Presse et revues
134 pages
95 NOUVELLES ANNALES DE LA CONSTRUCTION. — AOUT 1856. QQ
iVfémoire sur les fondations tubulaires.
( 3e article. — Voir juillet 1855 : Avantages généraux de ce mode de fondation et cas où
il faut l’employer; pont de Chepstow sur la Wye et pont de Benha sur le Nil. —
Mai 1856 : Pont de Neuville sur Sarthe.)
Continuons les descriptions et l’analyse des principaux travaux exé-
cutés jusqu’à ce jour. Nous conclurons à l’adoption ou au rejet de tel
système de préférence à tel autre, quand nous aurons réuni toutes les
piècès nécessaires à la discussion.
Fondation tubulaire pneumatique (Système Potts)
du pont sur la Great-Pee-Dee (États-Unis).
Par M. WALTER GWYNN, ingénieur en chef. — 1854.
Exposé.
Le chemin de fer de Wilmington et Manchester réunit au système
des routes du Nord les réseaux de la Géorgie, de la Caroline du Sud
et d’autres États du midi des États-Unis d’Amérique. Il rend un immense
service aux voyageurs en leur évitant la traversée maritime longue et
dangereuse de Wilmington à Charlestown et à Savannah.
L’ingénieur en chef. Col. Walter Gwynn, sur le point d’achever cet
important chemin de fer, a résigné ses fonctions à dater du 1er février
1855; mais avant de quitter le service de la Compagnie, M. Gwynn a
présenté à son président un rapport final dont nous avons extrait la
partie substantielle, qui peut servir de réponse aux demandes de ren-
seignements adressées par diverses personnes, concernant la fondation
du pont sur la rivière Great-Pee-Dee.
Nous laisserons parler M. Gwynn.
Adoption du système Potts.
Peu de temps après mon entrée en fonctions je signalai la difficulté
présentée par la traversée de la rivière Great-Pee-Dee, moins à cause
de sa largeur et de l’étendue des marécages qui la bordent que par la
mauvaise nature du lit du fleuve formé d’un sable mouvant sans fond
peu propre k recevoir des piles de fondation. Dans ma carrière d’in-
génieur j’ai cônstruit des ponts sur tous les cours d’eau de ce pays,
depuis Portsmouth dans la Virginie jusqu’à Wilmington dans la Caroline
du Nord ; dans certains cas j’ai recouru k des procédés nouveaux dont
le temps a démontré l’efficacité; mais jamais je n’ai rencontré de tels
obstacles que ceux offerts par la Great-Pee-Dee.
On ne pouvait, avec les anciens procédés, fonder assez profon-
dément pour garantir la stabilité des piles. Il eût été trop coûteux de
placer des caissons hors de l’atteinte des affouillements causés par le
courant, avec la seule ressource des batardeaux. Cependant Fobliga-
tion de faire un pont-levis pour le passage des bateaux à vapeur
excluait la simplification que l’on eût obtenue en franchissant la rivière
par une seule travée.
Je songeai alors au procédé nouvellement inventé par le docteur
POTTS, d’Angleterre, pour le fonçage de tubes métalliques à l’aide de
la pression atmosphérique. Ce système, qui a été décrit par les jour-
naux scientifiques, est 1 une des plus belles et des plus simples appli-
cations d une force naturelle, aux besoins do 1 homme. Il consiste prin-
cipalement dans la raréfaction de 1 air par une machine pneumatique
à l’intérieur d’une pile creuse formée par une réunion de tubes super-
posés , et fermée à l’extrémité supérieure ; l’aspiration violente de l’eau,
du sable et des cailloux, produit à la partie inférieure un vide dans
lequel le tube s’enfonce graduellement; dans ce déblai sous l’eau, le
tube agit à peu près comme une puissante écope qui serait mue par la
machine pneumatique placée au-dessus du niveau de l’eau.
La pression de l’atmosphère à la surface de l’eau à l’entour du tube,
combinée avec la pression hydrostatique (1), surmonte les frottements à
l’intérieur de même qu’à l’extérieur, et produit dans les tubes le
soulèvement du sol que nous avons décrit, tandis que le tube s’enfonce
sous l’action de son propre poids augmenté de la pression atmosphé-
rique et du poids du couvercle supérieur. L’air, l’eau, la gravité, con-
courent donc à la production de l’effet final; l’effort de l’air dépend de
la perfection du vide à l’intérieur du tube et de la surface de son cou-
vercle; l’action de l’eau, de la profondeur de la rivière, et l’effet de la
gravité est proportionnel au poids du tube et de son couronnement.
Dans les terrains d’argile ou de gravier compacte, le procédé POTTS
ne peut être appliqué. Il faut alors comprimer l’air et déblayer avec
les outils ordinaires.
Dans ce cas on ne peut compter, pour l’enfoncement du tube, que
sur son poids qui doit être plus grand que la sous-pression produite
(U ®8t ^ remarquer que les ingénieurs anglais, dans leurs descriptions, attribuent
tout 1 effort produit à la pression atmosphérique et ne parlent pas de la pression
hydrostatique qui agit concurremment.
dans le tube, et sur le dégagement des terres qui diminue les frotte-
ments à l’extérieur.
Après avoir mûrement étudié les données du problème, notamment*
la nature du sous-sol et les applications faites en Angleterre du système
pneumatique du docteur POTTS, j’acquis la conviction intime que ce
procédé pouvait être appliqué avec succès au fonçage de tubes formant
piles creuses pour la fondation du pont sur la Great-Pee-Dee. Je ne
me dissimulai pas cependant qu’il faudrait faire venir par mer, des
États du Nord, les tubes et les appareils, et qu’il faudrait pour cela se
servir de paquebots à marche irrégulière et incertaine, entreprises
notoirement hostiles au perfectionnement des voies de communica-
tion ; l’emplacement du pont à construire était d’ailleurs très-éloigné
du bord de la mer; ces inconvénients et l’insalubrité de la localité
me faisaient craindre, non pas un mauvais résultat, mais l’anxiété des
retards qui cause si souvent l’abandon des meilleures conceptions en
ébranlant chez l’agent public la confiance qui est le principal ressort
de sa force. Je me décidai néanmoins pour l’application du système
POTTS.
Fonçage des piles.
Les dispositions générales adoptées pour le pont peuvent être résu-
mées ainsi: deux travées fixes, l’une de 39m.60 et l’autre de 51m.15
d’ouverture; un pont-levis laissant un passage de 21n,.35 pour les
paquebots ; quatre supports se présentant dans l’ordre ci-après, à partir
de la rive orientale du fleuve : 1° la culée du pont-levis, provisoirement
en charpente et devant être ultérieurement remplacée par une culée
définitive en pierre; 2° quatre tubes accouplés, se touchant deux à
deux suivant l’axe longitudinal du pont, et distants de 3m.05 transver-
salement; 3° une pile composée de trois tubes éloignés de 60 centi-
mètres, et 5° une culée provisoire en charpente, derrière laquelle on
construira la culée définitive en pierre.
Les tubes cylindriques en fonte ont 1”.828 de diamètre extérieur et
lm.727 de diamètre intérieur. Ce sont des anneaux circulaires de
50 millimètres d’épaisseur, formés de sections superposées de 2”. 75 de
hauteur l’une et boulonnées ensemble par leurs rebords dont l’épaisseur
est 5 centimètres. La hauteur de la section supérieure varie suivant
l’enfoncement du tube, de telle sorte que toutes les têtes soient dans
un même plan horizontal. La paroi de la section inférieure est amincie
en beuveau pour faciliter son introduction dans le sol.
Les machines et appareils employés furent : une machine à vapeur
à haute pression, de la force de 8 chevaux; deux pompes pneuma-
tiques de 305 millimètres de course, avec soupapes en cuir de 51 centi-
mètres de diamètre; un récipient ou évacuateur consistant en deux
sections de tubes boulonnées ensemble et avec deux calottes en fonte
fermant leurs extrémités ; un tuyau d’aspiration mettant l’évacualeur
en communication avec le couvercle de la pile tubulaire ; les ap-
pareils et agrès nécessaires pour la manoeuvre des sections tubulaires.
Le tout était disposé sur deux bateaux solidement fixés ensemble,
présentant 9m.75 de largeur, 15m.85 de longueur et calant lm.50.
Voici comment on opérait le fonçage d un tube. Les sections étant
en place, le sommet du tube fermé par une calotte, le tuyau d’aspi-
ration fixé, le vide fait dans le récipient, on mettait en communication
ce récipient avec le tube, et la raréfaction de l’air produisait l’effet dé-
crit ci-avant.
L’effet utile produit par chacune et par la somme des applications de
la pression atmosphérique peut se mesurer par l’enfoncement du tube ;
il dépend en général de la ténacité des matières qui forment le lit de
la rivière. Dans la Great-Pee-Dee, dont le fond est un sable pur et
fin, on obtient de la pression atmosphérique des enfoncements de
1m.80 à 3m.35, le nombre des coups de piston variant selon la ré-
sistance plus ou moins grande des couches de sable à déblayer.
Lorsque la pression atmosphérique cessait d’agir, il fallait entrer dans
le tube pour en extraire les déblais qui l’obstruaient. A cet effet, lors-
que l’eau du tube ne pouvait être épuisée à la pompe, on procédait
avec la machine pneumatique à une opération inverse de celle qui
vient d’être décrite-: l’air était comprimé et le tube converti en une
cloche à plongeur.
Lors du premier essai le tube comprenant deux sections s’enfonça
de lm.50: il fallut ajouter une troisième section, ce qui augmenta
tellement la capacité du tube relativement à celle de l’évacuateur qu’on
ne put produire un vide suffisant, et les enfoncements successifs du
tube furent très-minimes. Afin d’augmenter le poids du tube et de di-
minuer en même temps sa capacité, on le remplit en partie de blocs de
pierre; le tube s’enfonça de 85 centimètres de plus en peu de temps,
mais l’application du vide ne pût le faire descendre davantage. Vers le
1er mai, on parvint enfin à constater que l’obstacle à la progression du
tube était un tronc d’arbre; cet empêchement que les sondages
préalables ne pouvaient faire prévoir était fâcheux surtout au début
de l’opération : heureusement il ne se renouvela plus. Il était évident
iVfémoire sur les fondations tubulaires.
( 3e article. — Voir juillet 1855 : Avantages généraux de ce mode de fondation et cas où
il faut l’employer; pont de Chepstow sur la Wye et pont de Benha sur le Nil. —
Mai 1856 : Pont de Neuville sur Sarthe.)
Continuons les descriptions et l’analyse des principaux travaux exé-
cutés jusqu’à ce jour. Nous conclurons à l’adoption ou au rejet de tel
système de préférence à tel autre, quand nous aurons réuni toutes les
piècès nécessaires à la discussion.
Fondation tubulaire pneumatique (Système Potts)
du pont sur la Great-Pee-Dee (États-Unis).
Par M. WALTER GWYNN, ingénieur en chef. — 1854.
Exposé.
Le chemin de fer de Wilmington et Manchester réunit au système
des routes du Nord les réseaux de la Géorgie, de la Caroline du Sud
et d’autres États du midi des États-Unis d’Amérique. Il rend un immense
service aux voyageurs en leur évitant la traversée maritime longue et
dangereuse de Wilmington à Charlestown et à Savannah.
L’ingénieur en chef. Col. Walter Gwynn, sur le point d’achever cet
important chemin de fer, a résigné ses fonctions à dater du 1er février
1855; mais avant de quitter le service de la Compagnie, M. Gwynn a
présenté à son président un rapport final dont nous avons extrait la
partie substantielle, qui peut servir de réponse aux demandes de ren-
seignements adressées par diverses personnes, concernant la fondation
du pont sur la rivière Great-Pee-Dee.
Nous laisserons parler M. Gwynn.
Adoption du système Potts.
Peu de temps après mon entrée en fonctions je signalai la difficulté
présentée par la traversée de la rivière Great-Pee-Dee, moins à cause
de sa largeur et de l’étendue des marécages qui la bordent que par la
mauvaise nature du lit du fleuve formé d’un sable mouvant sans fond
peu propre k recevoir des piles de fondation. Dans ma carrière d’in-
génieur j’ai cônstruit des ponts sur tous les cours d’eau de ce pays,
depuis Portsmouth dans la Virginie jusqu’à Wilmington dans la Caroline
du Nord ; dans certains cas j’ai recouru k des procédés nouveaux dont
le temps a démontré l’efficacité; mais jamais je n’ai rencontré de tels
obstacles que ceux offerts par la Great-Pee-Dee.
On ne pouvait, avec les anciens procédés, fonder assez profon-
dément pour garantir la stabilité des piles. Il eût été trop coûteux de
placer des caissons hors de l’atteinte des affouillements causés par le
courant, avec la seule ressource des batardeaux. Cependant Fobliga-
tion de faire un pont-levis pour le passage des bateaux à vapeur
excluait la simplification que l’on eût obtenue en franchissant la rivière
par une seule travée.
Je songeai alors au procédé nouvellement inventé par le docteur
POTTS, d’Angleterre, pour le fonçage de tubes métalliques à l’aide de
la pression atmosphérique. Ce système, qui a été décrit par les jour-
naux scientifiques, est 1 une des plus belles et des plus simples appli-
cations d une force naturelle, aux besoins do 1 homme. Il consiste prin-
cipalement dans la raréfaction de 1 air par une machine pneumatique
à l’intérieur d’une pile creuse formée par une réunion de tubes super-
posés , et fermée à l’extrémité supérieure ; l’aspiration violente de l’eau,
du sable et des cailloux, produit à la partie inférieure un vide dans
lequel le tube s’enfonce graduellement; dans ce déblai sous l’eau, le
tube agit à peu près comme une puissante écope qui serait mue par la
machine pneumatique placée au-dessus du niveau de l’eau.
La pression de l’atmosphère à la surface de l’eau à l’entour du tube,
combinée avec la pression hydrostatique (1), surmonte les frottements à
l’intérieur de même qu’à l’extérieur, et produit dans les tubes le
soulèvement du sol que nous avons décrit, tandis que le tube s’enfonce
sous l’action de son propre poids augmenté de la pression atmosphé-
rique et du poids du couvercle supérieur. L’air, l’eau, la gravité, con-
courent donc à la production de l’effet final; l’effort de l’air dépend de
la perfection du vide à l’intérieur du tube et de la surface de son cou-
vercle; l’action de l’eau, de la profondeur de la rivière, et l’effet de la
gravité est proportionnel au poids du tube et de son couronnement.
Dans les terrains d’argile ou de gravier compacte, le procédé POTTS
ne peut être appliqué. Il faut alors comprimer l’air et déblayer avec
les outils ordinaires.
Dans ce cas on ne peut compter, pour l’enfoncement du tube, que
sur son poids qui doit être plus grand que la sous-pression produite
(U ®8t ^ remarquer que les ingénieurs anglais, dans leurs descriptions, attribuent
tout 1 effort produit à la pression atmosphérique et ne parlent pas de la pression
hydrostatique qui agit concurremment.
dans le tube, et sur le dégagement des terres qui diminue les frotte-
ments à l’extérieur.
Après avoir mûrement étudié les données du problème, notamment*
la nature du sous-sol et les applications faites en Angleterre du système
pneumatique du docteur POTTS, j’acquis la conviction intime que ce
procédé pouvait être appliqué avec succès au fonçage de tubes formant
piles creuses pour la fondation du pont sur la Great-Pee-Dee. Je ne
me dissimulai pas cependant qu’il faudrait faire venir par mer, des
États du Nord, les tubes et les appareils, et qu’il faudrait pour cela se
servir de paquebots à marche irrégulière et incertaine, entreprises
notoirement hostiles au perfectionnement des voies de communica-
tion ; l’emplacement du pont à construire était d’ailleurs très-éloigné
du bord de la mer; ces inconvénients et l’insalubrité de la localité
me faisaient craindre, non pas un mauvais résultat, mais l’anxiété des
retards qui cause si souvent l’abandon des meilleures conceptions en
ébranlant chez l’agent public la confiance qui est le principal ressort
de sa force. Je me décidai néanmoins pour l’application du système
POTTS.
Fonçage des piles.
Les dispositions générales adoptées pour le pont peuvent être résu-
mées ainsi: deux travées fixes, l’une de 39m.60 et l’autre de 51m.15
d’ouverture; un pont-levis laissant un passage de 21n,.35 pour les
paquebots ; quatre supports se présentant dans l’ordre ci-après, à partir
de la rive orientale du fleuve : 1° la culée du pont-levis, provisoirement
en charpente et devant être ultérieurement remplacée par une culée
définitive en pierre; 2° quatre tubes accouplés, se touchant deux à
deux suivant l’axe longitudinal du pont, et distants de 3m.05 transver-
salement; 3° une pile composée de trois tubes éloignés de 60 centi-
mètres, et 5° une culée provisoire en charpente, derrière laquelle on
construira la culée définitive en pierre.
Les tubes cylindriques en fonte ont 1”.828 de diamètre extérieur et
lm.727 de diamètre intérieur. Ce sont des anneaux circulaires de
50 millimètres d’épaisseur, formés de sections superposées de 2”. 75 de
hauteur l’une et boulonnées ensemble par leurs rebords dont l’épaisseur
est 5 centimètres. La hauteur de la section supérieure varie suivant
l’enfoncement du tube, de telle sorte que toutes les têtes soient dans
un même plan horizontal. La paroi de la section inférieure est amincie
en beuveau pour faciliter son introduction dans le sol.
Les machines et appareils employés furent : une machine à vapeur
à haute pression, de la force de 8 chevaux; deux pompes pneuma-
tiques de 305 millimètres de course, avec soupapes en cuir de 51 centi-
mètres de diamètre; un récipient ou évacuateur consistant en deux
sections de tubes boulonnées ensemble et avec deux calottes en fonte
fermant leurs extrémités ; un tuyau d’aspiration mettant l’évacualeur
en communication avec le couvercle de la pile tubulaire ; les ap-
pareils et agrès nécessaires pour la manoeuvre des sections tubulaires.
Le tout était disposé sur deux bateaux solidement fixés ensemble,
présentant 9m.75 de largeur, 15m.85 de longueur et calant lm.50.
Voici comment on opérait le fonçage d un tube. Les sections étant
en place, le sommet du tube fermé par une calotte, le tuyau d’aspi-
ration fixé, le vide fait dans le récipient, on mettait en communication
ce récipient avec le tube, et la raréfaction de l’air produisait l’effet dé-
crit ci-avant.
L’effet utile produit par chacune et par la somme des applications de
la pression atmosphérique peut se mesurer par l’enfoncement du tube ;
il dépend en général de la ténacité des matières qui forment le lit de
la rivière. Dans la Great-Pee-Dee, dont le fond est un sable pur et
fin, on obtient de la pression atmosphérique des enfoncements de
1m.80 à 3m.35, le nombre des coups de piston variant selon la ré-
sistance plus ou moins grande des couches de sable à déblayer.
Lorsque la pression atmosphérique cessait d’agir, il fallait entrer dans
le tube pour en extraire les déblais qui l’obstruaient. A cet effet, lors-
que l’eau du tube ne pouvait être épuisée à la pompe, on procédait
avec la machine pneumatique à une opération inverse de celle qui
vient d’être décrite-: l’air était comprimé et le tube converti en une
cloche à plongeur.
Lors du premier essai le tube comprenant deux sections s’enfonça
de lm.50: il fallut ajouter une troisième section, ce qui augmenta
tellement la capacité du tube relativement à celle de l’évacuateur qu’on
ne put produire un vide suffisant, et les enfoncements successifs du
tube furent très-minimes. Afin d’augmenter le poids du tube et de di-
minuer en même temps sa capacité, on le remplit en partie de blocs de
pierre; le tube s’enfonça de 85 centimètres de plus en peu de temps,
mais l’application du vide ne pût le faire descendre davantage. Vers le
1er mai, on parvint enfin à constater que l’obstacle à la progression du
tube était un tronc d’arbre; cet empêchement que les sondages
préalables ne pouvaient faire prévoir était fâcheux surtout au début
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