 44? grammes
(5 livres). — Déchet , 5 kilog. 384 gramipes (1 1 livres).
CORPS FUaÎBLES ESfPLOTBS DANS LE» MACHINES. 2^
On réunit les qaenes de chanvre pour former un peigoon»
Ce peignon se file à la qaenoaille ou à la ceinture. Le chanvre
se file le pins généralement à la ceinture. Ou file jusqu'à 3a5
mètres ( looo pieds) de long. Les bouts, en filaiit , s'enroulent
en hélices les uns sur les autres. On forme ainsi les éléments
des cordes ou fils de caret.
Ces fils se roulent ensuite les uns sur les autres pour faire
les cordes.
Avant d*en faire des cordes , on roule les fils de ci'ret sur
une bobine appelée touret. Ce chanvre a été filé à sec. ^1 doit
être uni et égal sans présenter de mèches.
Il y a deux espèces de cordages :
Les cordages simples ,
Les cordages grelins.
l'es premiers résultent de la conversion des fils en cordes.:
1^ seconds consistent dans la réunion de plusieurs cordagies
simples.
Quand les cordes ont 49 » ^4 et 6o centimètres (i8y t^et
23 ponces) de circonférence, on les nomme câbles.
Les cordes simples, ou fùiussières, se nomment biiors^ qpxïïiA
il y a deux fils de caret ; merUns, quand il y a trois fils.
U faut au moins deux fils pour une corde, parce qu'uni
seolfil se détortille.
On appelle commettre une corde, l'action de réunir les fils
(le caret pour qu'elle ne se détorde pas.
Ponr réunir deux, trois fils, on les met ensemble sur le
^v, d'an côté, et séparés de l'autre. On marche en mettant
entre eux rinstrument représenté Pi. X, fy,5, 6 et 7, et
tonrnant vite.
Quand on a de grosses cordes à faire, on forme des cordeSk
simples an moyen de fils de caret ; ces cordes simples portent
alors le nom de torons. On fait ensuite la grosse corde an moyen
<le ces torons, comme on a fait les torons au moyen des fils de:
caret,
Le degré de tortillement des cordes dépend de l'habileté d&
'Ouvrier.
Les hanssières subissent alors un raccourcissement égal au
tiers ou an quart de la longueur du fil de caret.
La force d'une corde n'est pas égale à la somme des forces:
des fils de caret qui la composent.
B ne faut pas mettre plus de quatre ou six torons, an maxi*
wttm, poQf faire une corde. Pour faire du grelin, on prend desi
ai OBUXIÈMI PARTIE. LIVRI PEmin.
haussiéres comme tortillons et on les commet ensemble. On
les nomme alors cordons.
On appelle câbler, commettre des hanssières ensemble. Les
grelins sont toujours plu^ serrés que les haussières et se sé-
parent mieux.
On emploie aussi les cordages noirs ou goudronnés.
Il y a deux manières de goudronner la corde :
lO £n fils.
Pour cela, on emploie l'appareil représenté figure 8 , PL X.
a* Par immersion.
Pour cela, on met la corde dans un chaudnm avec du gou-
dron.
Les cordages goudronnés sont moms rési^tanti qiub les
Uancs.
On a essayé de tanner les cordes.
I a. — CUIRS.
Us s'emploient dans las mackines coauna oardM, «btura-
teurs, etc.
On emploie les cuirs tannés, lesquels se distingnenten :
Cuirs tannés à fond.
Cuirs tannés à la surface.
De plus : cuirs forts et cuirs mons.
Les cuirs forts sont épais ^ durs, et résistent an Crottamenl.
Les cnirs mous sont souples.
Dans les cuirs souples on distingue :
Cuirs gras ; cuirs non gras ; cuirs hongroyés.
La préparation du cuir a pour but de séparer le tissu fi-
bifeux des matières putrescibles et du poil , aans certains cas.
Déplus, comme il ne reste qu'an tissu spongieux, il faut le
consolider et remplir ses vides, en introduisant des matières
qui servent encore à la conservation des fibres. Cest l'art du
tannage.
Le cuir fort se fait avec la peau des grands quadrupèdes. On
Cpmmenqe par dégraisser les peaux; pour cela, on les pénètre
«Teau qui les ramollit , entraine la graisse et la gélatine , et
f^it tomber le poil facilement.
Quand la peau est convenablement préparée , on la met dans
dçs fosses. Chaque peau est entre deux couches de tan. On
emplit ensuite la fosse d'eau. La présence de l'eau foniie de
Tadde tanniqne qui pénètre dans la peau, précipite la gela-
CORPS PLIXIBLCS EMPLOYÉS DANS LIS MACHINSS. ^S
fine restante, et forme ainsi un précipité insolnble, qui resto
I dans les pores de la peau.
Si l'opération se fait sur tout le cuir, il est tanné à fond^'
Pour cela, il faut que le cuir reste en fosse pendant trois ans.
Le cuir bien tanné se conserve longtemps et se trouve préservé
de rhamidité. Il augmente de poids en absorbant l'homidité
de l'air.
Le cuir fort, coupé dans tous les sens, doit toujours pré-
senter le même aspect.
Poar connaître, à la coupe, si le cair a été bien apprêté, il
faut que la peau soit luisante, le nerf serré , et la texture sem-
blable à celle d'une noix de muscade^ de plus, la coupe doit
être faite sur le dos.
Le cuir dont la coupe est terne, jaunâtre ou noirâtre, qui
a le nerf ouvert ou spongieux, et une raie noire au milieu^ H
été mal apprêté.
Les cuirs dont la coupe présente Taspect de la corne , qui
sont secs et résonnent par le choc, ceux-là n'ont pas assez de
tan.
Il faut que les cuirs aient une épaisseur uniforme.
Les cuirs de taureaux sont très- variables ; la peau est très-
mince aux flancs et très-épaisse aux reins. Les fcuirs de bœufs
ne présentent pas la même irrégularité. La partie de la peau
àTépine du dos est la meilleure pour les courroies.
Cuirs minces.
Après les avoir tannés, on les pénètre de graisse quand on
veut en faire des cuirs gras.
Si on veut en faire des cuirs hongroyés , on les passe à la
chaux, puis on les saupoudre d*alun qui resserre les pores de
la peau , ce qui évite de remplir d'une autre substance.
On emploie le cuir pour servir de support à des tourillons
non trop chargés. On en fait des charnières , des pièces desti-
nées à arrêter les chocs, etc.; on en fait des cylindres dans les
HIatures.
§ 3. — HUILES.
On fait usage des huiles grasses qui adoucissent les frotte-
ments. Les plus convenables sont les huiles ni volatiles, ni
siccatives.
On a employé avec avantage la stéarine pulvéruletite. Elle
est convenable pour les axes très-chargés et tournant avec une
l^rande vitesse.
36 PlQUim PARTIl. U?«f f AlMim.
Les kiiiles employées sont ou animales, ou v^éules.
Les huiles animales, parvenues au plus haut point de ranci-
dité, sont sans action sur les métaux.
L'huile de pied de bœuf est la meilleure.
Pour les pièces délicates, on doit préférer les huiles végé-
tales qui s^altèrent moins. L'huile d'olive est la meilleure.
Pour l'horlogerie, on préfère l'huile d'amande épurée et
l'huile de ben.
Les huiles de crucifères ne sont pas assez grasses, et sont
d'un mauvais emploi dans les m^hines. D'ailleurs , elles con-
tiennent de l'acide sulfurique.
Les huiles sont employées dans les pbturateqrs.
§ 4- — SA vous.
Ils s'emploient pour diminuer le frottement. Us sont meil-
leurs que les huiles quand il s'agît de bois. Dans les grands
engrenages, on emploie ayec avantage le savon noir. Dans cer-
tains cas , on le mélange avec de la plombagine réduite en
poudre impalpable.
§ 5. — GRAISSES.
Jolies ne diffèrent des huiles que par leur consistance. Elles
peuvent être souvent un obstacle au mouvement. On emploie
le suif avec avantage dans les machines à vapeur, parce qu'il
y fait chaud, ce qui le maintient en fusion. Dans une machine
soufflante, on emploie du saiWoux.
La plombagine, ou percarbure de fer, s'emploie mélangée
avec d'autres substances.
On emploie aussi des bitumes. Ils ne peuvent être employés
seuls qu'à l'état liquide. Mélangés avec une graisse , ils for-
mant un très-bon enduit pour les roues de voitures.
On se sert aussi d'euduits pour préserver les machines dç
l'fiction de l'air.
On emploie de la plombagine, on la mélange avec de l'eau
gommée ou de la bière, et on l'applique avec une brosse.
Cet enduit est de peu de durée. On se sert aussi de poix noire
pour les gros ouvrages. Elle n'est bonne que dans l'intérieur
des bâtiments. On se sert aussi de corne qui brûle sur la pièce.
La meilleure chose à employer est la pièce grasse.
Pour la préparer , on fait fondre ensemble ;
4 suif,
I huile d'olive.
On mélange bien , et en imprègne an chiffon opie l'on iroiU
partout.
SGBLLBMBlfTt. 97
ARTICLE lY.
SCELLEMENTS.
Oniesertde: Plomb,
Soufre, •
Plâtre,
Pour se servir de plomb :
On'feîtun bourrelet ab {PL Ti,fig» 9) en terre autoar du
trou, et on verse le plomb très-doucement. Le refroidissement,
le contractant , fait affaisser.
Poor le soufre on fait de même; ce dernier gonfle en se re-
froidissant, à cause de la cristallisation.
te plomb résiste aux chocs, le soufre n'y résiste pas.
Le tellement au plâtre ne doit pas s'employer dans les ter-
rains (lumides ni pour résister. Il gonfle comme le soufre.
On a souvent à joindre des pièces de fonte entre elles; ce
sont des joints destinés à empêcher le passage de fluides. On
en Suit souvent soit dans les machines que l'on construit, soit
dans les machines que Ton entretient. On se sert de la sou-
dare des plombiers , de sonfre, mastic, chanvre, cuir, carton,
plomb, flanelle, etc. Le mastic dont on fait usage est le mas-
^ de fonte ou d'acum. C'est un mélange de limaille 4e fonte,
diiydrochlorate d'ammoniac et de fleur de soufre.
En poids : Limaille 30
Fleur de soufre 1
Sel ammoniaque 9 '
On mélange à sec fleur de soufre et limaille de fonte, e( on
conserve ainsi. Quand on veut s'en servir, on en fait une pâte
aTe€hy4rochlorate d'ammoniac liquide. A la longue, il se forme
du sulfure de fer que l'on ne peut détruire. On emploie ce
iQastic è la fermeture des tuyaux de conduite, dans les ma-
«unes à vapeur, etc.
Il est des joints que Ton fait avec le mastic rouge. Ce der*
uier ne doit pas contracter d'adhérence avec les surfaces , mais
^mouler desi»us. Il faut qu'il soit mou quand on l'applique, et
«wcissc promptement sans changer de volume.
On a choisi pour cela des ozides de plomb.
On met parties égales decéruse et de minium» et on délaie
tetoutdansdelhailedelin.
a 6 DEUXIÈME PAHTIB. LITRE PREMIER.
Il est meilleur de faire délayer, par un peintre, de la cë-
ruse, et d'ajouter ensuite du minium.
Il y a deux manières d'assembler les tuyaux : '
i** A brides avec boulons;
a* A emboîtement.
i* A brides.
Il faut an moins trois boulons (P/. X, /î^. lo et ii ).
L'une des brides est percée de trous quarrés , et l'autre de
trous ronds. Le boulon a , en conséquence, une partie quarrée
et une partie ronde. On peut encore faire en sorte que la tête
du boulon s'appuie sur le tuyau, de manière à pouvoir visser
Técrou sans que le boulon tourne.
On fait un congé ( Pi X, jî^. ii) à la bride pour la con-
solider. On ne la fait pas trop longue non plus; en gé-
néral, abessbc.
Quand la bride est nécessairement saillante, on fait des
consoles (P/. ^tfis» ^?)'
Les matières que l'on peut employer pour mettre entre les
joints sont :
Le cuivre , le plomb et le mastic de fonte.
On a soin de ne pas mettre le plomb jusqu'au bord du tuyau
intérieurement , parce qu'il s'étalerait et boucherait ainsi une
partie de l'ouverture du tuyau.
Il faut passer tous les boulons et les serrer ensemble.
M. Girard a lié les tuyaux de Paris avec une demi- bride de
plomb entre deux flanelles goudronnées. On emploie du cuir
gras , du carton , etc.
Pour cela , on fait frire le carton dans de lliuile de poisson
jusqu'à ce que l'huile ait pénétré à fond. Avant de poser le
carton , on le barbouille avec de la céruse délayée dans de
l'huile de lin.
Pour faire un joint en mastic de fonte, on place les boulons,
on introduit ensuite le mastic dans le joint, puis on serre les
boulons.
a* A emboîtement.
On emplit l'espace annulaire {PI, X, fig. i3) entre les deux
tuyaux soit avec de la filasse goudronnée et du plomb , soit
avec du mastic de foute, qui,. dans ce cas, peut nuire, car une
^is qu'il y est, il faut briser les tuyaux pour Tôter.
fi
RESlfTÀNCIf DIS IfATÉKUnZ U91BBK. I9
A Grenoble, on a fait des joints avec des torons goudron-
nés et dessus du plomb coulé ; ces joints-là coûtent cner. Ce-
pendant, c'est encore plus économique que le joint par boa*
JODS.
Un inconvénient des tuyaux à emboîtement, c'est que quand
on en vent enlever un , on ne peut le faite sans déranger tonte
la condaite.
Un de leurs avantages , c'est de détruire les e€Gets de la di-
latation et de la contraction.
Dam ks conduites à emboitement, on met des toyanz à
Inides tous les 5o mètres (a5 toises et demie), ce qui permet
de ne déranger la conduite, pour réparer, que jusqu'au tuyau
à bride le plus voisin.
Quand on fait des tuyaux de plomb , on les soude à la sou-
dure des plombiers ; on a soin de bien dresser les joints ; on
fait un bourrelet sur le joint [Pi X , /^. 1 4), la largeur de la
soadure est deux fois le diamètre du tuyau.
Si 00 veut unir à brides, on rabat les bords du tuyau sur
deux brides en fer rapportées (Pi. X,fy. i5 et 16 ).
CHAPITRE n.
KisiSTAHdS DES MATÉ&ÎaUX BMPLOTÉS DAH8 U^ GOatT]!lUCTieN
DBS MACHINES.
ARTICLE r.
ABSISTAKCES DBS MATERIAUX RIGIDES.
Ib ont quatre espèces d'efforts è vaiacre :
1* ^ort de traction, dans le sens de la longueur;
a^ ^IJ^ort de flexion, perpendiculaire à la longueur;
3" Effort de torsion, autour de taxe;
4* Effort décrmsement, dans le sens de la longueur.
§ 1". — EFFORT DE TRACTION.
La force de rupture, dans la traction, est proportionnelle i
la section de la pièce. La pièce peut être considérée comme
mspenduc en Tair , et porUnt à son extrémité inférieure un
poids (P/.X,/5f. 17).
Si F est la force qui amène la rupture pour Vunité de sec-
tioD,s la section, FS aeta la force de rupture.
3o DEUXIEME PARTIS. LIVRE PREMIER.
Tableau représentant les poids qui ont produit la rupture.
Boh ^lirét dans le seni de lenri fibrM. Par centimètre qoarrtf.
Pour Buis F s= i4oo kilog.
Sapin 84o
Hêtre 800
Chêne ordinaire. ... 780
Poirier 690
Acajou 56o
Ces poids étant ceux qui amènent la rupture , en pratique
on ne fait supporter aux bois que la moitié et même le tiers de
ces poids.
Bob ëtirÀ perpendicDlairaiBeiit à Iran fibre». Par centimètre quarré.
Pour Chêne F »= 162 kilog.
Penplier laS
Pin 94
Sapin. ....... 4^
Par oentlmitre qaarrtf.
minhutm. mogeu, akutimnm.
Fer. ^ klloff. kilos. kiloff.
PonrFer forgé F ca 3200 43oo 54oo
Tôle dans le sens du lami-
nage 38oo 4o8o 43oo
Tôle perpendiculairement
au laminage 335o 3645 3940
Fil de fer non recuit de
o."oo5 à o."ooi3 de dia-
mètre ' . 6000 6240 6480
Fil de fer non recuit de
o."ooi et au-dessous. . 7000 7700 84oo
Fil de fer recuit de o."ooi
ào."ooi5 .... 36oo 3700 38oo
Fer corroyé au marteau. . 55oo 6760 6000
Les fers commencent à s'allonger sensiUement avec des
poids égaux à la moitié de ceux qui produisent la rupture.
Le plus mauvais fer est celui qui s'allonge le moins sans
prendre d'extension.
Quand on emploie iln fer forgé pour résister dans le sens
de la traction, on ne lui fait pas supporter plus du tien du
poids qui occasionne la rupture.
Le recuit, en rendant les fers plus doux et pluft flexibles ,
leur enlève les deux cinquièmes de leur résistance.
RKSISTANCES l^ES MATéRIAUX RIGIDES. 3|
La résistance des fers est d'aatant plus considérable qu'ils
sont déplus petites dimensions.
La force des fils de fer n'est pas altérée lorsqu'on les plie
sur un cylindre d'au isolas 4 centimètres ( i ponce 6 lignes)
de diamètre.
» » V
la
fraction.
Par oratimètre quatre.
Pour Fonte de fer grise- . . ,
F
c=3 i4ao kilog
Fonte de fer blanche. . .
i3io
Acier cémenté non affiné. .
3790
Acier fondu coulé en barres.
4400
Acier fondu corroyé. . . .
944o
Acier cémenté affiné. . . ,
9160
Métal de canons
255o
Cnivre rouge fondu. . . .
i34i
Cuivre jaune fondu. . . .
136i
Cuivre rouge laminé. . .
1100
Cuivre rouge battu. . . .
a48o
Etain fondu
333
Plomb fondu
128
Plomb lamiué
i4o
Fil de laiton mou de moins
de o."ooi de diamètre. .
8530
Fil de laiton dur et cassant de
o.™oo2 de diamètre. . .
4i4o
Fil de laiton doux, même dia-
mètre
6610
Le fil de laiton recuit perd à peu près moitié de sa té-
nacité.
Le cuivre battu et laminé et le plomb laminé commencent à
s'étendre sous des charges un peu plus fortes que la moitié de
celles qui causent leur rupture.
On ne leur fait supporter à tous cfue le tiers de la charge de
rupture.
Od a trouvé :
1* La résistance à la rupture est indépendante de la. Ion-
gaeur.
3** Elle parait être indépendante delà forme.de la section.
3° Cette résistance est celle de la plus petito section des
matériaux que l'on emploie, à moins qu'ils aient des défauts.
4° L'allougement est à peu près proportionnel à la charge et
à la longueur de la pièce.
3b DBOXIÈMB PAIITIB. tlTRB PRBMIK11«
J a. — EFFORT DE FLEXION.
I* Détermination de ta puissance F au point de rupture, en
fonction de la puissance F et de la longueur 1.
Premier cas.
Une barre est encastrée par un bout clans un mur et sup-
porte , à l'autre extrémité, un poids P (PL X jjig, i8).
Soit F la résistance en Â, c'est-à-dire l'adhérence des molé-
cules au point A :
Si le jyoids est uniformément réparti, alors P résultante est
au milieu de la barre, et on a :
F = V, VI
Si on a égard au poids de la pièce , P étant à Textrémite :
F^PZ+VsPi
p étant le poids de la pièce.
Si P est uniformément réparti , ayant égard au poids de la
pièce , on a :
F^%('P + p)/
^ Il faut stipposer alors que le centre de gravité est au milieu.
Deuxième cas.
Pièce supportée sur deux points [Pi. X, fig, 19 ).
^ l =i m -\^ n.
Remplaçons Tes deux points d'appui A et B par deux forces
p, p dont P soit la résultante :
on aura: p = -^ p'=:.^*"
/ " l
alors on est ramené au premier cas.
On a une barre encastrée en c pour chaque force p et p'.
alors : F = p m =
F = p'n =
l
Pmn
l
Au peint $, les tfforti pour casser la barre sont égaux.
1lBfl«rA9(CB$ DBS UATSRJAVX llI(SIl«S. 3S
Si le poids est uniformément réparti, alon P est'au miliea :
m n n, / Bs a m» et on a :
4
Si on a égard an poids de la pièce, m et n étant inégaux :
Vmn ^ pi
l
^--^-^+-T'
si m Bs tt, ayant égard au poids de la pièce , on a :
4
Troisième ca$.
On suppose deux forces et nn point fixe entre elles (P/. X,
/510); alors P doit être remplacé, dans le cas précédent, par
p^p, car c'est la même chose.
Quatrième cas.
Pièce encastrée ^ar les deux bouts ( PI, %fig. ai).
Le calcnl indi({ue que, dans ce cas, la résistance est dooble
de ce qu'elle serait dans le deuxième cas.
2Pm«
Donc : F = -. — - — -
Si P est au milieu : F t=a — -—
z
Si on a égard au poids de la pièce dam les deux eas :
« 2Pmn , pi
F « ^ + ^ l
2
2* ï>étermination de la résistance au point de rupture F*, en
fonction de la section et de ta nature de la pièce essayée»
On a trouvé par le calcul :
Soit R un certain nombre de kilogrammes dépendaîit de la
Ingénieur Gvil, tome >. 4
Ra62
6
R gs
6
Hq^
6^/2
RTTf^
34 DEUXIÈME PARTIE. LlVRC PREMlEll.
nature de la pièce essayée par centimètre quarré de section ^
et pour la rupture :
1» Section reclangulaire {PL X,fig. 22) F' =
6>a
20 id. quarrèe (/r^.27 ) . . . F's
q élaat le côtô du quarré ; ,
So id. {fig-'lo) F' =
40 id. circulaire pleine (/?7. 58) . F^«
50 id. annulaire (/!^. 24) . F^== !^ i
r' rayon extérieur ;
r^' rayon intérieur; j^Çal^^a^ br.)
GO td. (/Îî7. 25 011 /?iy. 26) . F'=— ii ^
Connaissaut les différentes valeurs de la puissance F, aa
point de rupture, suivant la position de la pièce ;
Connaissant les différentes valeurs de la résistance F*, au
point de rupture, suivant les différentes formes de la pièce.
L'état intermédiaire de la pièce, entre, avant et après la
rupture, est : F = F*.
On a donc les formules :
10 Pour les quatre positions de la pièce :
~6~'~i~
i\
PI
%Pi
lei
cas.
(P+%p)J
•0
1
%(P+P)'
Rg^ R7r(f^^--r^^*)
6 ' 4r'
6f/Y* 6 6
RESISTANCES DES MATÉRIAUX RICIOES. 35
Snîyant la forme de la section :
Pmn
i
PI
8 )"T" V
2«coi. 2/ \=nnedes8Îxva!eorf
^ Pmn pi { écrites ci-dessus.
4
Sairaiit la forme de la section :
l
3» cof. g ' ^«=»onedc8sixvaleur»
I \ {p'+v")mn plj ««"l«s ci.dessas.
l[_!£H:P i
Suivant la forme de la section :
2Pwn
ï
P/
4^ ea«. S^ NasaoedessixYaleurf
2 Pmn , pi ' écrites ci-de«su8.
1 + -i--'
;^i P4-P y
2
36 snrz&àiu F^rig. utib pmim.
napportt entre let ritiitaneei des pièee$ à* égalée ieetiont,
1» Rectangle et qaarré {PI. X, flg. 22 et 58).
Rectangle F- ^^^*
6
Qo«rr« F''- JLîL
6
F' ; F" ; : a6« : ^ [ -^ étant hclenr common j
Sarrace8égale8;a4==9' (1)
De (1) CD tire : qtssf/ab ?*« a6 f/'ôîT
F' : F'' ; ; a6 X 6 : ab f/TT; : 6 : j/ir
: : * : g
La résistance de la pièce rectangulaire est à celle de la pièce
qaarrée \ \ b [ q.
Or, 6 étant ^ a, est ^ g
|)onc, un rectangle dans la position /Ig. 22 rèsi{|te mieux
qu'HP qaarré dans la position fig. 38.
20 Quarré et quarré {PI, X.fig.S.'t et 23).
Qnarré 1© F' =- JiîL)
§ I
> ici F' est èTidemment >F"
Quarré 2© F'' =- -^4= \
6f/2 y
donc le quarré {/tg. 27) résiste mieux que le quarré {fig. 23).
30 Circulaire annulaire et circulaire plein (P/.X,/I^.94et38).
Circulaire annulaire 1® F'
R7r(r'*-r"*)
4r
./
Circulaire plein 29 F''«=i-ÎL2LîL
F' ; F'' ; ; ^ • ^.s
ftS^rSTANCSS DES MlTÊfiîlUX BIGIOES. 3^
Sorfaees égales: tt (r'«— r''»)=wr«. ... (1)
De(l)wlire rî^r'^ — f''«
doDC :
rs = (r'2 — r''2) j/f'«— r''2
r'4— r''* .
F''F"* • ; (f'ï— r'^«) ^f'8— f''«
yf«+,.r
(/r'« — 1
fesl<r'r donc rr' est <r'*,el par con8éqaeiil<r'*+f''*
Donc la pièce annalaire résiste mieux que la pièce circulaire
pleine .
40 Rectangle et anneau (P/. X, fig^ 22 et 24).
Reclan gie F' =
Anneau f" = JLl^i!! _L
4f'
3 • ^rf
Surfaces égales : a6 = 7r(r'* — r"*). . . .(1)
De(l)onlire: «6
,M ,»._ «ft(r"H-«-^^')
d'où :
• • - • 2 ,./ * ■ 3 ■ 2 r'
3a nioilàlii PAfttiK- LiYU PMNll».
La qaestioD reste indélermioêe sans chiffres; il en eftl4e
même pour le quarré.
50 Rectangles (P/. X , Hg. 22 et 25 oV26).
Rectapgle plein F' e
F':r':;a6«:
6
6'
Surfaces égales : a6 = a'6'—a"6'' . . . . (i)
De (1) on tire :
le problème reste encore indéterminé.
(rfr s ma \
Voir les résultats pour \r'^= nr" v dans le oua-
ta = m' r'j
é^ ss ffifa' l \
6''=: m" a'^ l ^•"* '* cinquième cas. ]
Rapporté enire les secUons des pièces d*^aleiréiittaneet,
10 Rectangle et qaarré.
Rectangle «= a6
Quarré =a ^i
Pour résistances égales : => L^
6 6
5/
AisUTAHCIS Dli MITBEIAUX RIOIDU. 39
S : S'::«* : «*:: «* : ^"î?^
::0'^:a««*
;>* : ^^
^e léqaarré.
Les sor&ces sont d'ai)tant plus petites qi^e les résistances
sont plus grandes. '
Il est donc inatile d'examiner les autres cas.
Pour appliquer ces formules , il faut prendre le centimètre
pour unité , puisque R est pour un centimètre quarré de sec-
tion, et faire P égal à cinq fois le poids que doit réellement
supporter la pièce.
On a trouvé :
Ponr Chêne Ras 690 kil.
Sapin Ras 610
Fonte de fer Rb» a8oo
Fer RsB 6000
Exemple.
On a nne pièce àefonU, rectangulaire, portée par ses extré-
mités^ et clu^rgée en son intiieu de 5ooo îil.; sa longueur est
6 mètres, son épaisçeur a est o.^io , on demande sa hau-
teur 6.
On a : R «= 2800
P « 25000
1*9 600
a = 10
p ss X
4= y
On a, en oalre :
4 6
Ufl mètre cube de fonte pèse 7200 kil.
Le poids de la pièce est :
p »= 10 X 'S X 600 X 0.0072 kil.
0.0072 étant le poids de 1 ceotimètre cube de fonte , on a :
(25000+10X600X0.0072XiB)600X5=2X2800Xl^
équation du deuxième degré en 6 ^ d'où on tii« sa va
centimètres*
Ce senl exemple'' suffit.
4o DEUXIEME PARTIE. UVKE PREMIIE.
Telles sont les formules relatives an point o^ la mptnre
doit s'opérer , si la pièce est bien homogène , et si les antres
sections de la pièce sont susceptibles de résister avant la rup-
ture de la section en ce point.
Maintenant nous allons vérifier s'il est nécessaire que les au-
tres sections de la pièce aient les mêmes dimensions que la
section on la rupture a lieu.
Solide dégales résistances (Pi. X , fig. a8 ).
a A=I
elc.
Les effets F, F'. ... de la puissance P snr les diffôreDles
sections ah^ a'V ^ a"b"y etc., sont :
P/, Pr, P«",ctc.
c'est-è-dire diminuent avec la longueur.
Les effets de la puissance étant proportionnels à la lon-
gueur , les résistances F' , que l'on prend égales aux F de la
puissance, sont proportionnelles à la longueur l. Mais la ré-
sistance dépend de la grandeur de la section ; elle lui est donc
proportionnelle , donc là section est proportionnelle à la lon-
gueur.
Pour le solide rectangulaire A Bu 6 :
Pour ABa'iB' : VV^ ;K,aelP restant les mêmes.
6
b*
d'où : 5'«= V
l
On connatt £, l, V, on détermine b'.
âésilTANCÉt DIS MATERIAUX RIGIDM. 4l
Ainsi, en représentant h* par y, l\ V\ elc*, p^r w^ et-.^-
par 2 0, on a :
éqQ4ÛDi^ d*mie parabok «apportée à son sommet,
•r— est tonjoars connu, car ( est connn, ainsi qne 6 et a, par
lesfbrmoles de la résistance des matériaux.
On Élit varier / on x, et on a les difiiérentes Taleors corres-
pondantes de 6 on y.
On obtient les figures 99 et 3o.
Si la pièce est supportée par ses deux extrémités, on a la
iigiireSi.
£n 4 est ]§ rencontre des deux çourl^es pour yessb, La «nr-
hceàeU parabole étant les % ^^ rectangle, il y a % de
poids de moins.
Qn calcule b pour uû poids cinq fois plus fort, dans le cas
ordinaire, et dix fois dans les chances de chocs, et on con-
strait sa parabole.
Comme d'après la formule^* =as a par, la section de la pièce
aux points d'appui, dans le deuxième cas , ou de l'^ipplication
de P dans le premier , est nulle, il a fallu avoir recours à l'ex-
périence pour détenniner cette section.
Les travaux ont été faits pour les tourillons des arbres.
Ptai^ètres des UmrUlons.
On a trouvé :
Si Q est le nombre de qnintaux métriques que supporte un
arbre en son milieu , cet arbre étant en fonte, et d le diamètre
du tonriUoB, les toiuillons se trouvant également chargés :
FoBle: d = 3,2QVs
Si l'arbre est en fer, sa résistance
iinae 14': 9/4*ou :
Si l'arbre est en fer, sa résistance est à celle de la fonte
inae ]4 ': 9,*4'où :
42 DEUXIÈME PARTIS. LITRE PREMIER.
car c*est comme si c*était un arbre en fonte qui n*aarait à j
supporter que les neuf quatorzièmes du poids Q.
En pratique on donne au tourillon Vg ^^ ^^ ^^ '^ valeur
trouvée par le calcul.
IciQ n'est pas le quintuple de la chargea supporter , c'est
la véritable charge : \
d'où: D^d + Vgd.
Ayant déterminé le diamètre des tourillons , quand Tarbre
est pressé en son milieu, nous allons le déterminer pour le
cas où l'arbre eit pressé en un point quelconque {Pl^X,
fis- «9)-
_ Pm
qoand m = n P = p' == Vi P*
Pour le tourillon, c'est le poids p qui agit ; comme dans la
formule, on met deux fois le poids qui agit sur lui, puisqu'on
met Q, lequel est 2 1> pour msss n;. on met de même ip dans la
formule pour le tourillon en p , et 2 p pour le tonnllon enp\
p et p' flont déterQiiDég par <
fp'«
Pn
l
Pm
I
et CD a:p . . . . d « :r,2 ( 2 p )Vs)
: ... \ pour fonte.
p' d«3,2(2pOM
et: p (i==3,2(V7Py/0
P' (i'=S,2(%p')%)
et on ajoute Vg ^^ **>'•
Ces résultats sont bons pour des charges moyennes.
Si le poids Q augmente, la valeur de d est trop forte, alors
on ajoute moins de Vg «n $ns.
RÉSISTANCES DES MAT&RIkVX RIGIDES. 4^
S le poids Q diminue , c est le contraire. (Bien remarquer
que Q est exprimé en quintaux métriques.)
La longueur des tourillons doit être :
Pour fonte : ' ^ i, 2 D i , -.
fer :/=.. 5D } '«^piaUque.
§ 3. — EFFORT DE TORSION.
Soit un arbre ( Pi. X, Jig. 33 ) encastré par un bout, et uti
bras de levier a 6 partant du centre.
Soit P une force appliquée en b perpendiculairement k a b.
Si la force P est trop puissante , le point b décrit un cercle,
et chaque génératrice a c de' la surface décrit une hélice; de
même pour les génératrices des couches inférieures à la sur-
face, jusqu'à Taxe. Il y a donc une génératrice ny qui décrit
une hélice moyenne entre toutes les autres, ou plutôt un point
X dont la course est moyenne.
On a trouvé -que :
1» V effort pour opérer la torsion est proportionnel à t angle
de torsion ;
2« V angle de torsion est proportionnel au diamètre;
30 La résistance à la torsion est proportionnelle au cube dm
diamètre de la section.
Si A est la quantité d actioq transmise par P par seconde,
n le nombre de tours par seconde; est la quantité d'ac-
tion transmise par tour par P. Cest l'effort de torsion, il doit
être proportionnel à la résitance ou au cube du diamètre.
D'où : ]
D5=:
Si on connaît par expérience D', A*, n pour un arbre, et A,
n pour un autre, on aura D.
Or, Tarbre en fonte du volant d'une machine de 5o chr
vaux faisant 60 tours par minute, doit avoir 7 po.uces tj2
glais d« diamètre au tourillon.
Drs • • ^
•
A'
n
•
n'
n
B3=
A'
A
A'
n
44 DEUXlàMB PARTIE. LIT&B PREMIEI.*
a'où : D' = 7P,5 X 2.54 = 0.^1905
n'= . . . . 50
A'» 50 cbeVaui = 150000 kîl. m.
d'où : \, « 2,3
A
d'où : D' = 2,3
ti
A s'exprime en kilogrammètres, comme on le Toit à À'; c'est
la quantité d'action qni s'opère au tour de l'arbre ; n le nom-
bre de tours.
A
Pour tonte on a : D' ^9= 2,5
n
Pour fer D"« 2,3 ^ —
14 n
La résistance à la torsion est indépendante de la longuenr.
Seulement l'angle de torsion est proportionnel à cette lon-
gueur.
Par ces formules^ le tourillon n'est pas mémesomnis à une
torsion élastique.
Dimensions pratiques du corps de Carbre,
Lorsque sa longueur n'excède pas douîe fois le diamètre du
tourillon , il suffît de lui donner la forme octogonale circon-
scrite au cercle du tourillon , en donnant cependant au point
de rupture la dimension calculée.-
On fait en général le cercle inscrit dans l'octogone avec un
diamètre ss — du diamètre des tourillons. L'arbre a une
io
courbure parabolique.
Quand un arbre est soumis à la pression et à la torsion, on
cherche les dimensions du tourillon par les deux formules de
pression et torsion; on fait usage de celle qui donne la plus
grande valeur pour D, diamètre des tourillons.
§ 4. — EFFORT d'ÉcRASBMBNT.
Il se produit deux effets : écrasement et flexion. Les expé-
riences n'ont été faites que pour le chine, le fer et la fonte.
ÉBStStAl^CÊS DÈS MltÉRlAtiX JlldiDES* 4S
i" Chêne.
ta force nëcetsaire pour écraser un cubé de bois rie cfaéne
(5t de 4o à 48 livres par ligne quarrée^ c'est-à-dire, 385 à
463 kilogr. par centimètre quarré de base.
La résistance ne diminue pas sensiblement jusqu'à une baa-
tear égale à 8 fois le côté du cube.
Pour une hauteur égale à i o fois ce côté , il y a flexion.
a« Fer,
La forée nécessaire pour écraser un cube de fer est de 5 1 3
livres par ligne quarrée, ou 494^ kilogr. par centimètre
quarré de base. Quand la hauteur est plus du triple du côté
da cube, le fer se rompt.
30 Fonte,
Il font loooo ki1ograra.( 3 0000 livres] par centimètre quarré
(19 lignes) de base. La résistance reste la même pour une hau-
teur égale à huit ou dix fois l'épaisseur. Au-delà,; les pièces
plient.
Ces nombres étant les nombres limites, en pratique on ne
charge le chêne que de i/5 du poids indiqué ;
U fer de V4.
La fonte de V^.
Il faut aussi rester dans les limites de hauteur indiquées.
TABLEAU RELATIF AOX LONGUEURS.
Chêne.
Soit / le côté du cube; pour une hauteur égale à :
{ , la charge d'écrasemenl est . 1
!2i %
24 f Va
36 / . Vs
48« Ve
LOI Vi*
l±l Vi4
La théorie donne pour une substance quelconque (Pl.X,
/I9. 54) , £ étant plus grand que a :
In^énkur Gvilt tome s. ^ .
36 SlUXlàlU MJlTIg. UTIB PUMim.
Bapporii entre lee rétUtaneet dei ptèeet d'égaiei teetiont,
10 Rectangle et qaarré {PI. X, fig. 22 et 38).
Rectangle F « ■ ^^^'
!•/ • p/f • • a jt • ^ f *t*nt facleut common j
Sarraceségale8:a( = g' (1)
De (i) OD tire : îc^j/aT ç^^^ ab y ab
F' ; F'' : ; a6 X 6 : ab p/Tbi ; 6 : ^/ÏÏT
La résistance de la pièce rectangulaire est à celle de la pièce
qaarrée \ [ b ] q.
Or, 6 étant^ a, est ^ q
|)onc, UD rectangle dans la position /Ig, 22 résiste mieux
qu'HP qmirré dans la position /Ig, 38.
20 Qoarré et qaarré (f^i. X , /l^. 23 et 23).
Qnarré 1» F' «. -5-21
ici F' est éTideinment>F''
Ro« '
Quarré 2o F'' =- >^_
6f/2
donc le quarré (^^. 27) résiste mieux que \p quarré (/f^. 23),
30 Circulaire annulaire et circulaire plein (P/.X, fig,^4eiZS)
Circulaire annulaire i® F' « • ^^ 1 — L
Circulaire plein 29 ¥''«
4r'
4
F' ' F" • • ^ ^ • r»
RESISTANCES DBS MATÉBÎAUX RIGIDES. 3^
Sflffaees égales: tt (r'^— r''»)-=7rr«. ... (1)
De{1)<
90 lire
donc :
F'
•F"'
f« = r'* — r"
«j/r'i — 1
r'
; (ff»— r'fs)^r'*— f''«
yf«+yf/«
f/;
fMl<r'r donc rr' est <r^*,6l par conséquent <r'*+f''*
Donc la pièce annolaire résiste mieux que la pièce circnlaira
pieioe.
4» Reclangle et anneau (P/. X, fig* 22 et 24).
Rectangle F' =
6
Anneau J" ^ lllUllzfllL
F/ • Y" •
a 6» . ^{r'4_yr/4)
5 • âr'
Surfices égales : a6B=-r(r'* — r"*). . . . (1)
De(l)onlire: ^ô
,.M |./A4 .
d'où :
F' F"'
3 • 2 r' • ' 3 • 2 r'
4d DEUXIEME PARTIE. ilVEB PREMIER.
Raideur des cordes à trois torons non goudronnées.
p
liT.p.
Q lî?res poids.
CORDES No 1,
CORDES No 2,
CORDES No 3,
6 fils de caret, 12
15 fils de caret, 20
30 fils de caret, 28
lignes de toar.
lignes de tour.
lignes de toar.
LES DIAMÈTRES DBS CYLINDRES ÉTANT : ^
1
2
4
6
4
1
3
4
3
pouce
ponces
pouces
pied.
pieds.
pieds,
liv. p.
pieds,
liv. p.
pieds.
pieds.
liv.p.
Ut. p.
Uv. p.
liv". p.
Ht. p.
liv.p.
liv.p.
liv.p.
25
2
»
»
7
3.2
1.7
11
5.0
125
li
4.0
»
22
9.0
5.0
21
8.5
225
17
6.5
»
50
17.0
7.0
29
14.0
425
51
12.0
5.7
65
31.0
13.0
47
25.0
625
43
15.0
7.2
92
41.0
16.7
67
31.0
1025
»
»
11.0
a
»
27.0
*
50.0
34
11 s'agit de déduire une formule çénétale de tous ces résa]«
tats, s'il est possible.
A l'iaspectioD de cette table nous remaïquons :
Plus le diamètre de la corde est grand , plus Q augmente.
Q augmente donc en raison d'une puissance inconnue des
diamètres des cordes.
Prenons deux valeurs de Q, 3i et 7,^, et les valeurs corres-
pondantes des circonférences 63 millim. (28 lignes), et 27
millim. (12,5 lignes) , car les circonférences soot entre die*
comme leurs diamètres.
Soit n la puissance inconnue ;
Si ; 7.2 : : 28° : 12.5°
d'où
f 28 Y^ 31
V 12.5 ) 7.2
>1.8
Dans d'autres, on trouvent 1.7 etn«: 1.4 an moins, n
augmente avec le diamètre de la corde. Ou pr«ad ns* a. ce
^» ne peut nuire, .
Eâ«lffA«CM «M MATIhUQX n.BStBI.99* 4ft
Donc : "
\* A charges égales , P, Q , les raideurs des cordes sont
entre elles comme les qoarrés de leurs diamètres.
Si nous prenons la corde n** 3 et le cylindre de 54 millimè-
tres ( a ponces) :
Pour P == 25 H?, p. . . . Q » 11 liv. p.
P=6251t?.p. . . . Q» 67 H?, p.
Diflerence « 600 lit. p. . Différence » 56 H?, p.
Pour 3oo kilog. (6oo livres) ajoutés à la charge, il fiint
ajouter a 8 kilog. (56 livres] à la force ({ui fait équilibre à la
raideur.
Ou pintât : la raideur augmente de 56 quand la charge
augmente de 6oo.
600 : 56 ;: 100 : «««9,5
Si ce rapport loo : 9,3 de P à Q est exact, il devra se véri-
fier ; nous pourrons faire cette vérification en calculant Q sur
P, d'aptes ce rapport , et le comparant au résultat de la table;
par exemple, pour P sa» ab livres :
100 : 0.5 : : S5 : « — s.3
Q ëtas U CaMe. Pifféra&ee.
. . 11 . . . 8.700
. . 21 . . . 9.67S
. , v29 . . . è.075
p
Q par le eaUal.
25l.p.
. . 21.p.300
i25 .
. . a 325
2:25 .
. . 20 925
425 .
. . 59 525
C25 •
. . 58 125
. . 47 . . . 7.475
. . 67 . . . 8.87»
Si les raideurs, d'après cela, sont proportionnelles aux char»
ces , ce n'est pas dans le rapport de 9. 3 à 100.
Hais de quelque manière que Ton s'y prenne, on trouve
tonjonrs les mêmes résultats ; or, toutes ces différences sont
sensiblement égales entre elles et apprQchent de 8 pour U
corde en question.
Donc :
a* La charge P est proportionnelle â la raideur Q diminuée
d'nne quantité constante dépendant de la nature de la corde^
Ainsi :
P coBStant ; Q \ (^ '.l d^ [ à'* diamètrei def eordef.
5o DEUXIÈME PARTIE. LITAB PRSMIBR.
dcenstant: P ; P' ; : Q — a I Q' — a
d'où: Q« -^(Q'-a)+a
Si enfm nous faisons la raidenr dei cordes égale à R Ja-
quette esi égale à Q = p', on a :
71 étant i , ou un nombre plus petit.
a est le nombre constant qui dépend de ta corde employée.
D diamètre du cylindre, d diamètre de la corde.
b coefficient dépendant de P, pour plus d'exactitude.
Mettant la formule sous la forme
R»
D
. (ad»+^(î»P)
on a fait un tableau pour celte formule.
Lb diamètre du cylindre est de i mètre.
CORDES.
Diamètre
des
cordes.
POIDS
des
CORDRg
par mètre
RAIDEUR
constante
ada.
RAIDEUR
parktl. de
charge bdn.
Blanches à 3 fils
- m.
k.
k.
k.
de caret
Blanches à 15
0.02
0.2884
0.22246
0.0097382
fil s de caret...
Blanches à 6 fils
0.0144
0.1448
0.063S14
0.0055182
de caret......
Goudronnées &
0.0088
0.0522
0.010638
0.0023804
30 fils, etc..
Goudronnées à
0.0236
0.3326
0.3496
0.0125514
45 fils
Goudronnées à
0.0168
0.1652
0.105928
0.0060592
6 fils
0.0096
0.0Ç93
0.021208
0.0025968
Si l'on veut faire
pratique
usage de la formule et du tableau pour la
ftisiiTAMClS WBB MATàtOAVX fUZlBLES. Si
Soit B', P, 4' 9 P d'une autre corde :
B^lVy.d'l d'^ P égaux
Ponr les cordes goudronnées :
"'-f('
a(l" + i5d»Pj-^
ce éUoi le nombre de 61s de careL.
D'après cette étude ou voit que :
!• Les cordes absorbât beaucoup de force par leur rhideur;
a** Plus leur diamètre est grand, plus elles absorbent de force.
On a été conduit par là à l'emploi des cordes plates.
Soit uue corde plate composée de cinq cordes rondes de
six fils de caret , on trouve dans la table ;
od» *« 0.0106 % ^ ^1.
5 X 0.0150 «s 0.0650 » raideur totale.
Prenons une corde tonde é<|uivalettte, de trente fils de
caret, par conspuent :
ad» >» 0.2224
bO" » 0.0097
0.2321 » raideur totale.
B : E' ; : 65o : 2321
:: i ; 3.5
Les plates valent mieux que les rondes sous ce rapport.
Elles ne peuvent s'enroaler en spirales sur les treuils.
Les rondes, sur de petites poulies, se cassent.
IiIYRE II.
COVPOSITION eiNÉRAtB OBS HACHIIIBS.
Les machines sont des appareils destinés à effectuer an tra-
vail , soit comme moteurs, soit comme outils; par cette raison
elles se composent toujours de deui parties, savoir :
La partie fixe ,
La partie mobile.
Chacune de ces parties se compose de pièces; la partie fixe
comprend toutes les pièces en repos , en quelque point d« Vap-
pareil qu'elles se trouvent; la partie mobile comprend toutes
les pièces en mouvement*
Parmi les pièces on distingue ;
i^Les pièces ;7nnc(pa(e5 ou spéciales, dont les formes et
dimensions sont propres au travail qu exécute la machine dont
elles font partie.
3^ Les pièces secondaires ou générales , dont les formes sont
constantes pour des relations analogues entre les diverses piè-
ces principales, et dont les dimensions dépendent de l'impor-
tance de ces dernières*
D'après ce, il est facile de se convaincre que, pour chaque
travail différent à effectuer, les formes et dimeniiions des
pièces principales varient ; mais il n'en est pas de n^e des
formes et dimensions des pièces secondaires.
En effet, d'après la définition que nous en avons donnée »
les pièces secondaires ne sont autre chose que des appareils
de communication entre les pièces principales.
Or, il existe deux genres de communication :
La communication directe ,
La communication indirecte.
La première s'effectue au moyen des pièces dites «Tassem-
blage ou de transmission de mouvement , suivant qu'elles ser-
vent à relier des parties fixes ou des parties mobiles.
La seconde s'effectue au moyen de pièces dites de transfor»
mation de mouvement , et a lieu tontes les fois qu'il £iut relier
ensemble des pièces douées de mouvements différents.
Il existe donc deux espèces de pièces secondaires , dont le
nombre, bien qu'indéfini théoriquement, se trouve considé-
OOMHMITIOM GÊHiBAUl D» MACHlMW. S3
nblement restreint pratiquement , c est-à-dire , pour satisbire
à tootes les conditions de solidité, d'économie , de légèreté et
d'élégance désirables. Aussi le nom de pièces générales con-
vient-il beaucoup mieux à ces pièces que celui de pièces se-
condaires, par la raison qu'elles sont d*un usage général, car
on les retrouve partout.
Pour démontrer que le nombre de ces pièces est restreint ,
il nous suffit de dire qu^ les sections des pièces de machines
aux poinU d'assemblage, dérivent généralement de l'une des
trois figures géométriques soivaotes, savoir :
Le rectangle j
Le quatre.
Le cercle i
lesquelles doonent |iea «ux dooza assemblages principaui
suivants:
Rectangle avec rectangle» bout à bout.
id. id, d'équerre.
Eectangle avec quarré, bout à bout.
id. id, d'équerre.
Bectangle avec cercle^ bout à bout.
id. id. d'équerre.
Quarré avec quarré , bout à bout.
id, id, d'équerre.
Quarré avec cercle, bout à bout.
id. id, d'équerre.
Cercle «vec cercle, bout à bout.
id. id, d'équerre*
De même, pour les transformations de mouvement, on jie
coDDait dans les machines que deux mouviaments , savoir ;
Le mouvement rectiligne»
Le mouvement circulaire.
Ces mouvements peuvent être continus ou alternatifs ^ ce qui
constitue quatre genres donnant lieu aux seize transforma-
lioos suivantes, savoir :
1* Transformation du mouvement rectiliffne continu en ;
I* Rectiligne continu,
a* Rectiligne alternatif;
3* Circulaire continu,
4* Grcuiaire altomati^
54 DEUXIÈME PARTIK. LIVEB 11.
a* Transformation du mouvement rectilîgne alternatif e>i :
i^ Rectiligne continu,
3* Rectiligne alternatif;
3® Circulaire continu,
4^ Circulaire alternatif.
3* Transformation du mouvement circulaire continu eD :
1* Rectiligne contimi ,
2^ Rectiligne alternatif;
3* Circulaire continu,
4** Circulaire alternatif.
4* Transformation du mouvement circulaire alternatif en :
i<^ Rectiligne continu ,
a^ Rectiligne alternatif ;
3^ Circulaire continu ,
4*^ Circulaire alternatif.
C'est la réunion des pièces d*assemblage et de transforma-
tion de mouvement qui constitue la composition générale des
machines; en conséquence, nous allons étudier successive-
ment ces différents genres de communication et ea déduire
les formes des pièces relatives à chacun d'eux.
' CHAPITRE PREMIER.
COMMUNICATION DIRECTE.
ARTICLE P'.
COMMUNICATlOIf ENTRE LES PIECES FIXES ET LES PIÈCES
MOBILES.
I* BfûuveiMnt rectikgnt.
Lorsqu'une pièce mobile est dooée d'un mouvement recti-
ligne continu ou alternatif, elle exerce un frottemeat contre
les pièces fixes qu elle touche.
Ce frottement peut être de deux natures différentes , savoir :
Frottement de roulement.
Frottement de glissement.
Dans le premier cas^ la pièce mobile est munie dWe^ en
/er, sur lesquels sont montés des cylindres en fer, fonte , cui-
vre ou bois, dont les formes et dimensions varient suivant la
distance qui existe entre les axes et les pièces fixes.
COMMUNICATION DIRECTE. 55
lorsque le diamètre de ces cylindres ne dépasse pas ao
centimètres (7 pouces 5 lignes), on les nomme :
Galets, en métal;
RouieUes, en bois.
LoTsqoe le diamètre dépasse 30 centimètres (7 ponces 5 li-
gnes), 00 les nomme roues f quel que soit, d'ailleurs, lenr mode
de constraction.
Dam le second cas , la pièce mobile est manie de gtissoin,
dont les formes et dimensions Tarieitt suivant la disposition
des pièces en contact.
Dans les denx cas, les pièces fixes sur lesquelles a lieu le
frottement sont munies de surfaces planes, dont les galets ou
glissoirs saiTeot la direction ; ces surfaces portent le nom de
(jxddes.
La plupart du temps, lorsque Toti permet aux pièces mo*
biles de ftotXer contre les pièces fixes, sans nécessité, c'est que
ces pièces mobiles ont besoin de guides pour suivre la dûrec-
tiou que l'on vent leur imprimer. Alors la construction des
pièces à surface plane est assujétie au genre de travail que la
machine doit effiectuer.
Les figures Sg et suivantes, PI. X , représentent les divers
georesdeeommuiiicâtioDs dont nous venons de parler, savoir:
Fig, 39 et 4o. Frottement de roulement d'un axe Vertical,
doué d'an mouvement rectiligne alternatif, employé dans les
machines à vapeur, système Afai/dsta^.
Ftg. 4iet42. Frottement de roulement d'un axe borizontat,
<looé d'un mouvement rectiligne alternatif, employé dans les
machines à vapeur, système Tàylor et Martineau.
Fig. 43 bis. Frottement de glissement d'un axe horizontal,
doué dan mouvement rectiligne alternatif, employé dans les
locomotives.
Lorsque le travail à effectuer est faible, si la pièce mobile
est unetige^ On se dispense de la munir de glissoirs, et elle
passe elle-même dans le guide {fi^. ^6 et 47), qui consiste en
une pièce fixe d'un ou plusieurs morceaux solidaires, percée
dan trou dont la section est exactement la même que celle
<lelatige.
2^ Mouvement circulaire.
Lorsqu'une pièce mobile est douée d'un mouvement circu-
laire, soit continu, soit alternatif, elle est toujours montée sur
unaiite, dont la communication avec les pièces fixes voi-
siaesaliea par l'intermédiaire de supports.
Dans le cas particulier d*an monyement circafalre alterna*
tif, pour des pièces effectuant un travail léger, on emploie ,
au lieu de support; une charnière dont la forme varie sui-
vant la situation de la pièce mobile au point d'assemblage.
On distingue plusieurs espèces de supports, savoir :
Le support ordinaire ou palier (fig, 4^ ^^ 49)) <iui s'emploie
spécialement pour supporter les arbres horizontaux , quand la
pièce fixe à laquelle ils doivent communiquer est située au-
dessous.
La chaise {fig. 5o et Si), qui s*etDploie,de préférence pour
supporter les arbres horizontaux, quand la pièce fixe à la-
quelle ils doivent communiquer est située en dessus.
La crapaudine {fig. 5 a et 53), qui s'emploie de concerl avec
les supports ordinaires pour supporter les arbres verticaux*
Les parties des arbres qui passent dans les supports se nom*
ment tourillons. Les tourillons sont toujours cylindriques,
tandis que les arbres peuvent être cylindriques ou prisma-
tiques, à volonté.
ARTICLE IL
dOMMUNI CATION ENTAB LES ^ikcES FIXES BNTnB ELLES OO
LES PIÈCES MOBILES ENTRE ELLES.
g l". — ASSEMBLAGES D*UNE PI èCB A SECTION RECrAlteOLAlRB
AVEC USE AOTRS PlèCB A SECTION RECTANGULAIRE.
Les sections rectangulaires constituent tontes les pièces que
Ton nomme pièces plaies , et dont l'assemblage a lieu au moyen
des boulons et écrous,, ou des rivets ^ de la manière suivante :
i^' Si les pièces sont placées bout à bout {fig» 54 et 55) , oa
les superpose d'une quantité suffisante , soit simplement , soit
avec un léger coude, pour conserver le même niveau aux
surfaces principales , et on les perce de trous correspon-
dants, dans lesquels on passe des boulons [fig. 54) que l'on
terre par des écrous k froid, ou des rivets {fig. 55) que Tor
aplatit à cbaud.
a<* Si les pièces sont à angle droit entre elles, on fait un
coin à l'une d'elles {fig, 56) pour l'assembler comme précé-
demment , on on place une cornière ( fig- 57 ) entre les deux
pièces.
Dans le premier cas^ il oe Êiut qu'un bonlon par point d'as-
semblage ; dans le second cas , il en faut deux.
Le premier mode s'emploie pour les assemblages de plaques
MMileiMClntoir miaxsrÈ. 57
éê forite» comBM dans les bâches de mâchtfte» à vapeur, et
poar ceux de tôUs minces; le second mode s'est employé ex-
GliuiTement , pendant longteinps, peur les tôles épaisses, dans
les chaudières à vapeur dites en tombeau , et les locomotives.
Mais, aujourd'hui, ou préfère donner une coorbore suffisante
à l'one des deux tôles à assembler {Jig, 58 ).
J 3. — ASSEMBLAGES d'uSB PIECE A SBCTIOII RBCTANGDLAIRB
AVEC UNE PIECE A SECTION QOAREÉE.
i^ Si les pièces sont placées bout k bont, le meilleur as-
semblage consiste à déformer l'extrémité de l'une des deux
pièces à assembler, et à lut donner la section de l'autre. Si c'est
le guorré que Ton aplatit', l'assemblage se fait an moyen de
boulons, comme ci-dessus; si, au contraire, c'est le rec-
tangle que l'on équarrit, l'assemblage se fait au moyen d'aa
manchon [fy. 5g), si les pièces sont pour tourner ensemble;
et au moyen d'une douille à clavette (Jig. 60), si l'une des
pièces tire l'autre longitudinalement.
a° Si les pièces sont placées d'équerre, l'assemblage varie
suivant la nature des métaux en contact.
Pour fer sur fer, on soude ou on rive sur embase (fy, 61).
Pour fonte sur fonte ou fer sur fonte, on cale le quarré
dans un tron un peu plus grand pratiqué dans la fonte.
Si la pièce encastrée doit pouvoir se retirer à volonté , alors
on taraude son extrémité sur une certaine longueur, et on
met un écron, ayant soin de réserver une embase de l'antre
côté(/!gf. 62).
g 3. — . ASSEMBLAGES d'uNE PIECE A SECTION RECTANGULAIRE
AVEC UNE PIÈGE A SECTION CIRCULAIRE.
1* Si les pièces sont placées bout à bout, on fait comme
ci-dessus, c'est-à-dire que l'on aplatit le rond , ou arrondit le
rectangle. Dans le premier cas , l'assemblage se 'fait au
moyeu de boulons ; dans le second cas , il se fait au moyen
d'an manchon ou d'une douille : seulement, ici, le manchon
est rond, ce qui nécessite l'emploi d'un prisonnier {Jtg. 63)
dans chacun des arbres, sans quoi ils ne tourneraient pas
ensemble.
a* Si les pièces sont placées d'équerre , cas des boutons de
manivelle et des tiges de pistons, on fore la pièce plate d'un
trou cyUndrique ou conique, et on y place la pièce ronde,
munie préalablement d'une embase, dans le cas de cylindre, et
d'une mortaise pour recevoir une clavette de uxtaQé^fifé 64).
Ingénieur Civil, tome a. ^
6» DSirZiiltK nLBTM. U9m H.
Sott na l'eapaee que pftrcQiirrait le poid&x pendant k pr^
mière seconde s'il tombait librement, ti a x est le trairail pro*
dait par ce poids pendant la première seconde.
Or, puisque x met en mouvement tout le syst^e et lui fait
parcourir a pendant la première seconde, le travail qu'il pro*
dttit,' en tombant seu), doit être égal à celui qu'il produit
quand il entraine avec lui tout le système, et on a :
najc s=s a (Qsin. a -j-Qeos. a/4-R-f-:c)
d'où : (n — I ) * s=« Q sin. « + Q cos. a/+ R
Q (sin. a + Q cos. a/) + ^
et pcmm —
n — I
L'espace parcouru par un corps tombant librement, peu*
daat la première seconde est — - se 4**90«
Connaissant a, par hypothèse , on détermine n en posant:
4.»90
n sss: >
a
Si on vent transmettre le mouvement rectiligne dans uu
sens quelconque, on emploie plusieurs poulies, dont chacune
d'elles se trouve dans un même plan avec les deux portions de
la corde qui l'embrassent.
Si on veut transmettre le mouvement rectiligne avec des tî-
tesses différentes, on emploie alors deux cordes montées sur
deux poulies ayant même axe {fy* 78) et des diamètres dif-
férents.
Si Q est le poids moteur, on a :
QXR = PXr + F + j,R-f ç,'r
f et f»' étant les raideurs des cordes pour les rayons R et r.
Si on vent transmettre le mouvement rectiligne perpendi-
culairement à la force qui agit, on emploie le coin a (fig, 79 )
se mouvant sur le plan incliné B. Ce mode de transformation
est employé spécialement dans les laminoirs à tôle pour serrer
les cylindres , et aussi dans les roues hydrauliques pour sou*
lever l'axe. ,
On emploie dans les scieries, pour le même objet, le pa-
rallélogramme représenté figure 80. La règle B restant fixe, si
on pousse la règle A de gauche à droite, elle fait avancer
l'arétê 66' bien parallèlenent â l'arôte ae ,- déplus, pour uq
eomfuiiicATioii utonicn. 6ff
Bummaent très-apprëdabie de A, de gauche â droite, Varète
h b' aemoote que d'ane quantité très-petite ; ce qui permet de
fder des planches aussi minces que Ton veut, et également.
§ a. — MOUVEMENT RECTILIGNB CONTINU EN BECTILIGNS
ALTERNATIF.
Cette transformation s'exécute au moyen des deux suivan-
tes, ssToir:
Moavement rectiligne continu en circulaire continu ;
Mouvement drcnlaire continu en rectiligne altematiJF.
Nons renvoyons donc à ces deux paragraphes , pour la so-
lution du présent.
8 3. — i MOUVCHBNT RBCTIUONE GONTIMU EN ORCUIiAIEB
CONTINU.
Cette transformation s'effectue au moyen du treuil {fig.^i),
qui sert en même temps à transformer le mouvement circu-
laire continu en rectiligne continu.
Elle s'effectue encore au moyen de Teau (Jig. Sa ) agissant
sur une roue hydraulique.
Enfin, l'action du vent sur les ailes d'un moulin {PL XI,
fig. I et a ) est encore une transformation de ce genre.
S 4* — MOUVEMENT AECTILIGNS CONTINU EN CIRCULAIRE
ALTERNATIF.
Cette transformation s'effectue de la manière suivante :
Soit A un axe {Jig, 3) sur lequel sont fixés deux augets B et
C contigus. Soient D un oriBce par lequel de l'eau s'écoule
constamment; E , F deux points d'arrêt.
Si les points d'arrêt sont situés de telle manière que quand
l'an des augets est renversé, l'auget B, par exemple, le cen-
tre de gravité de l'autre auget G, plein d'eau, soit sur une
verticale à droite du centre de l'axe A, cet axe décrit un mou-
vement rectiligne alternatif par la chute continue de l'eau de
l'orifice D.
On emploie dans les rivières, pour faire traverser les bacs,
la disposition suivante :
' Soient A B {Jig. 4 ) Ia direction du courant de l'eau , O un
point fixe, et O C une corde attachée en un point C du bac en-
tre le milieu de sa longueur et l'extrémité, tel que le bateau
se tienne dans une position inclinée par rapport au courant.
Soit F la pression du courant contre la face inclinée du ba-
teau, cette force se décompose en deux autres, savoir :
6s nmasàtn va&yis. trimi n*
ff tangente à la draonfiérenoe décrite au ^at O; tmmmib
centre, a¥ee O G pour rayon, qoi obtient son e£fet
/', parallèle au batea» , cpi est perdue.
Il résulte de là que, dans la position de la figure 4> le ba-
teau traverse de la rive D à la rive E.
L'inverse a lie^i quand on prend le point G de l'autre côté
du milieu du bateau.
ARTICLE U.
TRAMTORMATlOlf DU MOUVEMlEBnr REGTlLlOlffB AM.lUBiSATM.9,
J t«. — MOUVEMENT RECTILIGNE ALTERIfATlF EN RECTlLlGNS
CONTINU.
Gettetransformatbn s'exécute an moyen des deux suivantes :
Mouvement rectiligne alternatif en circulaire continu ;
Mouvement circulaire continu en rectiligne continu,
auxquelles nous renvoyons.
g 2. — MOUVEMENT RECTILIGNE ALTERNATIF ENUCTILtGÏIB
ALTERNATIF.
Cette transformation s'exécute au moyen des appareil^ re-
présentés figures 17 , 18 et 19, selon la direction suivant la-
quelle la transmission doit avoir lieu.
Fig. 17 et 19. Transmission du mouvement rectiligne alter-
natif de la bielle D à la corde a se mouvant dans un plan pa-
rallèle à celui du mouvement de la bielle D.
Fig. t8. Transmission du mouvement rectiligne alternatif
de la bielle F à la corde b se mouvant dans un plan perpen-
diculaire à celui du mouvement de la bielle F.
Dans ces trois figures, comme dans toutes les transforma-
tions du mouvement rectiligne alternatif qui ne sont pas di-
rectes, il y a une transformation intermédiaire en circulaire
alternatif; c'est pourquoi nous renvoyons à l'article 4 pour
l'exàmen de tous les cas particuliers de la présente.
S 3. — MOUVEMENT RECTILIGNE ALTERNATIf EN G1HC1TLAIRE
CONTINU.
Cette transformation s'exécute au moyen de l'appareil re-
présenté figures 5 et 6.
e est un point doué d'un mouvement rectiligne alten|ati(
et formant l'extrémité d'une tige {fia. 5).
ce est une manivelle montée sur 1 arbre d et portant à son
bouton a un pignon B se mouvant dans nne roue d'engrenage
GOHinmicànoN îmimiictb. ^3
A à ientiintériettres, dont le diamètre est doubUde eeloi da
Le point « étant doué d*on mouvement rectOigne alternatif
dont la course est égalç à quatre fois le rayon de la manivelle,
cette dernière est douée d'an mouvement circulaire continu.
Pour démontrer cette propriété, soit AB (/fy. 6) le dia-
mètre de la grande roue.
SeitD un point quelconque pris sur ce diamètre^ et ODE
une petite circonfi^iice*p^ant par ce point et ayant pour
rayon OE = AB.
a
Le point £ étant le point de contact de la petite circonfé-
rence sur la grande , et les distances D C , C O étant constantes,
ilfaat,pourque la propriété sus-énoncée ait lieu, que l'arc
ÛF£ soit égal à Tare A£, car alors on verra clairement que
la petite circonférence, roulant dans la grande et partant
da point A, a. transporté ce point en D.
Or, si par C on mène CF parallèle à O A, on a :
Angle 0 DE =ss un droit, comme inscrit dans une demi-cir*
conférence ;
Angle GFE =s un droit, à cause du parallélisme.
CF est donc une perpendiculaire sur le milieu de la corde
DE fG^mnétn> élémentaire).
Alors l'arc FE est égal à l'arc DE; mais l'angle AOE est
%al à Tangle FGE. Le premier a pour mesure A E ; le second
a pour mesure F £. Les cirtMm€èrence8 sont entre elles comm«
leurs rayons; et comme CEb=s %0E. il en résulte queEF
= %AE.
Donc: DFE = AE.
Cette transformation de mouvement s'opère encore au
moyen de la bielle et de la manivelle {fig. 20 },
A est un point, l'extrémité d'une tige, doué d*uo mouve-
iDent rectiiigne alternatif; B est une bielle; C , une manivelle
montée sur l'arbre a et douée, ainsi que lui, d'un mouvement
Circulaire continu.
Ce genre de transformation de mouvement, si usité dans les
machines, est assez intéressant pour que nous en donnions une
théorie complète.
CAIGCLS DES MANIVELLES.
i« Manivelles simples»
SoientO C%. 7) le centre de la manivelle et m 0 la ligne M"
64 OBUXliMS PARTIS. UTRK 11.
vant laquelle a lieu le mouvement rectiligne alternatif. Pen-
dant la rotation , la bielle a une de ses extrémités en m , m\
m\ m***, etc., tandis que Tautre se trouve en B , B*, B'*, etc.,
sur la circonférence décrite par le bouton B de la manivelle.
11 résulte de là que, l'action du moteur étant constante, celle
de la bielle sur la manivelle est variable suivant son inclinai-
son sur la ligne m O.
Comme, en admettant ces variations d'actions, la théorie dç
Kappareil se compliquerait inutilément^cbmme, d'autre part,
la bielle est toujours assez longue pour que les variations dans
l'intensité de la force transmise par elle soient peu apprécia-
bles, nous supposerons, dans tous les calculs qui vont suivre,
que la bielle se meut parallèlement à elle-même, et qu'alors
son action sur le bouton de manivelle est constante.
Soient P l'action de la bielle sur le bouton de manivelle B;
Q la résistance qu'oppose ce bouton au mouvement, tangea-
tiellement à la circonférence qu'il décrit.
La résistance étant tangente à la circonférence décrite par
le point B , son bras de levier est constant et égal au rayon r
de cette circonférence ; on a alors pour moment de la résis-
tance ;
QXr
Pour la puissance, au contraire, le moment varie à chaque
instant, comme il est facile de le démontrer en considérant P
comme appliquée an point B*. Prolongeant P B' jusqu'en D, ie
moment de P« par rapport au point O, est :
pxod«pxb;d%
Au fur et i mesure que B* se rapproche de B , 0 D diminue,
et pour B' en B on a : ODs»o.
De même, au fur et à mesure que B' se rapproche de B",
0 D augmente, et pour B* en B" on a : O D s» O B" ss r.
Ainsi, les moments de la puissance varient entre o et P r.
Si le travail produit pendant une révolution est égal au tra-
vail absorbé, il faut que le moment de ]a résistance soit com-
pris entre o et Pr, cest-à^ire que Ton ait :
o < Q < P
La valeur de Q s'obtient de la manière suivante :
A chaque tour de la manivelle , un point quelconque de la
bielle est descendu d'une quantité égale à B A et remonté d'uue
même quantité. BA étant le diamètre du cercle représenté
OOMHnsiciTIOIl INDlRBClt. 65
p» ar, Je ehemm paf couru par la puissance, pendant un
tout de manivelle, est ir, et le travail produit est :
4rXP.
La résistance Q décrit une circonférence dont la loo^pienr
est a TT r; le traTsùl absorbé par elle est donc :
Pour l'équilibre de travail, il faut :
4rXP«=2wXQ
^ 2 ^ 2 ^
d'où
V 5.1416
On peut deknander qnei est le porat où le moHMBt de In
puissance est é(^l i celui de U résistance; pour eela , il sufRt
de poser :
ap
Qr = L- X r *» P X a^
. 3.1416
d'où : d
3.14it)
Dans I« manivelle ftîmple, on a donc t
Effort minimum ; effort moyen * effort maximum
2Pr
3.1416
2P
Pr
3.1416
:; 0 : oes? : i
t' Manwelka doubler.
On distingue denx espèces de manivelles doubles , savoir :
La manivelle double à boutons opposés {Jig, 8) ,
La manivelle double à boutons d'équerre {fig. 9).
Pour la première, si la puissance se compose de Y, P appli-
qué en B et VâP appliqné enB*, les relations entre la puissance
et la résistance sont les mêmes que dans |a manivelle simple.
66 DEUXlàMB PARTIE. LIVRE II.
Pour la seconde, si Vs P d appliqué en B et Vs P en B'»
<^n a :
10 Effort minimum= Vj P X o + V» P X r » */« P»';
^ Effort moyen = Q r =1^ 4 r P
carona: Stit Q ^ V«P X 4r + VîP X 4r
2Pr
d'où
3.1416
Pr
30 Effort maximam «=9
^^
ce qui s'obtient en remarquant que qnandle bras du levier
de 1 une des composantes de la puissance croit , celui de l'au*
tre décroît , et qu'alors il doit être une position des manivelles
pour laquelle la somme des moments de ces composantes est
au maximum.
Or, les deux triangles GOD, C'OD\ ayaht un côté égal r
compris entre deux angles égaux, à cause de la perpeudicu-
larité des côtés, sont égaux entre eux, ce qui donne :
OD«=G'D'etCD»>OI>'
Il faut : OD 4* O D*« nn maximum,
c'est-à-dire ; * C*D'-^ CD tse un maximum.
Joignons G G', il yient :
GI)<G£ C'B'<G'E
Plus le point C baisse, plus le point D se rapproche da
point G ; et quand enfin 1 angle C0Bss4^S la ligne G G' est
perpendiculaire à OB , et se confond avec C D et G* D' ; d'où ;
GD«:GE C'D'«G'E
11 en résulte que le maximum de valeur de OD-j-OD' cor-
respond à cette position pour laquelle on a :
tJomnmieitioii iHomtcTt»
ttt (V,P + %P)xOD = _£L
On a donc :
Effort fflÎDimam * eff'ort moyen '
2Pr
3.1416
5.14l(>
0.707 ! 0.90
.V*
3** Manivelle triple.
La manivelle triple se compose de trois manivelfes simples
dirigées suivant les rayons menés du centre aux sommets du
triangle éqatlatéral circonscrit {Jig. io).
Cette manivelle jouit de la propriété suivante, savoir :
Si on mène un diamètre quelconque A A', la somme des per-
pendiculaires B G -{- B' C, abaissées des deux points B et B' si-
tués d'un même côté de ce diamètre , est égale à la perpendi-
culaire B"C" abaissée du point B" situé de l'autre côté.
Pour démontrer cela, il suffit de prolonger le rayon B O
euD; abaisser du point D la perpendiculaire D D* sur B"C";
joindre DB" et mener OF parallèle à C"B".
On a alors deux triangles DO Ë, OBC qui sont égaux, comme
ayantnn côté égal, adjacent à deux angles égaux, d'où on coo-
dut ;
BC^OE =:C''E^
On a ensuite deux triangles DD'B'*, B*C*0 qui sont égaux,
comme ayant les trois côtés parallèles, et Tun deux, B'* D du
premier, égal à son homologue B' O du second (la figure B'O B"D
étaat un losange) ; d'où on conclut :
el : BC +B'C'«C''D' 4-B"D'=. B'^C'
Cela dit , si on applique à chacun des points B, B', B'* une
6d DÏUXtiMÉ PARTlfi. LlVilE II.
force égale à Vz P» ^^ somme des bras du levier, àtués d'un ^
même côté du diamètre, étant égale au bras du levier situé
de l'autre côté , on a :
VsP X B''C^'== VsP X BC + Vs P X B'C
Ce qui indique que si les trois Forces agissent toutes dans
le même sens , en même temps, elles sont en équilibre, dans
quelque position que se trouve la manivelle. Mais ce n est pas
le cas actuel où les forces situées d'un même côté du diamètre
agissent de baut eu bas , et celles situées de l'autre agissent
de bas en haut, c'est-à-dire s'ajoutent, ce qui donne pour
moment de la puissance aux points B, B', B" :
V3PXBC4-V5PXB'C'-fV3PXB''C"=V5PXB''C''
Pour déterminer les rapports entre les efforts minimum,
moyen et maximum, nous remarquons que l'effort minimum
correspond à la position de la manivelle, pour laquelle le '
moment de Tune des forces est nul {fig. 1 1) , auquel cas ou a :
1© Effort minimum « V3 Pr f/Y'
car % P (B'C4.B''C)=«V3 PXB'C- VsP/^r» - -!l
Pour l'effort moyen, on a :
V3PX4r)3=2 7rrQ, donc:
«Pr
20 Effort moyen =
Pour l'effort maximum, on remarque qu il a lieu lors-
que l'un des bras du levier est un maximum , c'est-à->dire
horizontal, ce qui donne {fg. 1 ).} :
oo Effort maximum s=s s/^ pr
car OC est moitié de OB ou de r, et alors on a :
V3PX0B+V3PX0C+V3PX0C=«/3Prr + -il'\
= %Pr
lUiamant, il tiodI :
«9
Effort mioîmam
:: VzVryT
effort moyen
2Pr
3.1416
2P
5.1416
2
effort maximum
%P
3.1416
0.955
Si Doas compaùrons les résultats obtenus par les trois genres
de mapivellesy nous trouvons :
Bffint moyen. EffMt maximum.
0,637. . 1,000.
0,900. . 1,000.
0,955. . lyOOO.
BArt
. 0,000
. 0,707
Bfanivelle simple
Manivelle donble
Manivelle triple. . 0,866.
Ce qui indique que plus le nombre des manivelles est con-
sidérable , plus les efforts extrêmes de la puissance se rappro-
chent de Teffort moyen exercé par elle.
Lorsque le nombre des manivelles dépasse trois ^ il font
qu'il soit impair, pour que l'on obtienne le résultat que nous
venons de mentionner, sans quoi les effets «ont les méiues que
ceux des manivelles dout le nombre des bras est moitié seuW
ment. Ainsi, la manivelle à quatre bras produit le même effet
que la manivelle à deux bras , et ainsi de suite.
Il peut arriver^que la puissance n'agisse qUe dans un sens,
debaat en bas par exemple ; dans ce cas, le travail produit
par elle , pendant la demi-révolution du boaton, doit être
égal au travail absorbé par la résistance pendant la révolu*
tion toute entière , et on a pour la maniveile simple :
2Pr«27rrQ
d'où
Q^J-
L'effort moyen est, dans ce cas, moitié de ce quO était dans
le caed'iintf action eentittue*. •
" Ingénieur Civil , tome a. 7
6d t>£UXtàtt£ PARTlfi. LtVftE II.
force égale à Vz P» '^ somme des bras du leiner, situés d'uA
même côté du diamètre, étant égale au bran du levier situé
de l'autre côté , on a :
V3P X B''C"« V5P X BC + Vs P X B'C'
Ce qui indique qne si les trois Forces agissent toutes dans
le même sens , en même temps, elles sont en équilibre, dans
quelque position que se trouve la manivelle. Mais ce n'est pas
le cas actuel où les forces situées d'un même côté du diamètre
agissent de baut en bas « et celles situées de l'autre agissent
de bas en baut , c'est-à-dire s'ajoutent , ce qui donne pour
moment de la puissance aux points B, B', B" :
V3PXBC-f-V5PXB'C'+V3PXB"C"=V5PXB"C"
Pour déterminer les rapports entre les efforts minimiu&t
moyen et maximum, nous remarquons que l'effort minimum
corresponde la position de la manivelle, pour laquelle le
moment de Tune des torcesestDul {fi^. 1 1) , auquel cas ou a :
i*> Effort minimum «« V3 Pr ^ 3 ^
car % P (B'C-J-B"C)=d«/5 PxB'C= V3P /^r» - -
i
,^r_
l'effort moyen, on a:
V3PX4r)3=:27rrQ, donc:
9Vr
20 Effoxl moyen «=
Pour l'effort maximum, on remarque qu'il a lieu lors-
que l'un des bras du levier est un maximum, c'est-à-dire]
horizontal, ce qui donne {Jig. 1 3.} :
30 Effort maximum ss s/^ pr
car OC est moitié de OB on de r, et alors on a :
V3PXOB+V3PXOG + %PXOC=V3Prr + -l!lj
]U«DiiMBty il TÎeot : .
69
Effort miolôQuin
\ effort moyen
* effort maximum
:: 'APrKi"
2Pr
3.1416
: %Pr
p
2P
3.1416
: %p
1
2
«/
• KT -
5.1416
/3
0.866
: 0.955
1
Si nous compatons les résultats obtenus par les trois genres
de mapiTelleSy nous trouvons :
0,000.
0,707.
0,866.
0,637.
0,900.
0,955.
1,000.
1,000.
lyOOO.
Manivelle simple
Manivelle double
Manivelle triple.
Ce qui indique que plus le nombre des manivelles est con-
sidérable , plus les efforts extrêmes de ia puissance se lappro-
chent de l'effort moyen exercé par elle.
Lorsque le nombre des manivelles dépasse trois ^ il faut
qa il soit impair , pour que l'on obtienne le résultat que nous
venons de mentionner, sans quoi les effets «ont les mêmes que
ceux des manivelles dont le nombre des bras est moitié 8euie4
ment. Ainsi, la manivelle à quatre bras produit le même effet
que ia manivelle à deux bras, et ainsi de suite. ^
Il peut arriver^que la puissance n'agisse qUe dans un sens,
de baot en bas par exemple ; dans ce cas , le travail produit
par elle, pendant la demi-révolution du bouton, doit être
égal au travail absorbé par la résistance pendant la révolu*
tion toute entière , et on a pour la mauiveUe simple :
2Pr = 27rrQ
d'où : Q ^i^-' .
L'effort moyen est, dans ce cas, moitié de ce c[u il était dans
le cisd*wi# action cencinue*.' •
Ingénieur Civil y tome a. 7
^ DBmiBIIB «ABTIB. UWK If.
parlî«8 {MTOporkioaneUes, sont parallèles entre dlei; 'donc la
courbe décrite par £" est semblable à celle décrite par E, etc.
Soient donc 6 et A [fig» ai) les centres fixes : le pointer
se monyant en ligne droite «le point c, et par suite la tige A,
se meut en ligne droite. Réciproquement, si la tige A est
douée d'un mouvement rectiligne alternatif, elle communi-
que au balancier B un mouTement drcnlaire alternatif.
Parallélogramme «fOuvER Evans.
SoientC {fig. s&) le centre d'un balancier, mobile snrla ligne
borizootale AC G'; A le centre d'un levier dont Textrémîté B
est fixée au point B, milieu de U portion DC du balancier,
laquelle est double de AB.
Un point m quelconqi:^ du balancier décrivant un mouve-
ment circulaire alternatif, le point D décrit un mouvement
rectiligne alternatif, passant par le point A.
£n effet , la distance du point B aux trois points D, A, C
étant la même pour tous, si du point B, comme centre, avec
un rayon égal à A B, on décrit une circonférence , elle passe
par les trois points D, A, G et alors l'angle inscrit est droit ;
le point D se trouve donc toujours sur la perpendiculaire
élevée au point A sur l'horizontale AC.
Réciproquement', si le point D est doué d'un mbuvement
rectiligne alternatif, U conununiqoe an balancier nn moa*
vement circulaire alternatif.
ARTICLE III.
TRANSFORMATION DU MOUVEMENT ClRCCTLAlRE CONTUKU.
^ l*^ -> CIRCULAIRE CONTINU BN RBCTIUOME COKTÏSm.
Cette transformation s'opère au moyen du cric {Jig. a 6 et
a 7), dont nous avons donné la théorie en statique.
Elle s'opère aussi au moyen du cabestan {Jig. 38) ou da
treuil, dont nous avons aussi donné la théorie en statique.
Le cabestan diffère du treuil en ce que, sur le treuil, la
corde reste toute entière sur le tambour au fur et à mesure
que l'on enroule , tandis que sur le cabestan , au contraire , la
corde fait trois ou quatre tours au^lus sur le tambour, de ma-
nière à ce que son frottement sur ce dernier soit suffisant, et se
déroule d'un côté au fur et à mesure qu'elle enroule de l'autre.
^ On emploie aussi, pour élever les fardeaux à une hauteur
un peu grande, la grue, représentée figuve 99.
J
COMMUNICATION INDIRECTE. ^)
Qb emploie, pour opérer de grandes pressions j la vis
ify. 3o et 3i), dont la théorie a été donnée en statique. On
distingue deux vis : la vis à filet quarré {fy. 3o), et la vis è
filet triaBgulaire {fig, 3 1. )
La première est employée exclusivement pour opérer une
pression, soit graduellement, soit instantanément; la seconda
s'emploie lorsqu'il s'agit de rapprocher deux pièces l'une de
laatre, c'est-à-dire , effectuer un serrage. *
La compression graduelle, par la vis, s'opère au mAyen d^
la pressée vis fjig. 3a).
La compression instantanée, par la vis, s'opère aa moyen
do balancier.
Dans le premier cas, le pas est très-court ; dans le second,
au contraire , il est très-allongé , et alors, pour que le nombre
des filets résistant dans l'ôcrou soit suffisant, on en met pli;^»
sieors séries.
La vis s'emploie encore, dans les instruments de précision
ifig. 36), pour déterminer exactement la position d'une pièce.
On emploie encore, pour la transformation du mouvement
circnlaire contina en rectiligne continu, le pignon et la cr^-
manière {fig. 34 et 35), dont nous avons donné la théorie
pour le tracé des dents dans le chapitre relatif aux engrenages,
§ 2. -* MOUVEMENT CIBCULAIBB CONTINU SH ftXCnuaNB
ALTEBNATIF.
Cette transformation s'exécute au moyen de la manivelle et
de la bielle (fig. 3o). C'est l'inverse de la transformation du
moQ?ement rectiligne alternatif en circulaire continu.
Elle s'opère encore au moyen de l'excentrique {fig. Sj }.;
On distingue plusieurs espèces d'exceo triques, savoir :
Les excentriques à mouvement continuel (P/. XII, /^.i),
parmi lesquels on distingue l'excentrique en cœur {fig. 2) des*
tioé à faire avancer la pièce, douée du mouvement rectiligne
alternatif, de quantités égales pour des arcs de cercle égaux
décriu par l'excentrique ;
L'excentrique à mouvement intermittent {fig. 3 ), dont la
forme varie à l'infini suivant le genre de transformation de
moa?ement à effectuer.
On emploie aussi l'arbre à cames {fig» 4)* Dans les machines
oatils, on emploie assez les dispositions représentées figures
S et 6, la première pour de petites cour.'tes de la pièce douée
du mouvement rectiligne , et la seconde pour des courses ia*^
^4 OB1TXIKMB PARTIE. UTftC Ù.
^iétenniuées de cette pièce. L'arbre 6 du. pignMi a la fafOaUé
de glisser, dans une coulisse verticale, d'utte quantité suffi»
^ate pour que le pigaon puisse engrener en-detsus ou en-
dessous des petits cylindres a, de sorte que quand la plaque
est arrivée à la fin de sa course, soit à gauche, soit à droite, le
pignon, tournant toujours et portant sur le dernier cylindre «
traverse et vient engrener du côté opposé à celui où il était
auparavant. Les cylindres a sont isobiies et suffisaDEiment es-
pacés pour que l'un d'eux a, étant enlevé , le pignon puisse
passer entre les deux cylindres adjacents à celui-là; de cette
manière, on règle la course à volonté.
Cette disposition est employée dans les petites machines à
raboter les métaux, de MM.,Sehcurpp etRoberts, de Mand&ester.
On emploie aussi « pour enfoncer des pieux, la aonnetteà
déclic (/i^r. 7 et 8}. On peut employer les appareile représentés
figares i a et 1 3 pour certaines opérations n'exigeant pas noe
grande force.
^3. — MOUTBMCNT CmCITLAmB CONTINU EN CIRCULAIBK
CONTINU. .
Cette transformation s*opère au moyen des poulies et cour-
roies [Jig. i4* i5 et i6). Les poulies sont tantôt à gorge, tantôt
sans gorge. Généralement il est convenable de foire usage de
poulies sans gorge, toutes les fois que le travail à transmettre
n'est pas considérable. Les tambours, ou poulies sans goi|[e,
d'une largeur indéfinie, et portant plusieurs courroies, doiveat
être rejetes dans tous les cas, vu la nécessité dans laquelle iU
mettent d'arrêter le moteur toutes les fois que l'on veut re-
mettre une courroie.
On emploie aussi, pour cette transformation de mouvemei^V.,
les engrenages cylindriques et coniques {PL XI, yî^. 34» et
PI. X\l,Jig. 17 et 18), dont nous avons donné la théorie au cha*
pitre des engrenages.
8 4* — MOUVEMENT CIRCULAIBB CONTINU BN CIRCULAIRE
ALTERNATIF.
On emploie, pour cette transformation de mouvement, la
disposition représentée figure 19 , PL XH.
a et 6 sont deux arbres dont les axes , situés dans nn mém<^
plan , sont perpendiculaires entre eux. L'arbre a est doué d'un
mouvement circulaire continu.
' A est une roae coàique, dentée seulement sur une portioik
dc:saveim«n£6reBce au plus égale à la flftoitié de cette ônon*
férence*
COMMUltlCATtOn INDIItECTK. ^%
C,D sont deux roaes fixées sur b et pouvant engrener
ITCC A.
Par saite de cette disposition , lorsque la portion dentée de
la roue A engrène avec la roue B, l'arbre 6 tourne dans nn
sens, et quand elle engrène avec la roue C , . l'arbre b tourne
en sens contraire.
On emploie , pour cingler la loupe , dans les forges an-
glaises, le marteau frontal représenté figure ao.
La Bague A, en fonte massive , est montée sur un arbre re-
cevant son moaTement d'une machine à vapeur. ËHe est
munie de cames an moyen desquelles elle soulève le marteau
fi de 3o à 4o centimètres ( 1 1 pouces à. i pied 2 pouces) , sui-
vant la disposition, et le laisse retomber sur la loupe à cin-
gler, préalablement placée sur l'enclume C.
Suivant l'importance de la pièce à forger, le poids et la
levée du marteau varient ainsi que la force motrice nécessaire
pour le mettre en mouvement.
Théorie du marteau*
Soient : M la masse du marteau;
m la masse de la bague ;
1; la vitesse, à la drconfërence, de la bague avant le
contact ;
» la vitesse de la bague pendant le contact.
On a, pour expression de la force vive de la bague avant le
contact, mv*.
On a de même, pendant le contact, pour la bague et le
marteau, (M -)- m) u^,
La perte de force vive par le choc est :
mv» — (M + m) u\
Nous avons dit {page 168 , tome i*^ que l'on avait pour
expression de la vitesse après le choc de deux corps élastiques :
te s=q ■
m' Bs M, v' vitesse dn marteau avant le choc est égal à
zéro, et on a :
M -h m
Si f npréitats la perte de force vive pendant le choc«
00 a;
'jè DEUXIÈME PARTIE. UVM II.
p«»tnf)«-.(M + m)u» = mf^ — (M + m)-^:— — ^i
""*" ■" M + m "^ M + m
valear positive et démontrant qu'il y a toujours perte de force,
par le choc.
Soient : r le rayon de la bague an point de contact ;
n le nombre de tours de la bagne par minute ;
V la vitesse moyenne;
îîrrn
on a : w s=5 ■
60
Admettons que l'on a , d'autre part, ce qui u*est pas riçoorenXi
v + u
^ "= — z —
on en tire :
2us=t> + t«««+ • . «* -!-
M -f- *n M-t~ m
«(2m + M)
"" M + f»
2 u (M + în)
et : t; = ^ 1-
2m + M
Remplaçant v par cette valeur dans l'expression de |>, il
vient :
Mm 4u«(M + fn)*
X
M + w* "" (âm + M)*
.Mm
(.m + aiy ^*"'(M + '»)
M,m, U sont toutes quantités connues; 11 est donc facile
de déterminer f.
On emploie encore^ pour k transformatioa da moaycme&t
COMMDiaCATION INDIRECTE. 'j'j
cuculaire continu en circulaire alternatif, la manivelle , la
btelie et le balancier.
Enfin , on emploie, en horlogerie, la disposition représentée
A est nne roae douée cl*nn mouvement circulaire continu ;
BD est un pendule doué d'un mouvement circulaire alternatif
autour dn centre D, et muni d'nne fourche CC ', dont les ex-
trénûtés engrènent alternativement dans les dents de la roue
A , où eUes reçoiveiit nne imimlston suiBsante pour vaincre la
résistance qu'oppose Tair et le frottement de l'axe D au mon-
vementda pendiode.
ARTICLE ÎV.
TRANSFORMATION DU MOUVEMENT GfRCniAIRE ALTERNATIF.
$ 1*^ — MOUVEMENT CIRCOLAIRE ALTERNATIF SN MtCTILIGNS
CONTINU.
Cette transformation s'opère an moyen de la disposition re-
présentée^^. 2 3.
A A est une ptate-forme surmontée d'une crémaillère dans
laquelle accrochent alternativement les deux barres k crochet
BB que met en mouvement le levier C , mu à la main, et doué
d'un mouvement circulaire alternatif autour de Taxe a.
S 3. — MOUVEMENT CIRCULAIRE ALTERNATIF SN REGTIUGNE
ALTERNATIF.
On emploie, ponr cette transformation, la disposition re-
présentée/5r. 23.
A est nne portion d'engrenage dooée d'un mouvement cir-
calaire alternatif, et B est nne crémaillère engcmant SL\tc
cette roue ; 4:ette disposition était autrefois employée dans les
machines à vapeur pour mouvoir les tirmrs et soupapes.
S 3. — . MOUVEMENT URCULAIRB ALTERNATIF EN CIRGULAIRE
CONTINU.
On emploie pour cette transformation la disposition re-
présentée fig. 24.
A est une roue d'engrenage montée sur le même arbre qu'un
tambour portant une corde enroulée , à l'extrémité de lacpielle
est an poids Q.
B est un levier analogue è celui de la (îgure 22 , et muni de
deux barres A crochet qui agissent alternativement sur la cir-
conférence de la roue A, et la font tourner. Cette disposition
p«iit, fiomm m U T<^t» ém jumbî «mployfte fmx la tmiiforo
^8 pEUXlàMB PÂRTIB. LITBB II.
matioD en mouvement rectiligne contina , car le poids |
monte verticalement.
g 4* *"' MOUVEMENT CIRCULAIRB ALTBAMATIF EN GIBCI7LAi|||
ALTERNATIF.
Cette transformation t'opère au moyen de la dispotition n
présentée /S^. i5. i
A B est un levier doné d*un mouvement circolaire alternad
autour du centre a. £n B est une portion de roue d'engre*
uage communiquant avec un pignon G, monté sur an arbf^
portant le volant D.
On emploie cette disposition pour opérer des pressions iiH
stantanées comme dans les machines à estamper.
CHAPITRE m.
COMPOSITION DES PIEGES GENERALES DES
MACHINES. I
Si nous résumons ici la série des pièces générales dont nous
avons fait mention dans les chapitres let II de ce livre , uoas |
trouvons qu'elle comprend :
1^ Les arbres , axes et tourillons ; i
ao Les chapes , coussinets et clavettes ; I
3^ Les boulons et écrous ;
4® Les chapeaux de stufBng-box. |
5^ Les douilles droites ou à charnières ;
6° Les manchons;
7^ Les supports, chaises et crapandines ;
8^ Les manivelles et leurs boutons j
9^ Les bielles et leurs chapes;
lo® Les balanciers et les leviers;
11^ Les pistons et leurs tiges;
12^ hes galets et les glissoirs ;
i3<^ Les poulies plates et à gorge;
i4^ Les parallélogrammes;
1 5^ Les roues, les pignons et les crémaillères;
i6* Les excentriques.
Nous allons définir succinctement les principales fonctions
de ces pièces et les formes qui en découlent, renvoyant , pour
les détails de construction , à notre Manuel du Consti-ucteur
fie machines locomotives^ faisant partie de VEncyclopédie^Roret.
S 1**. — ARBRES, AXBS ET TOURILLONS.
Vu arbre ^ en générait est un cylindre à tactioa circolairei
tbontet SUT lui-même dans un support, y étant donë d'un
numvemeutsoitcontiDUySoit alternatif, et servant à transmettre
cemoavement d'une pièce à une autre située sur sa longueur.
Un axe, au contraire, est un cylindre d'une petite longueur,
filé dans une pièce et servant à supporter cette pièce, qui
toome avec lui, ou à en supporter d'autres qui tournent au-
tour de ]m.
Un tourillon est la portion de l'arbre ou de 1 axe où a lieu
l'assemblage de la pièce dans laquelle s'effectue le mouvement»
Les arbres et axes n'ayant besoin d'être ronds qu'à l'en-
droit des tourillons , l'autre portion , dite corj)t , peut être à
section polygonale quelconque.
B ( Pi. X, figi' ^^) est un arbre, ayant pour tourillons A A*.
b (PL Xl,Jig, ai) est un axe supportant un balancier, et
oscillant dans deux supports placés à cbaque extrémité.
Les arbres sont en fonte ou en fer ; les axes sont le plus
souvent en fer.
Dimensions proportionnelles, La longueur des tourillons
des arbres et axes varie entre i.a et i.5 fois leur diamètre;
1 . 3 est le nombre le plus convenable.
8 3. — CHAPES, COUSSINETS ET CLAVETTES.
Les coussinets de chapes a et a' {Pi, XIII , fig. i, y, 3, 4 et 5)
sont des pièces en bronze, destinées à recevoir les tourillons
des axes, et à suppléer constamment à l'usure provenant du
frottement qui a lieu pendant le mouvement.
Les chapes b sont des pièces en fer plat, destinées à relier
les coussinets aux pièces mobiles qui tournent autour des axes.
Les clavettes c sont des pièces en fer plat, destinées à main-
tenir les cbapes sut les pièces mobiles tournant autour des
axes, et les coussinets toujours serrés contre leur axe.
Les coussinets sont garnis de joues qui les empêchent de
sortir de la chape dans laquelle ils sont enchâssés. Ils possè-
dent, entre enx, un petit écartement ménagé pour le serrage ,
au fur et à mesure qu'ils Vuseo t. Afin qu'ils ne puissent pas
rester fixes dans la chape, pendant la rotation de la pièce
mobile, ce que leur frottement sur Taxe tend à occasioner, on
leur donne pour section extérieure une figure d'autant plus
rapprochée du quarré, que cette tendance à rester fixes se ma-
nifeste plus ; ainsi, dans les chapes de bielles de locomotives,
on en est arrivé à faire les deux coussinets à section quarrée ,
Undis que , dans la plupart des cas, on les fait en ogive, on
8o OBUXlèME PARTIE. LIVRE II. I
à huit pans, poar celui d'à haut, celui du bas étant quani,
pour porter sur la pièce d'assemblage et de serrage.
Les clavettes sont inclinées sur leur face de contact, di
manière à faire coin pour le serrage; on distingue :
La clavette,
La contre-clavette.
La clavette sert à opérer le serrage des coussinets ; la con-
tre-clavette sert à maintenir l'écartement des extrémités de
la chape , et est munie à cet effet de deux ressauts extérieurs.
La chape est augmentée d'épaisseur à la tête et à Tendroit
des clavettes; à la tête, parce que c'est le point où on courbe
le fer sous un angle assez aigu ; et aux clavettes , parce qu'A
faut que la section du fer, à Teudroit des trous de clavette,
soit égale à celle des autres endroits.
Dimensions proportionnelles. La figure i donne les dimen-
sions proportionnelles d'une chape munie de ses coussinetset
clavettes, le diamètre du tourillon étant pris pour unité et
compris entre a 5 et loo millimètres (i i lig. et 3 pouc, 8 lign.)
inclusivement. Au-dessous de ces dimensions , certaines par-
ties demandent à être renforcées ; au-dessus , au contraire, ces
parties demandent à être diminuées.
8 3. — BOULONS ET ÊCROUS.
Les boulons et écrous sont des pièces destinées à opérer l'as*
semblage à joints superposés des pièces à faces planes.
Dans un boulon on distingue : la tête, le corps et \eJileU
La tête est tantôt quarrée , tantôt hexagonale, tantdt
ronde, suivant la position où il doit figurer. Le corps est tou-
jours rond, et a pour diamètre le diamètre extérieur du filet
de vis qui le termine.
On distingue deux espèces d'écrous, savoir :
Les écrous quarrés ,
Les écrous à six pans.
Les écrous quarrés s'emploient rarement dans les assem*
blages soignés ; généralement ils ne figurent que dans les pa^
ties cachées des machines.
Les écrous à six pans ioût simples, façonnés ou à chapeai
Les figures 3i, 3a, 33, 34, 35, 36 et 3y, P/.XIf, représentent
une série d'écrous et un boulon.
Dimensions proportionnelles. Quelle que soit la forme de Ij
tête et de l'écrou, leur épaisseur ne dépasse jamais la dimea-
sion da diamètre 4a boulon anqnel ils appartiennent. Le:
PIBGS* 6ÉMBAAI.BS DES lUCtailES: 8l
éeroos et têtes quarréct ont pour côté une foii et demie ce
diamètre ; les écrons et têtes à six pans ont, poar rayon du
cercle inscrit, deux fois ce diamètre.
Le pas da filet Tarie entre le sixième et le dixième, en
ODoyenoe le huitième, du diamètre du boulon i plus ce dia-
mètre est gros , plus le pas est petit.
S 4< — CHAFEADX DE STUFPiilO-BOZ , OO PRISSB-érOUntS*
Lescbapeanx de stnffing-box sont des appareils destinés à
comprimer les étonpes que l'on place dans les stuffing-box ponr
empédier la communication directe entre deux milieux sëpa*
rés par une cloison que traverse une tige mobile. Les figures
39 et 3o{ PL Xa. , représentent un chapeau de ce genre. Ils sont
géDéralement en bronze pour de petits diamètres, et en fonte
ponr des diamètres dépassant 80 millimètres (3 pouces); ils
s'assemblent avec le stuifing-box, soit à vis, comme dans les
pompes, s(Mt à boulons , comme dans les cyKndres à vapeur.
Dimensions proportionnelles. Il n'existe pas de dimensions
proportionnelles entre les différentes parties de ces pièces;
nous renvoyons à notre Manuel du Constructeur de machines lo'
comotives, fiâsant^TtiedeYBncyclopédie'Roret, ponr les di-
mensions de toutes les parties, suivant le diaçiètre intérieur.
g 5. — DOUILLES.
Les douilles (P/. XIII, /^. i4et i5) sont des pièces destinées
à assembler deux tiges bout à bout Lorsque ces deux tiges se
meuvent rigoureusement en ligne droite , rune d'elles est sou-
dée à l'extrémité de la douille, et fait corps avec elle {PL X,
fy' 70). Lorsqu'au contraire, lune des tiges est douée d'un
mouTcment circulaire alternatif autour du point de contact des
tiges, alors la douille se fait k charnière (PL Xin, fif. i4
et i5), et s'assemble avec une fourchette double {PL XIU,^.
16 et 17) qui termine Tune des deux tiges.
Dimensions proportionnelles. Voir la figure dans laquelle le
diamètre intérieur est pris pour unité. Ces dimensions pro-
portionoelles peuvent servir entre 10 et 120 millimètres (5 U*
goes et 4 ponces 5 lignes).
g 6. — nauchons.
Les manchons sont des appareils destinés à relier denz
arbres situés sur le prolongement l'un de l'autre.
On distingue deux espéras de manchons :
Les manchons fixes ,
Les manchons à embrayage.
Ingénieur Civil, tome 2, B
8) I^ÊUXlBIltà PAAtlfi. LiVR« 1^
Les premiers sont à demeure sur les Arbres; les seconds
sont mobiles en totalité ou en partie, et servent à interrompre
et rétablir à volonté la communication entre deux arbres.
C {PL ^tfitf' 43 , 44 et 45 ) est un manchon fixe, de deux
pièces, pour arbres ronds. On les construit aussi d'une seule
pièce, et ce sont les meilleurs; généralement ils ont pour sec-
tion intérieure la section extérieure des arbres qu'ils relieot.
Dans le cas où ils sont doubles {fiq. 43), on a soin d« termi'
ner l'un des arbres par un petit axe </, entrant dau$ l'autre,
afin que , si le manchon vient à se desserrer, l'arbre non sup-
porté ne tombe pas.
c{Pl. Xll, fiq. 26) est un manchon d'embrayage dont nous
parlerons plus loin.
Les manchons sont généralement en fonte; quelquefois,
cependant , on les fait en fer forgé pour des arbres en ce mé-
tal d'un très-petit diamètre.
8 7. — SUPPORTS, PALIERS, CHAISRS ET CRAPADDINES.
On nomme supports, les appuis des pièces mobiles des ma-
chines.
Nous avons donné (page 56 ) la définition des paliers,
chaises et crapaadines; il ne nous reste plus maintenant qu'à
en étudier les fonctions.
Le palier [PL XII, /<;. 27 et 28) se compose de trois parties,
savoir : Le chapeau ,
Le corps.
Le patin.
Le patio sert à fixer le palier sur la pièce à laquelle il s'as-
semble, au moyen de deux boulons placés dans les trous m a.
Le corps supporte l'arbre dans un coussinet surmonté d'un
autre coussinet semblable, maintenu en place par le chapeau
qui s'assemble avec le corps a» moyen de deux boulons.
Une des précautions les plus indispensables à prendre,
quand ou construit un support, c'est de faire pénétrer le cha- ,
peau, avec son coussinet, dans le corps, afin d'éviter le mou-
vement qu'il lend à prendre sitôt que le centre de l'arbre
qu'il supporte est un peu dérangé.
Les boulons d'assemblage du chapeau avecle corps sont à tête
noyée ou à clavette. Pour les petits paliers, la tète noyée aeprû*
sente pas beaucoup d'inconvénients, parce que la manœuvre
en est facile; mais, pour les grands, elle est tout-à-fait mau-
vaise, parce qu'il n'est pas rare de voir les boulons se casser
VlèCBS CÉNiftAlES DES MACRlHU. 8S
poidaiit le serrage des écrous, et alors il devient très-diffiGile
de les remplacer par d'autres; tandis qu'avec des clavettes
riea n'est pins simple.
Lm coussinets des supports peuvent conserver les mêmes
formes et dimensions proportionnelles que ceux des chapes
de bieltes, tant que le diamètre intérieor ne dépasse pas
10 centimètres (4 pouces). Aa-delà, il fant diminuer les épais-
seurs, et souvent remplacer la section en ogive par un octo-
gone à peu près régulier.
Dimensions proportionnelles. LesBçnres 37 et 38 donnent les
dimensioDa proportionnelles que 1 on peut adopter dans les
supports dont le diamètre ne dépasse pas 10 centimètres
(4 ponces).
Les chaises (PL X,fi§> 5o) , destinées le plus généralement à
supporter des arbres de peu de poids, sont des pièces qa'il
faut construire très-légères, et d'un aspect d'autant pins
agréable qu'elles sont toujours en vue.
La principale particularité des chaises consiste dans la ma-
nière dont le chapeau s'assemble avec le corps. Cet assemblage
est représenté sur une échelle plus grande dans la figure 5i.
a est nne clavette à section parallémgrammique et pyrami-
dale, portant à la fpis dans le corps de l'arbre et le chapeau ,
de manière que ce dernier descende verticalement quand on
lâchasse. Le chapeau, ainsi maintenu serré contre son cous-
sinet, empêche 1 arbre de se soulever, et est forcé en même
temps par l'arbre de rester eu place.
Les crapandines {PL X,/^. 5» et 53) se composent de trois
parties principales, savoir ;
Le patin,
La botte.
Le culot.
La botte A est encastrée dans le patin , qni la maintient en
place au moyen de deux coins B et de quatre vis D. Par les
coins, on la feit monter ou descendre à volonté, et par les
vis on la manœuvre dans le plan horizontal.
Le culot ou grain c, qui reçoit tont le poids de l'arbre, se
fait en acier trempé, ainsi que le tourillon qni porte dessus,
La boite est en bronze , et d'un diamètre égal à celui du
U>nrillon.
Une des dispositicms les meilleures pour faire usage des
crapandines, et les fiûre servir longtemps, c'est de faire pas-
ser farbre qu'elles supp<Mrtent dans an palier ordinaire, mis
84 DEUXIÈME PARTIS. UVKÈ II.
dans le Tolsinage et empêchant toute pression contre les paroil
de la botte; alors les vis deviennent inutiles, et il n'y a que te
culot qui fati^e.
S 8. -«- MANIVSIXBS.
Les manivelles {PI. Xni,fy, 18 eta9) sont tantôt en fonte,
tantôt en fer forgé. Pour les machines de terre, elles sont le
plus souvent en fonte; pour bateaux, au contraire, elles sont
presque toutes en fer forgé. Dans les locomotives, les mani-
velles font partie de Tessieu motear| dit essieu coudés cet es«
sieu est toujours en fer forgé.
On considère dans la manivelle trois parties, savoir :
La téta,
Le corps ,
Le moyeu.
La tête est la partie avec laquelle s'astemblt lo bouton en
far forgé a.
Le corps est fai partie comprise entre la télé et le moyen.
Le moyeu est la partie avec laquelle s'assemble l'arbre.
Dimensions proportionnettes. Quand les manivelle» sont ea
fonte, on donne à la tête un diamètre égal à trois fois celui
du bouton , et une hauteur égale à deux fois ce diamètre.
Le moyen a pour diamètre i .6 fois celui de l'arbre qui entre
dedans, et pour hauteur 1.9 fois ce même diamètre.
Le corps, qui se compose d'une plaque et d'une nerver» forts
perpendiculaires entre elles , a pour épaisseur, à la |daque, un
quart de l'épaisseur du moyeu; c'est-à-dire, 0.3 du diamètre
de l'arbre. Les lignes, limites de cette partie , se détermineot
comme Findique la figure.
Quant au rapport entre le diamètre de l'arbre et celni du
bonton , il n'en existe pas de bien tranché ; nous renvoyons,
pour ce sujet, au tableau placé dans l'Atlas de notre Manuei
du Constructeur de locomotives et donnant les diamètres dei
arbres et boutons de manivelles peur différentes foreee de
machines en chevaux^
Quand les manivelles sont en fer, leurs- dimensions varient
su vaut la nature du métal de l'arbre. Si l'arbre est en for, oa
peut conserver les mêmes relations au moyeu que pour arbre
et manivelle en fonte ; s'il est en fonte, au contraire , les di-
mensions de la manivelle doivent être déterminées; car alors
le diamètre de larbre est plus grand, bien que b forcée
vaincre soit toujours la méifite.
PIÀCES GENERALES D£S MACBIHES. 8S
§ 9. — BIELLES.
Les bielles {PL Wll, fig. 97 et a8) sont des pièces destinéesà
transformer un mouvement alternatif, soit rectiligne, soit cir-
calaire, en nu mouvement circulaire continu ; par ce motif,
)a bielle est le compagnon indispensable de la manivelle; par«
tout où il y a l'une, il y a aussi Tautre.
On distingue deux espèces de bielles :
Les bielles à tête et fourcbette ,
Les bielles à deux têtes.
Les premières, qui sont exclusivement employées qnand
on transmet le mouvement à la manivelle par l'intermédiaire
du balancier et de la bielle, sont semblables à celles delà
%are. La fonrcbetfe se termine par deux chafies munies de
leurs coussinets et prenant les deux extrémités d'un den
tourillons extrêmes du balancier.
Les bielles sont en fonte, fer ou bois; dans les trois cas
elles se terminent toujours par des têtes et fourchettes métal-
liques.
Dans les locomotives on emploie des bielles en fer à deux
têtes.
Quand on veut que la bielle ait peu de poids, on la cons»
truit en fer de la manière suivante :
On prend six ou buit barres de fer rond, de même diamè«
tre, que Ton réunit en faisceau autour d'une barre de fer rond
«le diamètre plus fort et munie d'anneaux pleins en fer, dis-
tancés suffisamment les uns des autres. Ces anneaux, percés
•le trous pour recevoir les barres formant faisceau, sont da
diamètres différents, de manière que les barres égales étant
en place, forment une surface extérieure itombée vers le mi-
lieu, dans le même genre que In nervure de la bielle repré-
sentée dans la figure 27. On soude alors les extrémités, de ma-
nière à ne former que deux bouts, d'un seul morceau chacun ;
puis, qnand cela est fait, on rapporte deux têtes , soit à four-
chette, soit simples, que l'on soude également à ces extrémités,
tes bielles étant des pièces successivement soumises à la
traction et à la pression, il est bon, quelle que soit la matière
employée à les confectionner, de les munir d'un renflement
au miàen. Quand elles sont en fer, on les fait à sections ron-
des et croissantes, depuis les têtes jusqu'au milieu; quand
elles sont en foute, on les fuit cylindriques, d'un bout à l'au-
tre, et ou les munit de nervures convexes , comme l'indiquQ
la figure 27.
86 DSDXIBMB PARTIS. LITRB II. ^
Un des principaux inconvf^nients des bielles, c'est d'exiger
une régularité parfaite dans le montage du balancitr etsor-
tont de la manivelle. Si l'une de ces deux pièces ne se meut pu
rigoureusement dans le plan du mouvement, il se produit dans
la bielle une torsion qui réagit sur les coussinets et les détruit
promptement.
Pour remédier à cet inconvènienti M.Edwards» de ChaiUot,
a imaginé la téte^e bielle représentée PL XllI,/^. 39, 3o,
3i , 3a et 33. Elle est indépendante da corps et permet à ce
dernier de tourner, sans qu'il y ait torsion^ ni, par consé-
quent, réaction sur les consstnets. Poar quelques-unes de ses
bielles, M. Edwards a poussé la précaution jusqu'à remplacer
le bouton cylindrique de la manivelle par un bouton sphé-
rique, qui a l'avantage de permettre à la manivelle de tour-
ner dans un plan tout entre que celui du mouvement , saos
que la bielle en soit le moins do monde afFectée.
Ce mode d'exécution de la bielle est fort bon ; seulement il
coûte fort cber et n'est pas aussi solide que la bielle d'un seul 1
morceau. Autrefois, quand les diverses parties des machines j
à vapeur étaient posées sur de la maçonnerie, quelque liiea |
3 ne fût fait le montage, le tassement amenait toujours daj
érangement dans lès mouvements relatifs de la manivelle et
du balancier. Aujourd'hui, il n'en est plus que rarement ainsi*
et on fiiit son possible pour que toutes les parties soient reliées
entre elles et solidaires les unes des autres ; alors le tassement
des masses n'étant pins à craindre, si la machine est bien
montée, elle reste dans cet état jusqu'à ce qu'on la dérange
volontairement ; mais il faut qu'elle soit bien montée, et cela
s'obtient facilement, si l'on n'emploie que de bons ouvrier
pour cette opération.
§ 10. >- BALANCISn9 ET LETitlU.
Le balancier (P/. XIII ,/^. 90) et le levier (P/.Xin,/^. 1 1 et
T a) sont des pièces destinées à transmettre un mouvement ai*
ternatif, soit rectiligoe, soit circulaire, étant doués enx-
mêmes, quel que soit le cas, d'un mouvement circulaire alter*
natif.
Les balanciers sont spécialement employés pour de grande
forces à transmettre ; les leviers s'emploient pourcomoiuniqua
le mouvement à des pièces qui n'exigent que peu de foret.
Les balanciers sont généralement en fonte, et les leviers gé
néralement en fer. Les balanciers sont à bras de levier doa
^ f les leviers sont à bras de levier simple ou double.
FiBCia êàstétiAiXB des hachimis. 87
Dans les machines à Tapeur, le balancier est muni de plu-
fiieun axes parallèles les uns aux autres. Autrefds qu'on n'a-
vait pas d'appareils convenables pour aléser ce genre de
pièces , il arrivait fort souvent que les trous des axes n'étant
pas parallèles , ces derniers ne l'étaient pas non plus , et il en
résultait une détérioration des coussinets pendant la nuirche
delà machine. Four remédier à cet inconvénient, on eonstrui-
sait des Balanciers à boules de différents systèmes ; les figures
21,33,' 33, i4» 35 et 26, PL XIII, représentent celui que
M. EdwardSydeChaillot, adaptait è sa bielle. Aujourd'hui, on a
des alésoi^ à charriot qui permettent d'aléser un nombre quel-
conque de trous parallèles avec une exactitude mathématique.
Il en résulte que, si la bielle n'est pas exposée à changer de
mouvement, par suite du tassement des ma^nneries, la boule
n'est pas nécessaire.
La figure 30 indique les dimensions proportionnelles des dif-
liérentes parties du balancier; quant aux épaisseurs, nous ren*
voyons an tableau placé dans FAtlas de notre Manuel du Con»
siructeurde locomotives^ faisant partie de XEncyclopéilie-RoreU
Les figures 1 1 et 1 1 indiquent également les dimensions pro-
portionnelles des différentes parties d'un levier en fonction des
diamètres des trous. Quantau rapport qui doit exister entre les
diamètres des trous , on peut le déterminer de la manière sui-
vante :
On a, pour déterminer le diamètre de l'arbre :
n 14
A étAnt la quantité de travail transmis dans un temps donné,
et n le nombre de tours dans le même temps.
Soient / la longueur du levier, de centre en centre, et Q le
poids suspendu à Textrémité , on a :
QXSTrfXn—A
On a, poar déterminer le diamètre datourilloki :
d=3.2(9/uQ)V3
d'où: d'^Sa.SXVwQ
Cl : Q sa=
32.8 X 9
OiiiMSii: Q«--A_.
2 ^(n
83
» DEUXIEME PARTIE « UVRE 11.
On en déduit* . ^ _^ **^'
2^1» 32!.8X»
52.8Xtf
32.8 X y
9
= 0.44^5
et: D=0.76d(/i
D, d et I exprimés en centîoièlres.
Pour des valeurs données à deux des trois quantités D, d, /,
on obtient des valeurs correspondantes pour la troisième. Nous
donnons ci*dessous un tableau des valeurs relatives de D et </
pour différentes valeurs de /.
Tableau des diamètres el longueurs des leviers correspondants.
DIAMÈTRES.
LONGUBUBS.
l
r* ccniimèlres
10
45
20
«5
no
40
45
50
GO
70
80
90
100
D
1.5
1.8
1.9
21
2 22
25G
2.no
2.60
2 70
2 80
5 00
3.U
o.r.o
Ô.4II
3.54
g 11. — PISTONS ET TIGES.
Les p istons sont des obturateurs mobiles dans uu cylindre
PIÈCES oéiâRAUM DK» WAOllllS. 89
01 BB prime, munis d'âne tige dont ib teçeivent le numve*
DKDt qu'ils ooramnniqaent au flatde renfermé dans la même
capidté, ou à laquelle ils communiqaent , au contraire, le
moavement qu'ils ont reçu de ce fluide.
Il eiiste trois espèces principales de pistons :
Les pistons à eau ,
Les pistous à vapeur ,
Les pistons à air.
Dans les trois cas , on considère deux parties principales
dans on piston , savoir :
Le corps,
La garniture. ^
Le corps da pistpn est robturateor» proprement dit, nu
par la ti^
La garniture est destinée à rendre bermétiqne on étanche,
la portion du piston en contact avec le cylindre on prisme
dans lequel il se ment
Le corps varie de forme et de construction , suivant le
mode d'action du piston.
La garniture varie de composition, suivant la nature du
floide avec lequel le piston est en contact.
1* Pistons à eau.
Les pistons à eau sont pleins on à clapets.
Pistons pleins, ^ ~ Ce sont ceux que Von emploie dans les
pompes aspirantes et foulantes, pour lalimentation des chau*
dières à vapeur, ainsi que dans les machines à colonne d'eau.
Dans le premier cas , ils fonctionnent tantôt dans l'eau
chaude et tantôt dans l'eau froide ; les figures 34 et 35, PI, XIII,
lepTMitent un pistQn de ce genre, destiné à se mouvoir
dans une boite à étoupes. Le plus souvent, on se contente de
faire le piston d'un seul morceau avec sa tige (P/. XIV ,/^. 1),
le reliant à la tige motrice au moyen d'une douille ordinaire.
Lorsque le diamètre du corps de pompe est grand , comme
dans les machines à colonne d'eau, au lieu de faire mouvoir
le piston dans une botte à étoupe, on le mnnit d'une garni*
turede chanvre {PI. XIV, fig. a et 3), et on alëse le cylindre.
Pistons à clapets. — Les pistons à clapets sont spécialement
employés dans les pompes aspirantes et élévatoires.
Lorsqu'ils fonctionnent dans fean froide, on leur donne
Tone dû formes représentées dans les figures 6, 7, 8, 9, lo^ 1 1,
99 DBUXtàMB VA&Til. LtVâB tÙ
13, i3 et i4) parmi lesquelles les figures it et ts seules sont à
garniture de cbaavre, toutes les autres ayant la garniture en
cuir.
Lorsqa'ils fonctionnent dans Teau chaude , on peut em-
ployer, pour un petit corps de pompe , le piston des figures
Il et 1 a dont le clapet est métallique et assemblé à charnière
avec le corps. Dans les pompes à air de machines à vapeur,
on emploie généralement le piston représenté dans les figures
1 6 «t i6 , ou celui représenté dans les figures 17 et 1 8,
a® Pistons à vapeur.
Pendant longtemps, lorsqueies machines à basse presnon
étaient presque exclusivement employées, les pistous à va-
peur étaient à garniture de chanvre {fy. 19 et ao).
Plus tard, le chanvre présentant l'inconvénient de s'accro-
cher après les soufflures des cylindres, on adopta le piston, à
garniture de chanvre, recouverte de deux cercles en fonte, re-
présenté dans les figures ai et aa. Cette disposition très-avan-
tageuse, dispensant le chanvre de frotter constamment sur la
snrfaice du cylindre, s'appliqua fort utilement aux machines à
haute pression ; les figures a 1 et a a ne sont même autre chose
que le piston dont M. Stephensou faisait usage dans ses loco*
motives.
Bien que les ressorts aient Tinconvénient de se détendre
dans la vapeur, ce qui leur a fait, pendant un temps, préférer
le chanvre , comme dans les pistons précédents , il paraît
néanmoins que décidément les ressorts sont ce qu il y a de
mieux pour faire une bonne garniture, et aujourd'hui on les
emploie presque exclusivement partout. Les figures a3, a4t
a5, a6, a7, a8, 2g et 3o représentent les différentes dispo-
sitions de pistons à ressort qui ont été et sont encore em-
ployées par les constructeurs. Une des meilleures est celle de»
figures a 7 et a 8, mais ce n'est pas la plus économique.
3** Pistons à air.
Les pistons à air sont généralement destinés à souffler de
lair froid. On les construit tantôt à garniture de chanvre,
comme dans les figures a et 3; tantôt, et c'est le plus soo-
vent , à garniture en cuir {/ig. 33 et 34)* Dans ce dernier cas,
le piston est aussi léger que possible; le cuir est tenu en place
par des segments en bois rapportés et serrés par des boa-
Ions emmanchés à baïonnette avec le corps du piston, et mu»
njs d eccQus de part et d'antre , afin que si l'un des écrogs
piicKd éiiÏBftAtfes dba MAcmm»; §i
«fntâ se desserrer, Fantre puisse toujours sèrféf la portion
4t gamilare qu'il tient en place.
I 13. — OAI.ETS ET GLISSOIRS.
Les galets et gUssoirs sont les pièces de communicatioi} en-
tre les parties mobiles et les parties fiies , en tant que les
pièces mobiles ne tournent point autour d*un axe, auquel cas
on emploie les supports.
Les figures 3$ et 4o, 4t et 43 , P/« X, donnent un exemple
de l'application des galets à la direction d'une tige de piston
à vapeur douée, d'un mouvement rectiligne alternatif. Les
galets sont, dans ce cas, de petites roues ed fonte, tantôt
pleines, tantôt évidées intérieurement, et roulant entre deux
règles en bois , maintenues parallèles par un bâti en fonte
construit à cet effet.
Dans beaucoup de machines, on a substitué , depuis quel-
ques années, les gUssoirs aux galets, par la raison que ces
derniers n'ont pas.la faculté de rouler aussi facilement qn'on
pourrait le croire au premier abord. En effet , s'il n'existe pas
un jeu entre les goides et le galet , ce dernier, ayant autant
d'adhérence d'un côté que de Tautre, glisse au lieu de tourner ;
il en résulte qne, comme du jeu dans le mouvement d'un
galet peut occasioner des chocs, on préfère employer des
glissoirs dont le frottement augmente de bien peu le travail
du moteur.
Les figures 35, 36, 3; et 38, PL XIV, représentent les glissoire
et guides de glissoirs employés le plus généralement dans leslo*
comotires. Les glissoirs sont eu acier et fonctionnent entre
deux lames d'acier maintenues en place par des cornières en
cuivre jaune ou en fer fixées aux entre-totscs.
g I 3. — POULIES.
Les poulies sont des cylindres mobiles sur leur axe et des-
tinés éî transmettre l'action d'un moteur soit à un arbre,,
par l'intermédiaire d'nne courroie, soit à un poids suspendit
à rejtrémilè d'une corde enroulée sur cette poulie.
Oo distingue deux espèces de poulies :
Les poulies plates,
Les poulies à gorge.
Les poulies plates sont pour les courroies; les pooîiiegli
gorge pour les cordes , et ai^ssi pour les courroies.
L'action des poulies à courroies n'est pas la même quç celle
93 OSUXIÈMB PÂ&nB. UVRS 11.'
des secondes. Les poulies à cordes sont çénérdement des«
tioées à opérer des tractions dans des directions différentes, et
n'ont par conséquent à résister qu'à la composante des deuf
tractions opposées , laquelle passe toujours par le centre dl
rotation {StaUtf^, page t36, tome 1*0-
Les poalies à courroies, au oontraire» ont Bon^Moletnent
k résister à la composante des tractions qu'opèrent sur ellfl
les deux extrémités de la courroie qui les embraaae , mail
«noore à la torsion que tend à produire la charge sapportéi
par l'arbre qu'elles mettent en mouTement. Il est «^nc impor^
tant de donner de la force aux bras des poulies plates , dans k
plan de la rotation, beaucoup plus que pour les poolieiè
gorge
La figure 1 6, PI. XU , reptésaote une poulie plate pour 6oa^
roies. Sa surface extérieure est légèrement bombée, afin <{oê
la courroie ne passe pas indifli^mment d'un côté de la pou<
lie à l'autre et reste sur le milieu.
Les figures 44 et 4^ » P^' ^IV, représentent une poolie à
gorge pour cordes , telle qu'on les emploie dans les mines pour
l'extraction de la bouille.
I l4. — . PARALLéLOGftAMMGS.
Les parallélogrammes sont, comme nous l'ayons vu dans
les transformations de mouvement > des appareils destinés à
transformer un mouvement rectiligne alternatif en circulaiie
alternatif.
Ils se composent des pièces suivantes , savoir
Deux grandes chapes.
Deux chapes de pompe à air.
Deux guides.
Deux contre- guides ,
Une lunette,
Deux axes.
La figure ai, PL Xi, représenle un paraUéiogmmme as*
semblé.
Les grandes chapes {PL XIII, /^f. 3) sont de constructioft
, . 'elle
analogue à celle des têtes de bielles ; elles conservent les
mé^es proportions, seulement elles sont pltas longues.
Les chapes dé pompe à aîrOP/;XlH,/^. 4 et 5) conservent les
mêmes proportions que les chapes de têtes de bielles , mais
elles en diffèrent par la forme. Ces chapes se terminent inie*
rieurement par une queue, dont les proportions sont otila
des leviers.
Ingénieur Civiî, tome 2.
M
►
ta
R
le;
M
O
GRANDES GHAPPES
FONTB.
FER*
kil.
0.800
1.300
2.000
2.800
kil.
1.15
1,90
2.95
4.50
kil.
0.65
0.95
1.40
2 00
Pî LUNE!
l^FBB.
j kil.
( 0.80
i 1.56
i 2.30
i 2.60
I
PticBS GÉNÉRALES DBS MACHINBS. ^3
S (PI. Jjn,fig. 7 et 8) et les contre-guides f/^. 9 et
i bielles à tête fermée. Elles présentent sur les au-
ge de se construire plus économiquement, mais
us difficiles à monter et à démonter,
i dont le trou intérieur est destiné au passage de
I pompe à air, u'est, à proprement parler, qu'un
, comme les deux antres, à relier les extrémités
bpposées ; elle est , en outre , munie de deux plats
> sont des trous recevant les extrémités des gui-
i avec embase en haut, de manière à maintenir
i cette embase et un écrou.
I ci-contre donne les poids et prix de vente des
■mmes pour différentes forces demachines à vapeur.
{Voirie Tableau ci-conire.)
il 5. — ROUES, PIGNONS ET CRBMAILLBRSS.
VU, dans la théorie des engrenages, par quel
ermine les dimensions, formes et nombre des
pour un travail donné à effectuer. Il nous
tenant à déterminer les dim^sions des jantes,
eux des roues, suivant les quantités de travail à
( vitesses et les diamètres des roues.
i** Jantes des roues.
^r des jantes des roues est généralement égale à la
B dents. Quand les roues sont exposées à des chocs
k des efforts considérables et instantanés, comme
ges anglaises, on fait saillir la jante de chaque
ts que l'on y noyé entre deux saillies circulaires
u'à la circonférence moyenne des roues [PI, XIV,
I).
Bras.
e des bras varie entre trois et huit.
„iine leurs dimensions de la manière suivante :
et Q {PI. Xl\,Jig. 42) les forces qui se font équi-
^nt le travail de la roue, P étant tangente à la cir-
i moyenne des dents, et Q à l'arbre portant la roue,
lest une pièce encastrée par une extrémité-, s'il y
pli r et i sont les rayons de Q et P , on a :
Qr-
t^fj/énieur Civil y tome 2.
n
94 SEUXIEMB PARTIS. LIVRE It.
on a, d'autre part , d'après les forraales de résistance des
'ftMtériaùx :
6
EliminfanlPZ, on obtient :
——^Qnr
On déduit de là les-valeurade «et 6 enlbvction de Q.
Mais ces valeurs théonqnes ne sottt pas suffisantes, en ee
^e, dans les roues , il y a DduMeuléraettt « vaificre 4es rësis-
tances-quis'oppoaentÀ leui: rotation , mais eaeore le«atiaità
la fonte pendant le refi oidiseement après la coulée.
Tous les 'calculs ne sauraient valoir ce que l'eiçpériencea
démontré "pMi^cte ^rttfer cas , et nous allons donner lesdi-
^BMnsiojBs qiM J2npérieM!e*a>eëDéth}naée8.
Motls dirons, cn^premier Ikn, qii^'la Kection -desbrasfar
^n>pltn peipandienlaiM à leur Sondeur «9t teujoiireune cn)}i
ab'cd* {Jig, 4^) , ni) étaitt >une<ii^Tut« tfatt3tier!MAe , dn* •
-tinaée'à résister «u^fiottemèiit pendant le travail.
( yoir le Tableau ci'Conire, ) i
La la«geQr:«/dtt bfes (/l<7.^) ^tewt^ tes largetnrs ab =»
Vs ^^ e4-B Vs'^QiMnd tes rtraes ont d'auires dismètres qae 3
«elfes, étt dètetniMe l«s ^tteiifitnis^les'bfas' eu posant :
6 aE !
20 . . . 6-«-^^«'
' . , . Jl^ ^ ^
* Coùûikxssuini h et h on^ obtient t' en posant :
et comme on a : l = i >00, il vient .
b'^bl/1^
aR
PIICBS GÉIVÉRALES DES MACBINS5. q5
Têbleau dei dimentiont det brat. des rpuet, fift>af|^ ('«yforl
exercé à la circonférence moyenne.
^Mi«MftI01l« AU. naiBHf M» BSA»,
' Le rayon de la circonférence moyenne
EfFiyns
étant de i.ii0O,
et le nombre des br«« %
teimeBt i la roaç.
t -''"""^"^''^'T^^ jn-**
V. -f-* ^.
LARGEUR MOYEKNE
1 ÉPA^SSEOR TOTALE
; d^. liras.
ies qfo^t^ ^eTH^se%
cent. met.
' cent. met.
10
4.20
1.21
41^
$.00
' 2.00
90
8.00
' 3.60
158
8.50
S.90
U*
9.70
^ 4.85
33e
1^.67
e.so
450
41.64
©.8<^
%m
12.1»
' 8.25
730
13.08
8.73
870
13.80
9.70
1100
14.50
10.67
1210
15.50
11.64
1500
16.00
12.60
1750
16.50
13.68
2200
17 00
16.50
2300
17.50
16.50
2660
18.00
17.00
2840
18.50
17.95
5220
19.00
19.00
3500
19.50
19/40
§ l6. — EXCENTRIQUES.
Qaelle qaesoit la nature du métal employé à composer cette
pièce, l'exceutrique n'est, à proprement parler, qu'unç courbe
ie forme déterminée, tournant autour d'un point situé dans
ion intérieur et communiquant un mouvement rectiligne al-
^roatif et varié à une tige.
gÇ DEUXIEME PARTII. UTRX II.
On distingue :
Les excentriques circalaires.
Les excentriques triangulaires ,
Les excentriques en cœur«
Les premiers {fy. 89 ) , les plus employés dans les machines
à vapeur, transmettent le mouvement au moyen d'un cercle
en deux parties, assemblées dans une gorge creusée «iansi'ex-
centrique même.
Les excentriques triangulaires {fig. ^6), employés pour ma-
chines à détente et à un seul tiioir, consistent en un' triangle
équilatéral terminé par trois arcs de cercle dont les centres
sont aux sommets du triangle. Par cette disposition , si l'un
des sommets a est an centre d'un arbre , la tige c reste îmmo-
bile pendant tout le passage de l'arc opposé sur l'une des deux
lames e ou e*.
Les excentriques en cœur {PL XII , Jig, 2 ) s'emploient ponr
faire avancer la tige de quantités égales pour des portions de
révolution égales.
Il existe une infinité de formes d'excentriques assujéties au
travail qu'elles ont à eftectuer. Nous n'examinerons aucune
de ces rormes pour lesquelles la construction est toujours la
même , et qui ne présentent aucun intérêt sur leur facile dé-
termination.
LITRE III.
MACHINES OBSTINÉES A TRANSMfeTTRE l'aCTIOM OBS
MOTEURS.
On dûtingae^ épiant à présent, quatre espèces prinelpalet
de moteurs , savoir :
Les animaux ,
LeYent,
L'eao ,
La Tapeur.
La force des animanx se transmet an moyen d'appareils
qai^ pour les hommes , sont le plus souTeot des maniveiles ou
des treuib ; et pour les bétes , telles que les chcTaux, les ânes
et les bœufs, sont des manèges,
La force du Tent se transmet an moyen des mouUns à vent.
La force de l'ean se transmet au moyen des roues hydrau^
tiques.
La force de la Tapeur se transmet an moyen des machines à
vaj)eur.
Nous n'avons rien de remarquable A dire sur les maniTclles
et les treuils , en ayant donné la description précédemment.
Uétnde des machines destinées A transmettre l'action des mo-
teurs se résume donc dans l'étude des quatre espèces de ma-
chines snÎTantes , saToir :
Les manèges.
Les moulins à Tent,
Les roues hydrauliques,
Les machines à Tapeur ,
que nous allons passer en rcTue successÎTement.
TITRE PREMIER.
MANEGES.
Les manèges ( PL XV, fig. i et a) consistent en an axe T«r*
tical A ify, i) dans leqnâ sont imphintés nn ou plusieurs le-
Tiers horizontaux F , à chacun desquels sont attelés les ani-
aiaux dont on Tcut utiliser la force motrice. Les dimensions
des manèges Tarient selon la forme et les dimensions des ani^
manz on'on Teut y ateler.
Le auwai étant celui qne Ton emploie de pré£iKiice ]hw'
90 DEUXIEME PARTIE. LIVRE III.
ce genre de transmission <le force, nous n'étudierons cet ap-
pareil que pour cet animal.
Pour que le travail transmis par le cheval soit convena-
blement utilisé, il faut que le rayon du cercle qu'il décrit soit
suffisamment grand , ami que son action ait Heu, autaat que
{Mssible, tangenliellement à la circoufëreace moyenne qu il
décrit.
Il ne faut jamais accoupler les chevanx de front dans un
manège, parce que l'un d'eux décrivant une plus petite cir-
conférence que l'autre, ils ne travaillent pas également.
Les chevaux trapus sont préférables aux chevaux longs
pour ce genre de travail.
Le rayon des manèges varie entre trois et cinq mètres, sui-
vant la place dont on peut disposer; en moyenne, quatre mè-
très»
Le cheval devant décrire une circonférence , il faut, pour
que la direction de son mouvement soit |)erpendiculaire au
hras du manège, que le point d'attache et le centre de gra>
vite du cheval soient sur la même verticale. Or, le centre de
gravité du cheval se trouvant à peu près au point d'inter-
section des diagonales du parallélograuime construit sur les
qnatre pieds, il en résulte que le clieval doit se trouver au-
dessous du bras, comme cela a li^u dans la figure i.
Alors, pour atteler le cheval, ou construit ce qu'on nomme
une arcade G G, qui l'embrasse de part et A'autre , et de la-
quelle partent, à la hauteur des flancs, les traits qui se fixent
au collier.
Si l'on observe bien la figure, on remarque que la circonfé-
rence décrite par la branche intérieure de l'arcade est plus
courte que celle décrite par la branche extérieure ; il en ré-
sulte que si le cheval tire perpendiculairement an plan de
l'arcade, il reçoit à chaque instant un choc du bras extérieur
qui le fait ainsi rentrer dans la circonférence dont il tendait à
sortir. Pour éviter ce choc qui fatigue l'animai , il est bon de
l'atteler dans une direction un peu inclinée à ce plan , ce qui
fait perdre, il est vrai, un peu du travail produit, mais, en re-
vanche, met ranimai en état de travailler plus longtemps.
Ou a imaginé, pour assurer une traction égale sur les deux
hras de l'arcade, de faire cette dernière d'un seul morceau en
fer courbé supérieurement, et terminé au sommet par un tou-
rillon tournante volonté dans un support fixé à rextrémitè
du bras. Cette disposition, qui nécessite que l'on guide Je cfae*
MANEGES. _ 991
val par la boache, est fort bonne , mais beaucoup plus dispen-
dieuse que la première, sans donner des résultats beaucoup plus
avantageux ; de sorte que, pour nous, nous préférons l'autre.
On emploie dans les jardins de maraîchers, et dans d'au-
tres circonstances, lorque Ton veut que le cheval tourne tan-
tôt dans un sens , tantôt dans l'autre , le manège représenté
figure a , PL . XV.
Dans ce cas , le point d'attache sur le bras est au niveau du
plan de traction du cheval, et son mode d'action est le même
que dans la charme ; seulement il arrive que pour qu il se
meuve sur la circonférence , il faut que Taogle d'inclinaison
de sa direction avec le plan vertical passant par l'axe et le
bras du manège, soit beaucoup plus petit que quand le point
d'attache est situé sur la même verticale que le centre de gra*
vite de l'animal, d'où suit que l'effet utile est moindre.
Pour bien utiliser le travail du cheval au manège, il faul
allonger sa journée et la diviser en portions successives de
deux heures de travail et quatre heures de repos. De plus, il
faut que l'animal attelé marche au pas un peu relevé; le pas
Jent l'engourdit et le fatigue, le trot l'épuisé promptemeut.
On a trouvé par expérience que l'effort de traction le plus
convenable était 36 kilogrammes , avec une vitesse de deux
mètres par seconde.
Le cheval opérant toujours une forte traction dans Texer-
cice du manège, il n'est pas convenable de garnir le chemin
qu'il parcourt de pavé , parce que cela use trop promptement
les sabots et les fors. Il est préférable de faire un empierre-
ment mac-adamisé, qui, au bout de peu de temps, se garnit de
crottin de l'animal et lui offre ainsi un sol doux et laissant
prise aux fers dont le talon est muni d'une muraille hante et
étroite.
Dépense.
Pour bien nourrir un cheyàl travaillant au manège pen-
dant huit heures par jour, il faut :
10 kilogrammes de foin,
5 litres d'avoine,
4 kilogrammes de son contenant encore de la farine.
Dans Tartillerie, en campagne, on donne :
5 kilogrammes de foin , \
5 kilogrammes bonne {laille, ^ pour 34 heures.
8 litres d'avoine, ;
ÎIOO DBVZIÊMS PAATII. IIV&B III.
TITRE IL
MOUUNS A VENT.
De tous les moteurs, le vent est celui dont les effets sont le
plus variables, et, par cette raison, le moins susceptibles
dêtre prévus dans l'établissement d'appareils propres à tram-
mettre sa puissance à des machines. Aussi n'est-ce que sur des
données pratiques et propres à la localité seulement oà on
veut établir des moulins à vent, que l'on peut établir les di-
mensions qui sont le plus convenables. '
Afin de nous rendre compte des difFérents de^s de puis-
sance que peut avoir le vent, suivant sa force, nous aJlons
mettre sous les yeux du lecteur le résultat des expériences de
Mariotte et de Coulomb sur la vitesse du vent.
Tableau det viteuei et effets physiques correspondants des
différents vente.
m.
0.50
«.00
2.00
5.50
40.00
15.00
20.00
22.50
27.00
36.00
45.00
1800
3600
7200
19280
36000
48000
72000
81000
97200
104400
162000
EFFETS PRODUITS.
Yeot à peine seoitble.
Brise légère.
TJBDt frais ou modéré.
Venl boa frais, assez fort.
Vent fort, forte brise.
Venl impétueux , trèa-^ort.
Rafale.
Tempête.
Grande tempête.
Ouragan.
Ouragan terrible.
IV^'^?*' 5" ''*''* ' r*" '*^ '"'■^^^^* ^«P«"d de ^ nature et de
1 étendue de ces surfaces. «^ ««. uc
En théorie les pressions du vent contre des surfaces pla-
nes perpendiculaires à sa direction , sont, à vitesses égdes.
dans le rapport de ces surfaces. Pour une même soi^ce fcJ
pressions sont comme Us quarrés des vitesses du v^ '
^^Z^T^"^' ^"^ ""T"^ ^"^ ^/"^ ^^^^^^ constante, les pt casions
croissent dans un plus grand rapport que hs surfaces
MdVUNS A TSNT. lOl'
Quand le vent a de petites ▼itetses, les pression! sont entra
elles seulement comme les vitesses.
Quand le vent a des vitesses moyennes, on peut faire usage
des données théoriques.
Quand le vent a' des vitesses sans cesse croissantes, les pres-
sions croissent comme les quarrés, les cubes , etc., de ces vi*
t«sses.
Il résulte de la première donnée pratique qu'il y a plus d*à*
vantage à employer une grande surface que plusieurs petitee
équivalentes en somme à la première.
DESCRIPTION DES MOULINS A VENT.
On a Imaginé bien des espèces de moulins à vent que nous
passerons en revue successivement. Quant à présent, nous al-
lons donner la description du moulin à vent ordinaire [PL XV,
fig. 3 et 4) qui est le plus généralement employé.
Le moulin à vent ordinaire consiste en un axe B {fy, 3)»
incliné à l'horizon d'une quantité que nous déterminerons plu&
loin. A rextrémité extérieure de cet axe sont implantées une,
deux, trois, etc., et même huit ailes, suivant la force du vent et
le travail que l'on veut effectuer. Ces ailes, toutes situées dans,
un {dan moyen perpendiculaire à Taxe de rotation, consistent .
en une membrure principale K K [Jig. 4) dans laquelle est
passée une série de petits bâtons 1 1 analogues à des écnelons et
reliés entre eux, de part et d'autre, par deux lames légères
L L, percées d'autant de trou» que la membrure principale.
Cet ensemble, qui constitue la carcasse de l'aile, est destiné à
servir de soutien à des toiles que l'on passe alternativement
en dessus et en dessous des échelons , et qui sont destinées à
recevoir l'action du vent et la transmettre delà manière sui-^
vante : les échelons ne sont pas tous situés dans un même
pbn perpendiculaire à l'axe de rotation ; chacun d'eux, au
contraire, est situé dans un plan différent dont la position
sera déterminée ultérieurement.
Il en résulte que la surface de la toile forme une surface
fjaucbe qui, quand le plan du mouvement est perpendiculaire
ii l'action du vent , décompose cette action en deux : l'une
normale qui produit tout son effet, l'autre parallèle qui glisse
sans agir.
L'action du veni! sur les ailes de moulins à vent ordinaires
est donc celle d'une force sur une surface oblique.
Or, si Ton remarque que quand les aileç tournent , les d\-
loci- DEuxiEMB BMiviBh unoks in.
ven éobelon» décrivait de» droonféroiiws. d'aotMil plus^^em-
des qu'ils sont plus éloignés du- centre, on es déduit iuaiiédîar
tementque :
1® A inclinaison égale des échelons, et pression égale da
vent, le travail transmis par les surfaces oorrespondaafe à
chacun des échelons, est d'autant plus confiidér^le que ces
derniers sont plus éloignés du centre ; car ce travail est égal
à la pressîcm sur la surface multipliée par la viOesie.
a^ A pression égaie du vent, si on veut que le travail traos^
mis par les différents échelons soit le même pouj: tona, il ^ut
que leur inclinaison soit d'autant plus faible qu'ils sont plus
éloignés du centre de rotation.
Mais cette seconde ccmditibn n'est pas nécet^aixe» ca» le tn-
- vail total- transmis est égal à la semme des quantités de tra-
vul transmis par cheeun des échelms isolément, et il n'im-
porte qu'ils en traoïmettenft chacun la même quantité, que
pour la légèreté de l'appaieil , l'efibrt uMximum ayant lien à
i'ffiitrémité des ailes.
Remarquant que l'air ambiant s'oppose an vun^vemeut de
rotation des ailes, et cela proportionnellement au auarré de
la vitesse de chacun de leurs échelons , il faut, si Von veut
avoir le moins de réststanee possible à vaincre de ce côté^ di>
nnouar l'angle d'incHaaison de la siiriace de l'aile sui: le plan
du mouvement, en quantité proportiomoeUe à l'acaroiftsement
de vitesse angulaive.
Gomme en agissant ahisî on dieaiaiie d'une part la résistance
a» mouvement, et d'autre part la résistance du vent moteur sur
les ailes , il a feliu de nombreuses expériences pour aoiver à
la déterminatien de la loi de décroissanc» la plus cenvenabl«
ponr l'inclinaison des édideBs.
On a trouvé ainsi :
Si « est l'angle varîabto avee l'a» des élé«ie«U 4» l'aile
parallèles aux échelons ;
a le complément de cet angle ;
1* Lorsque l'aile est plane, si l'angle « est co^ipris entie
45 et 55 degrés avec l'axe, l'effet utile est moindre que quand
cet angle est plus considérable.
2<^ Si Tangle a est compris entre 72 et 7$ degrés, l'effet
utile est le plus grand possible.
C'est en partant de ces données que CoÊdomb et Aneaton ont
composé le tableau suivant, dans lequel on suppose que l'aile
a été divisée en six parties égales; len» i éUntle plus prèsde
Vaxe et à une distance de ce dernier égale à deux divisions.
MOOCim A VBMT. Lo3
Tableau des indinaisons fies différenles parties <f une a^e.
N«.
OMTAMGB
AIf«LB
AKGLE
àlNiie.
•fec Vvxe.
arec le plan
du mouTement.
0
1
70«0
20'»0
1
2
72 0
180
2
3
712.5
17.5
1 S
4
75.0
17.0
1 4
5
74.0
16.0
n 4( »
6 1
77,5
12.5
y 6
7
83.0
7.0
B
Il résalte des expériences de Coulomb sur des moulins cons-
traits d*après ces principes, que la vitesse du vent étant i ,
celle des ailes, à rextréraité, varie entre a. 7 et 3.3y le mou-
lin travaillant avec sa plus (j^ande charge.
Lorsqu'au contraire le moulin n'est pas fortement chargé ,
la vitesse à l'extrémité des ailes varie entre 4-0 et 4-2. Ces
données sont ntiks pour déterminer, à l'inspection d'un mou-
lin, s'il donne le maximum d'efFet utile possible, connaissant
la vitesse da vent, d'après son action physique définie dans
la .table de la page 100.
Coulomb a trouvé aussi que^
i« La vitesse des ailes est proportionnelle à*la vitesse da
vent;
a<* Poar des ailes de 1 2 mètres de long snr i.^gS de large,
on ne peut travailler avec un vent dont la vitesse est moindre
que 4 mètres par seconde ;
3^ La vitesse de vent la plus conveiiafale est de 6 mètres à
9 mètres par seconde.
Effet utile dès Moulins.
On a trouvé que poar une surface d*ai!es de 80 mètres
quarrés, l'effort maximum transmis par des vents dont la vi-
tesse était comprise entre 2,'^bo et 6."'5o, a été de huit che-
vaux.
Pour SIM vitesse du vent supérieure à 6.^5o, il a fallu plier
les voiles, ee qui a établi l'effort de huit ohevanx, comme ao
ma.rimmn , peur la «ixûioe doonée.
•»04 DEUXtEXtC PARtIE. LIVRE Ut.
On conclut de là que, ponr an vent de 6."!>o« la snrCace de
voile nécessaire pour produire l'effort d'un cheval est de lo
mètres quarrés. Il en résulte que pour une vitesse du vent de
4 mètres, la surface nécessaire pour produire l'effort d'an
cheval est de 65 mètres quarrés , ce qui est considérable.
On conclut de ces résultats, que les moulins à vent ne sont
bons qu'autant que l'on peut compter sur une vitesse de vent
Comprise entre 5 et 7 mètres par seconde.
Formes et proportions des Moulins à vent.
L'axe de rotation doit être incliné à l'horizon ; cette incii*
naison varie entre 8 et 1 7 degrés , suivant les localités.
Si R est le rayon des ailes , on conserve entre l'origine de la
D
voilure et le centre de rotation une distance égale à ■ . 1
6
5 R
La longueur de la voilure est donc ; sa largeur
6
moyeunô est égale à . ou au cinquième de sa longueur.
6
La forme de l'aile est celle d'un trapèze dont les bases pa-
rallèles sont aux extrémités , la plus petite près du centre.
Le$ proportions de ces bases sont les suivantes :
Soient L la largeur moyenne , B la base à rextrémitc , b h
base près du centre :
.-A
h » 1.
R
Cette disposition a l'avantage d'éloigner le centre de gra-
vité de l'axe et de rendre la force de l'aile plus grande.
Comme la direction du vent change à chaque instant, il
faut que celle de Taxe puisse aussi changer ; à cet effet , on
rend lyobile tout le bâtiment dans lequel sont les machines
I
w raeC en mouvement la force du venf , comqie riq4jiq^4 la
F est un axe vertical portant tout l'appareil que Ton fait
mrner à volonté au moyen de la flèche G, manœuvré par un
jieval on nn treuil fixé sur le sol.
Lorsque le monlin est grand , on fait en sorte que le toit
-ealement soit mobile; à cet eHet, on le fait ronler sur ââ
alets , ce qui est facile quand on a désengrené les deux roues
en haut.
Il existe des moulins qui s*orientent d'eux-mêmes et dont les
oiles se ferment de quantités proportionnelles à la foroa da
rat; ces moulins sont fort ingénieux, mais fort chers et tou-
mrs en réparation.
Qn a imaginé deê f^onlins qui vont à tons yents. Çeê ni^a*
as, dont on peut voir un exemple dans U planche ^» fy* \^
lortent \e nom de Pananémons { içcnv àvs/xos ).
Ils consistent tous en un axe vertical iDuni 4 appareils |i||<
eptibles d'offrir une surface a Taction du vent qi^and it f)git
l'au côté, et de le détourner en lui offrant le moins cle réisis-
:aDce possible, quand il agit de l'autre côté.
' Ou a trouvé qne , à surface égale de voiles , ces moulins ren-
dent le dixième de l'effet utile transmis par les moulins oirdi-
naires , d'où résulte que leur emploi n'est nullement avanl&*
»eux.
TITflE III.
ROUES HtDRAULIQUES.
SfiGTIQN Vf,
dÊTERMlMATlOM UU TRAVAIL D*DII POIDS P d'EAU ^OMBANT
D*UlfE HAUTEUR H.
$ I**. — ÉGOULBMBHT PAR UH ORIFId.
Soit ^ {PL XV , ^. 5 ) un yaiie ^rempli d'ean ^t percé 4'nn
prifice S à sa partie inférieure, par lequel cette eau 8*écoulp,
Soit h la hauteur du niveau au-dessus du cenfrp 4^ gra-
vité de cet orifice.
Appelons v la vitesse de sortie de l'eau par Torifice d'écou-
leraent , et P le poids écoulé par seconde.
Le travail produit par le poids P d'«in descendant depuis
le niveau supérieur de l'eau jusqu'à l'orifice d'écoulement
est P A.
Ingénieur Civil, tome a. *o
I06 tlBUXlÈHB PARTIE. LIVRE ill.
La force vive à l'orifice dt'écoutemeul est :
mv' «= . —
y
Or, la force vive produite est égale ïw double de la quan-
tité d'action dépensée « on a donc ;
Oneodè^luit: v^^st^gh
«I s p ^ yTpT ..... (i)
Si le niveau reste constant, h est constant, et réciproque-
ment; s'il diminue, h diminue , et par conséquent v.
Cette valeur de v est théorique; en pratique, les frottements
du liquide contre les parois du vase et la cnntmctton qu'é-
prouve la veine fluide à sa sortie de l'orifice font que cette vi-
tesse est moindrii et au plus é^ale à :
0.9o y "JLgk
Comme, dans la plupart des cas , ce n'est pas la vitesse qii*
l'on veut connaître, mais U quantité de liquide écoulé dans un
temps donné, on a fait des expériences pour déterminer exac-
tement les coefficients par lesquels il taut nmltiptier les ré-
sultats du calcul , suivant les différents orifices par lesquels
l'eau s'écoule, et on a trouvé :
Le volume écoulé par seconde étant théorinueraent égal U
la section de l'orifice multipliée par la vitesse d'écoulement , il
faut multiplier sa valeur théorique par :
0.*o5, lorsque ^écoulement a lieu en mince paroi;
p-^SS, lorsque i'éeoulement q Iteu par ttn ujutnfje cylin-
dHqve;
o."95, lorsque técoulément a lieu par un ajutafje coniVywr,
la plus petite section de cet ajutage étant considérèç comme
f^llc de la veine.
D'où les trois fonnuleç :
!• . . . V « 0.65 S j/TTF
20 . , . V « 0.85 S y ^gfi
3« . . . V « 0.95 S ylJT
KOUES HTDRAVLIQUE3. IO7
§ 2. — ÉCOULEMENT PAR UN OEVBIIS01{1.
Soit À {PL Xy,Jig, 6) un réservoir daos lequel l'eau s'élève
jusqu'au niveau BC.
Soit h la hauteur du niveau de l'eau au-dessus du déver-
soir D.
Dans ce cas, la vitesse théorique d'écoulement n'est pas égale
hy 2gh, mais seulement à p^ gh,^/^ h 6tant seulement la
hauteur génératrice de récouleroent, à cause de la dépression
qu'éprouve le niveau du liquidée l'endroit du déversoir.
La dépense, déterminée par expérience, a été trouvée la
suivante :
y '^ QM^ Ih i/YgfT , . . . (1)
ians laquelle t est la largeur du déversoir.
Lorsque h est très-petit , on doit remplacer le coefficient
O."4o5 paro."4i5 ; et quand il dépasse o.^'ao, il faut le rem-
placer par o."'90. La valeur o."'4o5 du coefficient correspond
à une valeur de h égale à o.^io environ.
§ 3. — ECOULEMENT UANS UN COURSIER INOÊPiNl.
La vitesse des eaux courantes se détermine au moyen d'nu
flotteur abandonné dans la partie du courant la' plus rapide.
On a trouvé par expérience que :
1" La vitesse des eaux courantes est généralement comprise
entre o."3o et o."4o par seconde.
Tt'^ La vitesse moyenne est égale aux V| ^*^ cel^® H^'^ ^ ^^^
observée au moyen du flotteur.
Connaissant la vitesse moyenne d'un courant, on détermine
le volume écoulé par seconde en multipliant cette vitesse par
la section moyenne, sur une certaine lougucqr.
Pour avoir la chute disponible sur une lonj;ueur donnée, il
suffit de faire un nivellement.
$ 4- ^ TRAVAIL oépSNsé.
■Soient A et B {fg. 7 ) deux réservoirs d'eau ; H la différence
constante entre les hauteurs du niveau de l'eau dans ces deux
réservoirs.
.Si P est le poids d'eau qui. passe, par seconde, du réservoir
A d.ins le réservoir B , le travail produit par cette eau est i* H,
Or, OD a pour Teau :
p«aVX loookilog.
10$ OEUXxàMK PARTIR. hXYKR, III.
Donc, pour récoulement par un orifice, on a :
K étant ^e coefficient dépendant de l'orifice ;
et pour le travail :
PH«iQ0OHKS |/â^
Pour l'écoulement par un déversoir^ on a de même :
P = 1000 X 0.405 Ih y^gh
et pour le iraTail :
PH »= 405 H îh >/2 gh
SECTION II.
THEORIE DES ROUES HYDRAULIQUES.
Ou distingue deux espèces de roues hydraulique^ :
Les roues à axe horizontal.
Les roues à axe vertical.
Les premières portent le nom de roues horizontales; les
secondes se nomment roues verticales ou turbines^ du nom de
l'un des inventeurs de ces roues.
ARTICLE P^
ROUES k AXE HORIZONTAL.
Il existe plusieurs genres de roues horizontales, suivant :
\^ Ia nature du cours d'eau;
2^ La vitesse que l'on veut avoir;
3^ La hauteur de la chute ;
4^ La quantité d'eau disponible.
Quand on peut barrer le cours d'eau, pn a une chute, et
alors la roue peut être de l'un des quatre genres suivants,
savoir :
1* A vanne ^ recevant l'eau fin dessous ;
1^ A déversoir, recevant Veau da côté i
3® A vanne, recevant t eau décote;
4^ A vanne, t^cevant (eau en dessus»
Quand on ne peut barrer le cours d'eau , alors la roue est
dite pendante, à palettes planes ou courbes , se mouvant dans un
coursier indéfini.
BOOgS ▲ AXS nORI20MTAL; lOq
S |«. — 10UB8 A VANWB , RECEVANT i'eAÛ Eîf-©BSSOUS.
Elles sont de deax espèces :
Les roues à aubes planes;
Les roues à aubes courbes.
Soient A et B {/ig. 8) deax réservoirs d'eaa séparés Tun de
l'autre par la cloison G, manie à sa partie inférieure d*une
vnnne D, pouvant se soulever à t'aide d'une crémaillère en-
grenant avec un pignon mis en mouvement par une série de
rones communiquant à une manivelle à bras.
Soit E le centre d*un arbre horizontal sur leqne) est montée
une roue hydraulique composée de plusieurs couronnes telles
que F F, maintenues en place par des bras qui vont se noyer
dans nn tourteau monté sur l'arbre, et reliées les unes aux au-
tres par des aubes soit planes, comme en G, G*, G", G'**, soit
courbes, comme dans le reste du dessin de la couronne,
l*' Roues à aubes planes.
Supposons , en premier lien, que toutes les aubes sont pla-
nes et que l'on ouvre la vanne d'une quantité suffisante pour
que le niveau de l'eau ne s'abaisse ni ne s'élève dans le réser-
voir supérieur. L'eau s'écbappant par l'orifice va frapper les
aubes avec une vitesse dépendant de la hauteur h du niveau
de l'eau au-dessus du centre de gravité de cet orifice, et corn-
tnnniquer un mouvement de rotation à la roue.
Soient : u la vitesse de sortie de Veau ;
V la vitesse de rotation de la roue à la circonfé-
rence oà. se fait le choc.
L'eau , une fois en contact avec les aubes, prend leur vi«
tesse ; elle a donc perdu pendant le choc la différence u — v.
Si M est la masse d'eau dépensée par seconde , le travail dé-
pensé est la moitié de la force vive développée à la sortie, ou :
et le travail absoibé par le choc : V, M (u — v)*
SoitP la résistance de la roué, exprimée en une force tan-
gente à la circonférence sur laquelle a lieu le choc; le travail
utilisé est : Pv,
L'eau, après avoir accompagné la roue avec une vitesse v,
finit par l'abandonner en tombant dans le réservoir fi. Elle
posscKle donc à ce moment la vitesse v, et la portion du tra«
vail dépensé qu elle emporte avec elle est :
ingénieur CMl^ tome a* ii
IIO DBUXIÀMK PARTIE. UVUS lU.
Il résulle de là, que l'on a l'équation suivante entre le tra-
Tail dépensé et les quantités de travail absorbées :
VaMu««V«M(u — v)« + Pi; + V» Mv«
On en déduit, pour expression de l'effet utile :
Pv«Mv(u— V) (3)
équation dans laquelle v seule est variable. Donnant à cette
quantité différentes valeurs, il vient :
pourvBso: Pvs=30 Mv(« — v)s=o
Pour des valeurs de v comprises entre zéro et u, le facteur
Mv augmente et le facteur u — v diminue ; il y a donc une
valeur de v pour laquelle le produit v[u — v) est un maxi-
mum.
Posons : « (« — v) «s=s y.
Doos eo dèdaiwiH :t*— »u + y=»0
La pins grande ttleor de y, pour v réelle, est y a.
correspondant à : ^
«-_
Il faut que la vitesse de Ut roue soit égale à la moitié de la
vitesse de sortie de teau, pour que t effet utile soit un maximum.
Soit Q le poids d'eau écoulé par seconde, ou a :
iioit h la bauteqr de chute génératrice de la vitesse u,
on a :
ftemplâçantM, u eit; par leurs valeurs dans Téquaiion (3},
6i remarquant que Ton a :
(-^)=^
nw «?on» ; Pt;« -^ IlL « 0.5 Q* . . . (4)
nbiA» à ixi «(flittolnpAL. tir
ce qui indi({taè ^e t effet ^ite est, théôriquemênH^ him'Im^ du
travail dépensé.
PooT dééoîre P de cette éqaation, remplaçons t; par *^
et dîyisoDg , de pari et d*atitre , pfer eette quantité , nous a
P== -QiL^ -M^«Q ^^ « 0.«25 Qf/TT
" ^/2p^ f/2flr
En pratique , on obtient seulement :
Pv «B 0.3 Qh (5).
c'est-i-dire, moins dn fiers du travail dépensé.
L'expérience prouve que le mapcimum d'effet utile correi-
pond à V =a*/^Ufan lieu de Va X-
En général , on doit donner à la roue travaillant Une vî«
tesse moitié de celle qu'elle a quand elle marche à vide.
On déduit de là pour P :
P = _2^» «£.Q!^.o.le9Q»/-
Discussion.
Plus h est grand, plus P est grand; mais aussi, plus Q est
grand, plus P est aussi grand. P étant exprimé en fonction
de Q et ^A, croît dans un plus grand rapport avec Q qu'avee
ft. Il en résulte que, pour ces roues, il est préférable d'avoir
degrands volumes d'eau que de grandes chutes.
Données pratiques pouf texécuHon,
On laisse un jeu de o.^oi entre le dessous de la roue et le
sol du coursier.
On donne à la vanne une ouverture de o.^io à o.^ia au
plus. A cet effet, on donne à la roue une largeur propor-
tionnée an volume d'eau disponible. Plus l'ouverture de ta
vanne est grande , plus h est petit, par conséquent plus P
l'est aussi.
Afin que la vanne soit le plus près possible de la roue , on
lui donne une inclinaison de 6o<* environ. Comme la veine se
contracte d'aatant moins que l'orifice est plus approchant de
la forme conique , on taille la partie inférieure de la vanne
en biaean, comme l'indique la figure.
lia DBOXIKMB PAIITIB. UVRI lil.
Au lien de placer les aubes sur les rayons parlant du centre,
et normalement à la circonférence de la roue, ou leur donne
une inclinaison de a2<* avec le rayon.
La hauteur des aubes doit être telle qu elles ne plongent
que dqs deux tiers de cette hauteur dans l'eau quand la roue
marche. £Ue rarie entre 3o et 4^ centimètres.
La distance entre les aubes, sur la circonférence moyenne,
est égale à environ leur hauteur, et ne doit pas dé|>asser aœ
fois et demie cette hauteur.
Le rayon de la roué est tout-à-fait dépendant de la vitesse
de rotation que l'on veut avoir pour l'arbre. Néanmoins , il est
convenable que ce rayon n'ait pas moins de i;"5o.
20 Boues à aubes courbes, dites Roues à la Poncelet.
Nous avoBS vu que les roues à aubes planes présentaient le
grave inconvénient de perdre par le choc une quantité d'ac-
tion égale à ^/^M{u — v)*, laquelle représente le quart
du travail dépensé , puisque l'on a : v sss */^u.
Pour éviter cette perte , M. Poncelet a imaginé de mettre
des aubes courbes , dont les résultats sont les suivants :
Lorsque l'eau sort de la vanne {Jig. 8 ) , au lieu de rencon-
trer une surface plane contre laquelle elle choque , elle s'é-
lève le long de la courbe de laube qui se présente à elle en
prolongement du fond du coursier, et, arrivée à une certaine
hauteur, elle retombe sur cette aube, le long de laquelle elle
descend pour en sortir avec une vitesse due à la hauteur à la-
quelle elle s'est élevée.
Si u et V représentent , comme précédemment, les vitesses
de l'eau et de la roue, l'eau, une fois entrée dans la roue» tend
à monter avec une vitesse initiale u ; mais comme la roue
avance avec la vitesse v , l'eau a cette vitesse-là en moins dans
la roue et ne monte qu'en vertu de la vitesse initiale u — v,
et s élève à une hauteur h\ théorique , que l'on obtient en
posant ;
d'où: h' y (^-^)'
L'eau, après être montée, redescend et possède au bas de sa
chute la vitesse u — v dans la roue et en sens contraire de sa
sortie de la vanne. Il résulte de là que quand elle a qaiué
l'aube, elle est animée d'une vitesse u •— v , en sens coa»
traire en monvemeiit de la roue, et d'une TÎtesse v dans la
■éme lem , ce qui donne pour vitesse de eortie» en tèns eon»-
traire :
(ti — v) — V 1^ U — IV i*a V*.
On a , poor ë^ation da travail en forces vives :
V,Mii«-=Pt; + VîMt)'»
Vt M v'* est le travail perdu.
Il résulte de là que le travail produit est un nufximum
quand v est un minimum.
Or, posons v' «s o, il vient :
U tas a«|.
ce qui indique que :
1* L'eau sort de la roue avec une vitesse nulle;
%* La vitesse de la roue doit être moitié de celle de Tèan,
comme précédemment.
Dans ce cas , on a :
Le tnxuail produit est igal^ théoriquement^ au travail dépensé;
On en déduit :
^ t; V« t* v^gh ^ ^g
valeur double de celle que nous avons trouvée pour les ronês
à aubes planes.
Données pratiques.
Tracé des aubes, — Il ne suffit pas, pour obtenir le maximum
d'effet utile, que les aubes soient courbes, il âuit encore que
leur courbure soit convenablement dirigée.
A cet effet, soient O A (fig. 9) le rayon extérieur de la roue
et O G le rayon intérieur. Pour déteiminer la courbure de
laube passant par le point A, on mène la tangente AT et
ou fait, au point A , l'angle T AB >a: a5 degrés. Du point A
ou élè?e la perpendiculaire A G sur A B et on fait ranglB CAD
= 60 degrés. ^
La droite AD reucontre la circonférence intérieure au
point F. On détermine sur la droite A G le point E à éoale
distance des deux points A et F et on a Ueentfe de iar«
de cercle devant former l'aube AF.
Il 4 BEuausm pabtii. m^Rb ih.
Bautewr dei aub$s. — La formule A'sr« -^—
pourt>=^VaW: ,^i
Or, on a: u*«2i//i
., ^gh h
d'où on tire : h' «a ■ •=• — 7—
o^ 4
La /(auteur théorique des aubes doit être égale au quart de la
chute.
Espacement des aubes, — L'espacement des aubea doit être
aussi petit que possible , sans quoi Teau cesse d'agir de la ma-
nière que nous avons définie précédemment. £n général , oa
le fait égal aux trois quarts de leur hauteur.
Effet utile réel. — Contrairement à ce que nous avons dit
pour les roues à aubes planes , il faut plutôt augmenter la vi-
tesse de la roue que la diminuer, pour obtenir le maximum
d'effet utile. Eu général , on porte la vitesse de la roue i
0.6 u, au lieu de o.5.
L'effet utile moyen est, dans ce cas, o.65 Q A.
Beaucoup de roues ne donnent que 0.60 , et très-peu don-
nent 0.70.
Une des principales conditions pour obtenir beaucoup
d'effet utile, c'est d'avoir une petite chute. Les roues à la
Poncelet conviennent principalement pour grandes vitesses
avec beaucoup d'eau et peu de chute.
§ 1. — ROUES A DÉVERSOIR, RECEVANT LEAU 1>B CÂTÉ.
Soient AetB {PI, IX, Jîg. 82 ) deux réservoirs, séparés
l'un de l'autre par la vanne à déversoir C. Soit D un arbre
portant une roue hydraulique à aubes planes se mouvant
dans un coursier courbe E.
Soient u et t; les vitesses de l'eau et de la roue comme pré-
cédemment; h la hauteur entre les deux niveaux, et A'I'on-
verture de la vanne.
L'eau une fois entrée dans les aubes, se ment avec elles et
descend avec la vitesse v. Elle a donc perdu la différence de
vitesse u — v et la quantité d'action Vg M (u — v) *.
L'eau sort de la roue avec la vitesse v et emporte avec elle
la quantité d'action Vs M v *.
«OOBf A AM RORlaoilTAI» 1 1^
La chute totale ëUnt A, soit a la haateur da niveau de
l'eaa da réserroir au- dessns da centre de gravité de sa section
d'écoulement , on a : « =s fonction de h\ et la hauteur de
chute utilisée est A — « ; on a alors pour équation du travail :
Mfir (A~«) « Pt; + %M (ti-t^)» + V,Mt;«
d'où on dédnit :
Mflf (/* — «)« Pv + V«M (i*« — 2 t?u + 2©«)
A"
Remplaçant u^ par ga valeur Stg » gh" (h"
étant Pépaisseur de la veine à l'endroit do déversoir) , il
vient y en résolvant par rapport à Pt; :
Vv^^Mgfh-^a ^J4-Mt;(u — t;) '
Le imijcimum de valeur du produit v (m — v) correspon-
dant à V s= % tt^il vient, eu donnant à v cette valeur :
Pt;«:Q^A-« ^\+i,^Mu^
Or.ona: V«Mti«s=^ V, X — X ^A" = Vs QA'/
on en dédnit :
Pv«:Q (A - «)=.Q (A -/A').
Plus A' est petit, plus/A' est petit , plus TefFet utile est con-
sidérable ; comme A' ne peut devenir nul , on en conclut que
Teffet utile théorique ne peut jamais être égal au travail dé-
pensé.
Données pratiques,
La vitesse v de la roue doit être comprise entre o.id^o et
I mètre. Pour v saa."70 il vient : u » ij"4o9 ce qui
donne pour A" :
.,, ti* 1.96 ^„^^
g 9.81
En prenant pour centre de gravité de l'écoulement le mi-
liett de A'*, on a :
A' « a «h — -— «s a + O."10
ti6 DBini^ia nitni* unm m:
Or, l'expérîftnce pronve qae A" est environ Ifes 0.6 Ae V ; 3 en
résulte que l'on a :
\
.-/•»'■
0.6 8
«±!l-0.10-Ji-0.»233
0.6 60
Il y a donc toujours, avec ces roues,) nne perte de chute d'au
moins 2 3 centimètres.
Néanmoins , ces roues sont celles qui donnent le maximm
d*effet utile , parce qu'elles perdent moins que les autres.
En général , on obtient de 66 à 70 p. 100 d'effet utile.
Comme les aubes laissent passer l'eau au-dessous d'elles
dans les coursiers courbes , on construit aussi ces roues à ^
augets(P/. XVI, Jig. 10), avec ou sans coursier courbe. Celles à
augets et à coursier courbe ont l'avantage de n'abandonner
Feau qu'à la fin de la chute , mais sont quelquefois exposées à
se détériorer s'il entre la moindre des choses entre ces augets
et le coursier.
Quand on fait les roues à augets, il faut leur donner une
capacité égale aux 4/3 de la quantité d'eau qu'il» doivent re*
ce voir en passant sous le déversoir.
§ 3. — ROUES A VANNE, RECEVANT l'baU DE c6tB OU
EN nsssus.
Les roues hydrauliques & déversoir, recevant l'eau de côté,
sont, comme nous venons de le voir, celles qui donnent le
maximum d'effet utile; par cette raison, ce sont celles que
l'on emploie de préférence dans les usines, on on n'a que juste
la quantité d'eau nécessaire à la production du travail.
Mais ces roues présentent un grave inconvénient qoand
elles reçoivent l'eau, soit directement de la rivière qui les
alimente, soit par l'intermédiaire d'un canal. Dans ce cas, le
niveau supérieur de l'eau varie à chaque instant dans des ii*
mites plus ou moins étendues, et augmente ou diminue pro*
portionnellement la vitesse de la roue.
Lorsque l'usine mise en mouv/ement par le moteur hydcwi*
lique est importante, on emploie un régulateur de vanne,
qui est tantôt une machine , tantôt un en&nt auquel on donne
5o centimes par jour. Mats dans les petites usinei il ne peux
en être ainsi.
MOIS A AXB HORICOIITAL. tl7
Comme la plupart du temps ces dernières ont toujours plus
de force disponible qu'elles n'en consomment, on applique à
leur moteur la disposition suivante, qui a l'avantage de rendre
son mouvement régulier^ pour ime quantité constante de
travail absorbé par l'usine.
Soient A et B[fig. 1 1) les deux réservoirs supérieur et infé-
rieur. La roue G étant posée, au lieu de lui envoyer Tean du ni-
veau DE par un déversoir , comme dans les roues de côté ordi-
naires, on retient l'eau par une petite vanne ouvrant en-dessous.
H résulte de là que 1 eau, en sortant du réservoir supérieur,
va choqner contre les aubes ou les augets de la roue , comme
dans les roues en-dessous, puis ensuite descend avec eux le
long du coursier courbe , comme dans les roues de côté.
Par cette disposition, la cbute comprise, entoe le niveau
DE et Torifice d'écoulement est à peu près perdue ; il en ré-
solte que cette cbnte peut varier de quantités notables , soit
en-dessns, soit en-dessous de DE> sans que le travail effectué
par la roue soit difFérent.
Gomme on le voit , ce genre de roues n'est applicable qu'au-
tant que Ton a excès d'eau.
La figure i a représente une disposition analogue appliquée
à une roue recevant l'eau en-dessus , et n'a besoin d'aucune
explication.
§ 4' — ROUES PENOANTES.
Soit A [Jig. i3) un cours d'eau animé d'une vitesse u.
Soit B une roue à palettes plongée dans ce cours d'eau et en
Rcevant une vitesse v à la circonférence moyenne des palettes.
La résbtance éprouvée par un plan se mouvant dans un
liquide en repos \ est proportionnelle au quarré de sa vitesse ;
or, avoir la vitesse v dans le sens de l'eau , qui a u , c'est la
même chose qae si Teau choquait les aubes en repos avec la
vitesse h — t;, ou, enfin, que si les palettes se mouvaient en
KDS contraire, dans une eau dormante, avec la vitesse u — v.
la résistance éprouvée par les palettes, c'est-à-dire l'action
de l'ean sar les palettes, est proportionnelle à ( u — v)*.
Soit k la hauteur génératrice de la vitesse u — v, on a :
(u — v)« cs> 2gh.
Or, U pression sur les palettes est un prisme d'eau ayant
jour hase la section S des palettes, et pour hauteur A, on a
en appelant P cette pression :
P m S X ô X 1000 kii.
Il8 DSVZIBMB PA&TIS. LIYIUI III.
Remplaçaot h par u valeur ■ , il rient :
P^ SX 1000 ^"""^^'
et pour traTail prodnk :
Pp = St?Xit)0O ^\ ^ ^ 1- t^(u— »)«(!)
Pv est un maximum qaanà le produit v (u — v)* est an
maximum.
Pour trouver la valeur maxima de ce produit, posons :
» (u — i;)« sas y.
il vient: ti* — 2t;u + i?« SL = 0
V
d'où: u = t;±: /^i,« |^« j. .-iL.
et :
^v±l/JL
Pour des valeurs positives quelconques de ^ on a toBJaon
des valeurs positives pour u, il en résulte que la valeur nuuri-
tna de y est 00 , ce qui n'indique rieu.
On a trouvé, par expérience, qae \e maximum d'effet utile
correspondait à v = Vs u; remplaçant v par cette valeur daitf
l'équation (i), nous avons :
%S 9
Effeciaant les calculs indiqués :
Pw = 3.77Si4' . . . . (â)
On en déduit pour P :
P»»il.3lSl<>
Soît K le coefficient de la résistance pratique du flaid«,
il vient :
P ==: 11,31 K Su*
; A âZ8 TKRTKJAL, OU TURBINES. 119
On a trouvé que quand les palettes plongent entièrement,
Kest compris entre a et 3 ; on a donc en moyenne : K asa 3.5.
la haatenrla meilleure des aubes est comprise entre o."5o
et o."do ; leur espacement doit être égal à leor hauteur.
Comme dans les roues en-dessous ; on donne aux aubes une
inclinaison de 2S" avec le rayon de la roue, lequel doit être
égal à trois fois et demie la hauteur de l'aube, ce qui donne
pour longueur de Tanbe les deux septièmes du rayon extérieur.
Comme cette hauteur ne peut être moindre que O."5o , il en
résulte que le cayon de la roue doit être au moins de i ."75.
ARTICLE II.
ROUES A AXB .VERTICAL, OU TURBINES.
On distingue deux espèces de turbines , savoir :
Les turbines à pression verticale du li(iuide sur la partie mo-
bile;
Les turbines à pression horizontale du liquide sur la partie
mobile , dites à fnrce centrifuge.
S I«r. — TURBIKES A PRESSION VERTICALE.
Soient E¥ (fy. 1 4 ) Vaxe d'un cylindre, et M A la direction
d'un filet fluide infiniment petit. Lorsque ce filet vient ren-
contrer le cylindre en A , son action se décompose en deux :
une horizoDtale qui tend à faire tourner le cylindre , l'autre
verticale qui est détruite par la résistance de ce dernier.
Soit u la vitesse d'arrivée du filet au point A , et sur le
prolongement A C de M A prenons AC s= u. Les vitesses com-
posantes de u sont A B et A D , pour lesquelles on a, en appe-
lant a Tangle D A C :
A B SB) u sin. M.
AD :» u COS. a.
Soit V la vitesse du cylindre à sa circonférence. La vitesse
horizontale avec laquelle l'eau agit sur le cylindre est égale
à : u sin. a — v.
Prenons A H = u sin. a — t; et construisons le rectangle
sur A D et A H; la diagonale AI nous donne la direction
réelle du filet d*eau sur la surface du cylindre après le point
A, pendant le mouvement de ce dernier.
Recevons l'action de ce filet sur une courbe AA' tangente,
au poifit A» à la dia|;oiial0 Al ; le filet d'eau, entrant dans cette
no fiBUXtlàME PAAttt* tlVAB Ût;
courbe, nMprouve aacan choc et la sait jusqo'ea Â', point ^
lequel il s'échappe.
Or, en s'échappant il est animé d'une TÎtesse u ' suivant A'G
égale à u sin. a— v, plus la quantité dont cette vitesse a pu
s'accroître par la chute AA\ D'autre part, il est animé, avec la
roue, dans le sens AL , d'one vitesse v. Il sort donc die la roue
avec une vitesse u" dirigée suivant A' K diagonale do paral-
lélogramme construit sur u' et v au point A'.
Soient h la hauteur de chute génératrice de la vitesse «, et a
la hauteur de la roue; la quantité d'action totale dépensée
par l'eau jusqu'au bas de la roue est :
mg (h -f- a)
La quantité d'action communiquée à la roue est :
P V.
La quantité d'action perdue par l'eau, sortant de la roue,
est: %mu"*
On a donc: «n^ (ft+ o) = Pt; -|- V^mw''*
d'où : P» « M^ (* + a) — V, mu"*
Plus u" est petite, plus Pt/ est grand.
Or, u " peut être nulle ; pour cela , il suffit que u soit égale
et directement opposée à v, auquel cas la courbe est tangente
au plan de la circonférence inférieure du cylindre.
Pour établir la relation u' = v, recherchons u'»
On a : t«' = 2^^ au point A.
et AÏ« = AH* + rD'=.(usîn.a — t>)« + u«coi,««
d'où on tire 'pour expression de la vitesse de Peau eotrani
dans la courbe :
A I =» f/i'tt*-]- V*— 2 ti« sin. a
Soit h" la hauteur d'eau qui produirait la vitesse AI, on a :
ti« 4- t>« — 2 wo sin. a = 2 ^A^
L'eau ayant gagné la chute a au point A', la vitesse u Je sor-
tie est due à la charge génératrice A' + a ; d'où nous tirons :
PB tt« -f »« — 2 «t? sio. « -f J ^«,
ftOVES A AXE VEftTICAI., OU TtrUINES. lai
ilemplaçaat dans cette équation ti' par sa valeur 2 gh, nous
avoos :
u'*«2 § (^ + a)4-i;« — âuvsin.a
Faisant dans cette équation u «= v, comme il a été dit
précédemment, pour obtenir le maximum d'effet utile, il
Tient :
2^{4+a)=a2utȐin. oc , . . (1)
d'où : V = - ' .' — ^
U sin. a
.9{h + a)
Ainsi, quelles que soient les valeurs de sin. «, u, v, h, a,
du moment où on satisfait à l'équation (1)^ on obtient le
maximum d'effet utile, lequel est égal théoriquement au tra-
vail dépensé,
S 2. -*- TURBINÏS A FORCE CENTRIFUGE.
Scit o {Jig, i5 ) la trace horizontale de l'axe d'un cylindre
fixe intérieur ayant pour rayon o A, et de l'axe d'un cylindre
extérieur tournant autour du premier et ayani oour rayon
oL.
Soit M A la direction, au point A, d'un filet d'eau qui a
été dirigé horizontalement le long de la courbe M'A ; soit u
sa vitesse ; v, celle de la roue au point A, comme, dans lé
cas précédent.
La vitesse u se décompose en deux, une normale AD dé-
truite, et une tangente A B qui obtient tout son effet; on a
alors :
AD = u CO8. a
AB = u sin. a
La rone ayant v , l'eau n'avance sur elle horizontalement
que de u sin a — v, et alors la direction du filet d'eau entrant
dans la rone est A L, diagonale du parallélogramme construit
sur A D =ss u COS. a , et A H => u sin. « — v.
Mettons une courbe A A' tangente à lA an point A, l'eau
sort en A A* avec une vitesse u" et se dirige suivant la dia-
gonale du parallélogramme construit sur u', vitesse de sortie y
€t V vitesse de la roue sur la circonférence A*.
Ici commence la différence entre les deux théories*
Ingénieur Civil, tome a. «13
I
m DBUXlÈtfX PARTIE. LltftB lll.
Si R et »* sont les rayons des circonférences eztérieiire et
intérienre de la rone, on a :
^' ! t; ; ; R : r
d'où: v' '.
r
On a maintenant, pour équation du travail :
mgh^Vv + y^mu'^*
P étant pris sur la circonférence intérieure, on en dédoit :
Plog u" est petit, plus Vv est grand; pour m^' = o, il
faut que Ton ait :
li' >=: V' »> t?
1
Or on a pour AI , vitesse d'entrée de l'eau dans la roue: ]
Âl* =» AH* + ÂD*«Cttiin. a — t?)» + w*cos.«*
=? tt* -f- *>* — ^ wtj gin. a
La molécule liquide arrivant du cylindre intérieur aa
point A , possède la force vive mu*. Elle entre dans le cyliD«
dre extérieur Mrec la force vive m Al . Elle agit sur la roue,
en A, avec la force vive m v', et en A' avec la force vive M v\
car elle se dirige suivant A I avec une vitesse composante de
deux forces dont l'une est u sin. a — v.
Elle a donc gagné, de A en A', la force vive
m («'* — ««)
Elle possédait, en entrant dans la roue, la force vire
m Al , elle sort donc de la roue avec une force vive égale à U
somme de ces deux dernières , c'est-à-dire :
m(v^* — v^ + Tl) \
Or, la vitesse de gorlie étant u', la force vive à la sortie esl
mti'^; 00 on conclut :
Posant u' ^ v'f il îieot :
novss A Axe voLTicktf ou turbiiies. ts3
c'ef(-k-dîre : t?*»^t«*-[-*^""2ttV sin. «
d*où on tire : u' — â ut; sin. a = 0
« : ti (ti — ât^sin. a)=0
éqoaiion qui le saiigfait en posani :
tin ^ V sio. « (S)
d'oà:
M
â SÎD. (
tl
aïo.a-
3 t>
Les tarbines sont d'excellentes roues hydranlicpies, quand
elles sont bien construites , et sont destinées à remplacer les
roues à axe horizontal dans tons les établissements où le mo-
teur transmet son mouvement à plusieurs étages.
Il existe plusieurs systèmes de turbines.
La figure i6 représente une turbine du système de M. Foup'
nc^'ron.
Après la turbine de M. Foumayron, c'est la turbine de
M. Combes qui est la plus estimée; mais nous ne doutons nul-
lement que cette dernière ne soit préférée à toutes les antres
dans un temps plus on moins rapproché. Ce qui distingue la
turbine de M. Combes des antres turbines , c'est qu'an lien de
prendre l'eau en-dessus , elle la prend en-dessous , et, par ce
moyen, ne présente aucune difficulté dans l'exécution de la
crapandine qui supporte l'arbre, la pression de l'eau tendant
à soulever constamment l'appareil que des supports ordi«
naires, convenablement espacés sur l'arbre, tieunent parfai*
tement en place, aidés par une pointe, analogue à celles des
tours , que l'on applique -à la partie supérieure de l'arbre, et
s'oppose ainsi à l'action élévatoire de l'eau.
Dans la turbine de M. Combes, la sortie de l'eau est réglée
par des disques horizontaux, se mouvant dans un même plan,
entre les aubes intérieures du cylindre fixe ; tandis que, dans
celle de M. Foumayron , ce sont des vannes verticales en bois,
réparties sur tout le pourtour intérieur du cyFmdre fixe. Il
nous serait difficile de dire à laquelle de ces deux di«|iofiitîoiM
00 doit (ioaner U préférence.
124 DEinriiME pakhb. iitre m.
TITRE IV.
MACHINES A VAPEUR.
CHAPITRE PREMIER.
DESCRIPTION HISTORIQUE DES MACHINES A VAPEUB.
Lorsqu'un liquide, renferme dans un vase ouvert, est sou-
mis à l'action d'un foyer de chaleur, il s'échauffe; par suite,
la force répulsive du calorique se manifestant, sa surface émet
une quantité de vapeurs qui croit insensiblement, et dont la
force élastique augmente avec la température; enfin, lorsqne
cette dernière est suffisante pour que la force élastique des
vapeurs formées soulève le poids de l'atmosphère , elles se foi^
ment dans l'intérieur même du liquide, et viennent crever à
sa surface sous forme de globales : le liquide entre «lors en
ébulUtton.
L'un des principaux phénomènes qui se manifestent dans
l'ébuUition, c'est que, lorsque le liquide est arrivé à ce point,
sa température reste constante jusqu'à ce que tonte la masse
soit évaporée. Il en réspiteque la quantité de liquide évaporé,
dans uo temps donné , est proportionnelle à ta quantité de
chaleur absorbée par lui pendant le même temps.
Le point d'ébuilition étant la température à laquelle il faut
élever le liquide pour que la force répulsive des molécules
soit supérieure à la pression de l'air sur sa surface, on en dé-
duit que, plus cette dernière est grande , plus le point d'ébui-
lition est lui-même élevé.
De tous les moyens que l'on peut employer pour augmenter
la pression sur un liquide exposé à l'action du calorique , le
plus simple consiste à renfermer ce liquide dans un vase clos;
alors le point d'ébuilition correspond à la pression nécessairs
pour briser les parois du vase, plus celle nécessaire pour faire
équilibre à la pression atmosphérique, si l'opération a liée
dans l'air.
Du moment oh Ion peut augmenter la force élastique de la
vapeur produite en renfermant simplement le liquide dans
un vase clos, il devient possible de déterminer, pour cette ^
force, une valeur maxima qu'elle ne pourra pas dépasser. Il
suffit, pour cela, de pratiquer sur le vase un orifice dont la
section est telle que la quantité de vapeur produite , dans un
MACHINES A TAPEUR. ia5
temps donne , soit égale à la quantité de vapeur écoulée par
cet orifice, avec la vitesse correspondante à la différence des
pressions intérieure et extérieure.
De ces faits on déduit deux principes, savoir :
1* /l est possible de produire une pression déterminée sur une
paroi if un vase, en chauffant convenablement un liquide ren^
fermé tians ce vase.
a" H est possible de maintenir cette pression constante, eu
faisant écouler la vapeur par un orifice, et en communiquant au
liquide des quantités de chaleur proportionnelles aux quantité^
de cette dernière qui découlent.
Ces deux principes renferment les éléments nécessaires pour
constituer une force utilisable, savoir : une pression et une
vitesse.
Cette force est utilisable soit par réaction , en permettant
au générateur de prendre un mouvement en sens contraire de
l'écoalement, soit directement, en recevant la pression de la
vapeur sur une surface mobile, dans le même sens qu'elle.
Dans le premier cas, le mouvement est continu, et le tra-
vail produit par seconde est égal à la pression de la vapeur
sur Torifice d^écoulement , multipliée par la vitesse du géné-
rateur.
Dans le second cas , le mouvement est alternatif si la pres-
sion de la vapeur se manifeste constamment sur la même
surface, parce qu'alors on la dirige tantôt d'un côté, tantôt
de l'antre ; continu , si le nombre des surfaces est plus grand
que I, auquel cas le mouvement est généralement circulaire.
Le travail prodoit par seconde est alors égal à la pression
sur la Sttr£aice en coutact, multipliée par la vitesse de l'une
d'elles.
Ces principes, qui se posent aujourd'hui d'une manière si
facile, et qui ont pu se vérifier à toutes les époques dans le
chauffage de l'eau, non -seulement sout restés sans applica-
tion pendant des temps très>long8, mais encore, bien que
l'origine des machines à vapeur remonte à 1 3o ans avant
J.-C., n'ont été mis en pratique réelle que depuis 80 ans
an plus.
V* Machine de Héron.
Héron l'ancien , qui vivait à Alexandrie , sous le règne de
Ptolémée Philadelphe, et se rendît célèbre par une foule de
découvertes ingénieuses , eut le premier l'idée de la machiuQ
à réaction. Voici comment il l'exécuta :
ia6 DKuxiàMB PÀKTït. uvBS m.
A {PL XVn, /^. I ) est un génératenr de vapeur^ ou vase clos,
rempli d*eaa et chauffé par-dessous. Ce générateur commu-
nique par un tuyau B avec une sphère creuse G , au. moyen
d'un axe creux x,y^ avec lequel elle a la faculté de tourner
dans des coussinet», avec le moins de frottement possible.
Dans un des plans perpendiculaires à cet axe, sont deux
coudes D, D' égaux, creux, opposés aux extrémités d'an même
diamètre, et dirigés en sens contraire.
La vapeur, sortant du générateur, se rend pr le conduits
dans ^ sphère creuse, et vient ensuite sortir par ces deux
coudes.
En vertu dti principe de la pression égale transmise par
les fluides dans tous les sens, il se produit, sur la paroi de
chaque coude opposée à l'orifice d'écoulement , un excès de
pression précisément égal et opposé à la pression de la vapeur
sur l'orifice lui-même. Si rien ne fait résistance à cette pres-
sion, elle agit comme accélératrice constante, et imprime aux
coudes une vitesse de rotation sans cesse croissante. Si , au
moment où cette vitesse est devenue égale à celle de sortie de
la vapeur, où applique une résistance égale et opposée h cette
pression, alors il y a équihbre, et, en vertu de Tinertie , les
coudes continuent à se mouvoir autour de l'axe avec une vi-
tesse égale à celle de la vapeur sortant; c'est-à-dire» que
cette dernière est abandonnée dans l'espace avec une vitesse
8=s o. L'effet utile théorique est alors égal au travail dépensé,
c'est-à-dire à la pression sur l'orifice multipliée par la vitesse
d'écoulement.
Ainsi, cette machine, envisagée sous le point de vue théo-
rique, donne loo p. loo d'effet utile, et est d'une exécution
aussi simple que possible.
Malheureusement il n'en est plus de même pratiquement»
parce que i<*la vitesse d'écoulement de la vapeur est si considé-
rable , lorsque Ton veut avoir une pression sensible (53 7 urè-
tres à 4 atmosphères intérieures), que les matériaux composant
l'axe s'échauffent, grippent et cessent de fonctionner immé*
diatement ; 20 quelque faibles que l'on parvienne à rendre
la résistance de l'air et le frottement de l'axe dans les coussi-
nets , cette résistance, rapportée au centre des orifices d'écou-
lement, est toujours plus considérable que la pression dispo-
nible.
Néanmoins, Fespoir de faire mieux, et souvent aussi la
non connaissance des essais iofroctuenx tentés anpaxaTant ,
XAGHtlflS ▲ TAPIVIU tay
«U fait rercnir plunenn fois , depuis Héron • cette îagtmeam
nacbine iur le tapis; c'est ainsi qu'en 1785 ua Allemand,
sommé Kempel, proposa la machiue à réaction représentée
PI, XSU, fig, a ; nn Anglais, nommé Sadler, d'Oxford, obtint en
] 791 un brevet pour une machine da même genre. Enfin, au-
jourd'hui, un constructeur américain, M. Avery, a substitué à
la sphère creuse deux ailes renfermées dans une boite en fonte
qui porte la vapeur utilisée à l'extérieur par un tuyau. Noos
avons vu deux machines de ce genre chez un mécanicien de
Paris, M. Philippe: l'une d'elles avait un diamètre de o."6o
(1 pied 10 ponces) ; l'autre avait un diamètre de i."5o (4 pieds
7 pouces) environ: tontes deux étaient dans un état d'aban-
don qui constatait suffisamment qu'elles n'avaient pas donné
de bons résultats.
A notre avis,. les essais des machines à réaction ont été mal
dirigés , en ce sens que, puisque la pression motrice est très-
feible, on devait choisir, pour les expérimenter, lexas où la
résistance provenant des frottements est minima par rapport
à la résistance utile. Or, on a précisément choisi le cas on la
résistance des frottements est maxima par rapport à la résis-
tance utile, c'est-à-dire, pour des forces de 17a à i cheval.
Pour nous, s'il nous était possible de faire des essais sur ce genre
de machine , nous n'hésiterions pas à calculer la nôtre pour
une puissance de 100 chevaux, avec un diamètre de 10 mè-
tres, correspondant, pour 4 atmosphères de pression in-
térieure, à nne vitesse ae 17 tours par seconde, ou 1,000 par
minute, ce qn'un arbre bien graissé fait fiicilement sans s'é-
chanffer. Alors, probablement, on commencerait à constater
un résultat; et n'obt!nt-on que 5o p. 100 d'effet utile, cette
machine serait préférable aux machines actuelles, qui ne don*
nent pas toujours cela , et coûtent bien autrement cher.
Machine de Salomon de Caux,
Salomon de Caux , ingénieur français et grand mathéma-
ticien, conçut en 1634 l'appareil représenté PL XVII, fig* 3.
A est un générateur rempli d'eau, dans lequel plonge nn
tube B, aussi près que possible du fond, ets'élevant à une
hauteur quelconque. Si l'on chauffe le générateur, la vapeur
se porte dans la partie supérieure de l'appareil , communique
sa pression à l'eau, qui réagit sur le tuyau et s'élève dans l'in-
térieur de ce dernier à une hauteur d'autant plus considé- -
rahle qne la pression intérieure est plus forte. Cet appareil
ia8 DEUXIEMB PA&TIB. LIVAE III.
tout simple, qui est la solution du problème pour le cas où la
résistance est appliquée directement en sens contraire de l'ac-
tion de la vapeur^ nous semble bien plus susceptible que la
machine de Héron d'avoir ouvert les yeux sur Ja possibilité
de tirer parti de la puissance de la vapeur d'eau ; car, quelque
différence qu'il y ait entre lui et les machines actuelles, le
mode d'action de la vapeur n'en est pas moins absolument le
même. Suivons, en effet, les diverses inventions qui lui ont
succédé, et nous reconnaîtrons fecilement qu'elles nen sont
que des perfectionnements.
Machine du marquis de Worcester.
Cette machine (P/. XVII, )î^. 4) ne diffère uniquement de la
machine de de Caux que par l'adjonction du réservoir B, dans
lequel a lieu le travail de la vapeur, pour éviter d'élever inu-
tilement de l'eau chande. Les deux robinets r et r donnent
alternativement entrée à l'eau froide et à la vapeur dans le
vase B.
Cette machine servit à sir Samuel Moreland , en 1680, pour
déterminer le volume de vapeur donné par un volume d'eau
à la pression ordinaire, et l'effet utile correspondant à la dé-
pense de cette vapeur. Il trouva que i volume d'eau donnait
a,ooo volumes de vapeur, au lieu de 1,700 qu'il donne réel-
lement d'après les expériences de M. Gay-Lussac.
Machine de Savery,
Pendant que l'on recherchait, d'un côté, le moyen d'élever
de l'eau au moyen de la force élastique de la vapeur, Deoys
Papin , de Blois , recherchait, du sien, le moyen de produire
de la force en faisant le vide. Après avoir épuisé inutilement
tous les procédés dont la mécanique peut disposer pour cet
objet, il eut l'idée, en 1690, de chasser l'air de ses appareils
au moyen d'une introduction de vapeur qu'il condensait en-
suite par l'injection d'un filet d'eau.
C'est quelque temps après, en 1698, que Savery, capitaine
de marine anglaise, conçut la machine représentée PI. XVtl,
fig. 5. Cette machine, qui ne diffère de celle du marquis de
Worcester qu'en ce que, au lieu d'un seul corps de pompe et
nné chaudière, il y a deux corps de pompe et deux chau*
dières , possédait en outre une application de la déconveite
de Papin, c'est-à-dire aspirait l'eau par suite d'une conden-
sation opérée dans les corps de pompe, au lieu de la recevoir
MACUNIS A TAPBnn. II9
àe niveau snpérienr, comme dans la machine da maniniB de
Wercester. Il est malheureux qne ce dernier n'ait jamais exé-
cuté son projet, car il n'aurait pas tardé à découTrir la con-
densation.
Qaoiqu'il en soit , c'est la machine de Sayery qui a d'abord
été employée dans Tindostrie; sa première application a
été l'épuisement de l'eau des mines, et on peut dire qu'elle
est Tenue k temps, car les frais que ce travail occasionait
étaient devenus tellement considérables, qne les exploitants
se voyaient forcés de renoncer à descendre à de grandes pro*
fondeurs. Par la suite, elle fut employée comme moyen d'é-
lëyation d'eau, soit pour service a usine , soit pour maisons
de plaisance, etc. Il en existe encore une à Paris oui, sans
doute, cessera bientôt de fonctionner ; c'est celle de l'abattoir
de Grenelle, que vient de supplanter le puits artésien foré en
cet endroit.
Machine de Newcomen,
Papin, après avoir découvert la condensation , composa les
machines d'un piston se mouvant dans un cylindre et élevant
de Teau au moyen de la pression atmosphérique sur un espace
vide. lia vapeur arrivait par-dessus, l'eau arrivait par-dessous.
Cette machine, comme ou le voit, ne différait de celle de
Savery, qu'en ce qu'elle ne pouvait élever Teau à plus de 8 on
9 mètres, tandis que celle de Savery t'élevait à toute hauteur,
si les appareils employés étaient suffisamment résistants. Où
peut dire même qu'à une époque, ces deux machines n'en
firent plus qu'une seule et même, car Savery n'a jamais pu
obtenir assez de résistance dans ses générateurs pour dépasser
de beaucoup ce terme.
En 1705, Newcomen et Cawley, l'un serrurier, l'autre yî-
trier à Dartmouth, imaginèrent d'appliquer nue tige au
piston de Papin , et de transmettre la pression atmosphérique
exercée sur ce dernier, an moyen d'un balancier. Pour cela,
an lieu de faire arriver la vapeur en-dessus du piston, ils la
firent arriver en^dessous. L'ingénieuse idée de rendre la résis-
tance indépendante de la surface du piston , ce qui avait lieu
dans les machines de Papin et Savery, leur permit d'élever de
l'eau à des hauteurs considérables sans que la pression dans
la chaudière augmentât le moins du monde. Il suffisait pour
cela de satisfaire à la relation :
SurCKe du piston de la pompe multipliée par la hantenr de
l30 OEUXIÈMB PARTlA. LIVBE lit.
la colonne d*eau pesant dessus, le tout multiplié par le poiJs
de l'unité de volume d'eau égal à :
La surface du piston du cylindre à vapeur maltipliëe par le
poids d'une atmosphère sur l'unité de surface, abstraction £aite
des frottements.
De là, la hauteur de la colonne d*eau augmentant, la surface
du piston de la pompe diminuait.
La figure 6, PL XVII, représente une madiine de Newoomea
telle qu'on les exécutait à l'époque delenrs plus grands perf«>
tlonnements. Ces machines étaient nécessairement à simple
effet. Au moment où on ouvrait la communication entre la
chaudière et le cylindre, l'équilibre de pres&ion s'établîssant,
il suffisait d'un excès de poids très-faible de l'autre c6té da
balancier pour faire remonter le piston.
Pour élever l'eau à des hauteurs supérieures à lo mètres,
on donnait aux tiges un poids égal à la charge de ki co*
lonne d'eau sur le piston de la pompe augmenté du poids
nécessaire pour vaincre les' frottements et pour rompre l'é-
quilibre. L action de l'air sur le piston avait donc seulement
pour effet de soulever les tiges qui, retombant ensuite, fieùsaient
monter l'eau.
Depuis la machine de* Newcomen , de grands perfection-
nements ont été apportés; mais tous ces perfectionnements
n'ont pas détruit, comme pour les autres, le principe d'après
lequel elle est construite, et elle restera toujours le type des
machines atmosphériques.
Machines de Watt.
Les machines de Newcomen à condensation, d'abord par re-
froidissement extérieur du cylindre, ensuite par injection
d'éau froide dans son intérieur, présentaient le grave incon-
vénient d'occasioner à chaque coup de piston une perte de
chaleur assez notable qui était employée à réchauffer les parois
refroidies du cylindre.
La première découverte que Watt fit , fut le condenseur,
appareil destiné à éviter cet mconvénient en opérant la con-
densation en dehors du cylindre. C*est sur la machine de
Newcomen qu'il en fit la première application. A ce perfec-
tionnement en succéda un second , la pompe à air, destinée à
remplacer l'évacuation de l'eau de condensation par un tuyau
plongeant dans un puisard dont le niveau supérieur était à
io.*3a (32 pieds) au-dessous du fond du cylindre. Le non de
liiACBiNBè A TAPEUR* l3l
pompe à air fat donné à cette pompe, parce que l'on savait dé-
pôts longtemps que l'eau contenait en dissolution une certaine
qaaotité d'air qui se dégageait par l'êbuliition et venait en-
suite détraire le vide du condenseur. Afin d'enlever cet air aussi
complètement que possible, on donna au piston de cette pompe
vn diamètre considérable par rapport à celui qui était néces*
saire poar n'enlever que l'eau; de là le nom de pompe à air.
Ces deux grands perfectionnements introduits dans la ma-
chine de Newcomen , Watt chercha à en généraliser l'emploi ;
ce fat alors qn'il imagina la machine à double effet, pouvant
s'appliquer à la rotation d'une manivelle par l'intermédiaire
d'une bielle adaptée à l'extrémité du balancier opposée au
cylindre (P/. XVII, yî^r. 7).
Enfin, en 1769, Watt mit la dernière main à l'emploi de fa
vapeur d'eau comme force motrice, en imaginant la détente.
Depuis cette époque, tous les progrès qu'ont faits les ma-
chines à vapeur pour l'économie de la dépense correspondant
à on travail déterminé, se sont renfermées dans l'exécutioii
des appareils. Nous devons cependant une mention honorable
à MM. Trewithick et Vivian, qui firent fonctionner, les pre-
miers, la vapeur à haute pression en 180a.
Des diverses découvertes de Watt, il en est une d'une im-
portance immense qui ne stf propage qu'à pas lents ; c'est la
détente, La détente, bien que datant de 1769, n'a pas été ap-
pliquée au dixième des machines exécutées depuis cette épo-
que, et c'est à peine si, aujourd'hui, elleexbte dans la moitié
des nouvelles machines qui s'exécutent tous les jours. Ce re-
tard tient à deux causes prépondérantes qui sont :
i<* La difficulté d'exécuter un appareÛ de détente satis-
faisant;
3® La dépense notable qu'il entraîne avec lui par suite des
dimensions plus fortes que doit avoir la machine et que l'a-
chetear ne se soucie pas de payer. '
On est parvenu, à peu près ^ aujourd'hui, à dominer la
première cause, soit par les doubles tiroirs, dans les petites
machines, soit par les soupapes Comwall, dans les grandes.
Mais la deuxième restera toujours invariable dans les machines
bien concaes. L'emploi de la détente apporte pourtant une
économie si notable dans la dépense en combustible, que nous
ne comprenons pas comment ou exécute encore aujourd'hui
des machinet saiis détente.
iSl DEUXIEME PARTIS. LIVRE lll.
CHAPITRE II.
THÉORIE GSNEBALE DES BtACHmES A VAPEUB.
ARTICLE I". I
DIVISION DBS MACHIUBS a VAPEUR.
Le bat des moteurs, en général, appliqués à rindustrie,
est de transmettre à la résistance qui leur est directement
opposée, l'un des deux mouvements suivants:
I® Rectiligne alternatif ,
a* Circulaire continu,
moHvemeDts qui constittteDt cinq grandes spécialités, savoir :
( Tourneries en général.
20 Circulaire continu < Transports sur terre. i
(.Navigation,
L'application de la force élastique de la vapeur à ces diffé-
rentes spécialités, s'effectue au moyen de cinq genres de ma*
chines différentes qui sont : ,
i<* Les machines d'épuisement; |
i^ Les machines soufflantes;
3° Les machines à rotation;.
4® Les machines locomotives;
5* Les machines de bateaux.
Ces machines peuvent être à simple et à double effet ; néan*
moins, elles se répartissent à peu près toutes ainsi :
1® A simple effet. . • • Machines d'épuisemen*.
i Machines soufflantes.
Machines à rotation.
Machmes locomotives.
Machines de bateaux.
Chacun de ces genres de machines peut se diviser en quatre
espèces, savoir :
M.cW«e...a.dèUote. {.Vrotr«Uon.
CALCULT SES HAtiHINBS A 811ICI»LS EfFlTi ^ i93
Il existe , en oatre, différents systèmes de constitictlon qui,
pour la plupart, portent les noms de leurs inventeurs , et peu-
veot se classer ainsi :
1^« elaiie. / Tertieal,
Cylindre fiM. • • < incliné,
(horizontal.
2« classe. ( fertical,
Cylindre oscillant * incliné,
f horizontal.
Première classe,
Qnand le cylindre est vertical, la transmission du monve-
ment a lieu par l'intermédiaire de :
1** Un balancier, une bielle et une manÎTelle;
1® Une bielle et une manivelle seulement.
Quand le cylindre est incliné ou horizontal, la transmieskui
du mouYement a lieu par l'intermédiaire de :
Une bielle et une manivelle seulement.
Deuxième classe.
Dans les trois caS| la tnmsmission de monvement a lien par
l'intermédiaire de :
Une manivelle seulement.
Pour chacune des classes , la manivelle indique la trans-
mission du mouvement rectiligne alternatif du piston en cir-
culaire continu. Ladeuzièrae classe n'est donc pas applicable
an transmissions rectilignes alternatives.
ARTICLE IL
CALCVLS niS HACmilES A SIMPLE SFFST.
(!*'. — MACHINES ATMOSPHÈUQDKS.
Soient:
D le diamètre du piston ;
N le nombre de coups de piston par minute ;
G la course du piston ;
K. le coefficient de l'effetlitile par rapport à la dépense.
La surface du piston est égale à :
0.785 D».
La presâon de Tatmosphère, sur un mètre qoarré de sar&ce»
est:
10,330 lilogr.
Ingénieur Ctvtï^ tome a. i)
]34 OEUUèMB PARTIE. UVM ltl«
La pression de l'atmosphère sur le piston est donc :
10.330 X 0.785 D*
La coarse étant C, le travail dépensé pendant ]â descente
du piston est :
10.330 X 0>'7B5 D*G kilogrammètres.
Le nombre de coups de piston par minute étant N , le travail
produit par minute est :
10.330 X 0.785 D^ CN kilogrammètres,
et par seconde :
10.330 X 0,785 D«CN
60
La force d*on cheval étant 75 kilogrammètres par seconde,
si F' représente la force, en nombre de chevaux, dépensée,
oaa:
y/_ 10.330 X 0.785 D^CN
"** 60 X 75
Si F est l'effet utile en chevaux, on a :
F «s KF*
D'où la formule générale :
^ KX 10.330 X 0.0785 B'CN .oxr..*^.r.i
^ êiïini «i.8KD»CN (a)
Si Ton ne veut avoir que le travail correspondant à noe
dépense P, en poids de vapeur par seconde, on pose :
CN
■■-.. ■= V, Titesse par seconde. .
0(1
Oc on a : vX 0.785 B^sY, volume dépensé par scceade;
^, , 0.785 D«CN
d où i == V
60
et : F « KXiO.330 ~ ^ 137.8 KV.
75
V est le volume correspondant au poids P.
§ a. — MACHINES A VAPEUR.
Ces machines, généralement à condensatioD>sOnt à détente
CALCUU DIS lfACHlN£S ▲ «IMPLI ITVKT. 13!^
OU sans détente. Elles sont, comme les premières, spécialement
employées pour mouvoir des pompes. La figure 1 1 , P/. XYIII,
représente l'ensemble d'une machine de ce genre employée
dans les mines de Bruilles (Nord). La distribution be fait au
moyen de soupapes à déclic, qu'ouvrent et ferment des ma-
nettes mises en mouvement par la tige de la pompe à air, ou,
comme dans la figure, la tige du piston d'une cataracte, La
cataracte est un appareil destiné à modérer le nombre des
coups de piston, suivant la quantité d'eau à extraire par mi<«
oute.
Soient, comme précédemment :
D le diamètre du piston ;
C la course dn piston;
N le nombre de coups de piston par minute ;
n le nombre d'atmosphères de pression de la vapeur en-
trant dans le cylindre.
1^ Sans détente. On a, dans ce cas, n ss i, et la formule
du travail est la même que celle pour les machines atmosphé-
riques , savoir :
F=.i.8KD»CN . . . • . (5)
s* A détente. Nous démontrerons plus loin que le travail
pendant la détente est égal au travail avant la détente,
multiplié par :
Log. — 2.3(»6
i étant la {^rtion de la course pendant laquelle la vapeur est
introduite ; on a donc :
Travail théorique avant la détente es l.B D* sN.
Travail théorique pendant la détente = 1.8 B' sN log.
— 2.3026
X
Travail théorique total :
F' -B 1.8 B« «N (^i + log. — 2.3026 J
Travail pratique total en cheTtax :
f ^ i.8 RP«ifN fi + log. -j. 2.50?6 j . . (c)
1^6 OBUXIKME FAETIB. UVRE lU.
Si la pression est plus grande que l'atraosplièrt, alonle
facteur io33o se trouve remplacé par celui :
i4>33o n.
F->i.&Ki)*siin Ti+iog. -£- aowaa j . . W
Si OB ?ent aToir égard à la pression de la vapeur dans ie
éondenseur, laauene est, au maximum, égale à Va ^stao»*
pbère , soit ^^'^/s par mètre qaarré, on a :
F=»1.8KD««Nn(i + log. — 2.30Î6 — — £-) («)
\ X S%nJ
car le travail absori>é par cette résistance, pendant le rnooTe-
ment du piston 9 est égal en chevaux à :
0.78SD'CN10350 _,^^^^
60XT5X8 ■
%xn
le coefficient K ne portant qae sur la différence entre le tra-
vail total produit et le travail absorbé par la pressioo dans
le condenseur.
ARTICLE III.
CALCULS DES MACHINES A DOUBLE BTFKT. I
DuAt les anachiaes à double efiet, on distiagna : I
i^ Les machines à condensation sans détente;
a* Les machines sans condensation ni détente ;
3^ Les machines à condensation et détente;
4** Les machines sans condensation à détente.
La seule différence qui existe, pour le calcul, entre ks
machines à simple effet et les machines à double effet, c'est
que N étant le nombre de révolutions de la manivelle par mi*
nute, le nombre de coups de piston dans la machine à àxM
effet est a N.
§ I«r. — llACmNBS A COlioiNSATIOIt SANS oérBlITE.
Ona: . F = 1.8ÊD*C2N (n — Va)
n ^ Va ^^^^ ^ pression exacte sur le piston en atmospbinsi
on en déduit :
CALCULS DBS MACHIHE8 A DOUBLE ÉFFBT» t3y
§ 2. — MAGHIMES SANS GORDBNSATION NI DéTBNTK.
Dans ce cas n est remplacé par n — i, à canse de la près*
sioa de l'atmosphère en sens contraire du piston, et on a :
F = 3.6 KD» CN (n— i) (A).
S 3. — MACB1NB8 A DBTBNTB.
Scnent A B {PL XVlI,/a. 8) la course du piston ; A C la portion
de cette course, pendant laquelle la vapeur est introduite dans
le cylindre ; A E la pression de la vapeur an commencement de
la course dn piston.
Le travail total produit avant la détente est égal an produit
dn chemin parcouru par le piston, par la pression , c'est-à-
dire au rectangle A C D £.
A partir du point G > la pression diminuant, le travail pro->
doit à chaque instant est égal au chemin parcouru dans cet
instant multiplié par la pression correspondante ; si on sup-
pose que la pression diminue graduellement, le travail pro-
duit par la somme des petits avancements égaux compris entre
les points C et B, est égal à la somme des petits rectangles com-
pris entre les deux lignes CD et B F.
Admettant les points de division infiniment rapprochés, on
obtient la surface CBFD, comprise entre la droite GB et la
courbe F D.
Admettant également que les pressions décroissantes sont en
raison inverse des volumes, comme pour les gaz, et que Ton a,
pour un volume quelconque , V ss A y X 0.786 D', il vient :
ACX0.785D» ; AyX0.785D« Wh' [ CD
./ CDXAC
et : fc^ = 1
Ay
Faisant : A' « y
Ay=» X
ilWenl: xy^ GPX AC*»G
C étant une constante.
X y sa C est l'équation d'une hyperbole rapportée a ses
asymptotes.
La courbe DF est donc une branche d'hyperbole.
On obtient la surface G B F D par la formule géuérale :
S ^ { ydx
■s
i3a DXijx^ini PAftTii. LiVBS ni:
C
Or: y-—'
donc :
poar«e.AG SssO;d*oà:
0 *- G log. AG + «
0i: ««- — Clog.AC
OuetidédaU: S = C (log. a? — log. AC)
S =- G log. ^~ «- CDX A G log. -j^
-ACDBlog. -j^
FaiMiitâr«AB,il vient :
S«ACDËlog.-iL.
Au
or^ona: AB^-G
AG— x
8«AGDEIog. Jl
i.og. — -— est un logarithme népérien ; pour exprimer S
z
en fractions d*an logarithme dont la base est 10, il fanl mai'
tiplier par 2.3026, el il yient :
S « ACDE log. a.5026
Le trafail se trouve alors être :
T «« ACDK ( 1 + log. JL 8,3026 }
CALCVUI DBS MAGHIMBS ▲ OOVUB IPPBT. l2^
Remplaçant AGDE par It prodoil AG X CD, c'eit-à-
dire : « X n X 10330* X 0.785 D*
il Tiaiil :
T = 0.785 D««n X 10330 (l + Iog. — 2.3026 "]
I® Machines à condensation,
La pression dans le condenseur étant Vs >o33o kilog. par
mètre qoarré, la pression en sens contraire da piston est :
Vsio33o X 0.785 D»
et le travail absorbé par la résistance de la vapeur du con-
denseur, pendant une course , est :
Vsio33oX 0.785 D*C
d'où :
T=0.785 B*%n X 10330 M+Iog. — 2.3026 ^ Va )
et par seeeode :
0.785D«xnX103S0X2N{l+log.— 2.3026— ^)
T= \ ^^ . 1
60
et en cheTanx prati<piM :
0.785KD*«»X 10330X2N( l+log.^2.3026— Jl. )
\ s 8ii«y
^ 60 X 75
F = 3.6 KD^siiN (i + log. —2.3026- -£.) (fc)
7>^ Machines sans condensation.
Dans ces machines , il faut remplacer le terme négatif Vg
io33o X 0.785 D»C par io33o X o-T^S D'C, résistance de
l'air en sens contraire du piston , et on a :
F=»3.6KD«x«N Ci + log. -~- 2.3026 - -j- ~ j
(i)
l40 DEUXIEME PA&TIB. tlVRB |1I.
CHAPITRE ni.
DIFFÉRENTS SYSTEMES DE MACHINES A VAPEUB.
Noos diviserons les machines en trois espèces ; savoir :
Les machines fixes;
Les machines de navigation ; '
Les machines locomotives.
ARTICLE I",
MACHINES FIXES.
A part les quatre genres de machines dérivant de la pré-
sence ou de l'absence de la condensation et de la détente , oa
distingue plusieurs systèmes de machines dont les disposi-
tions sont plus ou moins applicables, suivant la position de
l'arbre auquel il faut communiquer le mouvement.
On distingue trois positions de l'arbre de transmission du
mouvement du moteur , savoir :
i<> Arbre situé près du sol;
2^ Arbre situé à une moyenne distance du sol ;
3° Arbre situé à une grande distance du sol.
On distingue, d'autre part, trois états principaux du cy-
lindre; savoir:
i" Cylindre fixe ;
2° Cylindre oscillant;
3® Cylindre tournant.
Chacun de ces états du cylindre a donné lien à divers sys-
tèmes de machines, dont plusieurs sont applicables dans les
mêmes cas, puisqu'il n'y a que trois cas bien tranchés ; mais
dont les uns sont préférables aux autres, soit parce qu'ils sont
plus légers, soit parce qu'ib sont plus transportables, ou réci-
proquement.
Nous allons examiner ces diverses circonstances.
S l". — ARBRE SITUÉ PRES DO SOI,.
lO CjrUndre fixe. Le cylindre fixe s'emploie, pour ce cas,
soit vertical , soit horizon tal.
Lorsqu'il est vertical , il donne lieu soit à la machiné à ba-
lancier ( P/. XVII, fig.'j)t système de fTatt, soit à la machine
système de Maudslay {fig. g).
Lorsqu'il est horizontal, il donne lieu soit à la ina<^iue
système Tayloret Murtineau {fig. io), soit à la machine sys-
tème du Creosot, beaucoup plus légère et à tiroirs.
MÂCBINS8 PIXB8. j^I
a* Cylindre csdllant Le cylindre oscillant s'emploie, pour
ce cas 9 horizontal seulement. Il donne alors lieu soit à la ma«
chine système Cave, dans laquelle le cylindre oscille sur un
axe creux passant par son milieu , et distribuant par deux ti-
roirs situés près des lumières ; soit à la machine système
Jullien (PI. XVUI, fig. X2 et 1 3), imitée du système Leloup,
et pouTant s'appliquer principalement aux locomotives.
3** Cylindre tournant. Le cylindre tournant s'emploie pour
tons les cas, en ce sens qu'il tourne sur le même axe que l'ar-
bre auquel il transmet le mouvement de rotation : c'est le
système Romancé [fg. i4 et i5), exploité actuellement par
Barraud et compagnie.
Il en est un, système Jullien {fiy, i6), qui ne peut recevoir
d'application que pour l'arbre situé près du sol. Ce système
diffère du précédent , en ce que la transmission du mouve-
ment provient uniquement de l'excentricité des deux axes,
sans galets ni courbes.
$ 9. ^ AM&B BrrUB A VUE PETITS DI0TAHC8 DU SOJL.
1^ CyUndre fixe. Le cylindre fixe s'emploie j^ dans ce cas,
soit vertical, soit incliné. Lorsqu'il est vertical, il donne lieu
à la machine système Pauwels, 'dans laquelle le centre de
Tarbre se trouve au niveau de la partie supérieure de la tige
du piston au milieu de sa course.
2^ Cylindre oscillant. Le cylindre oscillant s'emploie , dans
ce cas, vertical, et donné lieu soft à la machine système Cavé^
soit aux machines systèmes Leloup , Kientzy, Frey, Galafant,
oscillant autour d'un axe placé au-dessous du cylindre ; soit à
la machine système Fèvre , oscillant comme les précédentes,
mais dans un genou sphérique.
Dans tous ces systèmes , la hauteur du centre de l'arbre est
la même que celle de ce centre dans la machine Pauwels, c'est-
à-dire au niveau de l'extrémité supérieure de la tige du piston,
au milieu de sa course»
g 3. •— ARBRB Siwi A UNE eRAlfOB HAUTEUR.
1*^ Cylindre fixe. Dans ce cas, le cylindre fixe donne lieu
soit à la machine à balancier, dans laquelle on retourne la
bielle; soit à la machine verticale, systèmes Imbert, Bourdon,
Meyer, Giraudon, etc., dans lesquelles la jonction de la tige
du piston à l'arbre s'effectue au moyen d'une bielle plus ou
moin» longue et une manivelle.
l4» DBnUÈMB PARTU. LITRB IIK
a* Cylindre oscillant. Ce mode de constnictioii n'est pu ré.
gulièrement applicable dans ce cas; mais il s'y applique néaih
moins , en portant le niveau du sol de la machine à une hau*
teur suffisante pomr ramener le problème au cas de l'arbrs
sitaé à une petite distance du sol.
Qaant au cylindre tournant , il est applicable, comme noos
lavons déjà dit, à tous les cas , parce que, comme ci-dessus ,
on peut élever le sol de la machine.
En thèse générale , il est toujours plus convenable de con-
server pour le sol de la machine le sol méq(ie de la localité ;
mais il arrive souvent que l'on commande à un mécanidea
qui ne fait qu'un système, une machine qui, d'après la dispo-
sition des lieux, en demande un autre; le mécanicien, ponr
avoir la commande, modifie le montage, et trouve ainsi le
moyen de faire adopter le sien.
Nous n'avons parlé jusqu'ici que des motifs qui rendent
chaque disposition de machine pins spécialement propre à
une position de l'arbre de transmission de mouvement qn'aoK
deux autres; nous allons maintenant les envisager sous le
point de vue de la force.
lO Machines à cyUndire fixe. Ces machines sont celles qai
conviennent le plus pour de grandes forces à transmetti«. Les
machines à balancier, par exemple, ne présentent pas plus
d'inconvénient à être construites suivant des dimensions sus-
ceptibles de produire cinq cents chevaux de force, que poar
produire douze chevaux seulement; la disposition de l'enta-
blement seule change , mais c'est toujours la même madiine
avec tous ses avantages et inconvénients.
La machine système Mauttslay, au contraire, est très-li-
mitée. Plus elle est forte, plus la courbe est grande, plus les
guides de la tige du piston sont élevés, et plus, par conséquent,
elle est susceptible d'entrer eu vibration , par suite de la pres-
sion successive des bielles, tantôt d'un côté, tantôt de l'autre.
Il existe à Paris un très-grand nombre de machines de œ
système ; les mécaniciens qui s'adonnent spécialement à leur
construction sont : MM. Moulfarine et Saulniêr (Popincourt) ;
eh bien , le plus grand nombre d'entre elles sont entre huit
et vingt chevaux; c'est-à-dire douze et seize.
En effet, il n'est guère possible dedépasèer avec ces machi-
nes la force de vingt chevaux.
Les machines verticales transmettant le mouvement à un
arbre situé à une grande bauteur au-destm da cylindre, ne
MACniKEfl ViXEd* l43
snpportent pas non pins de grandes forces , à moins que la
machine ne soit reliée aux planchers snpériears ; néanmoins
ce sont les pins convenables, quand ce cas se présente.
Les machines système Pautoels sont les plus convenables
pour transmettre le mouvement à un arbre situé à une petite
hauteur au-dessus du sol; mais, comme les machines Maudslay,
elles ne peuvent supporter de grandes forces, à cause des gui-
des qui s'élèvent aussi en proportion de la course. Nous avons
vu des machines de ce genre, fonctionnant très-bien, avec les
dimensions convenables pour faire la force de trente chevaux;
mais nous considérons cette force comme la limite supérieure.
Les machines horizontales, quel qu'en soit le système, peu-
vent parfeiteroent s'exécuter pour tontes les forces possibles ;
seulement elles prés«otent un grave inconvénient , à savoir :
d'occuper en longueur une place considérable. On peut, dans
certains cas , diminuer cette longueur d'un tiers , en mettant
deux bielles , comme dans la machine Maudslay, qui revien-
nent communiquer le mouvement à l'arbre situé derrière le
cylindre, au lieu d'une seule allant directement de l'extré-
mité delà tige du piston à Tarbre. Quand il n'y a qu'nne seule
bielle, ces machines peuvent s'employer jusqu'à vingt chevaux,
auquel cas elles occupent une longueur de six mètres; dans
le second cas, elles peuvent être poussées aussi loin que l'on
vent ; mais alors elles ne sont plus portatives , et tout autre
système leur est préférable ; car ce qui les fait principalement
adopter, c'est la simplicité deleur montageet leur peu de poids.
2<> Machines oscillantes. Les machines oscillantes, quel qu'en
soit le système , ne conviennent que pour de petites forces.
Néanmoins, nous voyons que l'on n'a pas craint d'en faire
usage pour de très-4nrandes forces à transmettre. Ainsi, il
existe à Saint-Denis, cnez M. David , une machine oscillante,
système Cave, de la force de soixante chevaux; le cylindre,
il est vrai, oscille horizontalement; et il n'y a pas d'ébranle-
ment possible. Mais comme , pour cette force, il y a toujours
avantage à condenser, il a fallu, pour mouvoir la pompe à air
et les autres pompes, adapter un balancier et une bielle à la
manivelle; d'où nous concluons qu'une machine à balancier
eût été infiniment pins convenable, car elle n'aurait pas tenu
plus déplace.
Il existe à la ViUette, chez M. Lombard, une machine, 5ys->
tème Leloup, de vingt chevaux. Quelqu*ingénieux que soit ce
ijstème, nous pensons qu'à œtte force , il n'est pas aussi coq«
l44 DEUXlEMft PARfIB. LIVtB Ht.
venable, à beaucoup près, que pour des forces
dix chevaux.
En résumé, nous pensons que les machines oscillantes, sys-
tème Cave , c'est-à-dire oscillant autour d'un axe passant par
le miheu du cylindre, peuvent être convenables jusqu'à vingt-
cinq chevaux ; que celles oscillant autour d'un axe sitaé à
l'extrémité inférieure du cylindrcT, sont convenables Jusqu'à
douze chevaux.
Nous ne parlerons pas des machines dont le cylindre tonroe
avec l'axe; elles sont encore dans Tenfance , et leur meilleure
application est, à notre avis, ailleurs que sur terre.
Conclusion,
Pour des forces comprises entre un cheval et six chevaui,
on peut employer avec avantage les systèmes suivante:
Poritfe» de t\ate«.
Machine verticale de Imbert» Bourdon^
Meyer, Giraudon, ctc 3« cas.
Machine horizonUle du Greusot . • . i* cas.
Machine oscillante de Cave lesdcuzi^cas.
Machines oscillantes de Leloup^Fèvre, Frey,
Kieotzy , Galafant , etc., avec ou sans dé-
tente» sans condensation 2' cas.
Pour des forces comprises entre six et douze chevaux, on
peut employer avec avantage les systèmes suivants :
Machine verticale deMaudslay, Monlfarine,
Saulnier (Popinconrt), avec ou sans dé-
tente et condensation . i*' cas.
Machine verticale de Pauwels, détente sans
condensation a* cas.
Machine verticale de Imljert, Bourdon,
Meyer, Giraudon, etc., détente sans con-
densation 3* cas.
Machine horizontale du Greusot, avec ou
sans détente, sans condensation. . . i**^ cas.
Machine oscillante de Gavé , sans détente ni
condensation les deux !*"«»•
Machine oscillante de Leioup j avec ou sans
détente, sans condensation. 2' cas.
Pour des forces comprises entre douze et vingt-cinq cheTSUZ :
Machine à balancier, détente et condensa-
sation 1*' cas.
UktkîVÈi hk NAViCATlON. i45
Machine verticale de Maudslay, Moulfarine ,
Sanlnier (Popincoart},avec ou sans détente
et condensation, jusqu'à i6 chevaux. • i^'cas.
Machine verticale de PauMrels, détente sans
condensation , . 2* cas.
Machine verticale de Bonrdon , détente sans
condensation , à parallélogramme,. . . 3' cas.
Machine horizontale du Creusot, avec ou
sans détente sans condensation, jusqu'à 16
chevaux i*' cas.
Machine oscillante de Cave , sans détente ni
condensation les deux 1*' cas.
Pour des forces au-dessus de vingt-cinq chevaux i
Machine Pauwels, jusqu'à âochevaux, détente
sans condensation a* cas.
Machine à lialancier, avec détente et. conden-
sation i^'^cas.
Machine horizontale de MaudsIfly^Moulfarinè,
etc. , décente avec ou sans condensation. 1^ cast
Machine verticale Bourdon, détenta sans
condensation. . . « 3* ça».
ARTICLE n.
MâCRlNES DE NAVIGATIOI».
Dans ces machines, l'arbre à mettre en mouvement est ton-
jours situé à une petite distance du sol, eu égard aux dimen-
sions de l'appareil moteur, et la machine n'a de point d'appoi
que dans le sol même snr lequel elle est établie.
Il résulte de cette définition que ce sont celles, des machines
propres au second cas des positions de l'arbre, qui n'ont d'au-
tre point d'appui que le sol, qui conviennent pour la naviga-
tion ; ainsi les machines Pauwels , les machines oscillantes,
les machines inclinées à bielle et manivelle intermédiaire»
entre les machines horizontales et les machines verticales.
Bien que toutes ces machines aient été employées, pins on
moins, pour la navigation , ce ne ^ont pas elles cependant qui
dominent dans ce genre d'application de la force motrice do
la vapeur.
En effet, l'eatt étant forcément en abondance et à portée,
il y a avantagea condenser ; de plus, les forces employées étant
rarement an-dessous de trente chevaux, en deux machines, el
s'étevant jusqu'à cinq cents et même mUle chevaux, il y a in-
ingénieur Civil, tome a. i4
l46 DEOXIÈMB t>ARtIB. LiVRË 111.
convénient à employer, pour tous les cas, les machines ci<des*
sus qui ne condensent pas, à proprement parler, et dont l'efB-
cacité est douteuse au-delà de trente chevaux, à l'exception de
la machine inclinée, qui , comme ses semblables, la verticale et
l'horizontale, peut s'appliquer à toute force.
La machine à balancier devait donc obtenir la préférence
si on trouvait un moyen de fixer convenablement le balancier.
A cet effet , on a imaginé de remplacer le balancier unique si-
tué en haut, par deux balanciers placés à la partie inferieure
de la machine, et communiquante deux bielles disposées comme
dans la machine Maudslay ,ces balanciers venant ensuite se relier
à la bielle principale au moyen d'une traverse. De cette maniè-
re, on a pu et condenser et transmettre toute espèce de force.
La figure 1 7 {PL XIX) représente une disposition de ce genre
appliquée au Britisk Quenn,bâtimeut à^vapenr anglaisde k force
de cinq cents chevaux en deux machines. La sectioiï dn bâti-
ment, à l'endroit (}efi machines, est 'presque nn rectangle ayant
1 3 mètres (4o pieds) de large , sur 10 mètres (3 1 pieds) de hant.
Les machines à balancier , employées dans la navigation,
bien que munies de bielles, manivelies et arbres en fer, ne sont
pas cependant d'une excessive solidité. Cela tient principale-
ment à l'emploi des deux balanciers, qui, pour peu qu'il y ail
de gauche dans le mouvement de rotation de la manivelle ou
dans le parallélogramme de la tigp du piston , se contrarient
et finissent par faire rompre la bielle ou toute autre partie
qui met la machine hors de service.
D'un autre côté, ces appareils sont lourds et occupent une
assez grande place.
M. Maudslay a essayé de transmettre directement le mouve-
ment du piston à la manivelle , au moyen d'une bielle oscil-
lant dans un cylindre plat et creux, faisant fonction de tiec
dans le stnffittg-box ; nous ignorons quel a été le résultat Se
cet essai, mais nous pensons qu'il a dû beaucoup alléger le bâ.
timent et diminuer considérablement les chances de ruptai«
des pièces.
Nous avons émis plus haut l'opinion que les machines sys-
tème Romancé trouvaient une application plus heureuse ail-
leurs que sur terre; nous avons voulu désigner par là la navi-
gation. En effet, ce sera, à notre avis, un très-beau problème
résolu, si on peut parvenir à les construire assez Bien pour
qu'elles puissent fonctionner sur un bateau ; car, alors , on
S*anra aucune pièce susceptible de casser et mettre les machi-
MACRmeS LOCOMOtÏYBS. t^j
Yies hors d« MrTÎce, ce qui est très-appréciable ponr les voyages
de lonç coars. Au lien de denx machines, on en mettra trois,
cinq, sept, dont le volume sera d'autant plus petit, à force égale,
que le nombre sera plus considérable. Ces machines pèsent
très-peu, et il suffit, pour les maintenir en place, de deux for-
tes pièces en bois, traversant le bâtiment de part en part ;
on pourrait donc circuler an-dessous. Il faudrait, pour que ce
système se perfectionnât convenablement, qu'il fût entre
les maias d*un mécanicien riche en outils et habile , comme
M. Gavé, par exemple, et il ne tarderait pas à donner des ré-
sultats significatif.
A trois cylindres an moins, il serait inutile d'employer les
galets agissant pendant tout le demi-tour ; des glissoirs agis-
sant pendant un quart ou un cinquième de tour, le piston
restant ensuite stationnaire, suffiraient. C'est dans la distribu-
tion principalement que gît toute la difficulté d'exécution.
ARTICLE ni.
MACHINES LOCOMOTIVES.
Nous avons fait un Manuel traitant spécialement de ce
genre de moteur; nous craindrions de nous répéter inutile-
ment, si nous abordions ce sujet dans le présent ouvrage.
Tout ce que nous pouvons faire ici c'est de constater les per-
fectionnements qui ont été introduits dans la construction de
ce moteur depuis l'époque où uous avons publié l'ouvrage sus-
mentionné.
En ce qui concerne la disposition générale des machines,
peu de changements ont été apportés ; les chaudières k foyer
intérieur et à tubes sont encore et seront toujours le meilleur
appareil de vaporisation pour ce moteur. La longueur de la par-
tie cylindrique, autrefois de a>™ao, a été portée à S'i^Ào. Les cy-
lindres, comme nous le prévoyions il y a quatre ans, ont été
replacés sur les côtés de la boite à feu, du moins dans les ma-
chines du chemin de Rouen, dont les résultats ont été des plus
satisfaisants, quant à présent, sous le rapport de la marche.
Des essais pour appliquer la détente ont donné d'assez bons
résultats ; cest la détente à simples ou doubles tiroirs qui a été
employée dans tous les cas.
Ou a proposé, pour économiser le combustible, d'augmenter
la sur£u» de chaufite directe en brûlant le coke à flamme ren-»
versée et en chargeant par en haut ; de cette manière le coke
garnit toute la boite à feu jusqu'à 5o centimètres au-de^us
l48 DEUXIÈME PARTIE. LIVRE lU.
des tnbeâ, ce qui les expose à se boucher et à se brûler k
l'endroit des virolles. Il y a néanmoins quelque chose dans
cette idée qui a besoin d'être mûri.
Nous donnons {fig, i8, 19, ao, P/.XIX) un détail de Unis-
chine système Bury, dont la construction diffère de toutes
Iqs autres, et dont l'usage, loin de diminuer, se perpétue tous
les jours en Angleterre , à cause de sa grande solidité.
Nous avons représenté (P/.XVllI,/^. i a et i3) une application
fie la machine oscillaete aux machines locomotives. Comme le
représente la figure, la distribution s'effectue sans Tintenné-
diaire d'excentriques, ce qui est toujours un avantage, et le
changement de marche s'effectue au moyen d'un tiroir {fig. i3].
Nous ne parlerons pas du transport par machines fixes ^i*
sant le vide dans un tuyau, ce genre de locomotives étant
trop nouveau pour qu'il y ait Heu à le critiquer, quelqu'ioap-
plicable qu'il paraisse. Ce que nous pouvons dire seulement,
c'est qu'il y a encore bien des locomotives a user avant que cm
système de transport supplante son prédécesseur, et que, par-
tout, on peut sans crainte s'adonner à l'application de toutes les
inventions qui ont pour but l'amélioratloa des locomotives
dctuelles'.
• CHAPITRE IV.
THEORIE SPECIALE DES MACHINES A VAPEUR.
Sous ce nom , nous comprenons l'examen des rapports qui
doivent exister entre les diverses parties qui composent une
inachine pour que ces parties satisfassent à toutes les conditions
de puissance, de stabilité et de régularité dans leur marche,
nécessaires à l'accomplissement du travail qu'elles ont à efFec-^
toer.
Nous avons vu précédemment qu'il existe, d'une part, qua-
tre espèces distinctes de machines pour utiliser la force élasti-
que de la vapeur; d'autre part, quatre modes principaaT
d'application de la vapeur comme force motrice. Nous allon*
maintenant établir les relations qui doivent exister entre les
différentes parties tant d'une même machine que des dif-
férentes espèces de machines que nous pourrons envisatger
pQUf transmettre une même quantité d'effet utile dans 1m
même temps.
Toute la puissance d'une machine bien confectionnée dé-
pend de la quantité de vapeur qu'elle dépense dans l'unité de
temps. Cette qqantité est exprimée par la pression de la vapeixr,
DIAMETBES RELATITS DES pISTOHâ. ijq
le diamètre du piston , sa vitesse et le point de détente. Pour
ane même force transmise à nn même genre de travail , une
^e ces quantités, la vitesse, est invariable, parce quelle dépend
de la nature des dimensions et de la combinaison des pièces
qui composent la machine. Xa première opération consiste
donc à établir nn rapport entre les diamètres des pistous et
les pressions suivant les différents degrés de détente.
SECTION PREMIÈRE.
DIAMÈTRES BELATIFS DBS PISTOlTS.
Les quatre espèces de machines étant :
i^' Sans détente 4 condensation;
2<^ Sans détente ni condensation ;
3^ A détente et condensation ;
4° A détente sans condensation.
Nous avons dit que dans les machines sans détente mais à con-
densation^ dites à basse pression , la pression de la vapeur est
constamment prise égale à celle de l'atmosphère, c'est-à-dire à
io'"'32 d'eau. Nous avons dit, en outre, que dans les trois au-
tres espèces , dites à haute pression, la pression de la vapeur est
généralement prise entre quatre et six fois la pression atmo-
sphérique, c'est-à-dire 4i*'°38 et 6i."*9a d'eau.
Prenant les quatre formules du travail en kilogrammètres
en fonction du volume de vapeur dépensé :
Ta, =K V X 10.32 X iOOOk
T'a. =K' y (A — 10.32) X 1000''
T"„ =K''V"*(l+log.— 2.3026— ~15l:^)xi000k
V'^„^K'''V"h(i+\og.l- 2.3026- JLî2:5i'^ viOOC^
V * % h J î
les quantités Tm étant les mêmes pour toutes, nous donnerons,
par approximation, anx quantités K, R', K",R'"les valeurs re-
latives suivantes, que l'expérience n'a pas encore déterminé^
exactement :
R == i.o
R' « i.a
R" « i.o
l5« DBUUÈME PAIttlE. LIVRE III.
et /considérant successivement les trois valeurs de h , nous al-
lons déterminer les rapports qu'elles donnent entre les diamè-
tres des pistons , celui do la macbine sans détente à conden-
sation étant pris pour unité.
ARTICLE !•'.
g I*'. •— MAOIIINB SANS DÉTENTE HI G0NDEN8ATKMC.
V = 0.785 D* X V
Y/« 0.785 D'* X t>
Faisant Tm =T'q,,
il Tieol : D« X i0."32«1.2D'«X50."96
d*o^: D'« =- 0.2775 D*
et: »' =» 0.526 D. .... (A)
S a. — MACHINE A DÉTENTE ET CONDENSATION.
l^ point d« détente le plus élevé que l'on puisse adopter
sans craindre 1§ non-réussite est le Vs de la course, on a dooc:
2 « Vs »
eiî V — 0.785 D«X«
V"= 0.785 D"«XV««
DSXi0.32=-V8l>"*X 41.28 (!+log.8X«.3026— 8XV64!
d'où: D''«=« 0.675 D«
et : D" =0.82D (B)
g 3. — MACRINB A DÉTENTE SANS CONDENSATION.
Le point de détente le p]u$ convenable est le quart de la
course, op a donc :
et : « =^ 0.785 D» X «
\f/f^ 0.785 D'"*X V4»
D«Xi0.3ae=l .1 X V4D"" X 41 .28(1 +log.4X2.3026 -4V4
d*où: D'"*« 0.655 U«
eii D'" «=0.81D (C)
ARTICLE n. .
h =» 51,60
§1»'. — MACHINS SANS DÉTENTE NI CONDENSATION.
V =« 0.785 D* X »
y'= 0.785 D'*X ff
MACHINS SANS DÉTENTE MI CO.NDERSATlON. |$|
D* X 10.n»32 «= i .2 D'8 X 41.28
d'oô: D'8 =» 0.208 D*
cl: D «= 0.456 D (D)
§ a. — MACHINE A DÉTENTE ET CONDENSATION.
Noos €OD6erTeron? z =» y^ «.
V = 0.785 D« X t?
V''=: 0.785 D''«X Ve©
D«Xi0.52=V8l>"*X51.60(l+Iog.8X2.502C— 8xV8o)
d'où: D''*«= 0.556 D*
et: D =0.752 1) (E)
§ 3. — MACHINS A DETENTE SANS CONDENSATION.
Nous consetTerons i = */j o,
V « 0.785 D* X ©
V'"« 0.785 D'^'^X^At»
D*Xi0.32=1.1XV4l>'''*X51.60(l+log.4X2.3026--4V5)
d*où : D'"« =» 0.4r>8 D«
et: D"'=» 0.677 D .... (F)
ARTICLE m.
h = 61.92
§ I«'. — MACHINE SANS DETENTE NI CONDENSATION.
V = 0.785' I)« X V
V«= 0.785 D'»X t)
D«X 10*32=1 1.2D'2X51.60
d'où: D'^«.0.20D
et : D' =i 0.447 1) (G)
§ 3. — MACHINE A DETENTE ET CONDENSATION.
Noas conserverons % e= */g ©,
V « 0.785 D« X t;
Y"=« 0.785 D^'^XVs»
D*Xl0.32«=V8l>''*X61.92 (l-t-Iog. 8X2.3026 — 8 Voe)
d'où: D"««» 0.446 1>«
et : W =x 0.666 D (H)
§ 3. — MACHINE A DÉTENTE SANS CONDENSATION.
^ous conserverons % =» V4 ^»
V =0.785 l)«Xf
V' = 0.785D'"*XV4»
i5j toftûxiàMt pautie. livre tri.
D«X10.32«.1 .1 X VdD^^'Xei .9? (l+log.4X2.3026— 4*76)
d'où: D'"«« 0.298 D*
et : D = a.546 D (I)
Rapprochant les résultats obtenus dans les formules A,B,
C , D , E, F, G, H, I, nous formerons le tableau suivant :
Diamètres relatifs des pistons.
PfiB89I0N DE LA TAPEUR,
à son entrée
STSTÈMBS OB MACHINIES.
dans les cylindres, en mètrea d'eau.
ll.nOO.
41.m2g.
51 .«60.
61.1»^.
Sans détente h condensation .
1.000
»
»
»
Sans délente nicondensaiion.
»
0.526
0.456
0.447 1
A détente et condecsatlon...
»
6.820
0.732
0.666
A détente sans condensation.
. »
0.810
0.677
0.546
ARTICLE IV.
Laquelle des trois valeurs de chaque diamètre de piston
adopterons-nous? rezpérîence va nous l'indiquer.
Depuis qjielques années le nombre des machines à vapeur
timbrées à 4 atmosphères a considérablement diminué, ce-
lui des machines timbrées à 5 a considérablement augmenté ,
et celui des machines timbrées à 6 est resté à pea-près sta-
tionnaire. En un mot, 5 atmosphères est le timbre le plus gé-
néralement adopté. Il ne s'en suit pas , pour cela, que nous
devions prendre , pour diamètre des pistons , les résultats ob-
tenus pour h =s: Si.i^ôo, parce que, dans les machines timbrées
à ce chiffre, la pression de la vapeur est plus souvent 4 173 et
4 que 5. Profitant de ces variations de pression pour adopter
des nombres ronds, nous poserons':
DiamAtres des piMoBc.
Machines sans détente à condensation . . . i .000
Machines sans détente ni condensation. • • o.Soo
Machines à détente et condensation. . . . o.ySo
Machines à détents sans condensation» • * 0*750
DIMENSIONS D*ONE MACHINE A VAPEUR. i53
SECTION IL
UMEICSIONS PBOPOATIOnifBLLBS DES DIFFÉHBNTBS PAR-
TIES QUI COMPOSENT VlfE HAGHINB ▲ VAPEUB.
le premier principe à poser est le suivant : Qoel que soit
le système de la machine , do moment où la force transmise
est ia même, les dimensions des pièces qni transmettent celte
force et communiquent le mouvement, doiveot être con«>
«tantes.
Eu effet, si nous comparons d'abord les machines sans
aéteote, nous voyons que la pression est la même, de part
et d'autre, sur le piston, et qu'il n'y a aucune raison pour ne
pas donner les mêmes dimensions aux pièces qui transmet*
tent cette pression à la manivelle.
D'autre part , si l'on compare les machines sans détente
aux machines à détente, le même effet na plus lieu, car les
machines à détente recevant, pendant on temps , sur une sur-
face de piston plus grande, une même ou plus forte pression
de vapeur que la machine sans détente ni condensation , la
pression transmise aux pièces consécutives est plus considé-
rable et on en conclut que leurs dimensions doivent être pro*
portioQuées à cette pression maxtma. Ainsi, le diamètre de la
machine à détente sans condensation représente le diamètre
auue machine sans détente ni condensation correspondant
au diamètre i.5 d'une machine sans détente à condensation,
c est-à-dire aune pression a.aS, on, à vitesse égale, à une
force a. 2 5. La machine à détente sans condensation fonc-
tionne donc, pendant le premier quart de la course, comme
une machiue plus que double, en force, de ce qu'elle est
réellement. La machine à détente et condensation donnerait
«u résultat encore plus fort.
Mais , si on augmentait les dimensions des machines à dé-
tente dans la proportion du travail qu elles transmettent pen-
dant la portion de la course avant la détente, il en résulte-
rait que le prix de revient de ces machines serait presque
double de celui des mêmes machines sans détente, ce qui en
abolirait l'emploi.
Or. l'expérience est là qui nous fait voir la détente presque
généralement employée sons les mêmes dimensions «j^ue les
l54 DBUXIÈUE PARTIE. LIVRE llï.
machines sans détente, sans qu*il en résulte aucun endom-
magement des pièces et parties qai les composent ; nous poa-
TODs donc avancer, en premier lieu, qu'il n'est pas nécessaire
d'accroHre les dimensions des machines à détente.
Eu second lieu, nous trouverons l'explication de ce fait
dans les observations suivantes :
1^ La vitesse étant la même, les longnenrs qui dépendent
de la vitesse, comme celles du balancier, de la bielle, de b
manivelle, du volaut, n'ont nullement besoin d'être chan-
gées.
2*^ Les diamètres des arbres et tourillons, et les épaistcin
étant les seuls points sur lesquds l'augmeatation de pression
influe , il faut que œt dimensions soient bien supérieures à ce
qu'elles doivent être rigoureusement , puisqu'elles résistent
sous des chaiges plus que doubles. T a-t-îl lieu à les dimi-
nuer pour les machines sans détente? Nous ne le pensons pas,
car c'est eu oonstruisaot ces dernières qu'on les a adoptées.
Ce que l'on peut dire avec certitude, c'est que ûs pièces
défectueuses , au secours desquelles les constructeurs ont ap-
porté ces excès de diamètres et épaisseurs, seront bien plus
promptement reconnues dans les machines à détente que dans
les machines sans détente.
En résumé, il n'y a pas lieu à augmentar les dimensions
des machines à détente.
Nous diviserons en deux classes la détermination des di-
mensions proportionnelles, des machines, celle du piston de
la machine à condensation sans détente étant i, savoir :
Dimensions proportionnelles des parties ;
Dimensions proportionnelles des axes, arbres et tourillons.
ARTICLE !«.
OIMENSIOIfS PROPORTIONNELLES DES PARTIBS.
Une machine à vapeur se compose de 6 parties principales
distinctes , savoir :
lO Le générateur,
3® La distributiou,
3« Le cylindre à vapeur ,
4** La condensation,
5^ L'alimentation,
6* La transmission du mouvement.
DIMBNaONjS PROPORTIONNELLES DES PARTIES. i55
§ l«'. — GÉNÉRATEUR.
Le générateur, appelé aussi chaudière à vapeur, doit étrte
tel que la quantité de vapeur qui passe au cylindre , dans un
temp^ donné, soit^ précisément égale à celle qui se produit
dans le même temps.
Or, pour une même puissance , chaque système de machine
dépense, dans le même temps, des quantités différentes de
vapeur que nous allons déterminer pour une seconde, savoir :
10 ...V = 0.785X1 X<> =*0.7850o
2© . . . V =«0.785X0.^50 X« ^0^l9eOt)
30 . , . yrf ^ 0.785 X 0.5625 X Vs « == 0<^î^52 »
40 . . . V'"=: 0.785 X 0.5625 X V4 «>-= 0.1104 «
Les pressions exactes de la vapeur sont déterminées par
les équations :
1*> . . . VX10."52=1.2 Y' (& — 10.32)
^, , ^ 0.785X10.32+1 .9X0.196X10.52 . . _.
d ou : A= -"-- = 44.™60
1.2X0.196
20 ... V X 10.32= VA'' M+2.08-%-i^')
10.32 X 0.785 + 5.t6X0.05S2 _ ^^
Voù: A"« -ï- =«49. "00
5.08X0.0552
30 VX10.32«1.1V'''*^'^A+1.585— i-l^J
'où- n-' 10.32X0.T8S+45.5X0.1104 _ ^^^^
2.625X0.1104
Les deuBiiéê corre8pond.4DteB k ces preMÎoQS sont :
Mètres. Poids da mètre cube.
A = 11.00 (a) 0.^600
h' » 44.60 .«..*... 3. 600
h" = 49.65 (a) ...... 2. 860
fc/''«= 45.00 2. 650
(a) il. «00 et I9.U65, parce que neuf avons égard à la pression dans
Gondenseor qui est ---• X 10.32 » 0.64S.
10
iSÔ t)£UXl£MB fARtlË. ÙlTRB lit.
PonrA = 3X0."76,récoulemenl ayaDl^
lieo dans l'air, ce qni donne pour pression / «'S
intérieure h^ = 4X0.76, et pour densité de ( * '^ ~i^
la vapeur 2>i ..../.)
Quelque grand que soi tv, 3 mètres etraénie3»5o,lascctioii
des lumières n'a pas besoin de dépasser le ^/^^ de la section
du cylindre. Mais , observant que, d'une part, une partie de
la vapeur est condensée en circulant dans les conduits, et
que, d'autre part, les lumières ne s'ouvrent pas instantané-
ment au commencement de la course du tiroir, nous devons
accroître de beaucoup leur section si nous voulons que l'é-
coulement libre de la vapeur ait lieu constamment par nn
orifice dont la section soit au moins le V-oo de celle du cy-
lindre. ^
La largeur des lumières est, en général, égale aux 0.6 du
diamètre intérieur du cylindre ; dans ce cas, la section de la
lumière arrive à être Vioo de celle du cylindre quand le ti-
roir a avancé de la quantité ^'^ =- JL ^n di»
^ 100 X 0.6 76 **"
mètre du piston.
La course du piston est égale à deux fois le diamètre à
basse pression-, donc, pour ces dernières machines, rouvér-
tore du tiroir doit être -^ de la course le plus tôt possible
après le départ du piston du point mort. Voyons quel est ce
plus tôt possible dans les circonstances actuelles.
La largeur de la lumière est, en général, égale an *A« da
diamètre du piston , la course du tiroir est alors *A dccc
même diamètre, donc V,o de la course du piston. Il résulte
de la. que le tiroir avance de Visa de la coune du piston
quand ce dernier avance de ~.^ ce que donne la propor-
C'est donc au %5 de la course environ que la vapeur entre
dans le cylindre en volume égal au volume engendré par i"-
DIMENSlbHS PROPORTIOiniELLIS DBS PiRTIES. iSp
vancement du piston. Gomme, jasqu*à ce moment , il n'y a
pas en section suffisante d'écoulement, il ne serait pas conve*
nabie de donner à la lumière la lai^enr de V76 ^^ diamètre
correspondant k cette section , parce qu'il faut fournir an cy«
lindre le complément de vapeur qnUl n'a pas reçue pendant
le premier Vis àe la course du piston. Nous pensons que si
on triple cette quantité , la section d'écoulement sera suffi-
sante; cela donnera 3 X "— r- '^ T <Iu diamètre.
76 a5
Or, Vtt '^ ^'^^ * ^^ ^^^ avons dit plus haut que Ton don*
nait o.i ; en généraJ, il faut donner le plus possible, et nous
adopterons, comme tous les constructeurs, le coefficient 0.1 ;
seulement nous conserverons comme renseignement que le
coefficient o.o4 ou o.o5, moitié de ce qu*on donne ordinaire-
ment, est suffisant, renseignement utile pour les détentes par
double tiroir.
Quant aux .machines à haute pression, les diamètres des
cylindres étant o.5 et 0.75, tandis que la course est 3.
on a :
San déteste. A détente.
Course do piston par rapport an diamètre. 4 a. 666
Longueur des lumières id. id, , . 0.6 0'6
La largeur des lumières se fait, en moyenne, égale aQx o. la
du diamètre du piston, ce qui donne pour course du tiroir
o.a4 de ce même diamètre. Si nous voulons comparer cette
course à celle du piston, nous aurons :
Sans détente. A détente.
Goarse do tiroir en font- a-^i q 24
tion de celle du piston. — '- » 0.06,- '^ga» 0.09
*^ /4 2.66
Nous avons dît qnela largenr delà lumière étant les 0.6 du
diamètre, la section de la lumière devient %oo de celle du
cylindre, qnand sa largeur est devenue V76 ^^ ^ diamètre: ex-
primons, comme précédemment, ce y^^ du diamètre en fonc-
tion de la course, et nous aurons :
Sans détente. A détente.
de I4 oottFse do piston.
|6o DEUXIÈME PARTIE. UVRB III.
Vsoi ^^ Vaos ^^ ^^ quantité dont il faut cpe le tiroir avance
le jplus tôt possible.
Nous aurons , comme précédemment, les proportions :
Chemin par-
Course , Course , . couru • Chemin parcouro
du tiroir. * an piston. • • par le tiroir. • par le piston.
0.06 • i ; : — ^* ; a? = —1—
• •• 304 • 48.«
0.09 ; 1 ; ; -^::cr : »
â02 • 18.2
c'est-à-dire que la section des lumières sera le '/jpjj de ceQe
du cylindre au V|R^!^ ^* course du piston, au lieu de'/»
trouvé pour les machines à basse pression.
Dans ce cas, comme dans le premier, il est bon de tripler
au moins la largeur '/^^ du diamètre , c'est-à-dire la faire Vss
et même 0.06 du diamètre pour la section minima du âroir,
c'est-à-dire la section du petit tiroir, dans le cas de machioe
à détente par double tiroir; puis, de faire la largeur o.n
comme à l'ordinaire, pour l'autre tiroir.
On aura ainsi , en conservant pour unité le diamètre da
piston à basse pression :
Course du piston. • 9.000
(i<> Sans détente, condensation. o,aoo
3** Id. sans condensation. 0.1 ao
3<> Détente 0.180
(I** •..•..... • 0.600
a*» o.3oo
30 0.450
/ i» ....•.•• • 0.100
Largeur des lunîlères. . | a'* 0.060
\oo{ Tiroir «upérienr . • • o.o4^
(Tiroir inféneiir. . • • 0.090
a<^ Tuyaux de conduite de h vapeitr,
La Section des tuyaux de conduite de la vapeur doit être aa
moins égale à l'ouverture maxima des lumières. Or, cette oa-
yerture est %qq de la section du cylindre; on aura donc, pour
expression du diamètre des tuyaux de conduite :
d* «= 0,06 D»
DIMENSIONS PftOPORTlONlIELLBS DBS PARTIES. l6l
^*^' rf = 0,2 5 D en nombres ronds, le dia-
mètre do cylindre à basse pression étant i,
et :
'° . . » • d tsB o.aSoo
a** . . . . rf Bsss o.ii5o
3» , , . . rf == 0.1875
Le diamètre du tuyau de conduite de la vapeur de Ut chaw
dière au cylindre doit être égal au V4 du diamètre du çyUndrç,
§ 3. — CTLINDRE A VAPEUR.
La seule dimension qui soit à déterminer dans le cylindre
à vapeur^ c'est la course.
Or, la .course varie suivant le système de machine employé :
celle pour la machine à balancier est double du diamètre du
piston à basse pression; quelquefois on l'augmente, mais plus
généralement on la diminue, surtout pour les machines qui
n oat pas de balancier.
Sous le point de vue de l'effet utile maximum , il y a avan-
tage à donner de grandes courses aux machines à vapeur,
parce que les changements dans le sens du mouvement du
piston étant moins nombreux, les pertes de force occasionées
par suite de la suppression du mouvement à la fin de la
course et de sa mise en train en sens contraire , sont moins
considérables.
D'un autre côté, comme à chaque coup de piston il y a nn
volume de vapeur perdue égal au volume du tuyau de com-
munication entre la lumière du tiroir et le cylindre, plus ce
dernier sera long, moins il y aura de coups de piston pour
une même force à transmettre, et moins, par conséquent, il
y aura de vapeur perdue.
Mats l'augmentation de la course d'une machine augmente
le poids du cylindre, le rayon, et, par suite, le poids de la ma-
nivelle , les longueurs, et, par suite, les poids de la bielle et
du balancieV, du parallélogramme , de la plaque de fonda-
tion, etc.; d'où résulte que les mécaniciens donnent les plus
petites courses possible, sauf à augmenter la vitesse de rotation,
afin d'obtenir, au meilleur marché possible, la machine ven-
due, pour une force déterminée, à raison d'un prix convenu.
Néanmoins, il y a une limite dans la diminution de la
course, par suite de l'augmentation de la vitesse; car, pHïs>
cette dernière est grande, plus la force absorbée inutilemer
i6ft fiBvxiftHli iFAvïn. tvniM in.
par les' parties mobiles, à cbaqae changement de sens éàts
le mouvement du piston , est grande ; alors , le coefficient de
l'effet utile diminue , et il faut le compenser par une augmen-
tation du diamètre du cylindre et une dépense plus consi-
dérable de vapeur, ce ipii entraîne une augmentation de sur-
face de chauffe à la diaudière , et un excédant de dépense en
combustible pour l'acheteur^ ce qui nuit toujours à la répu-
tation du constructeur.
Pour satisfaire aux divers intérêts, sans nuire sensiblement
à aucun , nous pensons que la dimension de la course la plus
convenable est celle adoptée par fTatt, égale au double du
diamètra à basse pression , comme nous avons dit plus haut.
Il est un cas où on est presque forcé de diminuer la course
et d'augmenter la vitesse , c*est le cas des machines horizon-
tales, parce que la bielle augmente d'une si grande quantité
la longueur de la machine, que cette dernière deviendrait
par trop embarrassante avec sa course ordinaire.
Nous verrons plus loin comment on fait, dans ce cat| pou-
^économie du constructeur.
§ 4- — CONDENSATION.
La condensation comprend :
i<^ La capacité du condenseur ;
• 3° Le diamètre et la course de la pompe à air.
Nous avons vu que pour condenser un poids P de vapeur à
38<>, il fallait dépenser une quantité d*eau représentée par :
P (650 — 38)
38—10
22 P
ce qui indique que le poids de l'eau introduite dans le conden-
seur est égal à 22 fois le poids de la vapeur qu*il condense,
ce qui donne, en volumes, après la condensation de P :
23 volumes d'eau,
23 volumes d'air.
Total. • . 46 volumes à enlever par la poi^)e à
air; cela parce que chaque volume d'eau contient, à la
pression ordinaire, Yao ^^ ^^^ volume d'air, qui, sons la
tension de ^/^g d'atmosphère correspondant à la température
de 380, devient :
_ 0.76(1+0.00566X38) _^^^^
0.0475(1+0.00366X10)
DiUBirsiom pKopoRTtomttiiis dès ^abtum. i63
que l'on peut porter sans inconvénient à 20 V; d*où suit que
chaque volume d'eau introduit dans le condenseur représente
un ^^ volume d*air aussi introduit.
!• Pompe à air,
ha^ pompe à air es( généralement à simple effet ; si donc v
est sa vitesse totale, % ^ ^^ '^ vitesse du fluide retiré du con-
denseur par seconde. SoitD le diamètre, on a :
Yolume retiré par seconde = 0.785 D' X Vi «• Si D' esl
le diamètre du piston à ? apeor et 1/ sa vitesse , le volume de
vapeur consommé par teconde est 0.7ft5 l^'^y^e'.
A coodensatioo , sans détente, le poids du mètre cvlie de
4000
vapeur fonctionnant dans le cylindre est = 0.^1, en
supposant sa pression maxima.
Le poids de vapeur à condebser par seconde est donc :
o>7 X 0.785 D'" v\
Le poids d*eau introduit dans le condenseur par seconde
est égal à a6.4 fois ce poids :
on : 16.4 X 0.7 X 0.785 X D*' v.
Le volume de Peau condensée est :
(26.4+g.1)X0.7X0.78SD^>t>^ _ ^ ^^ ^^^^ ^„ ^,
1000 kil.
Le volume d'air à enlever avec cette eau est :
0.0 1 570*' V,
donc le volume total à enlever par seconda est :
o.o3i4D"v',
qui est égal au volume engendré par le piston de la pompe à
air, ce qui donne :
0.03,4 D'.«'«-:^^i^^5!2<l
0.75 au dénominateur, parce qu'une pompe n'élève jamais que
les 0.75 du volume calculé*
|64 DBUXltuCB PARTIB. LITRB 111.
On dëdoit de cette écpation :
0.0236 D'«©' »= 0.3923 Jfi v
et: D«f«0.06D'».^ 1
Dans les machines à balancier, la course de la pompe à air
I ,
est moitié de celle du cylindre à vapeur, on a donc v sas — - v,
d'oà: D»«o.iaD'%
et D s 0.346D* » 0.35 D*.
Telle est la valeur théoriqae de D en fonction de D*. Eo pra-
tique, on double presque cette valeur pour les raisons sui-
vantes :
1*^ A chaque coup de piston il y a un volume de vapeur
remplissant les conduits et l'espace dit jeu du piston , quî
passe au condenseur sa^s avoir servi ;
a^ La vapeur entraîne avec elle une quantité d'eau d'as
poids à peu près égal au sien , et qui nécessite l'emploi de plot
d'eau pour la condensation.
Bien certainement, ces deux circonstances n'influent pas
tellement sur les résultats, pour qu'on soit obligé de doablet
le diamètre du piston de la pompe à air, ce qui supposent,
quadruple volume engendré, dans le même temps, parle
piston; néanmoins, nous u'oserions prendre sur nous de dé-
clarer ce diamètre de la pompe à air trop considérable, par
la raison qu'il est presque généralement adopté, et <}ue Jfatf
lui-même lui donnait les deux tiers de celui du piston à vi-i
peur.
On conçoit, en effet, que pour peu que la condensation ne
s'effectue pas convenablement, voilà la machine presque ar*
rétée par suite de la résistance qu'offre au piston la pressios^
dans le condenseur. 1
Il n'est donc pas étonnant que l'on préfère tripler au moint
la charge de la pompe à air, et être sûr qu'elle enlève sufli-
samment d'eau, et surtout de gaz, du condenseur.
La force qu'absorbe la pompe à air est assez notable, comtoe
nous Talions voir.
Le piston , muni de clapets, se meut dans un corps de pompe
fermé lui-même en-dessus et en-dessous du piston par descù-
pets; de sorte que le clapet supérieur du corps de poiDpe ne
DIMINSIONS PEOPORTlOimSLLES DES PARTIBS. i65
tàve i^e quand ta pression du fluide soulevée par le piston
devient, en diminuant de volume, plus forte que la pression
atmosphérique, augmentée de la charge de l'ean et du poids
de ce clapet sur l'onfice d'écoulement. De même, le clapet in-
fédear ne se soulève que quand la pression bobs le piston
devient plus petite que ^/^ d*atmos{Àère au|[meDtée de la
charge de Teau dans le condenseur, moins le poids du clapet
sur 1 orifice.
Patr mte de «èla, le pfeton ne produit de travail appréciable
qu'en montant^ la descente servant uniquement à faire pas»
ser le fluide du dessous en-dessus. An bas de la course, la pres-
sion en-dessus du piston est égale à celle du condenseur, puis-
que c'est an volume k une presnon qui n'a fait que se dé-
placer. Soit cette pression, avec la charge d'eau retirée du
condenseur, égale à Via d'atmosphère ; la pression en-dessous
est aussi */^^ d'atmosphère, en supposant qu'il a fallu que la
pression inférieure se portât là pour soulever le clapet du
pbton lors de sa descente.
Sitdtqneie piston monte, la presnoa sapérieure augoMate
jusqu'il devenir i,i atmosphère environ , et celle au-dessous
devient V^ d'atmosphère à peu près» ce qu'il faut pour ouvrir
le clapet <lu condenseur.
Si l'on évalue è i atmosphère la pression moyenne pesant
constamment sur le piston de la pompe à air, y compris les
frottements, on aura un maximum.
A im atmosphère, la charge sur ce piston est :
0.785 X (0.6 D')* X 10320 kiU
La vitesse étant Vs^^» I® travail absorbé par seiBonde est t
0.785(0.6DO*X10320XV2»'==0.78r,D'*i)'X 10320X0.18
==0.18 VX 10.32
Or, V X to.3i est le travail total produit; comme Teffet
utile est moitié du travail total produit, le travail absorbé
par la pompe à air est, en nombres ronds, le cinquième du
travail total produit, et les deux cinqoièmes du travail utilisé.
Ainsi, dans une machine de 20 chevaux pratiques, il y a
4o chevaux, dont 30 utilisés,
8 pour la pompe à air;
i3 pour les antres pompes, etc.
Dn conçoit maintenant combien il est important de per-
fectionner l'appareil de la condensation de manière à pouvoir
' le diamètre de la pompe à air à la dimension tcouTée
i66 OEUXlÈMB PART». UTRB 111.
par le calcul, et pour laquelle la force absorbée par cette
pompe ne serait que le tiers, au plus, de ce qu'elle est actael-
lement.
S 5. — ALIMENTATION.
L'alimentatioii comprend la détermination des diamètres
et courses des pompes d*eau fraîche et d'alimentation.
l^ Pompe ff alimentation.
Soient d son diamètre, v sa vitesse; le volume engendré par
elle par seconde est :
0.785 d«X Va «
Les pompes ne donnant généralement que les 0.75 du vo-
lume calculé, le volume d'eau envoyé à U chaudière par se-
conde est :
0.75 X 0.785 d* —
2
Les pompes d'alimentation se suspendent d'habitude au
quart du balancier, et ont pour course la moitié de la course
du piston à vapeur. Gomme les pompes sont k simple effet, il
en résulte que le travail d'un coup de piston doit suffire à la
fourniture de deux cylindres de vapeur ; on a alors , comiDe
pour U pompe à air, théoriquement :
0.785 D'VX 0.^7:=. 0.75X0,785 d«X -^ X 1000"'
Or « s» _ on en conclut :
j9 D'««'X0.7 2.8 D'«
0.75 J^ 4000 ^^
d'où: d«s0.061D'
Si on remarque que nous n'avons tenu aucun compte des
pertes d'eau entraînée par la vapeur, de celles de vapeur dans
les conduits et par lejeu du piston en haut et en bas; enfin, de
vapeur par les soupapes, on ne sera pas étonné que d'habitude
on prenne ;
df — 0,1 D*.
DIMENSIONS P&OPO&TloitNELLfiâ DES t^AEnCS^ l6j
2* Pompe deau fraîche.
MACHINES A CONDENSATION.
La miantité d'eau que doit produire la pompe d'eau fraîche
est égale à celle nécessaire pour effectuer la condensation. Sa
positioD dans une machine à balancier étant la même que celle
d'une pompe d'alimentation , on peut poser la même formule
pour exprimer la quantité d'eau qu elle produit par seconde ,
«
0.75 X 0.785 d'X X 1000 kîL
4
V étant la vitesse du piston à vapeur.
Poisqrue, pour condenser P kil. de vapeur, il faut 21 P d'ean,
le diamètre de la pompe d'alimentation rigoureusement né-
cessaire pour suffire à deux cylindres de vapeur étant :
d » 0.061 D'
on obtient le diamètre de la pompe d'eau fraîche en po-
sant :
0.75X0.785 d«X XiOOO^te^ 0.7 5X0,785 (0.061 D')«
X -î— X 1000X22
c'esl-à-dîre : dP=^ ^ (0.061 D^'
j où : d == 4.69X0.061 D'«« 0.286 D'
Comme il y a toujours avantage à fournir un excès d'eau ,
pour les cas où les appareils fonctionnent irrégulièrement, on
sugmeote aussi ce diamètre et on pose :
d « 0.35 D'
Pour les pompes d'eau fraîche de machines sans condensation,
il suffit de dire que le diamètre doit être un peu plus considé-
rable que celui de la pompe d'alimentation.
§ 6. — TRANSMISSION DO MOUVEMENT.
La transmission du mouvement comprend :
La tige du piston ;
Le parallélogramme ;
Le balancier;
,68 DEUXIÈME fAfttrt. "VM ttl.
La bielle;
La manivelle ;
Le volant. i,- ^ ■ ^
Les dimensions de toutes ces pièces d une machme a vapeur
ont été déterminées par H'att de la manière suivante, pour
machines à balancier; le diamètre du piston de la machine a
basse pression étant i :
Longueur de la course 2
Longueur de la tige du piston. ... 3
Longueur du balancier. ... o
Longueur du parallélogramme.. . . i.5
Hauteur du parallélogramme. . . . i
Longueur de la bielle. 5
Longueur de la manivelle. . . ... »
Diamètre du volant ' .^
Pour Tes machines sans balancier, on peut dmunner toates
ces dimensions. Ainsi, sans changer les chiffres, on peut pren-
dre pour unité le diamètre du piston de la machme à détente,
auquel cas chacune de ces pièces se trouve diminuée d an quart.
Pour bien faire, il est préférable de conserver dans tous les
cas les rapports que nous avons donnés ci-dessus.
ARTICLE II.
DIMEKSIOHS PROPORTIONNELLES DES AXES, ARBRES
ET TOURILLONS.
Ces dimensions, que Ton peut Éacilcment déterminer par
le calcul, au moyen des formules relatives à U résistance des
matériaux, ont toutes été déterminées par expérience, et dif-
fèrent considérablement de celles que lonobuent par ce moyen,
commp noil$ allons le voir.
lO Tige du piston à vapeur.
Cette tige est soumise ahemativement à la traction et à la
pression. Si on calculait sa section pour résister à la traction ,
on lu» trouverait un diamètre très-petit par rapport à celui
qu'on lui donne d'ordinaire; comme ou n'a pas de doonées
certaines pour les dimensions des pièces résistant à Técrase-
ment, nous prendrons comme tige la valeur que donné lex-
périeuce, savoir: ^ _ .^^^ „ (,,
D étant le diamètre du piston à vapeur.
Ainsi , à basse pression, la charge sur le piston à vapeur e<
mwmafim ML9PQmTwmimum am axes. 169
io33o kil. par mètre qu^frré, il en résulte que la chaîne sup-
portée par la surface de ti^je d* est :
io33o X D*
DeTéquatioii (1) on déduit :
La charge par mètre quarré de tige est donc égale k eeat fois
la charge par mètre quarré de piston, c'est-à-dire :
loo X io33o s= io33oookil.
et par centimètre quarré de tige :
io3.^3o,
pour nne longueur égale à trois fois le diamètre do pîslon ,
c'est-à-dire à trente foi» son propre diamètre.
On donne à la tige du piston de la pompe à air, qui est d'une
longueur double, un diamètre égal à.o.6d^ par conséquent :
0.6 X 0.1 D = o,o6D.
On donne aux tiges des pompes d'eau fraîche et d'alimenta-
tion un diamètre aa milieu égal à la moitié de celui de la tige
du piston à vapeur, soit :
o.o5 D.
a® Tourillons du bakxncier.
On a, pour les tourillons extrêmes, la formule de Robertson :
<f«a.76Q'Vi
dans laqndle Q est exprimé en quintaux métriques. Or, en ki«
logrammes, h charge est :
10330^ X 0.785 D*
d'où, en quintaux métriques, si on remplace Q par m rtlenr :
d » 2.76.(103.30X0.705 D*)*/s
'•'• «ilâD'/a
En exprimant D en mètres , on obtient d en centimètres ;
pour obtenir d en mêmes mesures q^e D, il fout diviser sa
▼deitf par too, ce qni donne :
d «p OAi D */«
Pour D =» l.™00 on a : ftVs = f/i,«^<iO0 «■ 1
donc : d = 0.«12 = 0.12 0
Ingénieur Chfil, tome a. 16
1^0 DBOXlÈltE PA&TlB. LIVRE UU
Pour D «s 0.50 OD a : D Vs » J/o.25 «* 0.6S
d'où : d « 0.12X0.63 » 0.i»0755
» 0.151 D
ce qui indique que, plus le diamètre du piston est grand, plos
celui du tourillon extrême du balancier peut être faible par
rapport k lui. On est libre d'adopter 1 une des deux formules :
d « 0.12 D Va
d » 0.12 D
Dans la plupart des cas, nous avons eu lieu d'observer que,
pour les petites machines, on employait la seconde.
Pour le tonrillon du milieu, qui supporte une charge double
de celle supportée par les tourillons extrêmes, il suffit de
pour :
i« 'fourinon extrême d =: 2.76 Q ^^ ^,
«0 Tourillon do milieu. • . . d'^ 2.76 (2 Q) '^
d Q%
(2Q)V3
a^où: d^^dJ^l^^d^
» 1.26 d» 0.152 D %
Comme l'axe du balancier supporte non-seulçment le double
de la charge des axes extrêmes , mais encore le poids du ba-
lancier, il est bon d'y avoir égard, et nous poserons :
d' =0.16 DVs
d' « 0.16 D
que Ton peut adopter indifféremment pour tous les cas.
S*' Boulon de la manivelle,
Ponr le bouton de la manivelle, on remarque qne sa charge
est double de celle des tourillons des axes du balancier, qui
sont accouplés deux à deux. Il résulte de là que les dimensions
doi%-ent être les mêmes que celles des toorillona du milieu da
balancier i on a, en nombres ronds :
d» 0.15 DVs
é » 0.15 D
DIMENSIONS PB0P0RTI0NNVLLS8 DIS TODAIUONfl^ 171
b première formule servant pour les machines au-destas de
D es ] mètre , et la seconde pour celles au-dessous.
4*^ Jrbre du volant.
Oq a, pour oe cas» la formule :
d s » 2.3 .A. en fonte,
fi
A étant la quantité de travail transmis par minute; et n le
nombre de toars dans le même temps.
Or, en prenant pour coefficient de Teffet atile 0.70, qui est
UD maximum, on a :
A « 0.70 X 0.785 D« X 10330»^ X -* Dfi
(2 D éunt la course, 4 D fait deux eoorses pendant «n
toor de manîtelle).
On en déduit :
d? «- 2.3X0.70X0.785 XB*X10330X4D
« 52.000 D»
d'oà : d » 37.4 D
et comme d est en centimètres pour V en mètres , afin de
l'avoir en unités de même espèce que V, nous divisons par
100, oe qni nous donne :
d Bs 0,374 D.
Le coefficient 0.874 est un peu fort ; rexpërience prouve
que le coefficient 0.35 est plus que suffisant pour tous les cas.
La fonte, d'ailleurs, est un métal dont les dimensions dépen-
dent beaucoup plus de la fonderie que de la résistance à
vaincre.
On a, pour le fer:
ar^_±_^ 0.S5D ^
i.ï 1.2
TROISIÈME PARTIE.
CONSTBUCTION.
Là CdMCRMèfoii confirand :
i^ L'étude des matériaux de construction;
3* L'architecture industrielle;
3® La construction des routes;
4** La navigation;
5° La comtruction des conéuUe$ deau;
6® La construction des ponts,
LITAB PASMIGH.
ÉTUDE DES MATÉRIAUX EMPLOYÉS BE PRÉFSRKNCB
PANS LES GOVSTAUGTXOVS GtWtLB» ST |IfMJ»TRIfifiLS&
CHAPITRE PREMIER.
P1BRRB8.
Les pierres jM divisent en qnatre classes, savoir :
ss pierres se divisent en qnatr
I** Les pierres calcaires;
a® Les pierres alumineuses;
3^ Les pierres gypseuses;
4*^ Les pierres sântiltantes.
ARTICLE I».
PIERRES CALCAIRES.
Les pierres calcaires sont le type de la matière propre i
construire; elles sont excessivement répandues dans la natare,
et le plos employées pour la coiistruction en général.
La base des pierres calcaires est le carbonate de chatu plus
ou ouMOs pur-, d'où résulte cpie ces pierres, exposées u fta
PIE&ÀES CALCAIHES; 1^3
pendant-ttàGertain temps, se réduisent en chaux caustique,
dont nous étudierons plus loin les propriétés.
Plongées dans les acides, les pierres calcaires s*y dissolvent
après avoir dégagé avec eftervescence l'acide carbonique
qa'eUea contenaient; frappées au briquet , elles ne donnent
pas d'étincelles.
On les trouve dans les carrières en bancs horizontans dont
les épaisseurs varient entre a 5 centimètres (9 pouces) et a ou
3 mètres (6 pieds ou 9 pieds 2 pouces ), suivant les localités.
Dans l'exploitation dès blocs de calcaire, chaque banc supérieur
se détache parfaitement du banc inférieur, avec lequel il
n'a aucune adhérence. »
Le calcaire se trouve tantôt à i ou 2 mètres (3 pieds ou 6
pieds) au-dessous du sol, comme à Marquises (Pas-de-Calais),
ouà Afe//o (Seine-et-Oise);tantôt à une profondeur un peu
plus grande, comme à Charenton et Montrouge (Seine),
On distingue plusieurs espèces de calcaires, savoir :
lie Hais,
Le cliquart,
La roche f
Le banc franc f
La lambourde.
Le liais réunit toutes les qualités des plus belles 'pierres ;
son grain est fin, sa texture uniforme ; il résiste à toutes les
intempéries des saisons quand il a été tiré de la carrière
avant les ploies. On en tire des blocs qui ont jusqu'à 7
mètres ( 1 1 pieds 6 pouces) de long sur 3 mètres ( 9 pieds 2
pouces) de large; mais leur épaisseur ne dépasse jamais a5
centimètres (9 pouces). C'est pourquoi on l'emploie de préfé-
rence dans toutes les parties de la construction où la pierre
est en vue sur une grande surface, comme dans les marches
d'escaliers, les balcons, les cymaises, les corniches, les ta-
blettes de balnstrades^ les chambranles de cheminées, etc.
La plus grande exploitation du liais a lieu à Montrouge ,
près Paris.
Le cliquart est une pierre dure moins fine que le liais, et
peu employée à cause du prix de revient de la main-d'œuvre
pour le tailler.
La roche est une pierre dure et coquilleuse. On la trouve
ordinairement en deux bancs superposés, dont l'un est pins
«liondanteD coquilles que l'autre. La hauteur des bancs déroche
varie entre 3o et 60 centimètres (11 pouces et i pied 10 pouces).
,^4 woisièMi Pêmtuh «w» ffmsMiEB,
hfhanefrwx est qbs pMrre tendra qui A tl'«B|4oi ^
dans les bâtiments ; elle est proscriee des ponts ou eananz.
La lambouixle est une pierre encore plus tei^e qve le banc
iranc, et qui s'emploie, comme le bane franc, datte le bâti-
ment. L'épaissear de ses bancs varie entre êo centimètin et i
mètre (i pied lo pouces et 3 pieds). , . , . , .„
D'après ce, on voit que l'on peut diviser ïm piem» de tadle
aa deux catégories distinctea, savoir :
Les pierres dures,
lies pierres tendres.
lies pierres dures sont celles qnt ne ae débitent qu'an moyen
d'une scie sans dent , se mouvant dans une fente imbibée d'esa
el de erès pilé.
Les pierres tendres sont «elles qoi se débitent avec la scie à
dents* ,
Ce qu'il faut rechercher avant tonl, dans les pierres cal-
caires, c'est quelles aient le grain fin, le teirture uniforneet
compacte; puis, qu'elles résistent à l'action destructive de U
Pour vérifier si nne pierre est susceptible de se déliter paf
l'action de la gelée, on en détache un petit cube que l'oïi
plonge dans une dissolution bouillante de sulfate de soude.
On la retire ensuite et la laisse sécher; si elle a bu, ses arêtes
tombent en poussière , et sont suivies d'une portion plus ou
moins grande du reste de la masse, suivant la qualité de la
pierre.
ARTICLE 11.
PIERRES ALUBIINBUSB8.
Les pierres aluinineuses ne font pas d'effervescence quand
on les plonge dans un acide ; elles durcissent an feu, et ne peu-
vent se réduire ni en chaux, ni en plâtre.
filles sont douces au toucher et composées d'écaiUes oalamtt
qui peuvent se séparer.
On classe, parmi les pierres alaminenses, les différentes es-
pèces de schistes dont on extrait les ardoises.
On distingue les pierres aiumineusett en deux espèces, sa-
voir 5
Les pierres naturelles.
Lès pierres artificielles, on briqnes.
Brique,
te» briques sont des poteries commanei. plies u pr^iarenl
Mnkttd àLuiiuifivsBs. 1^5
a?ee la teirre alttmfiiense, spptlée aryile. On distiogue plusieurs
Tariétéi d'argiles, savoir :
La coUyrite,
Le kaolin.
L'argile plastique ,
L'argile smectique.
L'argile fignliûé ,
L'aigile marne.
Les dnq premières variétés peavent être employées à faire
des briqnes pins on moins réfractaires. La dernière est celle
(jn'on emploie généralement à la Êibrication des briques com-
ffliines.
On distingne les briques en :
Briques crues ,
Briqnes enites.
Les premières se font en terre, en mortier ou en plâtre.
Les briques en terre ne peuvent s^employer que dans les
pays où l'actioii du soleil est forte; cependant, à Reims, on
emploie des briques en terre composée d'argile, de craie et de
silice. On élève, avec cela, des maisons qui ont jusqu'à deux
étages ; on a soin seulement de recouvrir les murs exposés à la
ploie avec des planchettes en bois , taillées en forme d'ardoises.
B antres fois on les peint seulement à la chaux ; enfin, on les
recouvre, dans certains cas, d'un enduit d'argile, chaux et
poils de cmr tantaé, qui empêche les gerçures de se former.
En mortier, on fait des briques crues de toutes dimensions;
en Italie, on construit des dignes en maçonnerie de ce
genre.
Les briques en plâtre servent dans la construction des cloi-
sons minces, à Paris.
Les briques cuites sont employées dans presque toutes les
localités où on ne peut se procurer la pierre à bon marché.
Leur bonté dépend de ni nature de la terre, de la manipu-
lation et de la cuisson.
Les éléments de la briqne cuite sont : YaUimine et la
silice.
Qoand l'alumine domine, la brique prend trop de retrait;
quand c'est la silice, au contraire, qui domine, {a brique se
vitrifie pendant la cuisson.
Parmi les terres que l'on emploie à la fabrication des bri-
qnes , il en est qui sont plus ou moins chaînées d'éclats de
pierres calcaires. Les terres doivent être visitées avec soir
170 TROISIÈMB PARTIE. UVBM PRBMIER.
purgées de ces substances; sans quoi, elles produisent les plus
grands dégâts dans les constractions où l'on emploie des bri-
ques qui eu contiennent. Le carbonate de chaux passe à l'état
de chaux vive par la cuisson; et cette chaux, sitôt qu'elle sent
l'humidité du mortier, se gonfle et soulève tout ce qui est au-
dessus d'elle. Quand les terres sont trop riches en l'un on
l'autre de leurs éléments , on rétablit l'équilibre en ajoutaat
de l'élément qui manque.
Pour avoir une bonne terre à briques , il faut l'avoir retirée
du sol au moins six mois avant de l'employer, de manière à ce
qu'elle ait passé par l'une des époques extrêmes, froid ou
cliaud, de l'année. Plus la terre est vieille, meilleure elle est.
Tout le secret d'une bonne fabrication de briques est daus
la manipulation de la terre.
Les briques sont des parallélipipèdes rectangles dont les
dimensions sont les suivantes :
Briques de Paris : Longueur. . . . 0.^20
Largeur. ..... o.*io
Epaisseur. . . . o."o5
Briques économiques employées dans les usines :
Longueur. . . . o."24
Largeur o."!!
Epaisseur. ... . 0.^06
Les briques se font soit à la main, dans des moules à one
ou deux briques, suivant la perfection avec laquelle elles doi-
vent être exécutées, soit avee des macbines'dont la plus ingé-
nieuse est celle qui était à l'exposition des produits de l'indus-
trie de i844- TJu ouvrier beige, travaillant douze heures par
jour, avec des moules à deux briques, peut faire jusqu'à 6000
briques dans sa journée. La terre est apportée au pied de sa
table par un marcheur qui dessert une table facilement, et
les briques sont déposées sur le sol, au fur et à mesure dn
moulage, par uti enfant; ce qui nécessite deux moules.
Le mille de briques fabriqué ainsi coûte 6 francs de main*
d œuvre totale, y compris la cuisson, et abstraction faite de
l'extraction de la terre; il exige, en outre, pour la cuissou,
environ pour 5 francs de combustible, ce qui porte son prix
de revient à environ 13 francs, y compris l'extraction.
Ce prix de revient si bas, joint à l'avantage d'une mise de
fonds très-peu considérable, et à la facilité que présente le
déplacemeut «les tables au fur et à mesure que la terre uttO-
PISRRtS AI.UBUIIBU8ES. I77
que , et qae le sol se recouTre de briques à sécher, fait que les
machines aiuwit beaucoup de peine à suppbater les mou-
]ears«
Les briqnes moulées se déposent d'abord à plat sur le sol,
préalablement aplani lui-même et recouvert de sable. Quand
faction du soleil leur a fait prendre une certaine connstance^
on les met sur champ. Au bout d'un jour de beau temps, on
les met en haies, sur champ et inclinées, de manière à laisser
l'air circuler. Les baies .ont depuis i. "60 jusqu'à 2 mètres de
baat.
Dans cet état, les briques ne craignent plus la pluie, parce
qu'on peut les recouvrir au besoin de paillassons en paille.
An sortir des haies , les briques sont mises en meules, ou
dans des fours,. pour subir la cuisson.
La cuisson en meules présente quelques inconvénients qui
lui ent fait préférer, dans certains cas, la cnissoç dans des
fours; elle est irrégulière , difficile à conduire; elle donne
beaucoup de briques incultes, dites vases crues ^ et nécessite
plos de combustible ; mais elle a l'avantage de pouvoir s'ef-
fectuer partout, c'est-à-dire là où sont les briques à cuire;
tandis que les fours nécessitent souvent des frais de transport
considérables, parce que la terre qui les environne une fois
épuisée, il faut aller travailler plus loin.
Compte de retnent dune fabrication de briques en grand et en
bonne qualité.
Extraction de la terre pour 1000 briques,
i.m.e.^5o de terre: soit 4 heures d'un manœuvre à
1 fr. 5o par jour o f. 60
Afoni^u^tton.
Trois Sommes à i fr. 75 par jour, préparant |a
terre poqr 6000 briques : d'on, pour lOûo. . . . of. 66
MouUufe,
Un chef et tia aide Sf.oo
Deuzmoulcan 4 00
Deux porteurs 4 00
Deux poBens. 3 od
16 00
pouffSooobriques: d'oui pour 1600 . ; . » « atoo
178 TROlSlàMB PARTIS. UVBB PREMIER.
Recoupage des bavures.
Deux manœavres à i fr. 5o, faisant ensemble
3 francs pour 8000 briques, et pour looo. . . . o f. 38
Divers pour manipulation.
Travaux accessoires, tels que pente, dressement
du sol , etc. o f . 45
Paillassons, cabane, etc. , . o 4^
Sable o 35
Frais de voyage des ouvriers que l'on fait venir o 30
Cuisson,
a5o kil. de bouille à i5 francs les 1000 kil. • 3 7$
Deux hommes à 1 francs par jour. . . 4 f • 00
Quatre rouleurs à 1 fr. 75 7 00
Un porteur de charbon et un poseur, à
i fr. 5o. 3 00
Total. . . . i4f.oo
pour 16000 briques: d'où, pour 1000 o SyS
Frais généraux.
Terrain of.ij8
Chef briquetier . • . o 3;^
Total. . . . iif. 4(0
Ce prix se rapproche sensiblement de celui que nous avons
donné précédemment pour une fabrication momentanée. |
Lorsqu'on cuit les briques dans un four, on emploie ia^
disposition représentée PL XX, Jig, * et a, et qui est la
meilleure. Le four est à deux compartiments superposés et
munis chacun d'un foyer. On commence le feu par le foyer du
compartiment inférieur; quand les briques de ce comparu'
ment sont suffisamment cuites, on laisse le feu s'éteindre na-
turellement , et on continue la combustion dans le foyer du
compartiment supérieur. De cette fiiçon , on utilise la chaleur
perdue par le chauffage des briques renfermées dans le com-
partiment inférieur, et il ne reste plus que peu de combus-
tible à briiler pour achever la cuisson des oriques renfiernées
da^ns U compartiment supériearr
^IBERES GYl>S£US£Â. ijg
Le tableaa saîvant donne les quantités de bois brûlées par
ce système de cuisson , aux différentes périodes du travail , le
7ifiir( étant la durée de l'occupation d*un homme, on six heures,
pour ce genre d'opération.
TABLEAU indiquant le nombre de fagol» brû^éi pendant
chaque heure de la euitton d'une fournée de briqueif chaque
fagot pesant 8.''90, et le four
contenant ( ^^' '* compartiment inférieur , 6200 briquet;
\ dans te compartiment supérieur, 2800 td.
HEURES
des
QQAUTS
de jour.
COMPARTIMENT INFÉRIEUR
7 QCARTS.
Compar-
timent
gopérienr
1 quart.
1er.
».
3*.
4e.
5«.
6«.
7«.
8e
quart.
i'».
10
23
31
26
31
30
32
16
2e.
13
24
28
28
28
32
9
18
3«.
17
26
27
30
30
28
»
17
4«.
15
28
29
32
27
30
»
20
5«.
19
27
51
29
29
29
»
»
6«.
21
29
27
29
27
30
»
»
Totaux..
95
157
173
174
172
179
:32
71
Total général io53 fagots, pesant ensemble 9871. ''70 cor-
respondant à nne consommation de i>o4 de combustible
par brique.
ARTICLE III.
PISRRES CTPSBUSES.
Les pierres gypsenses sont formées de suliate de chaux cris-
tallisé , avec deux atomes d'eau. Ces pierres , frappées avec le
briquet , ne font pas d'étincelles ; exposées au feu , elles per-
dent un atome d'eau et donnent du plâtre.
Elles se trouvent par bancs dont la consistance n'est pas
assez forte pour qu'on paisse les employer comme pierres de
taille y ou moellons. A l'état de plâtre, au contraire, elles con-
l8o TROISIEMB t»AtlTl£. ttTEB P&SMtEft.
stituent f un, des matériaux de construction les plus {«écMOi,
comme nous allons le voir.
Plâtre,
Si on calcine le sulfate de chaux , tel qu'il se trouve dans b
nature , il laisse dégager une quantité plus ou mains abon-
dante de vapeur d*eau. Si, ensuite, on le réduit en poudre,'
après l'avoir laissé préalablement refroidir, et si on le mélange j
avec une quantité suffisante d'eau, il se combine à cette eau,
forme une pâte dont la consistance augmente sans cesse jus^j
qu'à ce qu elle soit devenue solide, moment auquel sa tempe*
rature s'est élevée à près de iwf* centigrades.
Si on étudie les phénomènes qui se passent dans ces deil
opérations, on trouve que le plâtre calciné a perdu la moitii
de son eau de cristallisation, et que, en lui rendant cette eu^
il cristallise de nouveau en masse compacte, sans cristattK8|»
parents à l'œil nu , mais qu'il est facile d'observer au mien»
co^e , quand il est bien pur.
Cette propriété remarquable d'une substance répftndiie fli
assez grandes masses dans la nature, a fait du plâtre lamatièil^
principale des constructions aériennes, partout où on apasi
le procurer à bon marché , comme à Paria.
Le plâtre, néanmoins, n'est pas aussi résistant à l'action ||
l'humidité de l'air, ou à l'eau, que le mortier, que nous èa^
dierons plus loin.^ il convient le plus spécialemeot aux a*
duits intérieurs, ou aux corniches extérieures qui sont abrité*
par les tuiles du toit.
Le plâtre se cuit d'une manière à peu près analogue à 1|
cuisson des briques ; ou peut même employer le fbûr à bri*
ques ordinaires , comme l'indique le compte de revient siw
vaut d'sne cuiiSQti éa plétM dûs mi foin- de «e genre.
( Voir le Tableau ci-contre,)
Quand on ne fait pas lua^ da plâtra immédiatement spriK
sa cuisson, il faut avoir soin de le mettre à l'abri du contict
de l'air et de l'humidité.
Un bon plâtre peut absorber son poids d*eau; on ntifisi
cette propriété pour vérifier s'il a été bien calciné. j
Quoique le plâtre des environs de Paris soit exceflant, 9
jouit rarement de la propriété dé prendre, avec une qaaB^té
d'eau égde à son poids ; cela tient à ce que les fiibricants iaI
l
PtEftR£8 SClNtlLLANTfiâ.
i8i
TÀBIEÀU du eonibustihle employé à latuiisonde huit mèiret
eubet de plâtre dans un four à briquet d deux comparti'^
mêuts.
HEURES.
NOMBRES '
de
HEURES.
«OMBRES
de
FAGOTS.
FAGOTS.
2«.
5«».
15
20
28
27
26
6«.
70.
8«.
9«.
10«.
27
28
26
28
30
Total 253 fagote pesant 8 kih 70 chaque, donc 2201 kil.
de combostible pour 8 mètres cubes, ou 275 fagots pour 1
mètre cube.
trodaisent, sous le nom de musique, dans le plâtre calciné,
une quantité plus ou moins grande de plâtre non cuit et inca-
pable de prendre Teau.
On a construit des fours à plâtre chauffés par la chaleur
perdue de fours à coke destiné soit au service des chemins
de fer, soit à des fonderies, ou autres usages. Les figures 3, 4* ^
(P/. XX) représentent deux dispositions de fours de ce genre,
dont Tune, la première, a été employée à Montfaucpn^ près
Paris.
ARTICLE IV.
PfERRES SGllfTILLATrrES.
Ces pierres se distinguent des autres, en ce que, soumises
an briquet, elles font feu ; elles ne font pas effervescence avec
les acides : quelques-unes d'entre elles, les ^r^5, par exemple,
résistent à l'action du feu le plus intense; il en est d'autres ,
comme le porphyre et la lave, qui se liquéfient, mais à une
température très-élevée.
Grès,
Les grès sont composés de grains de sable (silice) reliés par
un ciment particulier. Les grès de Fontainebleau ont pour
ciment du carbonate de chaux déposé par des eaux dans les-
Ingénieur Civil ^ tome a. 17
l8l * TROISIÈME fARtlE. LiVllB t>RfiMlER.
quelles il était en «iUssolotion à U faveur d'un excès d'adde
carbonique.
Ce grès se débite faâlement et est exclusivement employé
an pavage de Paris et de ses principales routes, dans nu tuyon
de lao kilomètres (3o lieues] autour de cette capitale. La
qualité des grès de Fontainebleau est variable ; en général ,
plus ils sont pris près de la surfeice supérieure, dans la car-
rière; plus ils sont durs.
U existe , en Belgique , près de Liège , une carrière de grès
très-remarquable, que l'on emploie spédalemeilt à la confec-
tibn des ouvrages et creusets àd hauts-fourneaux. Ce sont
des pudding-siliceux ou cailloux de silice pur réliés entl-e eux
par un ciment dd silice. Ces grès sont non-seulement d'une
dftreté extrême, en ce qui concerne la taille, niaiS'' encore ils
sont excessivemeilt réfràctaires. *
SiUx.
Le silex, caillou ou galet, est peu eknployé dans tes con-
stt*uctions.
C'est principalement dans les pays crayeux, comme U Cham-
pagne, où il existe en grande abondance, qu'on l'intercale avec
d'autres pierres dans la confection des murs. Dans ce cas, il
affecte une foule de formes qui dénotent avec évidence
qu'il est tombé à l'état de fusion dans cette craie, à une épo-
que où cette dernière constituait le limon de la mer. Il faut
alors le casser, ce qui augmente le prix de revient de la main-
d'œuvre et fait qu'on l'emploie peu, bien que très-solide.
Pierre meulière,
La pierre meulière est une pierre siliceuse très-inégale et
poreuse, d'un aspect analogue à celui d'une éponge.
On en connaît deux espèces :
La première espèce se trouve en bancs ou en masses, et sert
a faire des meules de moulins; telles sont les pierres de La
Ferté^sous^Jouare , Chàtellerautt , etc.
La seconde espèce se trouve en rognons isolés ou réunis,
mais se détachant toujours facilement jes uns des autres. C'est
cette dernière espèce qui a été employée à la construction des
fortifications de Paris.
La pierre meulière est très-dure, et, reliée pàl^du tnortier,
elle constitue le meilleur genre de maçonnerie qui existe,
tant à cause de la facilité avec laquelle le mortier adhère
apès eite, que pat'ce qu'elle est inaltérable à l'air et à l'ean.
Elle s'emploie, par ces motifs, à la construction de tous les
édifices publics et particuliers (^n\ sont soumis alternativement
à l'action destructive de l'air et de l'eau, tels que êgoûts,
piles de ponts, perrés, etc. Il faat avoir soin, avant de l'em-
ployefj, ^e la débarrasser d^ Fargile c|u elle contient.
Le basalte est un produit volcanique, d'un tissu très-serr^,
d'uB grain trèS-Qn et' susceptible de prendre un Irès-beau poli.
Il se trouve dans le sol disposé en colonnes verticales et pris-
matiques.
il existe, en P4>méruni&, des carrières où on trouve des po*
loanes de ce genre ayant jusqu'à 4 mètres 5o cent. (i3 pieds
9 pouces) de haut, d'un sepl morceau. Les colonnes sont dis-
posées les upes à côté des autres comme des tuyaux d'orgue.
Les carrières de basalte les plus curieuses sont en Irlande.
Lave et Auvergne,
C'est une substance analogue au basalte, que l'on rencontre
eu m^ssçs ^rès-considérables eu Auvergne ^t qu'on emploie à
faire les constructions du pays.
Depuis une vingtaine d'années, il s'en exporte des quantités
très-considérables pour Paris, où elle est employée à la con-
struction des trottoirs.
C'est une pierre très-^dure, employée dans les grands édi-
fices à ^aire des, colonnes d'un seul morceau. Son prix est trop
élevé pour qu'on puisse en faire usage dans les constructions
ordinaires.
Granit.
Le granit est une rocbe dont la dureté est variable ; en gé-
néral, le quartz et le silex y dominent. Il se trouve en masses
tellement considérables , qu'il fant tailler à même , dans la
carrière, ks piorceanx qu'on veut çn retirer.
Le granit a été employé en Egypte à des époques très-re«
culées, et a servi à ponstV'uire ces monuments qu'on retrouve
aujourd'hui, et qui ont résisté pendant des milliers d'année
aux saisons et aux révolutions des pe^ple8. L'obélisque de
Lonqsoresteu granit.
On emploie le granit, en France, à faire des bordures de
trottoiis et de jetées, des bornes , etc.
'i84 noiiiisMB pabtic. litrk rBEMiE».
CHAPITRE n.
I/es mortiers servent à relier les pierres entre elles. Noos
ayons déjà étudié le plâtre, que ses propriétés rendent plutôt
propre à former des enduits que du mortier proprement dit ;
nous allons maintenant étudier la chaux, qui est la base de
tous les mortiers.
En général, on nomme mortier, un mélange de chanx caus-
tique avec une matière pulvérulente quelconque.
La chaux caustique s'obtient, avons-nous^dit^ par lacalci-
nation du carbonate de chaux ou pierre calcaiSre.
Parmi les diverses pierres calcaires, il en est qui sont plas
ou moins riches en carbonate de chaux proprement dit ; les
unes contiennent des proportions plus ou moins grandes de
. carbonate de magnésie; les autres contiennent de l'argile, etc.
Suivant les divers degrés de pureté de la pierre à chaux |
la chaux qui en résulte est douée de propriétés différentes.
£n premier lieu, on distingue les chaux en :
Chaux grasses.
Chaux maigres.
Les premières, qui sont presque pures , plongées dans l'eaa,
augmentent de volume dans la proportion de 2 i|2 à i, ou
moins, suivant leur degré de pureté.
Les secondes, qui contiennent d'autres substances, n'aug-
mentent pas de volume par l'hydratation.
On distingue encore les chaux en :
Chaux aériennes ,
Chaux hydrauliques.
Les chaux aériennes sont celles qui ne contiennent , en Cut
de substances étrangères, que de la magnésie, de Toxidede
fer, etc.
Les chaux hydrauliques sont celles qui contiennent des
quantités plus ou moins grandes d'argile; elles sont, par cette
raison, toujours maigres.
^ Les premières, exposées à l'air,' absorbent son acide carbo-
nique et durcissent au fur et à mesure qu'elles se convertissent
en carbonate de chaux ; tandis que, plongées dans l'eau, elles
se délayent et tombent en boue au fond.
Les secondes, exposées à l'air, se délitent à la surface et
prennent seal«ment à l'intérieur; taii4>s qne, plongées dans
l'eau, elles se convertissent en silicate doable d'alamine et de
chaux, et durcissent dans toute leur étendue.
On appelle ciment Romain, la chaux qui ne fuse pas quand
00 l'immerge dans l'eau , et qu'il faut écraser pour la convertir
eapâte.
Les clwox qo» sont grosses contiennent moins de un dixièmn
de leur poids de matières étrangères; toutes les antres snnt
maigres 9 dftf degrés plus qo moins intenses.
COMPOSITION PB DIFFERENTES CHAUX.
rnovEVAifCBs.
Châleaa-Lapdon
Coulommior. ....
Saint- Germa in..
Senooches
Brest.,
Giwiiz.
p. OiO.
94.40
78.00
89.00
70.00
8^2.50
Ma-
gnésie
p. OjO.
1.80
20.00
i.OO
1.00
Argile
p. OlO.
1.80
2.00
10.00
7.7
SiUoe.
p. 0|0.
29
Oxide
de fer.
10
Grasse.
Maigre, non
hydraulique.
Hydraulique.
Très.faydran-
lique.
Maigre , non
bydrauliqne.
là silice, pnrp ou mélangée d'alumine, rend la chaux hy-
Iraulique , pourvu qu'elle soit en gelée.
Un mélange de loà 3o argile et loo chaux éteinte , réduit
Il pâte et cnit dans an four, donne de la chaux d'autant plus
lyUranlique, qu'il y a plps d'argile.
Un mélange de 4o à 9o argile et loo chaux constitua la
ime ni hydraulique qui ne fuse pas.
Ud mélange de loo argile et loo chaux constitue le ciment
rdinaire.
Il faut, ponr que ces mélanges soient bons, que la chaux
9it pure ou àpeu près.
«86 TROISIÈME PARTIE. tlVRB PREMIER.
Cuisson des chaux,
La cuisson de !a chaux se fait de deux manières, savoir :
Dans des fours continus;
Dans des fours intermittents.
La cuisson intermittente s'effectue avec du charbon de terre,
de la tourbe ou du bois, et s'opère dans un four analogue à
celui employé pour la cuisson des briques.
La cuisson continue s'effectue avec du charbon de terre dé-
posé avec le calcaire en couches alternatives comme dansb
cuisson des briques à la volée, et s'opère dans des fours en forma
de cône renversé ; la charge se fait par en haut, et on retire
la cliaux par une porte ménagée à la partie inférieure.
Dans ces fours , on emploie depuis un hectolitre et demi
jusqu'à deux hectolitres et quart de houille, pour obtenir oa
mètre cube de chaux , suivant la nature du calcaire et du com-
bustible.
Dans les pays où on ne possède pas de houille, il faut faire
la chaux dans des fours intermittents cuits au bois ; dans ce
cas, la combustion s'effectue comme celle des briques; seule-
ment elle dure plus longtemps.
Ainsi, dans un four à deux compartiments, pouvant con-
tenir :
10 Dans le compartiment inférieur oO"<^- 500f pierre
2» Dans le compartiment supérieur 10 500 ( calcaire.
Total. . . 41'».c000
on consomme, en 68 heures et demie de combustion, sur
, la grille inférieure, et 17 heures de combustion sur la grille
supérieure :
i^ Inférieurement. . . 2682 fagots
a* Supérieurement.. . 527 irf.
Total. . . . 3205 fagots
à 8k. 70 le fagot, faisant 28000 kil. pour 4i mètres cubes de
chaux, ou 680 kil. combustible par mètre cube de chaux.
Pouzzolane.
La pouzzolane est un composé d'argile et de chaux grasse
dans les proportions suivantes :
Chaux grasse. . . . 1 à 3 parties.
ArgUe 9 à 7 w/.
VO&TIUIS. igy
En moyenne : Cbaux a parties.
Argile 8 irf.
Elle sert à faire des mortiers , en mélange avec de la chaux
et du sable , dans les proportions suivantes :
Chaux grasse i parties.
Sable 4 id.
Pouzzolane^ o.33 lU
Ces mortiers prennent corps au bout de dix jours, tandis que
sans pouzzolane , ils ne durcissent qu'au bout de vingt-cinq
jours.
La Pouzzolane se cuit à la flamme de bois ou de charbon.
La durée de la cuisson peut durer de trente à quarante heures
de petit feu, et se fait dans des fours analogues à ceux de
caisson de la chaux. On fait des fournées de 7000 pains de
pouzzolane , préparés dans des moules, et formant ensemble 11
mètres cubes.
La durée d'une fournée est de cinq jours , savoir :
1.0 jour pour charger le four; .
1.5 id. pour la cuisson ;
a. 5 id, pour refroidissement et défoumement.
Qnand on vent employer la pouzzolane', on la broie sous
UDe meule, dans un manège à mortier ordinaire, qui peut en
débiter a."-«-5oo par heure.
La pouzzolane est une matière destinée h rendre de grands
services dans les constructions hydrauliques. Son usage n'est
pas encore très>répandu ^ ce qui fait quon ne peut s'en pro-
curer dans toutes les localités.
Noos donnons ci-dessous un compte de revient de cette ma-
tière pour une grande fabrication.
Prix de revient de 1 rwire cube de pouzzolane,
à Digoin,
I mètre cube de terre argileuse, y compris les frais de
transport af. Soc.
o me. 125 chaux grasse vive produisant o."**a5o
chaux éteinte en pâte a 5o
Extinction de la chaux et mélange a 00
Transport des matières du manège à mélanger
an moolage; moulage, dessiccation, 4 fr. 4o P^i"
1000 pains > a 85
Transport des pains desséchés au hangar; charge
dufoar ^ ^
lli TRoisiEMB PARflS. UfHB PREMIER.
Coision» 3. s hectolitres houille d*Ai|v«i|[ne. . , )f. 6q c.
Transport après la cuissoa. . o 75
Polvérisatiou . , 5 $q
22 60
EntretteQ du four et des outils 3 4o
ToUl. . . . a6 00
Dans d'autres localités. ' . , 2800
Frais ttéUtblissement,
Uq manège à mélanger 6oq fr.
Uofour etsetalKNrds 600
Un hangar • 3oo
Un manège à pnWériser* .... ^Qoo
Total, r . . 4ooQ fr.
CùmpotiUon (les mortien^
Les compositions des mortiers ▼arien t dans chaque localité,
suivant les matières qui les constituent. Il faut donc, avant
de déterminer les proportions de ces matières qui doivent
entrer dans leur composition , faire des essais et déterminer
le mélange qui donne les meilleors résultats.
On a trouvé, à Paris, que le meilleur mélange pour les mor-
tiers est :
3 sable,
I chaux éteinte.
En général, la quantité de chaux doit être égale, en volume,
à l'espace vide qui existe entre les morceaux de la matière
pulvérulente à laquelle on la mélange. Cet espace se détermine
facilement en versant de l'eau dans un volume connu de cette
matière, et en déterminant la quantité d'eau nécessaire pour af«
fleurer le niveau supérieur..
Quand les proportions des matières composant le mortier
sont déterminées, on éteint la diaux et on la réduit eu pâte,
après avoir préalablement dosé la cbaux e^ le sable dans des
brouettes de capacité déterminée. On fait uqe espèce de bassia J
avec le sable, et on jette la chaux nop éteinte au milieu ; en-!
suite on jette l'eau, et quand la chaux a cessé de fuser, oi|
ajoute de l'eau et on remue avec un rabot en fer, en mêlant
de temps en temps du sable que l'on j/stte avec i|ne pelle.
Quand les quantités de mortier à préparer sont coosidéniiileâ^
MORTIBRS. 189
on £ût nsage d'an manège. Dans ce cas, on pent faire en une
demi-heure une broyée de trois mètres cubes de mortier, à
deux roues et deux chevaux.
Comme il faut le même temps pour vider, recharger, et faire
reposer les chevaux, on compte une broyée par heure.
Èéton.
Le béton est un mélange de mortier hydraulique et pierres
concassées que l'on emploie dans )ps fondations exposées à
l'eau.
On distingue le béton gras et le béton maigre, selon qu'il
est plus riche en mortier qu'en pierre , ou réciproquement.
Le béton- gras s'emploie pour les maçonneries qui ne doi-
vent pas être perméables, comme les piles de ponts, par exem«
le. Pour ce béton, il faut que le cube du mortier soit plus con-
sidérable que celui des vides compris entre les pierres. On a
trouvé que les vides étaient dans les proportions suivantes :
VWe».
1 mètre cube de pierres concassées. . o.">-'-470
I mètre cube de gravier o."'*'3ao
Nous parlerons plus au long de l'emploi de cette matière
dans la construction des ponts et canaux, ou elle joue un
grand rôle.
LIYRB II.
ARCHITECTURE IDiPUSTB|£L|4B. !
INTRODUCTION.
Noqs croirions manqi^er au but de notre oavrage, m Qoqs
entamions ici un cours d'architecture civile et artistique; j
(l'autre part, nous croirions y laisser an? lacone en gpirdant |
le s^leqce sur cette branche 4e la constructiqq, dont uae par-
fis importante e^t du res^ft d^ ingéoiçurs, savoir :
Les cuisines»
Les latrines,'
Les appareil^ de clw^ffoge,
La ventilation ,
Les conduits d'eau, j
Les caves ,
et antres qui sont malhenreasement trop négligées par le«
propriétaires, bien <me les vices de leurs dispositions soient de
ceuï qui incomi^oaent la pins et le plus souvent lea loca-
taires.
Pénétré depuis longtemps de l'importance qu'il y -aarait à
diviser en deux parties la besogne de l'architecte , dont les
études sont spécialement dirigées vers la construction propre-
ment dite et l'ornement, nous allons traiter raichitecture
sous le point de vue hygiénique, c'est-à-dire en ce qui con-
cerne l'ingénieur, sans passer sous silence les principes in-
dispensables qui président à la composition et à la construc-
tion des édifices, tant pour faciUter l'application des principes
que nous émettrons que pour la construction en général,
mécanique ou industrielle, oà l'on en fait constamment usage.
CHAPITRE PREMIER.
PRINCIPES GÉNÉRAUX D*ARCHITSGTURE.
ARTICLE I".
DÉFINITIONS.
L'architecture a ponr but la composition et la disposition des
édifices. ^
La composition comprend la construction et la décoration.
PBINCIPBS GÉMÉRAVX D'ARCniTCCTITRC. l|^t
! La coûstniction est l'art d'exécutier et d'élever nn édifice
' dont la disposition a été indiquée avec des matériaiux dott-
nés.
La décoratioh est l'art de rendre ]a disposition agréable à
! l'œil.
Dans les édifices , on considère :
Les mars,
Les soutiens isblës,
Les portes ,
Les fenêtres.
Les planchers.
Les voûtes ,
Les couvertures ,
Les escaliers. >
i^ Murs, Parmi lès murs on distihgttte :
Btttrà de face.
Murs de refend.
Murs de clôture.
Murs de terrasse.
On nomme mur mitoyen, nn mur qui séparé deux proprié-
tés continues ;
Mur circulaire, un mur qui entoure une propriété ;
Mur isêté^ nh mur dblit les extrémités nie sont pas reliées
entre elles par d'antres portions de nkur.
2» Soutiens isolés. Les totitlens isolés des tnnrs peuvent êtYk
en pierre on en bois : tors<iii'ils sont en bois, on les tiomme
poteaux-; lorsqu'ils sont en pierre, on les hottinie piliers. Quelle
que soit leur nature , iWs sont assujétisà des formes pâtti-
culières. On les nomme : ".. , . -V
Pilastres, quRnd leût séclioii est quarrée ;
Colonnes, ^vAtià leur ^ctiOn est circulaire.
Les pilastre peu élevés , ou soutenant des voûtes, portent
le nom de pieds'droils, v
3*^ Portes. Les portes se composettt de trois parties, savoir :
Le lintean ,
Les pieds-droits, *^ *
Le seuil.
Le linteau est la partie supérieut'e; les pieds-droits sont les
leux soutiens du linteau ; le seuil est la partie inférieure.
Lorsqu'on entoure la porte d'un filet plus ou moins orné.
tg% TROUIÈMS PARTIE. tivRE It.
appelé bandeau, les pieds-droits portent le nom de chaH^
branles.
4** Fenêtres. Les fenêtres se divisent en trois parties» savoir:
Le linteau.
Les pieds droits.
L'appui.
Les pieds-droits portent le nom de chambrantes, qaand la
fenêtre est entourée d'un bandeau, comibe pour les portes.
On surmonte quelquefois les portes et fenêtres des trois or*
nements suivants, savoir :
Une frise,
Une corniche,
Un fronton.
Le fronton est un toit à deux pentes, destiné à écarter les
eaux pluviales ; nous verrons pins loin ce qu'on entend par
frise et corniche.
5^ Planchers. Les plancheni sont destinés à séparer les
étages ; on les divise en trois parties, savoir :
Le plafond,
La charpente on carcasse.
Le carrelage ou parquetage.
6^ Foû'tes. Les voûtes sont, comme les piancbers, ^lestinées
à séparer les étages. Elles diffèrent de ces derniers en ce
qu'elles sont généralement en pierres , non posées à plat ,
comme les solives qui éprouvent seulement un effort de flexion
sous la charge , mais formant arc , et exerçant une poussée
sur les pieds -droits, appelés alors cnlées. (Voir Coupe des
pierres, tome i*'.)
ΰ Couvertures. On donne ce nom à toute construction dont
>ut est de tenir un édifice à l'aigri des eaux pluviales. Il
existe plusieurs formes de couverture.
Lorsqu'elle consiste en un un ou deux plans inclinés, elle
porte le nom de comble.
Lorsqu'elle consiste en un plan horizontal , ou seulement
incliné assez pour l'écoulement des eaux, elle porte le nom
de terrasse.
Le comhle à une seule pente se nomme appentis.
On distingue dans une couverture deux parties principales,
savoir :
La charpente ou carcasse ; '
La couverture proprement dite.
PRINCIPES GÉNÉRAUX D ARCHITECTURE. ipS
Daas les combles la carcasse se compose de fermes, et les
fermes, de plusieurs parties principales, savoir (P/. XX ,/y. 6) :
a, arbalétriers,
by entraits,
c, poinçons,
dy contrefiches,
e, jambette ou tirant, saivant l'usage,
/, pannes, ramures, ventrières.
Les pannes sont des pièces longitudinales, reliant les fermes
entre elles, et supportant des pièces transversales appelées
chevrons ; c'est sur les chevrons que se pose la couverture.
La panne supérieure, c'est-à-dire celle située à l'extrémité
du poinçon , porte le nom àefaît.
Les pannes inférieures , c'est-à-dire celles portant sur les
mars, se nomment sablières. Les sablières diffèrent des pan-
nes proprement dites, en ce qu'elles se placent au-dessus de
l'entrait, et supportent, par conséquent, l'arbalétrier, au lieu
d'être portées par lui.
Les couvertures sont tântdt en bois recouvert de tuiles ou
d'ardoises, tantôt en fer ou fonte recouverte de zinc ou tôle de
fer. La figure 6 représente le système de la couverture du mar-
ché de la Madeleine qui fut enlevée par un coup de vent.
8^ Escaliers, Les escaliers sont des ouvrages destinés à re-
lier les diJFférents étages des édifices. Dans les escaliers on dis-
tingue :
Laçage,
Le limon,
Les marches ,
La rampe.
La cage est l'espace dans leqael se place Tescalier.
Le Umon est le soutien intérieur des marches.
Les marches senties degrés successifs où se mettent les pieds
pour monter. Elles portent d'un côté dans les murs d'encéititè
de la cage , de l'autre sur le limon.
On uoimine contre-marche la partie verticale de là marchis.
La rampe est un garde-corps en fer od fonte placé sitr l'hé-
lice intérieure de l'escaUer pour empéchfet de ttébuchet'.
Ob distmgne deux espèces d'escaliers : ''
Les escaliers à noyalr^lein, *' '
Les escaliers à noyau vide.
Dans Itt pnKiiiers, qui sont géaéralemont cylindriques à
Ingénieur duil, tom» %, i8
,g4 TttOISlÈMÉ tAHTÉE. LIVRE tî. \
base circulaire, le cylindre intérieur est plein. 4
qui sont petits , se construisent en pierre de tWtt**
voit aussi dans les boutiques, en bois ou fonteâ
extérieur. ,,. ,j
Les escaliers à noyau vide sont ceux dont 1 mteii
comme dans la plupart des maisons d'habitation.3. .^-p
90 Dimensions des différentes parties dun édiJiceL^ IKUlU
^sions, dont plusieurs sont arbitraires, doivent ^^rtf^
certaines règles, si l'on veut faire des constructionij^^'*
sent rien à désirer , tant sous le rapport de Tasp
convenance que sous celui de la solidité. Le table,
a pour but de diriger, d*une manière sûre, dans l
tion des maisons d'habitation , quelle que soit â*Â
importance. l^l^
ARTICLE II. |550
FORMES ET PROPORTIONS ARCHrTECTURALE»"^^ 1
g ,«r. — MOULURES KN GENERAL.
On donne le nom de moulures à diverses disp
taille des matériaux de construction , pour satisfi
à certaines conditions d'élégance et de légèreté I
tantôt à des conditions de résistance contre les ag
rieurs de destruction.
On distingue dans les moulures :
fO Les masses,
2^ Les moulures proprement dites ,
3^ Les assemblages de moulures. *
Les masses sont des assemblages de moulures indiqués
non définies. Elles se composent de membres dont Je m
est variable; chaque membre est une moulure dont la j
n'est indiquée que par une ligne droite plus ou moins ind
Les figures 7, 8, 9, lo, ii, la (P/. XX) représentent d
rentes masses, savoir :
Fia, 7, masse de plinthe à un membre ; 1
8, masse à deux membres ; •
9, 10, II , la, masses de corniches à trois, quai™
cinq et six membres ; '
i3, i4> 1 5, masses ai architraves;
16 et 17, masses de c/uipiteatix ;
18, masse de corniche et de base de piédestal*
INDICATIONS.
bicr.
Diamètre.
ï'-(&/r(%"„.r
BATIMENTS»
Grands
8,00
in.
3,60
3,3a
Petits.
m.
6,00
2,60
3,00
[ On place par mètre cabe 8 à 9 ger-
bes de blé, 6 bottes de fourrage.
Le demi-hectare rapporte 200 à
300 gerbes, 150 à 200 bottes.
\
VORM£S BT PBOPORnONS ARCRITECrDIULia. f qS
Les moulures se dirisent en :
Moulures simples ,
Moulures composées.
Les figures 19, 10, 21, 23, a3, 34, aS, 76, représentent les
différentes moulures simples, savoir :
Fty. 19, a congé, hfitet;
ao, bagume;
ai^ tore;
aa, iiuart de rond droit;
a 3, quart de rond renverfé;
a 4» cavet droit;
a 5, cavet renversé;
a 6, canelures.
Les figures ay, a8, 39, 3o, 3 r , Sa, représentent les moulûtes
composées, savoir :
Fig, 37, talon droit;
a 8, toi^n renversé;
39, douane droite;
3o, cfoucin^ renversée;
3i, scotie;
3a, chapiteau inusité (dorique grec).
Les 6gures ae 33 à 4^ représentent les divers assemblages
de moulures usités dans la construction en géoéc^ll > savoir ;
Fig, 33, cymaise supéfieure;
34» larmier;
35, modiUonSf
36, cymaise intermédiaire ;
37, larmier denticulaire ;
38, cymaise inférieure;
39, astragale;
40, cymaise de piédestal ;
4 1> 43 > 43» 44 et 45, corniches à modillona M à consplts^
S 3. — LES aNft ORDRES d'ARCHITECTITRE.
Les dnq ordres d'architecture sont pour les uns :
Le dorique grec.
Le toscan.
Le dorique romain ;
L'ionique,
Le corinthien.
196 TROIsièME PARTHE. llfUE II.
pour les autres :
Le toscan.
Le dorique romain.
L'ionique,
Le corinthien»
Le composite.
U existe donc , en réalité , non cinq or^rtf , i»êi« nx ordres
d'architecture.
Ce que nous avons dit précédemment s«r \$% mpulares est
plus que suffisant pour les ingénieurs qui , pfqr leurs travaux,
peuvent être amenés à faire des bâtisses dans l'intorieur des
usines qu'ils sont appelés à construire. AfAÛ il n ^ est pas de
même des mécaniciens, qui construisent pei; de macl^ines dans
lesqnelles il n'est p^is £»it usage de l'un des six ordres précités;
il est donc indispensable que nous entrions dans quelques dé*
tails sur leurs constructions et leurs caractères principaux.
Les figures i , a, 3, 4> ^ (^^- ^^1} représentent les propor-
tions, pour un même usage, des cinq ordres primitifs, savoir :
Fig. I, ordre dorique grec.
Fig. 3 , ordre toscan.
Fig. 3, ordre dorique romaip*
Fig.' if ordre ironique.
Fig. 5 y ordre corinthien.
Cliaque ordre se compose, comme type, d^nne oolonoe A
montée sur un piédestal B et surmontée d'un enfal^lemefit C ;
l'emplacement des moulures est figuré par det lig^ droites
plus ou moins inclinées, la présence de e« daiiiièr«s n'étant
pas utile pour le moment.
Le piédestal se divise en trois parties^ savoir :
a, la bitse;
6, le dé;
La colonne se divise en trois parties, savoir :
dy la base;
e, le/ôli
f, le chapiteau.
L'entablement se divise en trois parties , savoir :
g, V architrave;
h, la frise;
i , la corniche.
FORMES ET PROPORTIONS ARCHlTBCTURALBâ. t^f
On nomme module, Vwaité de mesure des ordres d'architec-
ture. La longueur du module varie suivant les dimensions do
la construction à exécuter ; il se divise en douze parties.
On voit par les figures que :
I® La hauteur du piédestal est constante, ainsi que celle de
chacune des parties qui le composent , quel que soit l'ordre ;
cette hauteur de cintj modules se répartit en trois, savoir :
Base 1 module.
Dé 3 i;a id.
Corniche. . . . . 1/2 id,
^^ An fnr et à mesure que la hauteur des colonnes ang-
mente, leur espacement diminue : ainsi, pour une hauteur de
douze modules, l'espacement des colonnes est sept modules ;
tandis que, pour une hauteur de vingt modules , l'espacement
n'est que de trois.
3** Le diamètre des colonnes est constant, quel que soit
l'ordre, et égal, dans le bas, à deux modules.
Les figures 6, 7, 8, 9, 10 {PL XXI) donnent les détails des
moulures le plus spécialement employées dans chacun des cinq
ordres , savoir ;
Fig, 6, ordre dorique grec,
Fig. 7, ordre toscan,
Fig, 8, ordre dorique romain ,
Fig, 9, ordre ionique,
Fi^. 10, ordre corinthien.
L'ordre dorique grec est le plus simple de tous » et , à cause
de cette siinplicité, un peu agreste; il est rarement employé
pour constructions dans les villes ; mais il convient part^aite-
ment dans les endroits solitaires, au milieu des bois , ou pour
monuments tristes , tels que prisons.
En Angleterre et en Amérique, on l'emploie beaucoup pour
entablements de machines à vapeur: généralement, dans ce
cas, les colonnes sont cannelées comme en a de la figure a6
(W.XX).
Le toscan est l'ordre qaî est le plus généralement employé,
soit dans les constructions , soit dans les machines.
D'une exécution facile et peu dispendieuse , quel que soit
Tobjet auquel on l'applique, il est doué d'une grâce et d'une
légèreté qui en rendent l'aspect agréable partout.
tn8 nottiiiiK PivnBé unx li.
ARTlGLJi m.
M L^BxicurioN DES T^J^VX Dl COFtTRUCTIOV.
iM constructions industrielles se font tantôt en pierres cal-
caires, tantôt en briques. Danfe les pays où la pierre est abon-
dante f il est rare que Ton n'emploie pas toujours une certaine
quantité de briques, soit pour les constructions elles-mêmes,
soit pour les appareils de cnaufSeige on de réactions chimiques,
auxquels le calcaire ne résiste pas. Dans les pays, au contraire,
où le calcaire est rare, presque tout se fait en briques, à l'ex-
ception des angles, corniches, l»ndeauz, chaînes verticales et
horizontales, parties pour lesquelles on préfère la pierre de
taille, comme susceptible d'une plus grande durée.
A part les environs de Paris, où Ton emploie le plâtre, ce roi
des mortiers pour les constructions aériennes, le mortier ex-
clusivement employé est la chanx jointe au sable ; nous ne re-
viendrons pas sur les propriétés de ces matériaux, dont nous
avons relaté ci-dessus les principales.
Quels que soient les matériaux que l'on- emploie, il arrive
souvent, dans les constructions industriefl|A|iléce8sitent de
grands mouvements de terres, que l'on p^^e, sur place,
soit partie , soit la totalité des matériaux nécehaires. Ce der-
nier cas s'est présenté à nous dans l'exécution d'une usine de
hauts-fourneaux dans le Boulonnais»
Dans les hauteurs de l'usine se trouvaient :
1^ A cinquante centimètres du sol, toute la pierre calcaire
convenable pour faire de la chaux hydraulique naturelle;
cette pierre se composait d'une infinité de fragments de la
grosseur du poing, en moyenne, mélangés et entourés d'ar-
gile.
ao A un mètre, plus on moins, du sol, se trouvaient, en
couches parfaitement régulières, des bancs de calcaire dont
la qualité est très-estimée dans le pays.
Dans le bas de l'usine se trouvait la terre à briques; le sable
seul manquait.
C'est dans ces circonstances qu'il est convenable de bien
calculer son temps pour l'exécution des travaux que l'on a
à faire ; car, alors , il faut coordonner l'exploitation des
pierres et la fabrication des briques avec l'exécution , de ma*,
nière qu'aucune de ces deux parties ne fasse défaut à l'autre-,
ce que l'on craint moins quand il ne s'agit que de s'approvi-
*onner au dehors.
P« toqto^ les maisons, la plus propice pomr k« f:amtniictÎQn9
est l'été.
"Du i^' avril au i*^ novembre, on peut toujours être sûr do
^re des constructions convenables ; passé ce temps , on i^Xr
pose souvent à recommencer deux tois ; il n'est pas rare f
néanmoins, quand l'hiver n'est pas rigoureux, de voif les tra*
vaux se continuer pendant toute cette saison.
Mais y s'il est possible de construire , à la rigueur, tonte Tail^
née t il n'en est pas de même pour la fabrication des bnquea
sur place , à moins- que l'on ait des hangars disposés à cet
effet, ce qui n'a généralement pas lieu.
lia fabrication des briques doit commencer an plus tôt après
les giboulées de mars, et. quelque promptitude que l'on ap<i
porte dans le. travail, il n est guère possible ,d'a voir unemeola
cuite, prête à employer, avant le i5 mai.
Quand le mois d octobre arrive , les pluies commencent tel-
lement à mouiller, et le soleil est si faible , que la meule de
cette époque est de qualité très-médiocre ; aussi , à notre avis »
six mois sont-ils le maximum de temps que l'on peut consa-
crer, par année, à une fabrication de bonnes briques.
L'exploitation de la pierre se fait à toutes époques, maî^
spécialement à celles où l'on peut construire; car, de même
que la neige et la gelée rendent la construction impossible .
par suite de la congélation de l'eau du mortier, de même aussi
elles nuisent à Texploitation des pierres, la première en les
couvrant , la seconde en les faisant fendre.
Les terrassements , comme les constructions , se font à toute
époque, pourvu qu'il ne gèle pas; mais ils présentent cet
avantage sur les maçonneries, que la gelée peut les interrom-
pre sans leur nuire aucunement.
On peut donc établir que, pour on travail pressé, l'hiver
doit être spécialement affecté aux terrassements ; de manière
que, le printemps arrivant, on puisse entamer les maçonne*
ries sur tous les points.
Nous avons dit plus haut que les briques de Tannée cou-
rante ne pouvaient être employées avant le quinze mai. Or,
à partir du premier avril , il est possible de construire ei|
toute sûreté; il faut donc que l'on ait des briques de l'année
précédente pour alimenter les ouvriers.
Afin que l'on puisse se rendre compte de la quantité de bri-
ques nécessaires dans ce cas, nous dirons que, un bon ouvrier
maçon en briques, travaillant douze heures par jour, con-
aoO TB01S1ÈM8 PA&TIB. LIVRS II.
somme en moyenne 760 briques, d'où, par mois, ^Sy^'jSoss
18750 briques, soit 30000. Donc, du premier avril auqdiQze
mai, il est susceptible de consommer 3oooo briques; c'est donc
un approvisionnement de cette quantité par ouvrier qu'il faut
avoir au commencement de l'année pour que les travaux ne
souffrent aucun retard.
Pour faire de bonnes briques, il ne suffît pas de tirer la
terre, la délayer, puis ensuite la mouler, sécher, cuire, etc.,
il faut que la terre , destinée à la fabrication, ait séjourné
au moins trois mois à l'air , après extraction , pour qu'elle ait
du liant. En général , une terre argileuse n'est bonne à con-
vertir en pâte que si, après extraction, elle est exposée soit
à l'ardeur du soleil d'été, soit à une forte gelée dont les actions
sont les mêmes, c est-à-dire, amènent la désagrégation des mo-
lécules nécessaire pour une bonne manipulation. En consé-
quence, il est bon de diriger, l'hiver, une partie des terrasse-
ments versj'extraction de la terre qui doit servir à fabri(jner
la brique de la campagne suivante. Pareille observation s'ap-
plique aux terrassements du printemps pour les briques d'an-
tomne. En résumé, plus la terre est anciennement extraite,
meilleure est la qualité tles briques.
Dans les terrains de terre à briques, voisins de terrains cai*
caires, il n'est pas rare de trouver dans cette terre une quan-
tité plus ou moins grande de morceaux de craie , et même quel-
quefois de magnésie carbonatée. Là, alors, plus que jamais, il
est convenable de laisser la terre longtemps exposée à l'air,
avant de la pétrir ; car il est de toute nécessité que ces pierres
soient extraites, ce qui se fait facilement avec le pied, dans la
marche de la terre , quand cette dernière est bien divisée, ta
tolérance de ces petites pierres dans la brique amène les
plus fâcheux résultats. En effet, la chaleur de la cuisson les
convertit en chaux vive, et sitôt qu'elles sentent l'humidité,
elles se gonflent et font casser les briques. Il est de la plus
haute importance , dans le cas de briques de ce genre, de les
plonger dans l'eau avant de s'en servir; nous avons vu souvent
une seule brique , placée dans une maçonnerie, sans avoir été
préalablement mouillée, se gonfler et soulever vingt rangs
placés au-dessus d'elle. Quand elles sont plongées dans l'eau,
au contraire, s'il y a une pierre de chaux, elle ne tarde pas
à se gonfler et à fendre la brique : on sait alors comment l'em-
ployer et on n'a rien à craindre.
L'importance d'une fabrication de briques se mesure par le
npiplira des tables qu'elfe emploie. Upe table ^t l)ri<|qe^er,
desservie par des ouvriers belges, peut fournir eu (Dqyenne par
XQois 4qpoo }>riqneS' La fabrication se paie ^ raison c|e ^ fr.
le mille de briques cuites, l'extraction de la tertre, le com-
bustible et la fourniture des outils, paillassons , et sable étant
à la charge du propriétaire. Pans ce cas , le travail étant bien
conduit, tant de la part du maître b^iquetier que de celle du
propriétaire que le priquetier cherche à frauder de toutes les
ipanières possibles, nn mille 4e briques, propres à. employer»
revient à 1 2 fr. ou 1 2 fir. 5p ^u plus, suivant le prix du com-
bustible.
Bans les terras^ments, il y a trois besognes, savpir :
Le travail de la pioche;
Le travail de la pelle ;
Le gravai) de la brouette.
P4 ces trqis besognes, )a plq» dnifi i»st çjilbi d^ |a pî«ç^«;
après elle vient celle de la pelle ; U bvau^ttc est {4 pWt facik.
I) estdqpp impprt»¥it • qwm4 091 établit un cl^anlier d« ter-
rassements, de répartiriez (lomme^ SHÎy^pt lenr fQrç^ ftl IHf-
tont leur ardeur, dans chacune de ces trois classes, et de les
payer proportionnellement à la différence de peine qu'exigent
ces trois besognes. Si , par exemple,
La paie des piocheurs est 10
Celle des pelleurs doit être. ... 09
Celle des breuetteurs 08
Les différences entre ces trois besognes n'ont réellement lien
qu'autant qne les ouvriers sont activement surveillés, qnand
ils travaillent à la journée, les travaux à l'entreprise n étant
pas toujours possibles.
Un moyen qui nous a parfaitement réussi, ponr rendre la
surveillance plus facile et la garantie du travail plus certaine,
a été de convertir la masse des ouvriers terrassiers en chan*
tiers de quatre hommes, savoir :
I piochenr-chef,
1 piocheur,
3 pelleurs et bronetteurs, alternativement ,
possédant: s pioches,
a pelles,
3 brouettes,
dont ils étaient responsables.
SOS TROISIEME PARTIS. LITRE 11.
La paie du piocheur non chef étant i , celle da chef éUit
I, I , et celle des deux antres 0.9.
Une classe spéciale de bronetteurs, payée à raison de 0.8
par jour était affectable en nombre suffisant à chacun des
chantiers dont les relab dépassaient 10, i5 ou so mètres, sui«
\ant Tinclinaison du terrain. De cette manière, il nous a été
possible d'employer depuis les jeunes gens de i5 et 16 ans
jusqu'aux vieillards de 60 ans, sans détriment pour l'osine,
chose importante, lorsque les manœuvres deviennent rares, ce
qui a lieu à l'époque des moissons et des vendanges, selon les
localités.
Nous terminerons ces détails par un exposé des prix que
paie b ville de Paris pour l'entretien des constructions publi-
ques destinées au service des eaux. Nous observerons qoe les
prix, en province, sont généralement inférieurs; ainsi, one
journée de manœuvre qui se paie à Paris 3 fr. 5o, se paie en
province i fr. a5 à i fr. 75 ; une journée de tombereau, cotée
1 4 francs à Paris, se paie en province 9 francs à deux chevaux,
et 10 francs, et ainsi de suite.
Le mètre cube de terre à briques s'extrait à raison de 5o
centimes ; à Paris, il coûte, en glaise plastique, 6 francs.
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CHAPITRE n.
ARCHITECTURE HYGIÉNIQUE.
L'architecture hygiénique comprend :
i« Le chauffage et la ventilation des appartement!;
2* L'éclairage;
3* L'eau;
4* Les cuisines f
5^ Les latrines;
6* Les caves;
7* Les plombs, ruisseaux et puisards.
ARTICLE !•'.
CHAUFFAGE ET VENTILATION DES APFARTEMENTS.
S'il est une partie défectueuse dans les constructions civiles,
c'est, sans contredit, celle qui a pour but le chauffage et la
ventilation des appartements. Dès qu'un propriétaire, et par
conséquent un architecte, ou , si l'on aime mieux, un himiste,
a placé un poêle dans la salle à manger, et une cheminée
dans le salon et chacune des chambres à coucher, il se con*
sidère comme ayant rempli, vis*à-vis du locataire, toutes les
conditions de chauffage; à celui-là de s'en tirer comme il
pourra , lorsqu'il voudra faire du feu dans deux de ses appareils
à chauffer à la fois. Est-ce ignorance ou économie qui fait per-
sister dans cette routine d'appareils inutiles, c'est ce^ue nous
ne pouvons dire; mais ce qu'il y a de, certain, c'est qîi'uua
réforme est devenue indispensable, et se fera d'un jour à l'autre.
Déjà, sous les noms de calorifères ^ cheminées mobiles ^ etc.,
certains poéliers-fumistes sont parveuus à faire acquérir, par
les locataires, poêles et cheminées qu'ils trimbalent avec eux
de logement en logement et qu'ils s'«ropressent de substituer
aux poêles et cheminées de leurs propriétaires; il fafut espérer
que les prix de ces appareils, dont la plupart sont assez bien
conçus, venant à baisser , les propriétaires se décideront à en
faire l'acquisition, ou tout au moins à disposer leurs cham-
bres de manière à les pouvoir recevoir convenablement.
Mais il ne sufBt pas de bluiner, il faut donner les moyens de
remédier au mal, et nous allons tâcher de résoudre cette
question du c/iaujj'a^c, qui n'est pas dépourvue de difficultés
daus l'application.
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901 TIlomiMK VARTie. llVftfi IL
De tous les appareils divers que Ton emploie poar le chaaf-
fage des habitations, il en est deux classes bien distinctes,
dont les fonctions , bien qu'arrivant au même but, diffèrent
essentiellement entre elles; ces deux classes sont :
Les cheminées.
Les poêles.
Dans les cheminées , le chauffage a lieu par rayonnement
du combustible sur l'air même de la pièce à chaufter.
Dans les poêles, le chauffage a lieu par contact de l'air à
chauffer avec les canaux de circulation de la fnmée du corn-
bustible.
Dans les cheminées, le volame de l'air qui sort de la pièce
à chaque instant, pour s'en aller avec la fumée par son canal
de fuite, est d'autant plus considérable que l'embrasure de la
cheminée est plus grande.
Dans les poêles, le volume de l'air qui sort de la pièce à
chaque instant, pour s'en aller avec la fumée du combustible,
«st toQJours très-petit , et dépasse de très-peu celui strictement
•écessaire pour produire la combustion. '
Dans le premier cas, il y a ventilation plus on moins con-
•idérable ; dans le second, il n'y a pas , pour ainsi dire, de ven-
tilatioft.
Gomme dans le second cas on utilise non-seulement la cba»
leur transmise par contact, mais aussi la chaleur rayonnante;
de plus, comme la quantité d'&ir renouvelée à chaque instaat
est infiniment moii^dre que dans le premier cas, le chauffage,
an moyen des poêles, "est infiniment plus économique que celui
ma moyen des cheminées.
Mais, comme nous l'avons observé plus haut, avec les che-
.rainées il y a ventilation , c'est-à-dire renouvellement constant
de l'air vicié par les personnes qui se trouvent dans la pièce
et les appareils d'éclairage, tandis qu'il n'y en a pas avecles
poêles. Comme salubrité, les chemiaées sont donc préférables
et doivent être placées dans toutes les pièces où Ton séjourne
longtemps. Les poêles, au contraire, ne doivent être placés qae
dans les pièces de passage ou de séjour intermittent, comme
les salles à manger.
Comme on le voit, dans les dispositions actuelles des maisons
d'habitation, chacun de ces appareils occupe strictement la
place qui lui appartient. Il n'y aurait donc rien à dire, si,
malgré l'énorme différence qui existe entre les consommations
de combustible, pour obtenir la même température, par un
poêle ou par une cheminée , chacun des appareils de eh«ulfag#
d'un même appartement pouvait fonctionner régulièrement
^uand on' y met le feu.
Mais voilà ce qui n'a pas lieu; le renouvellement de l'air
de la pièce, emporté avec la fumée dans les tuyaux, ne if
Fait que par les fissures des portes et fenêtres de cette pièce
même ; les premières donnant de Tair des pièces voi&iuet ; les
secondes donnant de Tair extérieur.
Lorsque ces fissures sont suffisamment grandes, la com-
bustion a lieu régulièremeqt sans fumée dans la pièce , abstrac-
tion faite des effets du veut et du soleil sur les tuyaux, dont
nous ne parlerons pas.
Si ces fissures sont trop faibles, il y a dégagement de fuméft
dans les pièces jusqu'à temps que Ton ouvre une porte ou une
fenêtre.
Mais si la combustion a Heu régulièrement dans une pièc%
grâce à l'air froid que débitent les fissures des portes et fenê-
tres de la pièce, elle devient impossible sitôt que ion aUuHMt
du feu dans deux pièces continues; car, alors, chacune des
pièces ne peut plus compter sur 1 air dont sa voisine ralimentaîty
et alors, à tirage égal, les deux cheminées fument, et à tin^
inégal, l'une marche parfaitement tandis que l'autre secapUt
la pièce de fumée.
Ainsi, il faut qu'il soit bien entendu, pour un locataire <|i|î
entre dans une maison, qu'il ne fera de feu que dans une
cheminée à la fois, et qu'on ne loi garantit l'absence de fumée
qu'à cette condition. Mais ce n'est pas tout, car, aujourd'hui,
où l'on brûle de plus en plus de la houille, il arrive que, ea
faisant du feu alternativement dans deux pièces, le salon et
la chambre à coucher, par exemple , une odeur fort désagréable
de suie se fait sentir dans la pièce où il n'y a pas de feu, pur
suite de Parrivée de l'air froid par la cheminée die cette pièce.
De là , ce premier principe :
Toute pièce dans laquelle est établi un appareil de diauffugê^
doit ttvoir^ avec textérieurj un tuyau de communication susoep»
tible de donner accès à autant ftair quil en sort de la pièce p»
la cheminée.
Mais , dira-t-on, cet air est froid , et loin de chauffer la piècv,
il la refroidit. Nous répondrons que ce qu'il y a de certain,
c'est que le fait a lieu quand il ne fume pas; seulement, av
lieu d'air extérieur, c'est un mélange|de cet air avec celui
des pièces voisines qui s'introduit dans la pièce chauffée.
Pour remplir le but que nous venons d'énoncer ci-dessu^
l84 . tROMlÈMB PAftTlK. UTftB 11.
on fit autrefois les ventooses, sorte de soufflets placés deyant
la* cheminée , et dirigés tantôt sur les pieds et les mains de
ceux qui se chauffent, et alors empêchant très-bien la fumée de
venir dans la pièce, tantôt sur le combustible, et alors difisaot
constamment la fiimée et la forçant, malgré elle, à se répandre
dans la pièce.
De quelque manière qu'on les ait appliquées , ces Tentonses
ont donc toujours été plutôt un inconvénient qu'un avantage.
Plus tard^ avec infiniment plus de sens, on prit le parti,
pour diminuer la ventilation , de faire les cheminées plus pe-
tites, se disant : plus la section de la cheminée sera petite,
plus elle se rapprochera de la somme de celles des fissures qui
raltmentent. On obtint ainsi les cheminées actuelles, c'est-à-
dire celles qui vont bien seules ; mais on ne résolut pas le
problème, car^ par cette méthode, on emprunte de l'air aax
pièces voisines, ce qu'il ne faut pas.
Or, nous avons dit que dans les cheminées ordinaires, oo
n'ntilise que la chaleur rayonnante du combustible; si donc
nous utilisons la chaleur par contact à chauffer l'air venant
de Textérieur, nous n'éprouverons plus de difficulté à intro-
duire ce dernier dans la pièce en aussi grande quantité qu il
•n faudra.
A cet effet, il suffit de composer la cheminée de deuxpr
lies, savoir:
L'une à circulation d'air chaud ;
L'antre à circulation d'air froid.
Ces deux parties étant séparées l'une de l'autre par une
cloison métallique, l'air froid s'échauffe aux dépens de l'air
chaud qui se refroidit.
Cette disposition , si simple à concevoir en théorie, est d'une
application difficile, mais non insurmontable en pratique.
Non-senlement la prise d'air froid présente de grandes dif-
ficultés, mais encore l'usage de l'appareil nécessite des soins
que les parisiens n'aiment pas beaucoup prendre.
En effet, les cheminées s'établbsent toutes dans les murs
de refend, à l'exception de quelques-unes qui se placent aa-
dessous de fenêtres dans les murs de face , et auxquelles cette
disposition est facilement applicable.
Quand les murs de refend sont contigus aux murs de face,
il est facile de pratiquer dans leur intérieur un conduit
horizontal allant prendre de l'air à l'extérieur, à moins
que l'on ne rencontre une porte ou une armoire qui vous
ASCHITBCTORI BTOléNIQVB. ^91
en empêche. Quand ils ne sont pas contigus, il faut alors faire
venir l'air froid par le plancher, ce qui n'est possible qu'autant
que les solives sont perpendiculaires à ce mur, et vont se perdre
dans un uur de feice opposé.
En un mot, il y a presque toujours moyen d'amener un
conduit d'air froid jusqu'à la cheminée, dans un mur de re-
fend; mais cela est difficile, et souvent le couduit est trop petit.
Ce qu'il faudrait donc, c'est que les cheminées fussent établies
dans les murs de face; car, alors, une prise d'air à l'extérieur
n'est rien. Mais ici se présente un autre inconvénient : les murs
de face se font tous aujourd'hui en pierres de taîUe de 5o cen-
timètres (i pied 6 pouces) d'épaisseur moyenne; or, «n tuyau
de cheminée ne peut avoir moins de 3o centimètres.(ii pouces)
de diamètre ; si on ajoute tout autour i o centimètres (4 pouces)
de lyriques, il en résulte que le conduit en briques se mon-
tre à Textérieur, ce qui est impossible, non - seulement à
cause du peu d*éléganoe que cela offrirait à l'extérieur, mais
encore pour la liaison des assises du mur.
Les cheminées adossées aux murs de face en pierres âe
taille, ne sont donc admissibles qu'autant qu'elles feraient
saillie sur la face intérieure de ce mur. Mais, alors, c'est de la
place qu'elles prennent à la pièce, et on n'est pas toujo^rs
disposé à subir cette exigence, si elle doit déprécier le loge-
ment. Néanmoins, nous pensons, pour nous résumer, qu'il n'y
a pas à hésiter pour adopter cette disposition , s'il est fout-à- -
fait impossible d'amener de l'air froid à une cheminée placée
dans un mur de refend. Dans ce cas seulemélit", au lieu de
laisser au mur toute son épaisseur de 5o centimètres (i pied
6 pouces), on ne lui en donne que 3o ( ii pouces) à l'endroit
des cheminées, et alors ces dernières, qui ont 5o centimètres
(i pied 6 pouces) d'épaisseur totale, ne saillent plus intérieu-
rement que de 3o centimètres (ii pouces).
Quant à la disposition de la cheminée en elle-même, nous
dirons qu'il y a deux moyens principaux pour arriver au ré-»
snltat, savoir:
1^ Faire circuler l'air froid autour du foyer et d'une petite
longueur de son tuyau, ces deux parties étant métalliques ;
2® Faire circuler Tair froid dans un tuyau serpentant de
différentes manières dans le tuyau de la cheminée.
Ces deux méthodes sont aussi bonnes Tune que Tautre,
parce que chacune d'elles a ses petits inconvénients que nous
allons examiner.
386 TROISIÈME PAUTie. UV%n II.
Si Tair froid circule aatoar d'an foyer métalliqne, il (autqne
ce foyer soit en fonte ou en tôle de fer d'an moins 3 millimètres
(1 ligne) d'épaisseur, la tôle mince étant tout-à-fait impropre
à ce genre de construction , à cause de sa dilatation et de sa
contraction, qui, non -seulement la déforment, mais encore
lui font faire au bruit insupportable. Alors , Tappareil coûte
cher, mais il remplit parfaitement le but que l'on se propose.
Si Tair froid circule daus un tuyau , il faut que ce tayan
soit assez long pour que l'air s'échauffe suffisamment , et alors
l'intérieur de la cheminée est embarrassé, et elle ee nettoie dif-
ficilement ; de plus, ce tuyau se recouvre de suie.lft existe uéan-
moins des appareils, notamment l'appareil Laroche, qui chauf-
fent l'air par ce procédé. Ce dernier s'applique à toute espèce
de cheminée; il est du prix de 4o fr., remplit assez bien le but
proposé, mais il ne chauffe pas beaucoup et donne peu d'air.
Le premier est donc, à notre avis, ce qu'il^y a de préférable,
et déjà plusieurs fabricants de calorifères. en tôle, notamment
Jacqninet, disposent leurs cheminées pour chauffer de cette
manière. Il faudrait que, au lieu de cheminées, les proprié-
taires livrassent une niche à poêle portant :
i<» Un trou inférieur amenant de l'air froid;
® Un trou supérieur communiquant avec un tuyau de
% Cette niche serait recouverte d'une glace suffisamment
f am^* '-dessus de laquelle aurait lieu l'arrivée de l'air exlé-
isolée» au ^ pièce. Mais il en coûterait un peu cher au loca-
rieur datt» k -heminée du genre de celles dont nous vonlons
Uire , car «né v ^oins 100 francs ; il est vrai que, dans tt
parler, coûte au 1.. reils convenables.
css , on aurait des appj.. sortant de parler ici , c'est ce nou-
tJne chose dont il est im» • ;bouche dans la pièce,
^eau conduit d air froid qui a».. '
^o'^^^uira" extérieur ne doit pouv J^> Y «"irer qoe par ua
grillage métallique inaccessible aux oiseau.^ ou aux «oi-W,
* ao Que la construction intérieur^ doit êtt^ telle, qua Ws
aonris n'y puissent pénétrer d'aucune part;
30 Que l'ouverture qui existe dans la pièce doit pouvoir fa-
cUement se fermera la main. „. .. 1 . j^„^
Le but des deux premières dispositions est d éviter l<^o<»f««
plus ou moins désagréables qui résultent de la combosùon'
Toit des animaux qui séjournent dans ces condm^,aoitde leurs
'^JLe M^de la troisième, est d'éviter VintroductioB d'air
IRCHITECTVKe HTOIÉNIQUE. 3(7
^roi<i dans la pièce, quand on n'y fait pas de feu, ce (pii a liea
infailliblement après la combustion, par suite du tirage
qu'établit la température acquise par le tuyau de fumée,
en briques.
Or, c'est précisément là qu'est l'écueil de ces appareils ;
jamais on ne pense à fermer l'introduction de l'air froid, quand
elle est ouverte, ou à la mettre en proportion avec la combus-
tion. Il résulte de là, qu'au lieu d'appareils de chauffage, on a
des appareils de refroidissement l'hiver, et d'échauffement
l'été, ce qui n'est pas avantageux. Pour rendre l'entrée de
l'air froid proportionnelle à la combustion, nous pensons que
l'ouverture de l'orifice d'introduction doit être réglée par la
combustion elle-même. Pour cela, il suffit de profiter , comme
dans beaucoup de calorifères-poéles, de la dilatation d'une
tige de fer on de cuivre, faisant mouvoir un clapet ou une
valve de gorge.
Il nous est arrivé, avec une cheminée de ce genre, que
nous avions établie dans notre chambre, dans les Vosges, de
nous réveiller une nuit, surpris par une température de i3*
au-dessous de zéro , après nous être endormis avec une de
quatorze ou quinze au-dessus ; nous avions oublié de fermer
l'orifice d'introduction de l'air froid. Ce fait , comme on le
voit, n'est pas sans gravité, et pourrait amener les résultats
les plus fâcheux.
Pour nous résumer et légitimer le blâme que nous avons
lancé, dans le commencement de cet article, contre les che-
minées que l'on trouve actuellement dans les maisons d'habita*
tion, nous dirons que nous avons exposé dans toute leur étendue
les inconvénients qui peuvent rendre difficiles à appliquer les
principes que nous avons émis , et que si on eût travaillé plus
tôt à les vaincre, au lieu de continuer à suivre l'ancienne
routine, on serait arrivé aujourd'hui au résultat voulu , et on
aurait des appareils de chauffage sinon parfaits , du moins
satisfaisant à la condition la plus importante de toutes, savoir :
chauffer.sans fumée.
Nous ne parlerons pas des trappes ni des foyers mobiles ,
excellents appareils, dont l'un évite l'eoBploi du soufHaf , tan-*
dis que l'autre augmente la quantité de chaleur rayonnante
utilisée, tout en diminuant la section de la cheminée; nons
dirons seulement , qu'ils peuvent s'associer avec grand avifn-
tage anx dispositioD» dont nous avons parlé.
a68 T&OMJUàlUL CAETIK. UTU II.
Il existe aujourd'hui un assez grand nombre d'bèteb et d'é-
difices publics chauffés par des calorifères dont le foyer est
dans une des caves de la maison. Ces calorifères chauffent
tantôt de l'air, tantôt de la vapeur, tantôt de l'eau.
Les calorifères à air chaud lancent lair dans les pièces
par des conduits pratiqués dans les murailles; cet air sort à
40**, en moyenne , dans les pièces.
Les calorifères à vapeur consistent en une chaudière à
▼apeur, lançant cette dernière dans des petits tuyanx (pi
circulent dans les pièces à chauffer.
Les calorifères à eau chaude consistent , comme les seconds,
en une chaudière communiquant avec des tuyaux d'un plus
fort diamètre que ceux à vapeur, et remplis, ainsi que la chau-
dière, d'eau qui circule constamment par suite de la différence
de densité existant entre deux colonnes principales, savoir :
Colonne d'eau chaude.
Colonne d'eau refroidie.
Les calorifères à air chaud ont l'avantage de renouTeler
constamment l'air des pièces; mais ils présentent divers incon>
vénients, savoir :
i** Us envoient dans les appartements l'air d'une care qui
sent quelquefois le moisi ;
2^ Leurs conduits sont quelquefois fréquentés par les chats,
les rats et les souris, qui y déposent des matières dont l'odeur
est entraînée par l'air chaud ;
. 3^ L'air chaud, qui se dégage dans les pièces, ayant été
pris à une basse température, est excessivement peu saturé
d'humidité, eu égard à sa nouvelle température, et alors U
fatigue considérablement ceux qui le respirent.
Les calorifères à vapeur passent pour les plus dangereux , et
ce sont sans contredit les meilleur^
En effet, la vafteur circule sans pression aucune dans des
tubes presque invisibles, qui lancent une quantité de chaleur
aussi oonsidérable qiie les tubes à eau chaude, dont les diamè-
tres sont triples et quadruples. I^a vapeur condensée , redes-
cend à la chaudière par des conduits ménagés exprès, et celle
qui a circulé sans se condenser dans tous les tuyaux , se dé-
gage dans l'air.
Les calorifères à eau chaude , si multipliés dans ces der-
niers temps, et que l'on vient d'établir avec tant de luxe à la
Chambre des Pairs , ont l'avantage de chauffer très-régaliè-
remeut et d'entretenir dans i^ pièces une douce chaleur qui
AKCKlTECTtrAE RTGlÈNlQVtf. 289
n'incommode jamais; mais ils présentent le grave inconvé-
nient d'établir sur la chaudière une charge d'eau égale à la
hauteur de l'édifice, laquelle est de 20 à 3o mètres et plus,
quelquefois. Cette charge d'eau, qui rend les explosions beau-
coup plus dangereuses qu'avec la vapeur, parce que l'eaa
chaude brûle toujours l'individu qu'elle atteint , tandis que la
vapeur ne le brûle que quand il est près, présente en outre
le grave inconvénient d'occasioner des fuites invisibles , qui
lancent de l'eau dans les planchers et pourrissent le bois.
A notre avis , c'est le chauffage à vapeur qui doit être pré*
féré , toutes les fois qu'il s'agit de chauffer toutes les pièces
de plusieurs étages au moyen d'un seul foyer. Nous disons cela
avec intention , car le temps n'est peut-être pas très-éloigné
cil l'on chauffera les maisons à plusieurs locataires de cette
manière. Le chauffage à vapeur est le plus facile , le plus éco-
nomique , et le moins apparent à établir ; de plus , il pré-
sente, non pas une économie sur le chauffiige de chaque par-
ticnlier» mais l'avantage de chauffer toutes les pièces d'un
même appartement pour le prix que coûte d'onlinaire le
chaufXage de deux pièces, comme cela a lieu maintenant.
ARTICLE II.
ECLAIRAGE ET BAIT.
Nous considérons ici l'éclairage et l'eau comme empruntés
anx tuyaux qui circulent dans les mes de Paris , et vont por-
ter Tunanx boutiques et aux becs qui éclairent la ville, l'au-
tre anx bornes- fontaines, et aux divers réservoirs qui alimen-
tent les porteurs d'eau.
Le temps peut être éloigné où l'on substituera l'éclairage
par le gaz à l'éclairage par les liquides dans l'intérieur des
maisons d'habitation. La difficulté d'apprécier exactement la
consommation, et les frais d'établissement des appareils, se-
ront encore loiigtemps un obstacle à la solution de ce pro-
blème parla population nomade de Paris; il ne faut espérer
que le confortable pénétrera chez nous, que quand les pro-
priétaires auront pris les devants.
Nous en dirons à peu près autant sur les distributions d'eau
dans les maisons, qui, à Londres, sont si communes, et si rares
à Paris.
Nous n'avons pas d'observations à faire sur l'introduction
de ces deux séries d'appareils dans les constructions civiles ;
ce que l'on fait anjourd'hui est ce qu'il y a de mieux à faire;
399 TaOlSlEMB PA&T1JB« LIVU U.
les principes, d'ailleurs, de ces genres de constructions, «ont a»-
sez connus pour que nous ne croyions pas devoir les traiter icL
ARTICLE ni.
CUISINES.
Les cuisines ont été l'objet de l'examen de l'un de nos plus
célèbres chimistes , qui a donné les moyens de les construire
salubres pour les cuisiniers, et incapables de répandre soit
l'odeur des mets, soit l'acide carbonique des fourneaux, dans
les appartements. Les architectes devraient un peu consulter
les travaux de M. d'Arcet sur cette matière, quand ils ooa«>
struiseot des maisons d'habitation; car, comme les cheminées,
c'est une des plaies auxquelles les locataires sont générale*
ment exposés quand ils ont cette pièce sous la même clef que
l'appartement.
Suivant le combustible employé , il existe différentes espèces
de cuisines : il y a les cuisioes au bois , les cuisines au char-
bon de bois, les cuisines à la houille, sans compter celles qui
emploient deux de ces trois combustibles alternativement,
ou les cuisines, dites économiques,, de MM. Lemare, Sovel et
autres, qui nécessitent chacuue des appareils spéciaux.
Dans ce dédale de cuisines diverses , il y a un point capital
qui ne change jamais; c'est une combustion journalière daas
une série de foyers, sans cheminée spéciale à chacun, occupant
un espace déterminé.
Le devoir de l'architecte, construisant une cuisine, est
d'affecter à tous ces foyers un espace dépendant de la dimen-
sion de la pièce , et de recouvrir cet espace d'une hotte com-
muniquant à une cheminée, et construite de manière à em-
porter tous les gaz qui peuvent se dégager des foyers , ce (}ai
s'obtient facilement au moyen d'une inclinaison suffisante et
d'un bon tirage.
L'examen de la cuisine entraine nécessairement avec lui
celui de la pierre d'évier servant à laver la vaisselle, et qui,
lorsqu'elle est mal eutretenue , contribue aussi à lancer dans les
appartements une odeur fétide; mais nous renvoyons son exa-
men à celui des plombs et gouttières.
ARTICLE IV.
LATRINES.
Les latrines sont, de toutes les parties incommodes des habi*
tations, celles qui se supportent le moins facilement, et dont
AUCmTBCTtntX BYGliNlQtm. ^91
les effets sont le plas délétères. Aussi existe-t>i] nn notebre in-
fini d'inventions et d'appareils dits inodores, que les proprié-
taires se sont empressés d'adopter, et qui sont loin de remplir
encore le but que l'on se propose d'atteindre.
Les appareils hydrauliques (^^. 1 1 et 1 2, 1 3 et 1 4) dont on fait
le plus d'usage aujourd'hui , satisfont presque complètement à
la coBdicion voulue, savoir, rendre le local inodore ; mais ils
présentent le grave inconvénient pour le propriétaire et les lo»
cataires» de jeter dans la fosse une quantité considérable d'eaa
qui contribue à la remplir plus promptement, et à nécessiter de*
plus fréquents vidages qui sont à la foiscoûteuz et désagréables.
Il est un moyen pourtant de rendre les latrines complète*
ment inodores, sans qu'il soit nécessaire d'y jeter de l'eau.
Pour cela, il suffit d'adapter à ta partie inférieure du tuyau
principal, terminé inférieurement par un évasement plongeant
dans le liquida de la fosse, un second tuyau allant jusqu'au
toit de la maison, et portant intérieurement un appareil de
tirage, tel qu'an lampion allumé, un ventilateur à force cen-
trifnge ou à hélice mu par un contre-poids, etc. ; ce tirage
pourrait être également produit par une cheminée du rez-de*
chaussée ou de la cave , constamment allumée. Par ce moyen,
il y aurait appel d'air du dehors au dedans du tuyau, et jamais
les exhalaisons de la fosse ne s'échapperaient dans les latrines.
En admettant le tirage le plus coûteux, c'est-à-dire le lam-
pion brûlant des matières grasses communes à raison de 3o
gramn^es par heure, ces matières coûtant 0 fr.5o le kilogramme,
la consommation par vingt-quatre heures serait de 3o X ^4
ss nao grammes, soit o fr. 36. £n disposant le lampion conve-
nablement, on pourrait l'utiliser pour éclairer le bas de l'esca*
lier pendant toute la nuit.
A 36 c. par jour, on a, au bout de Vannée , 1 33 fr., et un em-
plissage de la fosse moitié, au plus , de ce qu'il était auparavant
dans le même temps. Aux propriétaires à faire leurs calculs.
La ligure 1 5 représeute une disposition de latrines ayant
pour but de séparer les matières solides des matières liquides.
ARTICLE V.
CAVES.
On trouvera dans le Manuel du Sommelier, foisant partie de
YEncyclopédie'Roretf tous les détails d'hygiène nécessaires pour
qu'une cave soit susceptible de conserver du vin sans le dété-
riorer. On y- verra que le voisinage des lati<ines on de la rue
391 TaoïfiÈMX fàrtix. uynat ri.
est mauvais, et que Ton doit, autaut que possible, Véviter»
surtout pour les vins de prix.
ARTICLE VI.
CONDUITS DES EAUX PERDUES ET SALES.
Eviers j Plombs y Gouttières , BMiisseaux^ Puisotdr.
Une partie de ces appareils, les ruisseaux et les puisards ,
sont soumis à l'inspection rigoureuse du conseil de salubrité,
aussi sout-ils rarement des producteurs d'exhalaisons malsaines
pour les locataires.
Les éviers et les plombs sont destinés à recevoir les mêmes
substances , abstraction faite des urines dont , nous aimons à
le croire, les plombs seuls tout gratifiés dans les maisons où la
paresse d'aller jusqu'aux latrines l'emporte sur le goût de la
propreté. En général, les eaux de lavage de vaisselle et de sa-
vonnage , sont ce que reçoivent le plus souvent ces appareils.
Ces eaux sont susceptibles de dégager des odeurs putrides, pria-
cipalement 1 été ; de plus, lorsqu'elles ont servià faire blanchir
des choux ou des chouâeur», elles sont insupportables et mal-
saines, car elles dégagent de l'hydrogène suU'aré presque pur.
11 serait coûteux d'appliquer à ces appareils une ventilation
comme aux latrines; mais ce qui ne souffre aucun inconvé-
nient, c'est un fréquent lavage à grande eau qui nettoie eo
même temps les tuyaux et les ruisseaux.
Bien qu'il n'y ait pas grande modification à faire dans ces
appareils, nous croyons devoir citer un plomb qui, par sa dis-
position, ne peut jamais donner d'odeur dans l'escalier ou la
pièce dans lesquels il est établi ; nous voulons parler du plomb
à cuvette mobile autour d'un axe borizontsd inférieur , n'oc-
^ cnpant aucun espace à l'intérieur, quand elle est fermée, et
n'y dégageant jamais d'odeur.
Parmi les éviers, il en est dont les eaux tombent dans an
seau que l'on vide dans le plomb , et d'autres dont les eaux
vont directement au tuyau de descente. De ces deux systèmes,
le second parait préférable et présente pourtant un grave in-
convénient; en effet, pour qu'il n'y ait pas de défagemeut
des exhalaisons du tuyau dans la cuisine, on le munit d'an
bouchon en cuivre fermant bien exactement; la mancenvre de
ce bouchon est d'abord ennuyeuse et peut être oubliée; de
plus, chaque fois qu*on l'ouvre, ponr faire écouler l'eau, il te
dégage une certaine quantité de gaz dans la pièce.
Il y avait à l'Exposition des appareils fort simples pour évi-
ter cet inconvénient.
LIVRE III.
CONSTRUCTION DES ROtJTES.
CHAPITRE PREMIER.
PRINCIPES SUR l'Établissement des -oiaussees
EN GÉNÉRAL.
La construction d*uu€ route réside presque tout entière
dans le projet.
Le projet d'une route comprend :
Le tracé, le nivellement, le profil, le calcul dès déblais et
remblais, le calcul des terrassements, la dépense, etc.
La direction d'une route diffère de son tracé, en ce que la
direction est déterminée par les points principaux par les-
quels la route doit p^ser ; tandis que le tracé est déterminé
par les circonstances locales et indique tous les points par
lesquels elle passera.
La direction est du ressort de l'administration ; le tracé est
du ressort des ingénieurs. Dans les chemins de fer , le tracé
diffère rarement de la direction.
Dans certains cas la direction est laissée au choix de l'ingé-
nieur.
Quand il se préjiente des montagnes^ on commence par dé-
terminer le point le plus bas de ces montagnes.
Il y a plnsieurs moyens pour déterminer ce point.
Quand on examine une étendue plus ou moins considéra-
ble de terrain , on remarque qu'il y a des pentes principales
dans les montagnes, qui^ partant des crêtes de premier ordre,
arrivent à des fleuves de premier ordre. Au milieu d'une crête
principale est un point culminant. On a déduit de l'observa-
tion les principes suivants :
I® Si un faîte principal est rencontré par deux fattes secon-
daires en un même point, le point de rencontre est un maximum
de hauteur.
Ingénieur Ciuily tome a. 37
ag4 TROISIÈME l»ARTI8* LITAB 111^
3* Si un faîte principal est rencontré par deux tab»ey y en
un point, le point de rencontre est un point minimum.
3® Si un faite principal est rencontré par un faîte secondnrt
«C un talwey , on ne peut rien en conclure.
Quand la direction d'une route n'est pas déterminée par des
«onsidérations étrangères à l'art de Tingémear, il faut la fixer
«insi :
lO On choisit la direction qui peroiet d'éviter les monve-
ments de terre considérables nécessités par le comblement des
vallées et les tranchées des montagnes.
1* Lorsqu'on est dans un pays de plaines, on doit, pour le
facile entretiea de la route, la placer autant que possible sur
«m sol qui ait de la déclivité des deux côtés de la route, de
manière que les eaux aient partout un facile écouleoaent.
3** Dans les pays de montagnes , on se maintient autant
qu'on le peut dans les vallées; mais dans ces vallées il faut, au-
tant que possible, choisir le versant exposé au midi ; si on ne
mat être au midi, choisir Test de préférence à l'ouest. Il faat
éviter le versant du nord à cause de l'humidité. Il faat pbcer
la route assez haut pour qu'elle ne soit pas exposée à être
détruite par les crues des cours d'eau qui existent dans le fond
des vallées.ll faut aussi lutter, contre tes corrosions des cours
d'eau.
Dans lés plaines et dans les vallées , il faut éviter d'asseoir
la route sur un sol glaiseux qui est mobile quand il est hu-
mide. Les terrains tourbeux sont dans le même cas. Il faat
^éviter les lieux pénétrés par des sources et entrecoopés par
des fondrières.
Lorsque l'on a étudié plusieurs directions, si on trouve que
quelques-unes sont également avantageuses, sous le rapport
administratif et la dépense d'établissements, on a alors égard
i la nature et au prix des matériaux , ainsi qu'aux circon-
stances qui peuvent influer sur le plus ou moins de fociliti
d'entretien.
Lorsque l'on trace une route dans un pays de plaines, on
ne fait aucune considération d'art.
Dans les montagnes^ on étudie le tracé de manière à rendre
la pente ce qu'elle doit être.
La pente maximum eu France est de V^o-
En Angleterre Vioo»
I mètre courant de route avec déblais et remblais coûte
ao francs.
KTÂBLISSBMSNT DBS CHAUSSEES. 9 95
Rfute dans une montagne.
Soit an cotean compris entre deux plans horizontaux, ayant
pour haatenr h {fig, i, PL XXII )«lt s'agit de passer du plan
inférieur an plan supérieur, en parcourant le plus court cbt-
min avec la pente de ^/^,
Soit AB la direction de la route, on a :
CB=s 3oCA
Soit A C ns 1 7 mètres» C B sa ao X 17» 34o mètres.
Soient donnés deux points A et B {fig, a) dans le plan su-
périeur et le plan inférieur.
Il pourra se présenter différents cas, suivant la position r«-
lative des points et l'inclinaison du terrain.
Soient en projection horizontale différents coteaux (/^f. 3] :
A sur le coteau inférieur, B sur le coteau supérieur ; consi-
dérons un tracé et le tracé infiniment voisin :
cdssa^cos. abc s»a(cos. € &» 5^ 0 coi. a'^'i etc.,
on obtient :
cof. h COI. e' coi. €" COI. e'", etc. «» eoi. « coi. a' coi. a'*
cos. a ", etc.
Pour le cas le pins simple , où il n*y a qu'un coteau ,
cos. €»s COS. a'", il fallait donc mener par A et B ( fig. 4) deux
lignes parallèles faisant avec les deux lignes du plan l'angle €
ou a ". On obtient ainsi deux points C et D que l'on joint par
une droite G D , si sa pente est plus faible que */«o, ou que Ton
brise» comme dans la figure 5 , si sa pente est plus forte, jus-
qu'à temps qu'elle devienne égale à */^. La longueur de cette
pente se détermine comme plus haut.
ARTICLE I".
TRACÉ DES ROUTES.
Le tracé des routes se compose de parties tracées en ligne
droite ; on passe ensuite d'une route à une autre par des an-
gles; on fdit alors une portion courbe.
Quand on a à tracer une ligne droite entre deux points, il
se présente différents cas :
I* Si les points A et B {fig. 6 ) sont en plaine, on se sert de
jalons.
i<» Si les deux points A etB (/i^f. 7 ) sont invisibles l'un pour
Tautre , par la différence de pente , on prend un troisième
point Cy on aligne A sur ce point, et on prend un quatrième
2g6 TROISIÈME PARTIE. LIVRB III.
point sar A c ; puis de B on dirige un r jyon sur C. Comme
A C B n'est pas en ligne droite, ce rayon ne passe pas par D.
Alors on prend un point d* sur B C , et on dirige un rayon de
A; ce rayon ne passant pas par G, on prend c sur A <f et ou di-
rige un rayon B c, etc., jusqu'à temps que les deux points c*
c/" soient en ligne droite avec A et B , auquel cas la ligne AC
<f *B sera droite.
On emploie pour cela une alidade.
3° Si les points A et B [fg . 8 ) sont séparés par une forêt , on
fait ainsi :
On mène A G arbitrairement, puis C D. On mesure l'angle
A G D := a. On mène ensuite B D de manière à faire an an-'
glc s3 180 — a. Alors B D est parallèle à A G. On prend Be
«s AG, et Be est la distance entre A et B; car ABeC est un
parallélogramme (deux côtés égaux et parallèles). On emploie
le graphomètre.
Quand la forêt est considérable , on emploie ta boossole.
Pour cela on mène A G (yi^. 9), on détermine l'ançle de l'axe
magnétique eu A avec A G. Goanaissant l'angle CAx, on
porte la boussole en B, et on fait le même angle avec B E et
B y. Les deux lignes Ax et A^ sont parallèles, donc A C et BE
le sont aussi. On prend BE = AG; on joint GE. Si par le
point A on marche parallèlement à G E, c'est-à-dire en faisant
constamment l'angle g avec l'aiguille aimantée, on arrive à B.
§ I*'. — RACCORDEMENTS.
Le plus convenable consiste dans un arc de cercle. On par-
tage l'angle des deux lignes en deux parties égales ; alors on 1
un centre O {Jig. 10) partout où on le veut. Pour décrire l'aie
AB, on remarque que l'angle ADB est constant; donc tous
les points pour lesquels les rayons visuels donneront un angle
sa A D B avec A et B, seront situés sur l'arc. On peut aussi em-
ployer l'équation du cercle :
a?« 4- y« = r«
on: (jj — . a)»^. (y — ♦)»=ar«
Les subalternes emploient le moyen suivant :
On prend A G {fig. 1 1 ), prolongement de la route A, arbi-
traire ; G D perpendiculaire, arbitraire.
A D prolongé donne DE «= A C
E F perpendiculaire s» a G D
D F prolongé donne F G «=» A G
G H perpendiculaire tss 2 DC,etc.
éTABLlSSEMERT DBS CHAUSSERS. 397
On arrive en dehors ou en dedans de B. On prend alors une
loogaeur A G moyenne qui mène à B.
Il est des circonstances où on ne peut prendre des distances
égales d^,part et d'autre de l'angle; dans ce cas on fait un
raccordement parabolique.
Soient donnés A et B (/</. la) à raccorder : on joint A B;
par le milieu de A B» et par le sommet G, rencontre des denz
routes, on mène CD. On considère O comme sommet deU
parabole.
AF»£Db=3DF=» FB
Ea= i;4EE' F'6 = i/4FF'
Puis ensuite ou prend la moitié de AE et A F, DE, DF;
on mène des parallèles, on prend y^^ et on a une parabole ,
ce qai peut se vérifier facilement.
On peut encore la construire au moyen des tangentes.
On partage A G et B G [fig . 1 3 ) en quatre parties égales cha-
cnne, ou plus ; on joint, comme nous avons fait, un à un, deux
à deox, trois à trois, quatre à quatre, etc. La courbe tangente
est la conrbe demandée.
On a alors , £D étant parallèle à AG (^9. 14), et G D
égal àA£:
BE : AE : : BD ; BG
CF ; FA : ; CD ; DG :: AE : dg
BE + DB : be; :ca;fa
CA X BE
"* BE+ BD
BEsssS parties.
BE + DB =a 3 parties -\- 2 parliez « 5 parties.
FA ^^- =:V,CA.
Raccordements pardculiers.
Soit à raccorder G A avec DB par A et B (fig. i5) : on
élève en A et B les deux perpendiculaires AE, BF égales
entre elles. On joint A B. Par F on mène F G parallèle à A B.
Da peint E, comme centi^ avec £ G »: 3 A F, on décrit un arc
de cercle qitirencontre F GenG. On joint AG. Par lepointO',
rencontre de A G avee 6 F, on mène 00' parallèle à £ G. Les
deux points 00' sont les centres des cercles deraccordemer
Noua allons démontrer que AO' a» B' O.
igS TKOISIÈME FÂRTIE. I.IVRB lll.
Eoeffet: EG : AE ; .00' : AO^ . - . . (l)
AGI ao:;ge : OO'
::ae : ao'
Menons GL parallèle k BF et BL parallèle à FG, on a :
LG=-BF = AE.
Or : EG : 00' : ; AE : AO' . (tiréde(i))
:;ag:ao
Mais Ao : AG : ; Bo : gl: ;bo: AE—LC^
donc : BO ; AEl I AO' .* AE
Or A E est conimon , donc BO = AO'.
On bien encore :
bo:gl::ao:ag gl=:A£»=bf
Donc: BO .' AEIIAO I AG
Mais AO': ae;;ao; a g
donc : B0==: AO'
Maintenant 2 A E :== EG donc S A0'»00'.
Lorsque l'axe de la route est tracé} il faut étudier le temiii
sur lequel on veut l'établir. Cette étude comprend le levé des
plans et les nivellements. ^
S 1*'. — LBVÉ DES PLANS.
Le levé des plans consiste à mesurer les distances entre les
différents points remarquables qui se trouvent sur la route.
Le levé des plans s'effectue au moyen de la chaîne darpen-
teuTy de IV^uerre, de Validade, de la boussole, du nit/eau deau, etc.
§ 2. — NIVELLEMENTS.
1^ Nivellement en long.
Soit AC EG {fig, i6) un terrain dont on veut avoir le nivel-
lement.
On appelle coups tf avant les bauteurs de la lunette au-des-
sus des points vers lesquels on se dirige, et coups barrière les
bauteurs de la lunette aundessus des points d'où l'on vient.
On appelle A. h\ A", etc., les coups d'avant, elk^^h\,h'\,
etc., les coups d'arrière.
La lunette étant entre A etB, on donne un coup d'arrière
sur A et un coup d'avant sur B. On mesure les hauteurs h^ et
h de 1 axe de la lunette au-dessus de ces poinU, sur des jalons
STABLUSSmilT DU GHAVUtBl. «^
placés en ees points, h* —h est la différence de niveaa. On
en fait autant pour les autres points , et on a ainsi la différence
de niveau entre plusieurs points consécutif.
Entre A et B la difFérence de niveau est h* — A.
Entre B {et C A" — A'
Entre C et D A*" — A*\
etc., etc.
Si on voulait un point entre A et G , puisque G est plus bai
que B de A" — h\^ et B plus bas que À de A' — A^, G est pl«i
bas que A de A** — h\ + A' — A^ «= A' + A' — A^— • A\.
Et en général , pour un point quelconque :
W -f A" + A"' + «*c- . — *i — *'i — V'i — V'\ — etc.
c'est-à-dire la différence entre la somme des coups d*avant pris
jusqu'à ce point, et la somme des coups d'arrière pris à partir
du premier point.
Pour s'y reconnaître, on dresse un tableau ainsi ;
( Voir ce Tableau à la page suivante.)
Au lieu de se donner une ligne au-dessus des points dont on
prend le nivellement, on part du niveau moyeu de la mer, ce
qui fait que tous les nivellements sont rapportés à la même
directrice et se vérifient les uns par les autres.
Quand on a fait le nivellement en long pour une route, on
fait des nivellements en travers de distance en distance, sui-
vant que le terrain présente plus ou moins d'irrégularités.
hea nivellements en travers se fout absolument de même
que les nivellements en long. Us sont dans un plan perpendi-
culaire à l'axe de la route.
Quand on a déterminé tous les points par où passera la route
d'après les nivellements en long et en travers, on procède à la
construction de la route.
ARTICLE II.
CONSTKDCTION DBS ROUTES*
Parmi les routes, on distingue:
Les routes royales ,
Les routes départementales,
Les chemins vicinaux.
Les routes royales sont celles qui partent de Paris '
priucipailes villes de France et de rfitranger.
3eo
Tnotsiisn pirtib. utkb m.
i
r
«a
1
Les ordonnées
rapportées sont
les distances ver-
ticales par rap-
port ft une hori-
lontaie qu'on se
donne à une
certaine distance
d'un des points.
1 i
1 =
- +. +7
'■ % i' il
2 2 2 T
différeucbs
négatires.
. . . i
DIFPéREMCES
poiUtTes.
^ ^ < .
5r ï"
DPS
d'arrière.
•c* i ^ rfs 5s
^(1
• < ^ !^. 25
:* fe
DISTAlfCE.
' tS ^ ^ ÎQ
4> 4,
fa KO
BBPA1RBS
des piquets.
i ! t • •
4 A u « . w'
STAAUaSKMBJIT OK OUIIISÉR. loi
Il y en a trois classes.
Les routes royales de prcimàre eUsse vont de Paris aux
capitales étrangères.
Celles Je seconde classe vont de Paris, aux principales villes
de France.
Celles de troisième classe sont celles ^ui réunissent les dif-
' férents chefs-lieux.
Les routes départementales serventà établir la communica-
tion entre les départements voisins ou entre plusieurs villes
d*un même département.
Les chemius vicinaux servent à établir la communication
entre les communes d'un même département.
Les parties constituantes des routes sont : la chaussée» les ac-
cotements et les fossés.
I* Chaussée*
Elle est destinée aux voitures et formée de matériaux résis-
tants.
a* Accotements,
Ils sont en terre naturelle et servent de chemins d'été.
3° Fossés.
Ils sont destinés à recevoir les eaux de la route.
Une route a la forme représentée /i^* 17*
La largeur des différentes parties d une route varie suivant
son importance.
Celles qui aboutissent à un graâd centre de ^pulation o]|t
une grande largeur. Près Paris les routes ont 7 à 8 mètres de
chaussée; plus loin 5 mètres. Cinq mètres suffisient peur le oroi-
sage de trois voitures. Afin de garantir les accotements des
dégradations , près Paris on laisse croiser trois voitures.
Les accotements ont de a mètresà ^.^56 de large. Lalargeur
des fossés varie en raison de la quantité d'eau qu'ils doivent
recevoir.
Dans les terrains horizontaux, les fossés sont des cuvettes eij|-
tre lesquelles sont des arbres. Elles ont, près Paris, a mètres de
large en. haut.
Sur les routes départementales, la chaussée a de 3 mètres
à 5 mètres de large, et les accotements de i.'^So à a."^5oi les
fossés onto."*5o de large.
1^ forme d«s profiii des routes \%nfi suivant leur positir
303 TaoïSl&MB VàRTIC. LITftl 111. ^
!• Chaussée bombée.
En remblais {fig. i8 ).
Le bombement est de o."oa par mètre sur la chanssée. On
donne o,5o de base au talus du fossé; Son inclinaison est de
45*».
2* Chaussée à revers.
En déblais [fig, 19).
Deux talus de 45**. Les revers A, B ont i .»5o de large ; lepavé
s'étend sur ces revers.
3» Chaussée fendue {fg, ao ).
Deux revers dont le milieu est pavé.
Dans les villes, ces chaussées disparaissent; on leur substitue
la chaussée à revers.
Dans les montagnes on fait ainsi {fig» ai) :
D 8s déblais.
R ssB remblais.
D = R.
Les voitures sont poussées par la force centrifuge, voilà
pourquoi on incline la route. On garantit par un mur en terre
naturelle quand la route est élevée {fig. aa ).
On conserve un aqueduc, d'intervalle en intervalle , pour
les eaux {fig, a3 ).
Influence de la pente longitudinale sur les chargements.
On donne ordinairement une pente de o,oo5 par mètre
pour l'écoulement des eaux.
Route de niveau sur une pente sss o
m chevaux portant i i,ooo kilogrammes.
Sur une pente de *%ooo >ï» porleronl : 9,900 kil.
*%ooo .... 8.9Î^S
w/,000 .... 5»S59
Lorsqu'on a fait le nivellement sur l'axe de la route, pour
le rapporter sur le papier, on a des ordonnées prises par rap-
port à une ligne fixe {fig. a4)'
On porte sur la ligne horizontale AB les points- A, C,p,E
F,B, où on adonné des coups de niveau. On prend ordinaire-
ment pour échelle des longueurs i;io de l'échelle des hau-
teurs, laquelle est I centimètre ou i;a centimètre pour mètre.
On porte ensuite les ordonnées, comme nous venons de le
ÊTABLI88BMBNT DES CHÀUSSisS. 3o3
dire, àaoe échelle dix fois plus grande que celle des longueurs,
afin d'avoir une certaine disUoce entre le profil du terrain et
cette horizontale.
On étudie alors son projet. Quand on a une pente plus
grande que 5 centimètres par mètre , on fait déblais et rem-
blais {Jig. a5),de manière à avoir un volume égal de part et
d'autre, autant que possible.
a d sssa pente du terrain.
6 e ss pente de la route.
a b c sss d e e.
Les déblais en excès donnent des terres dont on ne sait que
faire, et qui coûtent de toute manière, parce qu'il faut s'en dé-
barrasser.
Voici le calcul que Von fait pour savoir (es surfaces de déblais
et de remblais égales :
DE {Jig. 16) est l'inclinaison du terrain entre AD et EB ;
A Best l'inclinaison que nous donnons.
!• On détermine ta position du point de passage C.
Pour cela:
BG
:ce:
;do:
EO*^
OF
: o'G ;
;oc:
;co'
:dg;
• CE
FC
: CG*:
:do
:eo'
FC
+ cg;
Fc:
:do + eo';
iDO
FC
FG XDO
DO + EO'
FG est connu, DO et EO' se déterminent ainsi :
Soient h, h\ /i", h"' les ordonnées des points A , D, E, B, la
différence de niveau entre A et B est :
/»'" - h.
■ pente par mètre.
P/ est l'ordonnée du point o par rapport au point A. Son or-
donnée par rapport à la ligne de niveau sera : 9l"{- h.
Connaissant Pl-\- et h', nçus aurons Do :
Do ^Pi + h^h'
So4 iftomàin PAftTii. tîTftB lii*
FG(PI + ^--aM
4*oà: FC —-
FG est connu, P se donne d'avance, t et T* sont indéterminés,
r est connu. On peut se donner / et /", mais alors les deux
triangles ADC, GEB sont déterminés et ne sont pas égsnx.
On aura pour déterminer / et l" les deaz équations :
l + lfJ^i''
8arf. ADG»rarf.GEB.
ADC se décompose en deux {fig, 27).
ADl'-f Arc DI — * — V
ADI' = ArxV»DI IF«:PC« + FC)
Arc « Ar X VîiF AF= 1 + ir
ir:Fc::Di;DF
FCX(A-/i')
;i— v+p(i+FC)
FG(A — ^')
d'où : IV
et AI' » {4
^ A— /i'4-P(l + FG)
ADC«VtAr (DI + IF) = V,ArxDF
«%((A-*')('+FG) + fP(ï + FG))
=-V»(« + FC) (h^h'+lV)
D'après ce on a :
«*/»(«"+«'— FC) (*''— fc'''+Pi'')
Donc :
10 (H-FC) (*-*'+iP>«(i"+i'-FG) (k''-fc'"+Pi")
2» . . . P«
lÈTABLIiSEMXNT 028 CRAVSSiCi. 3o5
l + l'+V
3 équa^DS à 3 ÎDconnaes : I, f , FG.
Dans ce cas, la surface de déblais est égale à la tur^cft d«
remblais.
On trace en ligne» noires pleines le profil do terrain, et
en lignes noires ponctuées ce qui y est relatif.
On trace en ligues rouges pleines le profil de la roate, et eo
lignes rouges ponctuées ce qui y est relatif.
Après avoir fait les profils en long, on fait des profils en
travers. Ces profils sont perpendiculaires à la ligne axe de U
route. On les prend là où le terrain change de forme.
La surface du terrain doit être considérée comme une sur-
face gauche engendrée par une ligne qui, restant parallèle à
l'axe de la ronte,se meut sur deux profils en travers consécutifs.
Il est bon, dans les montagnes, d'étendre les profils en
travers assez loin. Lorsqu'on a un coteau très^aride avec des
formes tourmentées, il &ut avoir la représentation fidèle du
coteau.
Pour cela, le nivellement se compose d'une snite de .plana
horizontaux dont la projection est horizontalement , comme le
représente la figure 28.
Les lignes non hachées sont les lignes de plus grande pente.
Ces plans sont distants les uns des autres de i mètre (3 pieds).
Quand on a arrêté un tracé sur un plan de ce genre, il faut
pouvoir faire des profils en travers. On aura des nypothénnset
de triangles rectangles.
ARTICLE ra.
CALCULS DES DEBLAIS ET REMBLAIS.
On considère la surface de la ronte engendrée par une ligne
droite se mouvant parallèlement à l'axe sur un profil en
travers. ,
Soient deux profils en déblais ( fig, 39).
A B, C D sont les lignes de niveau.
Les points singuliers du premier profil sont a, 6, c, d, e,/, y,
h , i, et ceux du second a', b\ etc.
ingénieur Civil y tome a. a 8
3o6 TROIsiàMB PART». LITRB 111.
Noas appellerons cotes noires , les distances verticales à b
ligne de niveau relatives au terrain.
Nous appellerons cotes rouges, les distances verticales entre
le terrain et la route.
Nous connaissons toutes les cotes noires, elles ont été déter-
toinées par le levé en travers des différents profils.
Nous connaissons le passage gc, «' de l'axe de la route; les
distances des points a , k aux lignes de niveau ont été calculées
pour avoir des surfaces de déblais égales anz surfaces de lem-
biais en ces points , sur la longueur.
Nous oonnai^son» la largeur de la route, par conséquent sa
demi-largeur; nous connaissons la largeur du fond des fossés,
leur profondeur et l'inclinaison de leurs talus.
Le premier problème à résoudre est :
Etant données les cotes noires, c'est-à-dire la pente Pdu
terrain et la pente p du talus AD du fossé, trouver la sor&ce
ADC {fig. 3o).
Pour cela , on abaisse AB perpendiculaire sur CD, et on a :
ABXP = CB
ABXP*»BD p,v
(P+p)AB«CD P + p
i'où î Sarf«ceACD=«ABx V«CD=V.— ^^
P-j-p
On se donne G D qui est la profondeur.
Quand ou a résolu ce cas, tous les autres sont faciles.
Recherche des cotes rouges.
On a à résoudre constamment le problème précédent;
ainsi, pour le représenter par une formule, soient :
AB=»aî(^y. Si).
CD=»A
P+p
Soit le pro&i aicde/gh i {fig. 3a).
Il y a à calculer d'un côté les cotes rouges des trois poioU
6, c, a, en supposant a donnée.
Connaissant ;> a a, (fb\ cc\ dd\ ab\ b'c\cd*\ on demanda
hb'\cc%dd'\
érABUSSEMENT DIS CRAUSSÉlf. 3oy
OùA^ùnfhh'^ : 66''«=(P-fp)om«(P-}-p)a'6'
Sî la route est en remblais, les calculs sont aussi faciles.
Ayant considéré la surface du terrain comme une surface
fauche engendrée par une droite se mouvant parallèlement à
axe, sur deux profils consécutifs; ayant fait la même hypo*
thèse pour la route, on remarque que, si deux profils consé-
cutifs sont l'un en remblais, l'autre en déblais, les deux sur-
faces gauches se rencontreront suivant des lignes droites dont
nous allons déterminer les points singuliers, autrement dits
points de partage.
Soient deux profils (fig. 33).
Le profil AB est en déblai», le profil CD est en remblais. AB
et CD sont les projections horizontales de ces profils, et Tes-
pace compris entre A B et CD est la projection horizontale des
deux surfiices gauches. La projection horizontale de leur in-
tersection sera donc entre ces deux lignes.
Pour trouver cette projection , je coupe les deux profils par
une série de plans verticaux parallèles k l'axe de la route. Je
mène ces plans par les différents points singuliers des deux
profils , tant du terrain que de la route. Dans chacun de ces
plans se trouvent deux lignes droites qui se croisent. Nous
trouverons leur point d'intersection par la méthode suivante.
Considérons le plan aa bb\ Nous avons une ligne partant
de a et allant en 6, et une antre ligne partant de a et allant à
b\ La distance horizontale étant a6 , on peut donc représenter
ce plan vertical comme dans les figures 34 et 35.
Il s'agit de déterminer c.
Nous connaissons aa', «a» €6*, g 6, par les méthodes détei^
minatives de ces points déjà données-
Nous counaissous donc aa et bb\ puis «e€.
Soient aa'=^h, bb'^h, aZ^d, ed=sœ
edlcd' :; aa': bb'
X \ d-X ]\ h] h'
h^x^dh-^hx
x{h'+h)*^dh
^ *"■ h + h'
Soient l
3o8 TROMIÈIIX PARTIK. LITBI 111.
Nous déterminons ainsi les différents points singiiU«n,tels
que c, sur l'intersection des deux surfaces, et nous joignons
ces points en projection horizontale entre les deux profils A B,
C D (fig. 35), par des lignes droites, ce qui donne ce qn'iDdiqae
la figure.
Connaissant toutes les cotes nécessaires pour calculer les
déblais et les remblais, nous allons voir comment on les
. calcule.
I ^ Cas d'un talus et d'une surface gauche pour bases infé-
rieure et supérieure , formant un solide dont les arêtes sont
parallèles et donnent un rectangle pour section perpendiculaire.
Soient ÂBCD {Jig. 36) la surface gauche;
EF6H le talus;
E'F'G'H' la section perpendiculaire aux arêtes.
Le tfoHd« ÀB'C'B'EFGH aort poor trètes :
h + h', A + A, A''+A''^ A'"+V'
Ce solide sera un prisme tronqué, car :
La droite A'B sera parallèle à £F , puisque £ A' «rs F B*.
La droite , etc.
Celles du bas sont parallèles deux à deux, donc celles dft
haut le seront aussi : la figtire sera un parallélogramme.
Le volume d'un prisme tronqué ss
B (^*+'*^+^^'^"+'*'"). BéU..Uk.-.
Le solide ABGDEFGH est ro6ftlé4«ee ielide,paiiqiMl<iBf
est symétrique de part et d'antre ; doae le selide efaercbé
sera :
^rK + H'+H"+h"'\
a* Il peut se présenter que la base en talus, au lien d'être
nn parallélogramme, soit un trapèze, alors on la calcule ainsi
(/?. 37).
Soient : AB CD la surface gauche ;
£FGH le trapèze.
STABLISSEMENT DES GBAVSSÉES. 3o9
Sî nons tuppotions la sarface supérieure engendrée par une
droite BG se mouvant parallèlement à elle-même, il s'ensui-
vrait qu*il resterait un triangle du côté de AD non rempli,
puisqnon suppose AB ^ DC. Alors on suppose la surface
engendrée par une droite se munltant de telle manière qu'elle
partage A B et D G eu parties proportionnelles. Partant de là,
menons par A E et G G un plan, il décachera deux prismes ter-
minés supérieurement par une surface gauche. Si nous faisons
passer d«ux plans» l'un par ABG, l'autre par AD G, nons aurons
alors denx troncs de prismes dont les mesures seront ;
EFfi X (* + *^*") ..EHG X ( *+*;+*"' )
Noos ferons encore passer un plan par les deux arêtes pa-
rallèles D H et F B, et nous aurons deux nouveaux troncs de
prismes.
Appelant t, t\ t", t"* les quatre triangles bases, la somme de
ces quatre prismes sera :
Ce volume est le double du volume total. Si nous le divisons
par a, nons aurons le volume du déblais entre les deux sur*
faces SB
An moyen de ces deux solides, nous pouvons mesurer tous
les solides de déblais et de remblais qui se présenteront ; car,
s'il y a des pyramides, on a aA qui ne font qu'un.
Une métbode expéditivte pour calculer les déblais et rem-
blais^ consiste à considérer la route et le terrain comme plans ;
alors, on a poor deux profils co&sécatifs eo remblais et JébUis
ify* 38).
3 10 TROISlàMg pàktib. utri m.
Soient I «» d -f- r D « lorf . de déblaii.
D%1 RXI R sorf. de rembliis.
<| = -
Yolome D-<
D+a
D£
TOl.R>
D+r
Rr
Taft^^at» pour dêblait et rêmblaii.
1
1
•Sa
.11
2|
a
II
Surface.
i
s
i
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«3
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eu
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lE.
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S'=6'fc'
L'
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f^
5
C
y
h"
S"=y*'"
L''
d'f
f"
4
D
i
hf'f
etc.
V
d'"
f'"
elc.
etc.
etc.
etc.
etc.
etc.
de.
CHAPITRE II.
CONSTRUCTION DES CHAUSSEES.
On distingue trois espèces de chaussées :
Les chaussées en fer ; j
Les chaussées pavées;
Les chaussées empierrées.
Les premières , dites chemins de fer, ne datent que de quel-
ques années, bien que depuis pins de deux siècles ce genre de
chaussées soit employé pour transports à de petites distances
dans les mines de l'ADgleterre. Ce n'est qu'en i8oo que i^
chemins de fer ont été employés coàime voies de grandes con*
manications.
Les chaussées pavées, ou garnies primitivement en pierres
dures, comme l'indiquent les andennes voies romaines* <1
jnaintenant en grès affectant tantôt la fbime cubîqne, twl*
CONSTEUCTION SES CHAUSSEES. 3|I
la forme parailélipipède rectangle, sont presque exclusivement
employées maintenant sur les routes de grandes communica-
tions , quand toutefois le grès ne coûte pas trop cher de trans-
port.
Les chaussées empierrées, qui font la base de la presque to-
talité de$ routes secondaires eu France, se composent de pe-
tites pierres accumulées les unes sur les autres, suivant cer-
taines dispositions que nous décrirons plus loin.
X«es quantités de poids transportés sur ces diverses chaussées
par une même force, sont très- variables , comme ou peut le
Toir par le tableau suivant :
KapporU entre la forée employée et le poidt trantporté.
GENRE DE YOIE
de communication.
FORCE
employée.
POIDS
transporté.
GbemiDB de fer. . . .
Roules pavées. . . .
1 Boutes empierrées :
10 Parfaites
20 Ordinaires. . . .
1
1
1
1
250
70
50
16
ARTICLE I".
CHEMINS DE FER.
An point où en est arrivée la construction de ce genre de
▼oie de communication, dont nous nous dispenserons d'énu-
mérer les divers perfectionnements , nous dirons que :
Un chemin de fer, chaussée en fer, consiste en deux bandes
de fer parallèles, dites rails (du mot anglais rail^ qui veut
dire barrière, garde*fous) , régnant sur toute la longueur du
chemin et supportées de distance en distance par des coussinets
en fonte, appelés chairs (du mot anglais chair, qui veut dire
chaise) , reliés deux à deux, et opposés pour maintenir l'écarté-
BMiit des mils , par des ' traverses en bois de chêne qui leur
servent en même tempe 4e point 4'«ppiii sur le ad.
3ia TBOISIBME PARTIS. LITRK UI.
Les Voitures qui circulent sur ce genre de chaussée ont les
jantes'' de roues armées de rebords intérieurs {Jig, 4o,P/. XXII)
qui servent à les empêcher de sortir de la voie.
Suivant Timportance des chemins, ils ont une on deux voies
en fer.
Lorsque les chemins n'ont qu'une voie , on est dans Tusage
de les munir de gares dévitemeni , de distance en distance,
tous les deux ou trois cents mètres. Ces gares sont des plates-
formes auxiliaires {Jig. Sg, PL XXII) portant une longueur de
rails suffisante pour contenir la totalité des voitures d'un con-
voi , pendant le passage d'un autre convoi sur la voie princi-
pale avec laquelle elle communique par les appareils intermé-
diaires que nous décrirons plus foin.
Lorsque plusieurs chemins de fer aboutissent à nn même
point, il est convenable que pendant toute la longaenr com-
mune à ces chemins de fer, il y ait au moins autant de voies
plus une qu'il y a de lignes différentes. Ainsi, pour deux lignes»
trois voies ; trois lignes , quatre voies, et ainsi de suite ; cela,
afin que si la voie de départ peut être la même pour tous ,
chacune des lignes ait sa voie de retour indépendante, afin
d'éviter la rencontre des convois aux points de croisement.
§ !•'. — CONSTRUCTION DBS RAILS.
Les rails, primitivement construits en fer plat de champ,
présentaient les inconvénients : i^ de s'aplatir supérieure-
ment par suite du passage des roues chargées ; a" de couper
la jante de ces roues ; 3® de sedésastemblerconstammeotjd'avec
les coussinets auxquels le serrage seul de eoin5 les retenaii.
On dut donc renoncer à employer le fer dans cet état, et
alors étudier une section de rails qui éviterait, sinon en tota-
lité, du moins en grande partie, ces divers inconvénients , re
qui supposait la possibilité de les fiibriquer au laminoir.
Depuis lors, beaucoup de formes ont été adoptées, et beau-
coup le seront probablement encore, car bien quelles satis*
fassent à peu près toutes au but que l'on se propose , il est
deux questions graves , le poids et la durée qui prédominent
dans l'étude de la forme à donner aux rails , et qui font que
l'on change sans cesse cette dernière dans l'espoir d'obtenir
une économie, soit sur la dépense d'établissement, en dimi-
nuant l'un, soit sur l'entretien de la voie, en augmentant
l'autre.
Le tableau suivant donne les poids des rails d« différent»
localités avec leon difiérentci formes*
CONSTRUCTION DES CHAUSséBS.
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% 3. •— COirSTRUCTION DES COUSSINETS On CHAimS.
La forme des chairs varie nécessairement avec la forme des
rails.
Néanmoins il est une forme générale de ces appareils qni
est indépendante des rails; c'est celle da patin ou partie qni
•ert k le 6xer sur le sol.
Les cliairs ont été fixés sur le sol de deux manières bien
distinctes, savoir :
1* Au moyen de deux clous en fer {fig. ai) scellés au sou-
fre dans un dès en pierre affleurant le sol.
a® An moyen de deux clous en fer, puis ensuite eo bois
{fig. 22), enfoncés dans des traverses en bois de chêne, reliant
ainsi deux chairs opposés et maintenant l'écartement.
Depuis quelque temps, on a perfectionné encore le mode
d'assemblage des chairs avec les traverses. Ce perfectionnement
consiste à comprimer les chevilles d'assemblage, en chêne, au
moyen de la presse hydraulique, de manière à leur donner
nn diamètre de i/5 moins fort que celui qu'elles avaient au-
paravant; pour cela on les force à entrer dans un trou cy-
lindrique en fonte ayant le diamètre demandé.
Il résulte de la fixation des chairs sur les traverses, par
cette méthode, que tout dérangement devient impossible par
suite du gonflement qu'opère Thumidité sur la cheville quand
une fois la traverse est dans le sol.
L'assemblage des rails avec les chairs s'effectue au moyen
de coins. Autrefois on employait des coins en fer (Juf, s3),
auxquels ont succédé les coins en bois, auxquels on yient d'ap-
pliquer, conmie aux chevilles, la compression par la presse
hydraulique.
Le poids des chairs et l'espacement des traverses varient
suivant la section et la résistance des rails qu'ils supportent ;
en voici on tableau :
townvcnov i>B8 ea
ÀU8SEC5.
3i5
DÉNOMINATION
POIDS
Espacement
des
des chemina de for.
des chairs.
traverses.
Paris à Saint-Germain
4 1c. 500
net.
1.128
Saini-Élienne à Lyon
4 000
1.150
Villers-Coterct an Porl-aux-Perches
3 000
0.800
Epinae an Canal do Centra. . .
3 000
1.000
Ue Grenaot i Mantchanîn ....
2 500
0.800
S 3. — APPARSiLS POUR LA COMMUNICATIOIC DBS BlTBftSBa
▼OIES ENTRE ELLES.
Il existe trois modes priocipuux pour établir la commani-
eation entre deux on plasieun Toies de chemins de fer,
savoir :
1* Les aignilles ;
a* Les plaques tournantes;
3* Les planchers mobiles.
Les aiguiUcs {fig, 34, aS, a6, ay, a8, 39, 3o, 3i, 3a, 33,
34) 35, 36, 37 ) s'emploient lorsqu'il est nécessaire de faire
passer nu convoi d'une voie sur une antre sans arrêter, ce
qui a lien dans les gares d'évitement , les sorties d'une voie de
départ commune à plusieurs chemins de fer, la séparation dea
convois ayant même destination dans les gares {fig, 38) en
À et B.
Les plaques tournantes ()îa. 38) et les planchers mobiles
s'emploient spécialement pour le changement de voie des voi-
tures, lorsqu'on ne peut disposer que d'un petit espace, les
liguilles nécessiunt toujours une grande longueur que Ton nci
sut affecter à aucun dépôt de voitures.
En CGC , etc., sont des plaques tournantes.
Les planchers mobiles s'emploient en remplacement des
plaques tournantes, toutes les fois que Ton peut perdre un es-
ice réservé à la manœuvre d'un wagon servant de plancher
»bile et roulant sur un chemin de fer placé à un étage iufè-
3i6 TROISIÈME 1»ARTÎE. UVRE Ht*
rieur. Le plancher mobile s'emploie, avec avantaga, lorgqn'il
y a plusieurs voies parallèles et co^tiguës devant communi-
quer facilement les unes avec les autres, comme dans les
gares de réserve de wagons, les ateliers de réparation de lo-
comotives et voitures.
Dans ce cas, on fait une coupe transversale sur tonte la
largeur des voies contiguës, et on y creuse une tranche assez
large pour que , un chemin de fer étant établi an fond , une
plate-forme mobile, de la largeur de cette tranchée et de ni-
veau avec elle, garnie de deux rails, puisse porter une des
voiture^ que Ton veut changer de place.
Pour les détails de construction des chemins de fer, ainsi
que d'entretien et de transport , nous renvoyons le lecteur à
la deuxième édition du Manuel du Constructeur de chemin de
/èr, faisant partie de r£ncyc/o;)érfie-/îoyee, par M. Ed. Biot.
ARTICLE n.
CHAUSSÉES PAVÉES.
Les chaussées pavées ont de 5 à 8 mètres ( 1 5 pieds 4 pouces
â a4 pieds 8 pouces) de large ; 5 mètres ( i5 pieds 4 pouces],
lorsque le croisement de deux voitures est suffisant; 7 mètres
( 2 1 pieds 6 pouces ) pour trois voitures de front , et 8 mètres
(24 pieds 8 pouces), quand il peut s'en présenter qnatre,
comme aux abords des grandes villes, sur des routes très-
fréquentées.
Lorsque la route est peu fréquentée, les accotements sool
suffisants pour porter momentanément Tune des voitures aux
points de croisement ; alors on donne à la chaussée 3 mètres
(9 pieds 2 pouces) seulement de large, ce qui est suffisant
pour une voiture.
Que dire aujourd'hui sur les pavés ? Jamais , à aucune épo-
que, on n'a fait autant d'essais sur les pavés qu'on en fait aa-
jourd'hui: paw's en *9frè5, pavés en bois, pavés en terre cuite,
pavés en matières vitrifiées, pavés quarrés, pavés longs, pavés
bruts y pavés polis , pavés à sillon transversal, pavés à siUon à
45 degrés, etc. Bien certainement dans dix ans d'ici on sera
très-avancé sur cette question , et on pourra dire'à coup sûr
quelles sont (a nature , la forme et la disposition de pavé qui :
coûte le moins d'entretien,
exige le moins de frais de traction,
maintient la voie la plus propre.
CONSTRirCTlOll DBS CHlUSSBBf. 3l%
Mais aujourd'hui on ne peut que dire : examinez ce qui se
fait à Paris, car jamais époque na été aussi favorable aux
progrès de Tari du paveur.
Néanmoins, il est des principes reconnus dont il ne faut
pas s*écarter, savoir :
i^ Réunir les matériaux de même dureté pour les placer les
uns à côté des autres, sans quoi il se forme des creux à l'en-
droit des pavés tendres, et alors non-seulement le pavé tendre
est détruit, mais encore tous ceux qui l'entourent, par suite
des chocs qu'ils reçoivent des roues de voitures qui passen .
sur le creux ;
a* Donner une pente de un cinquantième pour les eaux ;
3^ Placer sur la lisière de la chaussée, de chaque côté,
une bande de pavés rectangulaires, et d'une surface double
environ des pavés ordinaires , de manière que le côté le plus
long du rectangle soit alternativement longitudinal et trans-
versal , par rapport à la route ;
4' Relier les bordures ou lisières de la chaussée avec les
accotements par un cailloutage ou un amas de débris de pavés,
afin que les roues qui sortent de la chaussée ne tombent pas
immédiatement sur de la terre, ce qui les exposerait, en hiver,
â pénétrer dans le sol et à faire verser les voitures ;
5^ Etablir la chaussée, autant que possible, sur un sol in-
èompressible et élastique. A cet effet , recouvrir le sol d'une
couche de o.*io (4 pouces) à o.*i5 (6 pouces) de sable avant
d'établir le pavé dessus.
I>epuis quelque temps, on fait subir aux pavés tendres une
préparation qui tend à les rendre aussi bons que des pavés
durs. Cette préparation , dont l'invention est due à M. Badon,
et qui se pratique aujourd'hui en grand, consiste à les plonger
dans un bain de bitume bouillant, qui, pénétrant dans leurs
|)ores, \e% rend inaccessibles à Teau , cause de leur désaggréga-
tion ultérieure.
Pour reconnaître les pavés durs d'avec les tendres, il suffit
8e les peser. En effet, la densité des pavés durs est de 2.54 ,
tandis que celle des pavés tendres est a. 39.
Oe plus , les pavés durs n'absorbent que — de leur vo-
lame d'eau, tandis que les pavés tendres en absorbent -r — •
Enfin, en frappant avec un marteau, le son des pavés durs
ingénieur Gvil^ tome a, 39
5i8 TKMràMS PAATiB. untft iii;
Mt beao€««p plus clair qae celai des pavés tendres» Ga dernier
noyen ett le plus employé ponr recomattre la qualité des
pavés.
ARTICLE III.
CHAUSSBIS ■MriEnaBBs.
Elles sont de trois espèces, savoir :
i^ Une couche de pierres plates au fond, surmontée de
pierres an^u/«u5<;5, à pointes en dessus; puis des pierres cassées
médiocrement grosses; enfin, une couche de o."io à o."ia (4
à 5 ponces ] de pierres susceptibles de passer par un trou de
o."oô à o."o7 (j pouces 3 lignes à a pouces 7 lignes) de côté;
2^ Une couche de pierres anguleuses , la pointe en haut;
au fond ; par-dessus des pierres cassées comme ci-dessus;
3» Une couche de pierres cassées, d'une épaisseur égale à la
hauteur totale de l'empierrement.
Dans les trois cas, le sol est creusé, sur toute la largeur delà
chaussée, d'une profondeur égale à l'épaisseur de Fempierre-
ment; cette épaisseur varie entre o."3oet o.™4o (n pouces à
I pied 3 pouces), suivant le sol , la pierre et les voitures , pour
les deux premiers systèmes; et de o."i5 à o."io (5 pouces
y lignes à 7 pouces 5 lignes) pour le troisième.
De ces trois systèmes de chaussées , le troisième , qni est le
plus simple , est aussi le meilleur; car, là, il y a partout élas-
ticité, tandis que, dans les deux autres, les petites pierres
s'écrasent contre les grosses.
Néanmoins , il ne faut pas rejeter complètement les deax
autres systèmes, car ils sont nécessaires dans certains cas.
Ainsi, quand le terrain est mou , le premier convient très-
bien, parce qu'il lutte contre l'enfoncement de la chaussée
dans le sol.
Remarquant que des pierres cassées laissent toujours entre
elles des interstices, on a imaginé de remplir ces vides par
du sable ou des matériaux granuleux.
On a trouvé que sur i mètre de gravier, il y a o."'*-38 de
vide et o.'^''^'62 de plein ; sur i mètre cube de 'pierres cassées,
il y a o." "•47 de vide, et o."''<''53 de plein, qui, après an
roulage prolongé, se convertissent en :
o,"'®'29o vide,
Oj^'^-yio plein.
Ces ffeMeignements snifiMat peur dëtermiiier la tpumUté
GONSTRUCTiOM DES CHAUSSEES. Sjg
de gravier à mettre sur un mètre cube , pour remplir autant
qae possible les interstices.
Dans l'intérêt des chaussées, il est bon non -seulement de
leur donner une pente transversale de V50 P^^^ l'écoulement
des eaux, mais encore de leur donner une pente longitudinale
de un à deux centimètres par mètre, pour empêcher les eaux
de séjourner sur les accotements ou dans les fossés.
Autrefois, on était dans l'usage de garnir la route d'arbres,
et de creuser entre les arbres des fossés destiné* à recueille les
eaux , c'est-à-dire les abandonner an sol.
Aujourd'hui, ce mode de construction est totalement changé.
Les arbres sont bien consertés , parce qu'ils empêchent les
altematives de grande sécheresse et de grande humidité de se
faire sentir tron fortement sur les routes, et guident les voya-
geurs pendant l'hiver; mais les fossés isolés ont été supprimés
et remplacés par deux fossés régnant de chaque côté de la route,
SUT tonte sa longueur, et allant, au moyen de la pente, dé-
verser toutes les eaux que reçoit cette dernière, au point le
plus bas, ou elles sont reçues par un canal ou un ruisseau.
De cette manière, si la route doit subir des dégradations
par suite de trop longues pluies, ce n'est jamais qu'en certaine
points déterminés , et non sur toute la surface , comme le £aât
avait lieu précédemment.
iNons renvoyons le lecteur, pour les détails de construction ,
au Manuel des PonU et Chaussées^ faisant partie de ÏEncyclo*
pé^'Roret, par M. de Gmyffier,
LIVRE IV.
NAVIGATION.
La navigation, contidérëe comme moyen de transport nir
le continent, se £ût de deux manières, savoir :
I* Sar les cours d'ean naturels ;
a* Sur les cours d'eau artificiels.
Dans le premier cas, elle porte le nom de navigatien natm-
relie oa fluviale.
Dans le second cas, ell« porte le nom de tunnyation arti-
ficielle.
Les cours d'eau naturels portent l'un des trois noms : mu-
seau, rivière, fleuve, suivant leur importance.
Les cours d'eau artificiels portent le nom de canaux.
On nomme rivière canalisée, une rivière que Ton a convertie
en canal.
A part la différence qui existe entre les cours d'eau creusés
par la nature et ceux creusés par la main des hommes, il y a,
entre les rivières et les canaux , cette difféiience, qoe.dans les
rivières, les eaux sont courantes, tandis que, dans les canaux,
elle sont stagnantes. Il résulte de là que , dans le premier cas,
la hauteur du niveau varie constamment, suivant l'abondance
des pluies, tandis que, dans le second, la hauteur da niveau
est constante, excepté dans quelques circonstances partica-
lières que nous examine^ns plus tard.
La navigation naturelle a lieu sur les rivières toutes les fois
que leur profondeur est suffisante pour porter des bateaux.
Dans le cas contraire , il faut construire un canal on canaliser
la rivière, si la hauteur de ses berges permet de retenir l'ean.
Les canaux sont, avons-nous dit, des cours d'eau stag-
nante; par cette raison, leur pente est nulle, et la navigation
se fait aussi facilement dans un sens que dans l'autre.
L'ean étant de niveau dans les canaux, et le sol n'offrant
presque jamais cette disposition à sa surface, il faudrait, pour
conserver le même niveau sur toute la longueur d'un canal,
^ire des tranchées ou des souterrains dans certains endroiu,
et des remblais quelquefois très-coosidérables daoa d'autres.
«AvieATioii. 3a I
An lien de cela, on a préféré composer nn canal d*ane série
de bassins oa biefs ayant chacun leur niveaa, et commaniquant
entre eux par des écluses ou des plans inclinés.
Les écluses sont des passages fermés servant de portes de
communication entre deux biefs. On distingue deux espèces
d'écluses :
Les écluses simples.
Les écluses à sas.
Une éduse simple(P/. XXIll, Jî^r. 39) est un passage A fi établi
entre deux biefs, sur une largeur égale seulement à celle dua
bateau, à parois verticales et composées de deux revêtements
parallèles en bois ou en maçonnerie reliés par un radier.
La fermeture d'une écluse simple se fait de deux manières,
savoir :
1" Au moyen de poutrelles superposées et passant dans deux
coulisses opposées {fy, 89);
a<* Au moyen d'une porte à deux battants {/ig. 4o), ouvrant
extérieurement et dans le bief dans lequel le niveau est le
plus élevé. Ces portes s'appuient l'une contre l'autre.
Lorsque Ton veut établir la communication entre les deux
biefs, il faut, dans le premier cas, enlever les poutrelles une
à une, jusqu'à la dernière; dans le second cas, il suffit âe
ménager, à la partie inférieure des portes, des petites vannes
que f on soulève an moyen de crémaillères, ce qui est beauodup
plus expéditif.
Avec les écluses simples, il faut , à chaque passage de bateau,
dépenser toute la quantité d'eau nécessaire pour mettre le bief
inférieur au même niveau que le bief supérieur.
Or, cette disposition présente plusieurs graves inconvénients,
savoir :
i*' Le temps employé au passage des écluses est considé*
rable ;
a® Il est très-rare que les sources d'eau qui alimentent le
canal puissent suffire à une pareille consommation, pour peu
que le service soit un peu actif;
3* Le nombre des écluses doit être très-considérable, si on
ne vent pas avoir des différences de niveau très-grandes entre
les biefs contigns, différences qui nécessitent un surcroît de
construction, le bief inférieur devant pouvoir supporter leau
à la même hauteur moyenne que le bief supérieur, et le bief
supérieur devant être assez profond pour que iêg bateaux ne
touchent pas le fond, lorsqu'il comnkiuiique avec le bief ia<>
férieur.
323 TROiaiiMB PARTIE. UTRS IV.
Pour ces diverses raisons» on a à pea près renoncé an
écluses simples, qui ne s'établissent aujourd'hui que proTisoi-
rement, et on les a remptacées par les écluses à sas.
Une écluse à sas {fig. 40 se compose de deux édnses simples
séparées par un bief ^^aussi petit que possible, c'est-à-dire ca-
pable de contenir un bateau quand les portes sont fermées.
Ce bief porte le nom de sas et est représenté en plan par le
rectangle A BG D. Sa forme diffère des autres biefe , en ce qu'il
est toujours à parois verticales, ce, afin d'exiger le moins d'eau
possible pour être plein.
Par cette disposition, pour faire passer nn bateau du bief
m dans le bief n , il suffit d'achever de remplir, au moyen du
bief supérieur, le sas ABC D, qui est an niveau du bief in-
férieur.
La perte d'eau éprouvée par suite de ce remplissage est
moindre que le volume représenté par le produit de la base do
•as multiplié par la différence de niveau.
En effet, quand le niveau est établi entre le bief supérieur et
le sas, on ouvre l'écluse supérieure, et on £ait entrer le bateau
dans ce dernier.
Alors , le bateau , qui occupe un certain volume dans l'eau,
relPoule, dans le bief supérieur, une portion de celle qui a été
introduite daus le sas.
Dans la figure 4(« nous avons supposé que les fermetures
avaient lieu par des poutrelles; cette disposition est très-rare,
c'est généralement par des portes qu'elles ont lieu.
Un canal peut être établi de deux manières :
1^ Il peut être destiné à réunir deux rivières coûtant dans
deux vallées différentes ; dans ce cas , il faut franchir le faite
■ qui sépare les deux vallées.
Le canal qui traverse ce faite a un point intermédiaire plos
élevé que tous les autres.
Les eaux qui l'alimentent doivent donc partir de ce point
pour aller, de là, se déverser dans les deux rivières qu'il rénoit-
Dans ce cas, il porte le nom de canal complet ovl à point de por-
tage.
2° Il peut être construit dans une seule vallée pour réunir
deux rivières aftluentes. Dans ce cas, il porte le nom de canal
à un versant.
Un canal à point de partage se compote, par conséquent,
de deux canaux à un vcirsapt.
BTABLfimiINT D*UII CiRAL. 3^3
ARTICLE !•'.
BTUDlt POUR l'ÉTABUSSEMKNT d'uN CAMAL A POINT
DB PARTAGE.
Pour t^vi'û y ait possibilité d'établir un canal à poiot de
partage, il faut qae les eaux qui s'accamulent dans la partie
•opêrieure poissent soffire :
1* Aux pertes provenant de révaporation ;
a* Aux pertes provenant des filtrations ;
3** Aux pertes provenant du système de fermeture adopté
pour les écluses;
4* A la dépense nécessitée par le mouvement de la naviga*
tion ;
5<» An remplissage des biefs aprèis les chômages annuels.
S l•^ — ÉYAPORATION.
L'évaporation varie suivant les saisons: elle est plus grande
au midi qu an nord ; elle est proportionnelle à la surrace li-
quide en contact avec l'air; elle est en raison inverse des
pluies.
A Paris f la quantité d'eau qui tombe dans une année peut
former une couche de o."5o à' o.'^ôo ( i pied 6 pouces à i
pied 10 pouces) d'épaisseur; tandis que l'évaporation repré-
sente une couche de i."5o (4 pieds 7 pouces) de haut, en
moyenne.
A Nantes, la craantité d'eau qui tombe dans une année peut
former une couche de i."35 (4 pieds a ponces) de haut; l'éva-
poration est sensiblement la même qu'à Pans.
Admettant i ."5o (4 pieds 7 ponces] pour l'évaporation pen-
dant 365 jours, on obtient pour un jour — '—^ b=s o."oo4i»
365
et pour I mètre quarré de surface o."oo4i X l'OO."**?- bm
o."'**oo4i, ou quatre litres et un dixième*
D'après ce, rien n'est plus facile que de calculer la quantité
d'eau qui s'évaporera sur un canal dont on connaîtra d'a-
vance la surface liquide exposée à l'air; il suffira de multi-
plier cette surface, exprimée en mètres, par o." ^^'0041 •
8 a. — FILTRATIONS NATURELLES.
Les filtrations sont moins faciles à évaluer que l'évaporation.
Sf 4 TROUIBMB PARTIB. %€fBM IT.
en ce sens qu'elles varient singulièrement, suivant la nature et
la disposition des terrains que le canal traverse.
Dans les sols formés de terre franche ou sable fin, les 61-
trations sont faibles, et peuvent être évaluées à o.^oS de bast
par jour dans les premiers temps de la mise en activité du
canal, et à o."oo8 ou o.*oi au plus, au bout d'un certaia
temps.
Dans le gravier et le caillou, elles sont considérables.
Dans le canal de Narbonne, elles furent de a.>"oo par jour
dans les premiers temps ; au bout de vingt ans elles ne furent
plus que de o."8o; aujourd'hui, c'est-à-dire après soixante
ans, elles sont encore de o."o5 par jour.
Dans ce cas, il est indispensable de recouvrir le canal dW
couche imperméable.
Dans le rocher, les pertes sont nulles , s'il est bien régulier;
mais, s'il est fendillé, les pertes sont incalculables; tout le bief
y passe.
Ces pertes sont, du reste, assujéties à la hauteur des eau
souterraines. Si la nappe d'eau qui coule à l'intérieur du sol
est plus haute que le niveau du canal, ce qui est rare, loio
de lui enlever de l'eau , dans ce cas, elle lui en amène.
8 3. — FILTRATIONS ARTIFICIELLES.
Les filtratious par les portes d'écluses sont assez considé-
rables pour que l'on doive en tenir compte. Il y a des portes
qui, quelque bien fermées qu'elles soient; perdent encore
mille mètres cubes d'eau par vingt-quatre heures. Ces pertes,
heureusement, sont peu sensibles, en ce sens que l'eau n'est
pas totalement perdue, surtout si le mouvement des bateaux
est de haut en bas, c'est-à-dire du bief supérieur au bief in-
férieur; néanmoins, il en faut tenir compte dans l'établissement
d'un canal. On peut admettre, en moyenne, uue perte de cinq
cents mètres cubes par vingt-quatre heures et par porte du bief
supérieur.
$ 4- — DÉPENSE DE NAVIGATION.
On nomme prisme de remplissage, la quantité d'eau qu'il
faut retirer au bief supérieur pour remplir le sas lors du pas-
sage d'un bateau.
Pour calculer la quantité d'eau à dépenser quand on veut
faire traverser par un bateau un canal à point de partage,
soit ABC (/51. 4^ ) le nivellement du canal , et soit A le point
de départ du bateav.
XTABLISSIMBMT DUA CANAL.' 325
Appelons P le prisme d'eaa nécessaire pour remplir le sas ,
abstraction feite du volume du bateau que nous appelons B.
Lorsque le bateau monte, chaque sas supérieur au bief dans
lequel est le bateau étant supposé de niveau avec le bief supé-
rieur, il commence par perdre son volume P; puis, le bateau, en
y entrant, refoule encore vers le bief inférieur un volume d'eau
B. L'écluse d'aval fermée, il faut que le bief supérieur donne
P eau pour que le niveau du sas soit bien le même que le sien,
puis encore B eau, quand le bateau est entré dans le bief,
pour remplacer le volume que ce dernier occupait dans le sas.
Il suit de là, que pour faire monter le bateau, chaque bief
déverse un volumesP-}"^ ^'^^^ ^^^ ^^ bief immédiatement
inférieur, ce qui fait une perte réelle de P -)- B eau, à la par-
tie supérieure, quel que soit le nombre des écluses.
Lorsque le bateau est arrivé en B , l'inverse a lieu pour des-
cendre, c'est-à-Klire que, le sas étant d'abord rempli de la
quantité P, lorsque le bateau y entre, une portion B est refou*
lée dans le bief supérieur, et alors la perte n'est que de P^^B
pour le bief supérieur. Le sas se déversant dans le bief infé-
rieur, lui abandonne P eau ; puis, quand il est ouvert, le bateau,
entrant dans le bief, fait refouler B eau dans le sas, ce qui
fait qu'en définitive le bief n'a reçu que P — B eau.
Au moyen de ce P — B, le bateau descend depuis le point
B jusqu'au poinf C, et alors la perte d'eau pour son passage de
A jusqu'à C est :
p+B + P— ^«a P
quel que soit le volume du bateau.
Lorsque la navigation est active, on peut s'arranger de ma-
nière que, pour chaque ouverture d'écluse , il y ait un bateau
qui monte et un bateau qui descende, ce qui a lieu en n'ou-
vrant l'écluse sur le bief d'aval que quand il y a un bateau
descendant dans le sas , et n'ouvrant de même l'écluse sur le
bief d'amont que quand il y a un bateau montant dans le sas.
Dans ce cas, la dépense étant de a P pour deux bateaux , n est
plus que de P pour un bateau.
S 5. — CHÔMAOE.
Sur tous les canaux à point de partage , il faut , au milieu
de l'année , à l'époque où les eaux sont rares, arrêter la na-
vigation pendant un certain temps, faute d'eau.
Au bout de ce temps , il faut remplir les biefs de toute la
quantité d'eau perdue pendant le temps du chômage. Cette
3)6 TltQUlÈMS FA&TIE. UTBB IV.
quantité peut s'évaluer facilement, sachant quelle est la perte
totale par jour pour les trois causes : évaporation, filtration
naturelle , filtration artificielle.
Connaissant la totalité des dépenses journalières, en eau ,
d'un canal à point de partage, il faut évaluer la quantité
d'eau que le pays pourra fournir dans le bief supérieur.
Il est de toute nécessité , pour l'alimeutatioa du canal , qu'il
traverse le faite en son point le plus bas;
lO Parce qu'on a le moius d'écluses possible à construire;
ao Parce que plus on recueille les eaux bas, plus l'étendue
du terrain qui les fournit est considérable, et, par conséquent,
plus elles sont abondantes.
Le choix de l'emplacement pour le bief de partage varie
suivant la disposition des localités ; quelquefois il est néces-
saire de faire une tranchée; d'autres fois, on souterrain est
indispensable.
Suivant les rivières entre lesquelles ils établissent la com-
munication , les canaux ont trois largeurs différentes prove-
nant des dimensions des bateaux, qui sont assujéties à la pro-
fondeur du lit et à la force du courant de ces rivières. -
Ces trois largeurs sont :
i<* Pour les petits canaux, de 3. '■60 à 3.'°5o au fond ;
a° Pour les canaux moyens , 5 ."^20 au minimum dans le bas,
largeur égale à celle des écluses ;
30 Pour les grands canaux, 6.^5o idem.
Quelle que soit la largeur des bateaux , la section du canal
doit être telle que deux bateaux puissent s'y croiser.
Si les bateaux ont 5. "'30 de large, ou donne au canal 10 ne-
très au fond, avec un talus de 3 mètres de base sur a mètres
de haut; en général, a.>°5o de haut sur 3.°'75 de base.
Le tirant d'eau des bateaux ne dépassant pas généralement
i.*3o, on donne à l'eau i.^ôS de profondeur minima.
Dans les canaux à petite section , la profondeur de l'eau va-
rie entre i."»5o et i.^So.
On nomme digues d'un canal, la hauteur des terres depuis
le fond du canal jusqu'en haut du remblais obtenu, sur les
berges, par le creusement du lit. La largeur a 6 des di^es [fy-
43) , dans la partie supérieure, doit être d'âU moins s mètres.
Au pied extérieur c de la digue est une banquette surmon-
tant un fossé par lequel s'écoulent les infiltrations du canal ,
ainsi que celles des sols voisins, dont la constraction du canal
a interrompu récoalement.
TftACK ET CONSTfttJCTIOil D*Ûïf CÂxVAt. $2j
Dans la construction des canaux , lorsque Ion arrive à avoir
des tranchées de lo mètres de profondeur, il est préférable
de faire un souterrain.
ARTICLE II.
TnACB ET CONSTRUCTION d'0W CAWAL.
Le tracé d'un canal a quelcjpie analogie avec celui des rou-
tes, en ce qu'il exige, comme pour ces dernières, un nivelle-
ment longitudinal et une série de nivellements transversaux.
Ce travail exécuté , on détermine son axe de manière que les
déblais soient égaux aux remblais nécessaires pour former
les digues, le lit restant horizontal dans chaque bief.
A cet effet, connaissant les niveaux supérieur et inférieur
et par conséquent le nombre des écluses qu'il faut mettre |
leur hauteur moyenne étant déterminée d'avance, on déter-
mine la cote du lit de chaque bief, et on cherche sur les pro-
fils en travers les numéros qui correspondent à la cote du bief
qui doit passer par chacun d'eux.
Le tracé une fois fait de cette manière, on recherche si tous
les bateaux pourront passer librement, si les terrains à tra-
verser sont considérables, s'il n'y a pas trop de déblais d'un
côté et trop de remblais de l'autre, etc.
Lorsque l'on est forcé de traverser des terrains perméables ,
il y a deux espèces de travaux à exécuter :
Lorsque les terrains perméables sont composés en majorité
de gravier , on y fait arriver des eaux bourbeuses ;
Lorsque les terrains sont plus perméables, on déblaie le sol
à une profondeur plus grande que le canal, et on y dépose une
couche de terre argileuse môlée de sable de 5o centimètres à
i ."*5o d'épaisseur , suivant la nature du terrain.
Ces corrois en glaise présentent l'inconvénient de se fen-
diller par la sécheresse et de former tôt ou tard ce qu'on ap-
pelle clés renards; c'est pourquoi depuis quelque temps on leur
substitue une couche de béton de lo à xa centimètres, qui
résiste très-bien. '
ARTICLE HL
CONSTRUCTION DES ECLUSES.
Tontes les écluses d'aujourd'hui sont à sas et à portes.
3a8 ' tuoisucMC piAtiK. timft rv.
8 i". — rnsposmo!!.
Une écluse à sas se compose de trois parties, savoir :
L'écluse d'amont,
Le sas,
L'écluse d'aval.
On distingue dans l'écluse d'amont {Jig. 44) 1^ parties sui-
vantes :
a, a, murs de tête;
b,b, murs de bajoyers i
c, c, coulisses;
dfdf musoirs;
e, e, enclaves;
/, chambre des portes (t amont;
^,g^ chardonnets ;
h f h, portes busquées;
t, buse.
Les murs de tête sont deux murs verticaux et transversaux
destinés à fermer la portion en talus du canal.
ties murs ile bajoyers sont deux murs longitudinaux, paral-
lèles et verticaux, servant à maintenir les eaux dans l'espace
compris entre eux et suffisant seulement pour le passage d'no
bateau. Ils sont reliés aux murs de tête par les musoirs d, d,
ou portion de murs en arc de cercle destinés à éviter la con<
traction de la veine fluide j comme aussi les avaries provenant
des chocs des bateaux.
Les coulisses sont destinées à recevoir des poutrelles pour
le cas ou une réparation aux portes de l'écluse deviendrait
nécessaire.
Les enclaves sont des retraites dans les murs de bajoyers,
destinées à recevoir les portes quand elles sont ouvertes.
Les chardonnets sont les pierres sur lesquelles les portes
exercent leur poussée.
Le buse est la portion de maçonnerie qui se trouve an dnan-
gement de niveau et supporte une partie de la poussée dei
portes quand l'eau les charge.
L'écluse d'aval possède les mêmes parties que l'écluse d'à*
mont, plus les murs de fuites kk qui sont un peu plus longs que
les murs dp bajoyers.
Les murs de tête d'aval sont aussi plus longs que ceux d'à
mont, par suite de la plus grande profondeur du bief.
Soiait ab [fig, 4^] la demi>largeur du sas, et c c< répaisseni
CoirSUtTTCTtOlf DES KCtOUSS. 339
Au. buse à la clef , c e^t-â-dire 6ntre le sas et le point de con-
tact des portes. On faite «/es ^/^ab, La haateur ef du buse
au-dessus du fond d'amont varie entre 25 et 3o centimètres pour
les écluses au-dessous de 8 mètres de large.
Cette partie de l'écluse doit être construite très-solidement ,
soit en pierres de taille , soit en bois , si la pierre manque.
L'appareil du buse se fait de la manière suivante :
Soit o {fig. 4^ ) le centre d'un arc de cercle tangent aux
portes aux points de contact de ces dernières avec les char-
donnets. On divise cet ace de cercle en un nombre impair de
parties égales , et ou mène les rayons qui forment les arêtes
de joints des voussoirs dont la courbe d'extrados se trouve en
dehors des portes sur le fond de la chambre de ces dernières.
Comme il n'est pas nécessaire que les voussoirs se prolongent
jùsquà la ligne transversale ^cc, on les termine de ce côté
par une maçonnerie en pierres de taille.
Quand les portes se ferment, elles frappent sur le buse ; il
résulte des chocs qui ont lien ainsi, à chaque fermeture, que si
la porte se trouvait en contact immédiat avec la pierre , elle
finirait par la détruire ; pour éviter cela, on garnit la partie
saillante du buse , du côté de la porte, d'une poutre a appelée
faux buse {fig. 4? ) > fi«e au moyen de boulons scellés dans la
pierre ; de plus la porte se trouve à i o cent, au-dessus du fond.
Les portes sont maintenues dans les chardonnets de la ma-
nière suivante :
A la partie inférieure des chardonnets (/^. 48) est une
pierre portant une crapaudine sur laquelle porte chaque bat-
tant de la porte ^ soutenue dans la partie supérieure par un
collier fixé au chardonnet.
Les chardonnets doivent être constrnits en pierres de pre-
mière qualité.
g a. — éPAlSSEURS DBS MAÇONNERIES POUR R^ISTER A LA
POUSSÉE DES EAUX.
La poussée de l'eau contre une face verticale est celle d*un
prisme ayant pour section un triangle rectangle isocèle abc
[fig, 49) ; la pression sur la tranche a 6 est donc :
elle s'exerce au tiers de la hauteur, à partir de la base.
Ingénieur Civil, tome 2. 3o
;Ko TftetsiEirB pakt». livue xv.
Soit X rëpaiisenr da mar résistant i cette poussée , on a
IMNir section du mur : H x
Soient : n 1a densité de l'eau ,
n cielle du mur.
nh* ^ h „ X
s o z
En gio4ciI» Qft fiût xcs V, A pour les murs de bajoyers;
on donne de 6» 4 70 cefttimètres de largeur, et 4o centimètres
depaisseor aux pîerfes. c[ui forment le courannement.
S 1. •*- PRSSSXOfM SUR LES PORTES.
Soient ad {fig. 5o) une porte» et F la pression sur cette porte.
On décompose P en deux forces égales et parallèles appli>
qoées aux extrémités a et d. Ce qui a lieu pour une pression
P snr l'un des battants a lieu sur l'autre. H résulte de là
qa*en </ on a deux forces concourantes, dont la résultante x
s'obtient en posant :
d'où î « =- ■
de
Les deux triangles abc,ebd sont semblables» ce qui donne :
db _ ab
de ac
FaifOBt : aa' ^^ l^ largeur»
6 c ««» /, flèche,
PXaft PI
il tient : œ <
axK^'+ÎT*
Cette force se décompose en deux autres dirigées snr les
murs de bajoyersen ac et ac. Soit^ une de ces forces égales,
on a la proportion :
OUVRAGU ACCESSOIRE! D'uN CAKAL. 53 1
et enfio : y «n -.^— ^
preuion sar les murs de bajôyers.
§ 4* ^ CONSTRUCnOK DBS POKTES.
Elles se composent (fg. 5 1 ) d'un châssis en pièces de bois
ëquarries, recouvertes de madriers. De distance en distance ,
sur la hautenr, sont des entre-toises horizontales destinées à
consolider la charpente et les madriers. Du point a an point
b de la diagonale sont une série de morceaux de bois inter-
calés dans les entre- toises et se faisant suite les uns aux autres,
surmontés d'une seule et même pièce, régnant sur toute leur
longueur, que l'on nomme bracon. A la partie supërienre est
une longue poutre > appelée balancier ^ chargée à son extré-
mité A, de manière à faire équilibre au poids de la porte et
en rendre la pression sur le collier moins forte. Tous les joints
des poutres sont maintenus par des équerres en fer.
La crap;^udine inférieure se construit comme l'indique la
figure Sa.
Depuis quelques années, on supprime le balancier. Commo
il était utile à la manœuvre des portes, on l'a remplacé par
un appareil à engrenage, comme on peut le voir an canal
Saint-Martin.
Les ventelles sout les petites vannes qu'on lève pour dé-
verser les eaux du bief supérieur dans le bief inférieur. Elles
sont manœuvrées, comme nons Savons déjà dit, au moyen
d'une crémaillère à engrenages.
ARTICLE IV.
OUVRAGES ACCESSOIRES.
Les constructions accessoires des canaux sont :
1* les prises d'eau,
a* les aqueducs d'écoulement ,
3** les déversoirs,
4® les ponts ,
5® les digues de barrage.
, — PRISES D EAU.
Duteslieu.à l'endr
taçe. On construit un pontceau derrière lequel est un déver
Les prises d'eau ont toutes lieu, à l'endroit du bief de par«
lever-
332 TROISIÈME PAATIE* LIV&F. IT.
soir donnant au canal une quantité constante d'eau par vingt-
quatre heures. Cette quantité est réglée soit par des Tannes
placées aux digues des étangs qui servent à l'alimenter, soit
par des poutrelles passant dans des coulisses , quand l'ali-
mentation a lieu au moyen d'une rivière.
La construction de ce pontceau se fait de la manière sui-
vante :
A est la rigole qui sert à alimenter le canal.
A' A' sont deux vannes de décharge pour le trop plein, allant
rejeter les eaux de la rigole dans lès fossés du canal.
B eàt le pontceau.
C est le Dief de partage.
D est le déversoir.
g 3. -> AQUEDUCS.
Lorsque Ton vent réparer un canal , il faut quelquefois pou-
voir faire écouler par-dessous les eaux qui servent à Talimen-
ter. Cela a lieu toutes les fois que le canal est perpendiculaire
au lit de la rivière dont on a interrompu le cours pour le
canal. Dans ce cas, on construit ces aqueducs avec murs eu re-
tour, de préférence aux murs en ailes , et on leur donne la
forme représentée figures 53 et 54.
A est le canal et B l'aqueduc ; on laisse , entre l'extrados de
la voûte et le fond du canal, une épaisseur de 8 à lo centi-
mètres , en ayant soin de recouvrir la voûte d'une couche de
béton surmontée d'une couche de mortier lissé.
S 3. — DBVBRSOIJIS.
Les déversoirs sont des ouvrages destinés à retenir les eaux
jusqu'à un certain niveau, au-delà duquel elles s'écoulent.
Les premiers déversoirs ont été construits comme le repré-
sente la figure 55 ; mais il» furent bientôt détruits par les af-
fouillements de l'eau à la partie inférieure d'aval. On les a
alors remplacés par la section représentée fg. 56. On a aussi
exécuté les déversoirs à siphon, qui avaient l'avantage de pré-
venir encore mieux les affouillements que les précédents, mais
dont la cQnstrnction entraînait certains inconvénients.
g 4- — POMTS.
On distingue deux espèces d« ponts pour les canaux :
1* lesponts^queducs;
a« les ponts de passage.
eUYBAGBS ACCISSOIAES d'uM CANAL. 333
lies ponts-aqaeducs s'emploient, toutes les fois qu'un canal
doit passer au-dessus d'une rivière on d*un ravin profond.
Alors^ suivant la largeur de ces ponts, on a à résoudre, quant
à leur construction, toutes les difficultés que nous avons exa-
minées lors de la construction de ces dernières.
La largeur des ponts^aqueducs doit être telle que le bateau
circulant dessus, ne déplace pas trop vite l'eau, ce qui aurait
pour ioconvènient de détruire les berges et aussi de produire
des vibrations très-nuisibles.
Ou nomme ctinette, la portion du canal supportée parle
pont.
Outre la cnnette, le pont-aqueduc doit encore contenir un
terre- plein pour les chevaux, et un garde-fou.
La plus grande difficulté à résoudre dans l'établissement
des ponts-aqueducs, c est d'empêcher les filtrations qui ont
lieu par les lézardes qui se manifestent toujours lors du tas-
sement dei voûtes. On a proposé successivement l'emploi dA
la fonte ou du mastic de bitume pour construire les cunettes ;
mais la fonte serait pire peut-être que le mortier, et le mastic
de bitume est susceptible de se fendiller. '
Les ponts de passage sur les canaux sont de deux espèces :
Les ponts fixes,
Les ponts mobiles.
Les ponts fixes se fout en bois ou en maçonnerie, mais de
préférence en maçonnerie, et constituent les pontceaux dont
nous avons déjà étudié la construction.
Il faut avoir soin, pour ces ponts, de réserver toujours «i-
dessous un chemin de hallage de i à a mètres pour le service
de la navigation. Rarement on les fait en plein-cintre; c'est
presque toujours un arc de cercle dont la naissance est à a
mètres au-dessus du chemin de hallage.
Les ponts mobiles s'emploient toutes les fois que le canal
traverse une route presque au niveau du terrain naturel,
comme cela a lieu au canal Saint-Martin, à Paris. On en dis-
tingue plusieurs espèces, savoir :
Les ponts-levis.
Les ponts tournants ,
Les ponts il bascule»
Les ponts roulants.
Les pont'levis sont ceux dans lesquels le tablier se lève en
toumaat autour de l'un de ses côtés parallèles au canal comme
axe.
334 TROISIÈME PARTIE. LIVRE IV.
Les ponts tournants sont ceux qui décrivent un quart de
cercle autour d'un axe situé à une distance du mur du canal
égale à la moitié de leur largeur^ de manière à se loger tout
entiers sur le sol pendant le passage du bateau.
Les ponts à bascule ^ comme leur nom l'indique, sont des
ponts-levis à deux tabliers , de poids égaux , dont l'un est sur
le canal et l'autre sur une fosse.
Les ponts roulants sont ceux dont le taWier est allongé en
dehors du canal d'une quantité suffisante pour pouvoir porter
en entier sur des rouleaux.
De ces quatre espèces de ponts, deux sont presqae généra-
lement employées , ce sont :
Les pouts-levis et les ponts tournants; aussi ne nous occu-
perons-nous que de la construction de ces ponts.
1° PontS'levis.
Suivant la largeur du canal à traverser, ils sont de deux
systèmes :
Ponts-levis à une volée,
Pont-levis à deux volées.
Dans les premiers, le tablier est d'une seule pièce et porte
sur les deux berges opposées du canal.
Dans les seconds , il y a deux demi-tabliers qui se lèvent
chacun d'un côté et viennent, en plans inclinés, se réunir sur
le milieu du canal.
Quel que soit celui de ces deux systèmes que l'on adopte, la
construction est la même.
Le tablier se compose d'une série de poutres loneitudinales,
par rapport à la route, parallèles et reliées entre elles, à leurs
extrémités, par des moïses. Ces poutres ou longerons sont re-
couverts de madriers 4'une épaisseur de o."o6 formant plan-
cher inférieur, affleurant les moises supérieures ; ce tout est
recouvert d'un second tablier régnant sur toute la longueur,
mais ayant les joints parallèles à ceux du plancher inférieur,
c'est-à-dire transversaux.
Les figures Sy, 58, 5g, 6o représentent un pont-levis. Les
tourillons du tablier sont maintenus par les montants A, au
moyen d'un gond k charnière {Jig, 58).
On appeWe Jlèche f la pièce CD. On la charge, en C,d'un
poids suffisant pour que la levée du pont n'exige d antre travail
que celui nécessaire pour vaincre les frottements.
La figure 6o indique la manière dont est maintenu ans tou-
rillon après le chapeau.
OUVRAGES ACCESSOIRES d'dN CANAL. 335
Pour qne le système soit eu équilibre pendant toate la ma-
nœuvre , il faut que :
lO Les quatre points mnpq forment les sommets d'un paral-
lélogramme ;
n^ la ligne CG soit parallèle à m G', G, G* étant les centres
de gravité des deux systèmes,
a° Ponts tournants.
Quand ils sont petits, on les supporte sur un seul pivot.
Quand ils sont grands on les supporte sur un charriot à galets.
Ces pontSy qui sont les plus fréquemment employés, peuvent
se construire de plusieurs manières différentes, et il n'y a pas,
pour eux, de méthode fixe comme pour les autres. Les char-
riots à galets sont une fort bonne chose , mais ils coûtent cher
et se détériorent facilement par suite de l'impossibilité dans
laquelle on est de conserver aux galets les mêmes dimensions,
et partant , de les faire marcher régulièrement.
On nomme bascule, la portion du pont située entre l'axe de
rotation et la rive intérieure; on lui donne ordinairement les
deux tiers de la volée, ou tablier du pont, entre l'axe de ro-
tation et la rive opposée.
Pour soutenir la volée, on élève des colonnes sur les lon-
gerons extérieurs dans le plan passant par l'axe de rotation,
perpendiculairement à la ligne de passage; on relie ensuite les
parties supérieures de ces colonnes aux extrémités longitudi-
nales du tablier, au moyen de hauts-bans en fer forgé, ce qui
forme deux tiiangles adjacents.
Cette disposition, employée sur le canal Saint-Martin, est
bonne pour des largeurs qui ne dépassent pas 5 mètres.
Les longerons , disposés sur trois étages, sont assemblés
au moyen de triples moises dent les boulons sont passés en
dehors, afin de ne pas affaiblir les pièces qu'elles relient; elles
sont de plus entaillées légèrement aux points de contact, ainsi
que les longerons, pour que le tablier ne prenne aucun mou-
vement.
Dans les ponts tournants , il faut, pour qu'un bateau puisse
passer à l'aise, que la demi-largeur du pont soit moindre que
la distance du pivot au mur du canal adjacent, cela, afin qne,
le pont étant ouvert, il n'y ait point de saillie autre que celle
du mur.
La position du pivot, par rapport à l'axe de passage du
pont^ n'est pas constante.
336 TAOISIEMB PARTIE. LIYAB IV.
Dans le cas précédent , elle est sar cet axe même, à nne dis-
tance de la rive plus grande que la demi-largear du pont.
Dans d'autres cas , elle est sur le bord du tablier, et alors il
n'y a pins qu un quart de charriot sons la bascule , portaat
sur une demi-circonférence placée sur le sol. Cette disposition
existe au pont tournant de la Villette.
Les figures 6i et 6a {PL XXIII) représentent les deux po-
sitions de l'axe de rotation A.
I 5. — ALIMENTATION DIS CANAUX.
Lorsque Ton construit un canal, il est souvent nécessaire
d'aller chercher les eaux d'alimentation en un point éloigné
du bief de partage. Alors, pour amener ces eaux, on con-
struit une rigole dont on calcule la section et la pente.
Si , par exemple , les eaux que l'on va chercher appartien-
nent à une rivière, il faut choisir le point de prise d'eau dans
cette dernière, de manière que la rigole ait une pente suffi-
sante pour l'écoulement convenable des eaux dans le canal , ce
qui s'obtient en faisant un nivellement. 11 faut, en outre , et
cest le principal, prendre pour direction de la rigole, le ter-
rain dans lequel les déblais sont éeaux aux remblais.
Il existe en France beaucoup de localités où les biefs de par-
tage sont si élevés , que l'alimentation du canal par les cours
d'eau voisins est insuffisante , ces derniers étant d'autant plos
faibles qu'ils sont plus élevés aussi. Alors on fait des approvi-
sionnements ; on barre les vallées dans lesquelles passent les
eaux que l'on veut recueillir et on les convertit ainsi en étangs
plos on moins vastes.
Le bief de partage du canal du Centre offre on exemple re-
marquable de ce genre d'alimentation. Outre une petite ri-
vière qui le longe sur toute son étendue et dont les eanx sont
retenues pour l'alimentation du canal, il y a dans les environs,
jusqu'à une lieue et demie de distance , des étangs artificiels
dont les rigoles viennent se réunir eu un même point du bief
de partage; l'un d'eax, l'étang de Torcy,est d'une dimension
remarquable.
Pour barrer une vallée dont on vent recueillir les eaux, on
fait une digue dont la partie inférieure est pins haute que le
niveau de l'eau dans le canal , afin qu'on paisse non-seule-
ment vider l'étang tout entier, mais encore donner une pente
suffisante à l'écoulement de l'eau. On a soin, en outre, de con-
'^-•lire cette digue dans la partie de la vallée qui offre le moins
?;ettr pour le mur de soutennement.
• DVRAGES ACCESSOIRES d'uN CANAL. 337
Il y a plusieurs manières de construire les digues :
I» En terre seule (fîg. 63, PL XXIII), et alors on fait :
GB == A
EF = 0,3 h
AB = 2,5 k
CD == 1,8 h
Ce genre de digue a Tinconvéoient de filtm* le« eaux et
d'en perdre beaucoup.
3^ Pour remédier aux fiitratioas, on a fait des dignes en
terre de mêmes dimensions, mais garnies intérieurement d'un
corroi en terre pétrie et pilonnée par couches suocessiTes. Ce
corro» a les dimensions proportionnelles suivantes :
h' » 0,80 h
rr » */« EF
A'B «= CD' « Vî A'
3« Lorsqu'il y a une grande hauteur d'eau à soutenir, il
arrÎTe que dans les grands coups de veut , la masse d'eau os-
cille et tend à détruire la digue.
Pour remédier à cet inconvénient, on a revêtu le talus
d'un perré du côté de la retenue. Mais les vagues, en battant
sur le perré, ont fini par délayer les terres en-dessous et les
entraîner, ce qui a détruit le perré.
4^ Alors, pour éviter l'inconvénient des perrés d'une seule
masse solidaire sur toute la hauteur, on a construit des per-
rés à redent {fig. 64).
S^ Enfin, dans ces derniers temps , on a adopté la disposi-
tion représentée fg. 65 , dans laquelle le perré à redent est
remplacé par une série de petits murs étages et reliés entre
eux par un pavé.
&* Lorsque la hauteur des eaux dépasse 1 3 mètres , il est
impossible de faire les digues en terre, et alors il faut les faire
en maçonnerie, ^it par moitié, comme daûs la figure 66, soit
en totalité, comme dans la figure 67.
Dans le premier cas, on a :
BD=A
CD = 0,3 h
ABs=o,45/^
Dans le second cas on a :
AB = 0,5 h
CD = 0,33 A
EF = 2 mètres.
Les deux murs sont en talus.
338 TROISlàMB PARTIE. LIT&E IT.
Las digues , quel que soit leur mode d'exécution , sont mu-
nies des constructions accessoires suivantes, savoir :
Un déversoir ,
Une bonde de fond.
Le déversoir est indispensable pour empêcher les eaux de
s'élever indéfiniment dans l'étang, et se construit de la manière
représentée fig. SB. Il est composé d'une série de banquettes
hautes de 4 mètres et recevant successivement les eaux de la
banquette supérieure dans un refouillement dont le but est de
faire fsiire matelas à l'eau qui y séjourne, quand celle du
dessus se déverse.
La bonde de fond s'emploie tant pour donner de l'eau au canal,
au fur et à mesure^des besoins, que pour vider l'étang. Elle se
compose d'un puits pratiqué dans la digue et venant commu-
niquer avec une galerie en maçonnerie pratiquée à la partie
inférieure , et formant la tête de la rigole. Cette galerie, de 60
centimètres de large et voûtée , a une hauteur qui varie entre
90 centimètres et 1 ."So. Elle est fermée par une vanne dont
la queue est dans le puits et s'élève jusqu'en haut de la digue,
où elle se manœuvre au moyeu d'un cric. Cette vanne ne
ferme pas complètement la galerie, ce qui rendrait sa ma-
nœuvre trop dure ; une partie est fermée par une paroi fixe
[fy- 69 ).
ARTICLE V.
HAVIGATION SUR LES RIVIÈRES.
Il n*est pas une rivière qui n'oppose quelque obstacle à la
navigation. Celui de tous qui se présente le plus fréquemment
sur les rivières navigables, c'est l'abaissement du niveau des
eaux. Pour y remédier, il n'y a d'autre moyen que de canali-
ser la rivière elle-même, comme cela a eu lieu pour l'Oise, et
serait si avantageux pour U Seine; si les dépenses à faire n'é-
taient pas aussi considérabMi. qu'elles le sont.
La canalisation des rivières navigables consiste dans l'éta-
blissement d'écluses à déversoir de distance en distance, aui
points du lit lès plus élevés, le barrage ayant l'avantage d'éle-
ver le niveau des eaux en ces endroits.
Le meilleur système d'écluses pour les rivières canalisées est
celui des écluses à sas placé sur le bord de la rivière entre U
rive et le barrage à déversoir AB {Jig.'jo). Ce dernier se troo-
vant en amont de l'écluse, l'eau ne presse contre le mur AC
que quand le sas est plein.
KAVtdAtloif iuH tti RtriàiLtâ. 339
Pour cottstrnire une écluse à déversoir, on commence par
l'écluse. A cet effet, on établit un bâtardeau autour de l'en-
droit où elle sera placée ; ce bâtardeau est analogue à ceux
employés ponr la fondation des piles des ponts.
Suivant la vitesse de l'eau et la nature du terrain , on en-
fonce plus ou moins les pieux, et fonde à sec ou sur béton.
I/es écluses pouvant être submergées par les hautes eaux ,
on a soin , quand une forte crue arrive , d'ouvrir les portes et
de les fixer dans leurs enclaves, afin que les eaux s'écoulent li-
brement et ne produisent pas d'envasement.
En général, les écluses en rivières n'ont par de murs de chute;
on fait des cannelures dans les buses, et les portes sont munies
de vannes qui ferment ces cannelures. De cette manière, le
gravier, charrié par l'eau, est entraîné quand on ouvre la
vanne, ce qui permet à la porte de s'ouvrir facilement.
Les barrages se font de plusieurs manières , savoir :
!<> En maçonnerie, ils sont à parois verticales comme celui
que nous avons représenté/^. 55, ou à parois inclinées,
comme celui représenté fig. 56.
1^ Lorsque la rivière est sujette à de fortes crues d'eaux, si
Ton yeut éviter l'inondation des berges, on constmit le bar-
rage représenté fig, 7 1 :
AB est la face en amont,
CD est la face en aval.
Il se compose d'une série de piles en maçonnerie, munies de
coulisses dans lesquelles sont des vannes ou des poutrelles ;
lorsque la crue arrive, on soulève les vannes ou lève les pou-
trelles^.et l'eau passe dessons.
Il faut, pour ces barrages, que l'intervalle entre les piles
soit pins large qu'un bateau.
H existe, du reste, un grand nombre de fermetures des riviè-
res ponr les crues instantanées ; ces diverses fermetures sont
comprises sous la dénomination générale de barrages mobiles.
Quand les barrages sont submersibles, c'est-à-dire suscep-
tibles d'être couverts par les eaux , on fait au-dessus une petite
passerelle ponr les hommes chargés de la manœuvre des
rannes.
LITRE T.
GOMDUITËS D'EAU DANS LES TILLES.
Pour établir des conduites d'eau dans les Tilles, oa coin-
mence par amener Teau à une hauteur suffisante pour domi-
ner les points où elle doit être déversée; de plus, on déter-
mine la quantité d'éau qui doit être dépensée. On oonsamme
généralement en France « dans les villes, un pouce de fontar-
nier par mille habitants, dans vingt-quatre heures.
Le pouce de fontainier est la quantité d'eau qui s'écoule par
un orifice circulaire de un pouce (27 millim.) de diamètre sous
une charge moyenne de 7 lignes(i6 miilim.}, c'est-à-dire, une
hauteur du niveau au-dessus du centre de l'orifice égale â 7 li-
gnes (16 millim.).
Il s'écoule ainsi ig.n'C'ïpSS d'eau par vingt-quatre heures ,
d'où ou conclut qu'un habitant consomme, par vingt-quatre
heures, 19 litres d'eau , en moyenne.
En Angleterre , la consommation de l'eau s'élève jusqu'à 90
litres par habitant et par jour.
Connaissant la quantité d'eau que l'on a à distribuer, il
faut savoir si la source à laquelle on puise est capable de la
produire.
Pour cela on procède au jaugeage.
§ l*'. — JAUGEAGE d'une PETITB SOUECE.
On fait arriver les eaux dans un bassin , sans avoir égard au
niveau. On perce autour de ce bassin une série de trous égaux
et tous à la même hauteur. On reçoit l'eau qui s'écoule de l'an
d'eux pendant un temps déterminé; on réitère plusieurs fois
la même opération, et dans différentes saisons, puis on prend
le résultat moyen obtenu par l'écoulement de l'eau par cet
orifice. S'il donne n litres d'eau par seconde, et s'il y a p trous,
pn est le nombre de litres d'eau donnés par la source par se-
conde.
Le nombre et la grandeur des trous doivent être tels que
l'eau qui s'écoule par eux soit d'un volume au moins égali ce>
lui de l'eau qui s'écoule de la source. Généralement il vaut
mieux les faire plus grands.
C05DUtTSS DSAir OAlfS US VILLES. 34k
8 a. — JAUGEAGE d'uWE SOURCE MOTENNE.
On barre le cours d'eau, si c'est un ruisseau. On pratiaue
r^^«> / r- _- m ^w¥*> i î^_ !• t i . *\ *■
connaissant la hauteur du niveau au-dessus de cette fente et
sa section, on a théoriquement (Jig. ^3 ) :
ac xsz l
de s=s H charge génératrice
Q 3t= volume
V ta» vitesse.
Si H et A (^9. 74) représentent les haotears des arélet
horixootales de Torifice , on a la formole pratique :
Un autre mode de jaugeage consiste à régulariser le cours
d'eau sur une étendue sumsante, de manière qu'il ait partout
sensiblement même section; sur 3o mètres de long par exem-
ple. On mesure la vitesse à la surface au moyen d'un flotteur.
La vitesse à la surface étant connue , on la multiplie par
0,8 et on a la vitesse moyenne.
La section multipliée par la vitesse dans une seconde de
temps, donne le volume écoulé par seconde.
8 3. — AQUEDUC.
Pour amener l'eau jusqu'au point où elle est puisée et élevée
dans le réservoir, il faut établir un canal ou un aqueduc sou-
terrain.
Appelons R le rapport entre la section d'écoulement S et le
périâkètre de cette section P {fig-jb), on a :
S
d'où: ^"""T"
Ingénieur Cwily tome 3. 3i
34^ TROIiUMÊ PABTn. LITM m
Or, on a trouvé par expérience :
R I » 0.000034*65 y -f. 0.000365543 V *
H
I étant la pente j, ccst-à-dirc -- — , le quotient delahau-
Li
teur par la longueur. ^
On se donne V et R quaudon sait la quantité d'eaa à écou-
ler , et on en tii^ I.
Il faut faire en sorte que ce canal soit le moins long pos-
sible.
Il faut empéclier les eaux pluviales de venir se mêler aux
eaux de l'aqueduc s'il est souterrain.
L'aqueduc d'Arcueil a i ."8o de haut, o.*5o-f-o."5o de large,
moitié pour l'eau, moitié pour les hommes.
Un autre aqueduc {fig, 76) a les dimensions suivantes :
AB«i."4o, CD«o»5o,BD«xi.»5o,EF=a."
Si l'on emploie des conduites en tuyaux , on dispose les joints
des tuyaux qui sout à même la rivière, comme le représente
la figure 77.
De cette manière, les deux portions de sphères peuvent se
moavoir l'une dans l'autre, et les tuyaux, par là , suivre les
inclinaisons du lit de la rivière.
§ 4. _ ÉLÉVATION Dl L*IAU.
Ppur élever l'eau , on se sert de pompes aspirantes maes par
une machine à vajieur, une roue hydraulique, ou des che-
vaux, suivant l'économie que présente chaque système, et la
quantité d'eau à élever.
On peut amener l'eau à la pompe de deux manières :
i<> En étendant le tuyau d'aspiration jusqu'à la rivière.
2^ En faisant un aqueduc comme nous avons dit plus haut*
Le premier de ces moyens doit être rejeté dans tous les cas»
Soient h la hauteur du réservoir ;
Q le poids de Teau à élever par seconde ;
Q A est égal au nombre de kilogrammètres à produire.
qh
D'où : — r — == n chevaux vapeur, théoriquement. Pra-
75
tîquement, le travail à dépenser est plus considérable, c
on peut le voir à l'article qui traite des pompes (Mécanique).
CONOVrTBS d'EÀV D1H8 LES TILLM. 343
Les frottements dans les conduites sont très-forts.
Toutes les fois ou'il y a un coude dans la conduite, il se pro-
duit un choc qui fait perdre à l'eau une quantité considérable
de vitesse.
$ 5. — RÉSERVOIR ET CONDUITES.
La consommation de l'eau étant variable, il faut toujours
avoir un réservoir.
Les dimensions du réservoir doivent être telles qu'il puisse
contenir la quantité d'eau nécessaire à l'alimentation de la
ville pendant vingt-quatre heures. On en fait de plus grands.
Les eaux sorties du réservoir sont portées dans la ville par
des conduites.
Il y a une conduite principale à laquelle s'adaptent des
conduites de plus petit diamètre, lesquelles servent de con>
duites principales pour d'autres, et ainsi de suite, comme les
branches d'un arbre. Les conduites d'où sort l'eau se nomment
branchements.
Quand on a établi un aqueduc au lieu de conduite princi-
pale, la charge d'écoulement est la même dans tout l'aqueduc ,
ce qui est un avantage.
§ 6. — CALCOL DES SECTIONS DBS CONDUITES.
La conduite principale conserve le même diamètre dans
toute son étendue.
L'expérience a donné les résultats suivants :
Pour une conduite recevant de l'eau d'un réservoir par une
extrémité, et la perdant par l'autre, en totalité :
V4 T>J « 0,0000175314 V + 0,000. 348559 V«
D as diamètre ;
j mx inclinaison par mètre »— ;
V Bsa vitesse d'écoulement ;
h csa hauteur ;
b ES base.
En résolvant par rapport à V, on arrive à :
C étant nn coefficient variable.
344 TRoisiBMB PlETiB. LIVRE V.
Cette formule est plus exacte que la précédente.Oa a trouvé :
Poar V « 0,0B par " C == 49,17
0,tO «1,93
0,20 23,97
0,50 24,83
0,40 25,26
0,50 25,56
1,00 26,18
2,00 26.47
00 26,48
Quand V est iaconnu, on met C = a5,26, et on calcule V
correspondant; alors, on obtient une autre valeur pour G, et
ainsi de suite.
Supposons, par exemple, que Ton connaisse Q etj, et qu'on
demande V et D :
on a : -^ C y^j D == Q; on lire de là U valeur de
4
D, et on a par la formule :
Or, Yolci ee que Ton fait pour le ¥olama d'eau à déponier :
Q = volume.
ttC
d'où : Q == -^ — y]W=- C ^/j ïfi
4
ri
On a calculé à part C »= -^ — » d'après les yalean deC
4
ci-dessus , et on a trouTë :
Pour V «= 0,05 . . . . C «=15,06
0,10 47,22
0,20 18,83
0,30 19,50
0,40 19,84
0,50 20,07
1,00 20,56
2,00 ao,70
00 ai,04
« CONDUITES O*BA0 DANS LES VILLES. 34 S
Ofl peol mettre la formule soas la forme :
■»J-
Ayant la formule : D » r --= —
comme on eonnatt Q el^', il faut se donner C^
Par ciemple C» 30,07 donoerait Y c»0.m50.
Or si , ayant ealealé D, et de là Y, par la formule Y •» C
J/y D = 25,56 j/y D, on tronie pour Y une valeur pins
grande on plus petite que 0.1^50, il s'ensuit que Ton a pris
G et G' trop grands ou trop petits.
Nova avons dit que y «mil l'inclinaison , e'est*à-dire .~~.
6
Proposons-nous de trouver quelle sera la charge qui pro-
duira réconlement au point a (fiff. 78).
Appelons cette charge /t*.
il est plus petit que h, La perte de charge au point a est
A — A'.
^o point a, si l'eau tombe par sa gravité :
Y«ikJ^2flfA'
k étant Je coefficient de contraction eC de fit>tteracnt. de la
veine fluide au sortir de l'orifice.
On a, dans le tuyau, au môme point a ;
Y«=Gf//D^
d'où: GVD = **2^*'
ei: A' «----- -- — , et coraroc/*« — ., h' — -77-
D
2^6
Théoriquement, il faudrait h' == h,
G* D
** tgh
est la Qoefficiant variahlQ fuîTint D, fr > G.
346 TROISIÈME PARTIE. LIVRE V.
U est inutile de calculer /»' pour les tuyaux.
Voici le cas général [fig. 79) :
Un réserToir d'eau a, pour hauteur génératrice de Técou-
lement, H au point a. L'eau passe par une première con-
daitea& » L dont rinclinaison est -—, et ensuite par une
seconde conduite 6 c = L' dont Tinclinaison est — • , pour,
de là, s'èloTer à une hauteur H' connue.
On demande les diamètres des tuyaux L et L'.
Pour cela, soit h la hauteur génératrice ineonnae qui pro-
duit l'écoulement dans le tuyau L'.
Cette hauteur h est celle où s'élèverait l'eau dans la colonne
h pendant son écoulement dans les tuyaux, hauteur qui serait
égale à H + «^» s'^* Y ^^^^^ repos.
Imaginons un tuyau qui partirait de a pour aller en b\
ignorant d'ailleurs si 6' et plus bas que a , on a :
Mais j = — ~-r « o'o"
donci ^ ^ r ^^
Equation à deux variables, qui, pour A=oH-f-« donne
D = 00 ; ce qui prouve de suite qu'il n'y a que sur un plan
que l'eau ira de a en b\ Mais pour A = H + ss, Q = o.
Le parti pratique que l'on peut tirer de cela est que plus
D sera grand, plus la charge au point b sera grande. Allons
plus loin :
Il y a écoulement de 6 en c; si, comme plus haut, nous
supposons un tuyau de 6' en c, nous aurons :
Donc maintenant deux équations à trois inconnues D}D*\ fc*
De même ici, pour A ;>» H' -1. ;;, d' = 00 ;
Q=»o.
CONDUITES d'sAU DANS LES VILLES. 34^
Mais h décroît à mesure que D' augmente, c'est-à-dire que
pluft le diamètre est grand , moins la charge génératrice a
besoin de l'être*
Combinant ces deux équations :
^r,^w^l+lL-lL
d'où : Q»(L'>'D»+L»'D'5)«C'»D5D'«(2'+2-H'+H)
équation symétrique par rapport à D et D*. On en tire :
D5«.
C'8(a'+« — H' + H)— '^
D/5
Pins D' augmente, pins D diminue, ce que nous savons
déjà par les remarques suivantes :
Plus D augmente, plus h augmente.
Plus h augmente, plus D' diminue.
Donc, plus D augmente , plus D' diminue.
Comme ces deux diamètres ont des avantages qui se détrui-
sent sans cesse, feisons-les égaux entre eux, ce qui est avan-
tageux en pratique :
Q«DS(L»» + L"')==C'»D*o(s' + « — H' + H)
d'où :
§ 7. — APPLICATION.
Un réservoir {/ig. 80) est chargé de fournir de l'eau à des
branchements /c, gd^ /ie,par une conduite principale bcde.
Nous supposons qu'aux points/,^, /i, il faille que l'eau s'élève
de H ', H" et H"', afin de bien ressembler au cas précédent.
el{
r-
H + *-
~h
- D>
w —
L
y
* + »-
H'
- .i*
'^ 1
y
* + »'-
-k'
- nu
'^ V
S»
cl:
J^g TftOUliMB PARTIE. LITM ▼
Oaa:
1. . . . . Q-C
Pour cUaqu* drax équations, il y a trois inconn«es A,
D,rf.
L'inconnue A peut être éliminée comme précédemment , et
an lieu de six éqoations à neuf inconnues, il n'y aura plus qoe
trois équations à six inconnues.
Nous n'aurons pas, comme dans le cas précédent, des valean
symétriques pour D et </, parce que 9 n'est pas égal à Q.
D'autre part, pour la grande conduite, on n'aura pas noa
plus des valeurs symétriques pour D et D*, car Q — 7 n'est pas
égal à Q.
Le volume de l'eau se trouvant, en général, au numérateur
de la valeur du diamètre, il s'ensuit que, quand ce volume
diminue, le diamètre diminue. Mais comme trois inconnues
sont arbitraires, faisons les différents diamètres D, D', D", de
la grande conduite, égaux entre eux, les valeurs des petits
diamètres seront dépendantes d'un seul, et, d'à près oe que noas
avons dit plus haut : quand l'un augmente, l'autre dimioae,
il n y a point de pertes (peu importe le que les valeurs soient
symétriques, parce que Tnn des diamètres est toujours an
dénominateor), nous aoroos trois équations à quatte ia*
CONDUITES p'EAIÏ DAN« I^S VILLES. 349
N0114 cboisiroQ$ Dp et nous en déduirons d,d\ d".
Pour obtenir des valeurs réelles de d, d\ d*', nous pouvons ,
sans être obligé de réduire les six équations à trois, déterminer
quelle est la valeur minima de D^ d'après l'équation :
,^c.//H+*-r
D»
laquelle a lieu pour le tuyau par où s'écoule la plus grande
quantité d'eau, c'est-à-dire le premier.
Cette valeur minima doit être plus grande que celle que
Ton obtiendrait |)onr D^ en faisant hs^o.
h = H-\-z donne O'^ =■ oo,
done D est comprii eairo qo et •
Cette valeur de D étant la plus grande, satisfera aux autres
tuyaux. Elle est au gré de l'ingénieur.
Il n'y a plus qu'à déterminer G', que l'on suppose connu.
Prenens C « 49,84
Alors V î= 0,40, et C è== 25,2 6
Maïs V= 25,26/70" (I)
j étant l'inclinaSson du tuyau dans lequel on opère.
Ce qui fait conclure de suite que G' n'est pas le même pour
les différents tuyaux.
j et D sont déterminés, puisque G* est donné.
On tire V de l'équation ( i ) .
Cette valeur de V est plus petite, ou égale ou plus grande
que o,4o. Si elle est égale. G' a été pris bon, et D est bien dé-
terminé. Mais si V tiré de (i) est plus petit que o,4o, G a été
pris trop petit ; alors , si on augmente c, on augmente o,4o \ ces
deux valeurs de V se poursuivent donc.
D'autre part, en examinant :
4D
on en déduit V.
dSo nomÎMi PAtm. livei t.
Mais C0ai9»84t V^ > détermine V, répond à V^ o^o. U
flDi donc qo« Y iiré de — fçit égal à 0,40. S'il etl pins
petit, alors D est trop grand ; donc C* est trop petit « ear il fait
partie da dènominateer de B. Alors 0,40 croît et les deux
valears de Y se poursuivent comme précédemment. Ceci est
pour les injaoz D, D'; ear pour le grand loyao on s'est donné
D, et comme : V — ^^ , on a C.
^ Quand les tuyaux présentent des points cnlminanto. Pair
s'y accumule et empécne Técoulement de Teao.
Ou y adapte alors l'appareil représenté figure 8 1 .
A est une boule creuse qui monte quand le vase est pkta
d'eau et ferme la soupape.
La déperdition par les coudes a été trouvée, pour un coude
rectangulaire, égale à trois fois la hauteur de charge due à t«
vitesse.
Ainsi, si 4 H est la charge génératrice de la vitesse pratique
dans un tuyau longitudinal ; après un coude à angle droit, la
charge génératrice de l'écoulement n'est plus que H.
IIVRB VI.
PONTS.
Les ponia sont des conttrnctiom propres k éuhUt la eom-*
tnunicaUon entre deux portions dune route coupée par un la-
vm, un cours d eau ou toute autre excaration naturelle.
On distingue trois espèces de ponts :
Les ponts fixes.
Les ponts mobiles.
Les ponts volants.
Les ponts fixes sont ceux qui se construisent pour rester
éternellement dans la même position.
Les ponts mobiles sont ceux qui peuvent se déraneer dans
un sens quelconque, par suite dès circonstances extérieures
Les ponu volants soot ceux qui peuvent se transporter d'un
lieu dans nn autre. '^
Les ponts fixes se construisent en {
Pierre,
Fer,
Cordes,
Bois,
et s'établissent généralement sur des cours d'eau.
On nomme :
, Passerelles, les ponts où les piétons seuls passent.
Ponu-viaducs, les ponU au-dessous desquels il ne passe pat
Ponts-aqueiluci, les ponts établissant la communication entre
deux portions de canal.
Les ponts mobiles se construisent en ;
Fer,
Bois,
? «/tablissent généralement sur des canaux ou sur des fossés
4e fortincations.
Suivant le mode de changement de position qu'ils affectent,
on distingue : , ^ '
352 TROISIÈME PARTIE. LIVRE Vt.'
Les ponts levis ,
Les ponts tournants.
Les ponts roulants ,
Les ponts à bascule.
Les ponts volants se construisent en :
Fer,
Bois,
et s'emploient dans les armées, pour traverser de petites ri-
vières.
Les uns sont en compartiments qui s'assemblent sur place;
les autres se transportent tout assemblés et s'allongent an
moyen d'un mécanisme.
CHAPITRE PREMIER.
PONTS FIXES.
Les ponts fixes se composent d'une ou plusieurs ouvertures
appelées arc/tej quand elles sont en pierre, et travées quand
elles sont en bois.
Les arches sont séparées par des points d'appui appelés ][»ks
quand ils sont en pierre , et palées quand ils sont en bois.
Les appuis extrêmes se nomment culées.
Lorsque les ponts n'ont qu'une seule ouverture, on les
nomme poniceaux.
Pour construire un pont , il y a plusieurs choses à examiner,
savoir:
L'emplacement ,
Le débouché,
La forme.
Le mode de constrnetioD.
ARTICLE I».
EMPLACEMENT.
Déterminé par deux portions de routes qui abontissent
chacune à une des rives du cours d'eau ou du ravin à traverser,
le pont peut présenter des inconvénients à être exécuté dans
la position que lui assigne cet état des choses.
Le principal inconvénient est qu'il peut se trouver iadinè
par rapport à la direction du courant de la rivière.
*»0»T8 ïlXEi. 353
Alors, nôn-seuIement il est plus long que s'il était perpen-
diculaire à ce courant, mais encore il est d'une construction
difficile, si l'on veut que la direction de ses piles et culëes
soit la même que celle du courant, pour qu'il ne soit pas ex-
posé à la poussée oblique de l'eau pendant les crues.
De plus, les rives, en cet endroit, peuvent être basses, et,
par conséquent, peu favorables à l'établissement d'un pont
sur un cours d'eau navigable ; le sol peut être mauvais et né-
cessiter non-seulement des terrassements considérables, mais
encore des constructions coûteuses et des travaux pénibles pour
empêcher les infiltrations.
Il suit de là que , quelle que soit la direction des deux routes
que Toiï vent relier l'une à l'autre, on commence par choisir,
dans le voisinage des ces routes, un emplacement favorable à
la construction d'un pont.
Les ponts servent le plus souvent à remplacer les bacs. Or,
les bacs sont des bateaux plats dont l'usage exige des rives
très-basses; tandis que les ponts, an contraire, exigent des
rives élevées. 11. en résulte que jamais un pont ne prend la
place du bac qu'il supplante, et que, par conséquent , il y a
toujours déviation de la route quand on construit un pont.
La' largeur des ponts varie suivant leur position. Dans les
villes où la circulation est grande, on fait les ponts plus larges
que dans les campagnes. Sur les grandes routes, on les tait
aussi plus larges que sur les routes secondaires.
Là moindre largeur que l'on puisse donnera an pont à plu-^
sienrs arches devant supporter des voitures , est 5 à 6 mètres.
he$ poutrelles et les pontceaux descendent jusqu'à a et 3 mètres.
ARTICLE n.
DÉBOVCHé.
On nomme débouché d un pont , Tespace laissé entre les
arches de ce pont pour l'écoulement des eaux du cours d'eau
qu'il traverse.
Liorsqu'on établit un pont snr une grande rivière, la déter-
mination du débouché du pont est de la plus haute impor-
tance.
Si Tean est trop resserrée, elle affouille les piles et amène
Ja chute du pont. Si le pont est trop large, la dépense est plus
considérable; de plus, il se forme des attterrissements àb suite
ingénieur Civtl, tome a. 3a
354 TROISIEMB F^I^TÎH. ^VftE Vl?
des ç]^i?es en simont ou souf les arches» surtout loKS^e \^ »pl
est mobile. S'il arrive ensuite uùe sécheresse c^ai perme^^ le
contact de l'air à ces dépôts toujours un pçu numeas, la
végétation s'en empare et leur communique une stabilité snf •
fisante pour résister plus tard à la vitesse de Feau soqs l'iu
fluence de laquelle ils se sont formés. Alors, le coarabt se
trouvant gène , prend une direction oblique sar les p^ies et
amène quelquefois la chute du pbnt.
Four déterminer le débouché d!un poat.on prenj :
i<* Un levé exact de remplacement du poat et du QQiaj^ de
la rivière sur une longueur de deux 09. trois ccmts «lètres de
piirt et d'autre du pont;
^ô Ujpi levé des profils de la irivière, tantdai^s Teofiiil^qçAent
du pont qu'eu amont et en aval ;
30 Un nivellement en long de la rivière, afin de dpCeniuner
exac^emeot sa pente, . .
De tout cela , on déduit un profil moyen et une inclinaiaoa
moyenne « et par conséquent le volume d^eau qui s'écQi|^pac
seconde.
Un^ méthode plus exacte pour détenn&neir \ç^ yolmne
écoulé» consiste à mesurer la vitesse moyenne dç la svr&çe
par un âfttteur ; sachant que si u est la vitesse moyenne an
cQurant et v celle k la surface, on a, dans les cas ordinairei
où v> ^t co]inpiis entre o.'^So et i .>>3o,
t» «i Vs V
et dftnâ te* aotret cm , d'tiprès M. de Ptouy :
V + 3,153
d'où on déduit :
9 ^ f> -f 3,153
et poor tcaO."00 . . . = 0,7îâ
V
0 50 . 0,786
\ 1 00 0,812
1 50 0.85a
s 00 Ôg848
a »o . . . . . . ojBda
-^ '3 00 . . . . ^ , J0^Ç75
réTiis miss.
355
Si la rivière n'est point encaissée à Vépoque des c^ues, il
faut faire des observations tant dans le lit ordinaire que dans
la plaine inondée.
S'il y a déjà- d'antres ponts établis sttr la rivière, il est ntile
d'examiner le débouché de ces ponts , et s'informer de leur
suffisance mnA %vA dfisalflneiits, tant|)oiir ect poots cpis-pour
ceux à construire.
Il faut avoir égard à la résistance d« sol sur lequel le lit du
fleuve est creusé ; ce qui nécessite une connaissance préalable
de la résistance des, différents sols que l'on trouvent. da^t le
tableau ci-dessous :
Bétiiianeedei toU otiâ? àiffér$lfih9 viUitet de Veau.
irAXUâB DV «OL»
Sable.
Gravier
Pierres cassées et silei
argileux. .' . .
Cailloux agglomérés e
schistes tendres..
Roches tendres. .
Roches calcaires. .
YUefse
de Teaa qui
l'entratne
par seccaée^
imiiiwiii
d 508
0 600
i ««0
i 520
i 8do
3 000
]fé6t6eétettfè!^8.
Couàiènfië k cte déptacef,
D'après cela, il est indispensable de connaître la vitesse que
l'eau pourra prendre sous le pont, d'après son débouché.
Pour calculer cette dernière, soient :
S , la section du lit à Tendroit du pont avant sa construction ;
S', la section du lit après la Constructidn;
V, la vitesse de l'eau avant que le pont fât construit ;
v% la vitesse de l'eau sens le pont;
h , la profondeur du courant sons le pbnt;
/, la largeur du lit avant le pont;
i%\a. largeur du débouché après ;
m, le coefficient de contraction pc^venant de l'écoulemeAt
de i'eaa entre la^ teches, vaiimt entre o«85 tt 0^95.
356 TftOlSlÈME PARTI*. LIVR» Tl.
On a tLéoriquement :
S X « = •» S' e'
d'où: ^'«-^ ...... (I)
Soit H la hauteur d'eau génératrice de la vitesse v, on a :
H:
Soii H' la hauteur d*eao gënéralrîce de la vitesse «', on a :
H'*
Soit X te r»mou5,c est-à-dire la différence entre le niveia
de la rivière, à la place du pont, avant «t après la constnc-
tion de ce dernier, oi^ a :
xi«tf — H.
En admettant que la section d'écoulement , après la constmc-
tion du pont, est plus grande que 'Celle d'avant.
De l'équation (i), on tire :
et H'
<••»*' --^(i^^-O • • • '''
On a trouvé par expérience :
Remplaçant S', par celte valeur dans l'équalion («), elS
par /ft, il vieot :
.- _^ ( îli! X . .(S)
En effectuant les calculs indiqués et ordonnant par rapport
à X, on obtient Hlne équation du troisième degré contenant
son second terme , et par conséquent très-lopgue à résoudre.
Ponr éviter cette rësotution, on fait diverses hypothèseé sur
la valeur de x au dénoiùinateur, jusqu'à ce qu'on soit arrivé à
une valeur de cette inconnue égale à celle qu'on lui a sup-
posîSe.
Connaissant x, on détermine H' par la formnie :
puis p' par la formula ;
Connaissant v pour une largeur C do pont, qh regarda, siir
la table qiie nous avons donnée précédemment, si cette vitesse
n'est pas susceptible d'af fouiller le sol. Dans le cas où on ponr-
rait avoir à craindre cet effet, op augmente f, pu on construit
les fondations de manière à n avoir pas ^ en redouter las cou-
séfpiences.
ARTICLE m.
% 1*'. FONTCEAUX.
Queb qtie soient les matériaux employés à la constraptlon
des voûtas des pontceaux, ils ont toujours les culées en pi^re.
Quand ils sont petits, on recouvre le vide au moyen d'une
pierre qui s'appuie sur les oulées ou pieds-droits. Lorsqu'on
fait une voûte sur un petit pentceau, on ne la fait pas eu plein-
cintre, parce qu'il faut que les pierres des voussoirs aient au
moins o.°>ia d'épaisseur. On met un arc de cercle.
Si le pontceau est grand , on a le choix entre Tare de cercle,
le plein-cintre et la courbe à trois centres. Ia terminaison des
facea latérales et de la partie supérieure des pontceaux varie
suivant la forme des murs auxquels ils se relient.
Si le pontceau doit être plus élevé que la roote qui le tra-
verse , à cause des crues d'eau , on lui donne lyne pente de cha-
que côté, de Buanière à lui faire former le dos d'âne.
On donne le nom de murs en retour déquerre^ aux murs con-
struita perpendiculairement aux faces latérales du mur. Cette
disposition a lieu lorsque le canal sur lequel est établi le pont-
ceau , est encaissé entre deux quais.
O» donne le nomde murs en ailes , aux murs construits en
prolongement des culées pour soutenir les'terres de la route
qui aboutit au pont, sur une largeur plus grande que ce der"
358 TROISIÈME PARTIE. LIVRB VI.
Lcsîigures i, a, 3. 4. 5. 6, 7 [PL XXIV) représentent :
Fi<7. », a, 3, 4, un pontceau avec murs en ailes ;
Fia. 5,' 6, 7, un pontceau avec mors eu retour.
Wous étudieroos plus loin le mode de construction de ces
deux pontceaux.
g 3. — POIVTS EN GÉNÉRAL.
I» Piles. On a fait un grand nombre d'expériences sur la
forme à donner aux piles. La section des piles des anciens
ponts est un rectangle très-allongé et terminé par deux trian-
gles qui , en amont, ont l'avantage de présenter une arête ver-
ticale de prisme destinée à fendre l'eau.
Mais on a remarqué que cette terminaison des piles, tant en
amont qu'en aval, présenuit l'inconvénient d'exposer les ponts
à une prompte détérioration en ces points, par suite de leur
peu de résistance aux chocs soit des bateaux, soit bien plus
encore des glaces , dans les débâcles.
La terminaison quarrée, qui, tout en donnant lien à un
violent remous, présente encore aux glaçons des arêtes atta-
quables, ne vaut jmis mieux. , i . 1
On a trouve que la forme elliptique très-allongée était la
plus convenable pour l'écoulement de l'eau, à tavanubec; mais
on a préféré la forme circulaire tant pour la résistance aux
glaces que pour l'élégance.
La forme de tarrière-hec étant à peu près arbitraire, on la
cboisie la même que celle de l'avant-bec, la terminaison rec-
ungulaire ayant l'inconvénient de favoriser la formation de
tourbillons.
Ainsi , aujourd'hui, la section des piles est un rectangle al-
longé terminé par deux demi-circonférences.
ao Arches. La question à résoudre pour tes arches est I»
suivante :
Y a-t-il plus d'économie à construire les arches grandes
qu'à les construire petites?
Lorsque l'on examine les anciens ponts, on remarque qui»
sont tous construits avec de grandes arches. Cela tient non
pas à l'élégance que l'on voulait donner aux ponts, ^omme
on pourrait le croire, mais à la difficulté que Ton èproavail
à établir des piles au milieu des cours d'eau.
Un fait certain, c'est que l'exécution des grandes arche»
exige beaucoup plus de frais que les j^etites, à cause de U-
paissenr plus considérable qu'il leur faut donner et des con-
structions accessoires qn'ii faut faire.
PONTS F1XB8. 35.9
Il est certaines rivières où la largeur des arches doit être le
plus grand possible; ce soot celles dont le courant est impé-
tueux, ta profondeur du lit très-grande et le fond mobile.
Alors la construction des piles devient si coûteuse, ({u'il y a
avantage à foire de grandes arches.
Quand la rivière n'a pas une forte navigation, il faot, en
général, accroître le nombre des piles et faire de petites ar->
ches.
Quand un pont est composé de plusieurs arches, on fait ces
dernières toutes égales, et quelquefois celle du milieu plus
grande que les autres.
Lorsqu'on peut Êiire tontes les arches égales, sans nuire à la
navigation, il est toujours préférable de le faire, parce que,
non-seulement les frais de construction sont moindres, mais
encore le pont y gagne sous le rapport de l'élégance.
Tout en faisant les arches égales, il arrive que l'on est obligé
de surhausser Tarche du milieu seule, ou de diviser le plan des
naissances en deux plans inclinés se rencontrant sur l'axe de
l'arche du milieu. Cela a lieu , comme au poni du Carrousel,
toutes les fois qu'il n'y a pas possibilité d'élever assez les abords
du pont pour donnera toutes les arches la même hauteur que
celle exigée, par -la navigation, pour l'arche du milieu. La
pente des plans des naissances ne dépasse jamais, dans ce cas,
trois centimètres par mètre.
La forme des voûtes varie suivant la hauteur que l'on peut
leur donner; cette hauteur est déterminée par celle des abords
par rapport aux eaax.
Après le plein-cintre, comme aux vieux ponts de Paris, on
a l'arc de cercle, comme au pont dlèna , et les courbes à plu-
sieurs centres , comme au pont de Neuilly.
Nous avons donné le tracé de la courbe à trois centres, dite
anse de pâmer. Il en existe à 5, 7, '9, 11, etc. centres dont la
construction est analogue, en ce sens qu'au lieu de prendre,
pour côté du polygone inscrit dans le cercle, le côté de l'hexa-
gone régnlier inscrit, on prend le côté du décagone pour cinq
centres, celni do polygone de quatorze côtés pour sept cen-
tres , etc.
La courbe des voûtes du pont de Neuilly est à onze centres.
Sa construction diffère de celle des autres, et nous la don-
nons,
Soient AC {fi^, 2 3, P/.XXIV) le erand axe de la voûte, et
A B le petit axe non déterminé de longueur.
36è TRoisiBMl ^iknlî. iivRS ti.
On prehd sur  G un point B arbitraire ; ^îl&tfik faÈ^j|fe la
distance AE en tfuinze parties égales.
Cela fait 4 on prend :
EF isr 1 de ces parties.
FG = aEF
on « 3EF
H l = 4EF
lA =« 5EF
Total . . . i5EF
. Oi^ prend «ntnite sur Fax* AB, en dessous du oQÎnt A» 4B'»
3 AC, et on la divise en cinq parties égales B^m. m n, no.
On mène les droites pE^ oT^nO, mH,ÏÏl que l'on pro-
longe suffisaniment en dessus de AC.
Les points de rencontre E*, E", E"**, t," de ces droites entre
♦lies fok-ment, avec les points E et B',lessix centres de la demi-
courbe c c c** c" c»» c» B.
Lprs(|ue les voûtes sont cintrées , on les évide Quelquefois
sur les taces~au moyen d'arcs de cercle, pour faciliter l écoule-
ment des hantes eaux. Le pont de Neuilly offre un exemple
de ce fait.
L'appareil des voûtes de pont se fait comme celui des voûtes
ordinaires, en faisant concourir les arêtes des plans de joints
vers le centre de l'arc dont elles font partie.
Quand on le pei^, on raccorde les parties supérieures M
voussoirs avec les assises horizontales.
Les ponts se terminent toujours par des murs en prolonge-
ment jusqu'aux limites transversales de la route , après quoi
on ajoute un mur en retour d'équerre parallèle aux faces loo-
^tudinates du pont, muni, comme ce dernier, d'un parapet ter-
miné par un dé de diaque côté.
ARTICLE IV.
GOHÇTRUCTIQM.
8 l*'. — COnSTRUCTION DBS PONTCEAUX.
On les fait en maçonnerie on en bois. En général , il con-
vient de faire les culées en maçonn'erie.
On nomme tablier, la couverture des ponts en bois.
Lorsque l'on a à constrnire^ Un pontceau, on pent se ck-
POBTS PIXES. 36 1
>
mander s*il sera plus économique' de construire le tablier en
maçonnerie on en bois. Alors il- faut établir une comparaison
«ntre les prix de revient de l'établissement du pontceau ; dans
les denx cas , les prix d'entretien et la durée.
On fait alors le cube de la voûte en mfiçonnerie du, pont-
ceau en pierre, et celui des poutres qui entrent dans la coo;»
straction de la travée du ponteean en bois.
Ces poutres s'établissent de la manière suivante :
On met d*abord des semelles dont les extrémités portent
sur les culées. Ces semelles supportent des poutres transver-
sales snr lesquelles est établi un plancber dit tablier du pont.
On munit ensuite le tabKer de (jfarde-fous. Tout ceci est appro-
ximatif et varie suivant la lar{^nr du pontceau.
Un pont en pierre est supposé susceptible de durer loo ans.
Un pont en bois est supposé susceptible de durer ao ans«
On a pour dépense da pont en pierre :
Dépense d'établissement D
Entretien annuel (évklaè). . . .
Capital de cet entretien 20 .
100 •
Oa plus, il fant.nne somme qui, placée à intérêts composés,
rapporte, an bout de lOO ans, de quoi reconstraire un nouveau
poDt, et ainsi de suite.
Or, an capital placé k intérêts composés devient, au bout de
iDO ans, à 5 p. loo, i3a fois ce qu'il était primitivement.
Soit X le capital pour la première centaine d'années, il sera
le même pour la seconde , et on aura :
< 3î a; = D 4- a?
d OU : a? =!
151
Pour le pont en charpente , on a :
I EtaUiisement. h^
D'
Réparation. annuelle. .....
10
36a TROISIEME rÂRm. lITRE ▼!.
Capiiil ëe la réptrtii«B ftO m. • ■
Capiul pour h rmoûtraetiMi ndéfinie, é 5 p. uto^ x\
Ou obtient x* en remarqnaùt qu'un capital fiAflcé * intérêts
composés devient , au bout de 16 ans , égal t s.<55 IWa teeapi-
tal primitif, alors on a :
5.65 à?' ««!>' + *'
KM
f^fur (jiiHl y hif éffMé <l*avanta«a à eoitedm !• fMatceau
en pierres on enbote^ il Hnt ^{u fan oit t
^ 400 131 IQ l.W
c*eil-à-4ire : D X i.î08 = B' X 360
et enfin: 1)»3D'
La dépense d'exécution dq jftwt e» bcôs Df d0VX% Jms dé-
passer )è fiers de celle du pont en maçonnerie.
Dans le cas où elle dépasserait ce chiffre , il y aurait plus
d'avantage àtanstruire en f^açonmerie..
Construction dun pontceau avec murs en retour,
Wtû% le cas «ù le mur eit en pierres brut»! àv«e iMéces en
ifiwttm de taille , on place une tssiie devîntes de taitt» A la
hauteur des naissances.
TjCS veuksoirs sont tons ég*at d*^épel«séir tt «erâctordeiit,
autant que ponibIe(jlf^. 5, 6, jiPl. XXIV) , avec lei assises ho-
riconules des (aces , dans le cas où ces demAres sont an pierres
de teille.
Avec murs en ailes.
Dans ce cas, on fait l'épure représentée [fig. i, 2, 3« 4» l'*^-
XXIV), dans laquelle on s'est donné l'inclinaison du mur en
aile et son ouverture mioxima, qui est celle du canal sur le-
quel le pont est établi.
Les plans de joint des pierres supérieures, dans le mur en
aile, doivent être perpendiculaires partout à lasnrfacadn mor.
§ s. —> CONSTRUCTION DBS PONTS EN PIERRB, CALCUU Sim
LA POUSSéE DES CULEES.
Soit ABGDE,C/i5f. 8) une voûte en plein -cintre. Si on la
^ POKTS FIXES. 363
charge à la clef sans charger les reins, elle se fend en cinq
points A» B, C, D, E, dont trois. A, C, E, ouvrant intérieure-
ment, et deux, B,D, ouvrant extérieurement.
Supposons crue la voûte se compose seulement de quatre
Toussoirs AB, BC, CD, DE, et joignons AB et B G (/i^. 9) par
des lignes droites.
Soient g et y^ les centres de gravité des deux voussotn eon-
tigus, P et Q leurs poids doni les dir«ctiolu rencontMiit AB.
en 6 , et B'C en a.
P appliqué au point a se décompose en deux forces appli-
quées l'une enB, l'antre en C.
Q appliqué en 6 se décompose do même en deux forces,
l'une en A, l'aiitre en B.
Par le point B, je mène l'horizontale Bd et je fais :
Bd^x Gd»y
Par le point B Je mène aussi la terticale B F, «I je fais :
Af^xf BB«y^
Oo » pôilrcodiposiaites d»P :
Vf
X
P('g-y)
x'
En \A • • • ' • * •
En B . , i \ . .
On a pour compi|sant6s de Q :
E.A -2^^
EnB -^=4—
La» mèmei choses ont lieu de Tautre c6té, et alors on a :
S P»
Char^^e an point €...&= ^
X
Charge an poinl B . . . =- SjL. + ^^"^^^l
364 tROiSIEME PARTIE. LIVRB V|.
Q(x'-5>')
Charge au point A . .
Si l*oD considère le point C à part {Jig. lo) et les lignes CB#
CD, la force appliquée en C se décompose en deux autres
égales entre. elles X, X, et dirigées suivant CB et CD, ayant
pour valeur, d'après le parallâogramme des forces :
C 0
Or: B0=* l^'Bd* + dC* = J/j:« + »*
C0=2y
donc: X^-lJ!jLx''"'+^
« . . â y
X, appliquée au'pointB,ae décompose en deux forces X\ X",
Tune horizontale et l'autre Verticale, lesquelles sont à X comme
les côtés de l'angle droit du triangle BCD sont à l'hypothé-
nuse ; on a donc :
X' : x::cd : Bc ::if : ^>^l^«+7«^
x^': X : : Bd : bc :: «? ; i/x*+y*
donc; X' ^4r^«JlL.
Les forces appliquées en B soni donc :
X' X
_ Q/
X'
+ p
P O
90 HorizoDUle ^ L.
y
B est ce que l'on noi|une le point deruptura.
PONTS Pixss. 365
Le moment de la force verticale^ pris par rapport an point
A y est :
(■^+')-'
Le moment de ta force horizontale, pris par rappprt an
même point A , est :
IL- y'
y
Pour qu'il y ait équilibre, c'est-à-dire pour qne la voàtene
s'ouvre pas , il faut que les moments soient é^aux , d^où :
y
Ajoalons de part et d'autre Pf , il Tient :
Qp' + P(*' + p) = P?(-i^)
Or on a: y-f- y' = C/i=»*
quantité constante, d'où :
jf' ^ je se trouvent ainsi éliminées.
Q,^' ejit le moment de % poids du voussoii; A^, pfi^ par i^ajp-
port au point Â. ' ^ '
P (x' -|>- ^) est le moment de P, poids du voussoîr BC, prTs
par rapport %« même point A.
P a» P © -
, ^ h est le moment de ■ ^ , composiuite horjiontale
y ' y '
de la force X appliquée en C , pris par rapport à' A.
Dans cette équation, les seules ÎBCenoue^ sont x et y. Pour
une valeur donnée à l'une d'elles, on en déduira une valeur
peur l'antre. Connaissant x et y, on aura .7*^ et x, en lemar-
quant que l'on a :
« + *'«r«AA
r + /«/»« Cfc
Pour déterminer «' on / , on fiait dnr«rs«| hypot^isos..
Jnyéniwr Civil, tome a, 33 .
366 TROISIÈME PARTIE. LtVRE Vt.
On admet une position pour le point B ; on en déduit une
valeur pour jr'; on en déduit aussi deux positions pour les cen-
tres de gravité g ttg\ d*QÙ deux valeurs pour ^ et^\ Con-
naissant jc', on a ;c par la (tirmùle : x -\- x* sss r. Connaissant
X et Jc', on a y et y en élevant des perpendiculaires.
Substituant les Taleùrsde x\ y, ^. etp' dans les divers termes
de l'équation :
y
on obtient un résultat plus grand que zéro , é^al à zéro ou
plus petit que zéro.
Tant que le résultat est plus goind ou plus petit que zéro, la
positioti'du point B a été marchoisie, et quand le résultat est
zéro , c'est qu'alors le point considéré est réellement le point
de rupture. • ^ ' ' • *
En opérant'aîosi pour diverses courbas usitées, on a trouvé:
Dans le cercle en plein*cintre, le point de rupture B est
aitué sur la droite qui fait un angle d'environ 3o degrés avec
l'horizontale A h : donc eB as environ arc 3o degrés ( l'angle
• droit étant 90 degrés ).
Dans la courbe à trois centres , ou anse de panier, le point
de rupture B est situé sur la droite qui fait uu angle d'environ
5o degrés. '
Telle est la position du point de rupture théorique. Celle da
|>oint de rupture pratique nest pas la même, cai^ on la déter-
mine en posant :
Q/-f P(«'+9>) — 1.9 -i^ fc = 0
hàUê l«ê ponts dont les arches sont en arcs de cercle, le
poinl de raptare est sur les pieds-droits.
Eptùneur des pieds-droits.
Soient eTépaiiseur des piedi-droils, ^ la force hori-'
y
ton laie appliquée au pointde rupture, on a la formule pratique:
PONTS FIXES. 367
Propriété du point de rupture.
La tangente à la coarbe d'intrados, menée par le point de
rupture, et la rerticale passant par le centre de gravite du
voussoir B C, se rencontrent sur la tangente menée par le point
c à la courbe d extrados.
Epaisseur de la voûte à la clef.
Elle se détermine par des considérations pratiques.
Soient e répaissenr à la clef, / la largeur entre let deax
points de rupture , on a :
e == U 0.«3S«
30
Pins U longoeor de la clef est grande, ploi y est grande
plus, par conséquent, — L. est petit, c'est-à-dire pins Ui
poussée horizontale au point de rupture est petite.
Epaiasentr des pUes^
Lorsque le fond est solide, l'épaisseiir des piles se calottle
pour résister à la charge qa''elles supportent, seulement Dans
le cas où le fond est mobile, il faut que les piles soient assex
fortes pour résister à la poussée des arches.
Dans le premier cas, les arches peuvent être quelconques ;
dans le second, on fait les arches en plein-cintre, afin que la
poussée soit moindre.
En ne donnant aux piles que l'épaisseur nécessaire f^onr
supporter la charge sans se rompre, on calcule cette épaisseur
pour une chaiige triple de ce qu'elle doit être réellement. La
charge «d'une pile est une arche, plus le poids d'épreuve des
ponts.
Souvent on augmente l'épaisseur des piles, sauf à les faire
creuses intérieurement, pour les rendre susceptibles d'une
plus grande résistance à Tactiou destructive des bateaux et
des glaces.
Construdion et établissement des piles.
On distingue, en construction, trois espèces de terrains
sur lesquels on peut établir des fondations, savoir :
i^' Les terrains incompressibles et inafFouillables, tels que
roches, etc.
3^8 TaOlSlKMX ^AlltlK. LITEB TI.'
3* Les terrains incompressibles et affouillablet , tels qne
làbfes et argiles compactes, etc.
3* Les terrains compressibles et affouillables, tels que va-
sel, tourbes, ttû,
Lgrsqne l'on a une fondation à faire sons Teaa , H famt ptféa-
lablemeot sonder le terrain pour en déterminer la natore.
Cela fait y on exécute les fondations de la manière suivante :
i^ Terrains incompressiblei et inaffouilljàbUs.
Il peut se présenter deux cas : ou la roche sur laqaette d<ût
être établie la pile de pont sort de l'eau d'une quantité sofli-
sante pour que Ton puisse construire la pile à sec; ou cette
roche est située à une certaine profondeur au-dessous du ni-
v«iui de Vcau^
Dans le premier cas , on se contente de déraser le rocher ho-
fizoQtal^inaDt» de manière à ce c[ù'il présente une seule ou
plusieurs surfaces planes en escau«r, sur une surface égale
à la section horizontale de la pile, puis on construit par ks
méthodes ordinaires.
Dans le second cat, il fasrt eoltnr feau et la terre qui re-
èontwtent U.tooch^r vn laquai on reut établir la pUa, opéra-
$km quisaffaotiM par ^puis^m^t ou par 4tfag.êui^.
- ^onépoisb teaii qui reconivraie rocher ^ left ttfores, s'il y
en a , s'enlèvent à la piocha et à la pelle , puis la oonatmctian
ê'tifmtnktf^mmme ci-dasius, cast*à-dira , en déçasantpféala-
. blâment le maher tmt a«a surface aaf&sauta à rétablissencot
de la pile.
pans la CM. oÀ un drague pour anle^er les terras , la fouda-
liou s'établit sur béton.
• Noue alloua expliquer cas deux genres de construction.
Jfjnnsêmenu
Les épuisements s'effectuent au paoyen des bâtardeoMdc.
On nomme bÂtardeau nne constnictibn provisoire, ayant
' ëour but d*iso1et- un certain espaee d'éan et de terrain en un
point donifé d'un cours d'eati , de manière que l'èau de cet
espace étant enlevée , il n'en revienne pas à sa place.
Un bâtardeau consiste généralement en deux prismes verti-
caux semblables et concentriques, à section horizontale dé-
pendant dé Tespace que l'on veut avoir intérîaurement. Ces
deux prismes se composent de palteplanches ^ maintenues les
iibes à côté des autres au moyen de tnoises, placées de distance
en distance sur la hauteur.
PONTS FIXES. 9P9
Lafig. 1 3 , PI: XXIV, représente en plan un de ces prismes;
a, a, a, sont les palleplanches; b, 6, 6, les moises.
Entre ces deux prismes , établis ainsi dans la rivière à l'en-
droit où l'on, veut feiVe un épuisement, on verse de l'argile»
jusqu'à temps que tout l'espace compris entre eux soit rempli.
L'argile étant insoluble dans l'eau, forme pâte et ferme exacte-
ment la comauioication entre l'extérieur et l'intérieur.
âBu de consolider, les prismes, sur lesquels l'argile exerce
une forte poussée, on met, en dehors du grand et en (fedans du
petit, une file de p^ux verticaux, enfoncés dans le sol à coups
de mouton , et reliés supérieurement deux à deux, un exté-
rieur, un intérieur, par des traverses en bois qui maintiennent
Técartement; ces pieux sout en outre assemblés aux moises
par des boulons , etc.
Lorsque l'on veut établir un bâtardean , on a soin de lui
donner une hauteur suf^ajante pour n'avoir pas à redouter les
crues d'eau, pendant l'exécution de la pile.
Si 1 ou se cont^tait Je descendre les prismes tout assem-
blés dans leau, i] eu résulterait que les palleplanches ne péné-*
trant pas dans le sol, l'eau s'inBltrerait facilement en dessous
et viendrait gêner le travail. Alors, on pose les palleplan-
ches après les pieux et les moises, et les taillant inférieurement
en biseau , on les enfonce , comme les pieux , à coups de mou-
ton. Cela fait, on affouille, autant qu'on le peut, le terrain
entre les palleplanches, afin que l'argile descende le plus bas
possible.
Le bâtardean construit, on épuise soit à la vis à'Jrchimède ,
soit au moyen de pompes, suivant que Ton trouve plus d'éco-
nomie par l'on que par l'autre mode.
L'épuisement terminé, il se fait inférieurement des petites
infiltrations qui nécessitent un épuisement continuel pendant
tout le temps de la fondation de la pile.
Ces infiltrations sont d'autant plus considérables, que l'on
est obligé de creuser plus profondément dans le sol, avant
d'atteindre le rocher.
Lorsque l'on n'a pas de terre glaise à sa disposition pour
faire un bâtardean, on prend du sable que l'on verse dans une
toile formant sac entre les palleplanches ; mais cette méthode
est moins bonne et pins conteuse. ^
Draguage.
Le draguage a pour but d!enlever les terres sous l'eau sans
370 tROniilèE ^ÀRTlit. LITRE YI.
hvàÎT tàii préalablement d'épuisement , ce qui Mippôsê micron
a l'intention de construire la fondation entière de la pile sans
avoir recours à ce genre de travail.
On nomme ^m^ue, l'appareil employé pour crenseridnsi
Te sol sous Teau. Suivant l'importance du travail à exécater,
la drague coilsiste tantAt en une simple pelle recourbée, ma-
nie d'un long manche, qu'emploient les mariniers pour retirer
des rivières Te sable quib vendeUt pour les coostmetions ou
lès jardini, lequel instrument ne nécessite que la forée demi
' ou deiix hommes, suivant ses dimensions; tantôt c'éât une série
de hottes fonctloiinant chacune d'une manière analogue à la
manière de fonctionner dé la drague à main , et montées ton-
tes sûr Une chaîne à ta Vaucattson, que mettent en mouvement
des chevaux on une machine à vapeur.
Le draguage ainsi effectué sur remplacement métugè poor
ëtablif une pile de pont , on peut ou établir un bâtardean
comme précédemment, que l'on descend alors tout assemblé,
puisqu'il n'y a pas possibmté d'enfoncer les pieux et paHeplan-
chei dans le sol. Ou descendre une caisse dana laquelle on
coule du béton jusqu'à la hauteor où l'on peut établir la pile
â sec.
' Dans ce cas, si la tivièfe Sur laquelle on fonde est suscep-
tfible de charrier des glaces , ce qui a lieu presque générale-
ment en France , on descend successivement des couches inter-
posées de béton et de pierres de taille.
Ce genre de fondation, qui est presque exclusivement em-
ployé aujourd'hui lorsqu'on fonde sur rocher, s'exécute de la
manière suivante :
On fait une caisse sans fpnd , dont les cétéa se composent de
^ palleplanches reliées aussi par des moises et rendues étanches
au moyen de cordes goudronnées placées entre eHes sur tonte
la hauteur,' dans des rainures pratiquées à cet effet.
Les palleplanches sont coupées inférieurement de manière
à suivre toutes les sinuosités du rocher et le toucher autant que
possible partout. Cela fait, on verse du béton jusqu'à la moi-
tié de la hauteur du bâtardeau , puis ensuite une couche de
pierres de taille aussi régulière que possible; au«dessus de
cette couche, on coule une seconde couche de béton, et ainsi
de suite.
Afin de ne pas délayer le béton en le coulant , et séparer
les pierres de la chaux qui le composent, on a des seaux à
fond mobile, de la capacité de 5ô litres, q«e l'on descend len-
tement et n'ouvre que quand ils touchent le fond.
a* ÎVrrairw incompressibles et aJfouiUatfles.
Ces terr^ios tout œax que I'oq rencpotre le plus (générale-
ment lorsque l'on veut construire dens l'eau.
Il faut, dans ce cas, construire la fondation de manière que
U» affooillemente n^ puissent en compromettre 1« «olidit^» ou
de m«aière>è empêcher ces affoùillements autant que possible.
Lorsque les rivières sont assez tranquilles pour que leur Ut
varia peu» comme U SiHm^ VOise, la Jfârne, etc., on s'inquiète
pe\i des afibuillements, seulement on fait les constructians de
telle maiûke qu'Us ne peuvent les endommager.
Oansie e«s, au contraire» où les rivières ont un lit très-mo»
bile, comme les torrents, il faut prévenir ces derniers, sans
quoi iUfiairi^ieât par arrivbr (usqu'au point où ou «e rattache,
Janale premier cas» pour fonder avec sécurité.
On distingue deux modes d'exécution lorsque le Ut de |a
titière n'est pas très-variable, savoir :
1** Fondation sur béton.
%^ Fondation sur pilotis.
Fondmtiôn iur béitm.
Ce niode dé fondation, très-sin&plë et exclusivement em-
ployé aujourd'hui pbur les terrains incompriessibles et affbnii-
labres , sur rivière à lit stable , s'exécute de la 'manière sui-
vante :
On bat des pieux , distants les uns des autres de i.*5d à 3
mètres, sur le périmètre d'an polygone capable de la section
horizontale de ta pile à établir. On relie ces pieux entre enx
au moyen de doubles moises. Cela fait, on enfonce des palle-
planches entre les moises, de manière à fermer exactement le
prisme. Ce travail est assez difficile, parce qu'il est rare que
les palleplanches suivent bien exactement la direction qu'on
leur donne.
Pour éviter la déviation des palleplanches à la partie infé-
rîeuire , on y fait une ceinture de moises comme dans Ife haut.
Cela fait, on drague dans l'intérieur du prisme, aussi pro-
fondément que possible, et on coule ensuite du béton et de
la pierre de taille alternativement, comme dans le cas des
fondations sur rocher. Afin d'éviter, autant que possible, les
afiMUements , on fiiit un enrochement autour de l'espèce de
bâtardeau ainsi construit.
On donne le nom d^enrochement à un dépdC de pierres que
l'on dépose autour d'une construction pour la protéger contre
372 TROISIÈMK PARTIE. LIVRE VI.
l'action mécaniquement destructive des eaux. Le volume des
pierres queroa jetteà cet effet est calculé pour résister à la
poussée des plus fortes crues d'eau que l'on ait à redouter.
Fondation sur pilotis»
On donne le nom de pilotis à des pieux que Toa enfonce
verticalement dans le sol , jusqu'à temps qu'ils résistent à one
pression déterminée.
Pour fonder sur pilotis dont la section est donnée, on dé-
termine le poids total à supporter parla fondation; puis, sa-
chant la résistance des pieux à Téerasemeot, ou en détermine
le nombre en divisant le poids total à supporter, par la charge
que ciiacnn d'eux peut porter.
Ainsi, un millimètre quarré de section ée pieu se rompt
sous une charge de3>oo. On est dans l'usage de ne foire suppor-
ter aux pieux que le cinquième de cette charge, donc o>6oo»
et par centimètre quarré ôo.^^oo. Si les pieux ont o.*30 de côté,
chacun d'eux peut supporter une oharf^e de 34000 kfl.
Connaissant le nombre de pieux et la section de la maçon-
nerie qui pèsera dessus, on détermine la place de chacun d'eux
pour qu'ils supportent tous la ra^me charge. Pour cela^ il safEt
de partager la section de la maçonnerie en autant de surfaces
équivalentes entre elles qu'il y a de pieux, et de placer le
centre de chaque pièce au centre de gravité de chacune de ces
surfaces.
Avant d'enfoncer les pieux, il est convenable de draguer
préalablement, le plus profondément possible. Cela fait, on
.enfonce les pieux au moyen d'une sonnette.
Une sonnette est une machine destinée à soulever, josqua
une hauteur déterminée, un poids déterminé aussi et appelé
mouton. Cette sonnette est mue à bras d'homme, le plus géné-
ralement, et, suivant l'importance du poids, tire directement
une corde ou fait tourner une manivelle.
Le poids à soulever étant constant, on détermine de la ma-
nière suivante la hauteur à bquelle il doit être élevé pour
opérer sur le pieu, en tombant, une pression égale à celle qu'il
devra supporter plus tard ;
I ^ Soient r M, la masse du mouton ;
N, la vitesse qu'il possède au moment du dioc;
M', la masse du pieu ;
v\ la vitesse avec laquelle il «^enfonce après le
choc;
On à :
^onn ptzÉs. S^S
L'eîilbttcemeiit d.'un pîea eonslhae on travail que 1*911 peut
représenter par % (M + M') T'% (M + M'), »« étant la
roi<ce vWe an moment du choc.
L'enfoncement est donc proportionnel I </,(llI-f M') f*^»
on simplement à (If 4* AI') t'K
Or on a :
(ll + M')«
M+M'
fff^
M«X9^*^^
9 gUh
ëM est constant, Tenfoncemeilt «St pfopoiftfantid à A;
A est proportionnel an thkvail à dépenser pour irafetacer
le pieu. Or, on peut consenrer ce produit constant en varfftnt
M et A.
Plus le d^mfnAtevr sera petit, plto fenfoiiOBmént tera
gràhd; là plus petite valeur dn dènomlnatenr est t cortes^n-
dant à M Bs 00, ce i|ii*on vin peut avoir'.
n fattt donc «jjue M soit le phis gnmd pbsiibte. Les poids des
montons varient entre iSo et «soo kll.
ao Poar déterminer le choc nécessaire -, Il fcttt reuiâtinèr
qoe ïi, sons on coup de mouton, la plèbe n'entrarit pins du
tout, sa résistance serait infmie , car le travail du teouton
tombant est Q/t, Q éUnt son poids. Si F est le frottement éa
pien déttsie sol , exprimé ètt kilogrâmineB, et û ionfoneement
potir le travail Q A, on a :
On en déduit ; F »—
a
Pour des valeo» lans cesfe décroÎMaptei de a, F augmente ,
et ponr a = 0
374 TROISIÈME PARTIE. LIVRE TI.
Généralement on tâche de se rapprocher autant que possible
de cette valeur de F. Mais j si on veut avoir, avec approxima-
tion , la résistance de son pieu» on admet pour F une valear
de beaucoup supérieure à la charge qn'il devra supporter, et
pour a une petite valeur, ainsi :
Nous avons dit qu'un pieu de o.'"20 d'équarrissage peut
supporter 24000 kU,
Faisons F = 40000 klli., etas=: O.oei
DOttS aurons alors :
40000 X 0,01 =:Q X A
Si Q est donné égtl à iOO kil., on a :
. 40000 X 0,01
h = . . «= 2.n»00
SOO
On fera descendre le mouton sur le pieu de la hautenr
3."oo jusqu'à temps que le pieu n'enfonce plus que de 1 ceiH
ti mètre par coup de mouton.
Lorsque les pieux sont enfoncés, il peut se présenter deat
cas : <
Ou l'épuisement est facile;
Ou l'épuîsemeat est di6BciIe et même impossible.
Le premier cas a lieu quand le sol , )>ien que mobile, n'est
pas perméable à l'eau : l'argile est dans ce cas.
Le second cas a lieu pour tous les autres terrains mobiles,
tels que le sable, le gravier, qui laissent filtrer l'eau et rendest
la construction d'un bâtardeau impossible.
Dans le cas où l'épuisement est facile, on construit un bâ-
tardeau, comme nous avons indiqué précédemment, et on
Cela fait, on achève le battage des pieux à sec , puis on ni-
velle les têtes qui sont à des hauteurs très- variables les unes
par rapport aux autres. Ensuite On établit deux lignes de
poutres horizontales , les unes longitudinales , les autres trans*
versales. Les premières se nomment lonqrines et se placent
après les dernières, que l'on nomme traversines.
Si les pieux sont trop espacés, on remplit l'intervalle entre
les longrines sur les traversines par une plate<>forme en ma-
driers jointifs.
Ces préliminaires une fois établis, on construit les fondations
de la pile à sec par la méthode ordinaire.
tONTS PlXfiS. 375
bans le cas où rèpuisement est difficile ou impossible , et
même souvent dans le premier cas, on fonde en caisson.
Un caisson n'est autre qu'nne caisse prismatique, ayant la
forme de la fondation de la pile, que Ton descend dans la ri-
vière sur les pilotis, préalablement coupés de niveau, et dans
laquelle. on construit à sec la fondation.
Le cQupage des pilotis, opération fort délicate, s'opère au
moyen de la scie de Sessard, qui consiste en une scie horizon-
tale disposée sur un plateau de manière à pouvoir fonctionner
sous l'eau, étant manœuvrée dehors.
On emploie aussi, pour le môme objet, des scies circulaires
disposées' à cet effet.
Les caissons, qui s'emploient aussi pour fonder sur terrain
incompressible et inaffouillabie , se ccrastruisent de deux ma-
nières, savoir :
Les caissons |>our fonder sur le sol ,
Les caissons pojur fonder sur pilotis.
Ces deux modes de^ construction des caissons ne diffèrent
l'un de l'autre que par le fond .
Le fond des premiers consiste en une série de madriers
longitadinauxjointifs,'d'une épaisseur de loà 11 centimètres
(3 pouces i;a à 4 pouces),' reliés entre eux par des traversines
de 25 à 3o centimètres (9 à 1.1 pouces) d'équarrissage , placées
dans l'intérieur de la caisse , et espacées les unes des autres de
70 centimètres (3 pieds 1 pouce} de centre en centre.
Le fond des caissons pour pilotis cousis^ en une série de
pièces de bois appelées racmeaux, reliées entre elles par des
madriers superposés intérieurement.
Dans les deux cas , les faces verticales sont construites de
manière à pouvoir se démonter quand la pile est exécutée.
On appelle lancer un caisson , l'opération qui a pour but de
le mettre à l'eau et le placer au-dessus des pieux.
Pour couler le caisson , lorsque ses dimensions sont grandes,
on construitdans son intérieur les fondations de la pile, comme
si le caisson était en place ; alprs , il descend petit à petit, au
fur et à mesure qu^ l'on apporte des pierres , et il arrive un
moment où il touche les pieux. Arrivé à ce point, on examine
attentivement s'il occupe bien la place qu'on lui destinait, et on
continue la maçonnerie.
l-j6 • TROISIÈME PARTIS. LIVM VU ^"^
Dans les constmctions sur pilotis comme dans celles lùi
béton, on est dans l'usage d'entourer la fondation d'un enro-
chement.
30 Temùtts compressibles et qffouillqble^.
Les fondations sot ces terrains sont toujours pea sàres,Tn la
Biobilitè du sol. Lorsque l'on veut fonder sur pilotis, il n'est
pat possiUe d'enfonoev les pieux 4 plus de cinq mèdnef»«C les
affouilleiBeiits vont quelquefois jusqu'à sept*
Il font altfs draguer jusqm'à la profondeiu' du lit •( «aoMiwr
ce cas à l'un des deux précëdents.
Hais il peut arriver que le lit sQit à une t«|l^ pgrofoii4tpr,
que le draguage n'est pas praticable, alors on établit i|a FfMUcr
Îféuéral sur une surface suffisante pour empêcher les affonil-
ements; encore fauC-il^ dans ce cas, que le terrain soit peu
compressible, comme le sable, sans quoi il n'y a pas moyen
d'exécuter.
Nous terminerons l'étude des fondations sur terrains situés
au-dessous de l'eau , par le tableau suivant, donnant les prix
damvient de l'épusement par difiéventes méthodes.
Tableau comparatif de tépuisement par différents moteurs «f
différentes machines»
NOMS
DES MACmMS
d'époiseniiMit.
dans un
jônr il I*
de hast.
Vans
Chapelets iiicrméS..
Poiqpee
Via d'ArchimMe....
Chapelets verticaux.
RoMsàgodeti
Norias.
Vis d'Archimède..
VOLUME
d'eau éle-
rèepar
màtfes.
46
67
90
H7
Q.6&
0.44
0.80
0.50
0.78
PRIX
do mètre
cube
d'oanéle-
gasiMAnoBB*
vée à la.
de haut.
fr.
0.042
La journée est
0.0S5
de 8 heures,
aoM
payéeàniaoD
0.033
aeifr.90.
o.oii
O.0O7
Mue par le eoi-
rant.
O.OIS
Mue par machine
à vapeur.
0.043
id.
0.085
xé. !
■*."iw«
exécution des voûtes.
Les Toutes se cmistniisent sur des cintres^ de denx nwniÀvet
distincteft :
1* Coostmciioii sur cintres fixe»;
ifi GoDstniclio& sar cialves retioassés.
Oa nomme corbeaux, les pierres que l'on fait saillir à l'aatiM
sopënenre djss pieds-droits ponr soutenir les cintre*.
Les cintres fixes sont oomposés de pièces de bois suffisam**
ment longues pour porter sur les corbeaux.
Les cintres retroussés se composent dé plnsienrs cous
d'arbalétriers am battent les ans contre les antres. Ces der-
niersy suivant la forme intérieure de la voûte, ne génept en
rien le passage des bateaax sous les ponts ; mais ils présentent
l'inconvénient de changer de forme et de produire on surhans- .
sèment à la clef, pendant qae l'en pose là piemiess voossoîts.
Les pramiprs sont doncpréférables» parce qu ils ne bougent pas* .
Les fermes des cintres s'espacent ks unes des antses de a
àamèires.
Une des précautions principales à prendre quand en «oof* •
struit un pont , c'est de prévenir le tassement qui s'opère lors
du déçintrage, et donner aux faux cintres un surbaussement
suffisant pour que la voûte ait, après son tassement, la courbe
vonl^.
On a observé, dans les ponts ci-dessous, les tassements
suivants après dédntr^ge :
'20
0.'
■303
35
0
446
00
0
666
00
0
557
00
0
I30
00
0
lao
oo
0
ISO
Pont de Nemours, en arc de cercle.
/</. de Nogent, anse de panier. . 39
Id, de Neuilly, courbe à 1 1 centres ^9
Id, de Sfentes, ansç de panier. . 39
Id, deS^auveuF, id, . . aS
Id, d*léna, arc de cercle. . .38
Itf . de la Concorde, id. ... ai
Le resserrement du mortier est de i millimètre par joint
bien fait et mince.-
Lorsque l'on pose les voassoirs, on a soin de ne Êdre qu'é>
bancher la tête, que l'on achève sur place.
ÇonsÈrvction des culées»
Les calées de ponts sont destinées non-seulement à snppor»
tcr^«otaB«9s lai piles^ la.ebiige, de b pi^rtiAft d'iirehe q«i pMH
Ingénieur Civil, tome a. ^ ' *4'
3;$ TROISIÈME .PÀETIB. LltTRE Vt.
sur elles, mais encore à résister à la différence qui existe entre
]a pottssée des terres et la poussée de la voûte.
Nous avons calculé la poussée de la voûte sur la culée, il
nous reste à trouver la poussée des teiTes en sens contraire.
Soit cb(Jig. 1 3) la bauteur h d'un terrain be au*dessa$ d'un
terrain voisin.
Les terres, exposées aux intempéries des saisons, s éboule-
ront et prendront une inclinaison maxima ce.
Mettons un mur 6c, et remplissons l'espace bce de terre.
Cette terre se partagera en deux prismes, l'un bcfyc, 4 ' étant
la longueur du mur dit solide de plus grande poussée , Tautre
fcey, /qui s'appuiera sur les terres.
Soient Pie poids du prisme, et Q la résistance du mar, appli-
qués tous deux aux centres de gravité du prisme et du mur.
Si les deux volumes ont partout la même section, P et Q se-
ront situés au milieu de la longueur , dans un même plan , et
se rencontreront en un même point m.
Ces deux forces se décomposent chacune en deux autres,
comme nous allons le voir.
i* Poussée des terres.
Supposant bc vertical, pour simplifier la question, nous
avons :
Poussée du piisme bcf. 7; étant la densité des terres, on a
peur poids de ce prisme :
Si «esirangletc/', on ar :
bf^sa h lang. y.
et: poidi du prisme P «« ^ A* £^—
Ce poids se décompose en deux forces, dont l'une perpen-
diculaire et l'autre normale à c/, savoir :
Force normale • . «
Force parallèle . . .
La première est détruite p«r la réiistttBce du plan ef, l'av
4re obtient tput son effet.
PONTS PÎX». 379
a* Résistance du mur,
La force Q, appliquée en m, se décompose en deux autres*
une normale à c/, l'autre parallèle à c/et opposée à -
tang. a fcos. a, et ou a :
Force normale. ... Q cos. «
Force parallèle. ... Q sin. a
La force normale est détruite par la résistance du plan ; la
force parallèle obtient tout son effet.
Pour qu'il y ait émiilibre, il faut que les deux forces oppo-
aées soient égales , donc :
Qsm. «=cs M tang. «COS. « ,
â
d'oà
^v irA* . COS. a
i sin. a
» , «s. « i ., • .
Remarquant qae «» ■ , il vient :
sin. a lang. o(
2
Soit X l'épaisseur du mur» la poussée des terres tend à le
faire tourner autour du point A. On trouve par le calcul dif-
férentiel que le point d'application de Q est situé aux dedx
tiers âe h,h partir du point C , d'où on a :
bn « Vs h
La surface du rectangle ACid étante X ^» û on repré-
sente par n sa densité, son moment par rapport an point A
est :
a? X*
n Aa?X =« n A —
Le moment de Q, pris par rapport au point A , est :
38o TAOïsiàtn paetik. uvhi ti.
Le moment de Q doit être égal à celai dn mur, puisqiie Q
tt'tit ^tw la oonté^iieooc de Jl ^x; on « donc : *
QxVs* — n* *'
d'o«
s
9 X t*
4 ^
On <ièduil de celle équation :
SR
et: m ^hl/UL . . . i (!)
En déterminant la valeur deit par le calcul différentiel, ob
arrive à la formule tuivante :
L'angle r ne dépasse jamais 35 à i^\ Vi r est donc tonjoors
an-dessous de lo®; tang. Va r est donc au-dessous de o,36S
valeur de tang. ao*, le rayon des Tables étant i.
Cette formule diffère de Celle qtië ttoul vetao^ dd donner,
en ce <|ue )/Test remplacée par une quantité plus petite qâe
0,365. Si donc notre formule pèche, c est par un iexcédantde
valeur pour x , qui ne fait qu assurer de la résistance au mur.
Comme f/^sa i,4i6 =» 6,365 X 3,87, la première for-
mule ne peut seHri», et il font employer la tècondé qnn sim-
plifiée , devient ^ pont tons les eas ^
y-^ {«)
.0.4k _
sn
Les densités des terres et des murs sont assez peu variables
pour que Toà pttisto encoi'é simplifteir tettè fortttole :
On a : w = II, à très-pen près ,
PONTS FIXES. 38 1
Pour les mors desoutennement, auxquels on donne toujours
on talus de i centimètre par mètre, on pourra employer en
toute sûreté la formule :
or s=£ o,a A *
pour déterminer Tépaisseur du mur dans le haut.
Ainsi un mur de souteniieroent de lO mètres aurait une
épaisseur de 2 mètres dans le haut et 3 mètres dans le bas.
Nous avons souvent employé cette formule, et n'avons pas
éprouvé le moindre mouvement dans les murs construits avec
les épaisseurs qu'elle donne.
Nous devons dire cependant que, lorsque les murs sont des-
tinés à supporter des terres argileuses, tourbeuses , spoogien-
ses, il est de la plus haute importance, quelle qu'en soit i 'épais-
seur, de les mettre à l'abri de rbumidité continuelle que
df'gagent ces terres, ce qui se fait au moyen de glacis inté*
rieurs et de rigoles ménagées à l'effet de les conduire au de-
hors.
§ 3, — CONSTRUCTION DBS PONTS EN CHARPENTE ET EN FER.
r^s points d'appnt des ponts en charj»ente sont de deux es-
pèces, savoir ;
Les piles en pierre,
f .es palées en bois.
Les culées peuvent aussi être en maçonnerie on en char-
pente. /
Le bois ne s'emploie plus guère aujourd'hui pour construire
les soutiens des ^onts , à moins que ceux-ci soient de peu d'im-
portance ; tandis qu'au contraire, il s'emploie presque exclusi-
vement à la construction des travées, qui ne se font plus en
pierres , tant à cause du temps énorme que ce genre de con-
struction exige, qu'à cause du prix de revient qui est aussi très-
considérable.
Nous ne parlerons ici que de la construction des travées en •
bois , qui présenteiU; seules de l'intérêt.
Lorwjne la distance entre les soutiens ne dépasse pas 4 à S
mètres, on se contante de mettre des poutres longitudinales,,
munies ou non .miipies de sous-poutres à l'endroit des appuis.
.Si l'espace est plus considérable, on met des sous-poutres et
des jambes de force qui portent sur les soutiens.
Quand l'ouverture des travées dépasse 1 5 mètres^ on leur
donne la forme d'arches, et on les compose de plusieurs rangs
de madriers superposés. , '
38a TROISIÈME PARTIE. LITRB V|.
M. Emery, ingénieur en chef des ponts et chaussées» a pa-
blié un ouvrage fort intéressant sur la construction du pont en
ciarpente qu'il a été chargé d'établir sur la Seine, près du con-
fluent de cette rivjère avec la Marne, à Ivry. Nous renvoyons
à cet excellent ouvrage pour tous les détails relatifs à ce genre
de construction. ^
il serait bien à désirer c|ue tous les travaux conscîencîense-
xnent exécutés fussent ainsi détaillés, après achèvement, dans
un ouvrage spécial. Malheureusement ces derniers sont très-
peu nombreux I vu le nombre toujours trop considét^ble des
gens qui ont le droit et la prétention d*y introduire quelque
petit produit plus ou moins absurde de leur imagination.
Dépuift qaelquei années, on tente, non sans succès, de
remplacer w pierre et le bois -par le fer et h fonte, dans b
DOBStruction de» trches de ponts.
A cet effet, plusieurs sptèmès ont été employés.
Dans le premier qui fut construit ainsi, la Passerelle de
llnstitut, à Paris, dite Pont-des-Ârts , on dbnna à la fonte la
forme que Ton donnait au bois, à quelques modifications
près.
Ce mode de construction présente l'inconvénient de néces-
siter des réparations incessantes, soit pour remplacer les boa-
loas tombés 9 «oit pour resserrer ceux dont les écrons se dévis-
sent, soit, enfin, pour taccommoder les oreilles de fonte qui
te cassent. En nn mot, ce mode est peu solide.
Vient ensoite le pont d'Âusterlit£> dans Ifeqnel on donna à
la fonte la forme de voussoirs creux pour la faire agir d'une
manière analogue aux pierres. Ces voosseirs sont encore reliés
entre eux par des boulons.
Par suite des oscillations que subit ce fiont lorsqu'il passe
une voiture, tons les montants destinés à recevoir les YOttssoirs
dans le voisinage des calées àe sont rompus ; de plus, les vous-
soirs se sont abîmés et les boulons se sont desserrés. Il en ré-
sulte qu'il faut constamment resserrer ces derniers et rempla-
cer ceux qui tombent, comme au Pont*des*Arts.
Mais si ces deux ponts sont loin de plaider en fiiTeor de la
substitution des raëtâux à la pierrte et an bots, il en est d'an-
tres qui en constatent une supériorité incontestable. Ge sont
les ponts en foute, dits à Y anglaise , dont le pont dnCaironsel
offre un delS pi Us beaux modèles. '
Dans ce dernier, au lieu de cinq afehe% <
»l»ONTÎ SÙ.^PKNDUS. 383
ponts «établis aiins \e voisinage , sûr la Seine , il li'y eii a <}ue
trois.
Les arceaux consistent en deux rangées At {>laf|iiët âé fonli,
assemblées à brides par des boolonlB, bombées de manière à
présenter une section elliptiqite j remplie intérieurement par
des madriers en bois superposés et goudronnés.
Ces arceaux supportent le'tabliev du pont au moyen de cer-
cles ^n foDte kgOTge^ embrassant les brides, et appuyés tous
les uns contre les autres par des colonnettës horizoutaïés en
fonte.
Les arcbes de ce pont ent 4^ mètre* d'ouverture cbacnne.
H a été construit par M. Polonceau, iogénieur en chef des
ponts et chaossées.
CHAPITRE II.
POJVTS «USPEHDtS.
Ces ponlts sont ceux dont la oonstnictiOD est le pins géné-
ralement confiée aux ingénieurs civils, aussi allons notts les
étudier avec soin.
Un pont suspendu consiste eil un tablier en charpente sou-
tenu au-dessus d*un cours d'eau ou antre excavation ,. au moyen
de tiges de suspension , lesquelles sont elles-mêmes fixées plir
leur extrémité supérieure à un ou plusieurs cables régnant sur
tonte ta longueur du poht,et reliés^ par leurs extrémités, à
des points fixes.
Calculs du pont suspertdu.
Soit A mm' m* m*' B (fy. i4) un polygone funiculaire : A
et B étant fixes» et les points m, m', m", m"' étant sollicités
par des forces PP' P" P'** parallèles entre elles;
1** Il faut, pour l'équilibre, que tous les points A, m, m',
m",ni'\ B soient dans un même plan, ainsi que les directions
des forces qui les sollicitent ;
a® Si TfT, T" sont les tensions des cordons mm, m m\
nC m"*, on obtient les valeurs de ces tensions de la manière
suivante :
On prolonge A m et m' m" jusqu'à leur rencontra en o , et
on mène parce point l'horizontale nn\ Soit Aon = é, m'
o n' es= «.
Si l'on suppose le cordon m' nt" coupé en son milieu, sa
tension est la force qui le retient dans sa position normale.
384 TROISIÈME PABTIE. LIVRS VI.
Soît A la tension du point Â, et décomposent A et T* en denx
forces, chacune dirigée suivant rhorizontale et la verticale
passant an point o , on aura :
T*. » . . horiiontale T' coe. a-
verticale T' sin. «e.
A, . » . horicontale A cos. ê.
verticale A sin. 6.
Puisqu'il y a équilibre entre A et T*« il en résntfe qne Too a :
T* cos. a «: A COS. 6
T' sin. a »> A sin. 6
Appliquons ce principe au point suspendu :
Soient A et B (yî^. i5) les extrémités àh cable qui supporte
le pont ; soit A m B lacourbe que prend ce cable.
Pour trouver la forme de eette courbe , nous la décompo-
sons en éléments très-petits. Si m est le point le plus bas ou
sommet, on peut supposer qu'il y a un élément en m , leqarl
élément est horizontal. Coupons le cable eu ce point ; la pres-
sion exercée p<ir le tablier du pont de A en m est la même que
celle exercée de m en B , donc ce qui aura lieu pour la moitié
A m aura aussi lieu pour l'autre moitié B m.
Soit Q la tension du cable au point m, Telément du cable
en ce point étant horizontal, Q est horizontal.
Soient m\ m\ rn^\ etc., des points de division de la coorbe
A m, mp^ ntp\ '«"p"* ^'^** ^ ^ '^^ perpendiculaires abaissées
de ces points sur l'horizontale m A*.
Soient^le poids supporté par la demi-chatne A m; n le nombre
des divisions infiniment petites de A m. Si on suppose que les
distances mpy pp\ p'p'\etc^, des pieds des perpendiCHlaire«
abaissées de m, m, m\ etc., sont égales entre elles, le poids
supporté par chacun des points m, m\ m'*, etc , sera consltpt
et égal à = p.
n
Soient «» a', a\ etc., les angles qne font les côtés irm'i
rnm', etc., avec l'horizontale ; t , t\ t'\ etc., les tensions de ce»
difFérents éléments, on aura , [jig, i6} :
1° Pour , m* dont la tension est t :
Tension horizontale t cos. a.
Tension verticale ( sin. a.
et pour ré<}ailibre :
t C08. « = Q
f sin, a = f>
V^f ttn potUi qoeiboB^t** m» •)- ft (/Ij^. 4») , on i t
Unsiob Vierticalè i° sm. «a
so « point ^i> <(- 1 teoMto horiiontale t^-^i cot. ga
tension Terticale l^^ «i* i aîn. Sp^
Poar réquiliblfe , od a :
rcoê,«ig«i*<»+.teOI.6,
b'r, si l'oii bôbstd^re ïéi èlémenW soccesstfs, on voit que
l'oD a :
1» <oeos.aQ»ln^ 1 co»féo*P»<n+a «>••«/ «^^
= ^ç9S»a«.Q,
c'est-à-dire que les tensioiis horizontales soot constantes et
égales à Q , d'où on déduit : '
Q
ta-
COS*«C0
La tension en un point quelconque est égale à ta tension ho^
rizontale, au sommet de la courbe, divisée par le cosinus de
f angle que fait avec thorixoniaU là tangente en ce point.
On déduit de là :
Plos ocn est peyt« plnî eos. «a est grand ; par conséquent
plus <n est petit ;
in-Ov, ; -
La tension minima a lieu an point m ponr lequel <xn = 0.
«0 On a an point m' . '. . . t^n.*«**»^
au point m^'. • , t' sin.a' =*sin.a+jB=8p
306 TRoinEia Pimt». utiib tL
tu poiot m'" . . . J''iio.a"«l' «b. fc'+ji«=5ji
an poÎBlm". ..#"8in.«"3-.i'»-«iio.«"->-|-p»=(» + i'|i
La tension verticale augmente depuis le sommet de b
courbe jusqu'au point A , ce que nous devions trouver d'après
ce qui précède , les tensions horisoatales étant constantes.
On déduit de là les équations suivantes pour trouver ifi
tensions en un point quelconque M :
I» cos. oi. « Q (l]
l-ll*. a. = (»+!) p . . . (îl
d'où î tang. «. - (*+^)P . . (3-,
Formé de la courbe.
Soit b la distance m A\ on aura pour expression de Is dif-
tance en deux pieds consécutifs quelconques p, p* de perp®'
diculaires :
PP'^-
è
n ■
ce qui donne :
mp' -=
b
n
mp"^
9 b
n
ac
mp'"^
n b
n
mp^ -«•
mb
n
. (*1
m éUni un nombre
de divisioos à partir
quelconque
do point m
indiquant coniMea
o.pf«.i
On a d'autre part
:
n' p' » mp' laog. ac e« — laog. «
VONtS SÛSPEtIDUS. 3S'J
»'>''« m' p'-| taiig.a'«= (Ung, a+iang- «')
n n
»'"/"= m"/' + -i. laog.a''== — (UDg. « +
Uiig. a' + lang. «'')
n V.
Noui avons Irouvé (équtUon
3):
Ung. «a, «= -i
Q
Faisons : - m >=» o
long. « .^ -^
f»=a 1
20
m «a=r i
5»
Ung. «,- y ,
elc.
Mc. elc.
loii iRhi j»M «>p y, il vient :
i_-^(^1+S + 3+«U. + <»)
^ous avons trouvé (équation 4) :
mb
n
Od en déduit :
*" b
3g| TROISIEME Pf^TlÇ. UyA|| Vl.
Or, la somme des termes d'une progrcssioii arithmétique
est donnée par la formide :
a premier, l dernier terme, n nombre des termes.
Od a donc :
». l' + — J-T-
1 + . + 3+ . , . + -J--
n X
b p
et : y « _£. X
(-^)
Or, on a : p =»
donc : y ■=• — -^r- +
26Q ^ 9nQ
Faisons » «= « , ^^ detfeût nul, et ett i :
S6Q
(«)
Cette équation est celle d'une parabole. .
Soient ox, o/ (/gf. 17) deux- axes i pour * = o d ▼»«»
^ Bss 0, donc la courbé passe par le point o.
Pour des valeurs croissantes de x on obtie9k.te w«iB*
croissantes de^.
Soient /et b Tordonnée et rabcisie 4m point A de la courte»
pour jr =s 6 on doit avoir ysatf, donc :
PONTS SUSPENJ>US. SSp
0 Tf • • (•)
/ est ce c[u*on nomme la flèche de la courbe.
Substituant cette valeur de Q dans Téquation de la courbe,
il vient :
J' = -j"ï- ........ (7)
équation indépendante de tt» ce qui prouve que, quelle que
soit la charge , la forme de la courbe sera toujours la même
pour des vadeurs constantes de b et de/.
De l'équation (6) Q = — — , on déduit :
Plus/ est grand, plus Q est petit; il ne faut donc pat pren-
dre les points d'appui de la courbe trop bas ; généralement
ou prend/ entre •Vio ®^ ^/ih •
Tension du cable»
Chaque tension se décompose en deux , Tune horizontale
7tb ,
constante et égale à - — - , l'autre verticale et sans cesse
croissante à mesure que l'on s'éloigne du sommet de la courbe.
Nous avons trouvé ( équation a) :
«. sîn. ocn ^ (n+ t) j9
Si l'on recherchait l'équation de la courbe correspondant
à cette formule ,on aurait :
tn »\m an =3 y
d'où : y ==a p a? -f- p
équation d'une ligne droite.
.Soient donc AB {fiÇ'ig) une horizontale sa 6; BC une
verticale égale à la charge totale tt sur la demi-chaine; joi-
gnons A C. AG est le lieu géométric^ue des extrémités des H*
gnes qui expriment les tensions.
Soient mp une perpendiculaire abaissée d'un point de la
Ingénieur Civil, tome 2« 3^
390 TROISIÈME PARTIE. LITRE Vt.
c«wri>e sur AC, et T la valeur <i« la tomion qu elle représente,
on a :
«p : B«:: ap: ab
on : Y I ff 1 1 * ! ^
d'«ft: y--x- <*>
La tension verticale, en un point quelconque de la courbe,
est égale ao poids total mnltiplié par l'abcisse de ce point et
divisé par 6.
Soit Im» la tension en un point quelconque , on a :
U'^l/Q^ + Y*
-y-
••'•+J!l|!....,„
4 /•« ^ 6«
La tension la plus importante à connattre, est celle du
point A (/î^. ao) , car c'est la plus forte ; or, pour A , on a :
Epaisseur de la chah\e.
(10)
Dans le cas où l'épaisseur de la chaîne est uniforme, il faat
qu'elle soit suffisante pour résîster au point le plus chargé A.
Soient S la section de la chaîne en mètres quarres, P le poids
* P
sous la traction duquel i mètre quarré se rompt : est
4
le poids qu'il faut faire supporter.
La section doit être ^le à autant de fois i mètre qnané
p
qui —— - est contenu de fois dans la tension maxima ,
4
on a donc :
S =
PONTS SUSPENDUS. 39 1
Longueur des tiges de suspension.
On a la formule (éqoation 7 ) :
Donnant à x les valeurs des distances, au tnilièB du pont, des
différents points du tablier où on veut accrocher les tiges, on
obtient, pour longueurs des tiges, les valeurs correspondantes
de j.
Épaisseur des tiges de suspension.
Si on divise le poids total du pont par le nombre des tiges
de suspension, on obtient la charge de chaque tige, et on
calcule sa section comme précédemment.
Manière simple <t arriver aux mêmes résultats.
Soient A m {fig. ao] la courbe de la chaîne, et T la teosioa en
A. On prolonge T jusqu'à sa rencontre au point G avec m A*. Q
et T, tirant l'un en C m et l'autre en G A, doivent faire équilibre
à un système de forces parallèles p appliquées aux différents
points de la courbe entre met A, également espacés, et ayant
pour résultante appliquée au milieu de m A*.
Le point C de rencontre de m A' avec T doit donc être sur
le milieu de m A*.
Décomposons T en une verticale T siil. «.
une horizontale T toi. a.
Les quatre forces Q, «, T sin. a et T cos. « étant en équi-
libre, on a :
Q B=s T cos. a
Tt = T sin. a
0 ou : iang. et "«
b
on a : AA'=»^, wA'«=i, cA'=c« — ' —
391 TROISièMI PARTIE. LITRE TI.
Dmi I« triangle A C A', on a :
AA' 2/
Poar atoir T, on a :
sio. a'
gin.oe 9/
tang. a «= =*= — ; —
COS. a o
., . ftiîn.a
d'où : = cos, a
Or: cos.*a + sin.*a== i
■ 4- su
, 6* lin* a , . •
donc : h sm.* a «== t
tin.*«
' — /y. + .
6«
.iD.«« / ^
4/-*
stn. a
. A^..+.
4/"
f/ Tt» + Q»
PONTS 8t7SPENDVS. 3^3
Cette méthode est bonne à employer quand on sait que :
1® La courbe est une parabole ;
3® La tension va en augmentant depuis le point tn jusqu'au
point Â.
Teniion extérieure»
Soient ABG(jf^. ai ) la direction de la chaîne, hors du (lont,
après le point A ; T' un poids faisant équilibre â la traction
qu'elle éprouve au point B. S'il n'y a pas de flottement, T '
est égal à la tension du point  , et on a :
S'il y a frottement, T' est plus petit queT , et on à :
T'<T.
Décomposons T', au point G, en deux :
Une verticale T'sin. a,
Une horizontale *t* cos. a.
Soit P une force verticale appliquée en C pour établir l'é-
quilibre. A
Si on suppose au point C une résistance B horizontale suffi-
sante, on a pour l'équilibre :
P= T'sin. a.
Si l'on veut éviter l'action de T' cos. a sur la pile qui sup-
porte les cables, on prend la résultante R des deux forces P et
T' cos. a , et on oppose une résistance dans ce sens. Si a' est
l'angle de R avec T' cos. a , on a :
R«=p« + T'«C08.8a
d'où: R =s=j/p«+T'«cos.««
P sin. a' s= R
sin. a
»_L-A".
SID.a' •=» -rr-=* T 1 +
T'»8in.««
/^.+
lang.* et
Longueur de la chaîne.
C'est la longueur d'un arc de parabole, c'est-à-dire :
4 #1
Loïkfaear =s t à -f ' ■ (if )
3 6 *
^94 TftOISliMI PARTfB. I.ITRB VI.
Dilatation de la chaîne.
Lorsque la température varie, la longueur de la chaîne va-
rie aussi, et alors son sommet baisse et monte suivant la va-
riation.
Scient t la température correspondant à la longueur/;
t-|-</la température correspondant à un accroissement de
longueur S d l; $ étant le coefficient de dilatation pour un d^
gré du thermomètre ;
/la flèche correspondant à /,/4-/' celle correspondant à
l + Sdl.
On a pour longueur de la chaîne à la température t-^-d:
Résolvant pa* rapport à/', et observant que/' étant très-pe-
tit ,/*' est négligcàable , il vient :
/(i +5<|)«2* +
i + Ud^Zb +
Sb ~ 36
4 /•
Remarquant que l'on a : , / = \- 9h
ô6
il vient : l od
36
Etablissement (f un pont suspendu»
La largeur entre les culées étant donnée , on détermine ie
nombre des piles d'après les considérations suivantes :
Le pont peut être d'une , deux , trois , etc., travées.
Que] est le nombre des travées correspondant au im'niMuia
de dépende? telle est la question à résoudre. I
On détermine d abord entre quels nombres doit se troovefl
«pproximativem^Qt le nombre des travées. Gela fait, on re«l
PONTS SUSPENDUS^ Zg^
marque qae> quel que soit le nombre des travées, la dépense
des calées, du tablier et des tiges de suspension est constante.
Il n'y a donc lieu à calculs que pour la chaîne , les piles et
les fondations de la chaîne.
On fait le calcul de la dépense de ces trois objets pour les
différents nombres parmi lesquels doit se trouver le nombre
des travées, et l'on adopte le plus économique.
Il y a plusieurs manières de faire le calcul de la dépense
pour le cable seulement, suivant que Ton adopte différents
points pour sommet de la courbe.
Soit par exemple AB {fig, 21) la largeur d'une rivière sur
laquelle on veut établir un pont^ et soit proposé d'essayer à
mettre deux travées.
Soit la flèche/ = i/^Q 7 6.
Il y a plusieurs valeurs pour 6, et il faut trouver celle pour
laquelle la dépense est minima,
i<* On peut supposer 6 ex ac', et alors mettre au milieu de
la rivière une colonne s'élevant d'une hauteur 6 c au-dessus
de ac\ égale à */|o ^ ^= V5 «c*.
Dans ce cas, le sommet sera au point a, et la traction sera
horizontale minima, et dirigée suivant ac. Il y aura écono-
mie pour les fondations de la chaîne, mais hauteur maxima à
la colonne, et section maxima à la chaîne; car, dans ce cas, la
section de la chaîne sera la même que s'il n'y avait pas de pile
au milieu.
1" b peut être plus petit queac; pour cela, il suffit de
prendre le sommet en un point quelconque </ situé entre aetc .
Soit e le milieu de ac\ Si d e^t situé'entre a et e, on a 6' c'
s= Vs ^-^ <C ^ ^'* ®^ ^^ chaîne vient rencontrer la culée en un
point a* situé au-dessus de a.
Si le point d est situé entre e et c , c'est le point a qui est le
plus élevé.
Dans les deux cas , la tension de la chaîne est la même que
celle d'une chaîne pour une travée &= a c'c/.
Le premier cas s'adopte de préférence au second, parce que
la traction de la chaîne en 6' est équilibrée par celle de l'autre
portion du pont , et la traction en a se trouve d'autant moin-
dre que a a' est plus petit.
Par rapport à la chaîne a 6, on a un surbaissement de co-
lonne b b\ un surhaussement de culéeaa , une augmentation de
tension en a\ et une diminution de tension en 6', d'où une
diminution dans la section des chaînes.
igS tMHéhSK ^ARTIK. ÛVRB Tl. |
Si ie sommet est sitaé en e , alors on a 6" c* ss à"«t c= Vs I
«c*. La traction maxima a diminué, la pile a baissé, mais la i
culée s'est élevée , et la traction en a" a augmenté.
Construction. \
On a employé dans l'origine le fer forgé pour la construo I
tion des cables, mais, depuis plusieurs années, on l'a complète- i
ment remplacé par le fil de fer, dont la qualité est toujours de
beaucoup supérieure et qui ne présente pas l'inconvénient
des pailles que Ton rencontre dans le fer en barres.
Le fil de fer, néanmoins, présente un inconvénient que Ton
n'évite qu'au moyen des plus grands soins dans l'assemblage
des fiU; c'est de se tendre inégalement dans la confection des
cables , et, partant, de laisser plus de charge à certains fik
qu à certains autres.
D'autre part, le fil de fer est fort cher , et comme il ne com-
porte que du fer de première qualité, il en résulte que les
fers fabriqués par la méthode anglaise se trouvent exclus.
C'était donc un beau problème à résoudre, que de fabri-
quer des cables de ponts suspendus avec ces derniers fers aussi
bons que les cables en fil de fer. Ce problème a été résolu par
MM. Muel Doublât et Eugène Flachat, comme il est facile de
s'en assurer au pont de Suresne, près Paris.
Ces messieurs ont eu l'heureuse idée d'employer à la confec-
tioi^des cables, les fers plats laminés qui portent, dans les
forges , les noms de feuiÙards ou cercles»
Les avantages qu'ils présentent sur les fils de fer sont les
suivants :
1® Prix de revient moindre, bien que l'on en mette un plus
grand poids, la résistance de ce fer n'étant pas aussi grande
que celle des fils de fer.
a® Assemblage facile et tirage égal pour toutes les bandes.
Les bandes de fer ne pouvant avoir la même longueur que
les fils de fer, lesquels sont tous de la même longueur que le
cable , on les dispose les unes au-dessus des autres de la ma-
nière suivante :
Soit a mètres l'espacement entre les tiges de suspension.
Tous les deux mètres , on enferme le cable dans un petit étrier
en fonte fortement serré, de sorte que chaque bande se trouve
pressée , sur sa longueur, par quatre ou cinq étriers.
On ne fait pas commencer toutes les bandes d'un même
«^•^^nt; suivant le nombre , les bandes superposées qa'il doit y
PONTS SUSPENDUS. 897
avoir pour obtenir la résistance voulue, les orî^nes des ban-
des sont espacées entre elles de un ou deux étriers au plus. Il
en résulte qu'elles entrent sur une face et sortent sur l'autre ;
on s'arrange de manière que les extrémités des bandes se trou*
vent à l'endroit des étriers, à quelques centimètres éb dehors.
Par cette disposition, il est certain que si les étriers se des-
serraient, les cables s'allongeraient , et le pont partirait ; il est
donc de la plus hante importance de bien confectionner ces
parties du cable.
Nous renvoyons aux figores pour les détails des travaux de
maçonnerie.
Les tabliers se composent généralement d*nne série de pou-
tres transversales fixées aux extrémités des tiges de suspen-
sion , et recouvertes de madriers longitadinaux, sur lesquels
on établit des madriers transversaux et faciles à changer, sur
lesquels s'opère l'usure faite par le3 voitures et les chevaux.
Pour anéantir autant que possible les oscillations prove-
nant du passage et des coups de vent sur les ponts suspendus,
on construit les garde-fous au moyen de croix de St-André,
en bois, buttant les unes contre les autres, et séparées par
des boulons verticaux, qui opèrent un fort serrage sur les deux
lignes de poutres entre lesquelles sont placées ces croix.
\^ figures i, a, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, la, i3,
i4» i5, 16, 17, 18, i9(P/. XXV), représentent en plan,
coupe, élévation et détails, le pont suspendu établi àCon*
flans-S'^.-Honorine, par M. Séguin.
QUATRIÈME PARTIE.
EXPLOITATION DES MINES ET HtÉTALLUROIE.
chapitm; premier.
llittRODtJCtiOK.
On donne le nùin de mine, k tonte etcavtftlon <»«osée<lsiis
l« sein de ta terre poor en tètirer les sttbstalices minénfei
utiles. On donne le nom de carrière , à ilneeteâ^tion fititel
kl fnrface. On appelle cavale, nne eicavation faite dans le
flanc d'une colline pour en retirer dtt plâtre on d« Id piem
calcaire.
On donne le nom àt houillère, k une inine de boniOe; le
flom de tourbière, a ttné mine de totlrbe. Les grandes exca-
vations se divisent en puitâ, en galeries, cheminées et cham-
bres.
On donne le nom de pUits, à nne excafatton prismdtiqae
dnnt Tate est très-allongé et perpendiculaire, ou très-incliiié
à l'bofiton. On donne lë nom àe galerie, à une éicaviltioii
prismatique dont l'axe est horizontal, on peu iiidinë k l'ho-
rizon.
Les cheminées sont des excavations qui tiennent le miliea
entre les puits et les galeries.
NOTIpNS HISTORIQUES ET STATISTIQUES SUR LES MINES.
L'origine de l'exploitation des mines remonte à la plos
haute antiquité; elle se perd dans la nuit des temps; il en est
question dans les livres les plus anciens. Job, dans ranciefl
testament, en parle; Hérodote parle aussi de l'exploitation à.»
mines chez les Egyptiens.
Les premiers métaux que l'homme retira du sein de la terre
furent l'cr et l'argent, cela provient sans doute de ce qu'il fut
frappé de leur éclat; le fer ne fut pas d'abord exploité. On
remarque d'ailleurs que les armes des anâens étaient en coÎTre
ou en airain (alliage de enivre et d'étain). L'Egypte, l'Espagne,
les Indes et la Syrie furent les premiers pays que l'on exploita.
EXPLOITATION DES MINES. 3^^
Les Phéoicnns elploitaient, dans File de Taso, des mines
d'argent; entaite on exploita le fer à File d'Elbe et en Syrie.
On exploita l'or dans l'Asie-Mineure à l'état de paillettes que les
fleuves entraînaient : on les recueillait an moyen de la toison.
Le mari de Didon, en son voyage en Espagne, rapporta des
métaux précieux qui servirent à fonder Carthage. Plus tard,
les Carthaginois, devenus maîtres de l'Espagne, exploitèrent
avec une grande activité les mines d'or et d'argent qui s'y
rencontrèrent.
Carthage étant détruite par les Romains, ils continuèrent les
travaux des mines. Sous le règne d'Auguste, on retirait le fer
de l'île d'Elbe; on l'exploitait aussi en Syrie, en Galicie, en
Biscaye , dans l'Asie-Mineure et en Sibérie.
Le plomb s'obtenait en Espagne et en Angleterre.
Le cuivre se retirait de l'Espagne, de l'Angleterre et de l'île
de Chypre.
L'étain provenait d'Espagne et d' Angleterre.
Le mercure venait d'Espagne, d'Ephèse et de l'Asie-Mi-
neure.
Les anciens n'exploitaient pas le charbon de terre, ce sont les
Anglais, qui, lespremiers, commencèréntà l'exploiter en ia8o.
Procédés des anciens. — Us ne connaissaient ni la poudre ni
les machines à vapeur > ils y suppléaient en employant une
immense quantité de bras d'hommes. L'on peut s'en faire une
idée en sachant qu'Auguste rendit^ine ordonnance , à Rome ,
]ui défendait d'employer dans les mines plus de 5ooo ou^
mers,
HISTOIRE DES MINES DANS LES TEMPS MODERNES.
On la divise en trois époques :
La première date de la décadence de l'empire romain,
Qsque l'année 968, époque de la découverte des célèbres
aines du Hariz ;
La deuxième date de 968 jusque 1 49a » époque de la dé-
:ouverte de l'Amérique ;
La troisième date depuis 1492 jusqu'à nos jours.
Première époque. — Quand les Romains abandonnèrent les
aines d'Espagne, le siège des grandes exploitations fut trans-
porté en Allemagne vers le VL"" siècle, sur les bords du Rhin ,
uTyrol, en Moravie, Bohême, Transylvanie.
Les mines de Saxe furent exploitées vers le XI* siècle. Vers
e milieu du XIIF, on commença à exploiter la houille en An-
letem.
400 QUATAIEMB PARTIS. CBAPITRB PREMIER.
Deuxième époque, — En 1 696 furent découvertes les mines
d'or du Brésil. Les mines d'Améri((ne tombèrent en décadence
depuis 18 10 jusque i8a5.
Troisième époque — En 1 779 on abolit en Ecosse Fesdavage
des mineurs. En k 8 1 4 l'on découvrit en Russie , dans le Caucase »
les riches mines d'or et de platine.
Perfectionnements apportés aux procédés.
En 163a , la poudre fut employée la première fois dans les
En 1 700 , les premières machines à vapeur forent employées.
En 1 760 , on apporta d'heureux perfectionnements dans les
procédés de ventilation pour les mines de charbon de terre.
En 1780, on se servit des machines de Watt.
En 1816, on commença è se servir des lampes de H. Dary.
En i834} grands perfoctionnementsdans les moyens de sou-
dage.
Etat actuel des mines et leurs produits^
Nous empruntons la statistique suivante à l'ouvrage de
M. Burat [Géologie appliquée).
Les états de l'Europe ont été classés ainsi qu'il suit d'après
l'évaluation de leurs produits en métaux bruts.
HilUoM de fi«iM».
Angleterre 44o
Russie et Pologne i35
France i33
Autriche 67
Confédération Germanique. ... 6â
Espagne 54
Suède et Norwège 64
Prusse • 49
Belgique 4o
Toscane i5
Piémont et Savoie « . 1 1
Danemarck 9
Si l'on détaille' actueliement ces valeurs» dont le tolil
8 élève à plus d'un milliard, on reconnaît qu'il y a des états 1
qui produisent à eux seuls la presque totalité de certains mé-
taux. I
EXPLOITATION DES MINES.
4oi
FONTE.
M s s ô Ô
■g Q Q 12 «* •»■•*'•*■• *^ O »• 9"
*'' r^ ©T ff *r
FER.
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OR.
8
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ARGENT.
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Ingénieur Civil, tome a«
36
4o2 QOATBlèMfi t>AATlE. CHAPITRE PREMIER.
La prodnclion des autres parties du monde n'est connue
qaautant qu'elles sont liées par des rapports commerciaux
avec l'Europe.
Les exploitations des Amériques, par exemple, fournissent
les 1 1; i4 de l'or et de l'argent extraits annuellement; le Pérou
produit la plus grande partie du platine employé dans les
arts; le Chili et le Mexique, une quantité de mercure assez
notable pour que l'importation européenne, pour le traitement
des minerais d'or et d'argent, ait subi une diminution sensible.
Mais dans les riches contrées de l'Asie, la production se suffit
en grande partie à elle-même sans que nous en connaissions
les moyens. La Chine, par exemple, fabrique abondamment le
fer et le cuivre. Banca et Malacca, dans les Indes, exportent
une quantité d'étain évaluée au double de la production euro-
péenne.
Le tableau suivant donnera une idée de la répartition des
mines d'or et d'argent exploitées actuellement.
ARGENT.
OR.
/Brésil
[ Mexique
marcs.
»
â,1 96,000
marcs.
ââ,000
16,000
4,000
â,000
n,500
18,000
10,000
15,000
5,000
16,000
1 Pérou
f AMÉRIQUES. < Buénos-Ayres. . .
i j Chili
f Colombie
^Eiâlg-Uni». ....
AFRIQVB. JGdles Méridionales.
600,000
525.000
250,000
1,«00
130,000
î
En France, on exploite environ trois cents mines de com-
bustibles minéraux, et vingt-deux mille ouvriers en extraient
annuellement trente-deux millions de quintanx métriques.
Dans les carrières de toute nature, une population de soixante
et dix mille ouvriers sont employés à l'extraction. Le produit
annuel est d'environ cinquante millions de francs.
Pour l'année i84o,la production minérale de la France peut
être appréciée par les chiffres suivanU :
EXPLOlTATIOIf DES MINES. 4^3
q. m.
Houille 33,000,000 3o,ooo,ooo
Tourbe 4»472»ooo 3,65i,ooo
Bitume 26,000 4^6*000
Sel gemme. . . . . . 5 00,000 4i6o«o,ooo
Terres al uuifères. . . . iao,ooo 1,7809000
Carrières de toute espèce. » 5 0,000,000
Minerais de fer. . . . 40,091,000 i3.5oo,ooo
Minerais divers. . . . 380,000 626,000
Cette valeur est augmentée par les arts métallurgiques :
Pour rindnstrie du fer, de. . . . ii6,63o,ooo fr.
Pour les antres métaux 766,000
C*est*à-dire à plus de 220 millions.
CHAPITRE IL
EXPOSÉ DES METHODES DE RECHERCHES DES MINERAIS.
NOTIONS GÉNÉRALES.
On donne le nom de roches à des masses minérales qui cou-
vrent une grande étendue de surface. On distingue les roches
massives, qui se présentent en masses informes, et les roches
stratifiées, qui se composent de couches d'une grande étendue
en longueur et en largeur, eu égard à leur épaisseur.
lies roches massives forment le noyau des plus hautes mon-
tagnes, la base sur laquelle reposent les roches stratifiées. Les
roches stratifiées forment, autour des montagnes, comme un
mantean qni les enveloppe de toutes parts , et s'étendent en-
suite dans la plaine.
Roches dans lesffuelles domine le caractère du feldspath.
Les roches granitiques sont composées de différents feld-
spath,dont nous allons donner la composition. Ces feldspath
ont beaucoup d'analogie entre eux; aussi sont-ils souvent con-
fondus sons une seule dénomination. Leur caractère fonda-
mental est de fondre en émail blanc au chalumeau; ils rayent
le verre, font feu au briquet, et présentent, à l'état de cris-
taaz, deux sens de cassure.
Feldspath orthose, — Il a pour formule : RSs-^ 3AS3^et
est composé de :
Silice 66 I
Alumine 18 | 100 (en poids.)
Potasse 16 1
^0^ QUATRIÈMB PARTIE. CHAP. U.
Il a une pesanteur spécifique de 2,89 à 3,58. Le prisme
oblique d'où il dérive a des angles de 1 ao<^ 60* et 112® 68'. —
Eclat vitreux.
Feldsf^th aWite, — Il a pour formule : NS^-}~ ^^S^ ^'^^^
compo^ de x
Silice 70 I
Alumine '9 1 1 00 (en poids).
Sonde 11 ^
Sa pesanteur spécifique est de 3,61. Il dérive d'nn prisme
dont les angles sont de 1 15<*65* et i iâ<>62\-^Dans les cristaux
de I albite, le plan diagonal coupe les bases du prisme suivant
des angles de 86" 3o' et 93® 3o' , tandis que , pour l'orthose ,
les bases sont conpées diagonalement à angles droits. — Eclat
nacré.
Feldspath ryakolithe. — Contient de la potasse , de la soade
et de la magnésie.— Eclat vitreux.— Très>fendillé. — Pesanteor
spécifique : 2,57.
Feldspath labrador, — Il a une pesanteur spécifique de
3,69 à 3,75. — Attaquable par les acides, ce qui n*a pas lien
pour les feldspath précédents. — tl est trèâ-lamelleux. — Soo
éclat chatoyant suffit pous le distinguer. — Il a pour forronle:
I^ S^ -|- 3 C S -{- 12 AS, et est composé de soude, de chant,
d'alumine et de silice.
Feldspath jade. — Grande ténacité. — Barement cristallisé.
— Il se trouve en masse compacte, blanchâtre. — il a â peu
près la même composition que le labrador. — Pesanteor spé>
cifique: 3.
Triphane. — Aspect verdâtre ou grisâtre. — Cristallisé. -
Eclat gras et nacré.— Pesanteur spécifique : 3,19. — Safb^
mole, d'après Berzélius, est : A S^ -j- ^ ^•
Oliqoklase. — U a pour formule : A S* -{- (Na, K, Ca, Ma) S.
— I) est difficile à distinguer du labrador.
Néphéline. — Silicate alumino-alcalin , dérivant d'un prisme j
régulier hexaèdre. — Sa formule est : 3 A S i + N a S i. - P«' |
santeorspécifique: 2,56à 3,76. I
Mésotype. — Substance' blanche , nacrée. — Dérivant d'w ;
prisme rhomboïdal. — Sa pesanteur spécifique est de a,«4«
2,56. — Il donne de l'eau par calçination. — U a pour for-
mule : 3 ASi-^ NoSi»-f- a A<y,
EXPLOITATION DES MINES. 4o5
\Anolcyre, «*- Cristaux trapézoèdres dérivant du cnbe. —
Soluble daDS les acides. — Contient de l'eau. — Il a pour for-
mule : 3ASï+NaSi» -j- 6A9. — Pesanteur spécifique:
2^58.
uâ.mphyghne, — Cristaux trapézoèdres. — Il se trouve dans
les laves eu cristaux très-nets. — Infusible. — Sa formule est :
3 AS i* -f-KSi*. — Pesanteur spécifique : a,37 à a,48.
Sodalithe, — Dodécaèdre rhomboïdal, dérivant du cube. —
Sa formule est : 2 ASt-|- NaSi'. — Contient aussi du cblore
en proportion qu'on n'a pas encore définie. — Pesanteur spé-
cifique: 2,35 à 2,5o.
Haûyne, — Substance bleue vitreuse. — Elle perd sa cou-
leur par les acides. — Pesanteur spécifique : 2,47« — Sub-
stance encore mal connue.
DÉFINITION DBS ROCHES.
Granit. — Composé de feldspath , quartz et mica. Le feld-
spath est orthose ou albite; on trouve les deux à la fois, mais
le plus ordinairement l'orthose, qui est blanc; l'albite est rou-
geâtre. Le feldspath, dans cette roche, est cristallisé, c'est
une condition essentielle.
Le granit renferme des substances disséminées , telles que
tourmaline, pinite , grenat, amphibole, sphène, étain oxidé ,
molybdène sulfuré, triphane, corindon, émeraude, pyrite
de fer, titane oxidé , fer oxidulé, uranite, chaux phosphatée,
topaze, feroligiste.
L.e mica est feuilleté et de composition très-variable; il est
noir, verdâtre, blanc, bronzé, etc. Lorsque le mica est rem-
placé par du talc , le granit porte le no|n de prototfine. Celte
dernière roche est moins abondante que le granit; on la ren-
contre principalement dans les Alpes.
L'oligoklase se trouve souvent dans le granit ; la roche
porte alors le nom de granit avec oligoklase.
Gneiss (granit veiné de Saussure). — Le protogène, par sa
structure rubaoée , fait passer le granit au gneiss. I^e mica ,
devenant aussi élément essentiel dans le granit, fait passer
aussi cette roche au gneiss. On trouve dans les gneiss moins de
minéraux que dans le granit. Les schistes argileux peuvent
aussi se changer en gneiss au contact de roches ignées. Ces
roches modifiées sont alors appelées métamorphiques.
Eurite. — Quand la structure du granit est fine ei porphy-
roïde, la roche passe à l'eurite. La pâte seule du feldspath
4o6 QUATRiittK WLRTit; cAxf. Ii;
est intacte; aussi renrîtc portct-il le tiom de fddspâm
pact mélangé.
Ùranit à grandes parties, — Compose de grands cnstanx de
ces élémente. — Cette roche, qui porte aussi le nom de ^ra-
me graphique, forme des masses peu considérables. Elle passe
à la peomafite , composée de quartz, de feldspath^ et cjnelque-
fois d'un peu de mica. Le quartz est en cristaux orientés dans
le même sens. — Le clivage dtl feldspath se prolonge dans
les cristaux de quartz ; ce qui n'a pas lieu podr le gi^nit ordi-
naire. Nous avons trouvé cette roche en abondance aux envi-
rons d'Autuu, dans le département de Saône-et-Loife. On y
trouve du tiUne rutile, de Témeraude, de l'étain oxidé et de
la tourmaline.
Granit leptinite. — Composé de feldspath et quartz, mais
le premier en cristaux trè^-petiU. — La cassure est grenue.
— On y trouve de l'amphibole, topaze, grenat rouge, pyrites
cuivreuses: quand il n'y a presque pas de quartz, la roche
passe au feldspath compact.
Kaolin. — Produit de la décomposition dtt feldspath or-
those. La partie essentielle du kaolin est une combinaison de
silice et d'alumine. — Il provient des granits à grandes par-
ties ou des leptinites. il est très-abondant aux environs de
Limoges, dans la Haute-Vienne.
Byalomicte. — Composé de quartz et de mica. C'eSt un gra-
nit où le feldspath est très-rare. — On y rencontre de l'ctain
oxidé. — Roche abondante aux environs de Marmagne, près
d'Autun.
Hyalotourmalile. — Quartz et totdrmaline. — La toorma-
line est ici l'élément essentiel. — On y rencontre aussi de
rétain oxidé.
Topazogène. — Tourmaline , quartz et topaze.
Syénite. — Composé grenu de quartz, feldspath, am-
phibole et mica. L'amphibole est l'élément essentiel. — Le
feldspath est ou albite ou orthose. Là syénite peut être por-
phyroïde où schisteuse comme le granit et le gneiss. — On y
rencontre du zircon , titane, jryroxène, augite, etc.
Porphyres guartzifères. — Ces roches ressemblent aux eu-
rites. Les porphyres ont généralement une couleur rougeâtre.
Le quartz est souvent plus visiblement cristallisé qae dans le
granit. — Les deux poiiiteménts du cristal se sont rappro-
chés l'un de l'autre; ils sont très-brillants et très-limpides, ce
qui n'a pas souvent lieu dans le granit. — Le feldspath est
ixPLoiTÂTtotr i>ES ktNts; 407
tdujbtih compact, semblable à une pâte au roilteu de laquelle
aurait cristallisé le quartz. — Dans beaucoup de cas, le feld-
s|>atb est décompose; c'est alors un porphyre terreux quartzi-
ArgUophyre. — Quand les porphyres sont très^terreux, ils
passent aux argilophyres.
On rencontre dans les porphyres du mica, de l'amphibole
et du spath-fluor; dans ce cas, la roche est colorée en violet.
— Les feldspath orthose et albite se rencontrent danâ la pâte
ou dans les cristaux disséminés. Quelquefois les cristaux sont
ofthoses , et la pâte est albite.
Porphyres bruns. ->- Ils diffèrent un peu des précédents.
On n'y trouve disséminés que des cristauid'albite, d'amphi-
bole et de mica. Le quartz y est moins abondant que dans les
porphyres rouges.
Rétiniie. — Dans la dégradation des porphyres, la cassure
devient résineuse où conchoide en grand ; cette roche prend
alors le nom de rétinite. Elle passe aux porphyres quartzifères
d'nnë manière insensible (Saxe). — Ce porphyre devient aussi
globuleux-, fusible au chalumeau, blanc avec boursouffle-
ment. — Les grains de quartz sont généralement fondus avec
là masse.
Feldspath conipact porphyrotde. — Ils sont mêlés d*amphi«
bole, et constituent alors le porphyre rouge antique et vert
(ophite).
Pétrosilex. — t:*estla pâte du porphyre. quartzifère isolée.
On donne ce nom à toutes les masses de feldspath compact. —
C'est en réalité de l'eurite ; mais, dans ce caâ, les éléments
du granit sont à peine discernables. — Les fddspath compacts
prennent la structure glanduleuse (granit de Oorse), et la
structure bréchiforme : ce sont alors des pyromërides.
Roches trachyiiques. — Le feldspath domine encore dans
ces roches , ce qui les rend âpres au toucher. C'est à cause de
cette propriété que Haiiy les a nommées trach y tiques. Elles
sont composées de ryakolite.
On distingue le irachyte granitoïdCf le trachyte micacé am*
phiboUque. — Composé de ryakolite, amphibole, hornblende
et de mica noir. — Le irachyte porphyrotde : le ryakolite est
en gros cristaux disséminés dans une pâte de ryakolite.— On
rencontre dans ces roches du fer oligiste , sphène et amphi-
bole disséminé.
Porphyres trachytiques (bendant). — Cest un passage entre
4o8 QUATRIÈME PARTIE. CHAP. U.
les porphyres qaarUifères. — Le irachyte molaire: la silice y
est disséminée; passage insensible avec le précédent. — Le
trachyte scoriacé : structure bullease ; il constitue certaines
laves. — Dans les trachy tes , le feldspath présente qnel^e-
fois le caractère del'albite au lieu du ryakoiite (trachy tes de
Hongrie).
Domite, — Trachyte terreux, avec cristaux de rya-
koiite.
Perlite, — Trachyte à structure testacée , ayant l'éclat
perlé.
Obsidienne. — Feldspath à aspect vitreux, ayant l'aspect
des laitiers de haut-fourneau. — L'obsidienne est une dégra-
dation des trachytes.
Pierre ponce. -> Dégradation de l'obsidienne. — La pierre
ponce a le caractère des roches trachy tiques poussé à la der*
nière limite.
Roches amphiboliques et pyroxéniques, — Dans les roches
que nous venons de décrire, qui sont des silico-alaminates
alcalins , le feldspath domine toujours ; celles que nous aU
tons voir sont aussi formées de silico-aluminate, mais le
feldspath ne leur donne plus son caractère. — Leur couleur
provient d'un autre élément, qui est un bi-silicate de magné-
sie et de fer. — La teinte de ces roches est verdâtre
foncée.
Amphibole, — On distingue deux espèces d* amphibole :
trémaiite et hornblende. Le premier est un bi-silicate de chaux
et de magnésie ; le second , un bi-silicate de chaux et de fer.
Ils ont pour formule minéralogique :
. ^ , , (Trémaiite M»S«4-CaS
Amphybole < ..... ...
(^Hornblende. ... F3 S« + Ca S
L'hornblende donne la couleur verte. — C'est une sub-
stance fibreuse très «tenace (blende dornée des Allemands,
hornblende).
L'amphibole dérive d'un prisme rhomboîdal dont les an-
gles sont de i3oo i5'et 124030'.
Pyroxène. — On distingue :
iDiopside M» S» 4- Co» S*
Augite F» S«+Ca8s'«
Hédenbergite. . . ?
SXPLOITATION DÈS MINES. 4oq
(Ces formules peuvent varier dan& plusieurs cas; elles repré-
sentent ici la composition normale.
€flH
sont ^
ment aux faces latérales. Dans le pyroièhe , il y a plusieurs
clivages parallèles aux faces (rares), et suivant les plans dia-
gonaux et parallèles à la base. Il faut donc , pour distinguer
nettement le pyroxène de l'amphibole, cliver le cristal avec
attention et mesurer les angles. Le pyroxène augite est le plus
abondant dans les roches.
Hyperslhène, ^ Il a pour formule F» S* -|- W S^. Lès
angles du cristal sont de 88® et ^î", différence très-petite par
rapport au pyroxène. — Eclat métalloïde, d'un blanc nol-
râtxv. On peut encore, pour distinguer ceS minéraux, avoir
recours à la pesanteur spécifique , qui est de 3,^8$ celle de
l'amphibole trématite, 4,19 à 3,t5» hornblende, 3 à 3,35;
pyroxène diopside, 3,45 à 3,34; augite, 3,io à 3,i5. L'hy-
persthène présente un clivage incliné de 90®, plus un clivage
suivant le plan diagonal qui tronque l'angle aigu.
Ce» substances sont inattaquables par les acides; fondent
au chalumeau en un verre noirâtre. — L'amphibole se boni*-
80o£fle nn peu.
rHaiiage. — Substance verdâlre ott bleuâtre, mais pds auSst
sombre que les précédentes : éclat métalloïde; Il a pour formule
minéralogique : 4 (m3, Ca3, F», Wn) S» 4- 3 M , H*. Il a uii
clivage très-facile sur les faces, ce qui lui aoilne une structure
très-foliacée :, éclat chatoyant sur les clivages. Lé diallage est
rayé par une pointe d'acier, ce qui n'a pas lieu pour leS.pté-
cédents. Il donne de l'eau par la calcination. — Très-<>difficilë
à fondre, et difficilement attaquable par les acides. — Sa pesan-
teur est <!e 3,ii5 à 3,271.
jyiorite, — Amphibole et albite. — L'albite est blanc dans
ces roches, translucide sur les bords. L'amphibole est horn-
blende, un peu magnétique. — On trouve disséminés les miné-
raux suivants : quartz, mica, pyrites, fer oxidulé, oxide de
titane.
IHorile porphyroïde. — Cristaux d'amphibole et d'albite dis-
sémiiK^s dans l'une ou l'autre pâte. La pâte, qui est blanchâtre,
est formée d'un mélange intime de ces deux substances. Les
grains Hoiit si fins qu'on Ue ^ut les discerner.
410 QUATRIEME PARTIE. CHAP. 11.
Comàenne. •— Petits grains d'amphibole à cassare terreuse.
Dolente, — Mélange grenu de labrador et de pyroxène,
aogite jioir ou noirâtre. — Dans la cassure de cette roche, le
labrador est en cristaux très-effilés, et d'un aspect nacré.
Porphyre pyroxénique ou mélaphyre. — Une partie de ses élé-
ments sont indistincts. Le labrador souvent est eu plus grande
proportion que dans la dolérite. — On lui donne aussi le nom
de porphyre noir augite. Attaquable par les acides , difficile-
ment fusible. — Les cristaux du labrador sont des prismes à
six £sices, très-allongés, ils sont mâclés. Les clivages sont vi-
sibles dans les cristaux transparents. Us ont quelquefois 27 mil-
limètres ( 1 pouce) de longueur, et souvent deviennent indis-
cernables. Le mélaphyre est aussi amygdatoïde , et les géodes
renferment du quarU, du spath calcaire, etc. — Cette roche
est très-tenace.
BasaUe, — Mélange grenu très-fin de labrador et de pyro-
xène noirâtre. — Renferme du péridot, de l'amphibole horn-
blende, pyroxène, fer tilané, zircon, mica, pyrites, et des
fragments de gneiss, de schiste et de calcaire. — Cette roche
prend la division poliédrique qui se décompose aussi en boules.
L'hertolithe. — Cette roche est peu répandue , elle se forme
toutes les fois que le pyroxène domine presque entièrement.—
La cassure est lamelleuse.
Néphélinite. — Mélange grenu de néphéline, de pyroxène
augite et de fer oxidulé magnétique. — Rarement cristallisé.
Leucitophyre. — Composée de pyroxèue et d'analcyne. —
Contient aussi du péridot. — Lorsqu'elle devient globuleuse,
rintérieur des géodes est tapissé de très-beaux cristaux d'anal-
cyne et de pyroxène. — Cette roche constitue la montagne de
la Snmma , au Vésuve.
Sodalitophyre. — Composée de pyroxène et de sodalite. —
Cette roche, qui constitue les laves du Vésuve, renferme du
péridot disséminé. — La sodalite ressemble beaucoup à l'am-
phygène.
Bauynophyre.— Composée d'haiiyne et de pyroxène. — Cette
roche est peu répandue et par conséquent peu connue.
Roches hypersthéniques,
Hypérite, — Cette roche est formée d'hypersthèue et de la-
brador; c'est un mélange grenu et souvent à gros grains. —
Elle passe au grunstein (roche verte). — La cassure est esquil-
leuse.
IÎM^/to<M/<f.— Mélange grenu de jade et de diallage.— La cou-
EXPLOITATION DES MlNEfi. 4l ■
leur cla diallage est très-variable : elle passe da gris au vert.
Difficile à toodre. — Ces substances sont mélangées très-
oonfusémeut, et présentent la structure entrelacée.
Ech^itiie. — Diallage et grenat ronge. Lorsque le diallage
devient indistinct, le jade devient en pdte; c'est alors un por-
ph yre ( porphyre vert antique ).
Trapps. — On désigne sous ce nom des roches composées de :
a.lbtte, labrador, néphéline, analcyne, aoiphygène, sodaliteet
haûyne, mais ici la proportion de ces éléments est difficile à
décrire. Les trapps se divisent en forme pseudo-régulière, et
forment comme des escaliers, c'est de là que vient leur nom.
On distingue deux catégories de roches trapéennes, celles qui
perdent 3 p. o;o d'eau, et celles qui n'en perdent que i i;a
p. o/o.
Serpentine. — Cette roche a pour formule minéralogique
!x Mf/^ S«' -|- 3 M^ H'. Sa couleur est verdâtre, blanchâtre ,
et tire aussi sur le noir verdâtre (ophiolite). Elle est quelquefois
sehistoïde, compacte, formant des plaques contournées et fi-
breuses. Elle se présente en masse et est accompagnée de con«
irlomérats provenant des roches qu'elle traverse. — On recon-
naît facilement ces sortes de roches aux contouruements de
leurs surfaces; elles paraissent être sorties du sein de la terre à
Tétat pâteux. — Elles sont grasses au toucher. — On y trouve
des minéraux, tels que : diallage, fer oxidulé, fer chrômatê,
brucîte, pyrites ferrugineuses et cuivreuses, fer arsenical,
or natif, platine natif (dans les monts Ourals),rasbeste dans
des petites fissures, les fibres sont, dans ce cas, perpendiculaires
aux parois; amphibole hornblende, mica, grenat, jade. Le
fer oxidulé s'y rencontre souvent en grandes masses, et rend la
rocbe magnétique. — Les irruptions de serpentine ont été ac-
coEopagaées de phénomènes chimiques, car les roches qui se
trouvaient en contact, ont l'aspect verdâtre , et contiennent
de la serpentine. — Cette roche se rencontre en très-grandes
masses dans les Alpes.
Jtoches talqueuses. — Le talc a pour formule : M^, Si. Il
est coloré en vert par une certaine quantité de fer. — Le talc
se trouve quelquefois isolé en masses lamelleuses. Cette roche
peut facilemeqt se couper. — Elle passe aux schistes talqueux
ou steia-schistes , ou même encore talc-schistt s. On y rencontre :
du feldspath albite, grenat, amphibole actinote, diallage, fer
oxidttlé» disthène, tourmaline, dolomie, dilorospinèle, etc.
^jj QUATRIEME PABTIE. CHAt». II.
listvjanite, — Variété de schiste talqueax dans la<pi«Ue la
dolomie «e rencontre en grande quantité.
Schiste ckhritique. — Ici le talc est remplacé par la chlorite
qui a pour formule :
Si + A L S + 2 M^ H»
Elle a le même caractère que le talc , quoique moins onctueuse
au toucher.
Schistes verts, — Roches pei^ connues. — Cassure matte cl
souvent l^rillante à cause du mica et du talc qu'elles renferment.
Elles ressemblent beaucoup à la serpentine, au schiste talqaeuz
et chloritique. Elles contiennent très-peu d'eau, c'est un carac-
tère qui peut aider à les reconnaître des roches précédentes.
Minette, Roche dans laquelle le mica se trouve en masse.
Kersanton. — Mica mélangé de substances étrangères et
surtout de cristaux de pinite.
Micaschiste. — Mica mélangé avec du quartz. — Qnand le
fer remplace le mica, on lui donne le nom d'iiabérite. — On
trouve dans le micaschiste, du feldspath, grenat, disthèoe,
tourmaline, corindon, émeraude, titane rutile, graphite , etc.
Jventurine. — Quartz hyaliu avec paillettes de mica. Le
quartz est coloré en rouge ou en jaune.
1) est assez dif^cile de distinguer les schistes talqueux, cblo-
ritiques et micapés» car le mica est encore peu connu dans sa
composition. Ces roches sont souvent à grains très-fins, et
quand le mica est verdâtre, il ressemble beaucoup aux roches
talqueuses. On ne doit donc pas attacher beaucoup d'impor-
tance à la distinctiop de ces trois roches.
Roches dans lesquelles domine le quartz.
Qwartz^renu.— Ces roches passentanxgrès.--5*7ca:,se trouve
principalement dans la craie. — Contient de l'eau. — Quartz,
lydien : se trouve en abondance en Lydie. — C'est un mélange
noirâtre de silex et de matières arénacées. — Jaspe, silex mé-
langé.— 2ll€u/ière , silex assez pur. présentant des cavités très-
irrégultères, provenant du passage du gaz avant sa conso-
lidation.
Roches calcaires.
Calcaire saccharoïde. — Les axes des cristaux sont orientés
dans tous les senâ ainsi que les clivages. La grosseur des grains
est variable : ils ont de i a 2 décimètres ( 3 pouces 1 ; 2 à 7 pouces)
jusqu'à 1 à 2 centimètres (5 à 10 lignes), et i à 2 pUlimètres
EXPLOlTATIOit t>ES MlMBS. ^l3
( i ; a ligne à i ligne), ce dernier cas est )e pins ordinaire. — Les
cristaux sont encore de dimensions phis petites. — Le calcaire
à gros grains est appelé lamellaire; et à petits grains, saccha-
roïde. Il contient du qaartz, a Ibite, amphibole, hornblende et
trémalite; pyroxène, mica (marbre cipolin); dans ce cas, le cal-
caire est schisteux; grenat, pyrites, fer oxidulé, spinèle, etc.
Calcaire concrétionné. — C'est 1 albâtre calcaire.
' Calcaire compact. — Pierre lithographique. C'est le calcaire
le pins pur; cassure conchoïde. Lacooleur est jaunâtre, pro-
venant d'une certaine quantité de hitnme qui vient surnager
quand on dissout le calcaire dans un acide.
Calcaire lumakel. Contenant des coquilles. -^ Calcaire
grossier. — Calcaire d'eau douce , qui ne contient que des co-
quilles d'eau douce. — C. ooUthique. C. pisoUthique. C. crajetix.
C. marneux. C. siliceux. C. bitumineux.
Dolomie. — Carbonate de chaux et de magnésie. La chaux'
et la magnésie sont souvent en excès. On distingue la dolomie
saccbaroïde et la dolomie à cassure terreuse. La dolomie saccha-
roïde est schisteuse ou non schisteuse ; on y trouve du mica ,
talc, serpentine, fer oxidulé, amphibole, pyroxène', corindon,
tourmaline, réalgar. Dans les dolomies non schisteuses, on ne
trouve presque pas de minéraux disséminés.
Roches gypseuses.
Anhydriie. — Se trouve à l'état saccbaroïde et fibreux, sans
eau , ainsi que l'indique son nom. On y rencontre, disséminés,
des pyrites, fer oligiste, sel gemme, soufre, réalgar, blende et
galène, et du talc; dans ce cas, l'aiihydrite devient schisteuse
et ressemble aux dolomies schisteuses.
Gypse saccharoïde. — C'est Vanhydrite qui a repris de Tean.
Contient les même» minéraux que le gypse anhydre. — On
distingue encore le gypse compact et fibreux.
Roches de minerais de fer,
L.e fer joue un râle si important dans l'industrie, qu'il nous
oblige à entrer dans quelques détails sur ses composés et sur
son gisement.
Fer natif. — Il est peut-être problématique. U est produit
artificiellement dans les houillères en feu. On rencontre le fer
natif en Sibérie et dans le département de l'Isère. Dans ces
loealités, le fer est au milieu d'une masse d'hématite, il se rea»
contre assez fréquemment à l'état de météorite, alors il Mt
Inefénieur Civil f tome a. Sy .
4l4 QUAtaiEMI PARTIS. CHAP. li.
caverneux ou en masse grenae d'un gris clair. Ces météorites
contiennent du nickel et du chrome.
Fers sulfurés, — Il y a trois fers sulfurés : i* fer sulfaré
jaune ou pyrite; a° fer sulfuré blanc, pyrite blanche on sper-
kies; 3* fer sulfuré magnétique ou liberkies.
Le fer sulfuré jaune est d'un jaune d'or et d'un éclat très-
brillant, il est presque toujours cristallisé. Ces cristaux sont de
fdrme cubique et cubo-octaèdre , tronqués sur les angles. Les
cristaux octaèdres sont rares , mais, après le cube, la forme la
plus fréquente est le cube tronqué sur les arêtes d'une ma-
nière disymétrique, c'est le cubo*dodécaèdre pentagooal. Le
ter sulfuré jaune peut se confondre avec le cuivre pyrtteux,
mais ce dernier a pour forme un tétraèdre provenant d'un
prisme à base carrée, et la couleur est aussi d'un jaune verdâtre
caractéristique. Le fer sulfuré fait feu au briquet, et il se dé-
compose au chalumeau, en donnant un bouton attirable à
l'aimant.
F. i. blanc. — C'est un fer sulfuré dont la teinte est moins
prononcée que chez le précédent. C'est un gris tirant sur le
verdâtre. Ce qu'il y a d'essentiel , c'est la cristallisation. C'est
tin prisme rhomboïdal droit diversement modifié sortes angles
«t les arêtes. — Les angles sont de 90® et loC.* a'. — H est
employé k la fabrication de l'alun.
F. s, magnétiffue. — Cristallise en prisme régulier à six h-
ces. Il se renconte le plus ordinairement en masse lamellaire.
— Couleur de bronze ; — très-dur cependant, n'étincelle pas
sous le briquet. Il ressemble au cobalt et au nickel arseniod ;
4lansce cas, un essai au chalumeau suffit pour les distinguer.
Fer arsenical ou mispickel. — C'est un arseniosnlfure. Il
caistallise en prisme rhomboïdal droit , dont les angles sont
de 90* et 1 1 1* 1 2*. — Il se trouve en cristaux , en masse bac-
cillaire et en masse grenue.
Fer oxidulé. —- C'est un ferro-ferrate. Il se trouve à J'état
métalloïde, tantôt en cristaux, tantôt en masses cristallines,
ou grenues, ou compactes. Il est attirable à l'aimant. — Il
cristallise en octaèdre très-net; c'est le cristal le plus habituel.
— Poussière noire.
Fer oxidé tiUtnifère. — Très-fréquent dans les terrains an-
ciens. La proportion de titane atteint jusqu'à 20 p. 100. — Il est
magnétique. On le rencontre aussi dans les terrains volcani-
ques.
Fer oligiste, -» Se présente dans ^ei çiiconstances très*va-
EXPLOITATlOIf OBt MINES. ilS
rîées : à l'état mëtalloïde ; — masse concrétionnëe ; — masse
compacte; — masse terrease. Tous ces fers donnent une pona-
sière rouge caractéristique. Les cristaux du fer oligiste déri*
vent d'un rhomboèdre, dont l'angle est de gZ'^ So*. — On
distingue : le fer oligiste grenu, fer hématite rouge, fer oligiste
compact, baccillaire, oxidé, hydraté , on n*a jamais trouvé
ce dernier cristallisé. — Il y a encore un fer oligiste hy-
drozidé qui cristallise en prisme à base quarrée, surmonté d'un
pointement à six faces.
La véritable mine de fer est le fer oxidé-hydraté ; on le
distingue en fer oxidé concrétionné (hématite bmne)., mine-
rai en roche, minerai en grains, minerai géodiqne , minerai
oolithiqoe, minerai terreux, minerai limoneux, résineux, vi-
treux, des marais , minerai speudomorphique. La quantité de
fer est variable à cause du mélange de l'argile et du calcaire.
Le caractère commun est la poussière jaune. La pesanteur spé-
ciiiqne est très-variable; pure, elle est de 44 à 4^ « e< descend
de 3o à 33. — Les minerais doivent avoir au moins 36.
Hématite brune. — Masses considérables. — Double struc-
ture : rognons et fibres. — Quelques variétés sont lustrées.
Minerais en roches, — Masses irrégulières , souvent caver-
neuses. Dans les cavités se trouve uue partie plus compacte
qui a la structure fibreuse, c'est de l'hématite brune.
Minerais en grains, — Grains isolés , plus ou moins gros. —
Cassure fibreuse. Dans beaucoup de cas , ces grains sont reliés
par une pâte argilo-calcaire ou argilo-ferrugineuse.
Minerais géodiques, -— Gros grains. — C'est du fer qui a
cristallisé dans de l'argile. —Forme des gisements particuliers.
Minerais oolithiques. — r Minerais de fer en grains coagulés
les uns aux autres. — Ils renferment de la silice ( silicate de
fer mélangé à l'hydrate de fer).
Minerais terreux. — Argiles très-chargées de fef. — On
emploie principalement ces minerais comme addition.
Minerais limoneux, — Cassure résineuse. — Poussière
jaune. — (Terrains d'alluvion). Bares en France. Us con-
tiennent du phosphore — Donnent une fonte fusible ( fonte de
Berlin ).
Minerais pseudomorphigues. — Produits par le remplacement
de corps oiiganisés : coraux, polypiers, coquilles du bois. En
France on trouve ces minerais dans les Landes et la Gironde.
Ils forment des couches dans le terrain tertiaire. — Les fossi-
les sont remplacés par du fer.
4l6 QUATRliME PÂHTIE. CHAP. II.
Chamoisite. — Forme une couche puissante dans le teiraia
àe craie, dans les montagnes de Ghamoison, en Valais. On
rencontre aussi ce minerai en Bretagne.
Fer carbonate, — li se rencontre en masse compacte. C'est
alors le minerai des houillères. A l'état cristallisé ou fer spatbi-
que, il renferme toujours du manganèse, ou de la magnésie,
ou de la chaux; ces substances sont isomorphes.
Gisement des minerais de fer.
Fer oxidulé. — Il forme des amas puissants disséminés dam
le terrain de gneiss et associé aux roches amphiboliqaes. Le
plus souvent il se trouve dans les schistes micacés ( A veyron).
Le schiste micacé est là un véritable minerai de fer. Ce genre
de gisement existe aux monts Ourals et au Brésil; le mica est
remplacé par le fer oxidulé. — On le trouve rarement en filoiu.
A Traverselle, dans le Piémont, on croit que son gisenent
forme des filons. — On le rencontre encore dans les roches
volcaniques à l'état de cristaux octaèdres disséminés. — Onle
trouve en abondance dans fes sables qui proviennent de ces
décompositions. Enfin, le fer oxidulé est très •abondant en
Suède et en Morwège, oii il constitue d'immenses amas.
Fer oUgiste. — Il est plus fréquent que le précédent. H se
trouve en filons daps presque tous les pays. Dans le Brésil il
existe dans une roche appelée Ztabérite : c'est an schiste dans
lequel le mica est remplacé par le fer oligiste. — Dans les ter-
rains volcaniques, le fer oligiste qui s'y trouve disséminé pa-
raît être produit par sublimation.
Fer oligiste concrétionné ou hématite rouge, — Amas dans les
terraius anciens : Pyrénées, Comouailles.
Fer oligiste compacte. — Se rencontre dans certains grès
rouges et dans des argiles.
Fer oxidé'hydraté , ou hématite brune. -— Formé ooDStam-
ment des filons. ~ Pyrénées, Ariège, Rancié, Pyrénées-
Orientales , Canigou. — Ces minerais sont associés avec le
fer spathique : centre de la France, Pyrénées, terrains de craie
et de transition; Ariège, Liao. — Ces calcaires sont tous cris-
tallins et au contact des roches anciennes.
Fer oxidé'hydraté en roche, — Il forme des filons dans tonte
espèce de terrain. — C'est le minerai des Ardennes et de la
Bretagne.
Minerai de fer en grains, — Appartient essentiellement an
terrain tertiaire. — Il est disséminé dans des couches d'ar-
EXPLOITATION DBS MINES. 4(7
gile. On les a considérés longtemps comme des alluvions, mais
il est constaté aujourd'hui qu'ils font partie de l'étalé tertiaire
moyen. — Ce minerai se rencontre abondamment dans le
Berry et forme le gisement le plus important de la France.
— Il existe aussi dans des cavités du calcaire du Jura, il est
alors plus riche que le minerai en couche.
Minerais de fer géodique. — Rares, disséminés dans des ar-
giles.
Minerai ooUthique. — Appartient : i® au terrain oolitliique
(étage moyen ]; a® au terrain de grès vert.
Minerai de fer terreux. — Argiles chargées de minerai.
Minerai limoneux. — Alluvions modernes. — C'est un mau-
vais minerai. ^- Il contient de l'acide phosphorique.
COMBUSTIBLES.
Lies combustibles peuvent se diviser en : bois bitumineux ,
ligaités, houilles, anthracite et graphite. — Ils n'ont pas de
composition chimique bien déterminée.
ROCHES ARÊNAGÉES.
Ce sont des traces évidentes d'un transport par Teau , com-
prenant tout fragment réuni par un ciment quelconque. Elles
sont formées de quartz, feldspath, calcaire, mica, argile,
talc. Le feldspath est décomposé et passe à l'état d'nrgile.^
L'amphibole et Je pyroxène sont rares. — Le ciment n*est pas
toujours visible; le plus ordinairement, il est quartzeux , cal-
caire, ferrugineux ou argileux.
Grès, — Grains à grosseur généralement uniforme. Ces
grains sont ou anguleux, arroncQs ou même cristallisés. — Les
grès se divisent en pouddingue et en brèche. Dans les brèches ,
la pâte est souvent un calcaire compact. Ou divise encore les
grès en psammile: grains de quartz avec mica, ces grès sont
schisteux; arkose, grains de quartz et de feldspath décomposé
plus on moins; macigno , grès à ciment calcaire ; molasse , ro-
che <lc macigno peu solide; nagelfiue, macigno renfermant
des fragments de galets ; grauwackey grès et schistes argileux,
reliés par une pâte de .schiste argileux. — Elle devient schis-
teuse.
Oràs rouge. — Ciment colpré par une argile ferrugineuse.
Grès houiller. — Il est formé de quartz, de mica et de
feklspath ; le ciment est argileux, endurci par la silice. Il a
ordinairement une couleur noirâtre provenant des végétaux
décomposés qu'il renferme.
4l8 QUATRIÈME PARTIC. CHAP. II.
Tous ces grès passent les uns aux autres , sar nne grande
étendue.
Argiles. — Matières très-ténues; — font pâte avec Teanà
cause de l'alumine qu elles contiennent, provenant de la dé-
composition des silicates-alumino^lealins.
Marnes. — Quand le calcaire entre dans les argiles , elles
passent aux marnes.
Ocre. — Argiles qui renferment un excès d*hydrate de fer.
Division des masses qui forment la croûte de la terre.
Les minéraux se trouvent tantôt accidentellement et en pe>
tite quantité, tantôt ils constituent de grandes masses. Ces
masses n'offrent souvent aucune forme bien déterminée, au«
cun secs de cassure distinct ; elles sont compactes et homo-
gènes. D'autres fois , elles se divisent nettement, suivant des
plans parallèles, en masses plus petites, très-étendues en lon-
gueur et en largeur, et d'une épaisseur relativement peu con-
sidérable. On les nomme couches , et cette disposition est con-
nue sous le nom de stratification. IjCs masses non stratifiées
sont formées , en général , d'éléments très-durs et cristallisés.
Les masses stratifiées contiennent une grande quantité d'êtres
organisés, et sont composées d'éléments arrachés aux masses
précédentes, et charriés par les eaux. — On a classé les dif-
férents terrains de la manière suivante :
lO Terrains anciens ou primordiaux y comprenant le terrain
de granité, lequel renferme les granités feldspathiques, lessyé-
nites, les protogynes et les granités quartzeux.
a" Terrains de transition, renfermant les gneiss, les stéa-
schistes, les micaschistes, les schistes argileux, les calcaires
cristallisés, sans fossiles, les terrains de transition inférieurs,
moyens et supérieurs.
3® Terrain porphyrique ou période métallifère : contenant
les porphyres quartzifères , rouges, lesdiorites, les mélaphy-
res, les trapps, les euphotides, les ophites, les serpentines,
les amphiboles, les yénites, les eurites et les porphyres tra-
chytiques.
^o Terrains secondaires , qui se divisent en : Terrain caréo-
nifire : terrain houiller, et calcaire carbonifère. Terrain pé-
néen : grès rouge , zechstein et grès des Vosges.* Terrain du
trias: grès bigarré, muschelkalk, marnes irisées. Terrain jw
rassique : grès du lias, arkoseS; calcaire à gryphés, étage
EXPLOITATION DBS MIRES. ^tg
oolithique inférieur, moyen et supérieur. Terrain crétacé :
terrain néocoinien , grès vert , craie blanche et marneuse.
5* Terrains tertiaires: tertiaire inférieur: argile plastique,
calcaire grossier, gypse. Tertiaire moyen : grès de Fontaine-
bleau, meulière, falnuns. Tertiaire supérieur : alluvions an-
ciennes.
6° Formation alluviale, renfermant le diluvium alpin, et
ies alluvions modernes et les tourbes.
70 Terrain volcanique : trachytes, phonolithes, basaltes
anciens, laves, volcans éteints et brûlants.
Accidents quéprouvenl les couches.
A mesure qu'on approche des hautes montagnes , les cou-
ches des terrains stratifiés se redressent de plus en plus, se coii-
tournent et se brisent. On fixe la position des couches au moyen
de la direction et de Tinclinaison. L'inclinaison est l'angle du
plan de la couche avec l'horizon ; et la direction, l'angle que
fait une ligne horizontale tracée sur la surface avec le méri-
dien du lieu.
Il se produit, dans les terrains, des fentes, alors une partie
de la masse se sépare de l'autre en glissant sur le plan de la
cassure.
Dans les terrains stratifiés, et particulièrement dans les
terrains houitlers , les couches sont souvent dérangées par des
failles , et le prolongement de l'une quelconque d'entre elles
se trouve porté à un niveau inférieur. On recherche alors la
couche rejetée du côté de l'angle obtus qu'elle fait avec la
faille. Cette règle est très-exacte, lorsque la stratification n'est
pas éloignée de la position horizontale; mais quand elle est
verticale ou fortement inclinée , le contraire a lieu , et le rejet
s'opère vers l'angle aigu.
Les couches augmentent de puissance ou diminuent sensi-
blement dans le sens de leur longueur, elles éprouvent alors
des renflements ou des étranglements.
Souvent, au milieu des grandes masses minérales, s'interpo-
sent des substances étrangères qui portent le nom de filons,
veines on amas, smvsLnt leur forme. Quand les amas deviennent
très-petits, ils prennent le nom de nids, rognons ou noyaux.
Les veines sont des masses minérales minces et allongées ,
droites ou contournées, et traversant, dans.tous les sens, l'é-
paisseur des couches ou amas.
Les filons sont des maâses aplaties^ très-étendues en Ion-
4lO QUATRIEME PASTÀ. CHAP. ttl.
guear, qui s'intercallent au milieu des terrains primordîaax
ou sédimentaires. Dans ce dernier cas , elles coupent toutes
les couches , et c'est même le caractère principal qui sert à
les distinguer. — Toutes les fois que deux filons se rencon«
trent, l'un, sans éprouver aucune interruption, traverse l'an-
tre et le divise en deux parties. Le plus ancien est le filon
coupé. — liCS points de rencontre de deux filons métallifères
offrent généralement le maximum de richesse.
Dans les travaux de mine, la partie qui recouvre immédia-
tement un filon ou une couche, porte le nom de toit , et celle
qui le soutient est le mur.
Les salbandes d'un filon sont des lisières étroites des ro-
ches environnantes qui sont altérées au contact des matières
qui le composent.
La $angue est la substance stérile qui accompagne le mi-
nerai.
CHAPITRE III.
SECTION PREMIÈRE.
RECHERCHE DBS MINES.
La recherche des mines exige que l'on soit familier avecks
diffiérents indices des minerais. L'étude de la géologie apprend
à reconnaître ces indices. Les méthodes de recherches se divi-
sent en trois classes : i> les tranchées ouvertes ; a<* les pnits et
galeries; 3<^ les sondages.
Méthodes de recherches.
La méthode par tranchées ouvertes doit être suivie quand
une couche, filon ou veine, est connue dans une montagne, et
qu'on vent la rechercher dans une montagne voisine ; ou bien
encore quand on est à la crête d'une couche non exploitée qui
est à la surface du sol.
La seconde méthode, celle par puits et galeries, qoand le
minerai devient abondant, ou que la couche est étendue. Cette
méthode sert aussi pour trouver les filons croiseurs, ou per-
dus, ou des couches pour trouver des sources ou les multi-
plier.
La troisième méthode doit être employée pour de grandes
profondeurs, et quand il n'y a pas d'indice à la sur^ce. Cest
un moyen généralement prompt et facile. Il n'est souvent em-
ployé que pour refconnattre Tépaisseur des terrains plus mo-
I KXPLOITATION DES MINES. 431
tiernes qui recoavrent les terrains houillers. Souvent aussi,
dans rintériear des mines, il sert à faire circuler l'air et à faire
couler les eaux; enfin, pour reconnaître les sources douces et
salées.
Des Tranchées ouvertes.
Ce sont des excavations à la surface du terrain sur une
longueur variable et une largeur de 8 à i4 décimètres (2 pieds
1/2 à 4 pieds 3 pouc.) : la profondeur est de a à 4 mètres (6 à i a
pieds). Le but que l'on assigne aux tranchées ouvertes prouve
que ces travaux ont plutôt pour objet de découvrir les circon-
stances naturelles d'un gite déjà connu, et dont la direction
est présumée, que d'en faire découvrir de nouveaux. Ce der-
nier but est plus spécialement celui de la sonde. Les tranchées
s'emploient pour l'examen des couches et des filons ; le son-
dage , pour la recherche des couches.
Quand il s'agit de savoir si un filon exploité dans une mon-
tagne se prolonge dans une autre, il faut examiner la tenture
des miirs et du toit du filon exploité dans la première mon-
tagne. Il peut alors se présenter deux cas: ou le toit et le mur
seront de nature différente, on bien ils seront de même nature.
Dans U premier cas, les recherches seront faciles : on recon-
naîtra des points appartenant an terrain du mur, ou des
points appartenant ail terrain du toit. Il faudra, dans la direc-
tion première des filons, examiner les roches à la surface , lès
crêtes qui percent au travers de la terre végétale; reconnaître,
s'il se peut, des parallèles du terrain du mur et du toit. On
cherche dans la montagne voisine deux points indiqués pat
la direction du filon, et c'est entre ces deux points que se
trouvera le filon, s'il existe. Si la montagne n'est pas ciëcou-
▼^te, on fait une tranchée qui va de l'un à l'autre. Mais si l'on
ne trouve que l'un des terrains, ou même aucun d'eux, on eil
conclut que le filon s'arrête, ou qu'il est rejeté à droite ou à
ganche, ou qa'il est contourné. Il y a en France des exemples
de couches de houille qui suivent le contour des montagnfli
granitiques, sur lesquelles repose le terrain houiller. Sans
doute les veines de terrain de même nature peuvent se pro-
longer en ligne droite. C'est pourquoi il faut commencer par
<:ette direction; puis, ensuite, diriger les recherches dans les
grandes vallées. Mais il ne faut pourtant pas poser en principe
qu^nne couche se prolonge toï^ours indéfiniment dans la même
direction.
Ce cas cil le toit et le mur sont de nature différente, est ra-
4l2 QUATRIEME PARTIS. CRAP. III.
ïement le plus fecile. On ne peut plus alors reconnaîtreles vei-
nes par ses limites. Il faut marquer sur la surface du terrain
la direction de la veine, puis la prolonger dans la montagne ;
faire une tranchée, puis examiner le terrain de la nouvelle
montagne.
Si le terrain est de la même nature, si tout annonce que le
filon se prolonge sans que la tranchée se découvre, il faut alors
voir si les terrains voisins ne présentent pas de contourne-
ments ou de fissures qui aient détourné le filon. Dans ce cas,
il est probable que le lilon aura été rejeté parallèlemept à la
première direction.
Si le terrain de la seconde montagne n'est pas de même na-
ture que celui de la première, il faut comparer tous les indi-
ces. Bien que le terrain soit différent, il ne faut pas toujours
désespérer d'y rencontrer le filon , surtout si les couches da
^ terrain sont très-inclinées ; car alors les terrains sont de mêm^
formation, et le filon peut s'y trouver.
Toutes ces recherches doivent être faites avec réserve. Si on
ne peut observer, à la surface, la jonction des deux teirain&;
mais si l'on aperçoit, dans la seconde montagne, la même
inclinaison de terrain, il est probable que le filon aura été ce-
jeté par un filon croiseur vers l'angle obtus. Dans le cas où le
filon n'a pas été exploité, et qu'on en ait observé l'afflenremeot
d'une seule veine, il faut le faire en plusieurs points, dont on
détermine la direction. On la prolonge au-delà, et on ouvre
des tranchées transversales. Si l'on rencontre plusieurs filons,
on fait sur chacun des tranchées transversales, en s*attachant
surtout aux points d'entrecroisement. Si les filons sont paral-
lèles et trop éloignés , on s'attache au plus important.
Quand il s'agit d'un minerai en couches parallèles à celles
du terrain sur lequel il repose, il est évident que la tranchée
atteint son but, si elle est poussée perpendiculairement au
plan du terrain. Il existe nu principe, c'est que la tranchée ne
peut manquer de rencontrer le filon, si le filon est prolongé
suffisamment. Il suit delà que dans un terrain par bancs ou
.par assises verticales ou inclinées, il convient d'ouvrir la tran-
chée au travers de la direction du filon. Si la couche ou le
banc change de direction, on dirigera la tranchée parallèle-
ment à ces bancs ou perpendiculairement à la nouvelle direc-
tion ; dans le premier cas, si^'est un filon, et dans le second ,
si c'est une couche.
£XPLOlTAtlÛN DES MIMES. 43^
Des Puits et Galeries.
Quand un filon, ou une couche,estclécoaTert, s'il se montre
■â sa crête bien réglé , ce ne sont pins alors de simples tran-
chées qui! convient de faire, il faut attaquer tantôt par des
paîts, tautôt par des galeries, tantôt enfin par des puits et des
galeries a la fois. Dans tous les cas, ces travaux doivent être faits
avec la plus grande économie.
Des Puits inclinés,
1 o Lorsqu'un filon se montre au jour, soit en plaine, soit snr
le revers d'une montagne, les premiers travaux doivent être
«les puits. On creuse ces puits sur la crête même du filon; on
- examine avec soin la gangue que l'on en retire, soit mécanique-
ment, soit chimiquement. Ces puits de recherche doivent être
approfondis de 8 à lo mètres (^4 à 3o pieds); on les établit
- de 30 en 30 mètres (6o en 6o pieds) dans la direction du filon
dont on connaît la richessed'une manière précise par ce moyen.
Des Galeries (C allongement. ^
3® Lorsque le filon se montre an jour au pied d'une mon-
tagne et qu'il la traverse, on peut faire la recherche par une
' galerie d'allongement faite sur le filon même. Ce moyen pa-
' raît préférable au puits d'épreuve dont nous venons de parler.
L.e transport est moins dispendieux ; d'ailleurs, si le filon pro-
duit beaucoup d'eau, ces eaux s'écoulent naturellement par
la oalerie. On peut employer les galeries d'allongement ou^
vertes au bas de la montagne, concurremment avec des puits
ouverts sur la crête même du filon.
Des Galeries transversales.
30 Lorsqu'une veine parallèle à la pente d'une montagne
se rapproche de son pied, on peut établir une galerie trans»
versale pour aller la joindre en un point. Un puits sur la pente
oflfre te seul moyen de bien connaître l'allure du filon. La ga-
lerie transversale ne sert qu'à faire reconnaître un point du
filon - mms elle facilite le percement des puits inclinés. En
/rénéral , ces galeries ne doivent être menées sur des veines
I métallique dont on ne connaît pas la richesse, que lors-
I qu'elles doivent être très-courtes. Ainsi, dans la recherche des
i mines de houille , en général, il y a beaucoup plus de chances
favorables, pour' la régularité de ces galeries; d'ailleurs on
' peut espérer d'être dédommagé des dépenses, par le produit
d'une galerie d'allongement que Ton établira par la suite.
424 QUATRIÈME PARTIE. CHAP. UI.
Enfin, ces galeries transversales sont indispensables toutes les
fois que la crête est recouverte de terrains trop solides pour
les traverser.
Des Puits verticaux. /
Au lieu d'approfondir les puits sar les filons, on peut aussi
percer des puits verticaux. C'est surtout en plaine qu'on em-
ploie cette méthode, qui, d'ailleurs, est plus dispendieuse que
celle des puits sur la pente. Ce moyen ne fait, à la vérité, con«
naître le filon ou la couche que dans un point à l'extrémité
du puits ; mais on l'emploie fréquemment pour les couches
de houille, parce que souvent elles ne viennent pas jusqu'à la
surface, il y a des atterrissements. Ce terraiir qui recouvre la
crête préseute ordinairement très-peu de dureté, et' permet
par conséquent cette recherche; d'ailleurs le boisage est moins
dispendieux que dans les puits inclinés : ces puits ont ordi-
nairemebt lo ou i5 mètres (3o ou 45 pieds) de profondeur.
Enfin, ce moyen permet d'ouvrir deux galeries d'allongement
l'une à gauche, l'autre à droite du pied du puits , et de creoser
un puits incliné sur la couche , ce qui la fera connaître à ooe
grande distance. Il peut être souvent avantageux de combiner
les tentatives par puits avec celles par galeries. On peut, par
exemple, établir des puits de loo en loo mètres (3o2 en 3o2
pieds), et au fond de chacun pratiquer des galeries de 3o mè-
tres (92 pieds) de chaque côté, de sorte qu'il ne reste qu'âne
place de 4^ mètres (laS pieds) non exploitée. Ces galeries se
feront suivant la direction du gîte, si celui-ci est isolé eo fi-
lon ; mais elles seront transversales, si l'exploitation a lien
dans des couches de houille, afin d*en recouper le plus grand
nombre. En général , ce sont les circonstances locales qui doi-
vent déterminer dans le choix des puits et galeries :les gale-
ries sont moins coûteuses que les puits. Les puits sont pratica-
bles en pays de plaines et de montagnes ; les galeries, en pays
de montagnes seulement. Les galeries peuvent, durant le cours
4e l'exploitation qui suivra, servir pour récoulement des eaox
et le transport des minerais. On peut souvent, à Torigine, pra-
tiquer une seule galerie continue ; un seul puits ne peut être
convenable pourl'aérage, l'extraction et l'épuisement.
Recherches dans iC anciennes exploitations.
Les puits et galeries dont nous venons de parler, ont leur
embouchure au jour; ils servent aux premières recherches que
l'on doit toujours tenter au commencement d'une exploita-
&)(PU>lTAtl01l| bES MINES. 4^5
tioD et avant toate exploitation ; mais on les emploie souvent
aussi dans d'anciennes exploitations.
Ces recherches ont pour objet :
1^ De retrouver un filon , ou une couche , perdu ou rejeté ;
^^ De poursuivre une couche amincie ou Jsrouillée ;
3* De chercher de nouveaux filous ou de nouvelles cou-
ches. .
Ces travaux doivent, comme les précédents, être toujours
conduits avec prudence et économie.
S'il s'agit de Retrouver un filon ou une couche rejeté, et que
la couche soit horizontale, on cherche alors, comme nous l'a-
vons déjà dît, le filon du côté de l'angle obtus du filon croi-
seur. Si le rejet n'a pas eu lieu dans un plan horizontal, il
faut alors creuser des puits toujours du côté de l'angle obtus.
Souvent on remarque une trace légère du filon dans le filou
croiseur ; cette trace suffit pour indiquer au mineur de quel
côté a été rejetée la couche, et où, par conséquent, il doit la
rechercher. Ces sortes de rejets sont très-fréqueuts dans les
couches de houille. Daus les anciennes exploitations, où les
terrains sont bien connus, ouïes retrouve facilement.
Quand la couche ou le filon s'amincit, ou s'appauvrit, on
resserre la galerie jusqu'à ce que la couche aitrepris elle-même
sa première épaisseur. Si la couche était verticale, on emploie-
rait un puits étroit : l'excavation se fait alors aux dépens du
mur et du toit. Il est d'ailleurs facile de reconnaître, à l'ins-
pection seule des bancs du terrain qui forme la paroi opposée
de la fente, si ces bancs appartiennent à la tête ou au toit du
filon.
Quand il s'agit de chercher de nouveaux filons, ces recher-
ches peuvent se faire dans quelques filons croiseurs par ga-
leries horizontales, parce que presque tous les filons parallè-
les sont de même nature et de même richesse. Les filous croi-
seurs sont de nature différente ; aussi, si la substance du filon
est de facile exploitation, on continue jusqu'à ce que Ton ob-
serve sur les parois des filons indiqués parallèles au premier.
S'il s'agit , au contraire , de chercher de nouvelles couches ,
ces recherches se feront par galeries dans les terrains où les
couches sont verticales ; par puits dans ceux où les couches
sont horizontales ; enfin , par puits et par galeries dans les
terrains à couches contournées et retournées. Dans les ter-
rains à couches verticales et très-inclinées qu'un puits tra-
verse, il faut ouvrir les galeries au toit au haut du puits , et
Ingénieur Civil ^ tome 2. 38
4^6 QVATIUÈMB I^Aftttt. CAAfl lU.
dans le mur au bas da puits, afin de pénétrer des cooèti
que le puits n'a pas traversées. On crease ainsi un pnisanl, oà
se rendent les eaux. Il arrive souvent qu'en poassaat une
galerie horizontale perpendiculairement à des couches iuclii
nées, ces couches changent de direction; il convient alors d<
changer la direction des galeries; mais il ne faut pas lefain
brusquement, parce que cette déviation est souvent dueài^
déviation d'une seule œache. Mais quelquefois les cooclies s|
détournent à angle droit ; aiors il faut substituer à la galerij
nn puits vertical. i
Pour la recherche des eaux salées , lorsque la position a\
banc de terrain qui les renferme est bien connue et que ce hk
donne nn passage facile k l'eau , il snfHt de creuser un pop
ou une galerie , jusqu'à la rencontre du banc doot parti)
source. C'est ainsi que , lorsque la source salée sort du âac
d'une montagne , il suffit d'ouvrir des galeries dans le &k
de la montagne , jusqu'au noyau d'argile salifère. Quelqae£»
aussi, si Ton craint un mélange d'eau douce, on pratiqoeuae
galerie d'enceinte pour isoler les eaux douces.
Quant à la recherche des eaux donces, elle peut afûir
deux buts : de fournir de l'eau pour les machines motikes
ou pour les besoins domestiques. Il est rare, en général, fi^
Ton fasse des travaux pour rechercher des eaui motricei
pour les machines. On peut , dans un pays de montagDes, ptf'
cer des galeries sur les flancs , et ouvrir des canaux par les-
quels les eaux s'écoulent. On sait qu'en pays de vallées, so
trouve de l'eau à une petite profondeur, il suffit donc de cres-
ser des puits dont on multiplie les sources en creosaotpitf
avant ou pratiquant des galeries en pattes d'oie. On trooTc,
dans certains pays , des eaux jaillissantes à la surface du sol;
ces eaux peuvent servir au mouvement des roues hydraulique*-
C'est ordinairement au moyen de trous de sonde que i ua
obtient ces eaux jaillissantes.
Du Sondage.
Le sondage est un moyen très-certain et très'prompt de
reconnaître l'ordre successif des masses de terrains, IÇ'*'"
nature, leur pente et leur direction. Sous ce premier pw^t
de vue, la sonde est un des instruments les plus nécessaires
au mineur , elle sert à feire découvrir des couches ou des ir-
ions, le prolongement , l'allure et la manière d'être^« ^
déjà trouvés. Dans la recherche des mines de houille. *'^^
'^^it connaitrt les endroits où ce combustibltt minéral existe»
BXFfcOiTATiOll DES MlNIt. 4%7
iUe écottomUe ainsi des lenteurs et des dépenses considé-
ables occasionées par des puits et des galeries.
Dans le cas où les terrains qui recouvrent le terrain houiller
Mit i5o mètres (45d pieds) d'épaisseur, le sondage est d* un
t graod avantage quand il s'agit d'établir un nouveau puits
l'exploitation, qu'on pourrait dire qu'il est indispensable. Cela
ient de ce que ces terrains de recouvrement éprouvent sou-
'«nt des renfoncements considérables, de ao à 3o mètres
60 à 90 pieds) quelquefois. Le sondage fait connaître la bande
)lus ou moins étroite du terrain houiller, la profondeur à
aquelle on peut le rencontrer. Dans le cas où le point d^ex-
Joitation serait bien déterminé d'avance , le sondage ne s»-
ait pas encore inutile. Si Ion craint de rencontrer des sables
aobiles, le sondage fera connaître l'épaisseur de ces sables,
endroit et la profondeur «ù ils gisent. Dans tous les cas , i^
at bon de sonder, pour savoir quel est le mode de travail
pie Ton doit adopter* C'est pour avoir négligé ce sondage
^éliminaire; c'est pour avoir méconnu son utilité dans le
table mouvant , que beaucoup de puits n'ont pu être achevés
!t ont englouti leurs boisages construits souvent à grands frais,
u est aussi par suite de cette imprévoyance que les projets
les mieux conçus ont échoué.
Il est encore an cas où le sondage est de tonte nécessité ,
ï'est celui où les terrains renferment des eaux supérieures p
m même temps qu'il existe d'anciens vides. Ce cas peut se
fencontrer souvent dans les pays de vieilles exploitations ; i)
l'offre fréquemment à Liège, et voici en peu de mots comment
m effectue le travail : on mène à travers les vieux ouvrages
l'une couche de houille supérieure , une galerie dirigée sous
e nouveau puits. Arrivé immédiatement au-dessous de ce
lemier , on forme une espèce de chambre plus grande que le
suits ; puis an pratique dans cette chambre vai trou de sonde,
)ar lequel s'écoulent les eaux. On peut alors continuer l'ap»
>rofondissement du puits, sans être gêné par les eaux ni
>bligé de les épniser.
Dans rintérieur même des mines , la sonde peut être em-
iloyée pour ouvrir une prompte circulation d'air entre diffé-
'entes galeries, pour rejeter les eaux d'une partie de la mine
bus une autre , pour rechercher aussi s'il existe d'anciens
unas d'eau dans des filons exploités, et cela dans le but de
nettre les ouvriers à l'abri de toute inondation; on peut en-
»re, parce moyen, s'assurer de nouvelles veines, etc.) etc. C'est
428 QUATRIÈME PARTIE. OHAP. Itl.
à UD trou de sonde fait au fond d'un puits que l'on était sur
le^ point d'abandonner , qu'est due la fortune des minenrs de
Valenciennes.
Quittons l'intérieur des mines et examinons l'usage de la
sonde à la surface. Le mineur emploie la sonde avec succès pour
la recherche des minerais d'alluvion, reconnaître leur épaisseur,
leur étendue. On l'emploieaussi pour découvrir desargiles, des
marnes, des glaises, des terres à pipes, des grès, etc., et en gé-
néral des substances utiles aux arts. C'est avec la sonde que ie
tourbier recherche la tourbe, combustible si précieux; par
son aide, il mesure les couches de tourbes et leur profondeur.
Sans la sonde , le tourbier ne pourrait travailler qu'au ha-
sard ; mais avec elle tousses pas sont réglés*
La sonde , aux mains d'un fbntainier habile, ouvre des
sources abondantes dans des terrains arides, et amèpe des
eaux saines et potables dans des contrées où la nature n'avait
donné que des eaux insalubres et désagréables. Elle sert
encore à la recherche des eaux salées, à celle du sel geoune:
ce qui s'effectue en introduisant dans un trou de sonde des
eaux douces, que l'on retire lorsqu'elles sont saturées.
Tous ces détails font voir que le sondage ne doit pas être
considéré seulement comme un moyen de recherche* msàs
qu'il est encore un moyen d'exploitation soit à la surBioe du
sol, soit dans l'intérieur des mines. Enfin, il peut encore, dans
certains cas particuliers, servir à Textraction. Gomme plnsienrs
ouvrages spéciaux traitent en détail des méthodes employées
pour le sondage , nous ne nous étendrons pas davantage sur
ce sujet , nous terminerons seulement par quelques considé-
rations générales.
Construction de la sonde.
■ Les tiges ou les allonges de sonde doivent être faites ordi-
nairement avec du fer doux. Quelques métallurgistes conseil-
lent de corroyer trois barres à la fois ; mais il est rare que
l'on emploie cette précaution. Les tiges devraient être cylin-
driques; cependant, maintenant, on préfère employer des
barres quadrangnlaires à angles vifs , ou dont on effiice les
angles sous des faces étroites , ce qui donue des barres à huit
pans. On préfère cette forme , parce qu elle a l'avantage de
laisser saisir les tiges par la manivelle, les tourne-à-gauclie ,
les clefe, etc. , à^ la hauteur que l'on veut. On ne donne ordi-
nairement aux tiges de sonde que 3, 4 ou 5 mètres (.9> '^
BxrioiTATioii BEI mim: 4^9
«m i5 pieds) aa plus de loDgaeur , même dans le cas où l'on
emploie une grue ou un treuil au fond d'un puits, ce qoi
permet de désassembler à la fois une plus grande longueur
de tiges. ,
Les assemblages doivent être faits avec grand soin quand
ils sont à vis ou à écrou. Les filets de la vis doivent avoir
une épaisseur sufBsante pour résister. Ordinairement on
donne à cette vis cinq pas ou révolutions : un plus petit
nombre serait insuffisant. On peut en donner un plus grand
nombre, mais cela est inutile, et ne ferait qu'allonger le
temps qu il faut employer pour assembler. Quand l'assem-
blage esta enfourchement, les onglets doivent être faits avec
beaucoup de soin , de manière à se raccorder parfaitement.
Les boulons qui servent à réunir cet enfourchement ont leur
tige qnarrée; ils traversent des trous quarrés, et se terminent
d'on côté par une tête» et de l'autre sont arrondis et taillés
en vis de manière à recevoir un écrou , oui consolide l'assem-
blage. Quelquefois ces boulons sont cylindriques. Les trous qui
les reçoivent sont également cylindriques ; tuais l'un des te-
nons est taraudé. Tous les assemblages doivent être parfaite-
ment semblables , de manière que Ion paisse ajuster indif-
féremment une tige avec une autre. Cependant ^ quoique la
sonde ait été ainsi construite , on est dans l'usage de numé-
roter les tiges qui doivent se suivre les unes les autres, afin de
les placer toujours dans le même ordre. L'avantage que l'on
y trouve , c'est que les assemblages sont toujours plus fermes,
parce que , quelque soin que l'ouvrier ait mis à les fiûre sembla-
bles , 1 un*queloonque de ces assemblages se réunit mieux à ce-
lui avec lequel il a été réuni en premier lieu, qu'avec tout antre.
&>in5 du sondage. — Tous les outils d'une sonde doivent
être également calibrés et en général renforcés, c'est-à-dire
qne la tête doit être plus forte que celle de la sonde. Quand
les outils ont perdu leurs dimensions premières, il faut les
renvoyer à la forge. Il est bon que les allonges qui sont près
de Toutil soient les plus fortes, car elles reçoivent les plus
grandes secousses quand on fait battre la sonde. Les clefs ,
les tourne-à-gauche, les leviers , les manivelles, doivent être
très-courts , sinon ils auraient bientôt tordu les tiges. Quelque-
fois on emploie une manivelle à quatre bras, surtout dans le
fond des puits; pour la manœuvrer, les hommes ne changent
pas de place. Il faut établir, à l'orifice du trou de sonde, un
plancher que l'on ferme à clef avec nue trappe, lorsqu'on *»•
430 QUATRIÈME PARTIS. CHAP. III.
travaille pas , en sorte qu'il ne puisse s'introduire ancnn corps
étranger dans le trou. Parconséqaent, on ne doit pas laisser
les tiges dans le trou lorsque Ton suspend le travail , parce que,
quand bien même le sondage aurait lieu dans un endroit
fermé, les parois pourraient s'ébouler, resserrer les tiges et
les engager de telle sorte que l'on aurait de la peine à les dé-
sassembler.
Quand on veut abandonner nn trou de sonde pendant plu-
sieurs mois , il est bon de le remplir avec du foin , pour soute-
nir les parois et empêcher l'introduction de corps étrangers
qui gêneraient le sondage.
11 convient, pour qu'un sondage soit bien conduit, devéri£er
si les tiges sont assemblées bien verticalement, et si la sonde,
dans son ensemble, est bien droite ; car souventil arrive quels
axes des trous de sonde ne sont pas rectilignes. Pour cela, tous
les trois ou quatre jours on retire la sonde , on l'étend à teire,
et si quelques tiges sont tordues, on les envoie à la forge. Soa-
vent on redresse à froid, le. fer que l'on emploie étant de boooe
qualité. Lorsqu'on sonde en tournant et que l'assemblage «st
à vis , il faut faire tourner la sonde- dans le même sei^s qoeles
vis. En général, dans ce cas, on ne doit employer que très-pea
de force ; sino» on courrait le risque tie percer le trou de tra-
vers on de tordre les tiges.
L'assemblage à enfourcheœeut a cet avantage sur cdoi à
vis, c'est ^o'il permet de tourner tantôt à gauche, uotôtâ
droite, sans crainte de désassembler les tiges; mais, d'an aatre
cdté, lorsqu'il s'agit de faire battre la sonde, cet assemblage
M. moins de solidité que celui à vis. Quand on sonde dans un
terrain rocailleux, il faut fréquemment visiter les assemblages;
souvent, de quart*d'heure en quart-d'heure , les resserrer et les
raffermir. Pour l'assemblage à enfourchement, il faut resser-
rer les écrous quand on a battu aoo coups. Si l'on faisait battra
davantage, les boulons finiraient par se casser. Il faut retirer
les outils de io8 en io8 millimètres (4 pouces en 4 pouces). Si
l'on essayait de fouiller plus profondément, on éprouverait plus
de difficulté pour enfoncer et pour curer les outils. Daas le
terrain calcaire dur, ce battage et ce curage alternatifs de io8
en io8 millimètres (4 pouces en 4 pouces) sont assez avanta-
geux. Quand le terrain est trop sec, on y verse de l'eau pour
faciliter l'entrée des outils. Quand oVi emploie le ciseaa, le
trou n'est jamais parfaitement, cylindrique : il faut, dans ce
cas, employer les égalisoirs- (instrument pyramidal on oôoique
KXPLOITATIOM DEi MlîhiS. 43 1
à bords tranchants). On fait subir cette opération de mètre en
mètre (de 3 pieds en 3 pieds).
Voici les oatils qui conviennent le mieux à divers terrains :
Dans le grès, on emploie une pointe obtuse que Ton fait
battre; car ce grès fait souvent Toffice de meule, et userait
plutôt les outils qu'il ne serait percé.
Dans le calcaire compacte et très-tenace, on emploie tour-
à-tonr les trépans et les casse-pierres.
Dans le calcaire tendre et le gypse , on emploie un foret à
deux biseaux.
Dans un terrain demi-dur, on emploie un foret à deux
becs.
Quand on emploie le tire-bourre dans les sables, les glaises,
il ne faut l'enfoncer qu'à a décimètres (7 pouces 5 lignes)
de profondeur; arrivé là, on £3iit bander le cable pour
qu'il ne puisse plus descendre , puis on l'élève an jour, mais
en continuant de tourner.
Il est bon d*avoir une forge de campagne quand on est éloi-
gné des habitations , et une caisse à compartiments pour les
échantillons. On doit recueillir toutes les matières que les ou*
tils retirent du trou, et les conserver dans des cases numérotées,
pour les compter au besoin. En même temps, on doit noter,
sur un registre , la profondeur d'où on les a tirées , ce que l'on
détermine aisément, connaissant le nombre de tiges employées
et la longueur de ^chacune d'elles. C'est par de telles ob-
servations que l'on obtient une coupe complète du terrain
que l'on a traversé. .Une moyenne sonde démineur, avec l'at-
tirail complet de ses outils, coûte environ i4oo fr. On doit,
lorsque l'on entreprend un sondage, avoir les principaux ou-
tils en double, afin de n'être pas arrêté en cas d'accident.
Le sondage, qui doit être poussé à une grande profondeur,
et durer longtemps, donne fréquemment lieu à des accidents qui
le retardent.il est arrivé souvent qu'un morceau de bois assez
gros est tombé dans le trou de sonde. Dans ce cas, si ce trou
ne contient pas d'eau, il est focile, en l'en remplissant, de faire
remonter ce morceau de bois jusqu'à la surface. Mais il est un
antre accident qui présente plus d'inconvénients. Souvent
l'ontil s'engage de manière qu on ne puisse le retirer par au-
cun des moyens connus. Voici, dans ce cas, le seul moyen à
employer et qui réussisse presque toujours. Si l'assemblage est
à vis, on désassemble toutes les tiges que l'on peut retirer; on
ajonte un peyi d'^toupe dans chaque assemblage , et on vi"""
43* QUAmuM FAETii. atéj^ ^u
àê Boavemt en serrant fortement. On ajoute à la t^e înfiMiire
on écron d*acier, dont la surface intérieure est garnie 4'aae
Tis , et Ton fait descendre le eystème jusqu'à ce que l'écrou d a-
der Tienne s'assembler sur la tête de la tige qui est restée eu-
Fagée. On tourne alors en sens contraire. Les assemblages qoe
on a resserrés avec de l'étoupe ne peuvent se désassembler,
non plus que l'écrou d'acier ; mais il arrive souvent qu'un des
assemblages inférieurs se désassemble ; on retire cette nouvelle
tige, ou portion de tige, et Ton continue ainsi jusqu'à ce que
Ton arrive à l'outil. Pour retirer ce dernier, on £ait descendre
on autre outil avec lequel on perce un tron immédiatement
à côté de celui qu'on veut retirer. De cette manière , l'outil se
trouve désengagé, et au moyen d'accrocheurs on l'enlève. Si
la sonde vient à se casser, on la s^iisit sous un nœud avec on
anneau rempli de crochets qui se réunissent en un point, on
avec un accrocheur, selon que le point de mpture est éloigné
ou proche d'un nœud.
Les difficulrés rendent le sondage fort long ; aussi faut-il
l'abréger autant qu'il est possible. Une des opérations qai
prend le plus de temps, est le désassemblage des tiges. On en-
lève, pour abréger, lo, i5 et même ao mètres (3o, 45 et même
60 pieds) de tiges à la fois à l'aide d'uae grande grue ou d'un
puits. Lorsqu'on esta 4o ou 5o mètres (lao ou i5o pieds), il
lant plus d'une heure pour retirer les sondes et les redescendre.
Une autre opération fort longue est le curage ; car il faut en-
core désassembler. On abrège beaucoup en se servant, au lien
d'une tarrière, d'un vase cylindrique qui a 3 ou 4 décimètres
(1 1 pouces en t pied a pouces) de haut , et dont le fond est ter-
miné par une soupape qui s'ouvre en tombant. Cette soupape
s'ouvrent à l'intérieur, laisse entrer les matières dégagées du
sol; puis , avec une corde qui s'enroule sur un treuil , on re-
monte promptement ce cylindre rempli des parcelles de ter-
rain détachées.
SECTION IL
DES FOUILLES EN EXCAVATIONS.
Les excavations que le mineur pratique pour arracher les
substances minérales du sein de la terre , penvent être divisées
en excavations à ciel ouvert et excavations souterraines. Les
excavations à ciel ouvert sont celles dans lesquelles on enlève
toujours la portion de terrain supérieure à celle que l'on en-
-ille sur de grattdm dioMBaioiuet qui wnt ptiki profonde». Les
EXn.0iTATi0N DES MINES. 433
excavations souterraines sont celles que l'on pratique en toux
sens au sein des roches, et qui en sont le plus souvent environ-
nées. Les excavations à ciel ouvert prennent le nom de foaiU
les tranchées , entaillas et foncements. Les excavations souter*
raines se nomment galeries, puits, vallées, descenderies,
chambres et tailles d'exploitation.
Des Galeries.
'. On appdle galerie, toute excavation rectangulaire plus
haute que large, qui Si'étend principalement en longueur dans
une direction horizontale ou proche ^e l'horizontale.
On dbttngne les galeries de recherche, de traverse, d'allon-
gement, d'aér^ge, d'écoulement, de passage, de roulage, sui-
vant l'usage auquel elles sont destinées. Il y a des galeries
horizontaks et des galeries inclinées.
Des PtUts.
On nommepuits, toute excavation creusée verticalement ou
à peu près verticalement, dont la profondeur peut être plus ou
moins grande , et dont la section peut être circulaire, polygo-
nale ou ovale. Ces puits prennent aussi différents noms, suivant
leurs usages : puits principal , puits d'extraction , d'aérage , de
descente , de secours , de décharge.
8i le puits s'éloigne un peu de la verticale , on l'appelle puits
oblique. Tous ces puits ont presque toujours leur embouchure
à la surface du sol'. Cependant, il arrive que Ton en creuse
sur le sol même des galeries. Les puits prennent divers noms ,
suivant les divers pays: bures, burtia, burques. Lorsque
l'inclinaison du puits avec la verticale approche ou excède
45®, les puits et les galeries' changent de nom, on les appelle
vallées f ou descendéries.
Les tailles et les chambres d'exploitation sont des excava-
tions souvent disposées par gradins , et que l'on forme dans le
minerai même en l'arrachant de son gUe.
Toutes ces excavations donnent lieu à deux sortes de con-
sidérations différentes. On peut demander quels sont les
moyens que le mineur emploie pour excaver, et comment se
font ces excavations.
Des moyens ttexcaver.
La bêche et le pic ont dà être les premiers instruments du
mineur. Ces outils n'ayant pas toujours été suffisants pour
«ntailler toutes sortes de rochers , o|i a eu recours au feu
434 QVATftlàMS PAHTÎS. CaHàP. UI.
pour dimiDoer la concistance des pierres, dètraire la co^ion
de leurs molécales , diviser ou fendiller leur masse , et per-
mettre ainsi de les attaquer par parties. Mais ce moyen n est
pas convenable pour tons les minerais. Souvent les substances
minérales volatilisées par le feu» seraient nuisibles aux mineurs;
et, d'un autre côté, le combustible pourrait devenir trop raie
on trop cher pour l'employer fréquemment. Enfin, on a em-
ployé la poudre.
Le mineur a donc trois moyens d'exploiter en excavations:
i* les outils de fer et d'acier; 2^ le feu ; 3^ la poudre. Nous
allons examiner séparément chacun de ces moyens, c^uoiqae
le plus souvent le mhienr emploie simultanément deux d'en-
tre eux pour parvenir à son but.
Des Outils.
Les outils et les instsuments dont fait usage le mineur, sont
extrêmement nombreux. Nous les diviserons en quatre sortes :
I* La première sorte renfierme les outils qui aer^ont poor
•ntailler ; a^ les outils qui servent pour abattre i 3^ pour n-
masser ; 4** pour entailler et ramasser.
La première sorte comprend :
Le marteau à deux pointes ;
Le marteau et la pointe ;
Le marteau à deux ciseaux ;
Le marteau et le ciseau ;
Le. pie à deux pointes ;
Le pic et la pioche;
Le pic et le ciseau ;
Le ciseau et la pioche.
La deuxième sorte comprend :
Lescoius et les aiguilles ;
Les masses et les marteaux;
Les pinces et autres leviers.
La troisième sorte :
Les râbles;
Les pelles ou écoupes ;
Les râteaux;
Les crochets.
La quatrième sorte :
La bêche ;
Le louchet grand et petit;
La drague ;
t>a boîte à tourber.
SXPLOITAtimi DBS MIllBS. 435
Les pics dont le mineur se sert , sont : i ^ le pic aigu , dont on
fait asage dans les terrains tendres. Cet outil est très-aigu et
très-effilé ; sa longueur a 8 ou lo décimètres (2 pieds i;a à
3 pieds), le manche a 5o à 55 millimètres (i ponce 10 lignes à
{2 ponces) de diamètre. Quelquefois ce pic est conrbe : le poids
de cet instrument n'excède pas i kilog. 1/3 (3 livres). 2^ On
fait aussi usage d'un pic quadrangulaire terminé par une py*
ramide obtuse. 3^ Enfin , une troisième espèce est^un pic qui
ne diffère du premier qu'en ce qu'il a très-peu d'épaisseur; il
sert pour les terrains fendillés.
Les coins dont on fait usage ont la forme ordinaire. Us sont
tenus par un manche. Us sont ordinairement en fer aciéré ;
quelquefois ils sont en bois, et Ton s'en sert assez volontiers
dans les carrières de meules. Voici le procédé usité dans le
Piémunt. On commence par découvrir le bloc dans lequel ou
veut exploiter une meule, on taille cette meule cylindrique
de mauière à l'isoler du reste de la masse , on creuse à sa base
une rainure de i35 à 16^ mtUinbètres (5 à 6 pouces) de pro-
fondeur. On chasse ensuite dans cette rainure des coins de
bois au moyen de masses et que l'on serre avec force. Lorsque
les ouvriers ont épuisé toute leur force sur ces coins, ils les
mouillent (le bois dont sont faits ces coins est susceptible de se
glonfler par l'eau). On se retire et on laisse agir l'eau ; au bout
de 6,8, 12 heures, plus ou moins , la masse se détache. Quel-
quefois, au lieu de se contenter de mouiller les coins, les mi-
neurs , pour être plus sûrs de réussir, élèvent une petite digue
et remplissent d'eau la rainure, afin que les coins soient con-
stamment mouillés.
Occupons-nous maintenant du mode de travail des mineurs.
Ce serait perdre beaucoup de temps et faire peu d'ouvrage que
de s'occuper d'abattre toujours en avançant , sans avoir préa-
lablement fait une brèche. On entaille : on commence l'entaille
vers le milieu de la galerie; on continue jusqu'au faîte, puis
on finit par l'autre moitié. Dans un puits, l'entaille peut se faire
d'abord par le milieu et se continuer ensuite de chaque côté ;
le plus souvent elle se fait par une extrémité. Il convient que
la première entaille soit plus profonde que toutes les autres, afin
de servir de réceptacle aux eaux. Dans les exploitations à ciel
ouvert, on fait l'entaille- au milieu des bancs; puis on abat en
donnant à l'excavation la forme de gradiris. Par cette disposi-
tion, les masses à enlever se trouvent dégagées sur deux faces
hvL moins f ce qui en facilite l'extractioD. Dans les exploitations
4^6 QUITRIÈMB PARTIE. CHA^. tïU
de tourbe , on exploite aiosi par gradins. Quand on exploite
sous l'eau , on exploite de même par gradins ; mais on exploite
chaque entaille entièrement. Dans les filons , on pratique une
entaille sur le mur et une sur le sol ; puis» avec des outils con-
venables ou de la poudre, on fait sauter toute la portion de ter-
rain entaillé. Dans les mines en masses, ordinairement on pra-
tique sur le sol une entaille , et aux deux extrémités de la masse
que l'on veut abattre, on creuse deux entailles verticales. Dans
les carrières. d'ardoise, on détermine d'abord letendue que
) on donnera à la chambre d'exploitation : on pratique ensuite
à la partie supérieure une entaille ; on la poursuit ainsi jus<
qu'à 8 ou 10 mètres (24 ou 3o pieds) de profondeur. Dans cette
• première entaille on n'obtient que très-peu ou point d'ardoise.
Ou creuse alors , à chaque extrémité de l'entaille principale,
deux petites entailles ; puis, parallèlement à celles-ci^ de nou-
velles à une distance de a mètres (6 pieds) chacune, et ainsi dt
suite. '
Du Feu,
Quand on ne peut venir à bout, à l'aide d'outils, de séparer
les roches et d'y pratiquer des excavations, on a recours au
feu. Le feu divise les roches, les délite, les fend, les hrise,
les réduit en feuillets St en plaques. L'usage du fourneau re-
monte à des temps très-reculés : il est moins pratiqué depuis
l'invention de la poudre, cependant il Test encore dans le
nord de la France. On ne l'emploie que dans les mines en amas,
dans les filons dont le toit est solide , surtout dans les miaes
pauvres. Le feu compromet souvent la sûreté des ouvriers par
le mauvais aérage, les dégagements de gaz, d'arsenic , etc. Cette
méthode ne peut être employée quand le bois n'est pas très-
abondant. Le travail est au reste fort industrieux ; voici en
quoi il consiste : il comprend deux parties, 1® l'excavation des
galeries, 2° l'exploitation des masses, filons ou amas. On ne
peut en faire usage pour le percement des puits, à cause de la
difficulté de diriger la flamme de haut en bas.
Mode de Travail,
1® Pour le percement des galeries. — Lorsque, par d'autres
moyens , on a creusé les puits principaux et qu'on a commencé
l'ouverture des galeries, on peut continuer et pousser ces ga-
leries par le moyen du feu. Le percement d'une galerie dans on
''>cher ou filon, se divise en trois opéraUons qui se fout succès^
EXPLOITAtlOn DES MINES. 437
si ventent. B abord, on pratique une échancrure étroite et ver-
ticale; par une seconde opération, on élargit l'échancrure à
droite et à gauche ; enfin par une troisième on exhausse le toit
de cette entaille. La première opération exige un fourneau en
fer ou en tôle. Les dimensions sont : 65 centimètres (2 pieds)
pour la hauteur, 60 centimètres (i pied 10 pouces) pour )a
largeur la plus grande, 4o centimètres (1 pied 3 pouces) pour
la plus petite, 5o centimètres ( i pied 1/2) pour la hauteur
la plus grande, 20 centimètres (7 pouces i;2) pour la plus
petite. On place l'extrémité la plus petite de ce fourneau contre
le fond de la galerie, à 5 ou 6 centimètres ( i pouce 10 lignes
ou 2 pouces 3 ligues) de distance. On y introduit de petites
bûches fendues de 5 ou 6 décimètres ( 1 pied 6 pouces ou
1 pied 10 pouces) de longueur^ et on se retire pour laisser le
feu produire son effet. A mesure que le bois se consume ou
en introduit d'autre. On continue ce feu pendant trois ou
quatre jours, selon la résistance du rocher. Alors, avec des pin-
ces, des masses, etc., ou achève de séparer ce que le feu a délité.
Le fond de la galerie se trouve alors entaillé sur une lar-
geur de 70 centimètres (2 pieds a pouces], une hauteur de
40 centimètres (1 pied 3 pouces), et une profondeur de 10 à i5
centimètres (3 pouces 9 lignes à 5 pouces 7 lignes). On pousse
davantage le fourneau dans Tentaitle, on le charge et on l'al-
lume de nouveau. On continue ainsi jusqu'à ce que Tentailie
ait I à a mètres (3 à 6 pieds) de profondeur. Cela fait, il s'agit
d'élargir cette espèce de boyau. Pour cela on construit, à 5
oa 6 centimètres (i pouce 10 lignes ou 2 pouces 3 lignes) de
distance de l'entaille, un bûcher composé de bûches horizon-
tales et qui se termine en forme de toit. On l'établit dans
toute la longueur de l'entaille et sur un <le ses côtés : on fait
de même de l'autre côté. La flamme rasant les parois de l'en-
taille, les dispose à être attaquées par les outils. En portant le
bûcher de plus en plus contre les parois, on parvient à donner
à l'entaille toute la largeur de la galerie (1).
a® Excavation des masses et des filons.
Après avoir atteint le gîte métallique par un puits creasé
soit verticalement, soit horizontalement, selon la direction du
filon, à' l'endroit où l'on veut exploiter ou établir une galerie
(1) Cette m^tbode n'ett guère employée qne dans trois on quatre mines où le ni-
aerai est mélangé du quartz, et tellement rëdstant, qu'on ne peut faire usage de la pou-
dre à cause de la difficaltë de forer les trous de mines. L'emploi du feu exige qne les
trarau prépantoii«s, t«ls qne pniu «t gal«rief . Bwnt iin« dispoiition partMoÊdre.
Ingénieur Civil ^ tome a. 3g
438 QtTATRtÈME PABtlE. C&AP. itU
horizontale ; à 20 mètres (60 pieds) au-dessous de cette pre*
miére galerie, on en établit une seconde, puis une troisième
à ao mètres (60 pieds) encore, et ainsi de suite dans toute la
profondeur du puits. Ces galeries partagent le gîte en plusieurs
masses que , pour rendre l'exploitation plus commode, on sub-
divise elles-mêmes en plusieurs autres à l'aide de puits verti-
caux qui vont d'une galerie à l'autre, et qui sont distants
entre eux de 60 mètres (i9o pieds) ordinairement. Silepaits
u est pas boisé, on peut attaquer immédiatement le massif voi-
sin du puits; s'il est boisé, on attaquera à une certaine dis-
tance. Pour attaquer l'un quelconque des massifs, on dispose
dans toute sa longueur un bûcher que l'on- rejette particulière- \
ment du côté du mur et qui s'élève presque jusqu'au faîte de
la galerie, on y met le feu en un grand nombre de points etloc
se retire. 11 est cependant nécessaire que les ouvriers reviennefit
de temps à autre pour attiser le feu et y jeter de nouveau bob.
Au bout de trois ou quatre jours, le rocher étant refroidi etsuffi*
samment attendri, quelques fragments s'é tant même détaché
immédiatement, les ouvriers rentrent dans l'excavation, et, au
moyen de longues tiges, font tomberdevanteux tout lemiaerai
délité, qui, ordinairement , est attaqué sur une profondeur de
80 centimètres à 1 mètre (2 pieds ip à 3 pieds). Cela fait,
on trie le minerai et on l'enlève, si les débris sufBseQt poor
exhausser le sol de la galerie de manière que le plafond de
l'excavation n'en soit qu'à 2 mètres (6 pieds) au plus; mais si
les débiais nesuffiseut pas, il faut laisser une partiedu minerai.
Dans les deux cas on construit , sur les matériaux que l'on dis-
pose horizontalement, un nouveau bûcher, que l'on conduit
comme le précédent, et quiproduitun effet analogue. Par ose
série de ces opérations successives, en s'élevantcontinuelleffleot
sur les déblais, on parvient à enlever complètement le masà^
compris entre deux puits et deux galeries; puis on attaqne un
autre massif semblable. Lorsque l'on veut conserver une galerie
de passage au-dessous du massif que Ton exploite , il faut,
quand l'excavation est successivement exhaussée, établir, à
2 mètres (6 pieds) au-dessus du sol delà galerie, un plancher
sur des madriers enfoncés verticalement et recouverts de cha-
peaux que l'on charge de déblais, sur une épaisseur de i uaètit:
(3 pieds): c'est sur ces déblais que l'ou construit le bûcher.
Quelquefois on emploie une portion des déblais à élever, le
long du bûcher, deux murailles verticales qui obligeât la
flamme à frapper le toit de l'excavation. Lorsque les masses
EXI^OITATION DES MINES. 4^9
ont 60 à 80 mètres (i8o à a4o pieds] de longueur, les ou-
vriers sortent de la mine, à moins qu'elle ne soit immense et
qu'ils puissent alors se retirer dans une partie très-éloignée de
celle en feu.
Le travail par le feu a l'avantage de mettre à découvert
une grande masse de minerai à la fois, d'occasioner peu de
travail de main-d'œuvre, et de s'appliquer aux substances les
plus tenaces ; mais il ne convient guère que dans les mines ou
l'on peut pratiquer de vastes excavations qui ont de nom-^
hreuses ouvertures au jour, et où la circulation de l'air est
très-rapide, pour- emporter les vapeurs qui pourraient suffo-
quer les ouvriers. Quelquefois, lorsque le feu est éteint, les
ouvriers viennent jeter de l'eau sur les roches encore brûlantes
afin de les faire éclater. Cette opération est très-dangereuse,
soit à cause des fragments qui peuvent se détacher, soit à cause
de la vapeur qui se produit instantanément en quantité consi-
dérable. On devrait, en pareils cas, se servir de longs tuyaux
pour diriger l'eau, ou de pompes, ce qui épargnerait aux
ouvriers ce travail pénible et dangereux. .Toutefois, dans les
mines où le feu est en usage , les ouvriers s'accoutument très-
bien à ce travail.
La consommation de bois est immense. Dans une mine où
il y a 200 ouvriers, on consomme 8774 stères 98 centistères
(2000 cordes) de bois par an. On jette le bois par des excava-
tions pratiquées à cet effet.
Les excavations que Ton pratique étant très-considérables,
on élève souvent des piliers au milieu des déblais et on les
élève à mesure que l'on s'exhausse. On construit ordinairement
des piliers en maçonnerie. En entassant les déblais autour, on
ne doit jamais laisser dans ceux-ci de charbons; car ces char-
bons venant à se consumer, lorsqu'on établirait de nouveaux
bûchers^ grilleraient le minerai, ce qui produirait des vides,
d'où résulteraient des affaissements.
Le grand avantage que présente la méthode d'exploitation
par le feu, c'est qu'elle fait découvrir à là fois une grande
étendue du filon ou du gîte du minerai ; elle en fait distinguer
les parties riches et celles qui ne le sont pas; de plus, il s'en
détache assez souvent des masses considérables de minerais que
l'on n'a plus que la peine de briser et d'enlever.
Lorsque les déblais stériles ne suffisent pas pour s'exhaus-
ser snceessivement , la méthode par le feu a cet inconvénient,
que le minerai extrait reste fort longtemps dans la mine, non*
; ments.
44o QUATRlàME PARTIE. CHAP. IIl.
seulement plusieurs mois, mais même plusieurs années. ÂDSti
împorte-t-il , quand on exploite ainsi par le fea , de préparer
dans une autre partie de la mine un travail semblable, ann de
donner aux minerais le temps de se refroidir et de ne pas res-
ter dans l'inaction.
De la Poudre.
La poudre est employée pour l'exploitation des snbstances
minérales en petites et en grandes charges , ce qui offre deux
cas très>difFérents. La poudre de mine n'est pas grenue et
lissée comme la poudre de chasse, mais en fragments irréga-
liers plus Ou moins gros.
Lorsqu*on enflamme une masse de poudre, les substances
qui la constituent produisent, en se combinant, un énorme
volume de gaz incandescents, puisqu'il est porté à 4oo et
même jusqu'à 800 fois le volume de la poudre. Si donc on par*
Tient à enfermer dans Tintérieur d*un massif de roches une
certaine quantité de poudre , puis à l'enflammer, la force ex-
Pansive des gaz de cette poudre, agissant sur les parois de
espace où ils seront renfermés, fera éclater et produira ou
fendillement dans la masse , ou même en projettera des fitag-
Emploi de la Poudre en petit,
1° Considérons d'abord l'emploi de la pondre à petites
charges. C'est toujours de cette manière que l'on emploie U
poudre dans Tintérieur des mines, et presque toujours de
même dans les exploitations à ciel ouvert. Dans riotériear
des mines , la charge varie de 60 à i44 grammes ( 2 à 5 oocesji
dans les exploitations à ciel ouvert , de 5oo grammes à 1 i^^
gramme (i à a livres). Cette opération s'appelle tirer ou faire
jouer la mine.
On peut distinguer deux sortes de tirage , l'an qui se pra-
tique dans un terrain sec et découvert, l'autre dans un rocher
et couvert d'eau.
Tirage dans un terrain sec,
U faut successivement forer un trou cylindrique dam k
massif que l'on attaque , y introduire la poudre » puis boantf
en conservant un passage pour la mèche ; placer cette mèche,
enfin y mettre le feu.
Des QuUls.
Dans les rocs durs, on emploie, pour forer lestroas» ««
ciseau , ait fleuret, terminé par un tranchant en biseaa, <p***
SXPLOITATIOM DES MINES. 44 <
qdefoisan fleuret i couronne composé de deux biseaux croisés,
et , dans tous les cas, une pointe qnadrangulaire aiguë pour
commencer le trou. Dans les roches moins dures , telles que le
plâtre, la houille, ie sel gemme, on emploie le fleuret et
même la tarière ordinaire. Dans le commencement du fo-
rage, on se sert d'un fleuret court, afiu de le tenir plus com«
modément, puis, successivement, on en emploie de plus longs.
Ce sont des tiges de fer cylindriques dont les dimensions va-
rient. Car on peut percer le trou avec un seul homme qui
tient le fleuret de la maiu gauche et un marteau de la droite ;
ou bien deux ou même trois hommes peuvent être employés à
ce travail : alors un d'eux tient le fleuret , et l'autre , ou les
deux antres,- frappent avec des masses. Dans tous les cas, le
diamètre du fleuret est un peu plus grand que celui de la tige ,
et le taillant doit être un peu courbe, afin que les angles ne
soient pas brisés. Ces outils sont ordinairement en fer, et le
biseau et la tête en acier, quelquefois le tout est eu acier.
Dimensions des Outils.
Voici les dimensions ordinaires des outils pour le travail à
un seul homme. Le premier fleuret a une longueur de 3o cen*
timètres ( 1 1 pouces), et 27 millimètres ( i pouce) de diamètre
au biseau ; le second a de longueur 5o centimètres ( i pied
6 pouces), et ^4 millimètres ( 1 1 lignes) de diamètre au biseau ;
le troisième a 70 centimètres ( 3 pieds a pouces), et 2 a milli-
mètres (10 lignes). On fore avec ces outils des trous de mine
dont la profondeur varie de 3o à 56 centimètres (de 1 1 à
20 pouces). Pour le travail à deux ou trois hommes, le pre-
mier fleuret a 67 centimètres ( 2 pieds 10 lignes) de longueur»
et 42 millimètres ( 19 lignes) de diamètre au taillant; le se-
cond a 90 centimètres ( 2 pieds 9 pouces) de longueur, et 36
millimètres ( 16 lignes) de diamètre au taillant; le troisième a
[ mètre (3 pieds) et 36 millimètres ( 16 lignes); le quatrième
i I mètre i5 centimètres (3 pieds 172) et 3i millimètres
1 4 lignes). On pratique, à l'aide de ces outils, des trous de
►7 à 90 centimètres ( i pied 9 pouces à 2 pieds 9 pouces) de
irofondenr. Pour le travail à un seul homme, on se sert , pour
rapper le fleuret , d'un marteau à main , pesant de i kilo-
ramme 5oo grammes à 3 kilogrammes (3 à 6 livres). Dans
9 travail k deux ou à trois hommes, les masses pèsent 4 ki-
>grammes (8 livres). Pour forer le trou de mine, il faut»
chaque coup que l'on frappe sur la tête du fleuret, tourner
I
449 qxjatriIms part», cbà». tn.
celai -ci de i;4 on i;6 de circonférence. Lorsque lapenstièR
produite gène au fond du trou l'action du fleuret, ou la retire
an moyen de la curette. C'est une tige de fer plate temùnée
par nne cuiller recourbée, ou une petite plaque. La longueur
de tige de la curette doit excéder la plus grande profondeur
<les trous. Si le rocher est très-sec, il faut jeter de l'eau dans
le trou, afin de faciliter l'effet de l'outil et en même temps
l'empêcher de se détremper. Quand le trou est achevé , il cou-
Tient de le sécher, même quand on n'y aurait pas introduit
d'eau. Pour cela, on se sert d'un tampon d'étoupe placé aa
bout de la curette.
La profondeur des trous de miné varie suiyant la dareté dn
roc et la manière dont ce roc est engagé dans la masse. Quand
ce dernier y est entièrement engagé, il convient de Caire Us
trous moins profonds. Les petits trous de mine ordinaires ont
3 à 4 centimètres ( i4 à i8 lignes) de diamètre, leur profon-
deur n'est alors que de 4 à 5 décimètres ( 1 5 à i B pouces). Il
s'agit alors de porter dans le trou une charge de poudre qoe
l'on appelle cartouche. La cartouche est ordinairement eu pa-
pier gris , elle est cylindrique, d'un diamètre à peu près égal
à celui du trou , et contient une quantité de poudre plos ou
moins grande. Elle est formée sur un mandrin en Imus d'ui
diamètre un peu moindre que celui du trou de mine.OnienDe
une des extrémités en ayant soin , toutefois , de laisser dépas'
ser le papier; on remplit de poudre, mais de manière à ce
que le papier dépasse également par la partie supérieure; pois
on reploie les bords du papier qu'on consolide en frappant
doucement la cartouche dans le sens de son axe. Ces cartou-
ches contiennent ordinairement 6 k 12 et, rarement, 25 hecto-
grammes de poudre. Pour charger la mine, on commence ptf
mettre la cartouche au fond du trou : on dispose ensuite l'épin-
glette sur un des côtés; enfin, on bouche le tron en le booî-
rant depuis le fond jusqu'à l'origine. L'épinglette estes ^f
en laiton ou en cuivre, terminée , d'une part , en pointe , et de
l'antre par un anneau* On la descend par cet anneau JBS<{a'^
ce qu'elle rencontre la cartouche, on la fait entrer de qi^l*
qnes millimètres, de manière à mettre cette cartouche es com-
munication avec l'extérieur. La cartouche étant introduite
ainsi que l'épinglette, il s'agit débourrer, c'est-i-dire de fermer
l'excédant du trou de mine, de telle manière quelabouirfl
soit plus résistante que la roche que l'on Tant faire sauter ^
car autrement la bourre serait seule chassée. On emploîe]
poàr IniniTAr, on outil nommé bourroir, formé d*nne tige en
fer, terminée par un renflement dont le diamètre estÀ très-pen
près ceiiii dn trou. Ce renflement porte une gouttière pour le
passage de Tépinglette. On commence par enfoncer une pelote
d'argile que l'on charge faiblement ; une seconde eft bourrée
davantage ; enfin, avec le bourroir, on tasse une dernière pe-
lote, de manière que le trou soit complètement fermé. À me*
sure que Ton opère, on tourne l'épinglette pour empêcher
qu'elle n'adhère à l'argile. Le diamètre de cette épinglette est
de 4 è 5 millimètres ( 2 lignes à a lignes 1/2 ). On conçoit que
l'épinglette en cuivre ou en laiton doit être préférée à celle
en fer; car si, en tournant cette épinglette, on rencontre un
morceau de quartz, il est à craindre qu'une étincelle venant
à se manifester, le feu ne prenne à la poudre de la cartouche.
Le bourrage terminé, on retire l'épinglette, mais bien en droite
ligne , de manière qu'aucune parcelle ne vienne engorger le
vide qu'elle laisse. Il reste maintenant à amorcer, ce qui
s'exécute de bien des manières difFérentes. Eu premier lieu, on
peut remplir le trou de l'épinglette avec de la poudre fine,
puis mettre le feu à cette poudre; mais ce moyen est dispen-
dieux. On peut placer dans le trou de l'épinglette un tuyau de
paille rempli de poudre fine , ainsi que cela se pratique aux
carrières des environs de Paris. Enfin, on peut, et c'est le
procédé le plus usité, amorcer avec une mèche de papier im-
prégnée de poudre. Pour cela faire , on délaie de la poudre
dans l'eau chaude, puis on l'éteud sur du papier aue l'on
coupe en lanières lorsqu'il est sec. On forme avec ces lanières
de très-petits cylindres que l'on introduit les uns dans les au-
tres pour garnir le trou de l'épinglette dans toute sa hauteur.
La mèche placée, on suspend à son extrémité un ))out de fil
soufré qui a 1 décimètre (3 pouc. 8 lig.) de longueur, et que l'on
replie horizontalement sur le sol. On met le feu ; cette mèche
étant lente à brûler, donne aux ouvriers le temps d^opérer leur
retraite. U y a des mines où l'on ne se sert pas d'épinglettes ;
mais on emploie une baguette de bois creuse , on l'introduit
dans la cartouche, ainsi qu'il a été dit; on remplit de poudre
fine, et l'on bourre ensuite suivant la méthode indiquée. Cette
baguette présente un avantage , c'est que , lorsque la mine est
longtemps chargée , la poudre contracte moins d'humidité.
Elle offre, d'une autre part, cet inconvénient de s'écraser
quelquefois dans le bourrage. Cette méthode ne peut d'ail-
leurs être employée que lorsque le trou est de haut en bas.
444 QUATRIBMB PABTIB. CRAV. 111.^
Telle est U marche générale de Topération par^laqudle
on excave à l'aide de la poudre. Nous allons maintenant exa-
miner la p&sitioQ qu'il convient de donner aux trous de
mines, et les précautions qu'il convient de prendre pour leur
assurer le plas grand effet possible.
Position des trous de mine,
La r^te générale à suivre à cet égard, consiste à pla-
cer le trou de manière à ce que la portion que Ton vent
faire sauter ofJPre une résistance inférieure à celle des par-
ties environnantes , et , comme l'effort de la poudre s'exerce
proportionnellement à l'étendue de la surface soumbe à son
action , il faut faire en sorte que la partie que l'on veut
exploiter offre une grande surface à la cartouche ; par cou*
séquent, il vaut mieux faire le trou de mine oblique que
perpendiculaire. On conçoit aisément que , dans l'emploi de
la poudre, comme dans celui des outils, il y a avantagea
faire une entaille, afin que les masses à abattre se trouvent
dégagées sur plusieurs faces. Dans une galerie percée dans
des vallées non stratifiées, on fait l'entaille au sol de ia
galerie, afin que le poids des masses aide à les détacher, et
on se dirige a après les principes précédents. Quand on tra-
vaille au bout d'une galerie, il faut avoir égard au terrain
dans lequel on est. Si le terrain est feuilleté, il fant, autant
3 ne faire se pourra , percer un trou perpendiculaire au plan
es feuillets. Si les feuillets plongent en s'éloignant de l'oo-
vrier, on fait le trou de l'entaille au sol ; daiis le cas contraire,
on fait l'entaille au faîte.
Dçns les filons on pratique souvent une entaille an mnr, le
long de la salbande , à l'aide d'outils ; puis , an mçyen de la
pondre, on fait sauter le massif que l'on a dégagé. Lorsque les
filons sont trè^peu épais, ou qu'ils donnent lieu à des pons-
sières qu'il serait dangereux de respirer, on pratique les trons
dans le toit ou dans le mur, en les inclinant vers le filon. Dam
les puits où l'on a presque toujours de l'eau, c'est ordinaire-
ment vers un des bouts que l'on fait une entaille , et 1*011 a
soin de la conserver, dans l'une de ses extrémités , plus pro-
fonde pour recevoir les eaux.
Profondeur des trous de mine.
La profondeur des trous de mine dépend de la natui« da
rocher, et de la forme qu'il présente. Lorsqu'on pratique one
«entaille» ou fait des trous peu profonds ; sans cela^ leur effet
■XPLOÎTATIOR DtS MllfBS. 44^
serait nnt. On peut leur donner plus de profondeur quand la
roche est dégagée par une entaille. Dans les roches feuilletées
et dans celles qui cassent bien, c'est-à-dire qui se détachent
par larges fragments, on peut donner plus de profondeur aux
trous. Au reste , on ne peut, à cet égard , assigner des règles
fixes , et c'est par l'expérience que l'on acquiert sur les roches
que l'on veut excaver, que l'on parvient à obtenir le meilleur
effet possible, en variant la profondeur des trous de mine et
les charges de poudre employée.
Il ne fout pas oublier que l'objet du tirage est , non pas de
(aire sauter la substance minérale que l'on attaque , mais de
la ^re éclater, de la fendiller, et même de l'ébranler seule-
ment, de manière qu'après l'explosion il soit facile de la déta-
cher au moyen des outils. Lorsqu'un trou de mine projette
aux environs des fragments considérables , on peut affirmer
qu'il y a eu perte d'e^t ; car la force employée à lancer ces
n'agments pouvait l'être à fendiller une antre pairtie du
rocher.
Précautions à prendre»
Pour que le tirage réussisse, il faut , si le roc est humide ,
le sécher. Lorsque 'des fissures laissent suinter l'eau dans le
trou , ou lorsque des cavités dans la roche, en facilitant l'ex-
pansion des gaz , peuvent nuire à Teffèt de la poudre, il faut
enfoncer dans le trou de l'argile que l'on bourre fortement.
Lorsqu'on juge que les cavités sont bouchées , on nettoie le
trou , et l'on continue comme à l'ordinaire. Si ce moyen ne
suffit pas à cause de la trop grande quantité d'eau, il fant em«
ployer une cartouche en toile goudronnée. Pour ce qui a rap*
port à la sûreté des ouvriers, il faut, en premier lieu, ne
faire usage que d'épinglettes en cuivre on en laiton. Celles
en fer, si l'on veut les employer, doivent être graissées dans
toute leur longueur. Si l'on trouve les épinglettes en laiton
trop flexibles , il faut , dans ce cas , entourer une épinglette
de fer d'un cylindre de cuivre. Il est bon aussi que les tirages
se passent à la même heure dans un même poste, afin que les
ouvriers qui vont et viennent ne soient pas exposés à être
blessés. Les ouvriers, après avoir mis le feu à l'amorce, doi*
vent se retirer dans un lieu où les éclats ne puissent pas les
atteindre. Dans les galeries , lorsqu'elles sont sinueuses , on
se retire derrière un coude, g elles sont droites , on se re-
tire dans une niche faite exprès, ou derrière les cadres de
boisage, s'il y a lieu. Dans les puits, il faut pratiquer, à i5
446 QDATElètfE PAETIB. CHAP. 111.
OU 3o.mètres aa* dessus du fond, un .plancher sar lequel se
placent les ouvriers durant l'explosion. Dans certains en-
droits « en pareil cas, on ne met pas d'amorce au trou, mais
on sème de la poudre à l'entour de l'extrémité de la mèche,
pniston laisse tomber du haut des charbons embrasés. Lors-
que l'explosion n'a pas lieu spontanément, il faut prendre
les plus grandes précautions, et ne s'approcher du trou que
dix ou douze minutes . après , car il arrive que l'explosion
n'est que retardée. Lorsqu'on.s est ainsi assuré qu'elle n'aura
pas lien , on revient au trou, on retire la mèche et on la rem-
place. Si ro« n'obtient aucun résultat après cette nouvelle
tentative, il est à croire que l'humidité a gaçné la cartouche,
et l'on doit abandonner ce trou, sans toutefois le décharger,
mais le tamponner avec de l'argile et en forer un autre à quel-
que distance. C'est pour avoir négligé de prendre toutes ces
précautions que beaucoup d'ouvriers ont été et sont encore
aujourd'hui victimes de leur imprudence.
Des méthodes de bourrage.
On a employé diverses méthodes de bourrage dans le bor
d'augmenter les effets de la poudre, et par suite d'éconooi*
ser la quantité que Ton emploie. Dans quelques mines, on
bourre le trou avec un tampon de bois à peu près cylindrique
et un peu aminci vers le bout, de sorte que le milieu a le
diamètre du trou. On pratique sur le côté une petite canne*
lure, pour donner passage à l'épinglette, et par suite à ia
mèche. Le tampon ne doit' pas toucher la cartouche, parce
que la poudre comprimée produit moins d'effet que celle qui
ne l'est pas.
Un autre moyen de bourrer , employé quelquefois avec
avantage, est le bourrage au sable. H réussit très-bien quaod
on emploie de grandes cartouches dans des trous de très-
grandes dimensions, et lorsque la roche que l'on exploite n'est
pas trop dure. Ce moyen, qui est fort simple , qui' évite tous
les dangers qui ont lieu quand on est obligé de bourrer dans
un roc qui peut faire feu par le choc , ne réussit pas égale-
ment quand on remploie en petit. Il a été essayé dans le gra-
nit et le roc quartzeux, sans aucun résultat satisfaisant.
hésultats obtenus»
Voici quelques résultats obtenus au moyen de la pondre.
Dans les carrières à couches horizontales , on emploie de
grandes quantités de poudre à la fois^ et l'on parvient à ébrau*
EXPLOITATION DES MlHEl. 44?
)er auê grande masse de pierres. Une cartouche de i a hecto-
grammes (4 onces) soulève 20 quintaux métriques de pierres,
et en ébranle autant. Dans les carrières à plâtre de Mont-
martre, i;i à 1 kilogramme de poudre détache 8 à 16 mètres
cubes. A Soleure, avec 5 à 6 kilogrammes de poudre, dans
des trous de 3, 4* ^ mètres de profondeur, on ébranle 5o à 60
mètres cubes de terrain. Dans les mines de Bonchamp, une
cartouche de 62 grammes détache 1/2 à 4 mètres cubes. Dans
les mêmes mines, dans nn grès quartzeuz très-dur, 2 hecto-
grammes ne peuvent soulever que i à 3 quintaux métriques.
Dans les mines de Pezay, dans un roc quartzeux dur, on em-
ployait dès cartouches de 6a grammes. On usait 17 kilogram-
mes de pondre pour 200 quiutaux métriques, ce qui ne donne
pas un quintal métrique par cartouche.
Les outils ont souvent besoin d'être réparés , et s'usent très-
promptement. Dans un mois de travail, les outils d*un mi-
neur perdent environ 2 kilogrammes de leur poids. La tête
des Heurets n*est ordinairement aciérée qu*uoe fois, tandis
que l'autre extrémité est aciérée deux et trois fois par mois,
et remise au feu quinze et vingt fois.
Tirage sous Veau.
Le trou de mine qa il faut percer est souvent situé sous une
petite masse d'eau de quelques centimètres d'épaisseur ; l'on-
vrier perce le trou dans le roc qu'il aperçoit souvent à travers
l'eau. Ce trou une fois percé, voici comme il parvient à le
chaTQW : il y descend une cartouche goudronnée, de manière
que l'extrémité supérieure s'élève de quelques centimètres
au-dessus de l'eau; il place l'épinglette et bourre légèrement.
La cartouche est surmontée d'un petit tube en carton ver-
nissé ou en papier goudronné, ou même en toile imperméable
à l'eau. Enfin, on peut employer un petit tube de fer-blanc
qui s'adapte sur la cartouche, et qui est goudronné à sa jonc-
tion. Ce procédé de tirage sons l'eau est souvent mis en pra-
tique dans les mines de houille de Valenciennes , de Mons et
de Liège. An lieu de cartouches goudronnées , on a quelque-
fois employé des cartouches en cuir, qu'on nomme gargousses.
Dans le cas où il y a une épaisseur d'eau assez considérable,
I à 3 mètres (3 à 6 pieds), on pourrait, par les moyens pré-
cédents et an se servant d'outils plus longs , creuser le trou,
charger et amorcer; mais on modifie ces deux dernières opé-
vatïous de la manière suivante: lorsque le trou est percé, on
44S QUATRIÈME PARTIE. CHAP. III.
introduit im tnyaa de fer-blaoc qui descend jusqu'au fond du
trou ; ce tube est bouché au fond et reçoit la cartouche. On
place sur un des côtés du tuyau une mècbe très-combustible,
et l'on pousse la mèche et la cartouche jusqu'au fond du trou,
en ayant soiu de retenir l'extrémité supérieure de la première.
On bourre avec du sable , et on met le feu à la mèche. L'ei-
plosion a lieu dans l'extrémité du tube, qui se brise par l'ef-
fet de la poudre qui fait éclater le rocher. Au lieu de bourrer
en sable , on peut de même bourrer avec de l'argile ou do
plâtre. Si la cartouche et sou tube d'amorce sont goudronoés,
on se contente d'enfoncer le tube eu fer-blanc de façon qu'Use
remplisse d'eau, et que la mèche ne soit pas mouillée ; l'eau
fait alors l'office de bourre. En mettant le feu , le bas du tak
est brisé, et la poudre produit son effet, comme si elle avait
été renfermée dans du papier. Le tube de fer-blanc peut ser-
vir à plusieurs tirages.
Il y a une quarantaine d'années qu'il s'.agissait de débarrai-
ser le lit de la Seine de rochers considérables qui avoisinaini
Quillebeuf. L'Académie des sciences proposa une médaille
pour l'auteur du procédé qui serait jugé le plus avantageai
et le plus commode. Coulomb proposa le suivant : une masse
d'eau considérable ne permettait pas de creuser les trouve
mine par les moyens ordinaires ; c'est pourquoi il fallait avi-
ser au moyen de travailler sous l'eau. Une grande caisse tn*
pézoïdale devait être échouée sur le rocher, et recevoir k>
ouvriers, comme Us cloches à plongeurs reçoivent les pécheors-
Au lieu de faire à la caisse un fond supérieur immobile, on y
adaptait une trappe par laquelle les ouvriers pouvaient des-
cendre sur leur banc de travail. Alors, pour abaisser le li-
veau de' l'eau dans la caisse , au lieu d'employer le secoursde
machines considérables pour la soulever et la descendre à
chaque reprise de travail, une machine soufflante faisait l'of-
fice d'une pompe à injecter et comprimer l'air dans la caisse,
la trappe supérieure étant susceptible de se fermer herméti-
quement. Le rocher pouvait, de cette manière, être misàsec,
le trou de mine percé, chargé et amorcé facilement. Comne
la marée venait interrompre le travail et empêcher de hân
partir la mine, on s'arrangeait de façon à n'y mettre le fea
qu'à la marée basse. Le tube d'amorce était on en fer-blanc,oa
en carton, on en toile goudronnée. On bouchait le haut avec
du suif, et on y attachait un flotteur. Quand la mer était re-
tirée, le tube dépassait le niveau de l'eau, et on pouvait en-
EXPLOITATION DES MIRES. 44»
flammer l'amorce. tJn tube d'amorce , fait en toile goudron-
née et gonflée par une spirale en fil de fer, était préférable à
ceux même de fer-blanc, parce que, sans souffrir le moins du
monde, il pouvait cédera l'action du flotteur.
En Angleterre , dans les mêmes circonstances, on a employé
des moyens semblables ; seulement à la grande caisse en bois
onasubstitué une cloche à plongeur proprement dite. Elle con-
siste en une caisse prismatique en fonte, ayant i mètre (3 pieds)
de long sur i mètre 3 (4 pieds) de large et i mètre 66 (5 pieds)
de hauteur; son épaisseur est plus considérable en bas qu'en
haut , afin qu'elle ne puisse basculer : cette épaisseur va jus-
qu'à 2 pou6es (54 millimètres) en bas; en haut, elle n'est quede
4 centimètres (un pouce et demi). Cette cloche est mue par
une grue placée sur un radeau ou sur une barque. Le haut
de la cloche est muni de verres bi-con vexes ^ pour que les
ouvriers puissent y voir. Ces verres bi-convexes sont épais
pour résister aux chocs, et sont semblables en tous points à
ceux que l'on voit sur le pont des navires. Deux ouvriers au
plus peuvent travailler sous cette cloche ; une chaînette leur
sert pour avertir ceux qui manœuvrent la grue, soit de chan-
ger de place , ce que souvent ils font eux-mêmes , en la pous-
sant, soit pour la faire enlever. Les tubes d'amorce se vissent
les uns sur les autres à mesure que la cloche s'élève; car on
ne pourrait les ajuster tous en une seule ibis , à cause du peu
de hauteur de la cloche , à moins qu'ils ne fussent flexibles.
La cartouche est le plus souvent renfermée dans un cylindre
d'étain, ou de fer- blanc. On ne remplit pas les tubes de pou»
dre, si ce n'est à leur extrémité inférieure et à quelques centi*
mètres de hauteur. On met le feu en jetant dans le tube
d'amorce soit de petits morceaux de charbon allumé , on plus
souvent de la foute rougie au feu qui descend plus sûrement
que le charbon au fond du long tube. Le radeau ou bateau
voisin ne ressent aucune secousse. On n'aperçoit qu'un frémis-
sement dans l'eau par suite du son , puis un bouillonnement
occasioné par le dégagement des gaz. En Angleterre, on*
adapte ordinairement à la cloche une pompe foulante ponr
renouveler l'air, et se dispenser par là de soulever la cloche
hors de l'eau, dans le même but. Ces méthodes d'employer
la pondre sous l'eau, peuvent être très<utiles dans l'intérieur
des mines, où, malgré les machines d'épuisement, il y a ton-
jonrs quelques centimètres d'eau, au fond des puits par
exemple : elles peuvent l'être également dans les ports de mer y
ingénieur Civile tome a» 4o
450 QtîAÎRlEMB l»AtlTlE. CitÂP. lit.
les radeî , etc. , et en général dans tous les travaux hy<lrau-
liqaes.
Emploi de ta poudre en grand.
On emploie la pondre en grande quantité, quand on veut
renverser des murailles , ébranler ou diviser de gandes mas-
ses Je terrains, occasioner des éboulemcnts dans les mines.
Dans cette manière d'employer la poudre, deux obstacles sont
à vaincre, la- masse et la cohésion. On sait qu'à densité égale à
Tunité, la masse ou poids est proportionnelle au volume, et
la cohésion proportionnelle aux surfaces. Or le volume d'un
solide eét proportionnel au- cube d'une de ses diiftensions, la
surface au quatre seulement ; et, comme les cubes croissent
plus rapidement que les quarrés , il s'ensuit quedansune masse
à soulever, le poids est un plus grand obstacle que la cohé-
sion , lorsque cette masse à soulever est petite, que lorsqu'elle
est considérable. Ainsi, pltfs la masse croîtra en volume, pins
son poids mettra d'obstacle à la force de la poudre. Quand
le mineur a déterminé le point sous lequel il veut établir un
fourneau , suivant l'expression des mineurs , il perce un puits
vertical, dont la profondeur doit être égale à la distance ds
la surface du sol au fourneau; puis du fond de ce puits il
pousse une galerie èTi 5 décimètres (4 pieds 7 pouces) du cen-
tre di* fourneau. Il la mène ordinairement en ligne droite:
ses diraBusions sont les plus petites possibles; sa largeur est
de 6 ày décimètre8(i pied 10 poucèsà 2 pieds 2 pouces), sa hau-
teur 1 2 à 1 5 dçciniètres (3 pieds 8 pouces à 4 pieds 7 ponces). Ar-
rivé à cette distance, il fait un coude à la galerie, et pratique,
sur le côté , la chambre du fourneau. Elle consiste en une cavité
ordinairement cubique, dont les dimensions sont réglées d'a-
près celles d'un coffre également cubique , et rempli de la
quantité de poudre que l'on veut employer. Dans l'intervalle
qui reste entre les parois du coffre et celles du fourneau , on
tasse quelques mottes de gaaon et de la paille , pour préserver
la poudre de l'humidité. Au milieu de la face du coffre qui
est sur la galerie , on adapte une petite auge destinée à rece-
voir un saucisson de poudre qui communique avec le coHire.
Ce saucisson se prolonge dans la galerie à une distance telle
que l'on paisse y mettre le feu sans danger; quelquefois il va
jusqu'au puits, quelquefois même il en sort. Cela fait, il faut
encore barricader le fourneau avec de la maçonnerie , des
arcs-boutants , ou de la teri'e bien tassée. On remplit ainsi un
«space égal au moins à une fois et demie ou deux fois Ift
EXPLOITATION DBS MINKS. 4^1
distance au. fourneau à la surface du sol. On prend cette pré-
caation , afin que l'effort de la poudre s'exerce principalement
de bas en haut, et sur la partie du terrain qui- est au-dessus
du fourneau. Souvent on ajoute à ce soin celui de pousser la
galerie en zig-zagdans le voisinage du fourneau; alors la terre
qui obstrue la galerie ne peut être lancée par l'explosion.
£q France, ou amorce ainsi qu'il suit : à l'extrémité ilu saucis-
son, et de manière à communiquer avec lui, on verse un peu
de poudre que l'on a soin de recouvrir d'une feuille de papier.
Au centre de ce papier, on implahte verticalement un petit
morceau d'amadou, qui s'élève de quelques centimètres en
gttise de mèche : on y met le feu et on se retire , ce qui , au reste,
&'est pas toujours nécessaire, quand Textrémité de la galerie
est éloignée du fourneau. La seconde méthode d'amorcer con-
siste à introduire, dans le bout du saucisson, une fusée de
bombe ou de grenade, et à boucher cette extrémité avec delà
glaise ; mais alors il faut bien éviter de laisser épar» alentour
du saucisson des grains de poudre , car la négligence pourrait
être fatale.
Dans un coup de mine , le solide projeté ou déplacé laisse
dans le terrain une cavité que l'on a nommée V entonnoir de
lamine, à cause de sa forme. Si l'on conçoit la poudre sous une
soveloppe sphérique et renfermée dans un fourneau de même
forme ; si l'on suppose en outre <fue le terrain soit incom-,
pressible au-dessous de cette sphère , et sur ses côtés, jusqu'au
:>lan horizontal qui passerait par son centre, alors l'effort
;xercé par l'inflammalion des gaz de la poudre n'aura d'effet
}u'au-dessns de ce plan ; dans ce cas , l'expérience porte à con-
:lure que l'ouverture faite dans le sol, par le coup de mine, au-
•ait la forme d'un tronc de cône ayant pour petite base le
;rand cercle horizontal de la sphère de poudre, et dont le^ côtés
iuvelopperaient cette sphère. Quant à la plus grande base
ituée à la surface du sol , son diamètre serait d'autant moin-
Ire que le fourneau serait situé plus profondément dans le
ol; en d'autres termes, le cône ou entonnoir aurait un angle
'autant plus aigu, que la poudre serait plus avant en terre,
lais cette supposition d'un terrain incompressible n'existe pas
ans la pratique. La terre est refoulée au-dessous et sur les
arois du fourneau; les parois de l'ouverture ne. sont pas
uniques , mais ont une certaine courbure , et on peut regarder
i surface intérieure comme celle d'un paraboloïde à peu
rès. Oa a cherché s il n'existe pas un rapport outre le? dia«-
45 1 tUATRlèMI PARTIE. CHÀP. IH.
mètres des deux bases de rentonnoir et la profondeur de cet
entonnoir : il a été reconnu que le plus souvent le grand dia-
mètre de l'entonnoir est égal à deux fois la distance du sol
an fourneau; que cette distance est égale au diamètre de
l'entonnoir au niveau du fourneau, et que rabaissement de
l'entonnoir au-dessous du fourneau est le quart du grand
diamètre. Pendant- longtemps on a eu Topinion que ce rap-
port entre les diverses dimensions de l'entonnoir était con-
stant ; mais il est évident que ce rapport doit changer dans
les terrains de différente nature, quand on emploie des char-
ges différentes , et quand ces charges sont faites à différentes
profondeurs.
Par de nombreuses expériences , on a reconnu que k
quantité de débiais était les Va du yolnme Y du cène ei-
Uer. Gomme à ce volume est proportionnel ie la quantité d<
poudre employée , en représentant par q la quantité et
pondre en poids nécessaire pour soulever Tunitè de voIubm
de terre (un pied cube); g a été trouvé, par expérience, êire
égal à Vis* On a trouvé que le ?olume de l'entonnoir Y^
1 ,83 X H' X 9 (H représente la distance du fourneau i la
distance du sol). En remplaçant g par sa valeur Vis* ^
t 1,83 .
aura pour le volume de déblais : V = ■ .^ ' X H*; w,
Gomme la fraction égale Vio ^ très- peu près * ^ ^^ "^
H est ex primée en unités de mesure, en pieds, pouees ou lignes-
On peut arriver à cette expression de Y d'une manière plos
directe en partant de celte donnée de roxpèriepee , que des
quantités Q et g de poudre, dont la seconde est éqoivakolc
à Vis* 9°' doDuent un volume Y pour l'un , e| 1 pied cobe
pour l'autre , de déblais, sont entre elles dans le rapporta
T* R à «* r (R et r étant les rayons des cercles d'explosi»
qua chacune de ces quantités de poudre produit, et T <*'
les rayons des bases des entonnoirs à la hauteur des faor'
Q 9
Beaux); on a donc : j^^ «« ■'Ti — • Or, on e Ireon <|««
g i
le rapport constant . ' »= --p-. Si donc on rempltce
EXPLOITATION DES MINSS. 4^3
q T*R
-5 — par son équivalent, on aora l'équation Q =■ î
d'où l'on pourra avoir la yalenr de Q, e'est-à-âire de la
charge de pondre. D'après la nature de R , U et T on a
l'équation R« = H« + T*, d'où R = J/l* + H* ; donc :
T» |/ T«4.H*
Q 88=g , et dans le cas le plus ordinaire
14
où H « T, c'est-h^dîre le rayon du cercle d'explosion égal
à U disUncé du fourneau à la surface du sol ; alors :
'^ — à peu près : nous
14 14 10
H'
retombons sur l'expression V «a -rr-. [L'expression Q ««
T«R
—-7 — convient seulement quand le terrain n'est pas trop
résistant ; mais , pour d'autres terrains de diverses natures,
il faut multiplier cette expression par divers coefficients ;
ainsi » ces coefficients sont :
Pour les terrains de tuf et de sable. . . . ],3o
Pour l'argile forte ou la maçonne-
rie neuve i,4o
Pour le sable mouvant j,5o
Pour la maçonnerie vieille 1,55
Ponr la pierre de taille 1,75
l,es formules que nous venons d'établir sont utiles dans la
pratique. Veut-on savoir, par exemple, si, à une distance fixée,
on pourra, avec une quantité de poudre donnée, abattre une
masse quelconque, un pan de muraille; on calculera le rayon
du cercle d'explosion d'après les équations
3
(h + b)-|-;
Mt ^ H« + N», et f (H + B) « T H.
\ 6 est l'épaisseur de la couche de terre meuble, et T le rayon
la cercle d'explosion), qui donneront, de plus, les rayons des
lases de l'entonnoir.
454 QUATRIEME PARTIE. CHAP. III.
Les formnies saivantes font connaître Téconomie qae l'on
peut apporter dans la dépense de la poudre. Voici (jaelipes
données avec les résultats :
Quantité
de
poudre
Q.
Proton-
denr
H.
Entonnoir
T.
Rayon
du cercle
d'explo-
sion
R;
la sphère
friable
M.
Plnsgraad
rayon
friables
N.
kllog.
50
86
205
1800
1500
mètres.
3,30
4
5,30
4
5,30
mètres.
3,30
4
5,30
12
11
mètres.
. 4,65
5,65
7,30
12,60
12
mètres.
6,70
7,70
9,70
20,60
18
mètra.
6
6,63
8,30
20,
17
On a souvent besoin, dans l'eiploitation des mines, défaire
tomber le faite des chambres, afin d'avoir des déblais, soit
pour combler des galeries que Ton abandonne, soit poorea
extraire du minerai. Rien de plus facile que d*atteindre ce bat.
Les voûtes sont toujours soutenues par des étais; tonl se ré-
duit à les foire sauter. On établit un fourneau près du pied de
l'étançon principal ; celui-ci sautant', la voûte tombe. On em-
ploie encore la poudre pour ouvrir promptement et sans dan-
ger une voie à un ama$ d'eau dont on a reconnu l'existeoce.
On perce le fourneau au fond de la galerie la plus voisine de
l'eau, et tellement que l'explosion fait sauter l'intervalle qù
sépare le fond de la galerie de l'eau. Avant de mettre le [en,
on a soin de tout disposer pour que l'on puisse épuiser l'eaB
on la conduire à des galeries d'écoulement.
ObserviUions sur les effets de la Poudre,
Parmi les circonstances qui tendent à modifier les effets de
la pondre , on doit mettre en première ligne le bourrage- On
sait que le bourrage a pour but de mettre empêchement au
dégagement des gaz de la poudre, et de faire porter leur ef-
fort expansif sur les portions de masse que l'on veut colboter
On bourre dans les armes à feu pour donner le temps à ton)
les grains de poudre de s'enflammer avant que le projectile
soit mis en mouvement.
Dans le tirage de la poudre eo petite quantité, le booiragi
BXPLOlTATIOir DBS MlîfSS. 4^^^
âtt sable, ou avec de la cendre et du son, suffit presque toujours
pour empêcher la sortie des gaz de la poudre avant que la ro-
che n*ait été brisée et renversée. Dans ce cas , il est évident
que ce n*est pas par son poids ni son adhérence aux parois ,
que la bourre résiste au choc de la poudré; mais bien, parce
que les molécules de cette bourre étant peu serrées, sont sus-
ceptibles de se tasser et de se fouler les unes sur les autres; en
sorte que, pendant ce refoulement des molécules de proche
en proche, la roche, brisée par l'effet de la pondre, éclate et se
divise. Dans les mines militaires où l'on emploie de très*gran-
des quantités de poudre, les effets sont très-différents pour
une même quantité de poudre, selon la nature du bourrage.
Des expérieuces ont été faites pour s'assurer si, dans les coups
de mine , la force de la pondre s'accroit avec la résistance de
la bourre. Le général au génie Marescot a fait percer deux
puits de même profondeur , mais d'inégal diamètre : la pro-
fondeur était de 5 mètres (i5 pieds). Ces puits étaient placés
à une distance de 3 mètres 33 centim. (lO pieds) Tnn de l'autre :
le but était de faire sauter le massif de terre compris entre les deux
puits. Le plus petit fut seul chargé toujours d'une même quan-
tité de poudre , mais d'un bourrage que l'on fit monter succes-
sivement au quart, à la moitié, aux trois quarts et au comble
du trou. L'effet produit dans ces diverses circonstances de-
vait faire connaître l'opinion à laquelle on devait se fixer :
or, l'effet ayant été le plus considérable quand le bourrage a
été porté jusqu'au comble du puits, on en conclut que dans les
<x>ups de mine, aussi , l'effet de la poudre s'accroît ayec la ré-
sistance qu'on lui oppose.
Une autre circonstance qui parait modifier les effets de la
poudre, c'est la présence de l'air dans l'espace où la poudre
agit. Un fait bien anciennement reconnu, est que quand on
laisse introduire de l'air entre la poudre et la bourre d'un fu-
sil, ce fusil crève, quoique le coup parte. Il est donc évident
que l'air a augmenté la force expansive des gaz de la poudre.
Pourquoi et comment, c'est ce qui est indécis. Quelques-uns
disent que l'air favorise l'action chimique qui a lieu dans l'in-
flammation de la poudre ; d'autres veulent que ce soit sa di-
latation jointe à celle des çaz, ou que l'action de la poudre
s'exerce sur une plus grande surface , et qu'une force vive s'u-
nit à la force expansive des gaz. Il ne nous appartient pas de
trancher sur ces diverses opinions. Nous nous bornerons ^ '"'"
fier la question de savoir, si, dans les coups de mine
456 QUATRIEME PARTIE. CHAP. III.
lame d*air laissé entre la poadre et la bourre peut influer sur
les effets de la première. Des expériences ont été faites à ce su-
jet. On a fabriqué des tampons en bois percés d'un trou de
petit diamètre pour l'amorce, et qu'on a placés à Quelque dis-
tance de la poudre, dans le trou de mine ; ensuite on a bourré
par-dessus, comme à l'ordinaire. On a trouvé, eu essayant
deux quantités égales de poudre dans des terrains semblables,
mais eu bourrant pour l'une de feçon à laisser de l'air, et poar
l'autre à n'en pas laisser , que pour produire des effets égaax,
on pouvait retrancher Vt ^^ ^^ charge en poudre, dans le
premier cas. Cette économie paraîtra sans doute bien faible
pour les mines à petites charges ; mais elle peut être de quel-
que importance dans l'emploi de la poudre en grand. On en a
tait un grand usage dans quelques mines de l'AUemagne. Pour
conserver toujours et sûrement un volume constant d'air en-
tre la bourre et la poudre , on se servait d'un tampon consis-
tant en deux rondelles de bois , réunies par une tige de bois,
et tenues, par ce moyen, à une distance çopstante l'une de l'au-
tre. Quand on diminue la quantité de la poudre , les éclats de
rochers, quoique en aussi grande quantité que si on eûtbouiré
comme à l'ordinaire, ne sont pas lancés aussi loin, et le déchi*
rement des roches n'est pas aussi grand. Les masses sont seu-
lement assez fendillées pour qu'il devienne facile de les enta-
mer avec les outils. L'effet produit est analogue à celui d'une
balle qui, lorsqu'elle vient mourir contre une vitre, la brise
en mille éclats, tandis que si elle a la rapidité que lui impniM
la poudre au sortir du fusil , elle traverse la vitre en n'y faisant
d'autre rupture qu'un trou de même diamètre qu'elle* De
même aussi en diminuant la quantité de poudre de la charge
d'une mine, on diminue cette force irrésistible qui, non-seu-
lement, détache les blocs de pierre , mais encore les projette
à une grande distance, sans que cet effort soit utilisé d'aucune
manière.
On a annoncé qu'il n*était pas nuisible pour l'effet que doit
produire la poudre, d'y mêler un tiers de son poids dechanx
bien pulvérisée. En France , on a remplacé la chaux par de h
sciure de bois séchée au four. Rien de certain sur ce mode
d'économie n'a été encore établi. On a aussi proposé de mettre
dans la cartouche un cylindre de bois; ce qui diminue éri*
demment la dépense en poudre. Cette idée a été mise en pra-
tique à Liège, à Villefort, à Montmartre, et aucun résultat
défavorable n'a été obtenu. Cette méthode de mettre un cylifl*
EXPLOITATION DIS MIRBS. 4^7
dre de bois dans la cartouche repose sur cette pensée, que,
par là, une force vive concourant avec la force ezpansive de
la poudre , toutes choses égales d'ailleurs pour les résistan-
ces opposées, l'effort de la poudre doit croître en même
temps que la surface sur laquelle la poudre s'enflamme. C'est
pour cette raison que si on mêle le plomb à la poudre en
chargeant un fiisil , il crève quand on f^it feu.
La poudre est composée , comme on sait , de charbon , sou-
fre et nitre. Dans celle des mines il entre 75 de nitre, ia,5o de
soufre et ia,5o de charbon; quelquefois 11 de soufre et i4
de charbon. La poudre de mine doit être à gros grains, et
non pulvérulente , car sous ce dernier état elle absorberait
trop facilement et trop abondamment l'humidité de l'air ; la
poudre à canon est à grains moins gros; celle de chasse est à
petits grains. A l'instant où une étincelle tombe sur la poudre,
le soufre' s'enflamme, le charbon soutient la combustion et
celle-ci donne lieu à la décomposition du nitre, et par suite,
à un dégagement de gaz énormément rapides qui exercent
une force expansive d'autant plus grande, qu'à la force com-
primante se joint une force vive, dans le cas oii la poudre est
close dans un certain espace. Ces gaz tendent à se développer
sphériquement. On a cherché et trouvé le rayon de la sphère
d'expansion des gaz de la poudre au moment de l'incandes-
cence Pour atteindre le but proposé , on a placé de petits tas
de poudre à des distances l'un de l'autre telles que le feu pût
se propager. En les éloignant jusqu'à ce que la propagation
de la flamme n*eût plus lien, il est évident qu'on a eu la li*
mite du rayon de la sphère des gaz incandescents qui se déga-
geaient à l inflammation d'un des tas de poudre. Comparant
cette distance limite avec le diamètre du tas , on a trouvé
qu'elle était égale à 8 ou lo fois ce diamètre. Ainsi, en pre-
nant le rayon du volume de la sphère pour unité, celui de la
sphère sera entre 8 et lo, et les volumes étant dans le rap-
port des cubes des rayons , on voit que le volume des gaz
incandescents est entre ai6 et looo fois plus grand que celui
de la poudre. On a trouvé aussi la vitesse d'expansion de ces
gaz. On a reconnu que la flamme parcourt une traînée de
poudre d'une épaisseur constante avec une vitesse uniforme.
Cette vitesse est moindre quand la traînée est découverte ; elle
est plus grande quand la traînée est renfermée dans un espace
limité en largeur , comme un tube, par exemple. Dans ce cas,
la sphère d'incandescence des gaz éprouvant un obstacle à
4^8 QUATBIÈMB PARTIS. CRAP. îll.
son développement dans un certain sens , celui-ci se fitit plus
rapidement dans le sens où il est libre. C'est ce qui explique
la rapidité étonnante de la propagation de la flamme, dans
la poudre des armes à feu. En général , une traînée de pondre
recouverte brûle dans le quart du temps qui serait néces-
saire si elle était découverte. On trouve par expérience que
la propagation de la flamme se fait avec une vitesse uni-
forme, et que l'épaisseur de la traînée augmentant , la vitesse
augmente aussi. Deux traînées de poudre d'égale longueur ,
et dont les épaisseurs sont dans le rapport de i à 2 , s'enflam-
ment dans des espaces de temps 5. et 7. C'est le rapport des
vitesses d'inflammation, et aussi celui des racines qoarrées des
surfaces de sections des deux traînées. Cela est naturel , puis-
que la sphère d'incandescence s'accroît avec l'épaisseur. La
vitesse de propagation de la flamme à travers une masse de
poudre un peu considérable , n'est pas uniforme : elle s'ac-
croît comme les cubes des instants écoulés à partir de celui
où le feu a été mis au centre de la masse , et aussi comme l«
cubes des espaces parcourus. On conçoit, d'après cela, que It
vitesse de l'inflaomiation soit petite quand il y a peu de pos-
dre, qu'elle augmente considérablement quand la quantité
de poudre augmente un peu , et que cette vitesse devienne
croissante dans une proportion effrayante ; dans un magasin i
poudre , par exemple.
Nous terminerons, en donnant quelques renseignements sur
la fabrication de la poudre. '
Fabrication de la poudre. I
La poudre, comme nous l'avons vu, est un mélange homo- 1
gène de salpêtre, de soufre et de charbon. Les opérations con-
sistent : i^ à rendre le mélange homogène ; a<> à en former utf
pâte ; 30 à le grener ; 4° à en lisser les grains.
On opère ordinairement sur 10 kilogrammes (30 livres} (1«
matière : 7 kilogrammes 5o (i5 livres) de salpêtre, i kilo*|
gramme 35 (a livres 4 onces) de soufre, et i kilogramme 1^1
(2 livres 4 onces) de charbon. Cette opération du battage se tii
dans des mortiers en bois dur, à l'aide d'un pilou dont la tête I
est garnie d'une masse en bronze.
On dispose dix mortiers les uns à côté des autres, et»
machine hydraulique sert à manoeuvrer les pilons, donti
*)oids est d'environ 30 kilogrammes (4o livres) chaque. Le tm
oge des matières ne se f^it pas à sec ; on met d'abord I
teJCPLôitATiON DES COMBÙSTIfiLEfi MSSILES. 4^9
charbon seul dans le mortier avec i kilogramme ( a livres )
d'eau, et on broie pendant une demi-heure; après quoi on
introduit le salpêtre et le soufre préalablement tamisés, et
5o décagrarames ( i livre) d'eau. Le jeu des pilons recom-
ineoce, et dure environ de 12 à i4 heures. Pour que le mé»
laDge soit plus intime , on change la poudre de mortier, d'heure
en heure, en ajoutant une petite quantité d'eau ; la pâte de-
vient alors très-consistante, et porte le nom' de gâteau, qu'on
porte dans l'atelier de grenage. Après 4^ heures de repos, la
poudre, qui a perdu un peu de son humidité , est placée dans
un ffrenoir, dont les trous ont le diamètre qu'on veut donner
à la poudre. La poussière et les grains trop gros sont de nou-
veau convertis en gâteau. On procède ensuite au séchage :
cette opération se fait en étendant la poudre sur des toiles
qu^ou expose dans une chambre où arrive de l'air sec à 5o
degrés.
La poudre de chasse demande une opération djb plus, qui est
le lissage. On place i5o kilogrammes (3oo livres) de poudre
dans des tonneaux qui reçoivent un mouvement horizontal
très-lent, dans le sens de leur axe. Au bout de huit à dix
heures , la poudre a pris un aspect plombagineux , et se ré-
duit plus difficilement en poussière, par suite des aspérités
qui ont disparu, et dont chaque graiu est hérissé au sortir
du grenoir.
CHAPITRE IV.
EXPLOITATION DES COMBUSTIBLES FOSSILES.
SECTION PREMIÈRE.
EXPLOITATION DB LA HOUILLE.
Les couches de houille sont généralement coupées de fis-
sures perpendiculaires au toit et au mur, et par des plans de
séparation parallèles entre eux; aussi peuvent-elles se diviser
en rhomboèdres ou en cubes. Les couches de houille s'étendent
sur une très-grande longueur, en conservant une puissance
uniforme; d'autres fois, il y a amincissement et étranglement.
L'inclinaison, qui, dans un cas, peut être horizontale ou légè-
rement abaissée à l'horizon, peut changer brusquement et se
redresser jusqu'à la verticale. En tous cas, les systèmes d'ex-
ploitation employés pour ces différences d'allure peuvent seré«
46o QUATEIÈME PARTIE. CHAP. IV.
duire à trois genres d'ouvrages : i** ouvrage par grande Uiiik;
2° par massifs; 3° par gradins.
Ouvrage par grande taille. — On abat la couclie sur toute
son épaisseur et sur un front d'une grande longueur. Ce front
détaille est ordinairement disposé parallèlement à la direc*
tion ou à l'inclinaison, ou bien suivant nne ligne moyenne
entre la direction et l'inclinaison.
Pour les couches peu inclinées , la première disposition est
généralement employée; mais, quand la houille fonue des
veines qui plongent de i 5 à ao degrés, on dispose Vouvrage
des tailles parallèlement à l'inclinaison, ou sur une ligne
moyenne d'inclinaison et de direction de la couche.
Le travail consiste à ouvrir sur toute la largeur du froot
une entaille plus ou moins profonde, suivant la solidité àth
houille, et qu'on appelle havage, A chaque extrémité deo
havage on pratique deux nouvelles entailles perpendiculaires
à la première, et qui ont la même profondeur; on procède
ensuite à l'abattage, qui se fait soit à l'aide de coins , ou avec
la poudre.
Quand la couche est peu épaisse, on pratique géoèrale-
ment l'entaille au mur; alors la masse de houille, pendant
l'abattage, est sollicitée par son propre poids. Quand lès veines
sont séparées par des lits de schistes , on proBte de cette dr*
constance pour faire le havage dans ces bancs, qui,ordinaiit'
ment , sont moins durs à entamer que la houille elle-
même.
A mesure qu'on avance, le toit est soutenu par un boisage
et les déblais provenant de la couche sont derrière les ou-
vriers. La figure 9 {PL XXVI) représente une exploitation l»^
grande taille, connue, en Angleterre, sous le nom de bnad-
way (voie large).
Ouvrage par massifs. — Il se divise : i* en ouvrage par «uiv
sîfs longs; 2® par massifs courts; 3° par massifs droits.
L*ouvrage par massifs ou piliers longs consiste à bisser
subsister entre les tailles des piliers plus on moins grands, et
destinés à soutenir le toit des couches. Ces piliers sont enle-
vés parla suite , quelquefois ils sont abandonnés. Si laconchc
est peu inclinée, on pousse les tailles en montant ou en des-
cendant , et , dans le cas (Tune forte inclinaison , on les dirige
horizontalement suivant la direction. On peut aussi faire l'a-
battage en montant ; alors il faut diriger les tailles suivant
une ligne intermédiaire entre là direction et l'indinaisoii* Oa
ttPLÛlTATlOif tiËS tXiMËtSnilLES ^OSSlLfeS. 46 1
abat la houille cqpime dans la méthode par grandes tailles,
mais on conçoit ({a*on obtient le charbon en fragments plus
petits.
Dans Touvrage par massifs ou piliers courts, il y a plusieurs
cas distincts : lo on perce des tailles parallèles entre elles et
également espacées, à partir d*une voie horizontale ; on re-
coupe ensuite les massifs. C'est cette disposition qu'on suit à
Newcastle, en Angleterre, et que nous avons représentée
PL XXVI, Jig, 8. a» On pratique, à partir d'une galerie
dirigée suivant Tinclinaison de la couche, des tailles prépa-
ratoires poussées suivant la direction ; ces tailles sont séparées
par des piliers ; on exploite ensuite chacun des massifs par
des tailles dirigées suivant une ligne d'inclinaison. 3o Quelque-
fois on dispose les piliers en sorte d'échiquier qui supportent
le toit de la couche. Plusieurs couches peu inclinées , dans le
midi de la France, sont exploitées de cette manière.
L'ouvrage par massifs droits s'emploie pour les'couches de
hoaille très-puissantes et fortement inclinées. Ou rejoint la
couche par une galerie à travers bancs , et en suivant le toit
et le mur; on pousse une galerie d'allongement qui sert au
roulage ; on découpe ensuite la masse en piliers qu'on exploite
après avoir remblayé les galeries contiguës, qu'on appelle
recoupes. Quand une tranche a été ainsi exploitée et rem-
blayée, on monte immédiatement sur les remblais, et on ex-
ploite une tranchée supérieure de la même manière. Quand
le massif est intact, on fait, à partir du puits, plusieurs ga-
leries qui divisent la masse de charbon eu plusieurs étages,
et on Déménage, après l'enlèvement complet de la houille,
qu'une galerie à chaque niveau, celle du toit ou du mur,
pour porter l'aérage dans les régions supérieures; ces galeries
communiquent entre elles au moyen de petits puits ou c/ie-
minées. Ce système d'exploitation est principalement suivi
dans les houillères du Creufot et de Montchanin, dans le dé-
partement de Saône -et -Loire, et à Decazeville , dans l'A-
ve y rou.
Ouv9vge par gradins. — C'est la méthode par grande taille,
si ce n'est que les fronts sont divisés en plusieurs parties, en
retraite les uns des autres. On pratique soit des gradins droits,
ou renversés. Le premier cas a lieu lorsque l'inclinaison delà
couche est forte ; alors les gradins sont dirigés perpendiculai-
rement à la direction. Quand l'inclinaison est peu considé-
rable, on procède par gradins renversés, et le front est d'
ingénieur Civil , tome a. 4t
4^î ^OikTkièitffe MRtie. cttAi». tv.
. riçé psrallèlemeut i l'inclinaison , ou à une ligne motennè
entre la direction et l'inclinaison.
SECTION II.
DESCRIPTION 0E DIFFÉRENTS BASSINS HOOIIXRRS.
Bassins houillers du midi de la France, — 0n ne compté que
trois bassins houillers qui aient quelque importance : i« bassin
de rAveyron; a'^ bassin de Carmeaur, dans le département du
Tarn ; 3» bassin d'Alais , dans le département du Gard.
Bassin de VAveyron. — La houille y est très- abondante,
son prix de revient est de 3 et 4 francs la tonne. La houille ex-
ploitée n'y est pas de très-bonne qualité, elle contient bean-
coup de pyrites de fer. Ces houillères sont sujettes aux feux.
On trouve dans le terrain carbonifère beaucoup de minçrais
de fer carbonate , qui alimentent les usines de Decazevîlle. —
Les qualités de ce fer sont médiocres, et ne conviennent guère
que pour la fabrication des rails. Les produits de l'usine se
transportent par le Lot et la Garonne, et la première de ces
rivières est très-difficile; en somme, ce bassin est peu favo-
risé sous le rapport des voies de communication. — Le bassin
de TAveyron comprend onze concessions, dont la surface est
représentée par 3,ooo hectares, et le chiffre annuel d'extrac-
tion s'élève à 95o,ODO quintaux métriques. — La/^. 14 p/,
XXVI, représente la coupe du terrain houiller de Decazeville.
Bassin de Carmeaux, -^ Ce bassin est moins important que
Tautre , mais la houille y est abondante. — Le prix de revient
de l'hectolitre est d'environ o fr. 65 cent., dont 4o cent, pour
l'extraction proprement dite. — On calcule que les prix
moyens de vente sont de i fr. 65 cent. — L'extraction peut
s'élever au chiffre de 25o,ooo hect. par année. — Ces houiU
les ne peuvent soutenir, à Bordeaux, la concurrence des char-
bons du nord, qui s'y vendent 2 fr. 70 cent., tandis que la
houille de Carmeaux y revient au moins à 4 fr. — La houille,
dans le bassin de Carmeaux, se rencontre dans l'argile schis-
teuse et forme des couches de 1 mètre 61 cent, à a mètres 60 c
de puissance, assez régulières quant aux renflements et aux ré-
trécissements, mais sujettes à beaucoup de brouillages.— Cinq
couchessontexploitéesavantageusement— Dans leur ensemble,
les veines présentent un grand fond de bateau, inclinantau noid.
--Ellesse relèventdans cette direction âvecune pente assez fei-
We , mais, à l'ouest, l'inclinaison augmente rapidement à l'ap-
proche des roches primitives sur lesquelles elles s'âppaieiit. -
DESCRIPTION PB piFFinKNTS SA8SINS ÇOVILLBBS. 463
Le toirain houiller, jusqu'à ce jour, n'a été reconnu qae jus-
qu'à une profondeur de 3oo mètres, au moyen de puits et
sondages.
Bassin ctAlais. — Le terrain bouiller d'Alais repose sur une
base d'origine ancienne ; au nord, il s'appuie sur les gneiss et
les schistes micacés, et, après être resté à découvert sur une
trande étendue, il disparait au sud et à l'est, sous des calcaires
e formation jurassique. Le sol bouiller est continu sur une
superficie de 2 5o kilomètres carrés. — La puissance ordinaire
des couches est de t à 3 mètres; une seule , très-étendue, at-
teint jusqu'à 10 mètres de puissance. Leur inclinaison la plus
ordinaire est de 4 à lo degrés. — Les couches reconnues à la
houillère de la Grand'-Comhe , dépassent le chiffre de 35.
Sainte-barbe, i mètre 3o centimètres de puissance, donne un
coke de bonne qualité; le Bosquet, 3 mètres; le Plomb,
1 mètre 4o centimètres; le Portail, 3 mètres 5o centimètres ;
la Minette, 5o centimètres; la Baraque, i mètre; le Velourf ,
3 mètres; la Gantalade, 90 centimètres; l'Âirolle, i mètre 3o
centimètres; le Pin , i mètre. Couche inférieure, i mètre;
couche supérieure, 80 centimètres ; grande couche, 3 mètres 3o
centimètres. Minette (Abylon), 1 mètre 10 centimètres ; la
grande Beaume, 10 mètres, houille grasse et très-pure;
Minette (trescol) , 5o centimètres ; les cinq Pans , i mètre
2 5 centimètres; les trois Mâchoires, 1 mètre; le Valat
ou la Tronche, 1 mètre 5o cent.; la Grande-Veine ou la
Levade, 4 mètres ; CQuche supérieure (Champ-Clauzon), i mè-
tre 5o centim. ; deuxième couche, 80 centim.; troisième cou-
che, 1 mètre. Minette, 80 centim. ; grande couche, 4 inètres
5o cent.; Minette inférieure (SWean-de-Valérisde), 1 mètre
30 centim.; couche supérieure , i mètre 5o centim.; deuxième
couche, I mètre 30 centim.; troisième couche, i mètre 5o
centim.; quatrième couche, 1 mètre. La Remise, i mètre
80 centim.; le Puits, 1 mètre 3o centim., etc
Lors de notre visite aux mines de la Grand'-Combe, ea
extrayait moyennement par jour 700 tonnes de houille, dont
200 étaient converties en coke. Les 3/3 de ce coke se vendent
à Tusine d'Alais, et l'autre tiers est expédié sur Marseille»
ainsi que les charbons, au moyen d'un chemin de fer qui va
jusqu'à Beaucaire. Ce chemin a 88 kilomètres et a coùt^
149268,547 fr.; en comprenant le matériel, ce chiffre s'élève
à 1 6 millions. Si Ton ajoute à cela 6 autres millions pour l'ex-
ploitation , immeubles, frais d'établissement, etc. , on voit o^^
464 QUATRIEME PARTIB. CHAV. IV.
la hooiUère de la Grand'-Gombe marche avec an capital d* en-
viron ao millions, dont l'intérêt de un million, à 5 p. o;o, est
aujourd'hui difficilement réalisable.
Le système d'exploitation de laGrand'-Combe n'est pas adop-
té définitivement pour toutes les couches; néanmoins , dans
les veines dont la puissance ne dépasse pas 4 mètres, on dé-
coupe toute la masse en piliers de la à iS mètres décote,
puis on bat en retraite en dépilant. L'abattage se fait sur on
front de taille de 3 mètres environ de largeur. Les mineurs
pratiquent deux entailles verticales, puis cUvisent la hantear
par un harage de 5o centim. environ de profondeur , et, m
moyen de coins et même de poudre, on détache le massif.
Aujourd'hui, toutes les couches sont exploitées an moyen de
galeries horizontales, qui viehnent déboucher au jour an ni-
veau du sol; mais comme les couches ont un pendage inverse
de celui qu'elles devraient avoir pour faciliter le roulage, il
s'ensuit qu'à mesure qu'on s'approfondit suivant l'inclinaisoa,
le transport du charbon 'devient de plus en plus coûteux : aussi,
à une époque, à coup sûr très-rapprochée, sera-t-on obligé
de foncer des puits pour rejoindre les couches en profondesr
et faire l'extraction au moyen de machines. Le prix de l'abat-
tage se paie moyennement a fr. 6o cent, la tonne pour U
gros, et I fr. 6o cent, pour le menu. — Un mineur peu abat-
tre, par poste de dix heures , environ a tonnes et demie. —
Au reste, les prix, à la Grand' -Combe, sont encore éievéi
— On comptait, en i84i » une extraction de 187,163 tonnes,
ou a,3oo,ooo hectolitres , ainsi répartis : vente au conunerce,
83,a4o tonnes ; à l'usine d'Alais , 5a,oa4 tonnes; restait à l'a-
trepôt , 44>ooo tonnes. Le bénéfice était de de 415,673 francs.
Bassins houUlers du centre de la France.
Bassins de Saint-Etienne et de Rive-de^ier.— Ces bassins sont
les plus importants de toute la France. — Le sol houiiler est
contenu de toutes parts dans un bassin d'origine primitive,
qui s'étend du sud-ouest au nord-est, entre la Loire et le
Rhéne. Le bassin est fortement renflé, vers l'ouest, sur lef«^
saut de la Loire, et sa plus grande largeur, prise dans la mé-
ridienne de Roche-la- Molière, est de i3,ooo mètres; mais ses
bords se rapprochent sensiblement vers Saint-Chamond, et
courent ensuite des deux côtés de la rivière du Gier, et pani*
lèlement à son cours , jusque vers les limites est du départe-
ment de la Loire, sur le versant du Rhône* — A Rive-de-'Gi*»
DESCRIPTIOS QB PIFFJaSNTft «AMIJfS BOUILLXM. 46S
1^ formation houillère n'a pas plas de a,3oo mètres de largeur*
La puissance des couches de bouille est très-variable : à Saint-
Etienne, elles atteignent de i à 5 mètres; mais à Rive-de-Gier,
elles éprouvent des renflements qui portent la puissance jus-
qu'à 1 5 et 20 mètres.
Le bassin de la Loire comprend actuellement 5g conces-
sions, qui fournissent une extraction de 11,160,000 quintaux
métriques. La surface concédée est d'environ 23,714 hecta-
res. — Les prix d'abattage, à Saint-Etienne, sont de 4o à 5o
centimes, tandis qu'à Rive-de-Gier, ils dépassent souvent 80
centimes. Cette grande différence tient à la profondeur des
puits ^t principalement aux frais de boisage et d'épuisement ,
et de la plus grande dureté des charbons de Bive-de-Gier. -«
Les prix de vente sont les suivants : on distingue le pérat, le
grêle et le menu. — A Saint-Etienne, sur place, ces charhon»
se vendent de 1 fr. 4o c. à 1 fr. 70 cent, les pérats; de i fr.
35 cent, à 1 fr. 4^ ceDt. pour les grêles, et de 5o cent, à 55
cent, l'hectolitre de menu. A Bive-de-Gier, pour les mêmes
désignations de charbon, les prix sont de 2 fr. i5 cent., i fr.
90 cent., et 45 cent. — Nous n'entrerons pas dans plus de dé*
tails sur ce bassin, son importance l'a depuis longtemps fait
connaître, aussi, renverrons-nous aux nombreux mémoires
qoi ont été écrits sur les houillères de la Loire.
Bassin de Brasfoc. — C'est le plus important de l'Auvei^e.
Ce bassin a la forme d'un triangle , dont le sommet serait au
point où l'Allagnon se jette dans l'Allier, et dont les côtés se-
raient formés par le cours de ces deux rivières; la base de ce
triangle reste encore vague à cause du terrain tertiaire qui
recouvre le terrain bouiller, dans la direction de Brionde.
— On compte huit concessions, toutes riches en charbon j ce
sont : dans le département du Puy-de-Dôme, ta Combelle at
Charbonnier; dans les jdépartemenU du Puy-de-Dôme et de U
Haute-Loire à la fois, Armoû, Fondary et Grosmesnil: dans le
département de la Haute-Loire, Mégecoste, Les Barthes et La
Taupe. — L'étendue des terrains concédés comprend à peu
près 4>7<>o hectares.
L'extraction, en i843, a été de 698,630 hectolitres ainsi
répartis : La Taupe, 336,900 hectolitres; Grosmesnil,
117*166 hectolitres; La Combelle, 1 3 5,5 64 hectolitres; Les
Barthes; 1 34*000 hectolitres; Charbonnier, 70,000 bectoli-
trea. — La concession de lilégeeoste n'a pas tiré de charb--
depuis l «imiM» mais oa coiDptt » tu i%\% » y faire wr
466 QUATRlÈliÉ PARTlt. CBAr. lY.
traction. — En i84ood a extrait 97,000 hectolitres , et à Fon^
dary 5o,ooo hectolitres. Cette mine n'est pas exploitée aujour-
il*|mi. — La concession d'Armois n'a jamais étéenexploitatioa.
Le prix moyen de Thectolitre varie de 5o à 60 centimes. ~
Dans les circonstances favorables à une bonne exploitation ,
on peut répartir le prix de revient de la manière suivante, par
qnintal métrique de 85 kilogrammes l'hectolitre.
{f^oir le Tableau ci»contre.)
Les prix moyens de vente sont de 10 à 16 fr. la voie de
ao hectolitres. La mine de Charbonnier, plus éloignée de l'Al-
lier, paie 5 francs de transport, ce qui fait revenir la voieà
18 francs.
Bassin de Commentry. Il comprend plusieurs concessioos;
mais la houillère de Commentry , proprement dite , à 16 tilo-
mètres de Montlnçon , est celle qui est appelée à un avenir
durable. Commentry extrait environ un million d'hectolitres,
quoiqu'il soit en mesure d'extraire aujourd'hui plus du double.
— L*exp1oitation , jusqu'à présent, a eu lieu à ciel ouvert, (t
le prix de l'abattage et du roulage ne dépasse pas 10 c^ii*
mes. — Les feux qui se déclarent sans cesse dans des massifs
anciennement exploités , ont obligé de foncer des puits en aval-
pendage des couches. Ces puits sont peu profonds; ils rejoi-
gnent les couches à a5 ou 3o mètres au plus. D'an côté, l'ei-
semble des travaux de la houillère de Commentry , à peiae
terminés, mais partout esquissés avec une grande intelligence-,
de l'autre, la houille commode a exploiter et si abondante,
des voies de communication faciles, feront certainement de
Commentry un des plus beaux et des plus riches bassins hooil*
1ers qu'on connaisse.
Le charbon n'est pas de première qualité pour le coke. A»
sortir des fours, il est en masses baccillaires, ce qui le retd
très-firiable ; mais il est employé , à ce qu'il parait, avec avan-
tage à Montiuçon pour le service de deux hauts-foameaai<
— Le coke est fabriqué à l'usine. — Il se construit maintenaot,
à Commentry même, deux hautS'fbumeaux et une forge, etia
houillère de Commentry pourra fournir à cette usine 6 à
700,000 hectolitres de charbon.
Le chemin de fer de la mine à Montiuçon n'est pas eœtn
terminé. Ce chemin apportera , 'une grande économie, si l'on
DESCRIPTION DB DlFFÀtENTS BASSINS
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Portage el
Roulage kl
Eclairage.
Cables et c
Mécanicien
Chevanx el
Consomma
SnrTeillant
Frais gëoëi
Travaux à
k
tonge que Ton paie aetuellemeat pour plot de SSo^oeo Innci
de transport par voiture, par an.
On compte encore, dans ce bassin, la concession deBessmet,
de Doyet et du Marais. Bessenet fait face k une vente jour-
nalière de 3 à 4oo hectolitres (au moins, c'était ce chiffre lors
de notre visite en avril i844)- ^s charbons sont moins purs
<|u*à Commentry. — L'exploitation se fait aussi à ciel ouvert.
— La distauce de la mine à Montluçon est de 34 kilomètres,
et un embranchement avec le chemin de fer ne paraît pas
très- facile à exécuter sans de grandes dépenses.
Doyeif à ao kilomètres de Montluçon , est à peu près dans
les mêmes conditions que Bessenet.
La concession du Marais ^k i3 kilomètres de Montluçon,
fournit principalement un charbon anthracitenx. — La mins
peut facilement s'embrancher sur le chemin de fer de Corn-
mentry. — Les charbons de toutes ces concessions sont émi-
nemment propres à Téclairage ; aussi, ceux de Commentry, qui
contiennent jusqu'à 3o p. 100 d'hydrogène, sont-ils favorable-
ment accueillis sur la place de Paris.
En résumé, de toutes les mines de ce bassin, Commentry
tst la seule qui soit appelée à réaliser d'importants béoén*
ces, et les concessions voisines ne doivent pas être pour elle
de redoutables concurrences.
Bassin de Saône-^-Loire. — Depuis douze années, rinduatrie
des houilles, dans le département de Saône-et-Loire, a pris ua
accroissement très-conûdérable, par suite du grand dévelop*
pement apporté aux exploitations déjà existantes, et à la créa*
tion de nouveaux centres d'extraction { ainsi , le produit nal
qui, en i63o, atteignait à peine le chiffre de 900,000 qoin*
taux métrique^, dépasse aujourd'hui celui de a,ooo,ooo de
quintaux métriques. Les deux tiers de ces produits sont livrés
au commerce , et l'antre tiers est consommé dans l'usine à fer
du Grensot , l'une des plus importantes de la France.
Lt bassin houiller de Saéne-et-Loire comprend doaxe cen-
tres d'exploitation qui , d'après l'importance de leur prodnc*
tion , peuvent être classésde la manière suivante :
hectolitres.
Blaniy, exlraclion annuelle i ,000,000
LeCreuBot, fd. 850,000
Epinac, iâ 800,000
MwM«b«ftiB» Mi 4 » s » * » * * êSQjm
DBSCRIPTIOII ht tMPpéAEIITS BASSINS ROOlLLBRSi! 4%
Thenrée-llfaUlot (arrêté en 184S, fait par-
lie de la concession de Blanzy) 150,000
Long- Pendu (arrêté)
Saint-Berain et Saint-Léger (arrêté). .
Saint Eugène
La Ckapelle «^ ^^
Grand-Moloy > 200,000
Grand-Champ ( exploitation arrêtée en 1
1S43) ^
Sully
Total 2.400,000
Le bassin hooiller de Saône- et-Loire présente la 'forme
d'un ellipsoïde irrégulier, dont le grand axe est d'environ
6o,ooo métrés , et le petit axe de 1 5,ooo métrés. Jusqu'à ce
jonr, les exploitations se sont concentrées sur les bords du
bassin, là où les affleurements étaient en tout point visibles.
La partie centrale est recouverte par des grès et des conglo-
mérats bigarrés qu'on rapporte à 1 époque triasique. Aucune
recherche n'a encore été fiiite bien avant vers ce centre , mais
il est probable que les couches de houille, si elles s'y rencon-
trent, sont situées à une très-grande profondeur. En coupant
Je bassin de Sa6ne-et-Loire par deux plans perpendiculaires
entre eux, suivant les deux axes du bassin, on trouve qu'il
représente assez bien la forme dite en fond de bateau. M. Bnrat,
dans un mémoire qu'il a publié en i84i , sur la constitutioii
des roches du basstn de Saône-et-Loire, n'admet pas la con-
tiaoité souterraine des couches des lisière» nord-snd et est-
onest. Il considère chaque centre d'exploitation comme un
bassin isolé et tout-à-fàit indépendant, idée qui ne lui fait pas
rejeter la possibilité de rencontrer de nouvelles couches vers
les parties centrales; mais, selon lui, ce seraient encore de petits
bassins subordonnés an développement des roches houillères
de toute la formation. Sans entrer ici dans une discussion qui
nous entraînerait beaucoup trop loin, rappelons seulement que,
dans plusieurs exploitations, on a constaté la continuité des cou-
chesbouillères sur le terrain ronge superposé, sans qu'elles subis-
sent la moindre altération d'allure. Pourquoi leur refuser moins
de régularité à des distances plus considérables? Les dimen*
sions du bassin de Saône-et Loire sont-elles donc si grandes
pour que l'imagination s'arrête devant la possibilité de voir les
couches des lisières opposées st réunir à de grandes distances
4jo QUATBIÈMB PARTIE. CBAP. IT.
et â de grandes profondeurs? Certes, il y aurait beAUCO«i|p de
chances d'erreur à soutenir que cette continuité ofifre par-
tout une parfaite régularité ; mais qu'on jette un coup d'œil
sur les exploitations environnantes, on se convaincra que les
couches offrent un ensemble très*tourmeuté, soit par des
failles, soit par dés renflements ou des rétrécissements; il est
done naturel alors de supposer q(ie le tout est en rapport di*
rect avec les fractions qui le composent , et que ce qui s'est
passé sur toute l'étendue sonterraine de la formation, en gé«
néral, a dû se reproduire sur chaque gîte en particulier.
• Concession de Blamy. — Elle comprend trois centres d'ex-
ploitation: i<>Lacy, a<» leMontceau, 3o Blanzy on les cod-
OHuuutés. — h» tarraio honiller est lioifté, au ^ud, par \ts
roches granitiques qui suivent à peu près la ligne du caaal
du Centre; au «ord , Us couches plovgent sous le« terraiss de
grès bigarrés.
La masse da combustible est très-variable dans son allun;
elle est sujette à de nombreux rétrécissements et reaAenenis.
En plan, la puissance houillère fori|ie une suite de aoyav
tréft-allongés, dont Is^ direction générale eet esUoaest. L'é>
paisseur des couches varie de 5 à an mètres, et soat intem»
pues par une suite de failles qui rejettent les couches à qndqa»
mètres plus bas, de sorte que si, au Montceau, oaooii{ieli
masse suivant une ligne k peu. près perallèle à la dipeetion et
•on inclinaison, on aura la figure que nous avoaa pnseolîe
fig. 1, ¥1. XXVI. - Les fig. s et 3, FL XXVI, donnent is
CQupe longitudinale et transversale des coucher de l'exploita»
iion de Lucy.
Sur un erand nombre de puits qm ont été foncés au Ifoirt*
ceau, il n^n est pas un qui n'ait atteint la œuche. Tons les
puits du bassin de Blanzy sont situés sur une ligne à peu pris
parallèle et qui s'étend deFestàl'odest; la largeur de cette
ligne d'exploitation ne dépasse pas 3oo mètres, tandis que h
largeur do terrain houiller, au midi, est imnenee, et quoi*
Sue recouvert de grès ronge d'une nouvelle formation , ne
onne pas moins à espérer l'existence d^nn dépôt minéral en*
foui probableneut à nue très^f^rande profondeur dans le sein
de la terre. Aussi , l'existence industrielle do Monteeaa eit
marquée dans plusieurs siècles à venir : son importance coo-
marciale grandira avec les besoins de l'indostiie, sans que ses
homllères puissent de bngtcmpe redouter l'appauvriMemeat
de eas produits.
toESCRIPTlOU Dt Cft^AftNf» ftàSSllIS MtJILLBRS. iyi
Bassin rfa Creusot, — Les exploitations de hoaille da Gretisot
Imposent dans une petite Taliée qui se dirige sensiblement de
Féât à Totiest. Le grand axe, dans sa plus grande longnenr, n'a
pas plus de i,5oo mètres, et le petit axe, mesuré à l'extrémité
est, atteint à peine une largeur de 4oo mètres.
Cette ^aHéè, entièrement composée de roches contemporai-
nes de là formation houillère (en ne s'en tenant qu'à la vallée
proprement dite) , fait partie de ce méqoe terrain qui se montre
aa nord du bassin houiller de Saône-et^Loire , sur une lon-
gueur d'environ 5,ooo mètres et une largeur de goo mètres
au plus. Cette formation est dirigée E., i5^ N., O., i5* S.,
s'appuie sur les granits, gneiss, porphyres, et va disparaître au
sud en stratification discordante sous les grès de l'étage triasi-
que. Les puits sont échelonnés sur le versant oriental d'une
montagne composée de roches de transitions , sur laquelle les
tranclies du terrain houiller viennent plonger presque ver«
ticalement. Les affleurements des couches de honilie , ainsi que
ceux des schistes et psammites qui les accompagnent , se pro-
filent sur les contours de cette formation : très-visibles à
l'ouest , snr les parties de la montagne laissées à nu, ils vien-
nent se perdre bous les atterrissements et les parties boisées
qui s'étendent à l'est , au bas de la vallée.
L'exploitation a lieu sur trois couches parfaitement distinc-
tes , mais de qualité variable, qui n'apparaissent pas réguliè-
rement sur toute rétendue de la direction. Considéré dans son
ensemble, mais particulièrement à partir du milieu du bassin
jusqu'à son extrémité est, tout le système plonge j au nord, sons
un angle de 70a 80 degrés; mais, à la profondeur de 80 à 100
mètres, les couches se dressent , se contournent et se brisent :
elles affectent alors un pendage au midi, en passant d'une
manière insensible de o à 45 degrés , inclinaison qu'elles con-
servent régulièrement jusqu'à d'assez grandes profondeurs ;
mais à mesure que les coucnes s'enfoncent davantage, on re*
marque que cette pente diminue graduellement, jusqu'à ce
qu'enfin elle devienne presque nulle. L'état actuel des travaux
de la mine du Creusot ne permet pas encore de juger de ht
position relative des couches au niveau dé a35 mètres ; cepen-
dant, il parait probable que dans les régions voisines de cette
limite, elles deviennent horizontales , se resserrent et finissent
par se perdre complètement.
Si l'on se reporte à l'ouest du bassin, dans le haut de |a
vallée , et qu'où déCennine une coupe passant par une ligne •
472 QOATAlèliB VARTtB. ClU». tV«
nord-sud, on ne distingue que deux couches, dont Tinfâneure,
de puissance très*faible , donne un charbon très-maigre, et la
grande couche elle-même se dépouille insensiblement de la
qualité bitumineuse à mesure que Ton avance vers le sud*,
et, sur une longueur à peine de 35o mètres, après s'être re-
pliée trois fois sur elle-même , en affectant la forme de Z ren-
versé, rette couche vient reparaître avec un pendage de 1 5 à
30 degrés, tout-à-fait à la limite sud du bassin^ où, là, elle
constitue un véritable dépôt anthraciteuz.
L'exploitation de la houille a lieu par la méthode des
piliers et remblais ; elle consiste k rejoindre la couche par une
galerie à travers bdncs, et de pousser, suivant le toit ou le mnr^
une galerie principale qui sert au roulage ; on découpe en-
suite toute la masse de charbon en échiquier , au moyen de
galeries perpendiculaires à la direction, après quoi on remblsie
tous les vides, ce qui permet de prendre tout le charbon ; on
monte ensuite sur les remblais et on ouvre un nouvel étage.
Le charbon , d'ordinaire , est versé dans de petits bures qui
correspondent à l'ancienne galerie de roulage qu'on n*a pas
remblayée et qui sert aussi d'aérage. Quand les travaux Je
permettent, on prend différents étages à plusieurs niveaux qui
communiquent au puits principal d'extraction. Le prix de
revient de Thectolitre du charbon est très- variable, surtout
si on feuillette les registres de ces dernières années ; il est ea
outre très-élevé , à cause des travaux neufs que le manque de
combustible a forcé d'ouvrir. Le tableau suivant peut donner
une idée des prix pendant ces quatre dernières années.
{Foir le Tableau ci'Contre.)
D'après l'inspection de ce tableau , on voit que ce qui grève
fortement le chiffre de l'hectolitre, est l'article des travaux
neufs; mais , en général , dans un puits ou les remblais et l'ex-
traction se suivent régulièrement, stns dépenses de travaux
extraordinaires, on peut porter le prix de l'hectolitre de 5o
à 60 centimes.
Houillère de Montchanin. — Elle est située à a8 kilomètres da
Crausot ; son exploitation repose sur une grande masse décent'
bustible, de 4^® d'inclinaison, qui se dirige du nord-est au
sud-ouest. Elle se termine à l'est par un étranglement incom-
plet, et vers l'ouest sa limite n'est pas bien connue. — La puis-
sance de cette masse atteint jusqu'à 80 mètres; mais à mesve
DEsciupnoii DB urpianiT* »uiiii« booillers.
473
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/n^éntViM* Civil, tome 3.
43
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474 QOATRlBMe PARTIC. CËAP. Vf.
que Voû descend, cette puissance diminue sensiblement de
manière à se réduire presquà zéro à la profondeur de ii5
mètres. Un petit bure de recherche, commencé à l'étage de
^S'iio, a atteint la profondeur de 33 mètres, toujours dans
le charbon ; mais des traverses perpendiculaires à cette des-
cenderie ont constaté la diminution de puissance à mesure
qu'on approchait du fond. On reconnaît encore deux autres
couches d'une puissance de 2**,5o à 3 mètres; qui sont situées
au mur de la grande masse. — En général, dans une coupe
horizontale, le toit et le mur sont marqués par des ligues
présentant des brisures brusques. — La roche environnante
est un grès schisteux, assez dur au moment où on l'entame,
mais qui ne tarde pas à se déliter par l'action de l'air. La veine
est souvent barrée par des feuilles de grès et de schiste , tantôt
elle est pure et présente peu de pyrites. Le schiste interposé, et
même celui du toit et du mur, surtout quand il contient do
sulfure de fer, présente à un haut degré la propriété de s'en*
flammer spontanément. On évite d'en faire des remblais pour
cette raison. — Cette propriété fâcheuse des roches encais-
santes semble s'être communiquée à la houille elle-même, car
il est impossible de conserver à l'air des tas considérables de
charbon, sans qu'on encoure le risque de tout perdre. parle feu,
qui se propage avec rapidité. — Le système d'exploitation
suivi à Montchanin est le même que celui du Crensot; le
prix de revient de l'hectolitre de charbon est plus fiaible que
dans cette localité.
Voici un prix minimum :
francs.
Aballage 0.08195
Transport intérieur. . . . 0.04847
Boisage 0.06583
Remblais . 0.05898
Elévation au jour. . . . 0.02523 \0f. 39328
Travaux divers. .... 0.0S801
Frais généraux d'exploiialion. 0.02612
Frais d'entretien 0 02302 .
Frais généraux. .... 0 02567 /
L'extraction de la houillère de Montchanin peut s'élever
annuellement au chiffre de 45o,ooo hectolitres. Les produits
sùnt conduits au canal du Centre , par un chemin de fer
]••■■
DESCRIPTION DS OIFPÉRB9T9 BASSINS HOUaLERS. 4?^
le 9 kilomètres , qui s'embranche avec celui du Creusot. Ge
transport coûte a centimes i;3 par hectolitre. — Pris sur
l« csarreau de la mine à o fir. 65 à 70 l'hectolitre, le charbon
je vend à Paris a fr., ou 3o francs la voie 'de i5 hectolitres,
st à Mulhouse , sou principal débouché , à a fr. 5o les 100 ki-
logrammes.
Houillère dEpinac. — Cette houillère est située à a5oo
mètres à l'est du village d'Epinac, dans une vallée appelée les
Curiers. Le terrain houiller repose au nord sur le porphyre
et les grès bigarrés, et au sud sur le gneiss. "
L.es puits ont traversé deux couches séparées l'une de Vau-
tre par un banc de grès de 2 1 mètres de puissance. La pre-
mière couche a a",3o, et la seconde 7 mètres en moyenne. Elle
repose immédiatement sur le terrain houiller, lequel est sou-
vent interrompu par des dycks porphyriques verts et blancs.
— Vers le puits de Fontaine-Bonnara , du haut, et le puits
des Gnrierç, les deux couches viennent se réunir en une seule.
"Les produits de la houillère d'Epinac sont conduits jusqu'à
Pont - d'Ouche , par un chemin de fer de sept lieues de
long.
Jje prix de revient de l'hectolitre de houille peut se détail-
ler ainsi:
firancs.
Abattage 0.101&5 \
Roulage 0.11409 ]
Boisage 0.02445 1
Travaux extraordinaires . . 0.00910 'q^ S0081
Approvisionnement. . . . 0.047.55 i
Entretien des outils. . . . 0.04090 I
Montée an jour 0.07.)85 ]
Frais généraux 0.0894â J
Houillère de la Theurée-MailloL Les couches de houille ex-
ploitées à la Theurée-Maillot paraissent devoir se rattacher
au terrain houiller de Blanzy, en général, et à la couche de
Lucy, en particulier. Les veines se dirigent de l'est à l'ouest,
se contournent ensuite vers le sud; leur inclinaison est de 1 5
à ao degrés. De même qu'à Blanzy, le terrain houiller est li-
mité au nord par les grès bigarrés, et au sud par le granit.
On exploite trois couches qui sout bien parallèles entre
elles; leur allure est assez régulière. La puissance de i*,4o
mm
476 QUAfftliMB PARTIC. CHA». fT.
peut être considérée comme an maximum , et sur pkâflors
points de la concession , tels qu'aux Porrots et aux Badeaux^
elle ne dépasse pas 80 à 90 centimètres. Ces couches sont sé-
parées par des bancs de schiste et de ^rès qni alternent, et
dont l'épaisseur est de 3o mètres entre la première et la
deuxième, et de 4o mètres entre la deuxième et U troi-
sième.
Le syjstème d'exploitation, pour ces couches, consister
pousser une galerie de direction de 1 5 à ao mètres de lar*
geur jusqu'à 80 à 100 mètres. On remblaie ensuite avec la\
débris du toit qu'on est obligé d'abattre, et on ne laisse «ub-i
stster que la galerie de roulage où est posé un chemin de la.
de o^, 5o de largeur, «ur lequel roulent des pe^ts charriots
de la contenance de 5 hectolitres. Les essieux très-rapprocbè '
de ees véhicules, 3o centimètres au plus, leur permettent (k
tourner des courbes très-rapides. L'abattage de ces clur-
bons, qui sont généralement très-durs, se iait à la pondre.
Les charbons, au sortir de la mine, sont conduits sur le
canal du Centre au moyen d'un cheipin de fer de 3700 néats
de longueur. Le prix de revient des charbons, à la Theuitf-
Maillot, est d'environ 4o à 5o centimes. Cette concession a été
achetée en i84a par la société de Blanzy.
Nous avons représenté, PL XXVI , par les figures 4 > 5» ^ ^
7, des plans et coupes des bassins houillers de Valencienics
et de Mons. Ces exploitations font partie de la longue httnàt
de terrain houiller qui s'étend sur la rive gauche duRltio,
et disposé , en général , suivant une ligne nord-est-sud-ooest
— On rencontre sur cette ligne, à l'est, les mines d'E5-
chweiler; entre Aix-la-Chapelle et Rolduc, les houillères^
Bolduc; sur les rives de la Meuse, le vaste bassin de Liège, de
5 myriamètres et demi de longueur sur une largeur de 1 oy-
riamètre.
Du côté de Charleroi , on rencontre d'autres dépôts, is
•sud-est de Douai, se tronvent les mines d'Auberchicomt tf
d'Antcbe. Après une lougue interruption de ce terrain hooiUa
mais toujours sur ce même prolongement, on exploite U
houille à Litry, dans le département du Calvados. Au sad-«tf
de cette bande, se rencontre le dépôt houiller de Sarrebru^
EXPLOITATION DE LA TOURBE.*
Les baqcs de tourbe reposent sur des bancs de sabU ùê
d'ai^ile.
EXPLOITATION DE LA TOURBB. 4 77
' La tourbe ne se (orme pas dans tous les marais ; il faut cer-
taines circonstances essentielles à sa formation: i® que Teaa
ait peu de vitesse; 2° qu'elle n'ait pas une grande épaisseur;
3^ qu elle ne contienne pas de sels en dissolution ; 4" que les
marais ne soient pas susceptibles de se dessécher en été. La
tourbe est plus abondante dans les pays du Nord que dans le
Midi. Gela tient probablement à ce que l'évaporation est
moins facile en été. On reconnaît la présence d'un banc de
tourbe : i^ à l'aspect du marais ; a° à l'élasticité du terrain. Si
l'on veut étudier le terrain, on se sert de la sonde du tour-
bier. Il convient de multiplier les sondages.
Méthodes d exploitation,
1 ° Par tranchées , ou par galeries d'écoulement.
2® Par des puits perdus.
3° Par des machines.
Epuisement par tranchées.
On peut, au moyen d'une tranchée, faire couler les eaux de
la vallée dans une autre vallée inférieure.
Epuisement par puits.
Pour dessécher le banc de tourbe, on fait un trou de sonde
ou un puits dans le banc d'argile, et les eaux s'écoulent sur le
calcaire fissuré.
Epuisement par machines»
On se sert de vis d'Archimède; en Hollande, on emploie
des moulins à vent. Mais les machines, vu le prix peu élevé
de la tourbe, sont très-coûteuses. Il est préférable alors d'ex^
ploiterla tourbe sous l'eau.
Pour extraire après le dessèchement , on commence tou-
ours par la partie inférieure, afin que les eaux ne puissent
jas gêner. On exploite le banc par tranches. On enlève d'a-
>ord la terre végétale et le bousin, avant d'arriver à la
iouche. Quand on est arrivé à la tourbe , on se sert d'un ou-
il appelé louchet, qui débite la tourbe çn petits prismes.
::hacan de ces prismes porte le nom de tourbe. On se sert de
et outil soit horizontalement, soit verticalement. Lorsqu'on
ait travailler deux ouvriers, on déblaie le terrain sur un es-
•ace de 3 mètres de côté. Quand on emploie plusieurs ou-
Tiers , on lés dispose par gradins.
Exploitation sans épuisement.
On commence par ouvrir dans la tourbe même un grand
4^ ^UAfluèia PABTIS. çnàP* IV.
can»] ; ce canal comnunique a¥ec un cours d*eaa pu une ri-
vière navigable. On creuse d'autre» canaux perpendiculaiies
aux premiers, et on divise ainsi la surface en massifs à exploi-
ter. Il faut entailler ces canaux par petites portions, sans
quoi le terrain pourrait remonter. On exploite ces massifs par
tranches. Tant qu'on est au-dessus du niveau de l'eau » on se
•ert du petit, du grand loucbet ou de la drague. Lq grand
louchet est un outil semblable au petit loucbet; seulement
l'aileron , au lieu d'être à angle obtus , «st à angle droit.
En Hollande , on se sert de la drague : c'est un filet muai
de dents. On gratte le terrain, et on ramasse la tonrbe dans
le filet.
Dessiccation de la tourbe.
Les mottes de tourbe ont 217 millimètrei^ (8 pouces) de
côté sur 108 millimètres (4 pouces) de haut. Pour les dessé-
cher, il faut préparer une aire sur laquelle on étend du foin;
on transporte la tourbe en cet endroit, dans des brouettes
qui marchent sur des planches , afin de ne pas enfoncer daot
le terrain. On forme ainsi des tas , appelés pignons. Ces tas m
composent de 1 5 tourbes. Lorsque la dessiccation est presqie
achevée , on retourne les tourbes.
Pour conserver la tourbe, on la dispose en piles : ces piln
ont la forme de tronc de pyramide quadrangulaire ; les parois
sont formées de tourbes rangées avec soin. Au-dessus de ce
tronc, on construit un toit en paille. Il importe de n*empilef
ni trop tôt ni trop tard: dans le premier cas, la tonrbe fer-
menterait; trop tard, elle se réduirait en poussière. Quelque-
fois on dessèche la tourbe en mettant deux tourbes àt
champ.
Dans certains pays, on place la tonrbe dans de gnods
magasins à claire-voie. En hiver, on en ferme les oavertnres.
Dessiccation de la tourbe en bouillie, — Hollande.
Tontes les tourbes ne se prêtent pas è l'exploitation à la
drague; il fout, pour cela, que la tonrbe contienne peu ât
matières étrangères, et qu'elle ait atteint un certain degré
de décomposition. Quand on exploite ainsi, la mauvaise tem
est jetée d'un côté, et la tourbe de l'autre; un ouvrier reçoit
cette tourbe, et la place dans un baquet; il enlève toutes ks
pierres qui peuvent s'y trouver, soit avec un râteau oa aicc
une fourche; puis, après» on la retire du baquet et on f étend
r le terrain» L*on forme aiuci dei couches ^oi ont 95 ctati^
ioètr«s d'épaisseur. On aplatit la tourbe avec des Italtes en
boUy oa en marchant dessuç avec des sandales; on divise
ensuite en mottes avec le loucbet. On dessèche comme précé-
demment. Cette tourbe est d'excellente qualité.
Lors({ue le banc de tourbe est à une grande profondeur,
on ne Texploite pas d'abord sur toute sa hauteur, a&n de faci-
liter le travail. En France, on moule la tourbe immédiatement.
Le fond des moules est en osier, pour laisser passer l'eau; mais
celte méthode n'est pas si bonne que la précédente. On a.pro-_
posé d'employer des presses pour comprimer la tourbe, mais
ce moyen serait trop coûteux,
Quelquefois on exploite des portions de tourbe pour «mé«
liorer on terrain; dans ce cas, on U brûle dessus le terrain
même. , . i
Lorsqu*on a exploité au-dessus du piveau des eaux, on
cherche à avoir une nouvelle reproduction. A cet effet, on
fixe dans le marais , au moyen de tige.5» àes bottes contenant
des sphaignes et conferves. On fait croître dessus des roseaux.
Quelques personnes prétendent qu'il faut cent ans pour la re-
production d'une couche peu considérable. En Hollande , oa
a obtenu une couche de tourbe de bonne qualité an bout dç
cinq ans. Pour l'exploitation de la tourbe, on paie les ouvriers
soit au mètre cube, soit tant par tourbe.
EXPLOITATIOM DU SEL GEMMB.
Le sel gemme se trouve dans la nature soiis forme de deux
gisements ; i® déposé en couches par la voie neptunienne ; »®
disséminé en grandes masses , et postérieur 4 la formation du
terrain dans lequel il se rencontre.
Ij% sel gemme n'appartient, à proprement parler, à aucun
terrain. Cependant, il se rencontre associé avec le gypse, à
partir du ^echstein , dans les terrains secondaires.
Dans le département de la Meurthe, ou sont exploitées les
mines de Dieuze et de Vie, les couches de sel accompagnent
la formation des marnes irisées. On a commencé a 5 sondages
dans les grès bigarrés, dans un rayon de huit kilomètres, et
ces sondages ont tous traversé les mêmes couches {fig^ :»5,
PL XXVIl). On s'est arrêté à la profondeur de i q4* 97» ^^ '*
cinquième couche de sel , mais on sait qu elle descend encore
à un niveau inférieur- , , , _ ,
En Angleterre , à Nortwich , pr Js Liverpool , tous les glse*
m»t< di sel femoM %m% imk le» m^am ierr«Uu de gris
48o QUATRlàn PARTIE. CflAP. IT.
bigarré. Les eiploitations sont très-nombreuses, et on compte
37 mines , réparties sur une longueur de 7 milles , et ane lar-
geur de a,ooo toises. A Nortwich, Texploitation repose sur
deux couches, dodt la seconde, qui a une puissance de 3i'',4o,
n'eit pas exploitée dans toute son épaisseur. ( Voir tExplica^
tiondes Planches, page 676.)
La Jig. a 4 représente la succession des couches traversées
|Mtr les puits d'exploitation. Dans ces puits, à la rencontre
des bancs d'argile sableuse avec gypse, on est obligé d'em-
ployer le picotage, à cause de la grande quantité d'eau qui
constitue de véritables niveaux, comme dans les mines de
houille du nord de la France.
En Allemagne, les sels gemmes se rencontrent dans les
couches calcaires du zechstein, et dans le muscbelkalk.
Le deuxième, gisement est beaucoup plus abondant que le
premier; et son caractère le plus saillant, est qu'ici le sel
gemme a été formé postérieurement.
Les découvertes de couches de sels , dans le départemeot
de la Meurthe, conduisirent à faire de semblables recherches
dans le département des Basses-Pyrénées. Ici, encore , la pré-
sence de sources salées fit penser qu'il devait y avoir des
bancs de sel enfouis dans le sein de la terre à une certaine
profondeur. Mais les sondages apprirent que si ,en effet, le sel
gemme existait dans ces localités, sa manière d'être était
toute différente de celle qu'on avait observée à Vie et à
Dieuze; en un mot, que le sel se rencontrait en amas, dans on
terrain toujours bouleversé, et non en couches régulières, et
que le gisement n'avait pas lieu non plus dans les marnes iri*
sées, mais à la fois dans les terrains crétacés et tertiaires.
Dans la vallée de Cardonne^ l'exploitation a lieu à ciel
ouvert ; la masse de sel gemme est recouverte par des coa-
ches successives de calcaire et de grès {Jig. a6). D'après l'in-
spectipn de cette figure, on pourrait croire que la masse
s étend en profondeur, et qu'elle constitue une véritable
couche qui, après le redressement suivant la ligne AB>
aurait affecté les mêmes inclinaisons que les bancs qu'elle son*
tient; mais l'exploitation d'Anancenous donne la clef de cette
sorte de gisement. En effet, la masse de sel contient des frag-
ments de craie , et tout le terrain est traversé par des filons de
Sorphyrenoir (ophite). — I^s fragments de calcaire disséminés
ans le sel , sont aussi sillonnés par des druses de gypse et de
sel. Il est donc bien évident qu ici le sel gemme est de f^
EXPLOIT4T10IV DES «ITBSTANCIS MÉULLIFÈUSS' 481
Biation postérieure aux terrains au milieu desquels il reposa.
Les mines de Bex, daos le canton de Vaud, sont en fi-
lons au milieu du terrain de trias.
Le-système d'exploitation le plus généralement suivi, est celui
p^ piliers et galeries. -^ C'est ainsi qu'il est exploité à We<-
iiska, en Pologne» à Norwicb , en Angleterre, et en France dans
les salines de t'est. -^ L'abattage se fait par gradins droits.
Le sel étant mêlé d'argile, de gypse et de calcaire, on fait
iin triage par voie de dissolution , qui s'opère dans la mine
même, et les eapx saturées de sel ^nt montées à la surface »
au moyen de pompes. — La saturation de l'eau est d'enviroi^
a 5 pour cent de sel.
La production du sel, en Franca, peut être ainsi répartie
annuellement :
Département de la Meurthe. . . . 35o,ooo q. m.
Sources salées du Doubs , du
Jura et de la Moselle i ao,ooe
Pyrénées, Bouches* du-Rh6nc. . . i5o;ooo.
En Angleterre ^ la production peut être évaluée &
4)6oo,ooo q. m.
CHAPITRE V.
EXPLOITATION DES SUBSTANCES MÉTALLIFÈRES.
SECTION PREMIÈRE.
DIVERSES MÉTHODES.
Méthode loar gradins droits. — Cette méthode est applicable
^ux gîtes ae a^ à 9",5o de puissance, et dont l'iacUnaisou
dépasse 4^®- — Le travail est le même que celui que pous
avons indiqué pour l'exploitation de la houille. •— Les déblais
|>rovenant des gangues du minerai, sont accumulés $ur des
Slanches en bois soutenues de chaque coté du toit et du mur
u gîte , au moyen d'entailles pratiquées dans le rocher, —7
Le minerai est descendu de gradins en gradins jusqu'à la ga-
lerie de roulage.
Méthode par gradins renversés, — Dans ce cas, on attaque
les massifs par la partie inférieure. — Cette méthode est
généralement employée, elle facilite Tabattage du minerai
qui est sollicité par son propre poids. — Pans les infiies pro*
482 QUATRIÈME PARTIE. CBÀP. V.
fondes, on préfère I exploitation par gradins droits. ~ Au
Hartz on concilie les deux méthodes.
Méthode par ouvrages entravers. — Elle consiste à percer ane
galerie d'allongement suivant la direction du gîte, et d'ouvrir
des galeries perpendiculaires à cette direction, c'est-à-dire
du toit au mur. Un étage étant entièrement exploité , on le
remblaie et on continue le même travail sur l'assise de rem-
blais. Le filon argentifère de Schemnitz, en Hongrie, est ainsi
exploité. Cette méthode est applicable aux gîtes dont la puis*
sance est plus de 4 mètres. — Par exemple dans les filous
connus sous le nom stocwerks,
SECTION II.
deI moyens employés pour épuiser l'eau des mines.
Il existe des exploitations privilégiées par la nature, où les
eaux de la surface du sol et celles de l'intérieur s'écouleut
sans s'y arrêter : elles s'infiltrent dans des entonnoirs natu-
rels qui s*y trouvent formés par les espèces de terrains. Cest
principalement dans les terrains calcaires que cette infiltra-
tion a lien ; aussi les mines de plomb et de fer jouissent-elles
seules de cet avantage. Dans les mines où se trouvent des
eaux semblables , le minerai se trouve en grain par coaches
situées entre des fentes de pierres calcaires. Ces fentes onti oa
3 mètres (6 ou 9 pieds) de profondeur: la longueur est varia-
ble; les parois de ces fentes sont verticales, tandis aue lescoa*
ches de minerais sont horizontales ou en amas. La ngure iSàt
la planche XXVII représente un gîte de fer hydraté du genre
dont nous parlons. Dans la Marne, ce sont des excavations de
forme irrégulière. A Namur, près delà Meuse, les mines jonis*
sent aussi du même privilège : les eaux ne s'y arrêtent pas, et ou
peut les exploiter sans les faire écouler ; autrement, c'est là le
• premier travail qui doit occuper le mineur.
Les eaux, dans les mines, peuvent sourdre de toutes parts,
du sol, des parois, du ciel même de l'excavation ; aussi an*
raient-elles bientôt inondé l'exploitation , si l'on n'employait
tous les secours de l'art pour s'en débarrasser. Le mineur a an
grand nombre de moyens à sa disposition.
i^ Si le terrain de l'exploitation, ou même voisin de l'exploi'
tation^ est fendillé, de manière à pouvoir donner passage aux
eaux , on creuse une espèce d'entonnoir ou puits perdu, àass
lequel elles viennent se rendre. 2^ Quand il existe d'anciens
ÉPDISBMENT DE L*EAO D£S MlRBS. 483
travaux ^abandonnés, on peut y condaire les eaux de lamine;
mais on conçoit que ce dernier moyen n'est avantageux que
pendant un temps limité ; car nne fois les anciens travaux
remplis, l'eau ne tarderait pas à revenir dans l'exploitation,
et à en gêner de nouveau les opérations. 3<* Si les eaux af-
fluent principalement dans une certaine partie de la mine,
dans d'anciens travaux par exemple , et qu'un banc compact
empêche leur communication avec les travaux actuels, on
peut les y retenir à l'aide d'un boisage appelé serrement ou
cuvellement. 4^ Quand l'exploitation est située en pays de
montagnes , au-dessus du niveau d'une vallée par exemple,
on peut donner écoulement aux eaux par une tranchée ou
par une galerie souterraine. 6^ Enfin, quand on ne peut met-
tre à l'effet aucun des moyens précédents, il faut déterminer
les eaux à s'écouler au jour, et pour cela les élever, an moyen
de machines, au niveau du sol.
Des Puits perdus.
Le premier moyen, qui est le puits perdu, est employé avec
avantage dans des terrains de montagnes calcaires. Sur les
plateaux qui dominent la Marne, on connaît des mines de feîr
qui gisent à très-peu de profondeur an-dessous de la surface.
Ce minerai de fer d'alluvion repose sur des couches d'argile
de quelques mètres d'épaisseur qui ne laissent aucun passage
à l'eau. Aussi, pendant la saison des pluies, ces exploitations
sont remplies d'eau, et on ne peut y travailler que l'été. Toute-
fois, comme elles sont situées au-dessus du niveau de la Marne
et que le terrain s'y prête, il serait facile d'en faire écouler
l'eau dans des puits perdus. Ce moyen sert encore dans les
tourbières élevées : comme la tourbe ordinairement repose
sur une couche argileuse , si les couches inférieures sont cal-
caires ou sablonneuses , un trou de sonde suffit souvent pour
y perdre les eaux comme nous l'avons déjà dit. Mais dans les
pays où ces tourbières sont situées ,dans des vallées basses,
comme dans le nord de la France, par exemple, l'usage des
puits perdus u'est plus admissible. En effet, en perçant une
des couches de glaise, on donnerait naissance à des sources
qui jailliraient aussitôt dans les mines, et, loin de remédier
au mal , on ne ferait au contraire que l'accroître.
Le second moyen, qui consiste à donner écoulement aux
eaux dans d'anciens travaux, est tacile et ne demande aucun
soin particulier pour son exécution : nous nous bornerons â
l'indiquer.
4S4 tVATBiàMI fAIITlB. CHAP. V.
Le troîÀème moyen consiftte à établir dans les gaie ries oa
dans les puits, des boisages appelés serrements.
Enfin, le quatrième moyen est de donner écoulemeot aux
eaux par des tranchées ou des galeries souterraines. Les tran-
chées conviennent dans les exploitations à ciel ouvert, comme
dans les ardoisières par exemple, dans les carrières, les tour-
bières et la plupart des mines de fier. On doit commencer la
tranchée dans la partie la plus basse de Texploitation . Ce tra-
vail doit se faire, dans les carrières, par gradins ou par éche-
lons, afin que les ouvriers ne soient pas gênés par leseaoi et
que ces dernières se réunissent dans la partie inférieure de la
carrière. A mesure que l'exploita tion arrive au niveau de la
tranchée, on abaisse et on élargit cette tranchée, afin de Ini
conserver toujours le talus nécessaire pour empêcher ^éboal^
ment, qui devient de plus en plus à craindre. Mais alors les fm
de construction augmentent en proportion. On peut en épargner
une partie en faisant usage d'un expédient pratiqué dans les
mines de Domfrout, aux environs de l'Orme. Il consiste à creih
ser une tranchée avec toute la profondeur qu elle peut avoir,
et lui donnant le talus nécessaire pour que les terres ne s'è'
boulent pas seulement pendant le travail ; puis on établit sur
le fond une suite de dalles en pierres ; on élève de chaque côté
deux petits murs eu pierre sèche, sur lesquels on fait reposer
d'autres dalles semblables à celles du fond. L'espèce d'aqoe*
duc ainsi formé a ordinairement i mètre de hauteur sur 65
centimètres de largeur. Ensuite, sur ce canal , on rejette
toutes les terres extraites de la tranchée. Lorsque le terrain
est assez consistant, il est plus simple de faire une tranchée
verticale; lorsqu'il est un peu meuble, on étaye les parois de
cette tranchée avec des bois de construction. Dans tous les cas,
il est essentiellement nécessaire de donner au terrain d'une
tranchée une pente suffisante pour faciliter rentraînement
des eaux et des terres que celles-ci peuvent emmener. Oo
donne ordinairement 7 millimètres de pente par mètre à ces
tranchées ; mais lorsque le fond est couvert de dalles, on ne
leur donne que 3 millimètres par mètre.
L'aqueduc en pierre que l'on construit quelquefois , a l'a-
vantage remarquable qui permet de donner moins de pente i
cet aqueduc et de le désobstruer, si parfois les eaux venaient
à y déposer des terres en trop grande quantité. C'est oo
moyen analogue à celui qu'on emploie dans les ports de mer
pour laver les canaux. On ferme l'ouverture du côté de lamine
ÉPOI«B«t«ltT Ot L£AU des MlMlS. 4^5
par une Vanne , et on laisse s'élever l'eau à une hauteur assez
considérable ; pais tout d'nn coup on ouvre la vanne. L'eau
entrant avec impétuosité dans l'aqueduc entraîne avec elle
toutes les Immondices' qui ont pu s'y amasser, et le lave com-
plètement. On donne à ces aqueducs une dimension de i
mètre de haut sur 65 centimètres de lar^^e; ces dimensions
suffisent pour qu'on'puisse les visiter, mais elles ne permet-
tent pas à l'ouvrier de ponvoir y travailler pour y faire des
réparations. Dans ce cas on est obligé d'ouvrir l'aqueduc à sa
: partie supérieure. Ces tranchées donnent un moyen facile
d'épuiser les eaux de» mines de fer, des carrières , des tour-
bières, mais elles ne conviennent que dans les exploitations
peu profondes.
Galeries souterraines.
Lorsque l'exploitation s'approfondit, les travaux alors de-
' viennent impraticables et les tranchées insuffisantes, par la
grande quantité d'eaux qui affluent de toutes parts. Dans ce
cas, on pratique une galerie souterraine qui communique, par
l'une de ses extrémités, à l'une des vallées voisines, et par
l'autre, à la carrière dont elle reçoit les eaux. Quand une
mine est située en pays de montagnes^ et qu'il existe non loin
de là un bas-fond, l'aspect seul du sol indique quelle direc-
tion il convient de donner à la galerie. Souvent on perce
de petites galeries qui deviennent bientôt inutiles, à mesure
que les mines s'approfondissent, et qu'on est obligé de recom»
ihencer plus bas.
L'avantage de creuser, dès le commencement, une galerie
profonde et convenable, est inappréciable ; elle met souvent à
sec, pour plusieurs siècles> une grande hauteur de mine :
elle peut favoriser les chutes d'eau intérieure qui sont souvent
d'une grande utilité pour les travaux de l'exploitation ; elle
sert à l'aérage des mines; elle tient lieu de débouché pour le
transport des minerais. Il est donc bien essentiel d'établir une
galerie d'écoulement à la partie du niveau la plus basse. Pour
«cela , il faut chercher, par des nivellements successifs, quelle
est la plus grande profondeur à laquelle on puisse l'établir •
les dépenses ne doivent pas arrêter , quand l'utilité est dé*
montrée. Les mines d'Allemagne nous fournissent des exem-
ples de galeries très- profondes. La grande galerie de Schem-
nitz a coûté plus de 700,000 fr. avant de parvenir au filon
principal. Son niveau est à 4^0 mètres au>dessus de Torifice
du puits de Sainte-Thérèse : elle a 13,000 mètres de longueur;
Ingénieur Civilf toint 3. |3
486 QUAf AlèMB PAftTlB. €ttAt». V«
Les galeries de Freyberg sont aussi très-remarquables. Dans
le Hartz, il y a des galeries de plasieurs lieues de kngnear ,
qoi dessèchent à la fois plusieurs mines. Dans le comté de
Naoiur, ou en remarque une qui a 5,ooo mètres de long, qui
épuise les mines de plomb de Wedrin. Dans le pays de Uège,
les mines de bouille et de schiste alumineux ont des galeries
d'écoulement de 60 à 80 mètres de profondeur. En France, il
y a peu de galeries de mines à citer.
Construction de ces Galeries.
Il y a quatre conditions à remplir pour une bonne et régu-
lière exécution de galerie de mine.
1** Eu premier lieu , il faut qu'elle soit percée au niveau le
plus bas possible;
2^ En second lieu , qu*elle soit la plus courte possible ;
3* En troisième lieu, qu'elle soit conduite en ligne droite,
ou du moins le plus possible, depuis son orifice jusqu'aux tra-
vaux qu'elle doit assécher;
4« En quatrième et dernier lieu, qu'elle soit solide et qu'elle
ait de* dimensions convenables, pour servir, dans l'occasion,
à l'aérage, h l'écoulement et au transport des minerais.
La première condition est facile à remplir : c'est de déter-
miner le point où une galerie doit déboucher et de lui donner
le moins de pente possible. On donne ordinairemeikt aux ga-
leries d'écoulement 3 millimètres et demi de pente par mètre.
La seconde condition est fondée sur ce qu'il y a moins de
pente perdue et surjtout moins de dépense. Elle souffre toute-
fois de fréquentes exceptions. Il arrive souvent que quand
une galerie est ouverte dans le filon , on suit la direction de
ce filon et toutes ses sinuosités. Souvent aussi on ouvre la ga-
lerie loin du filon et des travaux, on la dirige vers un da
points du filon ,jpuis, dans le filon même, on perce une galerie
d'allougement qui va communiquer à la galerie principale.
On n'arrive pas ainsi par le chemin le plus court , mais on
agit économiquement. Quelquefois aussi on s'écarte de la ligne
droite pour prendre l'aérage dans d'anciens travaux , pour
éviter un roc trop dur, ou profiter d'une galerie ou d'un puits
déjà faits, ce qui se pratique assez souvent dans les pays de
ni(iijt:i{;nes. Dans tous les cas , il faudra bien examiner si la
reparution des anciens travaux n'exigera pas plus de dépenses
que la conàtruction de nouveaux. Enfin, on s'écarte encore de
la ligne droite, si dans un endroit voisin on recoimait on eiB*
ÉPCISSMBNT DE l'eaU BU MINE^. 4^7
placement £aivorable pour le creusement d'un puits qui servira
à l'extraction des matières de la galerie; autrement, on se
conformera ponctuellement à la troisième condition, qui pres-
crit que la galerie soit le plus en ligne droite qu'il est possible.
La quatrième condition, dont la première partie établit que
la galerie soit solide, sera aisément remplie. Selon le terrain,
on la boisera ou on la muraillera. Si elle suit le filon et qu'il
soit- étendu, ou fera de petites ouvertures pour le mettre en
communication avec la galerie.
La seconde partie de cette condition est une des plus essen-
tielles. En effet, outre qu'il faut que la galerie ait des dimen-
sions convenables pour donner passage aux eaux, elle servira
en même temps de débouché aux minerais, d'entrée et de sortie
aux ouvriers. En Allemagne, on donne aux galeries d'éconle-
ment 3 ou 4 mètres de haut sur i",6 de large. Dans beaucoup
de circonstances , il suffit de donner i"*,i à i*,3 de large , sur
a à 3 de haut. Cependant, quand elle doit servir de canal, il
faut en augmenter les dimensions , et, de loo mètres en 30o
mètres, l'élargir suffisamment pour que les bateaux puissent se
croiser.
Quand la galerie à construire doit avoir une grande lon-
gnenr, il faut , afin d'accélérer son percement , l'attaquer à la
fois en plusieurs points de son prolongement. Â cet effet, on
établit des puits de distance en distance sur la direction que
doit prendre la galerie , et du fond de chacun de ces puits
on perce deux bouts de galerie dans l'alignement convenable.
Outre l'avantage de faire marcher le travail plus prompte-
ment, ces puits facilitent l'aérage et économisent des frais de
transport des déblais de la galerie dans toute sa longueur.
Cette manière d'attaquer une galerie sur plusieurs points
ne présente pas de difficulté réelle. Il fant d'abord , pour y
réussir, se faire un plan exact dn terrain sons lequel la ga-
lerie sera établie ; en second lieu , foire le nivellement de la
surface du sol et surtout des points on l'on percera les puits,
puis l'on trace le profil de la direction de la galerie. Ce travail
achevé, il ne reste pins qu'à donner aux puits la profondeur
convenable, et à ouvrir les galeries partielles dans la direction
et la pente nécessaires pour aller rejoindre la galerie princi-
pale. Il faut donner les plus grands soins à la détermination
de la hauteur à laquelle cette galerie doit être percée , et ne
creuser les puits qu en proportion.
l<» levée du plan du terrain t h nivellement du sol, le
430 ^ATRii^a »Aiiti9. c«ur. T.
tracé éa profil n'ofErent rien de difBdU; mais cm i^qels
demandient uu soin tout particulier , afiu de déterminer la
direction bien précise de la galerie et la hauteur exacte i
laquelle les bouts de galerie doivent être percés dans chacun
des puits. Pour déterminer cette hauteur, on emploie deux
moyens.
Le premier consiste à placer une boussole à la surface du
iol , à tourner Talidade clans la direction de la galerie et d'ob-
server quel angle forme cette alidade avec le méridien magné-
tique. Ensuite on descend dans le puits et en tourne la bous-
sole, jusqu'à ce que Taignille aimantée lasse avec l'alidade le
même angle que Ton a trouvé sur le sol. La direction de l'a-
lidade indique alors celle de la galerie : on marque dem
points dans cette direction , et l'on continue les travaux sor
cet alignement , en considérant ces points comme appartessot
au plafond de la galerie.
Le second moyen est assez généralement employé , bien
qn'il soit moins exact. On place sur le diamètre du puits noc
règle dans la direction de la galerie. Après Tavoir fixée àsos
cette position, on fait descendre, du même côté de larèglci
deux fils-à-plomb. Lorsqu'ils ont atteint le fond du puits et
qu'ils sont en repos, on plante deux piquets de repaire aux
points où ils touchent la terre, et Ton a ainsi deux points delà
direction de la galerie : on place dans cet alijgnement deox
lumières, et on trace la ligne sur le sol on sur le plafond.
La détermination de la profondeur à laquelle il Êeiut oavrir
les galeries dans chaque puits , ol'l^e plus de difficulté. Sam
doute il est fiicile de niveler le terrain, de connaître la diffé-
rence de hauteur de Torifice de deux puits. Mais comme k
cordeau dont on se sert est susceptible de se raocoardr oa i^
s'allonger soit par son propre poids, soit par rhumidité, iln'a^
pas toujours facile de mesurer la profondeur de deux puits de
manière à être sûr da résultat. Une chaîne ne présente pss
un moyen plus avantageux; car il serait difficile de corti^
. les erreurs qui auraient lien , si les mailles venaient à se nooer
ou à se tordre. Le moyen d'éviter cet inconvénient est de
placer le long de la paroi du puits , à partir de son onfioe>
vue règle d'une longueur connue, de i o mètres. A rextrémiB
de cette règle est fixé, dans le puits, un petit plandier sorb-
marques
ÉPUISEMENT DS l'eAU DBS MINES. 4^9
OÙ il correspond avec Textrémité de la règle ; on soulève en-
suite le cordeau jusqu'à ce que cette marque qui a été faite
dessus parvienne à rorificedu puits: de nouveau l'ouvrier fait
une seconde marque, et l'on continue la même opération jus-
qu'à ce que tout le fil-à-plomb soit épuisé. On a ainsi une me-
sure exacte du cordeau, et comme on a eu soin d'abord de
marquer l'endroit où il effleurait l'orifice du puits, lorsqu'on
l'a introduit jusqu'au fond, il s'ensuit qu'on connaît parfaite- .
ment la hauteur du puits. D'après cela on détermine facile*
ment le niveau et la profondeur à laquelle on devra percer la
galerie. £n effet , on connaît la différence de niveau de deux
puits consécutifs; en ajoutant ou retranchant èette différence
sur le cordeau , selon que le puits que l'on vient de mesurer
est plus bas ou plus haut que Tautre, et portant cette longueur
dans le puits sur lequel on opère , on obtient ainsi la hauteur
exacte à laquelle sera située la galerie dans ce puits. Ces diffi-
cultés une fois levées , il en reste d'autres qui ne sont pas
moins grandes. Les bouts de galeries partielles que l'on perce
ainsi dans chaque puits doivent-ils être minés avec la pente
que la galerie générale doit conserver? Dans un sens, la ré-
ponse est affirmative ; mais lorsqu'on mine en descendant,^ on
ne peut pas donner la pente pour l'arrivée de l'eau dans cha<-
que puits; le raccordement deviendrait alors trop dispendieux
€t trop difficile à effectuer.
Pour parer à cet inconvénient, on fait une rigole en
pente inverse de la galerie, et au-dessous de cette galerie; à
l'entrée de cette rigole est une digue en glaise, en argile ou en
bois , derrière laquelle des ouvriers rejettent l'eau, qui s'écoule
alors facilement. Si la quantité d'eau est trop considérable, ou
se sert d'une pompe foulante qui a un tuyau vertical au pied
de sa taille et qui refoule l'eau dans des tuyaux horizontaux
placés le long de la galerie.
Quand une galerie d'écoulement est située à une trop
grande profondeur pour permettre de creuser des puits inter-
médiaires, ce qui arrive souvent dans les pays de montagnes ,
il est nécessaire alors de pratiquer une deuxième galerie en
pente inverse au-dessous de la galerie principale : c'est ce qu'on
appelle une contre-galerie. On fait ensuite écouler les eaux
dans cette contre-galerie au moyen d'une galerie de commu-
nication. Les contre-galeries servent encore à l'aérage de la
galerie principale. C'est ainsi que la fameuse galerie de Schem*
nitz a été pratiquée pendant l'espace de 3,ooo mètres, au
moyen d'une contre-galerie.
490 QDiTRlSMV rARTI^. CVAP. V.
Une chose importante àaw l'exécutioa d'one galerie, c'est
i)e bien prendre garde qu elle ne débouche dans une vallée où
nne rivière est sujette à des crues trop considérables; autre-
ment la mine serait bientôt inondée. On peut encore se gard^
de ces crues extraordinaires par une vanne que l'on place de-
:vant l'orifice intérieur de la*mine, et que l'on tient fermée pen-
dant la crue. Si cette galerie doit servir de canal de navigation,
on pratique une ouverture convenable pour la manœuvre des
bateaux.
Un autre soin non moins important, est de faire attendoi
^e les eaux ne s'infiltrent pas dans le fond du canal etneie
perdent dans les parties inférieîires. Pour prévenir cette infil-
Uation, il faut glaiser le sol, et placer dessus des canaux a
bois. Dans les mines de houille, on laisse au fond du caul
une masse de 8 ou lo mètres de cette substance, k travers It-
quelle l'eau ne peut se frayer de passage.
Après avoir développé les moyens de construire une galerie
d'écoulement , il nous reste à parler des procédés employa
pour faire communiquer les galeries avec les travaux. l' l*
plus communément en usage est celui qui consiste à pratiquer
une communication entre la galerie et le filon. Cette gaicrie
d'allongement doit être constamment visitée et réparée pour
que le passage des eaux ne soit point obstrué. 2? Souvent od
se borne à établir la communication par un trou de sentie;
mais ce moyeu ne doit être que provisoire, puisque rouvertnre
ainsi pratiquée s'obstrue aisément. 3^ Un troisième moyen de
verser les eaux dans les galeries d écoulement, -consiste à eta*
blir la communication par des travaux inférieurs au niveai
de la galerie dans laquelle les eaux s'amassent. Il arrive son-
vent que l'on trouve des cavités pleines d'eau dans le sein
de la terre. On pousse la galerie assez près de ces cavités ou
d'anciens travaux , s'il s'en trouve , 00 fait avec la sonde on
trou d'avancement ; puis on creuse la galerie de a ou 3 mètres,
en continuant toujours le trou d'avancement : lorsque Tesa
commence à venir, les ouvriers se retirent et la laissent s'é-
couler. Si Ton connaît la distance de l'amaa d'eau, après s'en
être approché convenablement, on perce un trou de mine q«
Ijon fait sauter au moyen d'un longue mèche. Souvent, ponr
éviter d'être surpris, on place une porte de sûreté que les eraz
ferment en arrivant. Ce moyen de miner des masses de ter-
rains à l'aide de la poudre, a l'avantage d'accélérer les trtfiiix
4i la galerie*
iwpimtmn ds i'iap pu mvbs. 4^1
Machines ttépuisemeni.
Les modes d'épuisement de Tean des mines sont extrême-
ment variés ; et cet art a été connu de tout temps, puisque
la première chose à faire dans une mine est de la mettre à sec
et dé la rendre ainsi propre à l'exploitation.
Les machines employées à cet usage sont :
Le seau à main ou baquet ,
La pelle de bateau ou hollandaise ,
La pelle à queue ou l'auge à soupape,
Le seau à poulie, à bascule ou à tour ,
Les noria ts.
Les chapelets inclinés ou verticaux,
La machine de Vérat,
La roue à godets, à aubes ou à tympan,
La vis d'Archimède.
Des Pompes,
Les machines que nous venons de nommer élèvent l'eau, les
unes en grand volume, mais à une petite hauteur; les autres
d'une petite profondeur» d'autres enfin d'une profondeur plus
considérable , mais en volume moindre, et Routes en général
d'une profondeur très-limitée. Il nous reste à parler des pom-
pes qui servent à élever l'eau des profondeurs pour les-
quelles toutes les machines qui précèdent sont insuffisantes.
La pompe la plus simple consiste en un corps de pompe
ouvert à sa partie supérieure avec un dégorgeoir pour douner
écoulement à Teau. Au fond du corps de pompe est un tuyau,
d'un diamètre moindre, qu'on appelle aspirateur, qui plonge
dans l'eau, et muni d'une soupape à sa partie supérieure. Le
piston qui , mu par une tige verticale , court dans le corps de
pompe, a lui-même, à sa partie supérieure, deux soupapes qui,
comme la précédente , s'ouvrent de bas en haut. Si le piston
est en haut de sa course, et qu'au moyen de la tige on le fasse
redescendre, l'air contenu entre ce piston et la soupape dor*
mante étant comprimé , tendra h s'échapper et soulèvera les
clapets; si, maintenant, on élève le piston, l'air comprimé
ayant plus d'espace, perdra de sa force élastique, et les clapets
du piston se fermeront tant par leur propre poids, que par
celui de l'atmosphère. Alors la soupape dormante s'ouvrira à
6on tour pour donner passage à l'air contenu entre elle et la
oiveau de l'eau. Une partie de cet air occupera ainsi l'espace
eomprif «ntrt la iou|Mip« doroiAnte %% U pUtoPi #ipi€9 quitt
3'
491 QUAIHIÈMB PARTIE. CHAP. ▼.
trouvait presque vide d'après la première opération. De cette
manière, l'air restant entre la soapape dormante et le niyeaa
de l'eau ne faisant plus équilibre à la pression atmosphérique
fui pèse sur la surface, l'eau montera d'une certaine quantité
ans le tuyau aspirateur. En redescendant le piston, on chas-
sera le nouvel air contenu entre lui et la soupape; puis en le
relevant une seconde fois , on fera encore passer une certaine
quantité d'air compris entre la soupape dormante et le niveaa
de l'eau qui s'élèvera encore dans le tuyau aspirateur, jusqu'à
ce qu'entin on ait tellement raréfié l'air, que l'eau monte dans
le corps de pompe. Le même jeu continuant , tout l'air s'é-
chappe bientôt par les clapets du piston, et donne eu peu de
temps passage à l'eau qui s'écoule par le tuyau latéral adapté
à la partie supérieure du corps de pompe , et le même méca-
nisme continue sans interruption. On peut facilement calcokr
la hauteur à laquelle l'eau s'élèvera à chaque coup de piston.
Soit V le volume d'air qui remplit le tuyau d'aspiration,
VMe volume d'air dilaté quand le piston est arrivé -au haot
de sa course, H la hauteur du niveau extérieur de l'eau, etx
celle à laquelle elle s'élève à chaque coup de piston, on
aura, d'après la loi de Mariotte, V:V*::H-j-Jc:H;
(V-V')H.
d'où Ton tire x = valeur de x en fonction des volu-
mes et de la hauteur. On calculera de même les haatears
suivantes , auxquelles l'eau s'élève à chaque coup de piston.
Dans cette manière de disposer la soupape à la limite infé-
rieure du corps de pompe, et à la supérieure du tuyau aspi-
rateur, l'eau, après un certain nombre de coups de piston,
montera dans le tuyau principal', et ensuite au-dessus delà
soupape du piston , comme on vient de le voir.
Mais il est des cas où ce fait n'a pas toujours lieu, c'est lorsque
l'on place la soupape dormante à la limite inférieure du tuyau
aspirateur , c'est-à-dire au niveau de l'eau. En effet il ponira
arriver que l'eau cesse de monter, si, lorsque le pistou des-
cend , l'air condensé entre lui et la soupape ne l'est pasassex
pour soulever les clapets du piston et s'échapper. Une troi-
sième disposition non moins vicieuse est celle où le piston, dans
sa course, n'arrive pas jusqu'à la soupape dormante, et que
cette soupape est elle-même placée à une certaine distance de
la surface de l'eau. Dans ce cas, l'air ne pourra pas être asse»
condensé pour sôuleverle clapet du pistoo, ou pas assez raréfié
ÉPtriSIMI»T DB l'eau DBS MIMES. 4^3
poar lever la sonpape dormante. Dans ce cas il y aura arrêt : ou
i'eaa restera aa-dessous, ou elle restera au-dessas du piston.
Jasqa ici, dans ces différentes pompes, nous avons consid(ftré
le piston au-dessus de la soupape dormante. On construit en-
core d'autres pompes dans lesquelles le contraire a lieu. La
soupape est à la partie supérieure du corps de pompe, et le
piston fournit sa course dans la partie inférieure. Mais cette
pompe présente le même inconvénient <jue les deux précéden-
tes ; il pourra encore y avoir arrêt.
B$P£CES DE POMPES.
Première classe.
On a donné différentes formes aux pompes, et on les a
partagées en deux grandes classes: la première renferme
tottt^ celles qui ont an mouyement reotiligne alternatif; la
deuxième, celles qui ont un mouvement de rotation continu.
Noos subdiviserons la première . classe en denx autres : celles
qni produisent un jet intermittent, et celles qui produisent un
jet continu.
Pompes aspirantes.
1** Les pompes intermittentes peuvent être aspirantes, ou
aspirantes et foulantes, ou même uniquement foulantes. La
pompe aspirante la plus simple, se compose d'un corps de
pompe muni d*un dégorgeoir à sa partie supérieure , et d'un
tuyau d'aspiration, dont le diamètre est moindre, ordinaire-
ment, que celui du corps de pompe. Un piston percé, muni
de denx clapets , se meut dans le corps de pompe à Textrémité
inférieure duquel est placée une soupape dormante: quelquefois
une autre soupape est fixée au bas du tuyau d'aspiration.
3*> Une autre disposition consiste à employer un piston
plein; dans ce cas, Teau, au lieu d'être dégorgée à la partie
supérieure du corps de pompe, s'écoule par un tuyau latéral
placé à la partie inférieure. En cet endroit est placée la sou-
pape dormante, puis, dans le dégorgeoir, une seconde sou-
pape s'ouvrant en dedans de ce dégorgeoir.
3® Enfin une troisième pompe aspirante a ses clapets dor-
mants placés au-dessus du pistou. Ce piston est percé, et sa
base supérieure est fermée. La tige qui le porte passe dans
une boîte k cuir. L'eau en montant s'échappe par les cltpets
supérieurs, et s'écoule par un dégorgeoir placé à la partie
extérienre du corps de pompe.
494 QUATRIÈME PARTIE. CHAP. V.
Pompes aspirantes et foulantes.
Les pompes aspirautes et foulantes, ou seulement foulan-
tes , peuvent aussi avoir différentes dispositions : elles sont
à pistons percés i ou à pistons pleins.
1^ Parmi celles à pistons percés, on distingue la pompe
élévatoire , qui est composée d'un tuyau d'aspiration d'une
très-petite hauteur, et muni, à sa partie supérieure, d'une
soupape dormante, et d'un corps de pompe dans lequel se meut
un piston à clapets. Le haut du corps de pompe est muni d'oa
tuyau vertical , dans lequel agit la tige du piston , laquelle
passe à frottement dans le diaphragme qui sépare ce tuyantia
corps de pompe. L'eau élevée au-dessus du piston se verse
dans un tuyau adapté à la partie supérieure de la pompe.
2^ La seconde espèce de pompes à piston percé, a oa
tuyau aspirateur muni d'une soupape dormante à sa partie
supérieure, et un corps de pampe fermé par une botte à caii
par où passe la tige d'un piston à clapets. A rextrémité
supérieure de ce corps de pompe, est un tuyau presque ver-
tical muni d'une soupape qui s'ouvre de bas en haut. L'eaa
arrive dans ce tuyau après avoir été élevée par le piston, et
c'est par là qu elle se déverse. Cette disposition ne diffère de
la précédente qu'en ce que la tige ne se meut pas dans le
tuyau vertical.
3^ La troisième disposition présente une pompe simplement
foulante. Elle se compose d'un corps de pompe plongeant
dans l'eau, et portant un tuyau vertical à sa partie sapé-
Heure. Ce tuyau est, en cet endroit, muni d'une soupape dor-
mante. Un piston percé de deux clapets se meut dans Je
corps de pompe ; il tient à une tige renversée qui plonge dans
le réservoir d'eau , et qui est traversée par une pièce de bois
horizontale, à laquelle on imprime le mouvement par des
tiges verticales fixées à ses extrémités. La soupape du pistoa
s'ouvrant de bas en haut, lorsque celui-ci entre dans l'eau,
elle s'élève au-dessus et passe par le tuyau vertical.
Pompes foulantes»
\^ Les pompes à pistons pleins présentent deux formes
remarquables. La première a un tuyau d'aspiration très-
court au-dessous du corps de pompe , et qui est muni d'aoe
soupape dormante. Le corps de pompe qui le surmonte est
très-long, et percé latéralement par deux ouvertures, l'nae
au-dessus, et l'autre au-dessous de la course du piston qni
ÉCLAIKAOE DANS LES MiNfiS. 49^
est plein. Ces deux ouvertures communiquent entre elles an
moyen d'un tuyau latéral recourbé, dont la partie la plus
basse est munie d'un clapet «'ouvrant de dedans en dehors.
Le piston étant au bas de sa course, si on l'élève, l'eau monte
au-dessus de la soupape dormante , et passe par l'orifice infé-^
rieur du tuyau latéral ; le piston redescendant, l'eau est lancée
dans ce tuyau, soulève la soupape, et arrive par l'orifice supé»
rieur sur le piston, qui l'iélève en montant et la verse à la
partie supérieure du corps de pompe.
aO La seconde disposition est composée d'un corps de
pompe court et fermé à la partie inférieure par une boite à
:uir, dans laquelle se meut la tige du piston; à la partie
vupérieure sont deux orifices munis chacun d'un clapet qoî
s'ouvre en sens contraire. Le clapet qui s'ouvre en dedans
:ient au tuyau d'aspiration, qui plonge dans un réservoir
l'eau ; et le clapet qui s'ouvre en dehors tient au tuyan
montant qui donne écoulement à l'eau. Le piston, en desceu'
liant, aspire l'eau, et en s'élèvant la refoule dans le tuyan
montant , où elle est retenue par la soupape d'arrêt. Dans ce
£[enre de pompes, des pertes d'eau ont lieu presque toujours»
à la partie inférieure du piston.
Telles sont les formes principales dét pompes aspirantes--
et foulantes donnant de l'eau par intermittence! Toutes ces;
pompes deviendraient uniquement foulantes , si l'on abaissait^
leurs corps de pompe au-dessous de la surface de l'eau, et sti
le piston même, en arrivant à l'extrémité de sa course, pion»
|eait dans l'eau. Les plus usitées sont les pompes aspirautesi.
On les emploie ordinairement dans les mines, où elles son4z
nues par des roues hydrauliques. Les pompes dites éèéva^
toires sont employées dans les mines profondes, et »ises eik
tiouvement par des machines à vapeur.
CHAPITRE VI.
ECLAIRAGE ET AERAGE DES MII^ES.
SECTION PREMIÈRE.
ÉCLAIRAGE DANS LES MINES.
L'éclairage, dans les mines, se fait de plusieurs manières :'
il y a à distinguer :
^^.heca$ où les minemrs ont à travailler dans un milieiv
496 QUATRIBMK PARTIS. CHAP. Vt.
exempt d'hydrogène carboné ; 3° le cas où les galeries sont
infectées de ce gaz délétère qa en terme de mineurs on nomme
grisoriy ou hydrogène protocarboné des chimistes.
Pour le premier cas , les conditions d'éclairage sont tris-
simples. On se sert alors le plus généralement de suif ou
d'huile. — Le suif est employé en petites chandelles, et les mi-
neurs de la Saxe, où ce mode d'éclairage est en usage, consom-
ment, par poste de huit heures, 6a grammes de suif environ.
A Anzin, on se sert d'un flambeau à chandelle, dont le
manche est en bois , et le chandelier en laiton ou en fer. Cba*
que mineur brûle i35 grammes de suif par poste débat
heures , ou environ quatre de ces petites chandelles.
^u Ilartz, on emploie une lampe à suif, en fer 00 <d
laiton. La mèche est maintenue par une pièce mobile en aé-
tal. La consommation, par poste de huit heures, est a
moyenne de 1 53 à 31 5 grammes de suif de cheval. An Hartt,
dans le pays de Mark, et dans presque toutes les raines de
Frauce et d'Angleterre , on se sert de lampes à haile. Leur
construction est très- variée , mais la forme la plus ordinaire
est celle d'an ellipsoïde très-^plati dans le sens bon'zootal.
Aux extrémités du petit axe est fixée une tij^e de fer cintrée,
quisertde poignée, et Jilaqnelle tient un crochet qui ntaiotient
la lampe dans le boisage ou dans le rocher. La mècbe est
cylindrique et trempe directement dans l'huile. Une petite
chaîne fixée à l'appareil , et au bout de laquelle est suspen-
due une aiguille, sert à gouverner la mèche. La consommatioa
d'huile, dans ces sortes de lampes, est d'environ i45 graouues
par poste de huit heures.
Dans le deuxième cas, où la présence de l'hydrogène car-
boné est à craindre, on ne peut pas employer ces sortes de
lampes. Dans quelques mines de l'Angleterre et de U
Belgique, on s'est servi d'un appareil appelé roue à silex ^mxi%
les étincelles produites par le choc de la roue contre la pieire
peuvent enflammer le gaz.
A l'aide du phosphore de Canton y qu'on pouvait se préparer
à bon compte , on a essayé aussi d'éclairer le travail du mi'
neur ; mais ces moyens, le premier trop dangereux à mettre
en pratique, le second donnant une lumière trop faible, oit
dû être abandonnés aussitôt que l'emploi de la lampe de Ds^
a été connu.
Dans certaines mines du bassin de la Loire, il y a àpeiae
vingt ans, on se débarrassait du gai hydvogène carboo«i ^
écLAlRAGB bAnS tBS MlIfU. $97
y mettant le feu; c'était un ouvrier qui était chaiigé de cette
périlleuse manœuvre : il s'avançait sur le ventre en ayant
soin de se faire précéder d'une longue perche au Bout de
laquelle était une torche enflammée ; lui-même était couvert
d'un vêtement en cuir mouillé. Cependant, le danger était
tel qu'un grand nombre de ces malheureux périssaient. Cette
méthode» aussi barbare qu'insuffisante , compromettait la soli-
dité de la mine ; car , après l'explosion , les galeries s'ébou-
laient et le feu se communiquait souvent au boisage. En ou-
tre, le dégagement d'acide carbonique qui se produisait,
remplissait l'intérieur de la mine et menaçait les ouvriers
d'asphyxie.
On avait aussi imaginé de placer, dans les endroits où se
dégageait du grisou, des lampes dites éternelles. On conçoit
bien qu'on pouvait ainsi brûler le gaz à mesure qu'il se déga-
geait, mais comme on ne pouvait empêcher le dégagement
d'acide carbonique, on évitait un danger pour retomber dans
un autre. On a donc renoncé à ce procédé imparfait dans la
plupart des houillères.
Cependant, le travail des mines était à chaque instant
compromis par cet adversaire redoutable, et tous les moyens
qu'on imaginait pour s'en rendre maître, ne tendaient qu'à
des résultats bien peu satisfaisants. Tel était l'état des
choses, lorsque Davy , à la suite de nombreuses expériences,
proposa une lampe de sûreté qui porte aujourd'hui le nom de
son illustre inventeur.
Davy avait reconnu que l'inflammation du gaz hydrogène
carboné n'avait lieu que sous l'influence d'une haute tempé-
rature; il pensa donc que cette inflammation n'aurait pas lieu ,
lorsque le contact d'un corps bon conducteur pourrait dé-
terminer le refroidissement prompt du mélange.
Il reconnut, en effet, que la flamme du gaz des houillères
ne pouvait traverser un tube métallique de 67 millimètres
de long et de 4 millimètres de diamètre. Il essaya de rac-
courcir les tubes en ayant soin de diminuer en même temps
leur diamètre, et il fut conduit ainsi à s'assurer que des
plaques minces de métal percées de très-petits trous , ou une
gaze métallique à mailles très-serrées, ne laissaient point passer
la flamme. Dès lors, le problème qu'il s'était posé dans le
principe fut résolu.
Ce problème , assez complexe, devait satisfaire aux condi-
tions suivantes :
Incfénieur Civil, tome a. 44
498 QtJATRlÈMB PARTIE. CHAP. VI.
|0 Ne pas intercepter la lamière de la lampe.
3<> Etre perméable aux gaz, a6n que l'air paisse péDétrei*
dans l'appareil, pour activer la combu&tion.
30 Etre imperméable à la flamme, afin que, dans le cas où
l'air qui remplit la lampe viendrait à s'enflammer, i'inâam-
mation ne pût pas se propager dans la mine.
Aussitôt après leur invention , les lampes de sûreté furent
employées dans plusieurs mines da Nord et de l'Angleterre.
Bientôt après, elles furent introduites dans les houillères de
la Belgique ^t du nord de la France, et ce n'est qu'en 18a 5 qw
l'on put parvenir à les introduire dans les mines dn dépar-
tement de la Loire^
Dans les mines de ce département, le nombre des victinia
des explosions a été, pendant les sept années qui ont précédé
l'adoption de la lampe de Davy, de loi, et seulement de 60
pendant les sept années qui l'ont suivie. — Ce qui fait, pour la
moyenne de chaque année, dans cette dernière période, 8,57.
Cependant, dans les mines du nord de l'Angleterre, on
remarqua que le nombre des victimes fut beaucoup plus
grand pendant les premières années qui suivirent l'emploi dr
cette lampe de sûreté. Cela parait tenir à ce qu'on a dooRè
tout d'abord aux travaux un développement beaucoup plus
considérable qu'on ne le faisait auparavant; qu'ensuite, ia
confiance trop grande qu'on a eue dans l'appareil a fait né-
gliger les moyens d'aérage et les soins qu'exigeait remploi de
la lampe, et, qu'en dernier lieu, on a repris, sans assez de
précaution, des travaux infectés de. gaz inflammables abandon-
nés depuis longtemps.
La lampe de Davy, depuis Tépoque de sa découverte, a subi
quelques modifications qpi poitent principalement, i^ sur le
mode de fermeture pour fixer la cheminée; a^ sur l'emploi
d'un réflecteur qui a pour objet d'augmenter l'intensité de la
lumière.
Telle qu'on s'en sert actuellement dans les mines, elle se
compose: i® d'un réservoir d'huile, traversé par un petit
crochet, à l'aide duquel on peut moucher La mèche , sans être
obligé d'enlever la gaze, qui est maintenue sur le rjéservoir an
moyen d'un anneau en cuivre, vissé lui-même sur la lampe;
a* de ia cheminée en toile métallique, contenant environ i44
ouvertures rectangulaires par centimètre quarré de surface,
protégée par quatre ou cinq montants en fer, qui viennent se
fixer sur la plate-forme circulaire du réservoir: la partie supé-
ÉCLAIRAGE DANS LES MINES. 49^
rieure de ce cône est renforcée d'une seconde calotte en toile
tuétallique, pour prévenir Tusure de la première; 3* d'un
réflecteur en cuivre on en fer étamé; 4^ d*un fil de platine
disposé en spirale au-dessus de la mèche. Il est destiné à faire
connaître l'état de l'air contenu dans la mine, et à rallumer
la lampe si la trop grande quantité du g^az l'avait éteinte. Les
figures 35^ 36, ^7 et 38 représentent la disposition de ces
appareils.
Dans beaocoup de mines on se dispense des réflecteurs et
des fils de platine. Le maître mineur, seul, ou les chefs de
poste sont munis de ces appareils complets.
L»a lampe de Davy a le -grave inconvénient de donner
peu de lumière. On a reconnu, par des expériences directes,
que ces sortes de lampes perdent environ un cinquième de
leur lumière. Cette perte devient encore plus considérable suiv
tout vers la fin des postes, alors que les matières fuligineuses
de la combustion de l'huile, et la poussière fine du charbon,
se sont déposées entre les mailles de la toile métallique. En
Angleterre, on avait remédié à cet inconvénient, en adaptant
extérieurement au cylindre; à la hauteur de la mèche, une
lentille destinée a empêcher la divergence des rayons lumi-
neux > mais on a abandonné ce moyen depuis l'invention des
réflecteurs qui, outre la modicité du prix, éclairent une bien
plu4$ grande étendue.
Le reproche le plus fondé' qu'on puisse faire à la lampe de
Davy, est que, sous l'influence d'un courant d'air rapide, la
flamme passe au travers des mailles, et cela avec d'autant
plus de facilité, que le courant est plus rapide et la tempéra-
ture des tissus plus élevée. — Davy lui-même avait constaté
défait. — Pour remédier à Cet inconvénient, on a donc cherché
dans les modifications qu'on a fait subir à cet appareil , soit de
soustraire la lampe à l'action du courant d'air , ou d'empêcher
que le cylindre lie s'échauffe.
- Lampe de Roberts. Roberts présenta à la commission d'en-
quête de la chambre des communes , une lampe qui tire sa
propriété conservatrice du même principe que celle de Davy,
mais elle en diffère cependant par un assez grand nombre de
points pour ne pas être considérée uniquement comme une
simple modification.
lia toile métallique est entourée jusqu'aux Jeux tiers par un
crylindreen cristal, maintenu eu place par un autre cylindre
en cuivre, qui entoure la partie supéileare de la toile métal-
fkïO QUATRIÈME PAATlE. CMAP. VI*
Jj^ue, et se vïjise dans nn ècfôa en cuivre, La flaraiïi* de I
mèche 5« trouve doulileineQt protégée par le cylindre ea cris
tal i^t par l'enveloppe eu toile m^tollLqae. Lt; cylindre e
verre lu garantit de ragitation de l'air, et prévient ainsi !
trop grand échauffe m eut et l'aUératiou des cylindres. — Si <
cylindre vient à se briser par une cause quelconque , il res
encore la toile mëtallic|ue, et l'appareil offre encore le mcii
degré de sûreté cjne la lampe de Davy. On a opposé dcï
objeetîonï aux lampes de Robert» ; l° la fragilité du verr
Mais elle ]>araît peu fondée ^ car le cylindre eu cristal épa
est bjea protégé contre toutes les chances de rupture qi
pourraient survenir du dehors. Cependant ces lampes de
iraient rester en repoa d^ns la mine, et ne servir uniqnemeo
qu'à l'éclairage des piqueuta. Il faudrait éviter, au tant qw
Îiossible^ de la proineuer dans les travaui, k ta suite des n»
eiirs de cbarbon.
La seconde objection^ qui me parait plus fondée ^ est quel
lumicre est encore plus faibb que dans les lampes de Davy.-
C'^st là un fait itnportant, maî^ qui, cependant, ne doit pa
faire rejeter l'emploi de cette lampe ^ qui oft're la plus grand
garantie contre les chances d'explosion. NJ;ïlgré eu la , l'usif
en est peu répandu danj les mines, à cause sans doute de soi
prix qui est trois Fuis plus élevé que celui des lampes Bavy.
La tampe de MuesUr est à T>ea près semblable à celle qui
nous venons de décrire , mais elle en diffère sur qtielqoe
points. La Hamme est renfermée dans on cylindre en Terr
très- épais, lequel est surmonté d'une enveloppe en toile mé
tallique. Les f^^z qui ont servi k la combustion s'échappen
dans une cheminée en tâle placée au-dessus de la mèche, h
liauteur de cette Lampe est de 3j centimètres, ce qui lu
donrte un poîd^ bien plus considérable que les lampes de Davy
et c'est nu reproche fondé qu'on peut adresser à ce mode d'î
claira^e de sûreté. L'enveloppe eti verre est recuite de ma-
nière à ne pouvoir se briser par la projection de l'eau. Elh
doit être a usai protégée contre les chocs ^ car, sans ces pré'
cautions» toute sûreté serait illusoire. Cette lampe a le prin-
cipal avantage de donner un pouvoir éclairant su pé rieur aoi
lampes de Uavy et de Roberts.
Lampe Dumènil. Cette liimpe fut prégentée à l'Académie deJ
sciences en i S^S. Elle est établie sur un principo analogo^
am lampes Roberts et Muesler, mais la construction en »<
fort différente, M réservoir d'huik esl ftxé UtéraiciDa[it,et
ÉCLAIRAGE DANS LES MIRES. 5oi
la mèche est plate et alimentée par deux courants d'air qui
pâirtent de deux tubes iiicliués fixés au fond de la lampe. Les
extrémités de ces tubes sont recouvertes d'une toile métal-
lique, qu'il est facile de changer en cas d'usure. Un cylindre
épais eu cristal, pesant un demi-kilogramme, est maintenu
entre deux plates-formes par des rainures remplies de laine.
Une grille en tôle de fer réunit les deux plates>formes par trois
bouioiis. Ou peut y adapter un réflecteur. Le cylindre en
cristal est surmonté d'un double tube en fer-blanc; celui inté-
rieur est mobile , et présente à la flamme une ouverture plus
large; il active le courant d*air, et protège ainsi le cristal
contre la chaleur et la ftimjée. Cette lampe peut avoir 4o cen-
timètres de haut. Son prix d'achat varie de 4 à 7 francs. Cette
lainpe fut soumise à de nombreuses expériences par M. Gru-
ner, professeur de chimie- et de métallurgie à l'Ecole des Mi-
neurs de 8aint-Etieune. Voici le résumé de son rapport :
« La lampe de M. Duraéail parait être : i** d'un emploi
» moins dangereux que la lampe de Davy, toutes les fois
m qu'elle sera destinée à être suspendue ou à être posée à
n terre.
v 2^ Elle est moins simple et plus volumineuse que la lampe
If de Davy, mais elle éclaire beaucoup mieux , et doit mériter,
n 60US ce rapport aussi, la préférence.
M 3® La fragilité du verre ne paraît pas être la cause d'un
w Jauger bien réel , si la lampe n'est pas mise entre les mains
m des traineurs de charbon.
» 4** Celte lampe présentera, toutefois encore, des chan-
» cesd*ex|>tosion, tant que l'on ne parviendra pas à fermer
. la partie supérieure de hi cheminée par un treillis mé-
» talliqtie. »
A l'époque de la découverte de cette lampe, l'auteur en
adressa quelques-unes aux mines du Creusot, on elles furent
essayées; in;]is nous reconnûmes bientôt les mêmes inconvé-
nients signalés plus baol par M. Gruner : son poids est trop
considérable, et sa forme trop embarrassante, pour la confier
à (les mineurs qui descendent dans les travaux au moyen d'é-
chelles verticales déjà fatigantes par elles-mêmes. Ces lampes
ne conviennent, à notre avis, que pour l'éclairage des tailles,
Bt doivent toujours être en place. C'est une condition indis>
pensable pour rencontrer dans cet appareil les garanties de
^nreté.
Nous avons représenté par un plan^ une coupe et une élé*
5<n QUATnifcl» PARTIB. CHAP, VI.
vation (fig, Ig, 4o et 40> 1^ lampe de M. Duméni], telle que
nous l'avons décrite.
Il nous reste maintenant à dire quelques mots sur les pro-^
priétés du gaz hydrogène protocarboné, et sur les endroits ou
il se rencontre le plus fréquemment.
Ce gaz se compose de deux volumes d'hydrogène et d'un
volume de vapeur de carbone condensés eu un seul. Sa pe-
santeur spécifique est de o,555.
C'est dans les mines de houille grasse que ce gaz se ren-
contre le plus souvent. Il se dégage soit de la surface même
de la houille, dans les pores et cavités de laquelle il estreo-
fermé sous une forte pression, soit des feuillets du schiste,
soit enfin des fentes du grè^.
Ce gaz s'échappe plus facilement des surfaces de la houille
nouvellement mises à nu, que des surfaces déjà anciennes.
Ainsi, en règle générale, on pourrait établir qu'il est plus
abondant dans les travaux en activité que dans les vieilles
exploitations; néanmoins, comme celles-ci renferment sou-
vent des espaces vides dans lesquels l'air ne circule point, le
gaz s'y accumule, et forme, au bout d'un certain temps, de
vastes réservoirs d'où il s'épanche abondamment dans les ga-
leries voisines. Le gaz hydrogène carboné se mêle avec l'air
répandu dans la mine, à mesure qu'il se dégage; toutefois, ea
vertu de sa faible densité , il se porte de préférence dans les
endroits les plus élevés de la mine, et dans ceux où le coa-
^ rant d'air est peu actif.
Mêlé, dans de certaines proportions, avec l'air atmosphé-
rique, le gaz hydrogène carboné détonne à l'approche d'an
corps en combustion. Les produits qui en résultent , sont de
l'eau et une quantité égale à son volume d'acide carbom'qne.
c'est cette dilatation subite des gaz et de la vapeor d'eau qui
produit les courants les plus violents, et, par suite» des ra-
vages épouvantables dans les mines.
En mettant eu contact un mélange d'air atmosphérique
avec le gaz inflammable, Davy a observé les résultats sui-
vants :
(F'oir le Tableau à^conire.)
D'après ces observations, on voit que le mélange le phs
détonnant est celui composé de i de gaz, et 7 à 8 d'air. Les
lampes s'éteignent tout-à-fait lorsque le mélange est conposé
d'un tiers de gaz hydrogène carboné et de deux tiers d'air at-
A^RAGE DES MINES.
5o3
GAZ
delà
AIB.
boaille.
i
2
i
5
1
4
1
6
1
7
i
8
i
9 à 14
1
15
i
16 à 30
OBSERVATIONS.
Le mélange brûle gang détonnatîoo.
Id, id.
Jd, id.
Inflammation. — Bélonnation légère.
Id» Bétonnation plus forte.
W. id.
Idp Détonnation décrois-
sante.
Ne 8*enflamme plus. — La flamme de
la bougie s'éteint.
Ne s'enflamme plus. — L'élargissement
delà bougie diminue graduellement.
niosphérique. Dans ce cas^ on ne peut le respirer sans de
{graves inconvénients.
Avec les appareils perfectionnés , un accident est encore
chose possible : la plus légère imprévoyance suffit pour pro-
duire les résultats les plus désastreux : la chute d'un corps
quelconque sur une lampe, la rupture de la toile métallique,
un courant d*air provoqué par un éboulement, mille autres
causes , enfin, impossibles à prévoir, peuvent rendre inutiles,
en un instant, toutes les précautions qu'on avait soigneuse-
ment prises.
Une ventilation bien ordonnée dans l'intérieur d'une mine
est , sans contredit , le moyen le plus sûr de diminuer les
chances d'accidents, en simplifiant le rôle que les appareils
d'éclairage de sûreté sont appelés à remplir. Nous allons donc
nous occuper de cette importante question.
SECTION II.
'AÉRAGE DÉS MllfES.
L'air des mines et de toutes les excavations souterraines est
altéré :
i» Par la soustraction d'une partie de son oiigène;
a® Par les gaz étrangers qui se produisent dans les travaux
et qui se réndùYdlent constamment.
5o4 QOâTftjÈME I-ABTIE. C»A|>. VK
L'oiiQènç Ht enlevé à Tair atiaospliériijue pat Ici came»
snïvaules : b rf-spiration des ouvcitics, la combustiaii dei
)an}pe:^ par la décomposlcioa cbLmicjue des matières qo'on etti-
pjuie dans Les mines ou qui /y rencantreEit} et par ta déli^-
^ratiou de la poudj'e qu'on emploie à 1 abattage des roches.
ïjeis gaz qu'oa rtiucoutre le plus sauvent àaas les mitiif» &aot:
1° DdiiSh les mines de nieteure et d'ar^emc r des vapeurs
mercuriellea et ars^enîcales;
a"* Lad de carbtiuÎÉ^ue j
3** L'azûte en etcès \
4° L'Ky-drogËae protocarboné pur, ou méiangè d oxigéfl^j
5* L'h}drO(jèi>e $ulh&ré;
6° L'oiide dp carbone ]
7" L*acide sulIPureui;
Û' Des miasmes qui âont des gaz îndêfîiîisftables h PatialysË,
<t qui répiiudent daus ies eica va Lions une odeur infecte, eo
flKerr^ntsur le$ lio^mCA qui les respueot une action Forte-
meiït deletèi'e>
Air uUmuf^ihûrhfae, il est COmpO&é de 3i parties, en volume
il^oiigèiie et de 79 d azote ; ou, en poids, ï3,jo d'oiigénr
et 7^,^ d'azote:. |J cou tient toujours, eu outre, de ï^niàt
carbonique » mais en très -petite quantité , environ un mil-
lièitie^ et un peu de vapeur!> d'eciu. La pesanteur ïpédbijuf
de l'ail' sec ou privé de vapeurs d'eau étant priàc pour uniic ,
la pesanteur de l'o^ijèue s^ra représeutée par. . , r, loiti
Celle de l'azote par * , . o, ^76
Celle delà vapeur d'eau par, . 0,634
L'air e\^>irê pur les poumons ne contient plus que 1 8 d'oii-
gène, '6 d'acide carbonique et 79 d'azote. Le volume d'air io-
S]^trè par un Lomme est d'environ 19 mètres cubes par lingi-
quatre lieores^ on 79? litres par benre.
Aciiïc€tiiitomifu^, Il est composé d'un a tÛf ne de carbone et
de deux atomes doiigène, ou, en poids ^ de ^7,^6 de car-
bone et 7^,64 d'oTtigène, Sa densité est de ï,5î45, l'an
élant I. C'est en vertu de celte pesanteur que ce gat, qaaoJ
Tair est tr-in quille, occupe toujours les régions les pUid^ bisî^
des eicavatjous. H éteint les coipi en combustion. On eaîinir
qu'il faut ii^o d'acide carlKinique dans l'air punr provo^^er
l'aspKyxie. i>a formation daus les mines est priocipuleitieni
due à Ja respiration des homme*, à la combustion des cbao^
délies ou de i'huile, à ia houiîle eo contact avec lair atnio-
s|jbérijiue, et à U décomposition deâ msitières vitm«ks ^
pétales.
AÉRAOE DES MINES. 5o5
On ne doit pénétrer qu'avec les pins grandes précautions
dans les endroits où l'on soupçonne la présence de ce gaz. On
doit préalablement jeter un corps enflammé pour voir s'il
brûle, ou faire descendre une lampe allumée.
Au>te. Sa pesanteur spéciâque est représentée par 0,976.
Ce gaz est aussi impropre à la respiration , mais son action
sur l'économie animale n'est pas aussi nuisible que celle de
l'acide carbonique. L'air atmosphérique, appauvri d'ozigène
jusqu'à un certain point, et, par conséquent, plus chargé
d'azote , peut encore être respiré sans aucun danger, et entre*
tient la combustion.
Hydrogène sulfuré. Sa pesanteur spécifique est de 1,191a.
Ce gaz exerce sur l'économie animale une influence délétère
très-grave. Il se forme toutes les fois que le soufre est en con«
tact avec l'hydrogène naissant ; aussi sa présence est-elle fré-
quente dans les mines où il se rencontre des pyrites de fer. Il
se développe encore dans la décomposition des matières ani*
maies. Plusieurs sources minérales en renferment, et, par
cela seul, il pourrait se foire qu'il pénétrât dans des excava-
tions au travers des fissures de la roche.
AcùUi sulfureux et oxide de carbone. Ces gaz se forment à la
suite de la déflagration de la poudre de mine, et de la com-
bustion vive de la houille et des boisages dans les houilles en
feu. L'oxide de carbone , dont la pesanteur spécifique est de
0,9^7, prend feu à Tapproche d'un corps en ignition , et brûle
avec une belle flamme bleue. Dans les mines où l'on a à com«
battre les incendies qui s'y déclarent , on rencontre très-sou«
vent ce gaz, qui prend fou à l'approche des lampes.
L'acide sulfureux se dégage naturellement dans le voisi-
nage des volcans brûlants. Sa pesanteur spécifique est de
3,1204.
yapeurs mercurielles. Elles se développent dans les riches
exploitations d'Ydria , de Carniole et d'Almadan , etc. Une forte
ventilation ne saurait priver la mine de la présence de ces vapeurs
qui exercent une action des plus délétères sur les ouvriers.
Vapeurs arsenicales. On les observe principalement dans
les mines où on exploite l'arsenic des arseniures. Ces vapeurs
sont convenablement chassées par un aérage actif, et ne
paraissent pas exercer une influence pernicieuse sur la vie des
ouvriers.
Aérage naturel.
Quand l'air s'introdoit dans une minet et circule dans les
s ©6 ^tJATllÙME FARTtE. CHAP- V|*
galerÎÊa pnir la seule mflueuce dm différences de poiJs spèd«
fiqoet enire l'air atmosphérigite et Tair contenu dans 1tistr.?<
vaui, Taérage est dit natartl. Au contraîre, it en nrii^éel
lorsque, par t'iïi«ufïîsanc;e de ce premier moyea, ou a recour
il IViDploi d'utie ftjrcé motrice quelconque et contiiiucl^^mch
agissante. On doit donc toujours connut; uceF p^r dunoi^r au
travauit qu'on entreprend une dispsitiûn teJle que Tuerait
naturel soit «u^^ant ; mais cela n est pas toujours possible
et* djDâ les mines qui pftreiit un (jraod dévejoppeineat, tj
ûA forcé d'avoir recours à une &iïcoude force que doit tepec
daot aider U première. Le caa le pins simple qui puis^ i
pjnêsËUterj est celui uù l air doit ae distribi^er dati^ des Ira
vâRi (|ui ne communiquent su jour que par une ^ule ou
Viirture. C'est celui que nous allô us exanaiuer en premic
lieu^
à'mti *rl fjakries en crtusemenu Par Tes propriétés de dif^
slondunt jouisseal les gaz, l'air peut facilement se renouvc
1er ddiis ces sortes d eEciivationâ.
Dans le percuQe dun puit^, lorsque les parois de la rot'ln
ne liuisfrent écliapiwr aucun ^az d'uue nature parUcnliètr
l'a à rage se fait très-bi^n Thiver, mais plus difficilement l'ett
Djns le premier cas, l'atr du fond tlu puits, échautfé par In
lampes et le tiraj^e des coupa de mine, se trouve moins Jenfl
que l'air extérieur, et, par con^uent, cetid à monter en
vertu de ta plus ^jrande légèreté. Pendant leié, le contraiti
a Lieu, à moins ^ i^epetidant, que les dimensions du puit^ de
ioient tnès-grandes ; ce qui permettrait une dïfFusiou ^^u
complète, et. par ^ite, un mélange à peu près à la tnéiH'
temfri! rature qu'à lexcèrieur. L'eau qui filtre au truvers à^:
parois de la roclie ^ en entraînant avec elle une certaine quiiL
tité d'air, facilite beaucoup Faéra^e naturel et détermine et
courauls.
Pour une galerie dont la pente serait ascendttute, Pajénf^
se ferait mieujE en été qu'en hiver, et si ra^vaucement se faisalï
dans une couche de charbon, on conçoit que, dans ces méine:
ciriMinsùiuces, un dé(^agement d'acide carbonique ne nuitiu
pas, taudis que La pré^eDce de L'iiydrô^ène proiocarhane ge
nerait beaui^uup. 8i la galerie était hori?^ontale el de dimeu
sions suffisantes, il s'établirait naturellement deux courants ti
sens cou traire^ Tun au-dessus du snidela ffalcrie, Tancre^
la couronne.
Parveuuâ â tme certaine profoaUeur et à uua ceîUiae S^
AÉRA6B DES MINES. . 5o7
tance, l«s puits et galeries ne peuvent plu« s'aérer naturelle*
ment. Il suffit généralement, dans ce cas, de les diviser en
deux compartiments, en ayant soin de boucher hermétique*
ment les puits avec de la mousse ou de la terre. S'il s'agit d'un
puits , la cloison doit être parallèle à l'axe ; on surmonte or^
dinairemeut l'une des deux de quelques mètres au»dessus du
sol » pour activer le courant d'air. Pour une galerie, elle sera'
ou parallèle ou perpendiculaire à Taxe. Souvent aussi, au lieu
de compartiments, on place dans l'angle du puits ou de la
galerie, des coffres en bois dont la section est quarrée ou rec»
tangulaire. (es coffres, dont les extrémités sont taillées en
biseau, s'assemblent les uns dans les autres; et on calfate les
joints avec des étoupes ou de la terre glaise. On ne doit pas
craindre de donner à ces caisses, que l'on fait généralement
en sapin • une grande section , car , plus la section sera
grande , plus il entrera d'air. A des profondeurs plus consi-
dérables encore, en été ; par exemple, où l'air des travaux a
plu$ de densité, ces moyens d'aérage sont souvent insigni-
fiants ; il convient alors d*employer un ventilateur qui refoula
de Tair pur dans les puits ou galeries. Un homme seul suffit
ordinairement à cette man<Bavre.
Ceis oU les travaux communiquent au jour par deux ou
plusieurs ouvertures.
En prenant le cas le pins simple , celui où une galerie com-
munique avec deux ouvertures au jour , il est évident que la
circulation de l'air s'établira, pourvu, toutefois, que les puits
soient à des niveaux différents.
Les travaux d*une mine se composent d'on grand nombre
de galeries, percées dans tous les sens, qui se communiquent
entre elles. Elles sont établies dans le gite même qu'on ex-
ploite et disposées souvent à différents niveaux. Dans ces
sortes de travaux, quand il n'y a pas dégagement de gaz
nuisibles, et que les ouvertures, communiquant au jour, ne '
sont pas très- éloignées» l'aérage s'établit naturellement bien
en ayant soin d'élever davantage au-dessus du sol un des orifi-
ces d'entrée on de sortie d'air. — En hiver, l'aérage est si actif
qu'il devient indispensable de modérer la vitesse du courant,
pour ne pas gêner le travail des ouvriers. A cet effet, on établit,
dans les galeries principales, des portes qui ne laissent passer,
par une fermeture imparfaite, qu'une Quantité d'air suffisante,
qu'on peut augmenter ou diminuera volonté. On rétrécit encore '
5o6 QUATHl titË FARTIE. CKAf. 'TL
les galeries de passage ^ l'air, en dprouvaut une plus grande ré
sistauee^ se distribue avec moins de force. On a vu que J es cqu
rants d'air cbarigeut eit hiver et en été: qu'aijisi, le puit
d'tîiitree d'air dans L'hiver ^ devient Torifice de sortie en étc
Cel;i n'est vrai qn autant qtie la te m |ié rature de la roche dé
termine seule rinBuente des courants; — mais, générale
metil , dans tes mines ^ et principalement dans celles de buuîll
le dégagement du (jaK hydrogène proto-^carboné , joint à 1
chaleur déveluppée par des parties de charbon qui bruleut^soi
cause que le sens du courant reste toujours le même en été <
en hiver.
Pour les travaux qui communiquent au jour par pUsienr
ouvertures, raénigest-tabht encore bien plus faciktucnL Et
en général, il devient d autant meilleur^ que le& orifices soni
plu» muLtipUés.
l/aérage naturel offre j en résume, beaucoup d'irrégulartc
et devient presque toujours insuffisant dans les mine^ qui on
un très'grand développement, et surtout quand Jes putt; d
sont pas très^ rapproché s ; on est donc obligé, pour y faire àr
cuterde l'air en quantité sufEsante, de recourir à des moyen
artificjets.
Aéregi aHifcicL
Nou5 venons de voir que l'air , en se distribuant dans k
mines, établit des courants qui assainissent les travaux ; mai
il arrive que, quand les travaux ont un certain dévelop
pement, cette circulation n'est pas assez active pour chj«
tous les gax qui prenuent naissance. Dans ce caSj on bi
usage d'une grille, qu'on suspend dans rintérîeur du puiitsc
qu on nomme tac/eu. — Ce tocfcu est tiîaintenu par an
chitine métallique , qui ^enroule sur le tambour d*un treuil
l'oriRce du puits. Cette disposition nest p«ïs avantagieu^e , ca
le tirage étant en raisoD directe de la colonne d'air échaufîiw
on con«;oit que ce foyer doit occuper la partie la plus b^
du puits. — Il convient alors de placer le foyer dans nn
|!;alerîe au rocher^ pratiquée aux alentours du puit!).
Ct^tte disposition ne saurait convenir quand la mine es
sujette à une praduclkm de gax inflammable ; car l'air deve
naut explcsiF, s'enflammerait lors de son passage sur le fovei
et de là Icxplosion , en se propageant dans Tintérieur des tra^
vaux, causerait les plus gravess accidents. — Il convient doac
dans ce cas, daliment<;r la combustion du foyer par un co»
fant dair pur, venant directement de reitérieur, ou par «M
AERAGB DTS MINES. 5o9
courant qui n'ait parcoarn que des galeries saines, — ou bien
encore , si Ton veut employer l'air qui a parcouru le^ travaux,
on ne le fait arriver sur le foyer qu'après avoir traversé des
diaphragmes en toile métallique , ou d'étroits et longs tubes
métalliques, de manière à ce que, l'explosion venant à se ma-
nifester, elle ne puisse refluer dans la mine. Dans les houillères
du Nord, l'air qui arrive sur le foyer n'a point circulé dans
les travaux, mais il vient le plus souvent du jour par des pe-
tits puits appelés beurtias, percés^ côté du grand puits d'extrac-
tion. — La cliambre qui contient le foyer d'appel est en
communication, d'une part, avec les beurtias, et de l'autre
Avec le puits principal qui sert à l'extraction de la houille et
à la sortie de l'air. Ce foyer est muni d'un régulateur qui
permet de donner la quantité d'air destiné à activer la com-
bustion : — c'est une double porte percée d'ouvertures, el
placée dans la galerie qui conduit des beurtias au foyer. L'air
échauffé s'échappe par une cheminée qui débouche dans le puits
d^ extraction à 20 mètres au-dessus du foyer. Cette distance est
convenable pour éviter que des étincelles ne puissent arriver
dans le puits où remonte l'air vicié. La galerie conduisant les
beurtias à la voie de retour, doit être soigneusement fermée ,
afin que , dans aucun cas, l'air sortant des travaux ne puisse
arriver au foyer.
Si Ton n'avait pas une descenderie principale d*air, on
conçoit qu*à l'aide du puits d'entrée de Fair, on pourrait, au
moyen d'une galerie , mettre en communication une certaine
quantité d'air pur avec le foyer. — On en réglerait, comme
précédemment , la dépense an moyen de portes percées de
petites ouvertures.
Dans le nord de l'Angleterre , toutes les mines sont ven>
tilées par des foyers d'aérage. — La méthode qu'on emploie
diffère de celle que nous venons d'indiquer, et n'offre pas lé»
mêmes garanties de sûreté.
L.e champ d'exploitation est divisé en compartiments, ou (ftiar-
tiers séparés les uns des autres par de longs piliers de houille
in tacts. — Cette disposition permetd'aérer chaque partie par un
courant particulier; et on choisit, pour alimenter le foyer, le
compartiment qui contient le moins d'hydrogène proto-car-
boné. Les autres courants se rendent dans le puits à un nivean
différent. — Les dispositions du foyer, les régulateurs, sont
d'ailleurs les mêmes que dans la méthode précédente.
Ingénieur Civilj tome 2. 4 5
5lO QUATRIEME PAÏITIE. CHAP. VU-
Calorifrrû de M. Cockerill.
Lfl TQatiiïiain de lempc rature communiquée par les foyer
d^aéragCt cJ^ins Us mines de lionille de l'AngFeterre et da non
de la FrancCi est de ma 20 degrés centigrades au-dessus d
1,1 tËmpfir.'itLirQ ordinaire du courant d'air ascendant ; de sort
que ):i tetnp^mture du couriint d'air chaud ascendant ne d«
puâ»epas sensible^mcnt 4d dtïgri^s centigrades.
La ï|uanlitË de comhuâtiLLc brûlé sur un foyer d'aérage e
sensiblement proportionnelle ja produit de la masse total
d'air échEiuffé p-ir raclion du foyer, par l'accroissement cJ
température qui lui e£t communiqué. Ainsi , plus la teropé
rature de l'air chauffé ^«ira élevée, plus la dépense eu combu»
tiUle Sflra yrnnde ; vX , pour iiu^menter d'une raan>ère notabJt
la Force du courant ventilateur, il faudra porter la tempéra-
tarc de lacoloi^ne d'air cliiiud à un degré très -élevé ; et toul
accroiaâemeiit de température au-delà de 4o à 5o donne liei
à un accroissement presque nul dans la circulation, comme 01
|T«rut le voir en jetant les yeux sur le tableau suivant.
Temp^ALiire
Nombres
propof lionoela à la
Nombres
de l'air ascendant
niasiio d'air
proportionnels
en
qui Bon dans Tunité
aux quantités
degrés ocnligrades*
de temps,
op a Tnclivité
i\e la Circulation.
de combustibles
brûlés.
30
45
45
m
£il
102
m
58
174
eo
G4
256
100
79
632
CHAPITRE VU.
EXTRACTION JDES MINERAIS.
L'eïtractïon des matîërâfl, c'est-à-dire le transport des mi-
nerais depuis le fond de la tiûne jusqu'au dépôt, n'est pas dif-
Ëcile ■ mais le^ frais en sont considérables. Nous diviserons ce
transport en troi5 séries :
J^ première cumpreud» le transport intérieur^ à partir da
EXTRACTION DBS MINERAIS. 5ll
lieu OÙ tes matières ont été arrachées jusqu'au puits principal,
ou Tembouchure d'uoe galerie.
La deuxième s'occupera de l'élévation des matières du fond
du puits à son embouchure.
La troisième, enfin, traitera de la conduite extérieure de-
puis l'embouchure du puits ou de la galerie, jusqu'au lieu
d'entrepôt.
SFXTION PREMIÈRE.
pu TRANSPORT INTERIEUR.
Le transport peut se faire dans des galeries horizontales on
inclinées, dans des puits verticaux ou inclinés, par des hom-
mes , des chevaux , des machines ou des canaux souterrains.
Quand ce transport se fait par des hommes, ils jportent le mi-
nerai, le tirent ou le poussent.
Du Transport pur hommes.
Le transport qui se fait en portant est le plus dispendieux ,
on n'en fait usage que quand ou ne peut faire autrement.
C'est ainsi que dans certaines mines du Mexique, l'homme
monte sur une échelle verticale, située dans le puits, chargé
d'un sac attaché par des courroies , et dont le poids est de 2 5
kilogrammes. Dans quelques ardoisières de la Meuse, près
Rocroy , on monte les ardoises à dos dans des sacs , ou, si elles
sont façonnées , dans des hottes. Le poids est de 4o à 5o kilo-
grammes au plus, et l'inclinaison des échelles entre a5 et 45**.
On porte aussi quelquefois le minerai sur les mains ou sur les
bras, dans quelques mines sinueuses qui présentent des res*
sauts continuels. L'homme porte alors un petit panier qu'il
appuie contre son ventre; mais ce mode de transport lui est
pénible , il ne peut porter ainsi que 10 à 1 2 kilogrammes à la
fois. Dans d'autres cas , l'homme porte sur les épaules et sur
les bras à l'aide de bricolles. On emploie ce moyen dans les
travaux de recherche. On se sert alors de civières , portées par
(les brides sur les épaules. La charge de cette civière, ou ba«
relie, est de 80 à 100 kilogrammes pour deux hommes.
On préfère employer d'autres moyens, lorsque le sol de la
mine le permet. On se sert alors avec avantage de brouettes,
de traîneaux, charriots, chiens, etc. , etc. I^a brouette la plus
simple se compose de deux planches parallèles qui servent en
roêaae temps de côtés et de bras à la brouette : entre ces deux
planches on en assemble deux autres^ l'une en avant, l'autre
en arrière ; enfin, une troisième forme la plaque de fond. Mais
5l» QUAiniÈME VARTIE. CHAP. VU.
les bras de cette brouette doivent être très-coarts,ce qui ea
rend la manœuvre plus difficile et la charge plus lourde sur les
bras de rhomme. Toutefois, cette brouette est encore employée
dans beaucoup de mines.
Dans le pays de Liège, les bras ont de^i mètre 6a cent, à 2
mètres de long. On fixe sur ces bras des montants inclinés, sur
lesquels on cloue des plancbes, devant, derrière, sur les côtés,
puis, enfin , sur le fond. Cette construction est plus dispendieuse
que l'autre, mais elle a Tavantage de reporter toute la charge
sur la roue. Quand on transporte des matières légères, de la
bouille par eiemple, l'inconvénient de cette brouette, c'est de
causer beaucoup de déchet. Quelquefois on n'empkne qu'un
train de brouette sur lequel on place une eai^se mobile, conte-
nant le minerai. Ce moyen est principalement employé pour li
bouille. Il permet d'élever la caisse au jour*
Des TmineauXi
On a employé, dans les mines de Mons et de ValencieiiBes,
et on emploie même encore aujourd'hui des traîneaux. Ces tiat-
neanx se composent d'un cadre en bois sur lequel on place une
caisse de forme ovale qui peut contenir 100 kilogranames de
houille. L'avantage de ce mode de transport est le même que
celui de la caisse mobile. Dans les mines métalliques , on a
quelquefois employé une caisse d'osier au lieu d'une en bois.
Deux ouvriers étaient nécessaires pour la manœuvre de cette
caisse; l'un tirait en avant, tandis que l'autre poussait derrière.
Ge traiuean exigeait une force assez grande pour être trans-
porté sur le sol , et même quand les galeries étaient trop sè«
ches, on les humectait pour faciliter le glissement. On a depuis
longtemps abandonné ce moyeu.
Des Charriots.
Dans les mines métalliques, on fait usage d'un charrîot ap-
pelé chien. Il consiste en une caisse rectangulaire portée sur
quatre roues. Dans l'origine , il était muni en dessous d'uo
clou ou tige de fer verticale fixée invariablement sur le fond
du charriot. Sur ce clou, on ajustait une poulie ou rouleau qui
descendait au-dessous du sol entre deux traverses, séparées
d'un intervalle un peu plus grand que le diamètre du rouleau.
Ce rouleau sert à guider le chien, de manière qu'il suive tou-
jours la rainure située entre les deux traverses parallèles. Le
chien à clou a été longtemps en usage ; mais on a reconnu que
ce rouleau consommait iautilement une partie de la force.
EXTRACTION DBS MINERAIS. 5|3
L'avantage qu'il présentait, c*est qu'il suffisait de placer dans
la galerie oà il devait se mouvoir, deux pièces de bois étroites:
le clou servait à maintenir continuellement les roues sur ces
deux bandes.
Aujourd'hui, on préfère employer un plancher plus large et
plas uni. Le cliarriot est de même muni de quatre roues , mais
les deux de devant sont plus petites que celles de derrière. Ces
roues sont tantôt dessous le charriot , tantôt en dehors. A Tar-
rière de la caisse est une poignée sur laquelle l'hbmme appuie
la main droite en s'inclinant, et plaçant la gauche sur le bord
de la caisse, de manière à ne faire porter le charriot que sur les
deux roues de derrière. A l'aide de cette poignée et des deux
roues de devant, il lui est facile de renverser le chien quand
il est arrivé au puits de service. On porte environ ioq à i5o
kilogrammes dans ces chiens. Comparant le travail'des chiens
sans clou avec celui des chiens à clou et des brouettes , on a
trouvé qu'il fallait cinq hommes dans îe premier cas, sept
dans le second, et trois dans le troisième pour produire le
même effet. Cescharriots,qui conviennent pour le transport de
minerais pesants et en petit volume , ne peuvent plus être em-
ployés pour le transport de minerais légers et en grand vo-
lume. On se sert alors de charriots sur lesquels on place des
caisses mobiles d'une plus grande dimension.
On emploie des chevaux dans les raines. Dans ce cas, ces
animaux ne peuvent être employés pour porter à dos, mais
seulement pour tirer des charriots ou des traîneaux. Les gale-
ries doivent d'ailleurs être plus hautes et plus larges. Tous ces
différents moyens peuvent être employés quand la galerie dé-
bouche au jour ; mais lorsque legtte du minerai est très-pro-
fond, on le transporte jus({u'à un puits vertical, d'où il est
élevé à l'étage supérieur, à l'aide de caisses , par des treuils ou
des machines à vapeur.
Quand on emploie des hommes pour le transport des mine-
rais dans les galeries, il convient de les payer à la tâche.
SECTION IL
EXTRACTION DIT FOND DBS PUITS.
On emploie à cette extraction diverses machines , mues par
les hommes , les chevaux , le vent ou la vapeur ; mais leur dis-
position principale consiste en un treuil vertical ou horizontal
sur lequel s'enroule un câble qui porte une benne. Les treuils
mus par les hommes sont horizontaux ; ceux mas par les che-
yaux sont verticaux.
5l4 QUATRIÈME PAUTIE. CBAP. Vil.
Du Treuil horixontai.
Le treuil horizontal est un cylindre qui porte sur deux pi-
vots ; uue seule corde ordinairementyenroule autour, et porte,
à chttcuoe de ses extrémités , une benne destinée à recevoir le
minerai. Plusieurs tours sont nécessaires, mais suffisent pour
maintenir les deux bennes de chaque côté de l'arbre. Il faut
aussi empêcher que la corde ne s'enroule sur elle-même. A cet
effet, il convient d'employer un treuil assez long pour que
rtioe des bennes soit élevée du fond du puits, sans que h
corde occupe toute la longueur de ce treuil. Quelquefois oo
emploie deux cordes séparées; dans ce cas, le treuil est par-
tagé en deux par une cloison. Il n'a pas besoin non plus d'être
aussi long que le précédent, parce que Ton peut faire enroa-
1er la corde plusieurs fois sur elle-nnéme; il eu résulte que le
diamètre augmente à mesure que la tonne s'élève , et que l'ofl
tend ainsi à rendre moins inégal le moment de la résistance.
D'autres fois, on fait usage d'un seul treuil et d'une seule
corde; c'est dans le cas des puits très-étroits et très-profonds,
o£^ l'on ue peut faire passer deux bennes de Front.
La deuxième espèce de treuil mû par les hommes, est le
treuil à engrenage. L'avantage de cette disposition, malgré la
résistance et le frottement qui sont plus grands, est de pou\oir
se servir de treuils d'un plus grand diamètre , sans pour cela
augmenter le nombre d*homuies employés à le mouvoir. L'a-
Vantage que l'on retire de cette augmentation dans ie diamè-
tre, est de diminuer la résistance proveuantde la raideur du
câble.
La troisième sorte de treuil mû par des hommes , est le treuil
à chevilles, employé principalement dans lescarrières. Ce treuil
est muni d'une grande roue à chevilles sur lesquelles les ou-
vriers appuient leurs mains. Le treuil lui-méaie n'a que 27
centimètres de diamètre, mais la roue à chevilles a de4à5
niètiçiss. Le mouvement, dans ce cas , est très-lent; mab aussi
le poids élevé est énorme. Un danger est ordinairement à
craindre dans cette sorte de machine, c'est que l'un des hom-
mes venant à suspendre ou à diminuer l'ei^'fet qu'il produit, le
loids que l'on soulève ne devienne prépondéraut et n'entraîne
a roue en sens contraire. Mais on prévient cet inconvénîeut
en plaçant sur le bout du treuil une roue à rochet , et avec un
déclic sans cesse appliqué sur cette roue , on prévient ainsi tout
accident qui pourrait avoir lieu.
fa
BXTRACTIOlf DES MIRERAIS. Sj5
Enfin, une dernière espèce de treuil, est le treuil à tympan.
Ce treuil est partage en deux parties , sur lesquelles viennent
s'enrouler deux câbles ; il est muni, à- chacune de ses extrémi-
tés, d'un tambour dans lequel on fait marcher des hommes. Ces
tambours engeudrent de grands frottements et rendent le tra-
vail assez pénible.
Du Treuil verticaL
Les treuils mus par des chevaux sont avantageux à em-
ployer, parce qu'iin cheval équivaut à 6, 7 ou au moins 5 hom*
mes , et coûte moins queux. Ces machines sont en très^grand
nombre ; nous bornerons leur description à trois sortes.
Machine à molettes.
JElle tire ce nom de poulies de renvoi qui servent à rame-
aer le cabl^ dans Taxe du puits. Cette machine est d'une con-
struction très-simple. Elle consiste en une ferme placée dans
le plan vertical, passant par l'axe du puits. Cette ferme est
composée de deux pièces principales inclinées sur je sol : elles
sont retenues par deux moïses plus hautes qu'épaisses, et qui
sont traversées par des boulons à vis. Deux liens traversent
ces moïses et vont s'assembler au-dessus de la ferme avec une
pièce verticale que l'on nomme aiguille ; et pour rendre tout
cet échafaud stable , on place des lieus obliques. Au-dessous
des moises se trouve fixée une pièce de bois retenue par des
boulons. Pans cette pièce se trouve encastré un collier demi-
cylindrique , qui . sert à recevoir le tourillon de l'arbre du
treuil , ou tambour. Au-dessous du tambour est fixée une tra-
verse à laquelle on attache les palonniers. Le diamètre de ces
pe>tites machines est de 5 mètres^; la hauteur de la moise est
aussi de 5 à 6 mètres au plus.
Dei Tambours.
Le tambour des machines à molettes est ordinairement
cylindrique. Ce cylindre porte trois entailles dans lesquelles ou
place des cadres de bois- Aux extrémités de ces pièces , on
assemble les jantes de manière à former une roue horizontale,
li ne reste plus alors qu'à fixer, dans toute la longueur de ces
rouages, des planches étroites un peu oOurbes, On divise quel-
quefois le tambour en deux parties^ et l'une d'elles est Ukfh-
bile autour de Taxe. L'avantage que l'on retire de cette dis-
position, c'est que lorsqu'on extrait le minerai» tantôt d'une
profondeur tantôt d'une autre, 11 y aurait de l'inconvénient
à laisser «u €abi« la méiod îongueiu développée dans ks
Sifi QETATAlkUE PARTIE* CBAF- Vil.
Des Mfichinf^s h^drauUffues.
L'atsnlage qne iiréseEtteiit \f% machine!! hyditauIîqueA d'^i-
iractLon, ce§t quelles scrvetit i enlevef une grande quantité
de matières en pen de l«mps. L«s inachines doni on faii usage
^nt : it& roues h au|{«CSj \es u arias ^ les clisipelets et les machi-
nes à coloane d'eau.
Des Machin f A à rw^pcur.
Dans les pays oii le combustîhifi est â bas prîi, ccnnuw
[ii\t exemple dxiris lea districU houillers, les machines à va-
peur oFfreat ^ sans contred 1 1, les plus ^r^a Js avantagea, — Daos
ce cas , une lUnichine à vapeur doit «iHtiâfjiiT'e à deux conditbas
eïieulidUrïi : i° pouvdr altcriiatîvemenc faire tourner l'u^
bre moteur d»os les deux sens ;, 3° iraprimEr à la benue
dentraction une vitesse à peu près uniforme,
Lei machines à vnpeur principalement employées dans leï
mines sont des macbîneâ à double eiïci^ à cylindre vertical,
dans lequel U vapeur agit à basse pression. — Dans quelque
bondièrcs, prîucipalement dans les Lasâitis de la Loire et de
SiAne-ïC-Loire^ on raitussge, depuis quelques années, de ma-
ehine^ également ii double effet, mais â cylindre horizoïitali,
dans lequel la vapeur api ta haute presaion et saȉ condeuss-
tion. — Kl les sont de la Force de 6, 8;, 1 6 et mcme ïo chevaui.
— Elles coûtent aujourd'hui de 1,100 à i,Soofr* par force de
c^heval ^ y compris le tamliour ,, les poulies , ainsi que toutes
lec ferrures nécess^ïlrefi à la pose.
La consommation eu combustible est vm peu plus forte
que pour les machines â hiisse pressa ion : c'est envirou de lO
ù I /îkilog r atomes r»ar heure et par force de clievaU Le plus
l^rand av^ula^e qu on leur ic<^ouLiaît, c'est de ne consommer
que peu d'eau , et de n eiigcr que des constrnctioos irès-îegè*
res l eu outre , elles sont d'une manœuvre facile.
Des Chaînes sattajin^
On a encore fait usage d'autres machine» .dans lequel le*
on se sert de chaînes sans fin. L'une d'elltis cousiste en deux
chaînes sans fin, qui s enroulent sur deux poulies placées 5ur
Je même plan. Ces deux chaînes sont teuues pnrallèlei par
des barres de fer horizon ta le fi ^ qui soutiennent les caisse^
d'extraction. L'inveoteur de cette machine a proposé de ras-
sembler tout le minerai à rextrémilê d'une galerie, et d'y
placer une trémie. Quant la caisse approche de la tréroie,trTi
'^lic la fait osciller, de manière que le minerai toinl>e dans
EXTRACTION DES MlIIEHAIS. $17
la caisse, et la remplit. L'ouvrier charge continiiellement la
trémie à la partie supérienre ; les caisses se versent sur un
plancher incliné. Ce mode d'extraction a été proposé pour des
minerais de plomb.
Un autre moyen, quoique analbgue au précédent , aété pro-
posé pour l'extraction de la houille, qu'il importe de ne pas
briser. Il consiste en deux grandes roues placées sur le même
axe, et qui supportent deux chaînes sans 6n. Â côté sont deux
roues dentées, qui engrènent dans deux pignons placés près
du sol. Les chaînes sans fin sont de même maititeiiues paral-
lèlement par des barres transversales , qui supportent des
petites chaînes à crochets servant à soutenir les paniers dans
lesquels on charge la houille. L'avantage de cette disposition
c'est que, lorsque la tonne arrive au fond de la mine, à l'en-
droit du chargeage, l'ouvrier n'a qu'à saisir le crochet de la
petite chaîne pour l'accrocher à la barre horizontale ; puis,
lorsque la tonne arrive an jour, un autre ouvrier décroche
cette tonne et en attache une vide.
Des Compteurs.
Il importe, dans toutes ces machines d'extraction , de con-
naître le nombre de tonnes que l'on élève dans un temps
donné. A cet eftet, en emploie des compteurs qui fout con-
naître en même temps la hauteur de la tonne dans le puits.
Ces compteurs ont été depuis longtemps mis en usage dans les
roues hydrauliques, pour calculer le nombre de tours qu'elles
foui dans un temps donné.
Des Cables.
Pour élever les tonnes de minerais du fond des puits , on
se sert de chaînes, de cordes ou de cables. Les cables du-
rent pea dans les puits oii il tombe de l'eau. Les chaînes ont
l'avantage de durer plus longtemps, mais elles entraînent
avec elles un grand poids. Toutefois elles conviennent exclu-
sivement pour des puits dont les parois sont obliques. Quand
une chaîne vient à casser, elle cause ordinairement beaucoup
de dégâts. Les cables cassent rarement sans qu'on prévienne
leur rapture.
Les cables ou cordes dont on fait usage sont le plus sou-
vent en chanvre I les cordés en cuir sont en usage dans les
mines de fer de Suède, qui sont très-sèches. Ces cordes, dit-on,
durent lo ans. On fait aussi usage de cordes métalliques.
Elles ont l'avantage d« ne point s alloDger autant que celles
6l8 QUATmÈHB t^AKTlE. CHkP. TO-
en chanvre» Elles ne fbrfïieiit en tardant dans an sens cbaeun
«les BIk qui daivmt les composer, et tordnnt en schj^ contrai n
t'eiiiï^mljif^ de tou* les tiJs. De celle manière^ ir& diîui tors ion '
réagi sRiMit l'une snr lantre » et à'e m ji lâchent mutuellement di
jie détordre, l'kis utie curde est tordue , moins elle ^ d« force
|iUi!î etie plie difficilement ; là torsion est donc un défauts L:
torsJOîi raccourcit la cord*d un tiers; c'est ce qu'on appelle h
commettre au lierai il vaut mieox toutefois que la corde m
sait commise qu'au quart- l ne corde trop peu tordue devieji!
mol Te r s'empreigne de riiutnidUéet %e détériore ; trop lordue,
ejle occaiioune la rupture de quelques fils.
Du Goudronnage.
Les cables doivent être goudronnés, Ea j^énéml, on le
contente de bur taire su liir cette |iré[>^ratian lorsqu'ils sait
fabriqués i ce n'est que pour ceux de ta naarine , qui dalra^
Httt contitiuelJeraent souï Teau, que l'on gondronae chaffiii
fil lé parement. Le goudroti se Li;ttnpose ordlnaîreineiit d'une
partie de poil, et de 6 de iuîf. Pour goudronner eliaqne fil.
on les Fait passer sur un dévidoir, d'où ils vont eTlIeurer h
gorge d'urte poulie qui plonge dans le h^iin de goudron, et Ôt
là s'enrouler sur un second dévidoir. Lorsqu'on ne veut que
trondronner la sDrtjAce du cable ^ on le met en spirale dan:^ aa.
bain de goudron, et on ne l'y laisse quuu instant. Maïs h
goudron t quoique presque néressairet eM souvent dësavaut^-
çeu3ï aux cordes; aussi ne doit^oo {'oudrouuer les 6.U que de
celles qui doivent plonger continuellement sous l'eau. Le gou-
dron rend les cables moma iTorls; il écarte les filâ^ et diminiie
ieur adbérence; il augmente le poids de tjirt. Ues expérien-
ces qui ont éto Faites au sujet du goudronnage, tendraient à
faire supprimer cette opération, si elle n'augmentait pas h
durée des cublea. Quand (e diamètre du c^ble estasses coosi*
derable , on emplit le mdieu d'une âme \ c'est une sorte df
boorre en cluinvre ; elle a rineonvêniijnt de ne donner aucune
force au cable. Tootefois, ce remplis&age est nécessaire pour
éviter que le cable ne s aplatisse , lot^u'il «'enroule sur U
treuil.
Le cable casse .-souvent près de la tonne^ parce qu'en cet en-
droit il est toujours bumide. Pour éviter cet inconvénient, oa
eu coupe une longueur de quelques mitres h cette eitréoiîté
et un la remplace par nue cluîne. Pour attaclier le cable ati
crotbet de la tonne ou de b cliame, on est obligé de le plier -^
£XTRACT10I<V t>ES M1NEAAI9. 5 19
on le fait passer dans un anneau ordinairement fort gros qui
se termine par un crochet. On replie ainsi sur une iongueur
de 1 mètre ; puis On a des colliers de tôle que l'on place à la
partie supérieure de ce repliage et que l 'on serre contre le ca-
ble au moyen de clavettes. On se sert quelquefois de ficelles
pour réunir au cable la partie repliée. On fait aussi usage,
dans les mines, de cordes plates. Ces cordes sont composées de
la réunion de quatre ou de six cordes ensemble, mais pla-
cées de manière que leurs torsions soient en sens contraire.
Elles sont réunies par des fils qui les traversent oblique-
ment. Ces cables plats ont l'avantage de permettre l'emploi de
cordes très-peu tordues, de ne pas se détordre; en outre , ils
ont celui de plier plus facilement sur les molettes, de durer
plus longtemps, et d'élever un poids plus considérable; enfin,
comme leur diamètre est moindre que celui des cables cylin-
driques, il y a moins d'inégalité dans leur tension. Pour les
former, on réunit à côié les unes des autres les cordes qui doi- ,
vent les composer, puis on les fait passer entre des cylindres
qui les rapprochent.
Des Chaînes.
Dans les mines de Liège et dans quelques mines de France,
on se sert de chaînes. C'est une mauvaise méthode que d'em-
ployer du fer carré dont on s'est contenté d'abattre les quatre
pans. Presque toujours, dans ce cas, on a pris peu de soin pour
le corroyer. La forme de chaînes qui convient le mieux pour
les mines estla chaîne à mailles ovales; elle est en usage dans
les mines de Valenciennes pour élever les tonnes des puits
très-profonds. Cette chaîne se compose d'anneaux que l'on
eucbâsse Tun dans l'autre avant de les souder. Ces anneaux se
forment eu recourbant une barre de fer dans la proportion
convenable : avec le marteau , on aplatit l'extrémité de la
courbe de manière à former un biseau. On coupe ensuite l'au-
tre branche à la hauteur nécessaire pour former la maille :
on aplatit de tnéme cette nouvelle extrémité et l'on en forme
aussi un biseau, mais du c6té opposé au premier. Ou prépare
ainsi beaucoup d'anneaux et Ton amincit les extrémités de ma-
nière que toutes les mailles se touchent. Le grand diamètre
extérieur de la maille n'est égal qu'à quatre fois la largeur de
la barre; quant au petit, il n'équivaut qu'à trois fois à peu près
l'épaisseur du fer. Chaque maille est introduite dans la pré*
céden te, portée au feu successivement, puis soudée. Une chaîne
aiusi composée a un poids équivalent à quatre fois une barre
qm .iiiraît k làii^aeïir de cette chaioe et 1 epain^mir Ûe$ «i
EiF3U]i, Ciie cb^îiié cAEise quelquefoU souj» Ea charge, ûrdina
rt^mçntnu départ delà tonne pldne- Lors^ju'il n'y a pas i
^étAiitï et f(uc la chaîne câfiSe^ tet effet est dû au. poids r[ij*e1
A » «uppfjrtf;r,et priiici|idLeiuent au Fruttemènt qu'elle êprou
sur b ttitilettt'. C'est tirdiiMÎreineiit ffiUre b molette et te tai
bour c]u« La Lhaîne supporte la plus jurande pression et q
h rupture a lieu; car^ encei endroit, eJle porte toute InchaT
et en outre toute \i force de Lf?n!iton «ntre Umnielteet le ta
bour. Une chiiuie canse âur la jnûktte quand elle a pris du jt
hcïrsque ïcs mailles p:i5$ent sur La niolettj^ si elles citaient fc
loii^;ue$ et queM^^ pu.^sent iff présenter LibreniPiit dausi
seiii ou dans un nutre.il pourrait se faire qu'en arrivante
b m nielle, b maiJIe 5e pïjiçât«ii travers, et tut tirée selup a
petitajte; eeet ce qui arrive dans les vieilles cliaiu^s : il $eti
alori une descente de La tcinne qu on élève, é^le à la di^i
rence du groml axe au petit ; mais tette sLoouiât: est coïkâider;
ble à cau^e du poUk soulevé, et occasionne presque toujatL
la rupture Je la cb;iiae m l'eiKirnic oii la maille a quitta:
prenijèrepojiitiQit. Le^ mailles, en rai&oit dufrotceinent qu'dlk
(Eprouvent , s'usent plus promptement vers lemifteii de kii
longueur lorequ'clleâ viennent s'enrouîer sur no tanabouri I
ron traire a lieu itauA te^ cbatties qui supportent les tigeîdf
}Mii u pps ; Tes lu a i 1 1 es s usen t | iltis p ro ni pteiu e n t vers Jeu ri et
treuil tés et sont pïus sujettes à tasser Jins cefi parties j a ni?
lent donne-t-nn plus d'épaiMeur de fnétal daas ces endroit
qne dans les autres. On doit souvent visiter les cbaiines R-it
»oin, surtout quand les ouvriers descendent dans la mine tu
hi tonnes.
Des Bennes et Tonnes.
Vont contenir les mi lierais, ou se sert j dans quclqtie« mîn£
d'Aliemapne, de sacs eu cuir fa il s de plnsienrs peaux de bitu
réunies ensemble : ils contiennent de £1 à (> quint^ui:. Ci
Irokjve ce moyen plus dv an tagel^x que les tonnt^^^ tnais il m
peut être mh en usage que daus les puits btges et verticam
pour que les sac^ ne frotlent pas contre les parois. Le^ l^u*
lies sont Je tonnes di Dé rentes; quelquefois elles ont la fij>tat
de tonneaujE reuHés sers leur milieu. O^^'^'l elles «rveût à éle-
ver du miuerai, elles ont La forme conique.
Ti/tnxpot't à la ^urfnce du sni
Quand te minerai est hors de la mine, oa le transporte sou-
t^nÉPARATloir MÉCANIQUE DES MINERAIS. SsT
vent par le mêmemoyen que celui des galeries ; mai» quand le
minerai est élevé au haut du puits avec des tonnes, il faut dé-
crocher la ton ne. A l'ordinaire on la reçoit sur le bord dupuits:
quand elle est élevée au-dessus de l'orifice , Touvrier pousse
une pièce de bois, on arrête la machine et l'on fait poser la
tonne sur la poutre : l'ouvrier la fait tomber sur le plancher
qu'on a placé à cet effet. Cette chute ne vide pas la tonne en-
tièrement ; mais il y a an-dessous un anneau auquel on attache
la chaîne du cable : la tonne s'élève et se renverse. Dans quel-
ques mines il y a un plancher mobile glissant à roulettes; on
descend la tonne sur le plancher, et les hommes la tirent eux-
mêmes hors du puits; on la vide aisément en la renversant. Dans
les mines de Freyberg, où le minerai est élevé dans des cais-
ses, elles glissent sur des pièces de bois. Le puits est incliné :
quand la caisse est à la hauteur voulue, on l'arrête et on la fait
reposer sur un support, elle tourne sur un axe et se vide d'elle-
même. Quand ou extrait de la houille et que l'on a intérêt de
séparer les gros morceaux du menu , on place une grille dont
les barreaux sont plus ou moins rapprochés et sur laquelle on
verse la tonne. Tout le menu passe à travers la grille.
CHAPITRE Vm.
PRÉPARATION MÉCANIQUE DES MINERAIS^
Les substances métalliques subissent plusieurs préparations
avant d'être fondues et réduites en métal ; ces diverses pré-
parations constituent trois opérations principales :
1° Le triage, qui consiste à nettoyer, à casser, à choisir à
la main et à cribler.
2* he bocardatje f qui consiste à réduire en poussière fine
et à laisser déposer dans l'eau de plusieurs réservoirs.
3° Le lavage f qui a pour objet d'enlever les parties métal-
liques de la vase dans laquelle elles sont engagées, et de sé-
parer la poussière d'un métal de la poussière du sable on
d'autres métaux. Cette opération du lavage est très-impor-
tante ; elle est tellement efficace , que l'on parvient à retirer
*/r>ooo ^^ poids d'or, des matières dans lesquelles il se trouve
engagé, et eu volume le ^/goooooo * i^^sultat auquel la métallurgie
ne pourrait jamais arriver.
Toutes ces opérations ne s'exécutent pas sur la même 8ul)«
Ingénieur Civil, tome 2. 4^
;iage, on lave le mine :
'e on fait arriver utà M
reçues dans une seco i
^res. Une troisième irm
ste dans un lavage x>l ^^-
tle parler. Il est usit.^ ^
ijue : on l'appelle lave» i :^
OIS, ou en pierre, de €V:^:^
udeur li'est quelqueF^z^^
^ à I mètre 172 de c^ ^^
tes, un courant d'eai»^ • ^^
«tit canal communîq^*
' ies eaux du premier
«mène peu à peu avê<i
»t»on est répétée qua €:»-
le second réservoir, ci^
pour les rainerais de n
le argileuse ou de fe^- M
Je autre manière de <i
avantage dans quelq^^
''out//et. Le patouiuài:
<= horizontal auquel on
'«yen d'une roue hydra,
•^fbre est muni de br^
|;>»s. Ces bras pénètrent
"e on met le minerai r
';!»erai est fin, jusqu'à,^ ^^
^^^uelementdanslal^
;'-tou, Het, le minerai se .
par 1 eau, sort par un^
•/erme au moyen d'un^
<iconomique. "^^^fc
'n moyen semblable e^^
a Hesse; seulement, l'a. Jl
^'cal.Cetarbreestmûj^r:
'^ve ou bassin que l'oS\^
l^^nie supérieure portée
'^ts, comme un râiru^^
^^' que l'on charge est* ^^
^ schistes argileux. Eai>^
^*es des vases qui les reU^
S'il QVATKIEMI t>AMIE. CRAt>. Vllt.
^taac6 ; les nnes n'ont besoin que d'être triées ; les antres
d'être triées et bocardées. d'autres seulement d'être lavées.
C'est à celui qui est chargé de ces opérations à savoir re-
connaître, à la nature des substances, quelle est l'opération
qui leur convient, et quels sont les métaux qu'il faut mélan-
ger ou séparer. En sortant de la mine, on fait un premier triage
grossier. En général, il faut mettre à part les métaux vierges ,
tels qne l'or , l'argent , le cuivre natifs. Il faut mettre à part
les minerais précieux, l'argent sulfuré, l'argent antimouié;
les minerais de plomb, vert, rouge et blanc; les cuivres verts
nubiens : on les sépare des pyrites sulfureuses, ferrugineuses
et arsenicales que Ion grille. H faut séparer l'étain du fer, le
fer du cuivre, parce que ces métaux se nuisent réciproque-
ment pendant la fusion. Il faut séparer les minerais de plomli
des pyrites, des blendes et des calamines. La séparation du fier
d'avec l'étain n'est pas facile à opérer par le lavage ; car ces
deux métaux sont égaux en densité. Pour l'effectuer aisémeat,
on commence par griller le minerai et l'on fait suivre ce gril-
lage d'un lavage. Le fer qui s'est oxidé a acquis une pesanteur
moindre que l'étain, et en est facilement séparé. Certains mi-
nerais de plomb, par ce même procédé, se séparent de minerais
de cuivre.
SECTION PREMIÈRE.
DU TRIAGE.
Le triage se subdivise en quatre sortes d'opérations :
Dans la première on nettoie le minerai, on en sépare la
boue grossière qui l'enveloppe. Cette opération a ttté nommée
dans quelques mines dèbourba^e.
Dans la seconde on brise ou on broie les minerais pour sé-
parer ce qui est métal d'avec les parties stériles ;
Dans la troisième on fait le triage à la main ; on met à part
les morceaux plus ou moins riches;
Dans la quatrième, enfin, on crible le minerai ainsi séparé.
!*• Débourbage,
Le débourbage peut se faire différemment. Dans les mines
on on extrait le minerai par une galerie d'écoulement, cette
opération se fait au sortir de la raine. Op renverse les brouet-
tes dans le courant d'eau, et on remue le minerai avec ua
râble ou une pelle, et l'on peut déjà séparer le minerai par
et massif. Dans les mines où Ton extrait le minerai par an
puits, et où l'on n'a pas de ruisseau pour faire ce premier dé-
DU TRIAGE. 533
bourliage, on lave le minerai dans une auge en Lois dam la-
quelle on fait arriver un filet d'eau. Les eaux<de cette caisse
sont reçues dans une seconde pour y déposer les parties mé-
tallifères. Une troisième manière de débourber les minerais »
consiste dans un lavage plus complet que ceux dont nous ve-
nons de parler. Il est usité dans quelques mines de fer et de
calamine : on l'appelle lavoir à gradins. C'est nn encaissement
en bois, ou en pierre, de forme quarrée ou rectangulaire : sa
profondeur d'est quelquefois que de a à 3 décimètres ; il a i
mètre à i mètre i;a de côté. On fait arriver, par une des ex-
trémités, un courant d'eau; à l'autre est une bonde qui ferme
un petit canal communiquant à un second encaissement qui
reçoit les eaux du premier. On apporte le minerai sur le bord,
on l'amène peu à peu avec le râble au courant d'eau. Cette
opération est répétée quatre ou six fois; la vase est entraînée
dans le second réservoir. Cette sorte de lavoir convient très-
bien pour les minerais de plomb sulfuré, mélangés dans une
gangue argileuse ou de fer limoneux.
Une autre manière de débourber le minerai est employée
avec avantage dans quelques mines de fer : elle consiste dans
le patouillet. Le patouillet des mines de fer se compose d'un
arbre horizontal auquel on imprime un mouvement rotatoire
au moyen d'une roue hydraulique placée sur le prolongement.
Cet arbre est muni de bras en fer ordinairement au nombre
de trois. Ces bras pénètrent dans une caisse en bois, dans la-
quelle on met le minerai. On charge jusqu'au tiers, et quand
le minerai est fin, jusqu'aux deux tiers des bras. L'eau arrive
continuellement dans la bâche : en imprimant le mouvement
au patouillet, le minerai se trouve nettoyé, et la vase, entraî-
née par l'eau , sort par une ouverture que l'on ouvre ou que
Ton ferme au moyen d'une vanne. Ce mode de débourbage
est économique.
Un moyen semblable est employé dans les mines de cuivre
de la Hesse ; seulement, l'arbre, au lieu d'être horizontal, est
vertical. Cet arbre est mû par un engrenage et traverse une sorte
de cuve ou bassin que l'on peut élever ou abaisser à volonté :
la partie supérieure porte ordinairement quatre bras armés de
dents , comme un râteau , qui plongent dans la caisse. Le mi-
nerai que l'on charge est un cuivre sulfuré , disséminé dans
des schistes argileux. En imprimant le mouvement à l'arbre,
les dents agitent le mélange , débarrassent les parties métalli-
ques des vases qui les retiennent i et cellest^ci ainsi dégagées
5^4 QUltaiÈ»E TAATIË. CtlAf. Vl][.
lumbent au fond de lu cuviï^ En al>aissant successivement cette
cuve, on n agite p»» cc^ premiers dépùLs, maïs seulement ce
qiit est au'dessuâ et qui n est pas encore débourlié. Un furtne
ainsi «ne suite de cîtjmts qui su al d'autant moins riches qu'ils
a^éloigûent plus du fond.
Daus les mines de Chessy (nous avons représenté P^ XXV II
fy. a 3 , le (jke de cuivre de Chessy , aujourd'hui épuisé), ot
avait imai^inê un nouveau moyen de débourber le minera
de cuhre carhonaté bleu que J on y exploite. Il consiste en ur
tonneau formé de douves en bois ou eu fer , qui laissent eo
ire elles 1 iutervalle de j 4 millimètres environ. La longueur dt
ce cylindre ou tonneau est de i mètre 70 ceattmètres ^ scm
diamètre 1 mètre 60 centimètres. Les deux bases sont fermëf^
|)ar des portes ^ iKmr cbarger et vider le tonneau, Oa réunJi
iaxe à l'arbre d'une roue hydraulique, qui lui irn prime k
^ouv émeut de rotation. Cet aïe est porté sur des coussinets
qui ne sont pjis Hxes, mais placés dstns un châssis rectau§a<
latre, susceptible de se mouvoir dans un plan vertical, «d
tournant sur un ^xt^ hori^oatât , ce qui permet de placer U
tûuneau dauïune position inclinée ou verticale pour le chair^r
on pour le vider. Ce tunueau plonge daus un eticaissemeai
rempli d'eau un peu au-dessou$ de son centre : au-dessous eit
une (grille ëuàpeudue par des bouts de cliaîne aux tourilbuï-
Cette grille , dout les barreaux sont plus rapprochés que les
duuves du tanueaUj reçoit un mouvemeiit d'oscillatioa pendapi
<]|Lje le tonneau eu reçoit un de rotation. Au-dessous est uu eu-
caissemeul dans le sol î IVau en sort par une grille qui ne laisse
plisser que la vase. On cU^irge par ['nu des bouts environ 7 i
Bou kilogrammes f on ferme la porte et on donne le mouiFe-
ment, Ce débourbage dure un quart-d'keure ; mais il faut ua
quart-d'lieurepour charger, puis uu quart-d'heure pour sépa-
rer, eu sorte que l'opcration entière dure trois qu arts ^dli cure,
a" Ca^swje.
Après le débourbage vient le cass^i^e. Ce cassage « qui esî
nécessaire pour sépnrer les gangues, peut se faiire ou à Taidi^
d*un marteau ou d'une musse plate ^ ou Lieu avec uu inartûictH
ou euBn sous les pilons d'un boi^rd. Le cassage au marteau
est simple. -Si le minerai a peu de valeur , il se fait à l'air. Ui
ouvriers sont à terre et ont entre leurs jambes uue masse (1«
pierre ou de fer, sur laquelle iU appuient les morceau ï qu'il*
'Veulent casser. I^ marteau dont ils font usage pèse un demi-
Uluf^raimue. Si le nùnerai est pluA précieux , le casù|;« m imi
DU TRIAGE. 5t5
SOUS un hangar; les ouvriers sont appuyés sur des bancs, et
ont devant eux une table solide sur laquelle ils cassent ïe»
morceaux de minerai. Ils font en même temps le triage à la
main ; ils mettent à part les minerais riches, ceux qui doivent
être envoyés au bocard et les rebuts. Quand le minerai est
très-précieux, comme l'or ou l'argent, les ouvriers sont dans
des loges ou huttes particulières qui doivent être planchéiées
avec soin, pour ne rien perdre de ce qui peut éclater sous le
marteau. Ils sont tenus de secouer leurs habits en sortant pour
faire tomber les parties de minerais qui auraient pu s'y atta-
cher. Ces huttes doivent être placées près du puits d'extraction
et être bleu éclairées et assez spacieuses pour que les pous-
sières n'incommodent pas les ouvriers. Chacun d'eux, ou cha-
que société , lorsqu'ils travaillent plusieurs ensemble, a un
coffre fermant à clef, afin que l'on puisse distinguer le travail
de chacun. On se sert aussi de masses plates pour broyer des
morceaux assez volumineux. Quelquefois on emploie le marti-
net. Il diffère peu de celui des forges : c'est un marteau de
loo à i5o kilogrammes, porté aux deux tiers de sa longueur.
li est élevé par pression sur la queue. L'enclume est large et en-
terrée. Quant au cassage qui a lieu sous les pilons, il constitue
l'emploi des bocards, dont nous parlerons un peu plus bas.
3** Triage à la main,
I>a troisième opération est le triage à la main. Il suit et
même souvent accompagne le cassage. Les ouvriers chargés
de ce triage font des tas de minerai massif, l'un de gros mor-
ceaux, l'autre de menos ; un second tas de minerai à cribler ,
et un troisième tas de rebut : ce dernier est divisé en deux
autres , l'un de minerai^que l'on envoie au bocard , l'autre d«
ce que l'on jette tout-à-fait.
4" Criblage.
La quatrième et dernière opération est le criblage. Il .t'exé-
cute sur des minerais sortant de la mine en petits grains , sur
d'anciens déblais de mines, sur des minerais nettoyés au pa-
touillet, ou sur des minerais cassés et triés. Il peut se l'aire aussi
en employant une claie en fil-de-fer ou en osier , un panier
d'osier, Tégrappoir, enfin le crible proprement dit et la cuve.
L.a claie est en usage dans les mines de fer, lorsque le mi-
nerai métallique est fin et mêlé à de gros morceaux de gan-
gue. La distance des brins d'osier est de 8 à 10 décimètres.
Xa claie est inclinée et sontenae par un chevalet*, elle est
5«6 QUATRIÈME PARTIS. CBAP. VHI.
iDunie au miliea d*une pièce de Bois , sur laquelle Voavrier
frappe son rable pour la débarrasser. Les parties métalliques
passent ordinairement derrière; les pierres restent en avant.
Le panier dont on se sert est en osier, avec une anse du même
bois, il a a à 3 décimètres de diamètre sur i de profondeur :
il sert pour les minerais déjà nettoyés et débarrassés de leurs
terres par le patouilliRt. On suspend ce paniet dans l'eau « et
l'on agite par petites secousses. Le minerai fin passe à traven
les interstices du panier ; Teau entraine les terres, et la gaiH
gue reste. Dans quelaues mines de plomb , ou se sert d'une
chaudière en cuivre battu, ou en fer battu, ou en fonte,
quelquefois, que l'on appelle égrappoir.Ce nom vient de ce que
dans certains endroits le minerai est appelé ^ra/>pe. Cette chas-
dière, qui a 5 décimètres de diamètre, est percée dans toute a
surface de trous ronds proportionnés aux morceaux qui dci-
vent passer au travers. L'anse de cet instrument présente un
petit crochet dans lequel vient s'adapter une tige» sur laquelle
s'assemble une longue perche, qui repose sur un chevalet. Au
moyen de ce mécanisme, on imprime de petites secousses à
l'égrappoir qui est maintenu sous l'eau.
, lie crible proprement dit est en usage dans les mines autres
que celles de fer. La forme en est cylindrique ; les rebords
sont en bois mince, ils ont i5 à 20 centimètres de hau-
teur. Le fond du crible est ordinairement une toile de më-
tat , dont les mailles ont depuis i jusqu'à 5 millimètres de
largeur. Le plus souvent , on crible dans l'eau. Ce criblage a
un avantage très-remarquable, c'est que l'on sépare lesmtne-
rais par différence de pesanteur spécifique. On a un cuveau
ordinairement de 1 mètre de hauteur : il est muni de trois
bondes , l'une au bas, l'autre en haut, et la troisième au mi-
lieu. L'eau peut dégorger continuellement par nne entaille
ménagée à la partie supérieure du cuveau. En arrière est
une table sur laquelle on apporte le minerai. L'ouvrier armé
d'un râble, fait descendre le minerai dans le crible : au moyen
de deux poignées dont il est muni, il le plade sous l'eau et le
fait osciller. L'eau arrive continuellement dans la cuve, et y
entretient un niveau constant. Le premier effet de l'eau est
de déhourber le minerai, d'enlever les parties terreuses les
plus ténues ; ensuite les parties de minerai les plus fiées
passent à travers les interstices du crible, et tombent au
fond du cuveau; enfin les parties plus grosses que les mailles
Testent dans le crible, ou elles se sépareutpar couches , seloo
pu TRIAGE. Sa 7
les différences de pesanteur spécifique* et par conséquent de
richesse. Ce qui est plus lourd et plus riche se dépose au
fond du crible. La couche immédiatement au-dessus est an
mélange de miuerai pur et impur; enfin, la couche tout-à*iait
supérieure est ordinairement du rebut. L'ouvrier retire le
crible de l'eau, et enlève la première couche à l'aide d'une
palette, la seconde est repassée au crible j enfin la troisième
est séparée en trois tas, l'un de minerais riches que l'on en-
voie à la fonderie , l'autre de minerais disséminés que l'on en-
voie au lavage, et le troisième de gros morceaux, que l'on
envoie au bocard. Quant aux sables tombés au fond du eu-
veau, ils sont envoyés au lavoir. Si le minerai est pauvre, et
qu'après avoir enlevé les pierres de dessus le crible , il ne reste
pas beaucoup de minerais disséminés , on ajoute du minerai
et l'on continue. Pour achever cette opération , après le pre-
mier criblage , il y a un casseur qui recasse le minerai passé
et le rend au cribleur, pour être criblé de nouveau , en sorte
que les travaux de ces deux hommes se correspondent.
Quand le minerai doit subir plusieurs fois cette opération
ctu criblage, on peut la simplifier au moyen de machines com-
posées. Les meilleures pour opérer ce genre de travail, sont
les grilles dites anglaises, et les grilles à gradins, les cribles
à bascule ou.cyliodriques. La grille anglaise est formée de
barreaux de fer qui laissent entre eux un intervalle de 8
luiilimètres.Ces barreaux ont iS millimètres de largeur sur i4
d'épaisseur. La grille a i mètre quarré de surface , et elle est
placée au milieu d'un plancher qui a 2 mètres quarrés de sur*
face ; elle est élevée au-dessus du sol par deux petits murs
qui ont 6 décimètres de hauteur. Un canal longitudinal
règne au-dessus de tontes les grilles et amène l'eau au moyen
d'un tuyau placé au-dessus de chacune d'une hauteur de 1
mètre 65 centimètres à 2 mètres. Quatre enfants font le service
d'une grille.On dépose sur l'un descôtés du plancher, une charge
de minerais de 600 kilogrammes, puis on l'attire sur la grille,
et on lave au moyen de l'eau qui tombe continuellement.
Tout ce qui est plus petit que les interstices de la grille se
dépose au-dessous; les poussières plus fines sont entraînées
plus loin; enfin la vase va au labyrinthe. Ce lavage effec-
tué, on fait un triage de ce qui est resté sur la grille. On
forme plusieurs tas: un premier de minerais massifs, un second
de minerais médiocres » un troisième de minerais qu'il faut
casser, un quatrième de minerais dissémiaés ou à bocard, un
cinquième y enfin 2 de rebats«
SaB QUATftikMB PARTIE. CHAP. TUI.
Les morceaux qui, n'étant pas assez gros pour rester sur la
grille , mais pas assez fins pour passer à travers , sont restés
engagés dans les barreaux de la grille, forment ce qu'on ap-
pelle la ntenuaiUe. On la retire avec soin, et on Tenvoie au
crible à la cuve. On en obtient quatre produits : des rebuts,
du minerai à bocard , du minerai médiocre , du minerai
massif; c'est le dépôt qui est resté au fond du crible. Les
sables qui sont tombés au fond du cuveau, sont, en raison de
la grosseur du crible, envoyés au bocard. La poussière qui s'est
déposée au-dessous de la grille est criblée dans un crible beau-
coup plus fin que celui pour la menuaille. On en obtient cinq
espèces de'prodnits. Le minerai médiocre , obtenu d'abord, est
envoyé au lavage , qui donne encore quatre tas différents.
Ce lavage exige une grande quantité d'eau. En général, il
faut presque 6 kilogrammes d'eau pour i kilogramme de mi-
nerai. La charge de deux bassicots, c'est-à-dire 600 kilogram-
(nés, exige, pour être lavée, 35 à 3o minutes. On partage cha-
que bassicot en huit tas ; le lavage de chacun de ces huitièmes
ne demande que deux minutes. Ce travail exige de Tadresse
et de l'activité.
£n Saxe , on a imaginé de placer ces grilles en gradins , les
unes au-dessus des autres. Elles sont ordinairement au nom-
bre de trois : TintervalU; des barreaux , dans la première, est
de 27 millimètres; dans la seconde, de i3 millimètres ; dans la
troisième, dey millimètres. On jette le minerai sur le plan
incliné qui est au-dessus de la première grille, on l'attire des-
sus avec un râble, et on fait arriver un courant d'eau. Ce qui
passe à travers les barreaux de celle-ci se rend sur la seconde,
et ainsi de suite, sur la troisième. On obtient ainsi trois pro/>
duits que l'on subdivise, au niveau de chaque grille, en rebuts,
en minerais de bocard, en minerais médiocres et en massifs.
Le minerai médiocre est lui-même subdivisé en trois tas. Ce
qui a passé par les trois grilles est emporté par l'eau dans
une caisse pour être criblé.
On a encore imaginé d'autres machines dans la vue d'éco-
nomiser les frais de main-d'œuvre occasionés par les opéra-
tions. On fait usage, dans les mines de Saxe, d'un crible cylîor
drique qui a 6 ou 7 décimètres de longueur sur 5 à 6 de
diamètre. Il est porté sur un axe horizontal, que l'on fiiit
tourner par un moyen quelconque, soit à la main, soit à
l'aide d'un engrenage. On introduit du minerai par une porte
en bois : ce minerai y airive par une trémie. Loxsque le crible
DU BOCARDAGE. 5a^
est rempli, OD fait arriver Teau cûntinuellement dans la caisse.
Cette mactiioe ressemble au patoaillet employé pour dé-
bourber les minerais de fer.
On a imaginé un crible à gradin et à bascule ; il consiste en
une caisse rectangulaire ouverte à la partie supérieure, et par
un bout. Cette caisse présente trois gradins ; au bas est une
ouverture fermée par une grille. Un tuyau sert à conduire les
boues dans une caisse inférieure, qui présente trois grilles
dans sa Longueur et trois tuyaux qui conduisent le minerai
dans un encaissement inférieur. Ces caisses peuvent osciller
au moyen de tringles, mais elles se meuvent en sens con-
traire l'une de l'autre.
Tous ces moyens mécaniques de trier le minerai demandent
le secours d'un crible à secousses.
SECTION II.
ru BOCARDAGI*
L*drt de bocarder les minerais, c'est-à-dire de les réduire en
poadre ténue pour séparer ainsi la gangue qu'ils contiennent ,
ne date pas , à ce qu'il paraît, de loin. C'est vers le sixième
siècle que les minerais ont été bocardés pour la première fois.
Un bocard se compose : d'une ange dans laquelle on jette
les minerais à écra.ser, et dans laquelle on fait battre des mas-
ses ; de pilons qui jouent dans l'auge ; d'un arbre armé de
cammes pour soulever les pilons ; enfin, de bassins successifs
remplis d'eau, dans lesquels on fait arriver et déposer les
poussières qui sortent de dessous les pilons.
De tAuge,
Pour former l'auge du bocard, on commence ordinairement
par creuser dans le sol woe fosse de i mètre 65 centimètres,
de profondeur sur 5 mètres de long et a mètres de large; au
fond de cette fosse, ou place 33 centimètres d'argile ou de
glaise ; on établit ensuite aux deux bouts, et au milieu de
cette fosse, 3 pièces de bois transversales (nous considérons ici
le cas d'une auge à deux batteries) ; puis, sur ces traverses on
élève deux montants verticaux qui s'élèvent jusqu'au niveau
du sol : la distance de ces montants est d'environ 65 centimè-
tres. £n arrière de ces pièces , on attache deux arcs-boutants
destinés i les maintenir dans la position verticale.
Une fois ces fermes ainsi établies , on place 4 pièces de bois
j^our garnir les deu extrémités d(» Taiige. Ob forme ainsi
53o QtïATRlEMB PARTIE. CHAP' TlU-
une au[ïe tectaii{ïuliiire dont toutes les pîikïes £« tiennen
d eï I eji'TnéTn e!i C el a fd 1 1, f ' i » terval ie se C rou ve réel u i t a ta largeu
de 63 centimètres, les pjcces dt; hoiâ ayant: lO centimètn
d'épuïSseur.On Loucbe «xactement ks joints avec de la mou!
sti. Ûti ajoute enâuite^ dans T intérieur, d'autres madriers , qi
otit au^si une épaisseur de 16 centime tre-S » ce qui réduit I
lai^enr à S 3 centimètres j puis, sur le fond, on place un
piècedeboi&iiuia .^.^ centimètres d'équar ri ssa^je, qui répose st
kï trois pièce» tbiidameulïiles , et qui sert de tond à Taugi
Ëiafin, sur cette poutre on élève trois colonnes ^ uue àchaqa
extrâmité et la troisième au milieu. Ces colonnes ont enviroi
S mètres de hauteur y et sont Kiées par des boulons de fa
avec lapge. Pour consolider cet assemblage , on casse de h
fitôrre , que Ion a écrasée, li reste aui^dessus de ee fond 33 ceo'
tÎLUètres euiirou- Outre les boulons de fer et la pierre, dool
nous avnns parle ^ on se sert encore, pour maintenir les co-
lonnes, de deux pièces qui embraient le pied de ces colonoe
à fleur de terre. Ces pièces sont entaillée» sur la face verli
cale , de manière â pouvoir s'accrocher sur la colonne ài
»iitieu ; elles portent aussi une entaille en-dessous pour s'a-
dapter sur les deux montants verticaux. Les trob colonne
parttigent Tutif^e en deux cotnpartiuieotsque Ton txomme bat
terie^H Cëjï colonnes présentent, dans leur longueur , des en-
tailles iljins lesquelles vienneût s'assembler des pièces plate*
dites moise». C'est eutre deux colonnes e| les moïses qu<
j ou eut les pilons.
Des Pilons.
Les pilons sont formés en bois de hêtre, Je chêne on àt
loélêj^e : ils oat nue longueur de 4 mètres sur 1 3 centimètres
de largeur et tû d'Épaisseur- ils se terminent p^r une masse
en fonto rectangulaire: l'assemblage avec la Hèche d a pilon se
fait au moyen d'une partie cylindrique connelèe, soit horizon-
talement» soit en biais t comme un pas de vis, et qui entre'dans
le boîi, où elle est Éixée Invariablement. Pour empêcher les
pilons de s'incliner à droite ou à gauche, les Hèches sont tra-
versées de chevilles qui les séparent les unes des autres.
De f arbre à Carnmts,
Le pilon ainsi Ibrmé est percé d'une mortaise dans la-
quelle on place le menton net qui doit servir  le soulever,
c'est une pièce de bois qui est recta ne; ni a ire , et qui a 65 cen-
tîmèeres de lougueur. La mortaise dans laquelle entre cette
DU BOCAllOAGB. 53 1
pièce a une hauteur plus grande que le tenon : l'intervalle
restant est rempli avec un coin de bois , qui permet de faire
varier à volonté la hauteur du mentonnet ; par là on aug-
mente ou on diminue la durée du temps pendant lequel le
pilon est soulevé. Quand un même arbre fait marcher plusieurs
batteries de pilons , et que Ton veut en faire cesser un de jouer,
on le soulève de manière à soustraire le mentonnet à l'action
de la camme. Cette opération s'exécute au moyen d'un treuil.
Les cammes qui soulèvent le mentonnet doivent être distri •
buées dans un certain ordre sur l'arbre de la roue qui les fait
mouvoir , et qui £st ordinairement une roue hydraulique. En
général, le même pilon est levé trois fois pour une révolution
de l'arbre, c'est'à-dire que 3 cammes devront être sur une même
circonférence; quelquefois, mais rarement, on en place quatre,
ii y a donc trois fois autant de cammes que de pilons ; ainsi ,
pour deax batteries à cinq pilons, il y aura 3o cammes. Pour
placer ces cammes convenablement, on commence par tracer
sur la partie cylindrique de l'arbre des cercles correspondant
à l'axe des pilons. On divise le premier cercle en autant de
parties égales qu'il doit y avoir de cammes ; puis, par chaque di-
vision , on tire des lignes parallèles à Taxe , qui vont répéter
autant de divisions dans les autres cercles. On choisit ensuite
la première intersection, pour placer la camme qui soulèvera le
premier pilon de la première batterie; à lao** plus loin oo
place la seconde camme, et à 1 20^ plus loin encore la troisième.
Ainsi , la première camme sera placée sur Tintersection i , la
seconde sur l'intersection 1 1 , la troisième sur celle a i . Le
second pilon qui doit être soulevé après le premier, n'est pas
le second par ordre , mais le premier de la seconde batterie.
La première camme devra être placée sur la parallèle 3 , la
seconde sur la parallèle 12, la troisième sur celle 2a. S'il y
avait trois batteries^ le premier pilon qui devrait se lever
après les deux précédents , serait le premier de la troisième
batterie : la première camme serait placée sur la parallèle 3 ,
et ainsi de suite.
Des Cammes.
Les cammes dont on fait usage ordinairement, sont implan-
tées sur l'arbre ; ce sont des cammes en bois arrondi ; quand la
levée doit être courte , on les forme en fer et on leur donne
une grande courbure. Enfin , on a encore proposé d'employer
des cammes en fonte dont la courbure est le développement du
perde. L'avantage que présente cette disposition ^ c'est que
532 QUATRièME PARTIS. CHAP. Vlli.
lorsque l'arbre se meut avec une vitesse uniforme, le pilon est
soulevé lui-même avec une vitesse uniforme , ce qui peut être
avantageux dans cerrainscas; toutefois, Tinconvénientest que
le pilon est obligé de prendre, dès le premier instant, toute la
vitesse que doit lui donner la macbine, tandis quil vaut
mieux que cette vitesse aille en croissant depuis zéro.
Méthodes pour faire sortir les minerais du bocard.
L'eaa nécessaire arrive et sort continuellement, en entraî-
nant le minerai bocardé. Il y a plusieurs manières de faire
sortir l'eau du bocard. La plus ancienne méthode est celle dite
à la bonde, qui consiste eu un troa circalaire^qne Ton peut
boucher plus ou moins à l'aide d'une bonde. Quand il y a txm
pilons , l'eau arrive par un* extrême, d'où elle se rend successi-
vement dans les deux autres. Quand le bocard est à 5 pilons,
il arrive souvent que l'on fait tomber le minerai sous le pilon
du milieu, d'où il est rejeté à droite et à gauche, pour être
bocardc de nouveau par les pilons d'aide ; l'eau sort alors par
les deux extrémités qui sont munies de bondes.
La seconde méthode consiste à faire passer le minerai qui
sort de dessous les pilons, à travers une grille placée en avant,
au moyen de laquelle les morceaux trop gros pour les inJter*
stices des barreaux sont rejetés sons le pilon. Cependant on a
remarqué que cette grille ainsi placée du côté où sort le mi-
nerai , est sujette à être forcée et k se déformer lorsque la gan-
gue vient se placer entre elle et le pilon. Cette seconde
méthode est dite à la grille. La troisième méthode est dite à
la fente. Elle est appréciée dans beaucoup de mines, où on
la préfère à toute autre. Plus la fente est élevée, plus le sable
obtenu est fin. Elle convient mieux pour les minerais d'ar-
gent; la grille, pour les minerais de plomb. Lorsqu'on em-
ploie cette dernière méthode, on ne place qu'une seule grêle
et à l'extrémité opposée de l'endroit où Ton jette le minerai.
Des Bassins.
L'ean et les minerais réduits en poussière qu'elle entraîne,
se rendent dans une suite de canaux ou bassins successifs,
placés les uns au-dessoiis des antres de toute leur hauteur. Ces
canaux et ces bassins vont en diminuant de grandeur, et en
augmentant de pente. Ordinairement on dispose six bassins en
cascade à la suite les uns des autres. Le premier, celui qui
est le pins près du bocard , a une longueur de 4 mètres et une
pente totale de 55 à 8o millimètres. Le second bassin, q[uà
<DU ftO<3AR!>AGE. 533
«st appelé bassin do gros sable, a une longueur de 5 mè-
tres, et une pente totale de 27 millimètres. Le troisième, du
sable fin, a une longueur de 8 mètres et une pente totale
seulement de i3 à 1 4 millimètres. Le quatrième est appelé
bassin des grosses bourbes; il a à peu près la même longueur
et la même pente que le précédent. £nfin viennent deux
autres bassins pour les bourbes fines, et qui n*ont aucune
pente ; leur longueur est de 3 à 5 mètres. Les largeurs et pro-
fondeurs de ces bassins sont aussi très-différentes ; elles vont
en augmentant à partir du premier. Celui-ci n'a que o^ijaS de
de largeur sur autant de profondeur. Les trois suivants ont
o%3a de largeur et de profondeur. Enfin les deux derniers
ont o"^,33 de profondeur, et une largeur un peu plus considé-
rable, de o>^,44* L'eau qui sort du dernier bassin va se jeter
dans un vaste canal où elle n'a aucun mouvement. Il faut que
chaque bassin conserve toujours la même pente, et malgré les
dépôts qui s'y forment; à cet effet, on se sert de tringles qui
permettent de les élever suivant qu'il est nécessaire. Pour re-
tenir les bourbes et empêcher qu'elles ne se rendent d'un
bassin dans le suivant, on place des liteaux qui ont de 37 à
54 millimètres de hauteur. Les bocards sont ordinairement
renfermés dans des bâtiments. Ce n'est que dans les petites
exploitations, et où .l'on ne travaille que pendant Tété, qu'on
établit des bocardages à l'air libre. Il y a même souvent, dans
le bâtiment, plusieurs tables à laver pour dégrossir le minerai.
£n général, les bassins sont découverts ; il y a cependant cer-
tains cas où il est nécessaire de les couvrir.
De la résistance à vaincre.
Avant d'exposer U manœuvre dubocardage, disons quel-
ques mots sur la , résistance à vaincre dans cette macnine
et sur les effets qu'elle produit. Il est évident que la résis-
tance à vaincre est due au frottement des pilons, à celui
des tourillons sur leurs axes, enfin, à celui des menton-
nets. Si le mouvement de rotation de l'arbre est uniforme , le
pilon n'est pas élevé avec une vitesse uniforme, mais en
rapport avec les sinus des arcs décrits. Il commence à se
mouvoir avec le maximum de vitesse et va en diminuant. On
corrige cet inconvénient, quand, au lieu de la forme rectan-
gulaire, on donne à la camme la formé d'un demi-cylindre.
Ce qui importe, ce n|est pas de rendre uniforme le moment
de la résistance, mais de rendre constante la somme des
Ingénieur Civil^ tome at 47
534 QUATRIÈME FAlTJE- CHAP. V[ïî.
moiaentà de toys ki pilons levé s çd même teirn». La îatmt.
ordiu.iiri* des CEunnaes^ la matiière dont elles ^{[menl sur ks
mentonn«tâ ^ donnent lieu à deui pressions sur les prisons
(Dioises c[ui mnia tiennent ics Bêches dans la verticale). Ces
pressions, et les inittemeats qui en résultent^ sont en raison
directe de la longiàenr du ineiitonneti et en r:iison inverse de
la distance des prisons. Ce i(ue Von ]>eut donc f.JÎre dans la
coiisiructioh des pilons, C€st de rendre la pins |>etite possible
la langueur du iiieuionuet , et d'éloigner le plu<ï possible la dis-
tance d«s prisons. On a proposé de rendre le frottement uni,
en pratiquant dans le jnlon nne êdiinicrure dans lar|ueUe on
placerait un prisme en acier, de manière tjue la camine soulevât
le pilon suivanl son aïe.
Effeh du Bocardage*
L*effttdti liocirdafje est de broyer le minerai en poudre fiui,
et Ton peut dire f-juc cet «flet est proportionnel au pro-
duU de la masse par la vitesse , c'c&i-i-dire le choc. Si Ton
augmente on si Ton diminue la masse ou la vitesse de^ pi-
Ions, la B liesse ou la quantité des matières broyées aii|j-
mentera ou ctiminnera dmi<^ le même rapport. Quand la dureté,
la ténacité ou la cohésion des matiiires ËSt plus ^j^randc ^ il but
aujjmenier la niasse et la vitesse des pilons, ou an moins Vmic
on l'autre. Kn Qénérîîl, Il faut one ^^raiule masse et nue peLiie
vitesse pour changer la forme d'une matière t[ue 1 ou ne veut
pas désunir. Le |)oiJs des pilons est de ^o à 90 kilog,, le ÎhiU
et la fonte compris, ba le^Èe n escordinaiieinent tjue de u^^m
à o",37; dans certains cas fort rares elle a clé de u'^.So â
o™,ûS» La vtti^sse dn choc se trouve réduite, dans je premier
cas, a 2 mètres ou 3™, 3.
Ilrfjlfs if if Bùcaniuge.
Pour bocartier du minerai, il ne suffit pas de le jeter snceefsi-
vement dans Tau^^e, et de le remplacer par dn nouveau à me-
sure r^ue le premier est pilé. La maniï^nvre du bocard.ige eiige
de grands soins. Il faut d'abord que le bocardenr reconnaisse
les minerais {| ni ont besoin d être soumis au bocardage ; ce rpi
demande un m 4"" examen , Comme il se perd dans les bocanJs
el dans les laverie^î^ une portion assez notable do minerarj il
iaut eia miner &\ cebiî-ci ne peui pas être fondu avec plus
d*avantïi[je sans pa^er aux bocards. Knsuite il faut examiner
la fjaufjue des minerais à bocarder et faire un triajje; car
tuu» u ej&igeut pas Id 2uém« espèce de bocardag^e.
DO llOCA8t>â6E. 535
On doit piler A .gros sable :
i<> Les minerais répandus à gros grains datis leur gangue;
a» Les minerais répandus dans nne gangue pesante ;
3° Les minerais répandus dans nne gangue calcaire ou ar-
gileuse , parce que si on les pilait à sable fin , ces gangues se
prendraient en niasses tenaces et visqueuses;
4° Les minerais mêlés d'autres minerais pesants, tels que
les blendes, qui se séparent mal sur les tables à laver; '
5^ Enfin les minerais riches et légers que l'eau emporterait.
On doit piler à sable fin :
1 o Les mineraisd'or, afin de ne rien perdre dans les gangues ;
2» Les minerais disséminés à grains fins dans leurs gangues.
On doit toutefois éviter la trop grande finesse, qui donne une
bourbe difficile à séparer paf Teau ;
30 Enfin les minerais à gangue quartzeuse.
Manœuvre du Bocard.
La manœuvre du bocard se réduit à ces trois points : savoir
piler gros ou menu, selon le cas ; jeter à propos du minerai dans
l'auge; surveiller les dépôts des bassins et reconnaître si le bo-
cardage va bien ou mal. Il y a trois moyens de bocarder à
gros sable ou à sable fin , et c'est en cela que consiste toute la
science du bocârdeur, i<^ en faisant varier les dimensions de
l'auge; 20 en faisant varier la quantité d'eau qui arrive sous
le pilon dans un temps donné ; 3° en faisant varier le poids ou
la vitesse du pilon.
i^ Une auge large et longue doit donner un sable fin ; une
auge étroite et courte, un sable gros. Le fond de l'auge est,
comme nous l'avons dit, garni de cailloux piles par le bocard
lui-même, jusqu'au hauteur que l'on veut donner à cette auge.
Lorsque l'on vent augmenter la profondeur, qoi est la seule
dimension que l'on puisse changer, on ne jette pas de minerai
et Ton fait jouer les pilons : ceux-ci broyent la première couche,
que l'on fait enlever ensuite par l'eau , et ainsi de suite. Si , au
contraire, on veut diminuer eette profondeur pour piler à gros
sable, on ajoutera , sur le fond, des pierres que l'on fera piler à sec.
ix^ Le second moyen que l'on met en usage, est de faire va-
rier la quantité d'eau. L'eau, qui arrive abondamment et qui
sort avec vitesse, donne un sable très-gros, parce que celui-ci
se trouve entraîné avant d'avoir eu le temps d'être pilé. Au
contraire, en faisant arriver moins d'eau et la faisant sortir avec
moins de vitesse, on aura un sable plus fin.
536 qtTAtftiÈHE PAtam. Chap. tiii.
3" EnBn« le troiïîÈnttt et «leraier moyen consiste à fain
varier U poids et la levée des pilons. 11 est rare que Ton
chani^e le poids des pibos ; cependant cela a lieu quelquefois
en plaçant dessus de lourdes masses. Dans une batterie, on
dUtiague trois pilons dit BéreaU de noms et d'usages , savoir :
le pilou dégrosfiisseiir , le pilon d'aide, et le pilon de fin. Un
pilon pei^nt ayant une (grande levée donne du sable mena;
ce cas ciin^ient pour le$ minerais d'or disséminés dans une
i;augue dure. Un pi loti moiofi pesant et qui a moins de levée
convient pour les gangues tendres^ qu'il faut d'ailleurs piler à
Ijros grains. On change la levée des pilons, en changeant Je
nienlonnet. l^i levce n'est pa^ toujours la même pour chaque
piloQ : elle doit aller en croissant depuis le dégrossisseur jns-
r^u'au pilon de fin. Ainsi Je premier a ordinairement une levée
de Ofi?; Le second une deo^^i ï 1^ troisième une de 0,26. Le
contraire a lieu qnand on veut avoir du gros sable. C'est à l'ou-
vrier chargé du uocardage de surveiller si le minerai ne se pile
pai trop fin , et, dans ce cas, de faire varier la quantité d'eau;
car c'eât le moyen qu'il emploie le plus souvent pour modifiera
son f^ré l'opération. J î doit donc examiner les dépôts des bassins.
Il faut aussi jeter le minL^rai ^ propos dans l'auge. Dans
certaines nsines on Je jette à Ja pelJe. Depuis quelque temps
on a empJoyë une caisse placée en avant du bocard. Près
du pilon t elle est pyramidale et présente en bas une ouver-
ture donnant daus ua canal incliné. Cette caisse repose sur dp
heurtoir: à chaque levi^e du pilon elle reçoit une secousse qui
permet à quelques morceaux de minerais de tomber dans
l'auge. Ce moyen «^t préférable à celui de charger le minerai
à la pelle, parce qu'il est indépendant de la négligence de
l'ouvrier I qui^ pour ne pas revenir lii souvent au travail, en-
combre parfois l'auge de manière que le bocardage se fait
inaL Pour avertir J'uuvrier que Je pilon plonge trop bas, c'est-
à-dire qu'il iinat jeter du minerai , ou place sur la flèche de
l'un des pilons une cheville qni vient frapper contre une plaque
de tille lorsque Je pilon de^ceud trop bas dans l'auge.
Enfin , Je troisième et dernier point de la manceuvre du
bocard consiste dans Ja âurveil lance des dépôts des bassins.
Le premier, ainsi que nous J'avon» vu, a une moindre dimeu-
ftiou et plus de pente \ le second a plus de longueur et moins
de pente que le précèdent , et ainsi de suite pour les autres.
De cette manière J es groa sables se déposeront dans Icspre-
ïniera L^issinsj où Teau 4 un courant plus rapide, et les sables
DU BOCAKDAOB. S37
fins se déposeront clans les derniers, où l'eau conle plus
tranquillement. L*onvrier doit surtout veiller à ce qne le fond
des bassins conserve la pente qu'ils doivent avoir, roéme quand
ces pentes seraient altérées par les dépôts successifs qui s'y
forment. Pour cela , il doit placer des tringles et des hausses
aux extrémités de chaque bassin , pour éviter que les dépôts
de l'un ne se rendent dans le suivant. Quelque avantage qu'il
y ait à séparer les diverses sortes de sables, il faut faire en
sorte que le premier ou les deux premiers bassins contien-
nent la plus grande partie du minerai; car les autres dépots
sont plus pâteux, et donnent plus de déchet.
Du Bocatdage à sec.
On bocarde à sec les minerais sur lesquels on craindrait
d'éprouver un trop grand déchet par le bocardage à l'eau , ou
pour lesquels ce dernier bocardage coûterait trop cher. Le
bocardage à sec diffère du précédent, en ce que l'auge a une
ouverture devant, et que le fond est garni d'une plaque de
fonte de quelques décimètres d'épaisseur. Les minerais , en
sortant de dessous les pilous , sont reçus sur une grille à
charnière. Quand il y tombe des morceaux trop gros, l'ou-
vrier, en élevant son extrémité, les rejette sous les pilons.
Quand il n'y a pas de grille, on passe le minerai à travers
une claie. Lorsque le minerai est riche, on termine ce bocar-
dage par un lavage. On le jette dans une première éaisse de
j mètre 3o centimètres de long sur 65 centimètres de large;
on l'expose au courant d'eau, qui entraîne dans une seconde
caisse ce qui n'a pu se déposer, et successivement. Ledépôt
de la première daisse est passé dans trois cribles successifs,
dont les mailles ont, pour le premier, 9 millimètres de dis-
tance, pour le second 5 millimètres, et pour le troisième,
2 millimètres seulement. Ce qui passe par le troisième crible
est lavé dans des caisses allemandes ; ce qui ne passe pas est
envoyé au bocard à l'eau. Quand les minerais sont précieux,
comme ceux d'argent, qui ne contiennent que 16 grammes
au quintal, ils peuvent être amenés à 94 ou laS grammes
de richesse par le triage. Les minerais pauvres, tels que le
plomb , qui ne contient qne i5 à 30 p. 100, ceux de cuivre py*
riteux , qui ne contiennent que 3 à 5 p. 100 , peuvent être
bocardés à moins de frais par le bocardage à sec. Les déchets
du triage et les rebuts du criblage sont ofdinairement envoyés
au bocard à l'eau , quand on a reconnu qne le minerai avai '^
538 QUATRIÈME PARTIS. CHAP. VUf.
assez de richesse pour soutenir cette dépense. Les cribles dont
on foit usage sont des grilles ou claies, ou des cribles à
main. Ils peuvent avoir la forme cylindrique comme les cri-
bles à eau ; mais , le plus souvent , ils ont une forme rectan-
gulaire , sont portés sur quatre roulettes, et ont en avant une
poignée qui permet à l'ouvrier de les manœuvrer. On a intro-
duit dans quelques mines d'Angleterre, principalement daus
'celles du Derbyshire, une méthode qui ne peut guère s'em-
ployer que pour les minerais à gangue calcaire ou barytique.
On fait arriver le minerai que Ton veut broyer entre des cy<
lindres cannelés qui ont 33 centimètres de diamètre, et les
cannelures 4^ millimètres: elles sont un peu arrondies. Par
cette première opération , le minerai est broyé en très-gros
fragments. Il tombe de là entre denx autres, où il est broyé
de nouveau en fragments plus petits. Il y a ainsi trois paires
de cylindres disposées les unes au-dessus des autres. Un seul
cylindre de chaque paire est mis en mouvement ; l'autre est
mu par la résistance des matières. Il est certain que cette ma-
chine présente un grand désavantage si l'un des morceaux de
minerai, trop dur ou trop gros, ne pouvait être broyé : U
machine alors ou se romprait, ou s'arrêterait. Pour remédiera
cet inconvénient, on dispose l'axe du cylindre de manière
qu'il puisse reculer quand la résistance est trop grande. Cette
méthode, qui est regardée comme* une heureuse invention
dans le Derbyshire , est employée aussi en Angleterre sur les
routes pour broyer les cailloux qui doivent servir à les répa-
rer. Les cylindres sont mus par de petites machines à vapear
de la force de deux ou trois chevaux,
SECTION III.
DU LAVAGE.
C'est par le lavage que l'on parvient à séparer les gangoes,
les terres des minerais, et même les différentes sortes de mi-
nerais entre elles. Le lavage est fondé sur ce principe , que ,
dans l'eau, les substances s'arrangent et se déposent suivant
leurs diverses pesanteurs spécifiques. Dans une eau tranquille,
les substances les plus pesantes tomberont plus vite que celles
qui le sont moins. Dans une eaa agitée, celle d'un crible, par
exemple, les substances se déposeront par couches dans l'ordre
de leurs pesanteurs. Dans une eau courante, les plus pesantes
se déposeront le plus près du point de départ, et les pins lé-
gères le plus loin. Ces dépôts seront déterminés par la pesan-
ou LAVAGE. 539
teur spécifique du liquide , par le plus ou moins de grosseur
des morceaux de minerai ou du saBle , par le repos ou le mou«
veraent absolu ou relatif du liquide, parla vitesse du courant.
La seconde cause qui peut influer sur la séparation des
substances suspendues dans le liquide, est la grosseur des mo-
lécules. Deux molécules homogènes, inégalement grosses, se
déposent d'autant plus vite, dans une eau stagnante ou cou-
rante, qu'elles sont plus grosses. Deux molécules hétérogènes
peuvent tomber avec la même vitesse et se déposer ensemble,
si la plus légère est plus grosse que la plus pesante. En géné-
ral, le lavage ne peut bien se faire que quand les molécules
sont réduites à la même grosseur, et quand les plus légères ont
le plus de volume.
La troisième cause est le mouvement ou le repos du liquide;
il peut avoir une grande influence sur la séparation des sub-
stances hétérogènes. Si l'eau qui contient plusieurs substances
de nature et de pesanteur différentes est en repos , le dépôt
successif aura lieu comme nous l'avons indiqué. Si l'eau, ainsi
chargée , arrive dans un bassin où elle reste stagnante , les
dépôts seront mélangés. Si l'eau est courante, les molécules
les plus pesantes se déposeront le plus près du point de dé-
part, et les moins pesantes d'autant plus loin qu elles seront
plus légères.
La quatrième et dernière cause est la vitesse du courant,
plus la vitesse sera grande, plus les dépôts se feront loin, et
plus ils seront éloignés les uns des autres. En augmentant la
vitesse du' courant et la profondeur verticale du liquide,
on facilitera la séparation des molécules de différentes gros-
seurs.
Des soins du Lavage,
Le lavage est un triage perfectionné qui permet d'enlever à
la gangue les dernières parcelles du minerai , et réciproque-
ment. Les divers soins qu'exige le lavage sont les suivants :
i<* On donne aux tables une pente beaucoup plus grande
qu^anx canaux et aux bassins, afin que les molécules pesantes
restent seules sur ces tables.
a<» On fait couler une lame d'eau , ou un flux d'eau super-
ficiel , pour que les molécules légères soient seules eu-
traînées ; ce sont celles qui se placent à la surface du dépôt.
3^ On se sert du balai ou du râble pour ramener les par-
ties entraînées trop bas, ou remuer les morceaux déposés su**
la table , ou enfin poosser dehors les molécules de sable a'
chées à la surface du dépôt.
^Q QUATftlÈHE PARTIE* CFTAP. VÏlI.
4* On au ([mente les aîpéritës du *o! , afin de retenir les
inoléeulei les plus fiesaût€5.
5"* Le dernier moyen consiste h employer les secousses et
le mauvemeat alt^rnnuf de la table sur btpelk $e fait le
dé]ïàt.
Des procédés rf<j LmtQ^t,
Les divers procédés de lavage sont Gowfins dans trois clas-
ses ► La première est en usage pour les minerais qui ne se
trouvent associes qu a une seule esi>ècc de gangue, ou tjui ne
contiennent qu'un seul métd. Ce mode de lavage est le pluâ
slmptcf et uous avons déjii eu occasion de le mentionner» La
seconde classe comprend les métïmdL's de lavii^je usitées pour
les minerais d'or. Enfin, la troisième classe est celle quia pour
Lut (le laver les minerais mélangés à plusieurs gaïiijues ou
rent'ermaut plusieurs mi^iaux^
Lavage des mineraii tfor.
Le lavage de l'or se fait h la sébile qu a i'augeite. Cette der-
nière cousiste eu une petite auge qui a 4n on 4^ centimètres
de largeur sur io8 millimètres de hauteur et 4^ centimètres
de lu «loueur* Les parois sont abattues vers l'ouverture de l'au-
gelte comme les vaus. Deuï poignées latérales servent à Tou-
vrier à manœuvrer l'auge t te comme s'il vaiuiâit. En xi^itzict
îïinsi le minerai ^ l'or se concentre sur le fond. Vers la Bu de
l'opération, Touvrier se sert d'un petit cornet pour amener de
Teau sur le dépi>t,et séparer, par ce moyen, les subies qui
sont à ta snrjrace. Cette méthode est partie uliéremeut en us^ïge
en Huogric.
L'A sébile con(<iste en un plateau de bois qui a /fû ou 43
centimètres de diamàtre^ sur une profondeur de 54 à So milli-
mètres. Les orpailleurs se placent dan^ le courant qui con-
tient les padlettes d'or : ils sont dnas l'eau jusquauï jy^nQui,
el lavent ainsi dans le courant même Les sables aurifértts, en
agitant avec la main et à Heur d'eau ; les sables les plus lé-
gfers sont eutrahiés par le courant , et les plus lourds restent
au fond.
Ce lavage è Taugette ou à la sébile exige beaucoup d'a-
dresse, et les ouvriers chargés de ce soin doivent s'exercer
£ur des minerais peu riches ^ et on ne leur doit conBer cette
opération que lorsqu'on est assuré de leur habileté.
Lorsqu'on veut laver à la fois une grande quantité de sables
"ritèresy ou quauil les sables sout très-pauvres, oaeinpkie
DU LAVAGE* 54 1
des tables inclinées de i5 à ao degrés : ce sont des tables sur
lesquelles on tasse de la glaise en lits minces, et que l'on re-
couvre ensuite de toiles. Ou a soin de pratiquer un rebord en
glaise autour de la table. On fait arriver continuellement de
l'eau. Tout ce qni est terre est entraîné ; ce qui est métal vient
se déposer sur la longueur des toiles. Il est évident que la
première toile contient le sable le plus pesant, et ainsi de suite.
Les sables pesants sont lavés ensuite à la sébile ou à Taugette.
Dans quelques pays , on emploie des tables inclinées aussi
de i5 à 20 degrés; mais, au lieu de toiles, on y a pratiqué
des rainures de 27 millimètres, dans lesquelles s'arrête le mi-
nerai riche. Ce mode de lavage a été employé dans les Alpes:
ce sont les sables noirs , résultant de ce lavage , qu'on passe à
la sébile ou à l'angette. Quand le minerai d'or se trouve en-
gagé dans une vase argileuse, on la jette sur une table où un
ouvrier la divise à la pioche. Dans cet état, elle est entraînée
par l'eau : le dépôt a lieu de même sur la table à rainures ,
mais il est moins visqueux. Au lieu de tables à rainures, on
emploie aussi des tables à crémaillère qui font le même effet.
Lavage des minerais à plusieurs gangues ou métaux.
Ce lavage s'exécute sur des tables de formes différentes.
Pour que ce lavage puisse produire une séparation exacte des
sables dont le minerai est chargé, il faut que les tables soient
construites de manière que les molécules pesantes puissent
seules s'y arrêter, ce qui exige qu'elles aient une grande
pente. En outre, il faut que ces molécules pesantes ne puissent
être entraînées. Pour satisfaire à cette seconde condition, il
faut que Feau s'étende sur la table en couches minces. Quant
à la manœuvre, elle consiste à remuer le minerai avec un
râble ou une pelle, et à ramener vers le haut de la table ce
qui a été entraîné vers la partie inférieure. Nous diviserons ce
lavage en trois classes, exécutées sur trois espèces de tables
différentes, qui sont :
Espèces de Tables,
1*^ Les tables à bords élevés, dites tables à tombeau;
2** Les tables à bords peu élevés, dites tables dormantes;
3® Les tables à répercussion , dites tables à secousses.
Tables à tombeeui. Le premier genre de tables à bords éle-
vés consiste en un lavoir simple ; c'est une caisse enterrée dans
le sol, qui a 2 mètres de long sur i mètre 1/2 de large. On y
jette les résidas du cassage et du triage; ou- les agite, et l'eaa
54l QVAtaiÈWfE PitRTIE, CBAP. VllI.
entraîne ïei parties Ugères daiw des caisses disposées au
desaons. Les dépôts dci bassins successifs sont envoyAs an
I.n ilfuiièm^ espèce de lubies i bords élevés est eittptoye
pour dv.3 minËFais assesi riches. C'est b caisse à tombeau , o
Ciiis^e atLemaude, KNe a 3 ou 4 mètres de loD^ueur, sur une I^i
f>eur de 7 à 8 décimètres et une hauteur de 6 à 7 décimètre
I^ pente i^atie , suivant les minerais , de 1 5 à 30 degrés. El
e^C placée immédiatemeat sur le sol. Vers la tête de I3 Lilli
se trouve une tablette placée  peu près au niveau des boî-l'
et qui recD livre une caisse fermée < Cette tnUJetïe est en saill;
de j à 1! déLimètres sur le côté extérieur de l'encaissement. C
dernier reçoit continuetLement de l'eau » et ou règle Li quin
tité qui eu arrive au moyen d'uti robinet. Cette eau [i^
dans une ouverture placée hûFïîontalÈment au-dessouï i
rencaissement, et qui a toute la Jarfjeur de la table, de l
s'élève dans un intervalle que présenteitt la paroi de Teuc^*
sèment et une planche qui se lève du fond de la table, pi
retuiube eu nappe sur toute b largeur de b table. Aux dm
ticr^i de cette^ table , est pratiqué nu encaissement, L'eïtré
mité le termine par utiiC vanne , quelquefois percée de U^u.
h des hauteurs ditf^renteSp A la suite de la table , se trouve d]
bas^iu où se denoseut les puuasières que l'eau a entraînée*
Quand il s'agit ne laver un miueraî pesant uni à une gangue
terreuse^ comme le plomb argentifère, le cobalt ar^euicil
rupérauan est très-fadk. On apporte plusieurs coibeille&û'
luiaerai sur la tablette ] louvrier en fait tomber quelques pi
le té ES au pied de la petite pi a ne lie , en lexposaut aiuAi imnié
diatement à la nappe li eau ; puis il remue avec un râble. U
parties lourdes restent sur b table : tout ce qui est léger es
entraîné par l'eau dans les deux encaissements successifs d en
nous avons parlé. bWvrierne doit faire u^ge du râble qu
sur la première partie de b table^ Qujmd le miaerai est pao
vre , le dépôt sur le premier gradin est peu considérable; *itij
que le second est plein on eolève» Lorsque les matières qu
l'on passe sont des résidus deeribleriei oa ne peut pas es-
pérer d'obtenir du schUck pur sur ces tables; on se conteuti
d'un dé^ssîssage. Maïs les opérations deviennept plus Iob
gués et plus difficiles, lorsqu'il s agit de s*: parer phisieurssid-
«tances itiétatlîques. H faut répéter cette manipulation (pu
tre, cinq et sîx fois. Tel est le bvagc qui s'eiécute , au Horti
sur un miuefai de plomb sulfuré et de cuivre pyriteux. Loi.
DU LàVftGB. 543
vrier, lorsque ie dépôt a couvert toute la surface de la table,
sur une épaisseur de a ou 3 centimètres, en raison des pesan-
teurs spécifiques, admet une nouvelle quantité d'eau : il se
forme un nouveau dépôt sur le premier, et ainsi de suite. Il a
soin de fermer le trou inférieur, et d'en percer un nouveau
plus haut, an fur et à mesure que les dépôts s* élèvent sur la
table. Il atteint ainsi , par ces dépôts successifs, jusqu'au ni-
veau où l'eau arrive. A ce moment, on sépare le minerai dé^
posé en trois bandes. On enlève à la pelle le minerai contenu
dans chaque bande , et on en forme trois dépôts que l'on met à
part. Le premier, celui qui est le plus près de la tête, est re-
porté sur une table semblable ; on obtient de nouvelles cou*
ches sur toute la surface de la table; on divise de nouveau en
trois bandes. La première bande est reprise de même, et re-
portée sur une troisième table, qui donne de même trois
bandes. Ainsi, soit a le minerai, les trois premières bandes
seront a\ b, c; les trois secondes bandes obtenues seront a\
0, c; b et c se rejetant sur les premières, désignées de même.
A la troisième table, on obtient trois bandes désignées a'",
d, c; par une quatrième opération, on obtient trois autres
bandes a'% d, c; enfin, à la cinquième ou sixième opération,
on obtient, à la tête de la table, du schlick pur a7 ou a^'. Les
dépôts b et d sont traités à part, mais sur la même table.
Quant au dépôt c, il est de sable beaucoup trop fin; on ne
peut le laver que sur des tables dormantes. On a proposé,
dans quelques endroits, de diviser cette caisse par des cloi-
sons pour séparer les dépôts. Cela a lieu pour les minerais
visqueux. Par exemple, on a placé à la tête de cette table une
cloison qui a deux pentes opposées. Le minerai est rois à la
tête , au bas de la première pente, on fait arriver de l'eau, on
agite avec le râble , et bientôt le sable fin passe par-dessus la
cloison , et va se déposer sur le fond de la table. Il reste , en
avant de la cloison, du minerai pur, ou il ne reste rien. On
divise également en trois bandes le dépôt formé sur cette
table. On bocarde ce qui reste en avant de la cloison. En
Hongrie, on a remplacé une table semblable par des pa«
touillets.
On fait usage, sur les bords du Rhin, de tables courtes. Ces
tables ont i mètre 4^ centimètres de longueur sur a mètres
de large , et une pente qui est le sixième de leur longueur.
Li'eau arrive'continuellement par un' petit canal, et se déversa
91 peu près sur la moitié de la longueur de la table. L'ouvrier
544 QOATniÊMË PàRTÎE. CFTAP. tîll,
est à la partie Eupérieure de cette table armé d'un long râUc.
On dépose le minerai sur la pîiptie où l'eau ne couk pas : Von-
vrier en attire à lui et l'amène sous la nappe d'eau. Il agiu
avec soo rsiblc j l'eau empoi'te les parties léçères datis des has
sîns successifs. Au boutii'uti certain temps, le minerai est de
barrasse de Ih plus ffrande partie des terres qu'il cou te naît
non pas qu'il soit Ëout- à-fait pur, mats ou obtient un scblicl
ébaucbé qui contient encore un jieu de salile» L'ouvrier ia-
terrompt alors récoulement de l'eau ; mais îl continue à ma ni
puler : il prend de Tean dans le canal inférieur et ta jette sui
le sable obtenu. Lorsqu'il a ainsi lavé une première fois oesa-
blej il le ramène au haut de la table et recommence là mémt
opération en T exposant de nouveau au couraût d'eau, Le
sable (]ue l'oii obtient est mis à part, et porté sur une autre
table. Il y en a ordinairement trois semblables près les liues
des autres^ Le produit des trois est porté sur une quatriéiw
qui donne du schlick pur ou réputé tel, que l'on nomme at/iui
foux \ c est un suliure de plomb qui contient j5 p. i oo de sa
i)le. te travail sur ces tables est fort eipéditif ; le couraol
d'eau est assez rapide, et l'on obtient en peu de temps du schlick
ëbattcbé propre à être envoyé sur la quatrième table, oà
il s'épure tout- à -fait. C*est sur ces tables qu'on lave les sables
srirtant des bocards et aussi les vases des derniers bassins de
dépôt; mais alors on leur donne une pente un pea moins coq-
aidera ble.
Taifks dormantes.
Ce sont des tables fort longues et étroites, elles sont ordi-
nairem^ent accolées deux à deux. Elles ont beaucoup tooinsde
pente que toutes celles dont nous avons parlé jusqu'ici. Le
sable y e&t manipulé avec des râbles et des balais pour le con-
centrer- Elles se composeut de deu^ longues pièces de bois de
i 5 à îo centimètres d'équarrissage , réunies par une travers*
à chaque extréinité. Le plancber de cette table est forme d<
planches assemblées à languette les unes aux autres. Les deui
pièces longues prcsentetit dans toute leur longueur, et versK
bas, tine rainure dans laquelle on assemble ce plancher
Cette table doit poser sur des tréteau ï tellement dispo^
qu'ils présentent l'inclinaison que doit avoir la table. A ïei-
trémité inférieure se trou sent plusieurs bassins ou cauaiu
les uns au-dessus des autres, destinés à recevoir les parties eu-
traînées par Feau. L'accolement de deuxde ces tables présente
ce ^a*on appelle une table jumelle :la pièce longue du milieo
Dû LAVAGE. 545
Sert pour les deux. Les bords s'élèvent an-dessus du fond de
10, 12 ou 1 5 centimètres au plus. A la tête de la table on
place des liteaux au nombre de trois, et formant parleur
réunion une espèce de triangle tronqué: ils ont une longueur
de 18 centimètres et laissent entre eux un intervalle de 25 cen-
timètres. A la partie inférieure de la table on place aussi, d'au-
tres liteaux qui laissent entre eux le même intervalle que les
précédents. C'est dans l'espèce de case que présentent les trois
liteaux à la partie supérieure de la table, que tombe l'eau qui
déborde par-dessus le troisième. Dans un atelier, on place
ainsi 20, 3o et même 4o paires de tables, en laissant entre cha-
que l'espace nécessaire pour le passage des ouvriers. L'eau ar-
rive par un petit canal qui a pour longueur la largeur des
deux tables. Ce canal est percé de trois trous que l'on peut
fermer par dé petites vannes, au moyen desquelles on donne
plus ou moins d'eau. Il y a un trou au milieu de chaque table;
le troisième est dans la pièce de bois du milieu qui est creusée
dans sa longueur d'une petite rigole , dans laquelle l'eau
peut courir. Ce canal communique avec un réservoir supé-
rieur. La table dormante a 6 ou 7 mètres de longueur sur
une largeur de 8 à 1 5 centimètres ; l'inclinaison varie aussi ,
suivant les sables, de 2 à 8 degrés. Il n'est pas facile de déter-
miner à priori quelle inclinaison on doit donner à ces ta-
bles : l'expérience seule peut aider dans cette détermination.
Dans une même laverie, les tables pour les minerais riches
ont plus de pente. Quatre canaux sont disposés au-dessous
de chaque table jumelle: le premier est le plus profond, le se-
cond est d'une profondeur moyenne ; le troisième et le qua-
trième sont égaux et moins profonds.
On lave sur ces tables des sables riches ou dessables vis-
queux et pauvres. Pour le lavage des sables riches, on jette à
la partie supérieure de la table une corbeille de minerais et on
donne de l'eau ; l'ouvrier remue avec un râble. Quand l'eau
a entraîné les parties légères et qu'il s'est formé un dépôt sur
le fond , i( remue ce dépôt de fond en comble avec le plus
grand soin ; il fait arriver moins d'eau et présente an courant les
molécules qui sont dessous la couche de dépôt. On laisse perdre
encore cette eau, ou bien on la fait arriver dans un comparti-
ment du canal qui la conduit au labyrinthe. Alors l'ouvrier pro-
mène un balai sur toute la surface du dépôt en faisant arriver
de l'ean. Cette eau est reçue dans un second canal. Il prend un
balai plus rade et recommence la même opération. Efifitty
Ingénieur Civil, tome a. 4^
S4^ QtJATRIBllB t>A&TlB. CBAP. VUl.
dans une dernière manipulation, l'ouvrier achève de concen-
trer entièrement ce minerai avec un râble , et il obtient un
schlick pur. L'eau de cette dernière opératioa est reçue dans
un troisième canal. Les sables sont repassés sur la table.
Quand , au contraire, il s'agit de laver des schlamms, qui sont
des minerais pauvres, le travail est beaucoup plus loug et
plus difficile. On commence par apporter une corbeille de ces
minerais pauvres dans la case qui est à la partie supérieure
de la table. L'ouvrier» avec nue pioche, déchire la surface et
fait arriver de T/eau : il se forme un dépôt très-léger. Il faut
deux heures avant que ce dépôt puisse être lavé : il est alors
moins visqueux, et Ton opère comme précédemment. Si Ton
veut comparer le résultat obtenu par ces deux opérations , il
offre une différence énorme. Ainsi, à Pesey, en Savoie, les la-
veuses à qui l'on confiait le minerai riche donnaient ordinai-
rement 3o quintaux métriques de schlick par mois ; tandis que
celles situées à l'extrémité de la laverie, et à qui l'on confiait
les sables pauvres, ne donnaient pendant le même temps que
a, 3 on 4 quintaux métriques. Ces tables conviennent pour le
plomb sulfuré, le cobalt arsenical, qui diffèrent en pesanteur
des gangues dans lesquelles ils sont mélangés; seulement, pour
le dernier, on le reçoit dans une caisse mobile placée au-des-
sous de la table à laver, car il est livré dans cet état au com-
merce. On se ménage donc ainsi le moyen d'enlever la caisse
pour eu retirer le cobalt , le faire sécher sur des tablettes, et
le mettre en sacs. Le cuivre pyriteux étant réduit en sablesons
les pilons d'un bocard, peut être aussi lavé sur ces tables ; mais
il fisiut remarquer que le fer sulfuré auquel il est toujours uni
ne se sépare jamais complètement , à cause du peu de différence
qui existe dans la pesanteur spécifique de ces deux minerais,
en sorte que ces tables sont plus avantageuses pour la galène
et le cobalt arsenical.
On a fait subir à ces tables quelques modifications. Ainsi, à
Schemnitz, en Hongrie, la partie supérieure de la table est sur-
montée d'un gradin qui a moins de pente que la table. Sur ce
gradin sont disposées des chevilles triangulaires dont l'an-
gle est en avant. Le minerai est mis plus haut que les chevilles,
et lorsqu'on fait arriver l'eau, arrêté par celles-ci il se dépose.
L'extrémité inférieure de la table est percée de trous disposés
sur une diagonale. Le minerai se dépose sur toute la longueur
de la table : quand le dépôt atteint une épaisseur de lo à n
centimètres, on le partage en trois bandes. La première, quia
DU LAVAGE. S/lj
nne largeur de a 5 centimètres, est mise à part comme conte-
nant de l'or pur et est lavée à l'augette. Les deux autres ban-
des sont enlevées également et mises à part. Cette opération est
regardée, à Schemnitz , comme beaucoup plus économique que
celle qui aurait lieu par la voie sèche pour séparer l'or. Quand
on lave des minerais d'argent, on opère de même, mais on ne
les sépare pas des pyrites. On a quelquefois « pour économi-
ser la main-d'œuvre , divisé ces tables en deux ; on les appe-
lait alors tables doubles ou brisées. On formait une cascade
au milieu et on relavait les dépôts formés.
Tables à secousses.
Les tables à secousses ont été inventées pour économiser les
dépenses de main-d'œuvre, et laver à peu de frais des vases
pauvres. Aujourd'hui on les emploie indistinctement pour les
sables riches ou pauvres, à gros grains ou à grains fins, à
gangue facile à séparer ou visqueuse. Ces tables ont des di-
mensions qui varient suivant les minerais qu'on y lave. Ainsi,
pour des minerais très-riches et à gros grains , la t^le peut
n'avoir que a mètres de longueur sur i mètre 5o centimètres de
largeur; quand on traite des ininerais à gangue visqueuse,
elle peut avoir 4 mètres de longueur. Les rebords sont élevés
de 1 ? à ao centimètres ; l'extrémité' inférieure est ouverte.
Ces tables sont suspendues par quatre chaînes , dont deux, fort
courtes, à la tête, fixées sur un levier. On lait osciller cette
table au moyen d'une roue à cammes qui la pousse en avant ;
puis , à l'aide des chaînes qui la soutiennent , elle revient sur
elle-même et frappe contre un heurtoir. Ce mouvement oscilla-
toire de la table, et principalement la secousse qu'elle éprouve
lorsqu'elle vient à frapper contre le heurtoir, facilite beau-
coup la séparation des molécules d'inégale pesanteur. On
donne 4o ^ 5o secousses par minute. L'ouvrier est monté sur
un plancher placé sur la table, dont il suit le mouvement On
charge à la fois 17 décimètres cubes. L'ouvrier manipule
comme sur une table dormante ; il répartit le sable sur tonte
l'étendue, le plus également qu'il est possible, et empêche l'eau
de couler en filets ou de creuser de petites rigoles. En 1 5 mi-
nutes , on charge 7 à 8 fois ja même quantité, ce qui donne,
au bout de ce temps, 187 décimètres cubes de schlick ébauché.
L'ouvrier, après avoir ainsi purifié le sable avec son râble ,
abaisse la table à l'extrémité inférieure; il fait arriver un
courant d'eau plus volumineux et envoie tout le schlick dans
une caisse disposée à cet effet.
548 QUATaiÈMB PARTIS. CHAP. VUI.
Lorsque le minerai est moins riche, on l'attire avec une
pioche sur la tête de la tahie couverte de chevilles. Quand
rouvrier est parvenu à concentrer ce dépôt sur toute la lon-
gueur de la table dans l'épaisseur d*nn centimètre , il divise
toute cette étendue en trois bandes inégales. I^ table a ordi-
nairement une longueur de 20 ou 21 pellées. La première
bande contient 6 pellées, la deuxième 7 , la troisième 8. Lors-
que les sables sont très-pauvres et très-visqueuz^ les tables
vont très-lentement et oscillent peu. Le premier travail se
fait sans main-d'œuvre. Quand il s'est formé un dépôt, on
le divise en 2 parties, t;3 d'une part et 2/3 de l'autre. On re-
lave le premier tiers sur la table , mais alors un ouvrier re-
mue avec un ràble , et on obtient un dépôt que Ton partage
aussi en deux; la première portion est' riche à 70 p. 100,
la seconde à 5o p. 100. finfia les deux derniecs tiers sont
relavés, et forment à la tête de la table un schlick riche k 3o
p. 100, et que l'on Quvoie à la fonderie : le reste est aban-
donné.
Quan4 l<i camme pou8se4a bielle , la table avance; son in-
clinaison augmente, la -vitesse de l'eau augînente eu même
temps et entraîne les molécules légères. Quand la table reviâit
en arrière, l'eau continue à se mouvoir et a une vitesse plus
grande par rapport k la table qui roule , et aux molécules qai
sont restées t elle a donc, plus d'action sur ces molécules qui
avaient résisté à la première impulsion, et les entraine. Quand
la table s'arrête brusquement, l'eau et le dépôt tendent à conti-
nuer leur descente ; les molécules pesantes tendent à remonter
un peu.
L'eau qui descend se ride à la surface pendant quelques
instants. Les molécules légères adhérentes perdent leur ad-
hésion, et l'eau les entraîne. Ces tables, dont l'invention re-
monte à 70 ans, et que l'on disait devoir être trop dispen-
dieuses, sont aujourd'hui employées dans tous les cas et pour
toutes sortes de minerais; elles sont d'autant plus avantageu-
ses sous lé rapport de l'économie, qu'elles peuvent être em-
ployées à séparer entre eux divers minerais.
Foir, pages 674 et suivantes, la Légende des Planches
annexées à notre texte , et dont nous n'avons pas indiqué le
détail. ^ ^
CHAPITRE IX.
MÉTALLURGIE DU FER.
TITRE PREMIER.
HAUTS - FOURNEAUX.
ARTICLE K^. — THÉORIE DE LA FABRICATION DU FER SN
GÉNÉRAL.
Si ron considère les minerais grillés comme du protôzide ,
du peroxide et un mélange, en diverses proportions, de ces
deux corps unis à des gangues, il convient de les placer en
présence de nouveaux corps capables de leur enlever Toxigène
qu'ils contiennent ; mais il faut encore que ces corps soient
tels que la combinaison qu'ils forment avec Toxigène puisse
être chassée entièrement d'une manière facile, et que les par-
ties qui resteraient dans les produits ne uubent pas à leur
qnalité. Nous trouvons que l'hydrogène et le carbone se ren-
contrent dans ces conditions; mais ici le carbone seul est
employé exclusivement.
Dans certains pays , tel que la Suède , on emploie le bois en
nature, ou légèrement torréfié. En France, où ce combustible
n'est pas voisin de toute exploitation , on emploie le charbon
de bois, la houijle et le coke, ainsi qu'en Angleterre.
Quoi qu'il en soit, le carbone joue un rôle triple :
i<* Il donne en brûlant la chaleur nécessaire pour faire
naître la réaction chimique et enlever l'oxigène; il fournit
aussi la chaleur nécessaire à la liquéfaction ;
n^ Eu s' emparant de l'oxigène, il passe à l'état d*acide car-
bonique et réduit l'oxide ;
30 II â'unit au fer pour constituer la fonte, qui est très-
Fusible, tandis que le fer pur ne pourrait être fondu.
ARTICLE II. — DBS FONDANTS.
La silice provenant des gangues joue le rôle d'acide à l'é*
0ard de l'alamine, de la chaux et du fer. Il se forme donc.
550 QUATRlàm PARTIE. CHAP. IX.
dans le courant de l'opération, des silicates fusibles qui en-
tratneraient nue grande partie du fer, si on ne remédiait pas
à ce que ce métal joue le rôle de base ; on ajoute pour cela
des substances argileuses ou calcaires, et que l'on nomme /on-
dants.
Les fondants doivent être choisis d'après la nature du mi-
nerai. Si le minerai de fer est trop calcaire, on lui ajoute un
fondant argileux, et si au contraire il renferme un excès d'a-
cide silicîque, on doit lui ajouter ane base calcaire. Le fon-
dant calcaire est appelé, dans les arts, castine, et le fondant
siliceux , er6ue. <
Les proportions de fondants à introduire dans le traitement
des minerais est chose très-importante, et ce n'est souvent que
par tâtonnements réitérés qu'on parvient à dorer convena-
blement les charges ; cependant l'analyse chimique soit du
minerai , soit du fondant, peut conduire à d'assez exactes ap-
proximations.
La gangue fondue donne une masse vitreuse appelée laitier.
D'après la composition des laitiers , on juge si les fondants
ont été employés d'une manière convenable.
Pour qu'un laitier soit bon, il doit renfermer peu de fa,
et ne pas être trop fluide , mais non plus trop pâteux, car dans
ce cas.il obstrue le fourneau et entrave la marche, tandis que
le fer engagé s'en dégage difficilement.
D'après l'expérience , on a trouvé que la fluidité que les lai-
tiers devaient avoir, s'obtenait en disposant les fondants
de telle sorte que le poids de l'oxigène de la silice totale em-
ployée soit à celui des bases de la gangue comme a est à i ,
ou ce qui revient à dire que le laitier doit se former de bi-
silicates dans les fourneaux où l'on emploie le bois.
Quand on emploie le coke, le poids de l'oxigène doit être
égal de part et d'autre, et, dans ce cas, il ne forme plus quedes
silicates moins fusibles que les bi«silicates; mais comme la tem*
pérature développée par le coke est supérieure à celle de tout
autre combustible, les laitier^sont ramenés au degré de fluidité
des bi-silicates.
ARTICLE m. — DOS 6A2.
Les expériences de M. Ebelmen ont jeté un grand jour sur
les réactions chimiques qui se passent dans les appareils où on
traite les minerais de fer. — Ces expériences ont été faites sur
'es hâuts.fourneaux de Clairval et d'Andincourt. Le premier
PES GAZ. 55 1
est alimenté par du charbon de bois ; le second , par nn mé-
lange de charbon et de bois desséché.
A l'ouverture du gueulard, les gaz recueillis étaient corn-
13,80 p, loo d*acide carbonique.
33,5 1 — d'oxide de carbone.
5,82 — ' d'Hydrogène libre.
^7>79 " d*azote.
La vapeur d*eau a varié de 9 à i4 pour 100 volumes des gaz
précédents.
De i^SS l^i",67 au-dessous du gueulard, la quantité de
vapeur diminue rapidement \ les proportions des autres gaz
étant les mêmes.
A 2"',67 à 5*" ,67 au-dessous du gueulard, on ne trouve plus
d*eau, et les quantités d'acide carbonique et d'hydrogène di-
minuent.
Au bas de la cuve on a trouvé :
35,01 p. 100 d'acide de carbone.
1,9a — d'hydrogène.
63,07 — d'azote.
Au bas de l'étalage on avait :
0,3 1 p. 100 d'acide carbonique.
41,59 — d'oxide de carbone.
1,42 — d'hydrogène.
56,68 — d'azote.
Un peu au-dessus de la tuyère le mélange était ainsi com-
posé:
5 1,35 p. 100 d*acide de carbone.
1,2 5 — d'hydrogène.
47, 4o — d'azote.
Ou voit donc que Tair atmosphérique qui arrive par les
tuyères, se change immédiatement en acide carbonique.; mais
qu'à une hauteur très-faible au-dessus |de l'injection d'air,
il y a formation d'oxide de carbone sous l'influence du charbon
en excès et de la haute température développée dans le voi-
sinage des tuyères.
Ces nombres que nous venons de citer s'accordent avec ceux
trouvés dans le fourneau d'Audincourt,
553 QDATJltËMS PARTIE CRAt»^ IX»
MTICLE IV. — DES uivEhs càRflunES de fer.
On divise les carbures de fer en deux séries ;
i»le« Fontes;
1* Jei Aciers.
La fonte est uae coiiibinaison de fer avec des proportions
de diarbon variant Je 0,03 à o,o5. De petites quantités de si-
licmiu et de ptio^phare ne changent ;kis sensiblement cette
a^parenea physique. Les foiiCeâ du commerce, d'après des
:iu:ilyâes exactes, uni donné 0,91 de fer ^ntre 0,02 et 0,06 de
charbon» et de 0,01 euire o.oîfî de silicium, — On y rencon-
tre 3U£.'ïl des petites quantités de mitn^auèse, de phosphore,
de soufre , d'aluminium et de potafiâiïim. La présence de ce
dernier méuil e&t surtout sensible lursque les fontes ont été
préparée! au charbon de bois.
§ 1". — FOUTEa.
Les fontes se divisent en ifimtB blanche ^ fonte grise, fonte
mît te t e t/un te t tuilt^ .
Fonte btiitifiht:, — Kile provient {jénéralement de minerais
manganésifères : elle est d'un blanc d'ar]gent d'autant plus
prouoncé que la f[uantité de manganè^ e^C plus forte. Elle est
très-cas^nte. La cassure est souvent crUtaLline et présente de
larges lames brillantes. Cl le donne le meilleur acier. Elle sert
h la fabrication des aciers J'AUemagrue,
Fonie i^rise, — Cassure g^renue , bien homogène. — Elle
constitue la fonte dauce. Sa densité varie entre 6 et ,7. Ces
fontes f^'em ploient généralement pour le moulage.
Fofite tiùlre. — Grain fin , serré, sa cassure n'est jamais
cristalline et contient toujours moins d'un demi p. 100 de
mauj^anèse. Sa densité varie entre 7,57 et 7,65. — Elle est
employée pour des objets coulés eu moule.
Fonte triiîtét. — C'est un mélange , en proportion variable,
de foule blanche et de R>nte grise. ^^ Les parties de fonte
grise qui sont disséminées dans la masse blanche de la fonte
donnent cet aspect bigarré ou truite dou ces fontes tirent
leur nom.
La couleur des fontes grises u'est pas due à une proportion
plus considérable de charbon que celle qui entre dans les fon-
tes blanches non mangauésiféres — C'est ici, seulement, l'état
dans lequel se trouve le carbone : il est répandu à un état de
téntuté extrême dans les fotites blanches, U masse est donc
DES DIVERS CARBURES DE FER.
553
très-homogène et la combinaison très-intime , tandis que dans
les fontes grises et noires, la division du charbon est moins
grande, la masse est plus hétérogène, partant, la combinaison
moins intime. — Le carbone semble disséminé mécaniquement
dans la masse. Ces phénomènes sont d'ailleurs bien en rapport
avec ce qu'on observe dans le changement de la fonte noire
en fonte blanche, et réciproquement. En liquéfiant la fonte
noire, le charbon se répand uniformément dans la masse, et
si on la refroidit rapidement, on obtient de la fonte blan-
che ; <^r» alors , les molécules de carbone n'ont pas eu le temps
de se réunir, et la combinaison est restée intime; mais si le
refroidissement a lien lentement , la séparation s'opère petit à
petit, chacune des substances cristallise à des époques diffé-
rentes , d'une manière plus ou moins régulière , et constitue
une masse hétérogène.
Compoiîtion de prineipalei fontes.
Fonte blanche.
Fonte ^rise
Fonte noire.
Carbone. . . , -
2.100
1.060
0.869
Traces.
95.971
•2.S34
0.840
0.703
Traces.
96.133
2.200
2.500
0
0
95.30Q
Silicium. .
Phosphore. .
Manganèse.
Fer
Analyse des variétés de fonte proi3ena:nt de l'usine du
Creusot.
FORTE
grise.
FONTE
noire.
FONTE
traitée.
PONTE
blanche.
Carbone. . . .
Terres. . . .
Phosphore. .
Manganèse. .
Fer
2.40
0.^4
0.27
96.79
1.50
1.50
n
97.00
0.80
0.70
. »
»
98.50
0
1.04
Traces.
1.54
97.42
§ a. — ACIERS.
Les aciers renferment environ 99 p. 100 de fer et i de ma-
tières étrangères. Ils sont des intermédiaires entre les fers
et les fontes. Le centième de matière étrangères est, en
554 QUATRIÈME PARTIS, CHAP, ÎX.
grande partie, da carbone, et tdcïer acquiert, au iDaxîmtiin ,
toutes ses propriétés , cjuand Eecarbona y entre obus celle prâ-
portioti.
On dUtin^ue quatre Târiëtds d'acier, cpii sont t
I " Avierda céuienta tionj
a" Acitr fondu i
30 AcitrdeffiT^ejdefonte;
Acier (le eém^ntaiion. IL ■'obtient eu cliaufifant dn fier âùjn
une poulie re renferiDaDt ilu charlnin.
Le fer est disposé datifides caisses en terre, par couches ai-
ternattve» de cément et de barres^ eu ayaat soin de dooni^r
au lit inférieur une épaisseur double des autres. — On ln^t
la cats&e avec de i'ar^ile, et ou Teipose à l'action d'uue haute
tempe rature^ et quelques barres de fer» bissées eu saillie hm*
de la caisse , sârveut k guider l'opération.
Lorsque Tacier sort du four, sa surface est recouverte d'am-
poules, ce qui fait qu'on lui a donné quelquefois le nom dn-
lier pQiiif. Toutes Les barres sont cassées à leur extrêmitê.fi
tf^utes celles qui ne sont pas actèrée^ jusqu'au centre, sont ^-
jetées.
Le cément employé dans cette opération est de differeiito
natures \ mats c'est toujours le charbon qui agit.
Aciet fondu. L acier de cémentation offrant une teiture
peu homogène, ne permet pas de remployer à des ouvrage
délicats ■ aussi o-t-on remédié à cet inconvénient, en le fon-
dant avec un £ux capable d 'empêcher loxidation par lair
atmosphérique.
Cet acier a la même composition chimique que lacier de
cémentation ^ mais se présente avec des caractères extérieur^
différents; aussi le granit est plvis fin , plus blanc , et peut re-
cevoir un beau poli.
A<^iÉr de for^e. Il porte anssî le nom dCader ff Ailemaijuc ,
et très- improprement encore celui d'acier nature L
L'acier de Tof^e, oud'^Allemm^ne, s'obtient en décarburaiit
des fontes blanches ou noires. Les procédés Je ^bricatioci
consistent à s<m mettre des fontes aminées à laction d'un feu
aase/. violent, en contact avec de la limaille de fer ou fonte.
-— Cet acier est peu homogène, mais il se sonde bien à lui-
m^ine^ ce qui 11a pas lieu pour l'acier fondu ^ opératiciu dU'
ficile à exécuter même peur l'acier de cémeutaiion.
DES DIVERS CARBI7RSS DB FIR,'
555
'Acier woott. Cet acier est employé, en Orient, pour la fabri-
cation des armes blanches. — Il est moiré. — On a cru pen-
dant longtemps que ce dernier état était le produit d'une
décarburation incomplète, mais aujourd'hui on a reconnu
que le moirage n'est dû qu*à l'action d'un acide, qui dissout
une certaine partie de fer en laissant à nu le charbon.
ComposHion des principaux aciers»
ACIER
de cémentation.
ACIER
d'Allemagne.
ACIER
fonda . anglais.
Carbone. . . .
Silicium. ...
Phosphore. . .
Fer
0.79
0.45
0.34
98.72
0.25
0.78
0.00
98.97
0.62
0 03
0.00
99.35
Trempe de C acier. V acier , élevé aune haute température et
refroidi rapidement, acquiert de nouvelles propriétés. —
L'acier se brise avec d'autant plus de facilité, que la différence
des températures auxquelles ou Ta soumis a été plus grande.
L'acier se trempe dur et se recuit ensuite , car il est très-
ci ifBcile d'obtenir les aciers d'une trempe déterminée. — Pen-
dant ce recuit l'acier passe par différentes couleurs, ainsi que
le montre le tableau suivant :
A la température de 33o à a3o<^, il est jaune paille.
345
a55
a65
380 à
3oo
390
jaune d'or,
brun,
pourpre,
bleuâtre.
couleur d'indigo.
(Voir, pour construction et établissement d*une usine de
hauts- fourneaux, le Manuel du Constructeur de Machines loco"
motives, par C. K. Jullien, aux articles divers, page 344»
Cet ouvrage fait partie de VEncyclopèdie-Roret.)
556 QUAtRlÈME 1>ART1E. CHAP. IX.
ARTlCXiE V. -A RBIfSEIGITEMEKT8-PRATlQ0ÊS SUR LA MARCHE DE
DIVERS HAUTS-POVRNEAOX AU COKE.
§ 1*'.-^ TROIS HAUTS-POURNEAUX AU COKE, DONT UN MARCHE
A L^AIR CHAUD.
Usine dtjlais.
Production par semaine , pour lès Crois, 90,000 kiiogram-
mes fontes de diveises qualités :
Nombre des tuyères par fourneau , . 3
Diamètre de diio ... .... o'",o68.
Pression du vent en mercure .... o™,ioo.
Consommation 1,2 coke pour i fonte produite :
Prix du coke : 1 1 à 1 2 fr. la tonne.
Prix du minerai 5 fr. Ja tonne.
Le minerai est grillé dans des fours à cuve , et rend
5o p. 100 après grillage, en poids.
Nombre des coulées par 24 heures 2.
Force de la soufflerie pour les trois fourneaux, i5o chevaux.
Main-d'œuvre par fourneau pour 1 2 heures :
1 fondeur à * • • . 5 fr. ■
2 aides à 3 fr. >
2 chargeurs à 2 fr. 5o.
Rendement du fourneau à l'air chaud par
24 heures, de 8 à 10,000 kil. fonte.
Rendement des fonrneaux à Tair froid par
24 heures , chaque. . . . de 5 à 6,000 kil. fonte.
Consommation du fourneau à Pair chaud par
24 heures 12 à i3, 000 kil. coke
2 5,000 kil. minerai.
Consommation des fonmeanx à Tair froid par
24 heures, chaque .... 9000 kil. coke.
18,000 kil. minerai.
Rouiemeni du fourneau à Cair chaud pendant 3o jours
ijuiUet).
Matières premières: i<> coke .... 433,02^ kil.
2«» minerai. . . . i,079,'48okil!
Production en fonte 298,529 kil.
MAIIICHE DE DIVERS HAUTS-FOUKNËAUJC. 557
'Roulement dun fourneau à Cair froid pendant 3o jours
{juin).
Matières premières : 1° coke . « . . 3i5,63okiI.
2** minerai. . . . 66i,320 kil.
Production en fonte 176,266 kil.
jiulre à tair froid ( août ).
Matières premières: I® coke 10,703 hectol.
2*^ minerai. . . . 663,620 kil.
Fonte produite ........ 176,000 kil.
ingénieur Civil, toittf U 49
^58
OtTATRlÀàfÉ PÀSmn. CHAP. ct«
TABtBAD GOkpAftATlF DE LA MAKCHB Tft 2 HAUl
LAUTftE A t*AÏB CUAlîD BRÛLÉ {ÂppOtBil GaBRO]
FOUJjlIlBAU A l'air FROIR/
^1
^1
mars.
1
22
1
25
25
2
24
3
23
3
23
142
4
23
4
22
5
23
S
22
90
6
24
6
25
7
22
7
25
96
S
22
8
23
9
27
9
»
10
24
10
27
123
CoDsommatioD.
COKE. BINE.
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bect.
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kilog.
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27
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29
kilog.
486
504
522
^A
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pro-
duite.
2754
2264
2568
2372
2534
2460
2352
2499
2323
2617
Pour
iOOOkikig.
« « t ?: e
24745
2176
2284
2460
2382
9302
2235
3048
2450
2421
2578
2597
15329 |l960
1875
2060
49374
âl6
192
195
HARCHB DB DIVERS HAUTS-FOURNBAVl.
559
DUBKBAUX AU COKE , MARCHANT L'UN A l'AIR FROID ,
HNB DU CREUSOT. — Dtt l«r mars au 1®' i«r»/.
FOURNEAU A l'air CHAUD
t
. s
Gontommation
■_^
i
FONTE
Pour *** I
1000 kilog. Il
!§'
COKE. .
MINE
..
£1
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Il
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4
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9 &
•S
j
pro-
doite.
0 a
l'a
hect.
kilog.
congés
delSkil.
kilog.
37
7
200
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charyet de eflftff, ete,
Poidi des congés viâea :
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La miae qui y est conienuc ptse, . . 18
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MARCHE VK MT«R0 SAlTff-FO^BmAUX.
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Poids de 8 rasses de coke faisant 7 hectolitres :
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Le coke contenu dans nne rasse pèse. . . 25 kilog.
564 QTTàThlÈUK PJJtTtB. «CniP IX,
TITRE II-
FABRJCATIÔN Dr FER-
La fabrication du fer repo^ lur deux AérieA fondamentales
Ue procédés j seîou qu£ les m nierais employés «ont riches ol
pauvre! êû ttiétaU
I^ première série des procèdes a pour but la cotkvcn'um
directe du luiuerai eu fer tbrgé, ^aas pâ^er par Téiat de fofitf.
La bcconde aécie de procédés a pour but la cou version de
b toute en fer for^.
AATtCLE F^ ^ TftAlTE^tlENT ÎÏIHECT DtS MlMEUAIS DE FES.
L'art de tirer directemeut le fer forgé du minerai ports k
notu de procédé cnUthn , et les u^ltie^ ou Ton traite le f^r
pour arriver a ce réfivltat^ portent le uouî de forges calalanfs.
Les tarare ï catataues s'emploient, à quelque modi&catiou
près, dans Le midi de Ja France, aux Pyrénées et en Siberk^
Ce procédé e^t exclusivement applicable aux minerais très-
richei, tels que tea fers ox idoles et l'uiniathite rouge.
Il existe utïe variété du procédé catafan , dite tttëihode uU^
Par la méthode aUesnatide le minerai est d'abord soumts à
une fusion dans de^ fourneaux appelés stacophus. On abdeoi
un produit intermédiaire entre la fonte et l'acier, dont partie
est a Tétac malléable- Il faut alors pnriBer la m:atière, et on
éprouve un très- grand déchet-
Cette méthode est pratiquée en Camiole^ Curinthief Suèét
et iVontfrjc*
Par la méthode catalane proprenieni: dite, les mineraU
sont préalablemetit préparés à la réduction ; à cet effet, ils
sont soumis à troh opérations distiûc tes ^ savoir :
Le grillage ;
La macération -
Le cassate.
La réduction se fait dans un creuset en fonte, dont la forme
est celle d'un troue do pyramide rectangulaire , à base ren-
versée. Ce creuset est muni d'une tuyùrc.
L*opèraiion se divise en deux périodes, dont la premtèr?i
cpii dure trois heures, a pour but de désoxîder, puis carburer
li^^aî. La ««onde, qui dure une heure, a pour but d*a*
TftAITSMBNT DIS WQSfiU^ SBS
mener las parcelles de mine dissémiaées à ne plus f«ire qu'une
masse spongieuse appelée masseL
Le masset est alors porté sous ]e marteau , où il est com-
primé d'abord à petits coups; puis, au fur et à mesure qu'il
se refroidit^ à coups de plus en plus violents, jusqu'à ce qu'il
soit converti en une barre quarrée» ayant o™,o5 de côté et
0*^,40 de long.
On divise ensuite les massets en deux faassoquets, au moyen
d'une tranche ; on chauffe ces derniers et on les forge en
barres au moyen d'un marteau moins lourd que le premier,
et donnant uu grand nombre de coups à la minute.
ARTICLE n. — TRAITEMENT DES FONTES POUR LES CONVERTIR
EN FER FORGE.
Quelle que soit la nature de la fonte employée à fabriquer
le £er , il faut qu^elle soit préalablement soumise à un affinage
po^r être traitée da^s les fours, réducteurs ordinafres dits de
puddlage*
L'affinage a pour but de décarb^rer le fer et d'enlever les
matières vitreuses.
On distingue différentes méthodes d'affinage :
lO Affinage opéré dans les feux de forge ;
a<> Mazeries;
L'affinage opéré dans les feux de forge se divise en deux
classes.
L'affinage de la première classe se fait à une seule fusion ,
et à soulèvement de la masse fondue.
Les diverses variétés de cet affinage sont :
La méthode mi- Wallonne;
La méthode Wallonne ; " ^
La méthode des feux Basques ;
La méthode Styrienne;
La méthode de Siégen ;
La méthode d'Osmonde.
L'affinage de la deuxième classe se fait à deux fusions , sa^
voir :.
i^ L'affinage à fusions opérées dans le m^me feu ;
2* L'affinage dit Bergamaste;
3® L'affinage de Bohème et de Mbravîe;
4** L'affinage de. la fonte pulvérisée ;
5* L'a'ffinage à double fusion dans de$ feux séparés ;
6* Le mazéage de Styrie;
7® te piazéage de Souabe.
566 QtTATBiÈSiE PAUTIE. CHAP. TE,
Lh faute est employée à l'état de tfueuses^ oa «spèecâ de
grands cyliadtefi que l'on iutroduit daDs im creuset ordinaire,
par un trou pratiqué dao* b phque de contrevent. Il n y a
cju'une tuyère.
Le produit donne pat le feu d'afïîïierie se nomme loupe, et
pose de 3û a 45 Itîlog, dans certaiDs cas, et de 60 A j5 kilog.
dans d^iutres. L'opération dure de deux heures à deux heures
et demie. La loupe , au sortir du feu d'arïînerie , est livrée
à la forpe, dont nous parlei^us plus Joi».
Le mazéage d'em ploie pour les fontes grIseAï il e'opêre dans
les ma!e«n^.
Il cousiste daus l'emploi de creusets Itrasqups » c est-à-dire
garnis iiiiérieuremetit de charboû. La foute y est déposée par
masses liquides de 300 UL; on recouvre le tout d« charbon
et on donne le vent.
Quand la fonte est bien chaude , on la preud avec de£ cnil-
lères, puis on la jette sur des scories riches et des batitur»
qui s'y accolent. On projette de Teau sur le tout, el oa obtieaL
un mélange nui porte le nom de mazette.
On prend la moi tic d^ cette mazette et on la replace daiu
le foyer î on la recouvre de charbon et donne le vent. Elle
perd alors tout sotJ carbone et devient ce qu^on nomme un
jnazot^ que Ton livre ù la lorge.
ARTICLE llï. — opÉhatiqns he tA forge.
Oo distingue les forces eu :
Forges allemandes j
Forges anglaise».
g 1«, — Fonces ALLKlHAttDES.
Dans les for^^es allemandes,, on se sert du marteau pour fa*
briquer le fer.
Les marteaux sont des masses de fonte as^ezconsidé râbles ,
mues pur des machines. Parmi les marteauï ou distingtie ;
Les gros marteaul.
Les martinetft.
Les premiers sont destinés à chasser tout le laitier qui peut
se trouver dans la masse de fer rouge qui est soumise a h
percussion Jesseconds sont destinés â tirer Je fer en barrer de
toutes formes.
On distingue trois modes de transmi-^îon de mouvemeut
aux marteaux : Je là , trois systèmes de marteaux, savoir :
1** Les martiaux à soulévetueuti
OPÉRATtOKS DE LA POROS* 56^
S» les marteaux à bascule,
3^ Les marteaux frontaux.
' Les marteaux employés dans les forges françaises sont tous
à soulèvement. L'ensemble de l'appareil qui sert à les main-
tenir et les mettre en mouvement , porte le nom de ordon à
drôme coupé.
Le drôme est une grande poutre horizontale qui sert à relier
tout le système, et qui autrefois traversait toute l'usine. Gomme
01^ Ta coupée au niveau de la tête du marteau, on la nomme
maintenant drôme coupé.
En général , l'ordon à drôme coupé se construit tout en
bois. Le marteau est porté à l'extrémité d'un manche dont
l'autre bout est emmanché dans un œil, appelé liard, pra-
tiqué dans une pièce de bois transversale, appelée hurace,
ayant ses extrémités coniques et logées dans deux pièces de
bois, appelées 7am6c5 sous la main, dans lesquelles elles peu-
vent librement tourner. ^^
Le marteau reçoit son mouvement d'une bague en bois ,
armée de dents et montée sur l'arbre d'une roue hydrauUque.
Cette bague vient frapper sur le manche près de la tête du
marteau.
Les martinets diffèrent des marteaux en ce qu'ils sont tou-
jours à bascule , et se montent dans des cages qui sont les unes
eu bois, les autres en fonte.
Le poids des marteaux et martinets varie enlre 2 5 et aoo
kilogrammes. Le nombre des coups donnés par minute varie
entre loo et 3oo.
g 2. — FOBGES ANGLAISES.
Le travail des forges anglaises se divise en six opérations
principales distinctes , savoir :
Mazéage des fontes;
Puddlage des fontes ;
Scingiage des loupes ;
Laminage dégrossisseur ;
Ballage ou réchauffage;
Laminage finisseur.
Le mazéage se fait dans des creusets à six tuyères. Quand la
fonte est jugée suffisamment épurée, on la fait couler dans un
bassin en Tonte. Le laitier surnage; afin d'en faciliter la sépara-
tion d'avec le métal , on projette de l'eau froide sur la matière
en fusion; puis, quand elle est refroidie, on la retire et la
i:a88e avec des marteaux.
568 QUAtmàME PAfttIB. CHAP. It.
Le puddlntje est l'opératioa qui a pour bot de retirer au
métal les dernières portions de carbone qa'il contient encore.
A cet effiet , on place la fonte , sortie des mazeries, en mor-
ceaux de toutes grosseurs, sur la sole de fours à réverbère,
dits fours à puddler. Quand la fonte est en fusion , ainsi que
les laitiers dont on a soin de la recouvrir pour éviter le con-
tact de Pair avec le métal , on la brasse avec un ringard jus-
qu'à ce qu'elle ait pris une consistance pâteuse qui permette
de la réunir en une masse que l'on nomme loupe.
Le scinglage de la loupe se fait au moyen d'un marteau
frontal du poids de 5ooo kilogrammes, mis en mouvement par
une machine à vapeur de i6 chevaux. Le but du scinglage est
de faire sortir tous les laitiers et souder toutes les parties
de la loupe, de manière à en faire une barre homogène de
10 centimètres dequarrissage environ, et 3o centimètres
de long. 0
Sitôt cette barre obtenue , sans qu'il soit nécessaire de la
chauffer de nouveau, on la passe sous le laminoir dégrossis-
seur, où, de cannelures en cannelures, elle finit par devenir
une longue barre de fer quarrée ou plate, suivanc l'usage
auquel on la destine.
Les barres provenant du laminoir dégrossisseur sont cou-
pées, au moyen d'une cisaille, en bouts de 4o centimètres en-
viron, que l'on réunit entre eux de manière à former des
prismes à section quarrée, de i5 centimètres de côté environ,
appelés balles. Ces balles sont placées dans un four appelé
four à réchauffer ou à baller^ ou elles sont chauffées au rouge
blanc, puis de là soumises au marteau et passées au laminoir,
d où elles sortent fer balIé. Si on veut obtenir du fer mar-
chand , il faut les soumettre à un second hallage.
Pour* la tôle, le nombre des réchauffages est pins con-
sidérable.
Pour les rails, on compose souvent les balles du four à ré-
chauffer de deux bandes de fer balle, entre lesquelles on
place une épaisseur plus ou moins considérable de fer
puddlé.
^ La forge anglaise donne lien à beaucoup de déchets , <|ae
Ton divise en deux classes distinctes, savoir ;
i*' Les batitures et scories du marteau ;
2** La ferraille.
Les batitures et scories des marteaux sont prûes par les
OPÉRATIONS DE LA ^0&GB« $69
puddleurs , et retraitées par eux avec la fonte sortant des
mazeries.
La ferraille est mélangée au fer BalIé pour produire soit du
fer marchand fin, soit de la tôle.
Pour bien faire comprendre le travail d'une forge anglaisé^
nous allons donner un tableau des opérations, telles qu elles
se pratiquent dans une forge en grande activité.
Soient : F, la quantité totale de fer employé à une fabrica*
tion donnée ;
R, la quantité totale de ferraille employée pour diio.
Décomposons F en quatre parties quelconques, et posons :
r^f+r+r+f".
Décomposons R en deux parties aussi quelconques, et po^
sons :
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On a le tableau suivant :
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LÉGENDE EXPLICATIVE
des planches x\vl et xxvii relatives
l'exploitation d^s mines.
Fig. I. Conpe des couches de houille du Montceau (dëpar-
temeat de Saône-et-Loire ). Cette coupe est prise
suivant une ligne à peu près parallèle à la direc-
tion de son inclinaison , passant par le puits de la
Maugrand, le Bure des femmes, la grande Tra-
verse et le puits Saint-Pierre. — A, puits Saint-
Pierre. B, puits de la Maugrand.
C, Petite faille de la traverse du fond du puits Saint-
Pierre.
D, Petite faille de la rigole.
E, Grand cône de Saint-Pierre.
F, Grande traverse de la Pelouse.
G, Bure des femmes.
H, Gi;«ind cône de la vieille pompe.
I , FaiU<: de la Maugrand.
Fig. 2. Coupe longitudinale des couches de houille de Lucy
(Saône et Loire).
Fig. 3. Coupe verticale des couches de houille de Lucy.
Fig. 4* Coupe des couches de houille de Valenciennes , sui-
vant la ligne A, B, C^ D, E, F de la fyitre 5 du
plan.
A, Terrain honiller.
B, Couches horizontales, dites : Terrain mort.
Fig. 5. Plan des couches houillères de Valenciennes.
Fig, 6. Plan des couches de houille de Mous.
Fig, 7. Coupe verticale %les couches de Mous, suivant les
lignes M, NO, PQ du plan (Jig. 6),
A, Terrain honiller.
Fig, 8. Système d'exploitation delà houille à Newcaste.
AB, Ligne de direction des couches.
F'ig, 9. Système d exploitation dans le Yorkschire.
Fig. lo. Couche de fer hydroxidé, dans la vallée du Rhin.
ABy Marnes diluviales.
. C, Sables molasses.
D, Conglomérat calcaire.
E> Argile sableuse.
PLARCBEâ DE l'EXPLOITATION DES MINES. 5 75
F, Couche de minerai de fer.
G, Terrain jurassique.
Fi^, 1 1 . Gisement du minerai de fer d'alluvion dans l'ar-
rondissement d'Âvesnes (département du Nord).
Coupe idéale suivant une ligne perpendiculaire à
la direction du soulèvement.
A, Terrain tertiaire.
B, Schiste de transition.
C, Minerai de fer.
D, Calcaire de transition.
Fiq. II. Mode d'exploitation employé dans la masse du mi-
nerai. — A, Terrain tertiaire. B, masse de mi-
nerai. cCj schiste et calcaire de transition.
Fig. i3. Filons amphiboliques de blende et de galène dans le
Campigliesse, en Toscane.
A, B, Calcaires jurassiques métamorphiques, au mi-
lieu desquels se rencontrent les filons blendi-
fères et hombifères.
Fig. 14. Coupe du terrain houiller de Decazeville ( départe-
ment de l'Aveyron ).
Â, Granit et gneiss.
B, Porphyres.
C, Conglomérats porphyriques.
D, Serpentine.
£, Gneiss.
F, Grès rouge.
G. Terrain jurassique.
• N<>* I. houillère Lagrange.
2. — — deTramont.
3. dePaleyrer.
4* Couche de minerai de fer carbonate.
5. Filon de fer oxidulé dans la serpentine.
Fig, i5. Gisement de la calamine en Silésie. Plan,
â, Ville de Tamowitz.
6, — deBeuthen. ,
c, Gîte de calamine.
d, Marie-Grube.
e, Elisabeth-Grube.
A, Terrain houiller.
B, Calamine rouge , correspondant à la lettre a dans
lis figures 17, i8> 19, et ao.
^j6 LÉGCKIÎE EXPLlCiTlVE
Ç, Cakmiiie Lbuche, correspoU(l:int à !a laCCTe^p
dam les friures 17, 18, tg et 20.
D, Calcaire jurassique.
£, Muscbelkalk.
F, Dolomie.
G, Sables et argiles.
Fig, 16 et 17. Coupe traversant tout le gîte connu. N* H F*^
SS, O.
fïq. i3. Coupe du nord au sud pa&sant par les mluçs M^/
et Elisabeth.
Fi^' ig* Coupe de l'est à l'ouest, passant par ]«& imm
Scharlegct WiLbelmiûe.
Fig, îo, Coupti de T>3t à l'ouesty passant parla mine Marie
Fiif. 3 1. FiloîJS métallifères djos b ddomie.
Fig, 33. GiMmeat du cuivre à Chessy { Elliûne],
a^ Mine jaune représentée en plaa par a\
bj Eurite quartdfère.
c, Mine noire»
dj Miuerou(je>
e, Jline blanche.
/, Ltas*
lo, Grès bicarré.
h. Granité.
Fijf. 3 3. Gîte de fer hydroxidé daû£ le calcaire jurassique.
Fig. 34. Coupe des couches de sel gemme de Nortwicb, pr*
Liverpool.
a, calcaire mameoi avec fossiles , ar-
gile rouge endurcie P * . . , ^6,60 7,9
fri Marne argileuse micacée, verte et
rouge. . * 3, » ni,e
£t Marnes irisées ^redmarl) conte-
nant beaucoup de ^'pe. . . 3, « 3^ ^
d. Marnes irisées avec gypse et sel
gemme i€^6o 4^9
«, Marnes micacées^ 4j " i»^
f, Marnes endurcies, avec gypse. . 7, » a^i
^> Marne en dure le bitumineuse . . iS» » 4*5
/ij Argile avec sable, |]^pse et soiir- \
cea très-abondantes * . . . i3, * 3,9.
i, Milites de couches de rnarnea bleuti
DIS PLANCHES DE LEXPLOITÀTION DES MINES. 677
j , Premier banc de sel. . ï . : J^» » 'a2,5o
k, Argile brune, rouge, et veines de
sel et de gypse 3i,6o 9,48
l, Deuxième couche de sel (ellen*a
pas été exploitée dans toute son
épaisseur) 108, » 3a,4o
Fi^, 35. Coupe des couches de sel gemme de Vie (départe-
ment de la Meurthe).
mètref.
a. Grès bigarré. . : ; : . : : i4> »
bf Calcaire co^illier. ••*.•• 0,11
c, Argiles grises, rouges salifères mé-
langées de gypse. ..... 89,65
</, Calcaire et argile salifère. . '. . 3,o3
e, Argile saltfère 8,o5
/ , Première couche de sel . . . . 3,64
g, Deuxième couche de sel avec argile
et gypse. . 5,oo
A, Argile et gypse. . ,. , . ^ . i,43
t, Troisième couche de sel . V . . i4)03
j , Argile et gypse i • i,43
k, Quatrième couche de sel avec ar-
gile et gypse. . . . w . . 7,4a
/, Ciocpiième couche de sel. . . . 7,16
m. Argile et gypse .....«; ?
Les couches n'ont été recherchées cpi*à la profondeur de
jo4 mètres 97.
Fig, 26. Masses de sel gemme daos la vallée de Gardonne
(Espagne).
ac. Grès.
bd. Calcaire.
efe. Masse de sel gemme.
Fig, 37, a8, 39, 3o, 3i, 32, 33 et 34- Différents systèmes de
boisages employés dans les mines.
Fig, 35, 36, 37 et 38. Lampe de sûreté de Davy , avec ses dé-
tails.
Fig, 39, 4o et 4i> Lampe de sûreté de M. Domesnil; plan,
coupe et élévation.
LÉGENDE EXPLICATIVE
lïE 14 PLAHCUB XX\ lU FlEtATIVE A LA MÉTALHIEGIE
Wîgn T, 9p 3 et 4' Profils de baut»-fbiirneaixi au coke.
Fiç. 1, Horsléy,
Fig, a* Lavoulte,
FiU- 3. Raveaui*
Fîg. 4- Fmitwyu,
Fj^. 5, Profil de hauufourneau au coke et au cbarbon àt
Fig* 6, 7 et 8. Profils da hauts-foorneaiui au cfaatboa de
Fig. 6. Hara.
Fi^. 7, Obéreictitadt.
Fig. 8- Châtfiau- Vilain.
Le» eates de» fibres ci'deifns font en eentimétres.
Fig. 9 et 10. Il^uC -fourneau au coke.
Fig» ij et la. Haut-foaraeau au diarboq debok.
Fiç. >3 et i4. Four Jl puddler ordinaire.
Fig. i5. Four à puddlËr, avec chauffage de chaudière par k
flslnlme perdue.
Fig. i6. Le méme^ système de C. E. JulKen, avec tirage
pendant la chîiuffev
Fig. 17 â 34^ Tcuailles diverses pour la forge iuigTafse, à Té*
cbelle de \/^^.
Fig. 17. Ecre visse pesant 12 kilogrammes,
Fig, 18. Tenaille à chauffer, 3o iiilûgraianies.
Fig. 19. ift Iti. 17 -^
Fig. ao» Iti. Id. 9 —
Fig. al. Tenaille à foi^jjer, ji kilogramines,
Fîg. nn. Id, W, la *-
Fiij. a3. ht M. 11 —
Fig. j4, Irf, /^f/, ti —
FIN.
TABLE DBS lAUÊBBS
CiONT£NUES
DANS LE SECOND VOLUME.
Pages.
DEUXIEME PARTIE. — hécanique.
LIVRE I«r. — MATÉRIAUX EKPL0TÉ8 DAïfS LES
MACHINES. 1
Chapitre l^r. Etade des matériaux employés dans
la coDstructioD des machines id,
ART. l^c. Métaax employés dans les machines, id.
S l«r. Cnivre. . 2
S 2. Plomb id.
S 3. Etaiii. id.
S 4. Zinc id.
§ 5. Bronze. . «d*
S 6. Lailon 3
' i 7. Fontes id.
g 8. Fers 5
S 9. Acier. . 12
Art. 2. Bois 16
S 1«. Chêne ofdtnaire 17
i 2. Orme . id.
8 3. Charme 18
8 4. Hêtre id.
S 5. Coroier '. . . . id.
8 6. Alisier. id.
8 7. Cornouiller. 19
8 8. Tilleul id,
8 9. Marronnier id.
8 10. Noyer id*
8 11. Aulne. .......... id.
8 12. Erable. id.
§ 13. Peuplier id.
8 14. Bois conifères 19
S i&« Qaïac 20
5&0 T4BLC DU KATIEEES.
§ le. Boîi do rer 20
Art, 3, Corp» Qe^dbles employés daoi lea mi-
chioea , 21
g ler.Cordagei id.
S i. Cairs. , , 34
g 3. Huiles. . - , 25
g 4. Sa?ûD8 â(J
g 5. Graisses 4d,
Aut. 4. Scflibmefil . . , 37
Ch AFiTHE 2 . Rèâislance des maiér faux employai dnuM
la coQBtructioD des machiaei. >. 29
Art. 1^^ RésUtaoce des matériaux rigides, . id^
g l*^r. Effort de iraclioo id.
g 3. £CroTtdef1exiûd 3â
g 3^ ££rDrlde lorsion. .,,".«.» 43
g 4, ËŒbrt d'écrasemeot. ,.,,,.. 44
ÂET. S. Eésiâlance des matÊrfauit lleïiblea. . 47
LITRE U. — COMPOSITION géhéealb des
MACBmEg. 51
CaAPiTBE PREMIER, Gommttnjcalioa directe. . , ^
Art. !»<'. Cooamunicatioa entre les piècei Oseï
et lea pièces mobiles, .....,,. iâ
Art, s. Gomma ûicati on entre les pièces fixea
en ire elles ou hs pièces mobiles enlre elles. ' * 5t
§ i«r. Aftiemblages d'une pièce à seoiion rec-
tangulaire avec nûe autre pièce h section ree-
langalavre, , *d
g S, Assemblage! d'nne pièce b section rectan^
gulaire avec une pièce h seciion quarrèe, . 5'
g 3- Assemblages d'une pièce à section reclan-
gnlaire avec une pièce à section circulaire^ , td
0 4-, Asefiniblâg«^a d'une pièce à section quar^
rée avec une pièce à section quarrée. , , 5J
g 5. Asaembiagead'uae pièce è section querrèei
avec une pièce à section circulaire, , . . li
g 6. Assemblages d'une pièce à section circu^
laire ayec ane pièce à section circulaire. . • id-
TABtl DIS MÀTiiauJ 5Sl
GHAPlTaB S. Gommanicalion indirecte 59
Abt. i«r. TraDfformatîon da moaTement ree-
tiligoe continu id.
g l^r.Rectiligne conlinaenrectilîgnecontîna. id.
S 2. Recli ligne coDtino en rectilign'e alter-
naiif 61
$ S. Rectiligne continu en circulaire continq. id.
S 4. Rrecliligne conlina en circulaire aller-
natif. id.
Art. 2. Transformation do moaTement recti-
ligne alternatif 62
$ for. Rectiligne alternatif en rectiligne contion. id,
8 2. Rectiligne alternatif en rectiligne aller-
natif id.
8 3. Rectiligne alternatif en circulaire continn. id,
8 4. Rectiligne alternatif en circulaire alter-
natif 70
Abt. 3. Transformation da monvement circu-
laire continu 72
g l«r. Circulaire continu en rectiligne continu, id.
S 2. Circulaire continu en rectiligne alternatif. 75
g 3. Circulaire continu en circulaire continu. 74
g 4. Circulaire continu en circulaire alternatif, id.
Art. 4. Transformation du mouvement circu-
laire alternatif. 77
8 l«r. Circulaire alternatif en rectiligne con-
tinu td*
g 2. Circulaire alternatif en rectiligne alter-
natif. id.
g 3. Circulaire alternatif en circulaire continu, id.
g 4. Circulaire alternatif en circulaire aller-
natif 78
Chapitre 3. Composition des pièces générales des
machines id,
g l«r. Arbres, axes et tourillons id.
g 2. Chapes , coussinets et claTettes. ... 79
g 3. Boulons et écrons 80
g 4. Ghapeaax de itnlfing-hox , oa presie-
étonpes 81
ingénieur Cwil^ tome a. Si
S8s vàmm i»tg VAttlAis.
g 5. DoDillêt id.
S 6. ManchoDg td.
8 7. SapporU, palîen, chaises et crapav-
dines 82
g 8. HanÎTelles. 84
8 9. Bielles. . 85
g 10. lîalanciers et leviers. ...... 86
g 11 . Pistons et tiges 88
g là. Galets et glistoirs 91
8 13. Poulies id.
8 14. Parallélogrammes 9i
8 15. Rooes, pignons et crémaillères. . . 95
8 16. Excentriques 93
LIVRE III. ~ MACHINSS DBSTINiES A TRANS-
METTRE L'ACTION DBS MOTEtJBS. . . 97
TiTBB 1«. Manèges id.
Titre S. Monlins à vent. 100
TiTRB 3. Rbaes bydraoliqoes 103
Section 1'*. Détermination do travail d'an poids P
I d'ean tombant d'une hanlenr H.
I 8 ^^^' Ecoulement par un orifice H.
i 8 ^* Ecoulement par un déversoir. ... 101
"* 8 3. Ecoulement dans un coursier indéfini. . id.
l g 4. Travail dépensé id.
Section Î. Théorie des roues hydrauliques. . .108
' Art. i^^. Roues à axe horizontal id.
\ 8 i^^. Roues h Tannes , recevant l'eau en-
dessous 109
<; 8 ^* Roues à déversoir» recevant l'eau de
i côté 114
{! g 3. Roues à vannes, recevant Teau de côté ou
i en-dessus 116
5: 8 4. Roues pendantes 117
Art. % Roues & axe vertical , ou turbines • . 119
' ' 8 ^^^' Turbines à pression yerttcale. • . . «tf.
^i 8 3. Turbines à force centrifuge. .... 121
TiTRB 4. Machines à vapeur Iâ4
i Chapitre !«<'. Description historique des maeliiBes
à vapeur. id.
TABLE DES MATIERES. 583
Chapitre 3. Théorie générale des machines à va-
peur 132
Art. l^i*. Division des machines à vapenr . . «il.
Art. 2. Calculs des machines à simple effet. . 133
§ 1er. Machines atmosphériques id,
g 2. Machines à vapeur 134
Art. 3. Calculs des machines à double effet. . 136
g 1^'. Machines à condensation sans détente, td.
g â. Machines sans condensalion ni détente. . i37
g 3. Machines à détente td.
Chapitre 3. Différents systèmes de machines à va-
peur 140
i^RT. l®r. Machines fixes id,
g 1er. Arbre situé près du sol tel.
g 2. Arbre situé à une petite distance du sal. 141
g 3. Arbre situé à une grande hauteur. . . t'd.
Art. 2. Machines de navigation. . . . . . 145
Art. 3. Machines locomotives. ..... 147
Chapitre 4* Théorie spéciale des machines à vapeur. 14S
Section 1^®. Diamètres relatifs des pistonsé • . 149
Art. ler. fe = 41^.28 150
g 1er. Machine sans détente ni condensation, id.
g 2. Machine à détente et condensation. . . id,
§ 3. Machine à détente sans condensation. . id.
Art. 2. ^==5im.60 id,
§ 1er. Machine sans détente ni condensation, id,
§ 2. Machine à détente et condensation. . . 151
g 3. Machine h déiente sans condensation. . id.
Art. 3. fc = 61ra.92. ........ id.
g 1er. Machine sans délente ni condensation, id,
g 2. Machine à détente et condensation. . .. id.
g 3. Machine à détente sans condensation. • id.
Art, 4. . 152
Section 2. Dimensions proportionnelles des dif-
férentes parties qui composent une ma-
chine à vapeur 153
584 TAULE DES MITIÈEES,
Abt. i^^^ Bimeoiioiu prûportLOiiDeUei dei ptf'
lies - 154
g i". Géaêralenr 435
S S. ])iiiribiition . , i:>G
g 5. Cylindre h vapeur, ....... 161
g i< Con(lî]D»aLiaD. ..*,.,.. iSS
g 5. Alimeniaiion 166
g (i. Tranimifisiop dd mon t cm en l. * - . * 16T
AttT- 2* Dimeuaions proporLinnnalle* de» ax«»,
arbres «t tourtllous 16S
TROISIÈME PARTIE. — CoTfSTttuCTiox, ITÏ
LIVRE V^. -^ ETtIDË DEA HiiTÉBIAI^K EMPLOïËS
I>E FBÊFÉftBlfCE DAPTS LRS CO?tSTRUCT10.'1S CI-
YILBS ET JTII>t:STR]£LLEâ. .....,, *'i,
Cdapitak l^ff. Pîorrei . , , id.
Ait, l'ïf. Pierres cakaireg id.
ArT' â^ Fiefreà aluttiineuiei. , * . . . ^ 174
Abt» s. Pierre» gjpsouie». ,,»,,> 179
Art. 4. Picrrel âcmlillanlw 181
GnAFiTiiE s. MorLien .434
LIVRE II. — AncuiTËCTURE industrielle. . laO
CfiAt^iTRft I". Princîpei généraoK d'arcliUçeiiire. . îd,
Abt* l*"". DéÛQiuoni , , id.
Art. s, Formel el proporlînns architecLura[ei. i94
g 1*r. Moalnrea cQ général. ,...,* id,
g ï. Lei Cinq ordres d'art^hllecturc, . . . 183
Art* 3. Bfi reïécaiian des Lravàiii de conitnic-
lîoD 19S
GaA^lTBB 3. Arcbîteeinre hygiénique. . . . , 2S1
ÂMT* î^^- ChauQaga et TcnlUallnn des apparie-
méats. ...,...,.., id.
AitT. 2, Edsfrâ^e et eau. . . . . . , . 389
Art. 3. CnUineg , . , Î90
Abt. 4, Latrînef. ..,,..«.. ij.
Abt. 5. Cayea , , 391
A»X. 6- CoDdmU à&i «aui perdue» et sales. . 292
TABLE DES MATIERES^ 585
LIVRE III. ^Construction des rouîes. 295
Chapitre l^^". Prîocipes sur réublissemeni des
chaussées en général 4d,
ART. l<>r. Tracé des routes S95
S ie<'. Raccordements . . 296
g 2. Lefé des plans 29B
S 3. Nivellements id.
ART. 2. Construction des routes 999
Art. 5. Calculs des déblais et remblais. . . 305
Chapitre 2. Construction des chaussées. . . . ^10
Art. 1er. Chemins de fer 311
g l^r. Construction des rails. -. . . . . 312
g 2. Construction des coussinets ou chairs. . 314
S 3. Appareils pour la communication de di-
verses Yoies entre elles 3l5
Art. 2. Chaussées parées 516
Art. 3. Chaussées empierrées • 318
LIVRE IV. — WAviGATioN ... 320
Art. l*''. Etudes pour rétablissement d'un ca-
nal à point de partage 323
g !<)<'. £?aporation id,
g 2. Filtrations naturelles id.
I 3. Filtrations artiGcielles 324
g 4. Dépense de navigation id.
g 5. Chômage 325
Art. 2. Tracé et construction d'un canal. . . 527
Art. 3. Construction des écluses id.
g l«r. Disposition . 328
§ 2. Epaisseurs des maçonneries pour résister
à la poussée des eaux 329
g 3. Pressions sur les portes. . . . . . 350
g 4. Construction des portes 331
Art. 4. Ouvrages accessoires id.
g l«r. Prises d'eau id.
g 2. Aqueducs. 532
g 3. Déversoirs id.
Sté TABLB DIS MATlislS.'
S 4. Ponts 532
8 5. Alimentation des canaux. ..... 356
Aet. 5. Navigation sar les rivières 338
LITRE V. — CONDUITES D'EAU DANS LES VILLES. 340
S l^r. Jaogeago d'une petite sonrce. . . . ii.
g 2. Jaugeage d'une source moyenne. . . .341
8 3. Aqueduc. . id.
g 4. Elévation de l'eau 34%
S 5. Réservoir et conduites 343
8 6. Calcul des sections des conduites. . . ii.
LIVRE VI. — PONTS. 351
GhAPITBB i^. Ponts flxes 552
Aet. 1«'. Emplacement id.
Abt. 2, Débouché 353
Art. 3. Formes 357
8 l«r. Pontceanx . id.
8 S. Ponts en général. ...... .358
Aet. 4. Construction 360
8 i*'. Construction des pontceaux id.
8 2. Construction des ponts en pierre ; — cal-
culs sur la poussée des culées. . . . • . 362
8 3. Construction des ponts en charpente et
en fer 381
Chapitre 2. Ponts suspendus. ,.,.... 583
QUATRIÈME PARTIE. — exploitation des
kines et métallurgie. 598
Chapitre i«^ Introduction. id.
Chapitre 2. Exposé des méthodes de recherches
des minerais 403
Chapitre 3 420
Section l^e. Recherche des mines. ..... id.
Section 2. Des fooiUes en excayations. • . . 432
TABLE DSS MATlitRES. $87
Chapitre 4 *59
Section U^» Exploitation des combastîbles fos-
siles, »^-
Section 2. Description de différents bassins honil-
* Jers. 462
Ghapitbb 5. Exploitation des substances métalli-
fères 481
Section 1^®. Diverses méthodes. . . • . . id.
Section 2. Des moyens employés ponr épniser
Tean des mines • 482
Chapitre 6. Eclairage et aérage des mines. . . 495
Section. 1'^. Eclairage dans les mines. . . . id.
Section 2. Aérage des mines 505
Chapitre 7. Extraction des minerais 510
Section 1'®. Du transport intérieur. .... 511
Section 2. Extraction du fond des puits. . . . 513
Chapitre 8. Préparation mécanique des minerais. . 521
Section 1'®. Du triage 522
Section 2. Du bocardage 529
Section S. Du lavage 53S
Cbapitrb 9. Métallurgie du fer. ...... 549
Titre 1«'. Hauts- fourneaux • . id.
Art. 1®'. Théorie de la fabrication du fer en gé-
néral • . . . ii.
Art. 2. Des fondants id.
Art. 3. Des gaz 550
Art. 4. Des diyers carbures de fer 552
§ 1er. Fontes id
g 2. Aciers 555
Art. 5. Renseignements pratiques sur la mar-
che de divers hauts- fourneaux au coke. . . 556
S l«r. Trois hauts-fourneaux au coke, dont an
marche à Tair chaud id,
S 2. Tableau comparatif de la marche de deux
hauts-fourneaux au coke, marchant Tun à
l'air froid « l'autre à t'air chaud brûlé (appa-
reil Mri»/).U«iii0 du Creusot 558
588 TABU rat MAnlREs.
TiTBl 9. Fabrication da fer . 564
ÀET. i*r. Traiiemeni direct dea mineraii de
fer Id.
Art. 2. Traitement dea fonlet ponr lea conver-
tir en fer forgé 565
ÀBT. 3. Opérations de la forge 566
$ 1«r. Forges allemandes td.
8 2. Forges anglaises 567
Tabtean des opérations sacceisires des mélanges et
des produits d'une forge anglaise 570
Compte de fabrication ponr une année 572
Légende explieatiTe des planches XXYI et XXYII
relatires à l'exploitation des mines 574
Légende eipiicative de la planche XXYIII relati?e à
Texploitation du fer 578
Fin DE LA TABLB DBS VATlilBS.
ERRATA DU PREMIER VOLUME.
Pages. Licpnes. An lien de :
3 1 (PI. XVI)
ïàuiTt i»férUwreB\
204
204
259
260
78 14
21
23
30
3
(PI. XVI),
«1+ 1
1813,
(P/.XVin,/lflr.let2),
^^. 20 et 21, (W. XIX),
/l^.22et23(P/.XIX),
Liaex:
(P/.XXU.)
l'antre inférieure D.
œ „_ «'_
(PLXXII.)
m 4. 1
m + l
1810.
(I>/.VIII,/I9.4iet42.)
/l^.20et2l,(W.XXV.)
/l^.22el23,(PI.XXV.)
BAA-SOa-SEINB. — IMP. DB SAUIJUlD.
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