Kitabı oxu: «L'architecture et la construction pratique»

Daniel Ramée

L'architecture et la construction pratique

Mise à la portée des gens du monde, des élèves et de tous ceux qui veulent faire bâtir

Publié par Good Press, 2022

goodpress@okpublishing.info

EAN 4064066337896

Table des matières

INTRODUCTION

CONNAISSANCES AUXILIAIRES ET PRÉLIMINAIRES.

Des lignes, des angles, du cercle, des polygones et des corps

De la mesure et du mètre

Mesures des cubes

Trouver la superficie d’un rectangle

Trouver la superficie d’un triangle quelconque

Trouver la superficie d’un carré

Trouver la superficie d’un parallélogramme

Trouver la superficie d’un trapèze

Construire un rectangle d’une superficie voulue et dont un côté est donné

Trouver la superficie d’un secteur

Trouver la superficie ou aire d’un segment de cercle

Trouver la superficie d’un toit conique

Trouver le volume ou le cube d’un parallélipipède

Trouver en mètres cubes le volume d’un mur donné pour connaître la quantité de briques qui doivent y entrer

Trouver le volume ou cube d’un prisme triangulaire

Les mesures d’un magasin à grain étant données, trouver la quantité de blé qu’il peut contenir

Une quantité de bottes non battues de grain étant donnée, trouver le cube qu’il faut pour la placer

Trouver les dimensions d’une grange destinée à conserver une quantité de grain donnée

Trouver le cube d’un mur plus large au pied qu’au sommet, ou mur en talus.

Trouver le cube d’un contrefort.

Trouver le cube de terre enlevé d’un fossé

Trouver le cube d’un pilier ou poteau octogone

Trouver le cube ou volume de la margelle d’un puits

Trouver le cube du bois en grume

Trouver la superficie d’un cercle donné

Trouver la superficie d’un cercle, sa circonférence seule pouvant être connue

Du calcul décimal

Addition des décimales

Soustraction des décimales

Multiplication des décimales

Division des décimales

Conversion des anciens poids et mesures en nouveaux

De la pesanteur, du poids, de la densité, de l’équilibre, etc.

Des réservoirs, de l’eau et des jets d’eau

De la pompe

Des moufles

La chèvre

Le treuil

LIVRE PREMIER

Des matériaux en général

Division des matériaux de construction

Pierres

Remarques sur l’emploi des pierres

La brique

Poteries

Pisé.

Les pierres moulées

Carreaux de plâtre

Le Béton armé

Métaux

Bois

Bois divers

La chaux

Du mortier

Indices de la bonne cuisson de la chaux

Du sable

Du plâtre

Ciments

Des mastics

Couleurs

Asphaltes et bitumes

Bitumes

Stucs

LIVRE DEUXIÈME

CHAPITRE PREMIER

Des liaisons, des murs

Des murs

De l’épaisseur des murs

CHAPITRE II

Des fondements

Du sondage

Du béton

Fondements

Fondements dans l’eau

Caves citernées

Des empatements

De l’emploi des madriers pour fondements

De l’emploi du sable pour fondements.

De l’emploi du béton dans les fondements

Du battage des pieux ou pilotis. — De la sonnette à tiraudes.

De la sonnette à déclic

Des pieux ou pilotis

Extraction d’anciens pilotis

Enture des pieux

Ferrure des pieux

Des grillages sur pilotis

Des grillages sans pilotis, ou fondations sur racinaux

CHAPITRE III

Maçonnerie Construction en brique

Murs en moellons

Murs en pierres de taille

Des baies

Des murs creux en briques

De la maçonnerie mixte

Des chaînes en pierre

CHAPITRE IV

Des voûtes

Des cintres en charpente

Des murs de revêtement ou de soutènement

Résistance des murs

Des contreforts

Étalement des terres

Fosses d’aisances

Enduits

Échafauds

CHAPITRE V

Charpente

De la résistance des bois

Équarrissage des bois

Des planchers

Des poutres armées

Des pans de bois

Des combles

Charpente d’un appentis

Des combles en dôme et des combles à surfaces courbes formés par des planches; système de Philibert de l’Orme

Des escaliers

Des cintres

Des étaiements

CHAPITRE VI

Menuiserie

Bois de chêne

Bois de sapin

Bois de peuplier

Des planchers et des parquets

Des lambris

Des cloisons

Des fenêtres

Des volets

Des persiennes

Des portes

Les assemblages de menuiserie

Des moulures dans la menuiserie

CHAPITRE VII

Serrurerie et charpente en fer

Des linteaux

Fers forgés, fers d’assemblage, quincailleries

Les paratonnerres

Les sonneries

Planchers en fer

Des poitrails en fer

Combles en fer

Combles en fer et bois

CHAPITRE VIII

Conditions à remplir pour une bonne toiture

Couverture en ardoises

Tuiles plates

Tuiles creuses

Tuiles en S

Tuiles mécaniques

Zinc

Plomb

Cuivre

Fonte

Tôle

Bois, papier, carton, feutre, chaume, roseaux

Pierres, ciments, asphaltes, laves

CHAPITRE IX

Water-closets

Cuisines

Salles de bains

La stérilisation de l’eau

Appareils de stérilisation par l’ozone

CHAPITRE X

Tuyaux

Robinets

Établissement d’une canalisation

Prise d’eau sur canalisation de la ville

Prise d’eau directe dans une rivière

Utilisation de l’eau de pluie

Les puits

Des puits artésiens

Élévation de l’eau

De la découverte des sources

CHAPITRE XI

Le chauffage

Chauffage à eau chaude

Chauffage à la vapeur

Chauffage au gaz

Chauffage électrique

Chauffage au pétrole

Éclairage

Éclairage électrique

Éclairage à l’acétylène

Éclairage à l’essence

Éclairage à l’air carburé

CHAPITRE XII

CHAPITRE XIII

Peinture

Collage du papier peint

La vitrerie

Tentures spéciales

CHAPITRE XIV

CHAPITRE XV

Nettoyage par le vide

Ascenseurs

Extincteurs d’incendie

Purification de l’air des habitations

La télégraphie sans fil dans l’habitation

CHAPITRE XVI

Nature des travaux des corps d’ouvriers employés dans le bâtiment

Du nivellement du terrain à bâtir

Tracé d’un bâtiment sur le sol et fouille

Tracé d’une fouille

Du tracé des fondations

Pilotis en sable

Terrassements

LIVRE TROISIÈME

SCIENCE ARCHITECTURALE

DU PLAN, DE LA COUPE ET DE L’ÉLÉVATION

CONSEILS GÉNÉRAUX

POUR DIVERSES CONSTRUCTIONS

ÉCURIES

BERGERIE.

PORCHERIES

POULAILLERS.

VACHERIES OU ÉTABLES.

LES CONSTRUCTIONS DÉMONTABLES ET LEUR APPLICATION AUX COLONIES

DES PONTS.

DU SALPÊTRE SUR LES PAROIS DES MURS.

DES DEVIS.

MOTS TECHNIQUES EMPLOYÉS dans la CONSTRUCTION

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

V

W

INTRODUCTION

Table des matières

CONNAISSANCES AUXILIAIRES ET PRÉLIMINAIRES.

Table des matières

Nous avons cru devoir faire précéder la science pratique de la construction de quelques notions de géométrie, de statique, de physique, etc. Ces connaissances, resserrées dans un cadre restreint, aideront à comprendre les opérations ainsi que bon nombre de termes géométriques dont on est forcé de se servir pour la construction. Nous avons cherché autant que possible à éloigner de notre travail les termes techniques employés dans chaque corps de métier, mais on comprendra qu’il nous a été impossible de les bannir entièrement. Quand on a affaire à des ouvriers, quand on veut diriger les travaux qu’ils exécutent, il faut parler le plus qu’on peut le langage auquel ils sont habitués. D’abord les ordres donnés se présentent plus clairement à leur esprit, et ensuite on évite des phrases longues que leur inexpérience les empêche de saisir du premier coup.

Il ne faut pas s’effrayer de l’étude des quelques connaissances contenues dans les pages qui vont suivre; car elles ne sont pas difficiles à comprendre. Il faut les lire avec attention, et s’y initier lentement, peu à peu; il faut surtout ne pas sauter sur les éléments préliminaires, qu’il est essentiel de connaître et de retenir pour comprendre les explications qui suivent.

Les connaissances auxiliaires ne serviront pas seulement pendant les travaux, elles mettront encore celui qui fait construire à même de dresser plus facilement un devis pour se rendre compte de la dépense. Plus tard, quand tous les travaux sont achevés, elles l’aideront puissamment dans la lecture et l’appréciation des mémoires des différents entrepreneurs et lui permettront de mener à bonne fin le règlement définitif de ces mémoires.

Les principes de géométrie, par exemple, que nous donnons en tête de ce livre trouvent continuellement leur application dans la maçonnerie, dans la charpente et même dans la menuiserie. Ils seront utiles pour la surveillance à exercer sur la coupe des pierres, l’exécution des voûtes, la combinaison et l’assemblage des bois de charpente, etc.

Il faut connaître aussi les premiers éléments de géométrie pour dessiner ou comprendre les projets de construction à élever. La paroi d’un mur est une surface; un mur est un corps ou solide de maçonnerie. Or la géométrie est la science qui initie aux rapports et aux propriétés des limites soit des surfaces, soit des corps ou solides. Les limites des surfaces sont des lignes, et les limites ou extrémités des corps ou solides sont des surfaces. Les corps peuvent être vides ou solides. Une chambre, quoique vide, est formée de quatre côtés verticaux, de deux faces horizontales, le plancher et le plafond. Un corps est plein ou dit solide s’il est constitué dans toute son étendue, longueur, hauteur et épaisseur, par une matière ou substance quelconque. Un mur est donc un corps plein ou solide, parce que toute son étendue ou volume est remplie de maçonnerie; une poutre est un corps, plein, parce que toute son étendue est remplie par le bois (fibres et sève).

La plus grande partie des innombrables détails qui constituent le monde, et les détails surtout de notre globe, visibles à l’œil, témoignent de la présence des lois qu’enseigne la géométrie. On les retrouvera dans la minéralogie, dans la botanique, dans les transformations chimiques naturelles, dans la météorologie (configuration de la neige), etc., et si nous avions un livre qui retraçât dans un ensemble complet la réunion des parties divisées qui forment le monde; on verrait le rôle important, absolu, que joue la géométrie dans la nature visible et immatérielle.

C’est l’appropriation de cette nature qui est de nouveau mise en œuvre dans la construction. Or comme cette nature repose essentiellement sur des éléments de géométrie qui lui inculquent l’ordre et l’harmonie qu’on y remarque et qu’on admire, il faut que le constructeur connaisse au moins les éléments rudimentaires de cette science. Ces éléments il les trouvera concentrés aussi succinctement que possible dans les quelques pages suivantes. Ils lui suffiront pour comprendre tous les principes contenus dans cet ouvrage. Mais s’il veut pousser plus loin l’étude de ces diverses sciences, nous l’engageons alors à consulter des livres spéciaux de géométrie, de physique et de chimie expérimentale.

Nous nous sommes servi de quelques signes abréviatifs dont on fait usage dans les mathématiques. Ainsi le signe + indique l’addition et s’énonce plus. A ajouté à B (que A et B soient des mesures ou des nombres, s’exprime ainsi: A + B, soit A plus B.

Le signe — exprime la soustraction et s’énonce moins; A — B veut dire A moins B.

Le signe × signifie la multiplication; A × B veut dire que A est multiplié par B.

Le signe = signifie l’égalité ; A = B veut dire que A est égal à B.

signifie A divisé par B.

: deux points placés ainsi l’un au-dessus de l’autre signifient est à.

: : quatre points placés en carré signifient comme à. Ainsi 2; 3:: 4; 6 veut dire 2 est à 3 comme 4 est à 6.

Des lignes, des angles, du cercle, des polygones et des corps

Table des matières

Une ligne en géométrie est une longueur sans largeur ni hauteur. On tire cependant des lignes matérielles, des polygones et des corps afin de les rendre visibles à l’œil.

La ligne droite est la plus courte distance d’un point à un autre.

Par deux points on ne peut faire passer qu’une ligne droite.

Toute ligne qui n’est ni droite ni composée de lignes droites est une ligne courbe.

Toute ligne composée de lignes droites est une ligne brisée.

Si entre deux points donnés A B on trace une ligne a qui n’est pas droite, on peut tirer entre ces deux points une autre ligne b identiquement semblable à la première (fig. 1).

Fig. 1.

Si deux lignes situées dans un même plan sont prolongées indéfiniment sans jamais se rencontrer, ces lignes sont dites parallèles.

On nomme lignes convergentes celles qui tendent vers un seul et même point, et divergentes celles qui s’écartent d’un point.

Une ligne est horizontale lorsqu’elle est parallèle à la surface d’une eau calme.

Un poids quelconque suspendu en l’air par un fil ou cordeau produit au moyen de ce fil ou de ce cordeau une ligne perpendiculaire à la surface de l’eau et qui se dirige droit au centre de la terre. On nomme aussi une telle ligne verticale, ligne normale.

En mathématiques toute ligne qui forme un angle droit avec une autre ligne, est dite perpendiculaire à celle-ci.

Un angle est formé par la rencontre de deux lignes droites; l’angle est la quantité d’espace plus ou moins grande contenue entre ces lignes au point de leur intersection.

Le point où se rencontrent deux lignes, ou l’intersection, se nomme sommet de l’angle, et les deux lignes qui forment l’angle sont appelées ses côtés.

Deux lignes qui se croisent forment quatre angles.

On nomme angle droit, abc (fig. 2), un des angles formés par une perpendiculaire abaissée ou élevée sur une ligne.

L’angle droit est encore un des quatre angles formés par deux lignes qui se croisent au centre d’un cercle, de telle sorte que ces lignes coupent la circonférence en 4 parties égales (fig. 5).

Angle obtus est tout angle plus grand qu’un angle droit, def (fig. 3).

Angle aigu est tout angle plus petit qu’un angle droit, ghi (fig. 4).

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

On appelle circonférence de cercle une ligne courbe dont tous les points sont également distants d’un point intérieur C appelé centre. La surface limitée par cette circonférence est appelée cercle. Une droite quelconque allant du centre à la circonférence se nomme rayon. Les plus longues lignes que l’on puisse tracer dans un cercle sont celles qui passent par le centre; on les nomme diamètres: le diamètre est double du rayon.

L’arc est une portion de la circonférence: egf est un arc. La corde est la ligne droite ef qui joint les deux extrémités de l’arc.

Fig. 5.

Le segment est la surface ou portion de cercle comprise entre l’arc et sa corde.

La tangente est une ligne qui n’a qu’un point de commun avec la circonférence; ainsi la ligne TT ne touche la circonférence qu’au point M: c’est une tangente.

Pour faciliter les opérations dans plusieurs sciences, et pour pouvoir indiquer en chiffres la valeur d’un angle, on a divisé le cercle en 360 parties. Une perpendiculaire élevée au centre du cercle sur le diamètre divise la circonférence en quatre parties égales. On est convenu de diviser chacune de ces quatre parties en 90 autres parties, nommées degrés. L’angle droit a 90 degrés.

Fig. 6.

On tend à adopter aujourd’hui une unité qu’avait préconisée Borda: cette unité se nomme «le grade» : c’est la 400^e partie de la circonférence; le grade se divise suivant la loi décimale tandis que le degré se subdivise en minutes et secondes, un degré valant 60 minutes, et une minute valant 60 secondes ce qui rend les calculs compliqués.

La surface est ce qui a longueur et largeur, sans hauteur ni épaisseur.

Le plan est une surface dans laquelle prenant deux points à volonté, et joignant ces deux points par une ligne droite, cette ligne est tout entière dans la surface.

Quand les lignes qui renferment un espace sont droites, la figure qu’elles forment s’appelle figure rectiligne ou polygone, et les lignes elles-mêmes prises ensemble forment le contour ou périmètre du polygone.

Le triangle est formé de trois lignes; c’est le plus simple des polygones. On ne peut pas former de figure avec deux lignes.

Le carré est une figure ou polygone qui a ses quatre côtés égaux et ses angles droits.

Le rectangle a ses angles droits mais seulement deux côtés égaux; il est plus long que large.

Une surface courbe est celle qui n’est ni plane ni composée de surfaces planes. On ne peut tirer une ligne droite d’un point à un autre sur une surface courbe.

Tout solide a trois mesures d’étendue: longueur, largeur, hauteur ou épaisseur. Les solides ou corps sont terminés par des surfaces, des plans ou faces planes.

Pour faire un corps, il faut quatre surfaces au moins. Une, deux, trois surfaces ou plans ne peuvent pas faire un corps ou solide.

La surface d’un corps est celle au moyen de laquelle il est ou se trouve formé ou enveloppé.

Le cube d’un corps ou solide est l’espace qu’il renferme selon sa longueur, sa largeur, sa hauteur ou épaisseur.

La surface de sa base est celle sur laquelle il est posé.

La hauteur ou l’élévation d’un solide est la mesure qui s’étend de son sommet en ligne verticale jusqu’à sa base, ou la prolongation de sa base.

Les corps ont des surfaces planes ou courbes.

Si les surfaces d’un corps sont planes et terminées par des lignes droites, si enfin ces surfaces sont des rectangles, parallèles deux à deux, elles font naître le cube, le parallélipipède, le prisme quadrangulaire.

Le cube (fig. 7) est un corps parallélipipédique régulier, compris sous six carrés égaux, quatre pour les faces verticales, deux pour les faces horizontales (une pour la base, une pour le sommet ou haut). Toutes les lignes qui terminent un cube, et qui sont nommées arêtes, sont d’égale longueur. Les dés à jouer sont des cubes.

Fig. 7.

Le parallélipipède (fig. 8) est un prisme qui a six faces, quatre verticales plus longues que les deux faces rectangulaires horizontales; une poutre peut donner l’idée du parallélipipède, qui a toujours une base carrée ou rectangulaire.

Fig. 8.

Fig. 9.

Quand les deux faces extrêmes, ou horizontales, ou la base et le sommet d’un parallélipipède, forment un cercle, alors ce corps ou solide ou volume est nommé cylindre (fig.9). La colonne en est un exemple. La ligne droite ponctuée au centre du cylindre se nomme axe du cylindre.

Le solide ou corps qui naît de la révolution d’un demi-cercle (fig. 10) sur son diamètre est nommé sphère (boule). La ligne ou le diamètre autour duquel s’opère la révolution est nommée axe de la sphère: ses deux extrémités sont appelées pôles.

Fig. 10.

La sphère aplatie à ses deux pôles, comme l’est notre globe, est nommée sphéroïde.

De la mesure et du mètre

Table des matières

Mesurer une grandeur quelconque, c’est chercher combien de fois cette grandeur contient l’unité.

Le mètre est l’unité fondamentale des poids et mesures en France.

Le mètre est une longueur qui est la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre, ou la quarante-millionième du plus grand cercle de la terre, dirigé du nord au sud.

Un centimètre est la centième partie de la longueur du mètre; le pied de l’homme a environ 25 centimètres: on peut donc se faire à peu près l’idée du mètre, en le comparant à quatre fois la longueur du pied humain.

Quand on dit telle ligne a 10 mètres de longueur, on a une idée dé la longueur de celte ligne, parce qu’on connaît l’étendue de l’unité employée pour désigner cette mesure.

Pour tracer une ligne de 10 mètres, il faudra placer dix fois à la suite les unes des autres l’unité ou la mesure qu’on figurera à côté.

Il est d’usage de nommer la mesure destinée à mesurer des lignes, mesure linéaire, mesure de longueur.

Pour les mesures décimales ou division par 10, la mesure se multiplie par 10; 10 millimètres font un centimètre, dix fois dix centimètres font un mètre, dix mètres font un décamètre, cent mètres font un hectomètre, mille mètres font un kilomètre et enfin dix mille mètres font un myriamètre:

Les lignes ne peuvent être et ne sont mesurées qu’au moyen de lignes.

Plusieurs lignes combinées entre elles forment des surfaces et plusieurs surfaces peuvent se réunir pour former un corps. C’est ce que nous voyons en minéralogie. Or si une surface est déterminée par des lignes, une surface peut aussi être mesurée par des lignes.

Ainsi, si une figure plane d’un mètre de longueur et d’un mètre de largeur était circonscrite par quatre angles droits, cette figure formerait un carré parfait, dont, chaque côté aurait un mètre de longueur. Un tel carré pourrait servir commodément pour mesurer toutes les surfaces possibles. Si l’on avait un rectangle de 3 mètres de longueur sur 3 mètres de largeur tout carré de 1 mètre de longueur sur 1 mètre de largeur serait contenu 9 fois dans le rectangle en question.

Le carré a (fig. 11) serait donc contenu 9 fois dans le rectangle abce.

Fig. 11.

Si l’on nomme le petit carré a, dont les côtés ont de centimètre de longueur, millimètre carré, parce que 10 parties ou millimètres font un centimètre, le grand rectangle abce, 3 × 3 contiendra 9 millimètres superficiels.

Fig. 12.

Supposons encore que le petit carré ait 1 centimètre en tous sens, alors on dira que le grand carré abce a 9 centimètres superficiels.

Supposons enfin un rectangle fghi (fig.12), figure à angle droit plus longue que large, qui se compose de 5 carrés en hauteur et de 9 en longueur; 5 multipliés par 9 font 45. Si un des petits carrés est pris comme unité, un millimètre, on dira que le rectangle fghi a 45 millimètres de superficie; si l’unité est un centimètre, il aura 45 centimètres de superficie, si l’unité est 1 mètre, il aura 45 mètres de. superficie.

Il n’est pas besoin d’appliquer réellement la mesure carrée pour connaître la superficie d’un plan, sur le plan lui-même. Il suffit de savoir la longueur de chaque côté, pour savoir combien de fois cette unité est contenue dans le rectangle à mesurer.

Prenons pour modèle le rectangle fghi. Nous mesurons avec notre unité. Si cette unité est 1 mètre, nous trouverons qu’elle va 5 fois sur la face fg, et 9 fois sur la face gh; alors en multipliant 5 par 9 nous aurons 45 qui est le même nombre que celui qu’on trouve en comptant chaque carré séparément. Si au lieu de l’unité mètre, nous prenons l’unité, centimètre, on aura 45 centimètres au lieu de 45 mètres. Si l’on adopte l’unité millimètre, on aura 45 millimètres au lieu de 45 mètres ou 45 centimètres. Il y a par conséquent des mètres, des centimètres et des millimètres carrés.

Un mètre superficiel, ou une superficie d’un mètre de long sur un mètre de large, contient 10,000 centimètres de superficie, parce que dans un mètre linéaire (une ligne d’un mètre de longueur) il y a 100 centimètres, et que ces 100 centimètres de la longueur multipliés par les 100 centimètres de la largeur ou profondeur produisent dix mille (100 × 100 = 10,000).

Il y a un million de millimètres carrés ou superficiels dans un mètre carré ou superficiel, par la raison qu’il y a 1,000 millimètres linéaires dans un mètre et que 1,000 multipliés par 1,000 font 1,000,000.

Pour mesurer soit un carré, soit un rectangle, il suffit de multiplier l’un des côtés par l’autre.

Supposons une surface de 30 mètres 27 centimètres de longueur sur 23 mètres 54 centimètres de largeur, quelle sera sa superficie?

Multipliez un nombre par l’autre et le résultat sera la superficie ou contenance demandée. 712,558 ou 712 mètres, 55 centimètres, 58 millimètres.

Il faut bien que nous disions ici un mot de la célèbre proposition de Pythagore que: le carré fait sur l’hypoténuse d’un triangle rectangle est égal à la somme des carrés faits sur les deux autres côtés.

Sur l’hypoténuse, c’est-à-dire le plus grand côté du triangle rectangle abc (fig. 13), élevez un carré acde, et sur les côtés ab, bc, élevez-en deux autres abfg et bihc. Divisez le côté ac du carré acde ou l’hypoténuse en cinq parties égales, et l’on trouvera que le plus petit côté du triangle, cb, contiendra trois parties des cinq parties de l’hypoténuse et que l’autre côté ab du triangle en contiendra quatre. Faites selon ces divisions des carrés ainsi que le montre la fig. 13, et l’on trouvera que le carré élevé sur l’hypoténuse contiendra 25 petits carrés, tandis que le carré du petit côté en contiendra 9 et qu’enfin le carré fait sur l’autre côté du triangle en contiendra 16. Maintenant qu’on additionne le nombre des carrés du petit carré au nombre des carrés de l’autre côté, 9 + 16 = 25, on trouvera ce nombre égal à celui des carrés de l’hypoténuse.

Fig. 13.

Cette proposition est également vraie en se servant d’autres proportions. Si par exemple l’hypoténuse a 10 parties de longueur, les côtés pourront mesurer 6 et 8 de ces parties; car si 10 × 10 = 100, 6 × 6 + 8 × 8 = 36 + 64 = 100.

Il s’ensuit que si un ouvrier quelconque a besoin de construire un angle droit au moyen de trois planches ou lattes, il n’a qu’à en couper une de 0^m,60 de longueur, une autre de 0^m,80 et enfin une de 1 mètre pour l’hypoténuse. On voit donc par ce que nous venons de dire quelle est l’utilité de la proposition de Pythagore dans la pratique de la construction.

Tout rectangle peut être divisé en deux triangles rectangles dont les superficies sont identiquement les mêmes. Or si la superficie d’un rectangle peut se trouver en multipliant sa base par sa hauteur, on peut trouver celle d’un triangle rectangle en multipliant sa base par sa hauteur et en prenant la moitié du produit.

(Fig. 14). Si la superficie du carré abcd est égale à ab multiplié par bc (ou disons en chiffres ab représente 10 mètres et bc également 10 mètres), cette superficie sera la base multipliée par la hauteur (ou 100). Mais la diagonale ca divise le rectangle en deux triangles équivalents, abc, adc, il faut par Conséquent que la superficie ou l’aire du triangle abc soit égale à ab multiplié par bc et divisé par 2 (10 × 10 = 100 divisé par 2 = 50), et que ad multiplié par de et divisé par 2 soit égal au triangle précédent.

Fig. 14.

Si nous admettons que ab a 3^m,56, bc 2^m,60, la superficie de abcd sera de 9^m,2560 (3^m,56 × 2^m,60 = 9^m,2560), et celle des deux triangles abc, adc, de 4^m,6280, ou moitié de 9^m,2560.

La surface d’un triangle est donc toujours la moitié de la surface d’un rectangle qui a même base et même hauteur.

Cette proposition est absolument vraie; on peut donc élever sur la base d’un triangle quelconque un rectangle qui aura pour superficie juste le double de celle du triangle.

La géométrie prouve que le triangle abc est équivalent au triangle adc, que leurs superficies sont identiquement les mêmes, parce que leur hauteur bc et leur base ab sont égales. Mais si adc est la moitié de abcd, abc est également la moitié de abcd, et la superficie du triangle abc est ab multiplié par bc et divisé par 2.

Donc des triangles qui ont une même base et une même hauteur perpendiculaire ont aussi leurs superficies égales.

On prouve en géométrie que la superficie du triangle abc est égale à celle du triangle abc, parce que la base ab est commune aux deux polygones et que la hauteur bc est la même pour les deux figures.

Toute figure ou polygone dont les côtés sont formés de lignes droites peut se décomposer en triangles; en mesurant et calculant la superficie de ces triangles, on peut donc se rendre compte de la superficie entière du polygone.

Nous avons sous les yeux (fig. 15) une figure de six côtés, ab, bc, cd, de, ef et fa. Nous divisons cette figure en 4 triangles, 1, 2, 3, 4. Du sommet de chacun de ces 4 triangles, nous tirons les lignes ponctuées by, cs, uf, te, hauteurs de ces triangles. Multipliez la hauteur by du triangle n° 1 par sa base ac, prenez la moitié du produit qui sera la superficie du triangle n° 1 ou du triangle abc. Faites-en autant pour les autres triangles, additionnez ensuite les résultats de vos calculs, et le total sera la superficie de la figure abcdef.

Fig. 15.

Il y a encore une autre manière de calculer la surface d’un triangle. C’est de multiplier sa base par la moitié de sa hauteur (fig. 16). Si sa base ab a, par exemple, 6^m,30 et sa hauteur de 5^m,36, multipliez 630 par 268 (moitié de 5^m,36). C’est comme si vous vous rendiez compte de la superficie d’un rectangle de 6^m,30 de longueur sur 5^m,36 de hauteur, dont la superficie serait de 33^m,7680, et que vous prissiez ensuite la moitié de ce dernier produit, qui est égale à 16^m,8840; or 630 multipliés par 268 produisent aussi 16^m,8840.

Fig. 16.

Quand il s’agit de mesurer la superficie d’un polygone régulier, il suffit d’additionner les longueurs des côtés, de multiplier la somme par la longueur de la perpendiculaire tirée du centre sur un des côtés et d’en diviser le produit par 2; on aura la superficie du polygone.

Fig. 17

Supposons (fig. 17) un hexagone ou figure à six côtés égaux, dont chaque côté aurait 3 mètres; les six faces nous représenteront 18 mètres. La perpendiculaire oy aurait 2^m,60; 18 multipliés par 2^m,60 produisent 46^m,80, dont la moitié est 23^m,40.

L’aire ou la superficie du cercle est égale au produit de sa circonférence par la moitié du rayon. On peut en effet regarder le cercle comme formé d’un nombre infini de triangles. Qu’on se figure le cercle équivalant à un triangle dont la hauteur serait le demi-diamètre ou rayon du cercle et dont la base serait aussi longue que la circonférence du même cercle.

Si l’on pouvait réellement construire un tel triangle, on pourrait aussi réellement mesurer géométriquement le cercle, et il ne s’agirait que de trouver une ligne droite égale à la circonférence. Mais on n’a pu trouver jusqu’à présent le rapport exact de la circonférence au rayon et au diamètre; on n’a pu déterminer ce rapport que d’une manière approximative, et cette manière suffif pour les calculs nécessaires dans la construction.

Si l’on suppose un diamètre de cercle de 1 mètre de longueur, la circonférence de ce cercle sera de 3^m,1416. C’est le rapport le plus exact qu’on a pu trouver, et c’est celui qui a été adopté pour tous les calculs mathématiques.

Ainsi donc, toutes les fois que le diamètre d’un cercle vous sera donné, pour connaître la circonférence, il faudra multiplier le diamètre par 3,1416.

Par exemple si le diamètre a 5 mètres de longueur, la circonférence c sera égale à 5 multipliés par 3^m, 1416... ou 15^m,7080, ou 15 mètres 70 centimètres 80 dix-millièmes.

Et réciproquement, selon une proportion semblable, on peut trouver par une circonférence donnée son diamètre.

Il suffit pour cela de diviser la circonférence par le chiffre 3,1416. Ainsi si la circonférence était égale à 21, le diamètre serait égal à 21 divisés par 3,1416, c’est-à-dire 6,67.

Fig. 18.

Nous venons de voir comment on obtenait la circonférence du cercle, une fois le diamètre connu. Pour en obtenir la superficie voici comment il faut procéder.

Prenez le rayon ou moitié du diamètre, multipliez-le par lui-même pour en obtenir le carré, et multipliez ensuite ce carré par 3,1416.

Supposons un diamètre de 6 mètres de longueur. Pour savoir quelle sera la superficie du cercle, prenez le rayon ou moitié du diamètre: 3 mètres, multipliez-le par lui-même pour en faire le carré, soit 9 mètres, et multipliez enfin ce carré par 3,1416, ce qui vous donnera pour la superficie du cercle 28^m,274.

Mesures des cubes

Table des matières

Pour mesurer le cube des corps il faut un cube, ou solide, pris pour unité de mesure. Si les lignes se mesurent par des lignes, des surfaces au moyen de surfaces, il faut pour mesurer les corps une mesure formée comme eux.

Pour mesurer les corps on se sert du corps le plus simple, qui est le cube, solide formé par six carrés égaux, comme nous l’avons déjà dit. Le cube est semblable aux dés avec lesquels on joue. Le cube est eu tous pays l’unité fondamentale, la mesure normale pour mesurer les solides, soit maçonnerie, soit charpente, etc. Et c’est même de cette unité, renfermant les trois dimensions de l’étendue: longueur, largeur, hauteur, qu’est venu le verbe cuber, c’est-à-dire mesurer et réduire à un cube donné, ou adopté, un autre solide quelconque.

L’espace creux ou vide d’un parallélipipède, d’un cube (à six faces), peut être rempli, comblé par de plus petits cubes, lorsqu’on dispose ces cubes les uns à côté des autres, les uns au-dessus des autres, c’est-à-dire en rangées horizontales et en piles verticales. Les petits cubes combleront parfaitement le vide du grand corps si leur volume est une partie exacte de ce dernier. Admettons, par exemple, que les côtés du grand cube aient 1 mètre de largeur, sa base contiendra 10,000 centimètres (la profondeur de 1 mètre, ou 100 centimètres, multipliée par la longueur de 1 mètre, ou 100 centimèters). Or si chacun des petits cubes a pour base 1 centimètre carré, il est clair que pour couvrir la base du grand cube il faudra 10,000 petits centimètres. Ces petits cubes forment un lit ou une assise dans le grand cube, de la hauteur exacte de 1 centimètre, et il est bien clair qu’il faut 100 lits, ou assises semblables, posés les uns au-dessus des autres, pour remplir entièrement le vide du grand cube, Dans ce but, il faut 100 fois 10,000 petits cubes pour combler ou occuper entièrement l’espace vide du grand cube.

Le grand cube, dont chaque face contient exactement 10,000 centimètres carrés ou superficiels, est nommé, à cause de cette contenance, un mètre cube; le petit cube, au moyen duquel on a mesuré le plus grand, est nommé centimètres cube: car les côtés de ces petits cubes ont exactement 1 centimètre carré. Il y a donc dans 1 mètre cube 1,000,000 de centimètres cubes.

Il s’ensuit encore que le cube d’un dé, ou corps à six faces égales, est le produit de sa base et de sa hauteur (base 100 multipliés par 100 multipliés par 100, ce qui fait 1,000,000), ou, en expression mathématique, 100 × 100 × 100 = 1,000,000.

On peut donc mesurer le cube d’un corps ou solide parallélipipédique en multipliant la longueur par la largeur et le résultat par la hauteur. Si un corps a 20 mètres de longueur, 18 mètres de largeur et 10 mètres d’élévation, il aura 5,760 mètres cubes; 20 × 18 × 16 = 5760; ou le carré de sa base multiplié par sa hauteur.

C’est par la même règle qu’on trouve le volume cubique d’un prisme, d’un cylindre, etc.; on calcule le carré ou superficie de la base, qu’on multiplie ensuite par la hauteur.

Mais il n’en est point de même de la mesure cubique du cône et de la pyramide.

On peut, au moyen d’une tracé graphique, diviser un prisme triangulaire en trois pyramides, équivalentes entre elles en volume cubique, mais qui réunies équivalent au cube du prisme entier. Donc toute pyramide triangulaire est le tiers du prisme triangulaire de même base et de même hauteur.

De là on déduit la règle suivante pour le calcul d’une pyramide: multipliez la base par la hauteur et divisez-en le produit par 3. Cette règle s’applique à toutes les pyramides. Soit donnée une pyramide rectangulaire dont la base a 12 mètres carrés ou superficiels, et de 6 mètres de hauteur; pour savoir son cube il faut multiplier 12 par 6 et diviser le produit par 3. — 12 fois 6 font 72 et 72 divisés par 3 font 24; cette pyramide aura donc 24 mètres cubes. On peut dire aussi que toute pyramide a pour mesure le tiers du produit de sa base par sa hauteur. Le tiers de 12 est 4, multiplié par G, produit également 24.

Le volume d’un cône est égal au produit de sa base par le tiers de sa hauteur. Supposons que le cercle qui forme la base du cône ait 10 mètres de diamètre. Pour trouver la superficie de ce cercle, il faut multiplier le quart du diamètre ou moitié du rayon (le quart est 2^m,50, la moitié du rayon est également 2^m,50 par la circonférence (31,41) ce qui produit 78^m,525 carrés. Supposons que le cône ait 6 mètres de hauteur; le tiers de 6 est 2. Or 78,525 multipliés par 2 font 157,05 mètres cubes (ou 157 mètres cubes 5 centimètres cubes).

Mais on peut encore procéder d’une autre manière. Multipliez la superficie de la base (78,525) par 6, ce qui fera 471,15, et divisez par 3, cela fera également 157^m3,05.

On peut tronquer par une section horizontale un cône ou une pyramide quelconque, ce qui donne naissance aux cônes et aux pyramides tronqués, comme on les nomme. On se rend compte du cube du cône tronqué et de la pyramide tronquée en calculant d’abord ces deux corps comme s’ils n’étaient point tronques, et l’on en déduit ensuite la partie qu’on en supprime. Si B est la base d’un cône (fig. 19), et s la face de section si a est la hauteur de la partie à tronquer et h enfin la hauteur de la pyramide entière, on aura

soit du cube de la partie tronquée restante.

Fig. 19.

Prenons le cône de 157 mètres 5 centimètres, cité plus haut; 10 mètres sont le diamètre de la base B. La hauteur h est de 6 mètres, 3^m,33 (1/3 de 10) est le diamètre de la face de section s, et 2 mètres enfin la hauteur a.

On aura pour la superficie de la base, comme nous l’avons vu plus haut: 78,525, qu’il faut multiplier par un tiers de 6 (la hauteur), soit 2, ce qui fait 157,05 pour le cône entier. — Mais comme de ce nombre total il faut soustraire la partie tronquée et pour cela, faisant la même opération, déduire la face de la section s (d’un diamètre 3^m,333 multipliés par 3,1416), soit 10,4461528, lesquels multipliés encore par le quart du diamètre (1/4 de 3^m,333), soit 8333, produisent 8,72544496824, nombre qu’il faut encore multiplier pour avoir le cube par un tiers de sa hauteur, qui est de 2 mètres soit 0,666, ce qui produit enfin 5,81.

Donc si de 157,05 nous retranchons 5,81, nous trouverons pour le cône tronqué 151,24.

On procède de la même manière pour connaître le cube d’une pyramide tronquée.

Mais cette opération, pour arriver à la connaissance du cube d’une pyramide ou d’un cône tronqués, n’est pas toujours praticable dans la réalité ; elle rencontre souvent de grands obstacles, puisqu’il faut se figurer dans le vide les sommets de la pyramide et du cône. On ne peut donc mesurer exactement le corps tronqué, représenter ce corps avec ses mesures sur le papier, prolonger les lignes qui manquent et qui donneront la hauteur de la partie tronquée, et alors seulement on peut procéder à l’opération de calculs indiquée précédemment. On peut toutefois calculer le cube du cône ou de la pyramide tronqués sans connaître la grandeur de la portion rétranchée ni celle du corps ou solide entier.

La forme de la pyramide et du cône tronqués est plus fréquente dans l’usage pratique qu’on ne le pense. Elle s’applique à des mesures de liquides, à des matières en poudre, etc., dont le diamètre de l’orifice est moindre que le diamètre de la base. Mais si la base de ces mesures forme un ovale, le calcul de leur contenance n’est pas du ressort de la géométrie élémentaire. Des tas circulaires de sable, de terre, de cailloux, des tas de grains, de graines, etc., rentrent dans la forme des pyramides et des cônes tronqués. Pour calculer le cube des premiers, la superficie sur une hauteur donnée des derniers, pour rétablissement de granges, magasins, etc., il faut absolument savoir se rendre compte du cube de ces corps, tronqués ou non.

Nous allons indiquer enfin une troisième manière vulgaire de mesurer le cube d’un cône tronqué sans entrer dans les complications précédentes de calcul. Prenez la base du cône tronqué, et multipliez sa superficie par sa hauteur. Si la base a 10 mètres de diamètre, sa superficie aura 78^m,5250. Multipliez ce nombre par la hauteur du cône tronqué, soit 4; ce qui fera 314,100, qu’il faudra diviser par 2, ce qui produira 157^m,05. Maintenant il s’agit d’en déduire le petit cône. Admettons que sa face de section ou sa base ait 3^m,33 de diamètre, elle aurait alors 8^m,712 de superficie; multipliez ce nombre par 4, hauteur du grand cône tronqué, ce qui fera 34^m,848, qu’il faudra diviser par 2, ce qui produira 17^m,42. Divisez encore ce nombre par 3, et vous aurez 5^m,80, cube du petit cône qu’il faudra soustraire du cube du grand cône: 157^m,05 — 5^m,80 = 151^m,25.

On calcule aussi dans la stéréométrie les surfaces des solides ou corps. Les surfaces des cubes ou dés, des parallélipipèdes et en général des prismes, sont faciles à trouver. Les prismes et les parallélipipèdes ont pour leurs bases des polygones, comme triangles, quadrilatères, pentagones, hexagones, etc.; leurs côtés sont des parallélogrammes, dont la superficie est le produit du côté de la figure ou polygone de base multiplié avec la hauteur du solide. Autant il y a de côtés dans le polygone de base, autant de parallélogrammes forment les surfaces du solide ou polyèdre. Voilà aussi pourquoi la superficie des côtés réunis d’un prisme rectangulaire ou parallélipipède est le produit du périmètre ou contour du polygone de base multiplié par la hauteur du solide.

On trouve donc la surface d’un cylindre en multipliant sa circonférence avec sa hauteur; le produit est la superficie ou surface demandée. Elle est un parallélogramme aussi long que la circonférence ou périphérie dont la hauteur est égale à celle du cylindre.

La surface convexe d’un cône est égale à la circonférence de sa base multipliée par la moitié de son côté. Cette surface représente un secteur du cercle, une partie de cercle comprise entre un arc et deux rayons menés aux extrémités de son arc.

Supposons un cône dont la base a 10 mètres de diamètre et qui a 6 mètres de hauteur. Nous aurons 10 × 3,1416 = 31,416 × 6 = 188,496 divisés par 2 = 94^m,24, surface demandée.

La surface latérale d’un tronc de cône est égale à son côté multiplié par la demi-somme des circonférences de ses bases.

Soit un cône tronqué ayant à sa base un cercle de 10 mètres de diamètre, et ayant pour sa face supérieure un cercle de 3,33 de diamètre et 4 mètres de hauteur. La circonférence de la base sera 3,1416 multipliés par 10, ce qui fait 31,4160, dont la moitié est 15,7080. La circonférence du cercle supérieur est 3,33 multipliés par 3,1416, ce qui fait 10,461528, dont la moitié est 5,230764, qui additionnés à 15,7080 produisent 20,93877, qu’il faut multiplier par 4, ce qui fait 83^m,7550, qui est la surface demandée.

Pour calculer le volume de la sphère, il est nécessaire de connaître auparavant sa surface; puis on multiplie la superficie par le rayon de la sphère et on divise le produit par 3.

La surface ou superficie de la sphère est égale à quatre fois la superficie du cercle né d’une section faite au point de centre de la sphère, ou bien cette surface équivaut à celle d’un cercle qui aurait pour rayon le diamètre de cette sphère.

Supposons une sphère ou boule d’un diamètre de 100 mètres. Il faut multiplier ces 100 mètres par 100 pour avoir le carré du diamètre, soit 10,000, qu’il faut multiplier par 3,1416, circonférence du grand cercle, ce qui fait 31416, qui est la superficie demandée.

Quand on connaît la superficie de la sphère, il est facile d’en calculer le volume. Qu’on se représente la sphère comme un polygone régulier formé d’une infinité de côtés; qu’on se représente encore la superficie de la sphère divisée en surfaces planes rectilignes, surfaces qui seraient les bases d’une infinité de pyramides, dont les sommets se réunissent tous ensemble au point de centre de la sphère: alors le volume de toutes ces pyramides réunies sera le volume de la sphère. La hauteur de ces pyramides est le rayon de la boule.

Si, d’après ce que nous venons de dire, on a trouvé le volume d’une des pyramides en multipliant la superficie de sa base par le tiers de sa hauteur, on aura le volume de la sphère si l’on multiplie sa superficie (c’est-à-dire la somme des surfaces de base d’une infinité de pyramides qui forment le volume de la sphère) avec le rayon de la sphère et en divisant le produit par 3.

Supposons une sphère de 100 mètres de diamètre, multipliez-les par 100 pour en avoir le carré (10,000) et multipliez ce carré par 3,141 pour avoir la circonférence qui sera 31,410^m, qu’il faut multiplier par 50 (moitié du diamètre), ce qui fera 1,570,500, qu’il faut diviser par 3, ce qui produit 523,500 mètres cubes, faisant le volume demandé.

Trouver la superficie d’un rectangle

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Multipliez la longueur de la base ab d’un triangle rectangle (fig. 20) avec la hauteur ac et divisez-en le produit par 2. Le résultat sera la superficie demandée. Soit la base ab de 25 mètres de longueur et la hauteur ac 23.25 multipliés par 23 font 575, qui divisés par 2 donnent 287,50, la superficie demandée.

Fig. 20.

Trouver la superficie d’un triangle quelconque

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Soit un triangle abc (fig. 21). D’un angle quelconque du triangle abc abaissez une perpendiculaire sur le côté opposé de l’angle, soit co de notre figure. Multipliez la longueur de la base ab par la hauteur oc et prenez-en la moitié, qui sera la superficie demandée.

Fig. 21.

Soit la base ab de 18,50 de longueur, multipliez-la par la hauteur oc de 8,95, ce qui donnera 165^m,5750, qui divisés par 2 donnent 82,7875, qui est la superficie du triangle abc.

Trouver la superficie d’un carré

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Multipliez la base par la hauteur. Que ab (fig. 22) ait 25^m de longueur, ad en aura également 25; 25 fois 25 font 625. La longueur et la hauteur d’un mur étant données, on veut savoir la quantité de mortier de chaux qu’il faut pour crépir ce mur.

Fig. 22.

Ce mur a 10 mètres de longueur sur 12 de hauteur, sa superficie sera donc de 120 mètres. Si pour crépir 145 mètres il faut 0^m,25 cubes de mortier de chaux, il en faudra 0^m,20 cubes pour crépir 120 mètres superficiels. Il s’agit de calculer 145: 120:: 25: x.

Trouver la superficie d’un parallélogramme

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Soit abcd (fig. 23) ce parallélogramme. Tirez la perpendiculaire fa, de la ligne cd vers l’angle a, multipliez ab par fa, et le produit sera la superficie demandée. Supposons que ab ait 12 mètres de longueur et fa 5 mètres de hauteur, 5 fois 12 font 60, la superficie demandée.

Fig. 23.

Trouver la superficie d’un trapèze

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Multipliez la hauteur du trapèze par la demi-somme des bases parallèles. Que la hauteur po (fig. 24) soit 8 mètres, la base ab 8 mètres et la ligne cd 10 mètres; on dira 8 et 10 font 18, dont la moitié est 9, qui multipliés avec la hauteur 8 font 72 mètres.

Fig. 24.

Construire un rectangle d’une superficie voulue et dont un côté est donné

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Ce rectangle doit avoir une superficie de 32 mètres et un de ses côtés aura 8 mètres. Qu’on se figure savoir déjà la hauteur cherchée d’un rectangle, et nommons-la x. La superficie du rectangle à construire sera r = 8 × x, d’où il suit que x est égal à mais comme r est égal à 32, x sera égal à ou 4. La hauteur du rectangle sera donc de 4 mètres.

Trouver la superficie d’un secteur

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Le secteur est la partie du cercle comprise entre un arc et deux rayons ca, cb menés aux extrémités de cet arc (fig. 25). L’aire ou la superficie du secteur est égale à la longueur de son arc multipliée par la moitié du rayon. Supposons que l’angle c a 90 degrés, en d’autres termes qu’il est un angle droit, par conséquent il donnera à l’arc ab le quart de la circonférence. Si nous supposons ensuite que les deux rayons ca, cb ont 5 mètres de longueur chacun, en les doublant nous aurons pour diamètre du cercle 10 mètres, qui multipliés par 3,1416 donnent 31,416, dont le quart est 7,854. L’arc a donc 7,854 de longueur, qui multipliés par la moitié du rayon, ou 2^m,50, donnent 19^m,635 de superficie.

Fig. 25.

Autre exemple. Si l’arc a 6^m,50 et le rayon 7^m,26, on aura à multiplier 6^m,50 par la moitié du rayon ou 3^m,63, produit 23^m,5950.

Il est donc facile de mesurer la superficie d’un arc elliptique, en calculant les divers secteurs dont il est formé. Supposons qu’on a un arc abfg (fig. 26), qui avec la ligne de base ag forme la superficie abfga. On veut calculer la surface de cette figure, construite par une ligne droite et ayant un arc, formé de trois portions de cercle. On calculera d’abord la superficie du secteur acb: on y ajoutera la superficie du secteur egf, car ces deux secteurs sont égaux. On calculera la superficie du secteur dbf, dont il faudra soustraire la superficie du triangle dce; ce qui restera sera additionné à la superficie de deux secteurs abc; egf, et le produit sera la superficie de la figure abfga.

Fig. 26.

Supposons, par exemple, que le rayon ac ait 2^m,50 de longueur, l’arc ab 2^m,55, la superficie du secteur acb sera 3^m,1875; le secteur efg a également 3^m,1875, et les deux ensemble 6^m,3750. Le rayon du grand secteur dbf a 4^m,80, l’arc bf a 5^m00; sa superficie sera de 12 mètres, dont il faut retrancher la superficie du triangle dce. qui est équilatéral: sa superficie sera de (250, un de ses côtés, multiplié avec la moitié de sa hauteur, qui est de 2^m12 supposons) 2^m,65 qu’il faut ôter de la superficie entière du secteur dbf, qui est 12 mètres. Il restera 9^m,35, qui ajoutés aux 6^m,3750 trouvés plus haut produiront 15,725, ou la superficie demandée de la figure agfb.

Comme il est d’usage de tracer les voûtes et les arcs de grandeur naturelle sur une superficie plane quelconque, tracé qu’on nomme vulgairement une épure, c’est sur cette épure qu’on peut prendre, d’une manière exacte, les dimensions des voûtes et des arcs, pour en calculer la superficie ou le cube. On doit faire cette opération conjointement avec l’entrepreneur, et les calculs faits lui en laisser un double, lui faire signer une copie, qu’on garde afin de vérifier les appréciations faites par lui plus tard dans le mémoire qu’il présentera.

Cette manière de procéder abrégera le métré et la vérification des mémoires.

Trouver la superficie ou aire d’un segment de cercle

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Calculez d’abord la superficie du secteur, et retranchez-en l’aire du triangle construit sur la corde du segment. Soit à chercher la surface du segment aebd (fig. 27). Trouvez d’abord celle du secteur aebc, ôtez-en la superficie du triangle acb, et ce qui reste sera la superficie du segment aebd.

Il faut savoir calculer la superficie d’un segment, car dans la construction le segment couronne fréquemment les portes et les fenêtres et encore d’autres parties du bâtiment.

Fig. 27.

Trouver la superficie d’un toit conique

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Un toit conique peut être regardé comme étant un cône. Le développement de la superficie d’un cône produit un secteur: nous avons indiqué la manière de trouver sa superficie. La surface latérale d’un cône ou d’un toit conique est égale à la circonférence de sa base multipliée par la moitié de son côté. Soit la circonférence de la base d’un cône 8 mètres, la hauteur de son côté oblique 10, il faut multiplier les 8 mètres par 5, et 40 mètres formeront la superficie demandée.

On trouve de la même manière la superficie d’un toit pyramidal ou à pans triangulaires. On calcule d’abord la superficie d’un des triangles qui le composent, qu’on multiplie ensuite par autant de côtés qu’il y en a dans la pyramide.

Trouver le volume ou le cube d’un parallélipipède

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Mesurez la longueur et la largeur de sa base, que vous multiplierez l’une par l’autre. Vous aurez alors la superficie de sa base, qu’il faut multiplier par sa hauteur. Le produit sera le volume ou cube du parallélipipède.

Soit un parallélipipède de 3 mètres de longueur et 4 mètres de largeur: la superficie de sa base sera de 12 mètres. Maintenant, qu’il ait 6 mètres d’élévation; multipliez 12 mètres par 6, et 72 mètres sera son volume ou cube.

Trouver en mètres cubes le volume d’un mur donné pour connaître la quantité de briques qui doivent y entrer

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Supposons un mur de 5^m,50 de longueur sur 4^m,75 de hauteur et de deux briques ou 0^m,22 d’épaisseur: on aura pour le cube 5^m,50 multipliés par 4^m,75 multipliés par 0^m,22, ce qui produit 5^m,747 cubes. La brique aura, supposons, 0^m,22 de longueur sur 0^m,10 de largeur et 5 d’épaisseur. Calculez d’abord le cube d’une brique et voyez ensuite combien de fois ce cube est contenu dans le cube trouvé du mur, 22 × 10 = 220 × 5 = 11 centimètres cubes. Ces 11 centim. sont contenus 5,224 fois dans 5^m,747 cubes.

Quand on a le cube d’un mur (en mètres) il est inutile d’indiquer combien de mètres cubes de moellons il faut pour l’élever. Le volume de moellon est identique au cube du mur donné.

Trouver le volume ou cube d’un prisme triangulaire

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Supposons que ce prisme soit le comble d’une maison, comble à deux rampants et terminé aux extrémités par deux pignons verticaux. Les pignons ont 8 mètres de hauteur verticale, leur base a 10 mètres de largeur et la longueur du comble est de 20 mètres. Calculez d’abord la superficie d’un pignon, c’est-à-dire multipliez sa base par la moitié de sa hauteur: 10 × 4 ce qui produit 40, qu’il faut multiplier par la longueur, 20, ce qui donnera 800 mètres; ou bien multipliez la hauteur par la largeur et le produit par la longueur; vous aurez 8 × 10 = 80 × 20 = 1,600 dont il faut prendre la moitié, qui est de 800.

Les mesures d’un magasin à grain étant données, trouver la quantité de blé qu’il peut contenir

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Le plan du magasin forme un rectangle de 20 mètres de longueur sur 8^m,50 de largeur, la hauteur des murs est de 6 mètres et enfin la hauteur des pignons est de 3 mètres. Dans le magasin se trouve une aire à battre le grain qui a 2^m,50 de largeur et autant de longueur et 3 mètres de hauteur, qu’il faudra défalquer du cube total.

Multipliez d’abord la largeur par la longueur, 8^m,50 × 20^m, ce qui produit 170^m,00, qu’il faudra multiplier par la hauteur de 6 mètres. Vous aurez 1,020 mètres, dont il faut déduire le cube occupé par l’aire à battre. Pour calculer ce cube, multipliez 2^m,50 par 2^m,50 et le produit par 3 mètres, ce qui vous donnera 18^m,75 à déduire de 1,020, reste 1,001^m,25.

Maintenant nous avons à mesurer le cube du comble, 8^m,50 de largeur par la moitié de sa hauteur, 1^m,50, ce qui produit 12^m,75, qu’il faut multiplier avec 20 mètres, longueur du magasin; on aura 255 mètres cubes, qui ajoutés à 1,001^m,25, trouvés pour la partie parallélipipédique du bas, feront 1,256^m,25.

Nous savons que mille litres sont contenus dans un mètre cube. Le magasin en question pourra donc contenir 12,562 hectolitres de grain battu.

Si l’on voulait se rendre compte combien de bottes de foin ou de paille le magasin pourrait contenir, il faut mesurer le cube d’une botte et voir combien de fois ce cube est contenu dans le cube du magasin.

Une quantité de bottes non battues de grain étant donnée, trouver le cube qu’il faut pour la placer

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Six mille bottes de blé, dont une moitié à battre avant l’hiver et l’autre au printemps, doivent être conservées dans une grange à élever. La largeur du bâtiment n’est que de 10 mètres et ne peut être étendue: la longueur est arbitraire. La grange doit contenir en outre une aire à battre de 10 mètres de longueur sur 5 de largeur.

Calculez d’abord le cube des bottes ou gerbes à conserver et ajoutez-y le cube de l’aire demandée.

Supposons que 1,500 gerbes d’hiver produisent un cube de 16 × 120 = 1,920 mètres et 1,500 gerbes de printemps 16 × 100 = 1,600 mètres cubes. Si l’on veut donner 5 mètres d’élévation aux murs de la grange à bâtir, le cube qu’absorbera l’aire sera de 10^m × 5 × 5 = 250 mètres. Pour résoudre le problème donné, la grange de 10 mètres de largeur aux murs de 5 mètres de hauteur devra avoir un cube de 3,770 mètres. La provision d’hiver absorbe 1,920 mètres, celle du printemps 1,600 et l’aire 250 mètres; donc un espace de 1,920 + 1,600 + 250 = 3,770^m.

Supposons maintenant que le bâtiment doit être couvert d’un toit à deux rampants et à pignons, admettons que le cube de ce comble soit la moitié du cube de la totalité de la grange; le cube du toit ou comble sera 1/3 du cube total , et le cube du corps de la grange sera de 2513^m,34 cubes.

Nous exprimerons la longueur encore inconnue du bâtiment par x; mais nous admettons un moment qu’elle est connue; la largeur est égale à 10. Le produit de la base (10^m multipliés par x) multiplié par la hauteur (5 mètres) sera le cube demandé. 10 multipliés par x multiplié par 5 produisent 50 × x, ce qui est égal au cube de la partie parallélépipédique de la grange. De là on a: x est égal à a divisé par 50, et qui est égal à et produit 50^m26. La longueur de la grange sera donc de 50^m,26.

Si la longueur et la largeur du comble prismatique sont données par la longueur et la largeur de la grange parallélépipédique, on connaît également le cube du prisme triangulaire du toit. Pour trouver la hauteur du comble, que nous nommerons y, on dira: 10 multipliés par y, divisé par 2 et multipliés par 5,026, ce qui fait 1256,66.

Une grange de 10 mètres de largeur, sur 5 mètres de hauteur, devant contenir un cube de 3,770^m, devra avoir 50^m,26 de longueur, avec pignons de 2 mètres d’élévation, ce qui était demandé.

Comme dans les calculs précédents, il n’a point été tenu compte des épaisseurs de murs, il faut considérer les dimensions données comme étant celles dans œuvre de la grange.

Trouver les dimensions d’une grange destinée à conserver une quantité de grain donnée

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La grange doit offrir trois planchers ou aires, y compris le plancher du grenier; elle doit avoir 15 mètres de largeur et pouvoir conserver 550,000 hectolitres dé blé. Combien faut-il que le bâtiment demandé ait de longueur?

On pourrait à la vérité considérer le blé comme des couches, comme des cônes ou des pyramides tronqués; mais ce calcul entraînerait à de trop longues opérations. Il est donc préférable de se rendre compte de la superficie inférieure et supérieure du cône ou de la pyramide, d’en prendre une moyenne proportionnelle, de la multiplier par la hauteur et d’arriver ainsi au volume du cône tronqué.

On sait que le volume d’un hectolitre est la dixième partie d’un mètre cube. Nous avons donc 550,000 hectolitres divisés par 10 = 55,000 ou 55,000 mètres cubes. Le grain étendu sur le plancher ne devra pas dépasser 0^m,45 d’épaisseur ou de hauteur. De là il suit que la moyenne superficie géométrique formée par le blé sera = 45 × x = 55,000: d’où l’on aura par conséquent (ce qui produit 1,222); x est donc = 1,222. Mais si x = 1,222 mètres superficiels, la moyenne superficie du cône tronqué de chaque étage sera = = 407,33. Nous avons dit que la largeur de la grange serait de 15 mètres, dont il faut déduire encore un mètre pour l’épaisseur des murs, et au pourtour intérieur de ces murs on demande un passage libre d’un mètre de largeur. Il faut donc déduire 2 mètres pour passages et un mètre pour l’épaisseur des deux murs, en tout 3 mètres. Il reste donc seulement 12 mètres pour étendre le grain. C’est cette mesure qui va donner la longueur de chaque couche de blé et la longueur totale du bâtiment demandé. Car 12 × x = 407,33, d’où il suit qu’on aura par inversion . Chaque étendue de grain de 12^m,00 de largeur sera donc de 33^m,94 en longueur, et la longueur totale du bâtiment, y compris les passages et l’épaisseur des murs, sera de 33^m,94 + 2^m + 1^m, c’est-à-dire 36^m,94.

Mais la superficie inférieure du grain étendu est plus considérable que la moyenne, et, de plus, le grain en tombant forme un angle de 45 degrés; ab est la diagonale du carré cbda (fig. 28). Comme ca a 45 centimètres de hauteur, be sera égal à 45 divisé par 2, ce qui fera 0^m,225. La surface du cône tronqué admise augmente de deux fois 33^m,94 multipliés par 0^m,225, ou 15^m,273 dans la longueur et de deux fois 12 multiplié par 0^m,225 ou 5^m,400 superficiels.

Fig. 28.

Il faut ajouter 15^m,273 plus 5^m,400 superficiels à la longueur du cône tronqué, parce qu’on ne doit pas se départir de la largeur donnée au bâtiment. Mais 12 multiplié par x = 20^m,673, d’où on a .

36^m,94 plus 1^m,72 = 38^m,66, qui sera la longueur demandée.

Trouver le cube d’un mur plus large au pied qu’au sommet, ou mur en talus.

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La fig. 29 est la coupe verticale du mur; elle forme un trapèze dont la superficie sera = , et si la longueur du mur est l, son cube sera = . Si l’épaisseur supérieure ab du mur est de 2 mètres, l’épaisseur inférieure cd de 4 mètres et sa hauteur db de 10 mètres, et la longueur de 20 mètres, le cube de ce mur en talus = = 600 mètres cubes.

Fig. 29.

Trouver le cube d’un contrefort.

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Que le contrefort soit appuyé contre un mur vertical. On peut considérer le contrefort abc (fig. 30) comme étant la moitié d’un parallélipipède: supposons qu’il ait à sa base 4 mètres superficiels et 5 mètres d’élévation. Son cube sera = mètres cubes. Car un parallélipipède ayant à sa base 4 mètres de superficie et 5 mètres d’élévation aurait 20 mètres cubes, double du calcul que nous avons trouvé.

Fig. 30.

Trouver le cube de terre enlevé d’un fossé

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La coupe verticale en travers du fossé forme un trapèze, abcd (fig. 31). Le fond du fossé a 0,50 de largeur, le haut du vide 0,75, la profondeur verticale ef, 0,80 et la longueur du fossé est de 15 mètres; le cube de ce fossé sera = ef multiplié par la longueur ou cubes. Si la main-d’œuvre est de 55 centimes par mètre, ce fossé coûtera à creuser 4 fr. 12 cent.

Fig. 31.

Trouver le cube d’un pilier ou poteau octogone

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La superficie horizontale de la base d’un corps octogone forme un polygone qui peut se décomposer en plusieurs triangles. La somme de la superficie de ces triangles multipliée par la hauteur du pilier ou poteau donne le cube demandé. Ce corps est un prisme octogonal, et son cube est le produit de sa base mullipliée par sa hauteur.

Trouver le cube ou volume de la margelle d’un puits

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Mesurez d’abord avec un ruban métrique la circonférence (fig. 32 intérieure, puis la circonférence extérieure. Additionnez les deux résultats ensemble et prenez-en la moitié. Multipliez cette circonférence moyenne par l’épaisseur de la margelle, et enfin le produit par sa hauteur. Ce dernier produit est le cube demandé.

Fig. 32.

Supposons la circonférence extérieure de 8^m,50, la circonférence intérieure de 6^m,15. Ces deux mesures additionnées font 14^m,65, dont la moitié est 7^m,32. L’épaisseur de la margelle est de 35 centimètres et sa hauteur 92 centimètres. Nous aurons donc:

7^m,32 × 0^m,35 × 0^m,92.

Le volume ou cube demandé sera de 2^m,35.

Il est aisé à comprendre que cette règle s’applique également au métré d’une tourelle circulaire quelle que soit son élévation.

Trouver le cube du bois en grume

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La forme du bois en grume est celle d’un cylindre ou d’un tronc de cône plus ou moins régulier. On mesure la circonférence de l’arbre en deux ou trois endroits de la longueur, aux deux extrémités seulement par exemple, ou aux deux extrémités et au milieu, et on prend la moyenne. Cette moyenne donne la circonférence d’un cercle dont il faut multiplier la surface avec la longueur de l’arbre. Supposez que la circonférence d’une extrémité soit 1^m,17 et celle de l’autre 69 centimètres. 1^m,17 + 0,69 = 1^m,86: la moyenne de 1^m,86 est 0^m,93. De la circonférence on déduit la surface du cercle. Ici le tiers de la circonférence est 0^m,31 Ces 31 centimètres sont le diamètre moyen de l’arbre en question. Nous savons que la superficie. d’un cercle est égale au produit de sa circonférence par la moitié du rayon. Nous avons ici pour rayon la moitié de 31 centimètres, soit 0^m,155 (155 millimètres) avec lesquels il faut multiplier la circonférence trouvée, c’est-à-dire 0^m,93, ce qui produit O^m,14415. C’est celte superficie du cercle qu’il faut multiplier par la longueur totale de l’arbre, Disons que cette longueur sera de 5^m,40. Il faut donc multiplier 14415 millimètres par 5^m,40.

Le volume demandé est de 0 mètre cube 77 centimètres cubes ou 778 millimètres cubes. Maintenant si l’on mesurait aux deux extrémités et au milieu de l’arbre, il faudrait additionner les trois circonférences ensemble, prendre du produit le tiers qui serait la circonférence moyenne; calculer ensuite avec cette circonférence le cercle qu’elle donne et multiplier la surface de ce cercle par la longueur de l’arbre.

Supposons que le gros bout de l’arbre donne une circonférence de 1^m,38, le bout mince une de 0^m,96 et vers le milieu une de 1^m,20. Ces trois mesures font ensemble 3^m,54 dont il faut prendre le tiers comme moyenne, soit 1^m,18. La moitié de 1^m, 18 est 0^m,59. Ces 59 centimètres seront le rayon dont la moitié multipliée par la circonférence (1^m,18) nous donnera la superficie du cercle, qu’il faudra multiplier par la longueur de l’arbre.

Ces 0^m,34810 multipliés par la longueur de l’arbre, que nous supposons être de 4^m,85, produisent 1^m,6882 cubes, qui est le volume demandé.

Trouver la superficie d’un cercle donné

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Pour trouver cette superficie, prenez la longueur du rayon et calculez-en le carré, multipliez-en le produit par le nombre 3,141. Que le rayon ait 7^m,50 de longueur, multipliez-le par 7^m,50 pour en avoir le carré, qui est de 56,2500, que vous multipliez encore par 3,141; vous trouverez 176^m,68125.

Vous pouvez aussi multiplier la circonférence par la moitié du rayon. Si le diamètre est de 15^m, multipliez-le par 3,141. Vous aurez alors 47^m,115. Multipliez ces 47^m,1.15 par 3,75, moitié du rayon, et vous aurez également 176^m,68125..

Trouver la superficie d’un cercle, sa circonférence seule pouvant être connue

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Multipliez la circonférence par elle-même pour en avoir le carré, multipliez ce carré par la formule 4 × 3,141 × 3,141 divisé par 4 × 9,865881 = 39,463524, et multipliez ensuite le quotient par 3,141.

Que la circonférence donnée soit 1^m, on aura ou 0,079 mètre. Si la circonférence est égale à 1, le diamètre sera égal à ou 0^m,3183, et le rayon 0,1591 et la surface du cercle, le carré du rayon multiplié par la circonférence ou le. carré de 1591 (= 2531281) multiplié par 3,141, ce qui produit 0,0795..., ce qui correspond parfaitement au résultat précédent.

Le rapport d’une circonférence à son diamètre est toujours le même, quelle que soit la circonférence que l’on considère; ce rapport est un nombre constant.

Du calcul décimal

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Comme nous ne supposons pas que tous nos lecteurs soient parfaitement au courant du calcul décimal, nous allons nous occuper un moment de l’essence ou de la nature ainsi que de l’emploi des fractions décimales.

Dans le système décimal on écrit les unités entières sur la même ligne que la fraction. Ainsi pour écrire 4 unités et , on écrit 4, 3: pour écrire 67 on écrit 67,06 en séparant les chiffres entiers des chiffres formant la fraction, au moyen d’un point ou d’une virgule, ainsi que nous venons de l’indiquer. Cinquante-sept unités vingt-cinq centièmes s’écrivent 57.25 ou 57,25.

Lorsqu’il s’agit de mesures, de poids, de distances ou de monnaies, cette séparation des unités de la fraction se fait par une lettre initiale placée au-dessus du point ou de la virgule; par exemple 360 mètres 52 centimètres s’écrivent ainsi: 360^m.52 (ou 360^m,52).

Si la quantité exprimée ne contient point d’unités et rien que des décimales, elles s’écrivent après un zéro qui désigne la place des entiers, et le point ou la virgule, fait la séparation comme à l’ordinaire. Ainsi 0.19 ou 0,19 signifie dix-neuf centièmes; 0^m.19 ou 0^m,19, signifie 0 mètres, dix-neuf centimètres.

S’il n’y avait pas de dizaine dans les fractions à exprimer, comme dans sept centièmes, alors on mettrait 0.07 (0^m,07, 0^fr,07). Huitmillièmes s’écrivent 0,008.

Un ou des zéros ajoutés à la droite des décimales n’en changent nullement la valeur; ainsi 0,6, 0,60, 0,600 sont absolument la même chose. On comprendra que 60 centièmes équivalent à 6 dixièmes ou à 600 millièmes.

Il y a toujours un point ou une virgule à toute fraction décimale; ainsi que nous l’avons déjà fait remarquer, ce point ou cette virgule sépare les nombres entiers de la fraction. Si dans le nombre donné il n’y a pas de nombres entiers, s’il ne contient que des fractions, à la place des nombres entiers, on met un zéro et à sa droite on met un point ou une virgule; ainsi 0,564 veut dire qu’il n’y a pas de nombres entiers, mais seulement 5 dixièmes, 6 centièmes, 4 millièmes. Ainsi encore 0^m,564 veut dire 564 millimètres.

Addition des décimales

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Placez les nombres selon leur valeur respective les uns sous les autres, en sorte que tous les points décimaux, les unités et décimales du même ordre soient sur une seule et même ligne verticale; alors additionnez comme s’il n’y avait que des nombres entiers. Cherchez la ligne horizontale qui contient le plus grand nombre de décimales: dans le produit, comptez l’équivalent du nombre trouvé en partant du premier chiffre de droite, et placez un point ou une virgule. Le nombre à la droite de la virgule sera la fraction décimale et le nombre de gauche indiquera les nombres entiers.

Il s’agit de trouver le total ou la somme de 25,074 + 1,8254 + 125 + 0,0567876 + 1776,111.

Soustraction des décimales

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La soustration des décimales ou des nombres suivis de décimales se fait comme si les nombres ne contenaient que des entiers. Il faut faire attention de placer les nombres les uns sous les autres, de façon à ce que les unités et décimales du même ordre et par conséquent les points décimaux soient dans la même ligne verticale.

Quand la soustraction est faite, on place dans le résultat la virgule ou point décimal sous la colonne des virgules ou des points décimaux.

Si le nombre dont on veut soustraire ne contient que des dixièmes, et que celui à soustraire porte des centièmes, on écrit dans le premier nombre un zéro à côté des dixièmes, ce qui n’en altère nullement la valeur, et ensuite la soustraction se fait comme dans les autres cas.

Étant donné 6,4 on doit en soustraire 3,6822. Au premier abord, l’opération semblera impossible. Mais elle se fait cependant, puisque le nombre entier de la somme dont on veut soustraire est plus fort et plus considérable que celle à soustraire.

Ajoutez au nombre 6,4 autant de zéros qu’il en faut pour avoir autant de décimales qu’il y en a dans le nombre 3,6822, et opérez comme si vous aviez des nombres entiers.

Multiplication des décimales

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Traitez encore dans la multiplication les décimales comme des nombres entiers. Placez les facteurs l’un sous l’autre, et multipliez comme s’il n’y avait point de décimales. Mettez ensuite dans le produit un point ou une virgule à la suite, de droite à gauche, d’autant de décimales qu’il y en a dans les deux sommes multipliées. Si dans le résultat de la multiplication vous n’avez pas autant de chiffres qu’il y en a dans les sommes multipliées, suppléez-y au moyen de zéros.

Exemple: multipliez 0,02534 par 0,03236.

Dans le produit vous n’avez que sept décimales, tandis que dans les deux facteurs vous en avez dix. Ajoutez donc à la gauche de la somme trois zéros pour former dix décimales avec les sept que vous a données le produit de la multiplication et écrivez: 0,0008250704.

Division des décimales

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Opérez comme avec des nombres entiers, et dans le quotient ou résultat marquez, en comptant de droite à gauche, autant de décimales qu’il y en a dans le dividende excédant ceux du diviseur. Si vous ne trouvez pas dans le résultat assez de chiffres ainsi que l’indique la règle, ajoutez-y autant de zéros à la gauche qu’il en est requis.

Exemple: divisez 12,678945 par 5.

Si après la division il restait un nombre quelconque ou plus de décimales dans le diviseur qu’il y en a dans le dividende, ajoutez des zéros au dividende; le quotient peut être étendu à toute valeur nécessaire.

Supposons qu’on veuille savoir combien on peut faire de mètres d’ouvrage à 4^fr,30 le mètre pour trois mille francs. Il s’agit de diviser 3000 par 4,30.

Transformez d’abord ces nombres ainsi qu’il suit: 3000 francs en 300000 centimes et 430. Voici ensuite l’opération:

On trouve donc 697 pour quotient; mais il reste 290, nombre qui, étant plus petit que 430, ne peut plus donner qu’une fraction.

Il faut donc continuer l’opération de la division et ajouter encore des zéros à 290; ajontons-en deux, et divisons par 430.

Par cette nouvelle division on obtient au quotient deux nouveaux chiffres formant 67; séparez-les des précédents par la virgule décimale.

La réponse à la question proposée sera 697 mètres 67 centimètres.

S’il était nécessaire de pousser la division jusqu’aux millièmes, on ajouterait un troisième zéro, et l’on continuerait à diviser 1900 par 430, etc.

Comme on est souvent encore obligé de se servir de fractions ordinaires et de sous-espèces d’anciennes mesures et d’anciens poids, utiles dans la construction, nous allons indiquer la manière d’opérer la conversion de ces fractions de mesures et de poids en décimales.

Supposons 5/6 à convertir en décimales; cette fraction indique la division de 5 par 6. Or, comme elle ne peut pas se faire en nombre entier, on ajoute à 5, et à sa droite, autant de zéros qu’on veut avoir de décimales. Par exemple, pour avoir des centièmes on ajoute deux zéros au 5, et l’on fait la division ainsi qu’il suit.

Le quotient ou la valeur de la fraction 5/6 esL. 83 centièmes, exprimés ainsi: 0,83. S’agit-il de convertir en millièmes, on ajoulera trois zéros au 2, et l’on fera la division comme précédemment.

Le quotient ou la valeur de la fraction 2/3 est 666 millièmes, exprimés ainsi: 0,666. Veut-on convertir six onces en décimales, six onces ou six seizièmes de livre sont la même chose. Posez le 6, ajoutez-y trois zéros si vous voulez avois des millièmes de livre, divisez ensuite par 16 et le quotient sera le résultat demandé.

6 onces sont donc égales à 375 millièmes de livre, exprimés ainsi: 0,375.

Conversion des anciens poids et mesures en nouveaux

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Pour trouver des renseignements sur la manière de construire, on a recours généralement à des ouvrages antérieurs à l’introduction du système décimal en France. Nous croyons donc utile de donner ici la manière de convertir les anciens poids et mesures en nouveaux.

La proportion légale de la toise ancienne au mètre est dans le rapport suivant: 1 toise vaut 1^m,94904. C’est-àdire que la longueur de la toise équivaut à un mètre 94904 centimillièmes.

L’ancien pied représente 0^m,32484, c’est-à-dire d’un mètre.

L’ancien pouce, la 12^e partie du pied, équivaut à 0^m,02707, ou d’un mètre.

L’ancienne ligne, la 12e partie du pouce, équivaut à 2,256 millimètres.

Maintenant si on désire convertir une mesure ancienne quelconque en mètres, soit par exemple 6 toises 2 pieds 4 pouces, multipliez 1^m,94904 par 6; multipliez ensuite 32484 par 2; multipliez enfin 02702 par 4.

Additionnez ces trois sommes, et le résultat, 12^m,45200, vous donnera la réduction demandée.

C’est-à-dire que 6 toises 2 pieds et 4 pouces sont égales à 62 mètres 45200 cent millièmes de mètre.

La 100^e partie du pied ancien est égale à de mètre, exprimés ainsi, 0^m,324.

Le mètre est au pied comme 466,56 sont à 144.

Opérez pour la conversion des poids comme vous l’avez fait pour celle des mesures. Supposez que vous vouliez savoir combien 5 livres 6 onces et 6 gros font en kilogrammes et en grammes: multipliez 48951 par 5, puis 30,59 par 6 et enfin 3,83 par 6, additionnez le résultat de ces trois multiplications, et vous trouverez que 5 livres 6 onces et 6 gros sont 2 kil. 65407.

La 100e partie de la livre ancienne est égale à de kilogramme, exprimés ainsi: 0 kil. 489.

Nous allons donner quelques exemples de calculs qui se présentent continuellement dans la construction, et surtout dans le métré des ouvrages terminés.

Il y a des ouvrages qui se payent au mètre courant, comme par exemple les murs de clôture. On convient d’avance combien ces murs auront de hauteur et d’épaisseur, s’ils seront hourdés en mortier de chaux ou de plâtre, etc., avec ou sans chaînes, et l’on dit tel mur sera payé, supposons 17 francs le mètre courant: cela veut dire qu’on n’en métrera que l’indéfinie longueur, sans s’occuper de la hauteur ni de l’épaisseur. Supposons qu’un mur de clôture étant terminé, sa longueur soit de 18 mètres 65 centimètres. Il faut multiplier le nombre de mètres et de centimètres par le prix convenu, et faire cette multiplication en ne tenant aucun compte des décimales, mais en les regardant comme des nombres entiers.

Voici l’opération:

On voit qu’il y a une virgule après le nombre 317: cette virgule est pour séparer les francs des centimes. Il y a dans le multiplicande deux décimales; un 6 et un 5. Ce sont ces deux décimales qu’il faut séparer, de droite à gauche, dans la somme trouvée de 31705. Ces 18^m,65 de mur, payés à raison de 17 francs, reviendront donc à 317 francs 5 centimes.

Autres exemples: 36 mètres courants 5 centimètres 5 millimètres à 15 francs feront 548 fr. 25.

11 mètres 80 centimètres à 19 francs feront 224 fr. 20 cent.

Si l’on est convenu avec un entrepreneur de payer le cube de maçonnerie de telle ou telle nature un prix de tant, il faut mesurer les trois dimensions de la maçonnerie, c’est-à-dire sa longueur, son épaisseur et sa hauteur, multiplier par elles-mêmes ces trois dimensions: alors on en aura le solide ou cube qu’on multipliera par le prix. Supposons un mur de 8 mètres 50 de longueur, sur 0^m,48 d’épaisseur et 3 mètres 22 de hauteur; nous aurons 8,50 × 0,48 × 3,22 = 13^mcubes 1376. Chaque mètre sera payé supposons 31 francs 25 centimes. Multipliez 13,1376 par 31 francs 25 ou 31,25, et vous trouverez 410 francs 55.

De la pesanteur, du poids, de la densité, de l’équilibre, etc.

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Quand on éloigne du sol une pierre, un morceau de bois, etc., et qu’on les abandonne à eux-mêmes, ils tombent jusqu’à ce qu’ils atteignent le sol ou un corps quelconque qui les arrête. Comme la matière est inerte, sans activité, elle ne peut pas passer d’elle-même de l’état de repos dans celui de l’activité.

Donc quand nous voyons qu’un corps en repos commence à se mouvoir au moment que nous le privons de son appui ou soutien, nous devons assigner ce mouvement à une puissance, et cette puissance est nommée pesanteur.

La pesanteur n’est autre que cette tendance de tous les corps vers le centre de la terre. Rien ne s’échappe de notre globe pour se porter dans l’immensité, et les corps qui se trouvent accidentellement lancés hors de sa surface y reviennent toujours avec rapidité. La terre a la propriété d’attirer constamment vers son centre toutes les parties matérielles qui la composent, tous les corps qui sont à sa surface et tous ceux qui peuvent être placés autour d’elle à distance.

On ne peut mieux déterminer la direction de la pesanteur qu’en fixant un fil ou cordon à un objet quelconque et en assujettissant à l’autre extrémité un petit poids ou corps pesant. La direction du fil ou cordon quand il est tendu et en repos est identique à la direction de la pesanteur; car si la force de l’attraction terrestre produisait une autre ligne, elle attirerait le cordon vers cette ligne.

Ce petit instrument, formé d’une ficelle, d’un cordeau, ou corde mince, et d’un petit poids, et dont on se sert constamment dans la construction, est nommé plomb, et la ligne décrite par le cordeau fixé d’une manière quelconque au sommet étendu vers le bas par l’effet du poids libre et en repos est nommée ligne verticale. Si cette ligne était prolongée, elle rencontrerait infailliblement le centre de la terre.

La direction de la pesanteur est donc celle du plomb ou de la ligne verticale. Il n’y a rien de si facile que de déterminer la verticale, en tous temps et en tous lieux. La verticale, n’importe sur quel point du globe, se dirige toujours vers son centre.

Quand un corps est empêché de tomber par un obstacle quelconque, l’effet de la pesanteur n’en est point pour cela anéanti; dans ce cas, il se manifeste par une pression qui s’exerce sur la masse qui le soutient.

La pesanteur n’est pas seulement une propriété générale des corps, c’est-à-dire elle n’est pas une propriété des corps compactes, elle est encore une propriété des liquides et des gaz. La chute des gouttes de pluie prouve assez la pesanteur des fluides, et la pression que les gaz, ou la masse d’air, exercent sur la surface terrestre prouve de son côté la pesanteur des gaz.

La quantité de la pression qu’un corps exerce sur le corps qui le supporte est appelée son poids; cette pression augmente en raison de la quantité des molécules matérielles dont le corps est composé. Pour comparer le poids de différents corps entre eux on se sert de balances dont l’usage est généralement connu.

L’unité légale de poids est en France le kilogramme: c’est le poids dans le vide d’un litre d’eau distillée, à la température de 4° centigrades.

Comme il arrive souvent que pour le bâtiment et ses nombreux détails on consulte des ouvrages étrangers où il n’est point fait usage de notre système métrique, nous croyons devoir donner ici le rapport des mesures et poids étrangers à notre système décimal.

Avec la table que nous venons de donner, il sera facile de convertir au système décimal français les mesures étrangères.

La densité des corps consiste dans le rapport de leur poids à eur volume. L’idée de la densité se confond avec celle du poids spécifique. Le poids spécifique est pour toute substance une propriété perpétuelle et caractéristique. Afin de déterminer la densité des corps, il faut adopter la densité d’un corps quelconque pour unité : on a choisi à cet effet l’eau dans sa plus forte densité. La densité ou le poids spécifique d’un corps est donc le nombre qui accuse combien de fois un corps est plus pesant qu’un égal volume d’eau. Un centimètre cube de fer pèse 7,8 grammes, un centimètre d’or, 19,258 grammes, tandis qu’un pareil volume d’eau ne pèse qu’un gramme: donc le poids spécifique du fer est 7,8, celui de l’or est 19,258. On trouve en général le poids spécifique d’un corps quelconque en divisant son poids absolu par le poids d’un volume d’eau d’égale capacité.

Un corps est en équilibre quand toutes les forces qui agissent sur lui s’annulent réciproquement, ou bien quand leur action est annulée par une résistance quelconque. Ainsi, par exemple, l’action de la pesanteur d’un corps suspendu à un fil est annulée par la résistance de ce fil. Si le fil n’est pas assez solide, il se. rompt, et le corps qu’il soutenait tombe à terre. Toutefois l’équilibre a lieu sans un point d’appui stable et sans résistance apparente. Le poisson peut être en équilibre dans l’eau comme le ballon l’est dans les airs: mais dans ces cas la pesanteur de ces corps est annulée par une pression qu’il est inutile de démontrer ici.

La statique est la science qui s’occupe à découvrir les conditions de l’équilibre, et la dynamique est la science qui recherche de son côté les lois du mouvement qui naissent quand les conditions de l’équilibre ne sont point satisfaites. Ces deux sciences trouvent leur application dans le bâtiment, mais quelques notions élémentaires suffisent.

Pour mesurer des forces, il faut adopter pour unité une force quelconque. Deux forces sont égales quand elles s’équilibrent en agissant en sens contraire mais sur un même point. Deux forces égales qui agissent dans la même direction, sont comme la même force double. Quel que soit le nombre de forces agissant sur un point matériel, quelle que soit leur direction, elles ne communiqueront néanmoins qu’un seul et unique mouvement dans une seule direction déterminée. On peut donc se figurer une force, une puissance, capable d’amener seule cet effet, et qui serait susceptible de suppléer au système complet des forces dont nous avons parlé plus haut. Cette force est nommée résultante; elle n’est autre chose que la somme de toutes les actions de la pesanteur, que l’on appelle le poids d’un corps, et c’est le point où elle est appliquée qu’on appelle son centre de gravité. Nous avons dans la poulie un exemple de résultante.

Des réservoirs, de l’eau et des jets d’eau

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L’eau remonte à la même hauteur que celle d’où elle est descendue quand une certaine pression s’exerce sur elle. Supposons un réservoir quelconque A (fig. 33), dont l’eau à sa superficie est de niveau avec une ligue horizontale ab; que ce réservoir soit en communication avec un tuyau placé dans une direction descendante et fermé à son extrémité : l’eau descendra dans ce tuyau. Elle s’écoulera si le tuyau est ouvert au point 0. Qu’on se figure que ce tuyau soit en communication avec un coude dont une portion est verticale et qui s’ouvre au point o. L’eau s’élèvera verticalement avec une certaine puissance en s’échappant par l’ouverture o et formera un jet qui atteindra presque à la ligne horizontale ab.

Fig. 33.

On explique en hydrostatique ce phénomène au moyen de la loi qu’un fluide pesant et liquide n’arrive dans un vaisseau quelconque au repos qu’au moment où sa superficie (ab dans ce cas) est complètement horizontale; car le tuyau et le réservoir A sont à considérer ici comme ne faisant qu’un seul et même vase ou vaisseau, dans lequel se trouve de l’eau.

Toutefois le jet n’atteindra pas la ligne du niveau ab, parce qu’il n’a pas de cohésion, parce qu’il se divise en gouttes par la résistance de l’air, parce qu’il y a une friction qui s’opère à l’orifice o, enfin par suite d’autres motifs inutiles à énumérer ici. Dans cet état, le jet, séparé de la masse d’eau, ne subit plus la pression de l’eau chassée par sa pesanteur.

Nous nous sommes occupé ici de l’ascension de l’eau, parce qu’elle se présente dans la pose des réservoirs destinés aux lieux d’aisances. On doit également en connaître la théorie pour l’employer lorsqu’on a de l’eau à conduire d’une montagne soit pour les besoins de la construction, soit pour les besoins domestiques. Cette théorie est encore utile à connaître pour l’établissement de jets d’eau dans des parcs ou des jardins.

La pression exercée par les liquides de haut en bas sur le fond d’un vase ou réservoir, où ils sont contenus, est tout à fait indépendante de la forme de ce vase ou réservoir. La pression que le fond d’un vase ou d’un réservoir a à subir par l’eau qu’ils contiennent, est égale au poids d’un cylindre d’eau vertical dont la base est égale au fond et dont la hauteur est égale à celle du fond jusqu’au niveau supérieur de l’eau.

Quant à un réservoir à gradins intérieurs (fig. 34), son fond ab ne supporte que le poids de la colonne ou cylindre d’eau abcd, tandis que le poids des volumes d’eau qui circonscrivent la colonne abcd est soutenu par le fond horizontal formé par des gradins superposés.

Fig. 34.

De la pompe

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La pompe est un appareil composé d’un tuyau et d’un piston montant et descendant et au moyen duquel on fait monter l’eau à une certaine élévation. On en distingue de deux sortes: la pompe aspirante et la pompe foulante. La pompe aspirante consiste en un tuyau ou grand canal au-dessus duquel s’adapte le corps de la pompe proprement dit. Au-dessus du canal inférieur est adaptée une soupape, qui s’ouvre par une pression faite par en bas et qui se ferme par une pression faite par en haut. Cette soupape est fixée sur l’orifice supérieur du canal, et le bouche hermétiquement. Dans le corps de la pompe se meut, en s’élevant et en s’abaissant, le piston creux muni d’un bourrelet en cuir et d’une soupape centrale, qui, comme la précédente, est ouverte par une pression inférieure et fermée par une pression verticale du haut. En élevant le piston, le vide se fait dans le corps de la pompe, en dessous du piston, la soupape inférieure se lève, tandis que l’eau entre dans le corps de la pompe, pressée qu’elle est par le poids de l’air extérieur; en baissant le piston, la soupape inférieure se ferme, en sorte que la retraite est coupée à l’eau aspirée, qui, par la pression, du piston descendant, est forcée de traverser la soupape pratiquée au-dessus de ce piston.

En levant derechef le piston une autre quantité d’eau est aspirée; l’eau qui est déjà au-dessus du piston est montée pour s’échapper par un tuyau latéral.

Si le piston et les soupapes pouvaient être faits avec une précision telle qu’il serait impossible à l’air de pénétrer, on pourrait aspirer l’eau, par une moyenne pression d’air, jusqu’à une élévation de 10 mètres; mais les pompes ordinaires ne peuvent guère aspirer l’eau au delà de 7^m,50 ou 8 mètres.

La pompe foulante est composée d’un tuyau plongeant dans l’eau, et qui permet son introduction jusqu’à une certaine élévation, au moyen de petits trous. Si, lorsque ce tuyau est ainsi en partie rempli, on abaisse rapidement le piston, l’eau se trouvera pressée et se précipitera dans un canal latéral et adjacent, où une soupape lui livrera passage. En élevant le piston, cette eau tendra à retourner dans le premier tuyau; mais la soupape s’abaissant aussitôt lui interdira le retour, en sorte que par cette action répétée elle sera élevée jusqu’à un orifice déterminé, placé à telle hauteur qu’on voudra.

Des moufles

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Pour enlever les plus pesants fardeaux dans les travaux de bâtiment, on se sert d’une machine composée de plusieurs poulies enchâssées séparément et retenues avec un boulon dans une main de bois, de fer ou de bronze, appelée écharpe ou chape. Cette machine est nommée moufle. On sait que la poulie est une petite roue, massive ou évidée, en bois ou en métal, tournant sur un axe en fer et sur la circonférence (dans l’épaisseur) de laquelle une gorge ou cannelure est creusée pour recevoir et tenir un cordage, dont elle facilite le mouvement, lorsque la direction suivant laquelle ce cordage fait effort, en tirant, doit changer. Cette combinaison de poulies et de cordages facilite le mouvement en augmentant l’effort de la puissance.

Le moufle que représente la fig. 35 est composé de trois poulies fixes et de trois poulies mobiles: c’est celui dont on fait le plus usage. Le poids, suspendu à la chape commune des trois poulies inférieures, est évidemment porté par les six portions du cordage qui relient entre elles les poulies supérieures et inférieures. Ce poids se reporte donc uniformément sur les six parties du cordage et par conséquent chacune d’elles est tendue par 1/6 du poids. Si par exemple ce poids était de 60 kilogr., chacune des six cordes seraient tendues comme si elles avaient seules un poids de 10 kilogr. Si l’équilibre doit avoir lieu, il faut que la portion de corde qui s’abaisse à droite et à gauche de la poulie supérieure soit également tendue: nous avons dit que la portion de gauche était tendue par un sixième du poids. Il faut par conséquent fixer à la portion de droite de la corde un. poids égal aussi à un sixième du poids. On peut donc tenir notre moufle en équilibre avec un poids de 10 kilogrammes s’il soutient un poids de 60 kilogrammes.

On a aussi des moufles composés de deux chapes, celle du haut garnie de quatre poulies, celle du bas de trois. Qu’on se souvienne bien que chaque portion de corde glissant sur une poulie mobile double la puissance, car chaque extrémité du cordage soutient une égale quantité du poids tandis que chaque portion de cordage fixée à une poulie n’augmente la puissance que par unités. L’établissement d’une poulie est facile si on est trop loin d’un lieu où le commerce en livre toutes fabriquées.

Fig. 35.

La chèvre

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Au nombre des machines employées pour élever des fardeaux, la plus simple est un mât planté en terre et maintenu par quatre haubans ou gros cordages. On se sert de ce procédé en Italie et en France pour les ouvrages maritimes. Mais la machine la plus en usage dans toutes les parties de la France est celle nommée chèvre. Il y en a de plusieurs espèces. Il y a des chèvres formées de trois longues pièces de charpente, appelées pieds, et dans ces chèvres il y en a encore deux sortes: l’une agit par le moyen d’un treuil ou moulinet à quatre barres, tandis que l’autre porte dans le milieu du treuil un tambour ou grande poulie, sur laquelle s’entortille le câble qui doit être tiré par les hommes qui élèvent le fardeau.

Une autre espèce de chèvre est celle qui n’a que deux pieds. formant un triangle plus ou moins grand, plus ou moins élevé, et qui ne se soutient que par des haubans. Dans ces chèvres il y a un treuil mû par des leviers, autour duquel s’enroule le cordage renvoyé par une poulie placée au sommet des bras, qui sont maintenus par des pièces de bois horizontales nommées entretoises. Les haubans ou cordages destinés à soutenir cette chèvre, et qui embrassent le sommet doivent toujours être fixés à des objets solides; c’est une précaution qu’il ne faut jamais négliger afin de prévenir les accidents.

Une autre précaution qu’il faut prendre, c’est de ne pas laisser poser les pieds ou bras de la chèvre sur des parties trop faibles sur lesquelles elle pourrait glisser. Quand elle sera employée à la construction des étages, il faudra la placer sur des madriers ou autres fortes pièces de bois qu’on mettra en travers des solives. La chèvre est une machine très pratique et très utile, qu’on peut très facilement changer de place et qui apporte une grande économie de temps dans l’élévation des fardeaux.

Le treuil

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Le treuil (fig. 36) est une machine composée d’un châssis carré de dimension arbitraire, mais plus long que large, qu’on pose à terre et aux extrémités duquel sont assemblés deux montants consolidés par des contrefiches. Un cylindre horizontal tourne sur deux pivots placés sur chacun des montants latéraux, munis d’une garniture en fer sur laquelle posent les pivots. Aux extrémités des pivots est pratiquée une manivelle pour faire mouvoir le cylindre principal; et pour que le fardeau qu’on élève au moyen d’une corde ne puisse pas entraîner le mouvement en arrière, on y adapte une petite roue à rochet, comme il est indiqué dans la figure. L’axe du cylindre ne doit pas être placé au delà de 1 mètre au-dessus du châssis; les manivelles ne doivent pas non plus dépasser la hauteur de l’épaule ni descendre au-dessous de la longueur du bras, afin que le travailleur puisse les faire agir sans être obligé de fléchir le genou. autrement il perdrait de sa force. La longueur la plus convenable du rayon d’une manivelle, ou tige courbée qui relie les pivots de l’axe au manche, est 48 centimètres.

Fig. 36.

On se sert du treuil pour monter les terres qui proviennent de la fouille des puits, ainsi que pour celles qui descendent à une grande profondeur: on s’en sert encore pour monter dans les étages supérieurs les briques, les moellons, le mortier, etc. Comme pourra chèvre, il est nécessaire de poser avec précaution le treuil sur une base solide, sur des madriers ou de fortes pièces de bois de charpente. Il faut aussi placer le treuil le plus près possible des murs, afin de ne pas faire fléchir les charpentes au milieu des pièces.

Il y a encore un antre genre de treuil, qui sert à arracher les vieux pieux dont on ne peut plus se servir.

On nomme moulinet une sorte de treuil auquel sont adaptés quatre bras de levier perpendiculaires les uns aux autres, deux de chaque côté.

LIVRE PREMIER

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DES MATÉRIAUX PRINCIPAUX
Des matériaux en général

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Pour élever une bonne construction, il faut non seulement faire un bon emploi des matériaux, mais il faut encore connaître leurs qualités et leurs défauts. Il ne s’agit pas, pour le propriétaire qui fait bâtir, de s’initier entièrement à la connaissance du bois et de la pierre, ainsi que doivent le faire l’architecte, le charpentier et le maçon, il lui faut se borner à en connaître les avantages et les vices, savoir distinguer le bois de chêne du bois blanc, la pierre dure de la pierre tendre, etc. Si l’étude des divers matériaux est faite avec intelligence, avec plaisir et intérêt, comme elle comprend les éléments de plusieurs sciences, elle deviendra agréable en portant l’attention de l’homme qui étudie sur des sujets qui auparavant n’existaient pas ou étaient lettre close pour lui. Ainsi l’étude des pierres le conduira à la géologie et à la minéralogie, celle des bois à la botanique, qui lui servira pour la plantation des jardins d’agrément et des parcs.

La connaissance élémentaire des matériaux est intimement liée à la construction; car si certaines constructions demanden des matériaux de qualités particulières, et vice versa, d’autres matériaux ne doivent et ne peuvent être employés qu’à certains genres de constructions. Sous ce rapport il faut non seulement connaître quelles sont les qualités présentes des matériaux, mais il faut encore savoir ce que ces matériaux deviendront avec le temps. Cela est d’autant plus important que, soumis dès leur emploi à des influences diverses, ces matériaux peuvent se métamorphoser dans la suite, soit en bien soit en mal.

La plus grande partie des matériaux sont employés tels que les fournit la nature, mais avec une façon extérieure qui les approprie au but proposé : c’est ce qu’on peut appeler matériaux naturels; d’autres ont besoin d’une transformation radicale, soit chimique, soit mécanique: on peut nommer ces derniers matériaux artificiels.

Nous examinerons les matériaux artificiels, c’est-à-dire les briques, les tuiles, les différentes poteries, les pierres artificielles, la chaux, etc.; mais nous n’entrerons pas dans la partie technique de la fabrication de ces matériaux, fabrication qui est en dehors du but de cet ouvrage et que l’on peut trouver décrite dans des ouvrages spéciaux. Disons seulement qu’il n’est pas tout à fait inutile que le propriétaire constructeur soit quelque peu initié à la fabrication des briques ainsi qu’à la cuisson de la pierre à chaux ou à plâtre. Jamais trop de connaissances ne peuvent nuire.

La connaissance des matériaux s’acquiert par l’étude, l’observation et l’expérience. On peut acquérir l’expérience en étudiant les matériaux déjà mis en œuvre dans le voisinage de la localité où l’on veut bâtir. On peut arriver à de bons renseignements en questionnant les ouvriers ou les entrepreneurs, qui sont presque toujours de bons praticiens. Avec un peu d’attention et de mémoire, on parvient facilement à distinguer la pierre tendre de la pierre dure et à connaître les différentes essences de bois.

Division des matériaux de construction

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Les matériaux de construction se divisent: 1° en pierres de toutes natures et matériaux de construction artificiels, 2° en métaux, 3° en bois, 4° en matières pour former liaison, comme mortiers, ciments, plâtres, mastics, etc., 5° en matières conservatrices, telles que enduits, couleurs à l’huile, bitumes et autres.

Remarquons que pour les fondations d’une construction quelconque, il faut, toujours employer les matériaux les plus durs de la contrée où l’on bâtit, à moins que ces matériaux ne soient perméables à l’eau et par suite conducteurs de l’humidité. Nous allons donner une description et une analyse succinctes des différentes pierres à employer ou à éviter dans la construction.

1° Pierres et matériaux de construction artificiels.

Pierres

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Les pierres peuvent se diviser en deux classes: en pierres dures et en pierres tendres. Les pierres dures sont celles qui ne peuvent être débitées qu’au moyen de la scie à eau (sans dents) et du grès; les pierres tendres peuvent être travaillées à la scie à dents et à la hachette. Au nombre des pierres dures sont: le marbre, le granit, le porphyre, la roche, le liais. Parmi les pierres tendres, on compte le moellon, la pierre de craie, l’ardoise, la mollasse, le tuf.

La croûte terrestre qui enveloppe le noyau de notre globe fournit les pierres dont nous venons de parler, et qui pour la plupart sont formées par la combinaison de plusieurs minéraux. On peut appeler pierre simple celle dont la masse générale n’est formée que d’un seul minéral; pierre compacte ou pierre cristallisée grenue, celle qui consiste en un mélange de deux minéraux et plus, et enfin pierre amalgamée, celle qui est le résultat de procédés mécaniques, mais naturels.

Les pierres simples et amalgamées doivent la plupart du temps leur origine à l’eau, tandis que les pierres compactes ou cristallisées ont été produites par le feu et le figement subit amené par le refroidissement de la masse en fusion.

Au nombre des pierres simples il faut placer les calcaires; la pierre calcaire se trouve généralement dans tous les pays. Elle est formée d’une combinaison d’oxyde de calcium et d’acide carbonique. La plus grande partie du sol de la France en offre des dépôts plus ou moins considérables de diverses sortes. Les dépôts tertiaires, comprenant des calcaires grossiers marins et des calcaires fluviatiles, couvrent ce que l’on appelait l’Ile-de-France, et l’Orléanais, ainsi que la Touraine, la Guyenne et la Gascogne, jusqu’au pied des Pyrénées. Beaucoup de calcaires fluviatiles se retrouvent en outre, par lambeaux, dans l’Auvergne, dans le Cantal, dans le Languedoc et la Provence. D’autres calcaires, et plus particulièrement ceux de la formation jurassique, couvrent la Franche-Comté et la Bourgogne, et constituent la plus grande partie du reste de la. France, où ils sont limités par les terrains cristallins des Ardennes, des Vosges, des Alpes, du Dauphiné, des Pyrénées, de la Bretagne; ils entourent de tous les côtés le groupe cristallin qui constitue le Limousin, l’Auvergne, le Lyonnais et une partie du Languedoc.

Le calcaire est une matière d’un usage journalier. Comme pierre à bâtir, il se laisse tailler facilement et conserve néanmoins les arêtes, les moulures et les ornements les plus délicats. Cependant dans cette pierre il y a beaucoup de choix à faire. La craie est le plus souvent trop tendre; les variétés lamellaires, simples ou micacées, résistent peu à la charge; beaucoup de calcaires compacts sont secs, et fréquemment remplis de fissures qui leur ôtent beaucoup de solidité.

Les variétés de calcaire qui conviennent le mieux à la construction sont celles qui sont compacts, à cassure inégale, plates ou irrégulières, celles qui sont mates et ont souvent un aspect terreux. On en trouve ainsi d’excellentes dans les formations analogues à celles de Paris et dans les dépôts jurassiques: ce sont ces formations qui ont fourni des matériaux à la plupart des monuments de l’Europe.

On emploie quelquefois aussi les tufs calcaires, et parmi ceux-ci les meilleurs sont ceux des États Romains, connus sous le nom de travertins, employés dans une grande partie de l’Italie.

Il y a des pierres qui ne peuvent rester exposées aux intempéries de l’air sans se désagréger plus ou moins promptement et tomber en fragments ou en poussière; ce sont surtout les variétés susceptibles de s’imbiber lentement d’eau, qui, lors des gelées, augmente de volume en se consolidant, et fait éclater la masse.

Ces variétés se nomment pierres gélives, et il faut en éviter soigneusement l’emploi.

Une des particularités du calcaire, c’est l’effervescence, le bouillonnement qui s’opère lorsqu’après avoir plongé un morceau dans une solution saline on l’en retire ensuite. Le sel, en se cristallisant dans l’intérieur, augmente de volume, et produit l’effet de la congélation de l’eau; si la pierre résiste à l’épreuve, on peut être certain qu’elle résistera de même aux intempéries de l’air. Certaines pierres poreuses pourtant ne se désagrègent jamais à l’air, parce que l’eau dont elles se sont imbibées se dégage aussi rapidement qu’elle a pu pénétrer.

Le calcaire est donc une bonne pierre à bâtir, même pour certains travaux hydrauliques; mais il faut autant que possible éviter de l’employer pour des foyers et des cheminées.

Les pierres calcaires s’emploient soit à l’état de moellons, soit à l’état de pierres de taille; un moellon est un bloc qu’un homme peut facilement manœuvrer, une pierre de taille est un bloc de grande grosseur, taillé suivant une forme géométrique.

Les marbres sont des variétés de calcaire à grains fins susceptibles de poli. Leur blancheur ou leurs couleurs plus ou moins vives permettent de les employer à la décoration des édifices. On les trouve en quelque sorte partout. — Il existe de nombreuses variétés de marbres, qui portent toutes un nom particulier. Les plus beaux marbres se nomment marbres antiques, expression qui dans le principe indiquait des marbres dont les carrières étaient perdues, et qu’on tirait des anciens monuments, mais qui maintenant s’applique aux variétés choisies parmi celles qu’on exploite journellement.

On nomme marbres simples ceux qui sont unicolores et de couleurs nettement décidées. Tels sont les marbres blancs statuaires de Carrare; les marbres noirs de Dinant, de Namur, de Huy en Belgique; les marbres rouges, parmi lesquels on distingue surtout la griotte d’Italie, que donne le Languedoc, de couleur rouge-brun pâle avec de grandes taches d’un blanc sale; les marbres jaunes, qu’on nomme jaune antique ou jaune de Sienne, etc.

Les marbres simples veinés sont en grand nombre et avec fond de couleur. La Flandre en fournit beaucoup de variétés: ce qui fait qu’on les nomme aussi marbres de Flandre. Celui de Sainte-Anne à fond gris et veines blanches est un des plus communs; mais il en existe de beaucoup plus agréables, à fond brun et rouge, à fond bleuâtre, etc. Parmi les belles variétés qui proviennent de différents endroits, on distingue le grand antique, à fond noir et veines blanches nettement tranchées; le portor, à fond noir et veines jaunes; le bleu turquin, à fond bleuâtre et veines plus foncées, dont le plus beau provient de Carrare; le languedoc, qui vient de Narbonne, à fond rouge et grandes veines blanches ondulées, qu’on emploie surtout pour les décorations monumentales, etc.

Les marbres brèches ne sont souvent que des variétés de marbres, dans lesquelles les veines coupent la masse de telle sorte qu’elle semble composée de fragments réunis. Les plus renommés sont: le grand deuil et le petit deuil, qui offrent des éclats blancs sur un fond noir, et qu’on tire de l’Ariège, de l’Aude et des Basses-Pyrénées; la brèche d’Aix, ou brèche de Tolonet, à grands fragments jaunes et violets réunis par des veines noires, qu’on exploite à Aix en Provence; la brèche violette, à fond violet avec de grands éclats blancs, un des marbres les plus riches, qui provenait de la côte de Gênes, mais dont les carrières sont depuis longtemps épuisées.

Les marbres composés renferment des matières étrangères distribuées par feuillets, par paquets, ou disséminées. On distingue principalement les marbres cypolin de la côte de Gênes, qui contiennent du mica verdâtre disséminé dans une pâte blanchâtre et saccharoïde; les marbres campan, des Pyrénées, composés de feuillets ondulés de matières analogues de diverses couleurs, renfermés dans des pâtes de calcaire compact de diverses teintes. La Corse fournit du cypolin et le marbre jaune d’Erbalonga. Enfin, au nombre des marbres composés, il faut encore compter les diverses variétés de vert antique, qui sont des marbres saccharoïdes, blancs ou verdâtres, mélangés de diallage et de serpentine de couleur verte.

Les marbres lumachelles renferment des coquilles, des madrépores, etc. On distingue surtout des variétés à fond noir sur lequel se dessinent des taches de calcaire blanc, dont chacune est une coquille; on en tire de la Flandre et des environs de Narbonne. Le petit granit, rempli d’encrinites, ou marbre des Écaussines, près de Mons, est celui qui couvre la plupart de nos meubles.

Le grès est une matière scintillante formée de petits grains distincts. Les quartzites sont des grès consolidés qu’on rencontre dans le voisinage des terrains de cristallisation, où ils ont pris le caractère de quartz grenu. Le grès houiller, ainsi nommé parce que c’est au milieu de ses dépôts que se trouve la houille, est en général formé d’une accumulation de grains quartzeux et feldspathiques réunis par un ciment argileux plus ou moins micacé, ordinairement grisâtre. Le grès rouge présente souvent un ciment argileux et sablonneux, de couleur rouge, qui empâte des galets de quartz, de quartzite, de schiste argileux, de porphyre, de granit, etc. Le grès bigarré, ordinairement à grains fins, est en général de couleur rouge. Le grès vert doit son nom à la grande quantité de petits grains verts qu’il renferme; il est presque toujours calcarifère. C’est dans la forêt de Fontainebleau que l’on trouve les grès les plus blancs et les plus purs, qui servant au pavage de Paris.

Les grès se rencontrent en masses ou rochers informes, quelquefois par bancs ou couches de différentes épaisseurs. Dans les carrières de grès, ou grésières, les masses sont plus ou moins dures, suivant la profondeur où elles se trouvent, et plus le grès est dur, plus il aisé de le diviser en morceaux. Cette espèce de pierre, n’ayant pas de lit, se débite sur tous sens et de la grandeur qu’on veut.

On se sert de pierres de grès pour bâtir dans plusieurs pays de l’Europe et dans certaines contrées de la France. Le grès employé comme pierre de taille fait de bonnes constructions quand il est bien choisi; mais il n’en est pas de même lorsqu’on l’emploie comme moellons, parce que le mortier, qui fait la principale force de ce genre de construction, ne se lie pas bien avec le grès. Le bon moellon est préférable et d’un prix infiniment moins élevé.

Le grès employé pour soubassement est un excellent conducteur de l’humidité. Si l’on a d’autres matériaux, il faut donc les choisir de préférence. En général l’on ne doit employer le grès que pour des seuils, des marches d’escalier, des bordures de trottoir, des bornes, des linteaux de baies de porte et de fenêtre et enfin pour des murs de soutènement ou de clôture dans lesquels l’humidité n’a pas d’inconvénient.

La pierre meulière est un composé de concrétions quartzeuses et grossières, dont le tissu est criblé de trous; on en distingue deux espèces, l’une qui se trouve par bancs ou grandes masses, propre à faire des meules de moulin d’une seule pièce, et l’autre en roches ou morceaux isolés et épars dans les campagnes, avec lesquels on forme des meules de plusieurs pièces. Il y en a qui se débitent en petits morceaux pour être employés comme moellons dans les ouvrages de maçonnerie.

Les pierres de meulière débitées en moellons, et employées avec du mortier, forment une excellente maçonnerie, parce que le mortier s’y attache fortement et s’insinue dans toutes les cavités de manière à former une liaison solide.

Dans les localités humides on peut se servir de la meulière pour former le soubassement de maisons d’habitation. On peut les tailler sur cinq faces pour en former des assises horizontales, ou seulement sur une seule face pour construire des parements irréguliers ou polygonaux.

Parmi les albâtres on recherche surtout ceux qui sont d’un blanc légèrement jaunâtre, d’une belle demi-transparence, avec des veines d’un blanc laiteux: c’est là l’albâtre oriental ou albâtre antique. Viennent ensuite les variétés jaunâtres, présentant des zones de diverses teintes qui ne tranchent pas trop sur la masse: c’est ce qu’on nomme albâtre veiné, marbre onyx, marbre agate, mais employés seulement dans les intérieurs, pour des revêtements de chapelle, des objets de grand luxe monumental.

Au nombre des pierres compactes ou pierres cristallisées grenues, il faut ranger: 1° les argiles. Ce sont au fond des silicates formés, mais aussi souvent salis par des mélanges de toutes espèces, tels que sables quartzeux, tantôt purs et tantôt impurs. Les argiles sont employées à un grand nombre d’usages, et surtout à la fabrication des briques et des diverses sortes de poterie, objet d’une haute importance dans la construction. Les argiles varient de couleur. 2° Les ardoises, formées de cristaux en lamelles minces ou paillettes de mica, déposées à plat les unes sur les autres, ou petits cristaux capillaires couchés sur leur longueur et formant des masses plus ou moins considérables. Ces masses se divisent suivant le plan des lames ou des fibres, en feuillets plus ou moins épais; on désigne aussi cette structure sous le nom de structure schisteuse (ou aisée à fendre). Les ardoises de première qualité proviennent de Fumay et de Revin dans les Ardennes; les environs d’Angers en fournissent également.

Au nombre des pierres compactes, il faut encore ranger les brèches et les poudingues nommées aussi grauwackes, et parmi ces dernières les grauwackes schisteuses, à teintes sombres presque noires.

Les pierres amalgamées se composent du syénite, de la serpentine, du porphyre, du trachyte. du basalte, du granit, de la solénite et enfin des laves.

Remarques sur l’emploi des pierres

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Les moellons s’emploient bruts en plus ou moins grands morceaux, tels qu’ils viennent de la carrière: il ne faut en faire usage que lorsqu’ils sont bien secs. Ordinairement on ne les dresse à la hachette que sur une seule face, celle qui doit être apparente, afin de ne pas produire des aspérités trop saillantes ni des creux trop profonds: ces derniers demanderaient une trop grande quantité d’enduit.

Les pierres destinées à élever des murs solides et durables doivent avoir toutes la même dureté et une force suffisante de résistance. Pour reconnaître ces qualités il faut s’assurer si le son que rend la pierre lorsqu’on la frappe est clair ou sourd, et si lorsqu’elle se fend les éclats en sont aigus ou ronds; les éclats arrondis prouvent la tendreté de la pierre; généralement aussi on ne trouve un grain fin, une masse compacte, que dans les pierres dures.

Quant à la couleur des matériaux, elle a moins d’influence sur leur qualité, bonne ou mauvaise, car des pierres foncées peuvent être aussi dures que des pierres de teinte claire et réciproquement; seulement, il faut avoir soin de n’employer que de la pierre d’égale nuance dans une construction.

La bonne pierre de construction peut résister aux intempéries de l’air ainsi qu’à l’épreuve, des sels. Il ne faut pas employer la pierre où l’on remarque des agglomérations d’oxyde de fer et de manganèse: elle ne résisterait pas à l’air. Les pierres schisteuses, ou soumises au clivage, se détériorent, en tombant par lames ou feuilles, quand l’humidité peut y pénétrer, et quant aux pierres qui pompent l’eau, elles sont généralement exposées à être décomposées par la gelée. La pierre est à l’épreuve de la gelée quand elle a résisté un ou deux hivers, en plein air, aux effets de l’humidité et du froid.

La bonne pierre de construction doit en outre être exempte de crevasses intérieures, de fentes, et offrir une surface un peu rude afin que le mortier puisse former une bonne liaison, ce qui n’a pas lieu quand la pierre a une surface trop lisse. Il ne faut pas non plus une trop grande différence de volume dans les pierres employées: il faut qu’elles aient des dimensions et des épaisseurs proportionnées aux travaux dans lesquels on les emploie. Toutefois de grosses pierres donnent une plus grande solidité aux murs que des petites. Quant à la pierre destinée aux foyers, aux tuyaux de cheminées, etc., pour se convaincre de sa bonne qualité il n’y a qu’à la soumettre à une forte chaleur. Si elle ne fond ou ne se fend pas, si elle ne se détache pas en lames, elle résistera au feu des foyers et à la chaleur des conduites de fumée.

2° Matériaux de construction artificiels: briques, pisé, pierres moulées, carreaux de plâtre, béton armé.

La brique

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On distingue deux sortes de briques: 1° la brique crue ou seulement durcie à la chaleur du soleil, et 2° la brique cuite, durcie par l’action du feu. La première est principalement employée dans lé Sud, et dans les pays méridionaux; tandis qu’on ne se sert que de la seconde dans le Nord, où la brique crue serait décomposée par la gelée.

Pour faire de la bonne brique régulière, il faut que la terre à brique soit nettoyée de tous corps étrangers, comme racines, pierres, etc. On la mêle ensuite avec de l’eau et on en fait une pâte assez malléable, pour que le doigt puisse y entrer sans qu’elle se fende. La brique faite avec de la glaise trop grasse ou de la terre argileuse trop forte n’est point bonne; elle se gerce en séchant ou se fend dans la cuisson du four. L’air et le feu en détériorent aussi la régularité, et les arêtes, au lieu de présenter des lignes droites, offrent des courbes dans plusieurs sens. La terre à brique ne doit pas non plus être trop maigre, ni.contenir une trop grande proportion de sable, parce que les briques fonderaient en cuisant et en se vitrifiant adhéreraient ensemble. L’expérience a prouvé que pour avoir de bonnes briques, il faut mêler à l’argile pure du sable fin (de rivière si c’est possible) dans la proportion d’un cinquième à un quart de son volume; et comme la cuisson diminue un peu le volume donné primitivement aux briques, il faut dans le moule leur donner une faible dimension en plus de celles qu’elles doivent avoir.

La terre à brique doit être exempte de terre et de marne calcaires qui amènent la fusibilité, et franche de métaux sulfureux, qui feraient fendre la brique en lames ou feuillets; et enfin dépourvue de cailloux calcaires, qui cuits avec les briques produiraient de la chaux grasse, pomperaient de l’humidité, gonfleraient et feraient fendre les briques.,

Pour faire de bonnes briques, préparez la terre en automne, laissez lui passer l’hiver en l’étendant sans lui donner trop d’épaisseur; elle est alors excellente à employer au printemps. Si l’argile est grasse, étendez-la soit sur le sol, soit sur une aire de planche, et pétrissez-la jusqu’à ce que ce mélange forme une pâte égale. La terre à briques ainsi préparée est jetée dans des moules en bois saupoudrés de sable pour que la terre ne s’y attache point. En sortant du moule, les briques sont séchées au soleil ou plutôt à l’air jusqu’à ce qu’elles aient acquis assez de consistance pour être empilées et former le four. En empilant les briques, on laisse des vides, pour faciliter l’évaporation de l’humidité qui sort des briques. Mais il faut se garder de vouloir les faire sécher trop vite, on ferait gercer et voiler les briques.

La brique non cuite est peu solide et peu durable dans nos climats; il vaut mieux employer la brique cuite et surtout celle cuite au charbon de bois.

Nous n’entrerons pas plus avant dans la fabrication des briques; car la cuisson est plutôt une affaire de vieux patricien que celle d’un propriétaire amateur de constructions.

Il y a des briques qui résistent à l’action des feux les plus violents, et qui sont employées pour la construction des fours et des appareils métallurgiques. Ces briques sont connues sous le nom de réfractaires; elles se composent d’argile pure, exempte de chaux et de fer.

Il est très important, lorsqu’on achète de la brique, de s’assurer de sa bonne qualité : elle ne doit être ni scarifiée ni vitrifiée, mais bien et également cuite. Pour juger de la bonne qualité de la brique, il faut surtout prendre en considération quatre choses: 1° sa fermeté, sa résistance à fendre et à l’écrasement; 2° son apparence lorsqu’elle est rompue: il faut que la brique, dans sa cassure, soit égale de texture, fine de grain, brillante: elle ne doit point avoir de cavités intérieures; elle ne doit pas être rubanée ni pierreuse; 3° il faut que son extérieur soit uni, lisse, à vives arêtes, régulier, non déjeté. Quand les briques sont de grandeur identique, qu’elles n’ont point de dimensions diverses entre elles, cette circonstance est aussi un indice que la terre a été bien travaillée et qu’en général la brique a été bien fabriquée; 4° il faut, enfin, que la brique, lorsqu’on la frappe, rende un son clair, plein, pur.

Les bonnes briques sont ordinairement d’un rouge brun foncé, et quelquefois elles présentent à la surface de petites parties vitrifiées. Il ne faut cependant pas toujours se fier à cette dernière apparence, parce que souvent c’est au degré de cuisson seul qu’elles doivent ce commencement de vitrification, quoique l’argile dont elles se composent soit impure et mal préparée.

On reconnaît facilement les briques de mauvaise qualité à leur couleur jaune rougeâtre, et mieux encore au son sourd qu’elles rendent dans la percussion; leur grain est mollase et grenu, elles s’émiettent sous les doigts, se rompent facilement, et absorbent l’eau avec avidité.

La bonne brique ne doit absorber que 1/15 environ d’eau de son propre poids: elle doit paraître sèche, et l’être effectivement. La brique qui n’absorbe pas d’eau est trop cuite, le mortier n’y adhère qu’imparfaitement, mais elle est bonne conductrice de la chaleur. Elle peut être employée dans des terrains humides et servir aussi de pavés. La brique noyée dans de l’eau et qui s’effeuille et se boursoufle est de mauvaise qualité et contient du calcaire caustique. La brique chauffée au rouge, sur laquelle on verse de l’eau froide et qui ne se fend pas est d’une dureté extraordinaire et rare. La brique qui a subi l’humidité et la sécheresse pendant quelques hivers et qui ne s’est pas effeuillée ni fendue aux influences alternatives de l’eau et de la glace est excellente.

Pour vérifier si une brique peut résister à l’action de la gelée, on la fait bouillir pendant une demi-heure dans une dissolution saturée à froid de sulfate de soude, puis on la suspend par un fil au-dessus de la capsule dans laquelle elle a bouilli. Au bout de vingt-quatre heures, la surface se trouve recouverte de petits cristaux, que l’on fait disparaître par une nouvelle immersion dans la dissolution: ils se reforment encore après quelque temps de suspension; on les fait disparaître de même. Après avoir répété la même opération pendant cinq jours, à chaque nouvelle apparition de cristaux, si la brique est gélive, elle abondonne des petits fragments qui se sont réunis au fond de la capsule; dans le cas contraire, la cristallisation du sulfate de soude n’en détache aucune particule, les arêtes ne s’émoussent même pas.

D’après des expériences faites, 100 kilogrammes de briques sèches absorbent, en moyenne, 13^kg, 11 d’eau.

On emploie beaucoup les briques creuses à deux ou plusieurs trous. Elles ont la forme des briques ordinaires, la forme prismatique, et sont fabriquées en bonne argile cuite et garnies de petites cloisons intérieures longitudinales, ainsi qu’on peut le voir dans la figure 37. Ces briques offrent une économie de 15 à 30 p. 100 sur la matière première, de 20 à 30 p. 100 de chauffage; le transport en est moins coûteux, et enfin elles sont cuites plus également. Plus légères que les briques ordinaires, elles sont très convenables pour la construction de certaines voûtes et forment des murs qui conservent davantage la chaleur.

Fig. 37.

Les dimensions des briques creuses sont très variables; mais, en général, on leur donne la même que celle des briques ordinaires en usage dans les localités où on les emploie, afin de pouvoir, au besoin, les relier ou les raccorder ensemble.

Pour faire des voûtes légères, on emploie aussi une espèce de petits pots tronconiques fermés des deux bouts et dont la partie supérieure est carrée, mais se raccordant par des surfaces gauches au cône qui est la forme générale de ces petits pots.

Poteries

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On fait encore en terre cuite des pièces appelées «Poteries», qui servent à la construction des tuyaux de fumée. Ces poteries affectent deux formes: «boisseaux » et «wagons» ; les premières sont utilisées pour les tuyaux de fumée adossés aux murs, les secondes pour les tuyaux de fumée intérieurs aux murs.

Pisé.

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Le pisé est un genre de construction en terre, servant à faire des murs, en usage dans plusieurs parties de la France, surtout dans le Midi et dans les pays méridionaux de l’Europe. Lorsque les murs en pisé sont faits avec soin, ils ne forment qu’une seule pièce, et lorsqu’ils sont revêtus à l’extérieur d’un bon enduit, ils peuvent durer longtemps. On se sert principalement du pisé pour les constructions de la campagne.

Les terres qui ne sont ni trop grasses ni trop maigres sont propres à faire le pisé. La meilleure est la terre franche, un peu graveleuse. Toutes les fois qu’avec une pioche, une bêche ou une charrue, on enlève des mottes de terre qu’il faut briser pour les désunir, cette terre est convenable pour faire du pisé. Les terres cultivées, les terres de jardin, les terres naturelles, formant des berges qui se soutiennent presque à plomb, ou avec peu de talus, sont bonnes aussi à cet usage.

Pour faire du pisé, il faut écraser la terre et la faire passer par une claie moyenne pour en extraire les pierres qui excéderaient la grosseur d’une noix. Si la terre est trop sèche, on la mouille en l’aspergeant, et en la remuant à mesure avec une pelle pour l’humecter également. Il suffit qu’elle soit un peu humide, de manière qu’en en prenant une poignée elle puisse, lorsqu’on la rejette, conserver la forme qu’on lui a donnée en la pressant un peu dans la main.

Lorsque la terre est ainsi préparée, on la met dans une espèce de moule ou encaissement mobile, où elle est battue avec un pilon.

Ce moule mobile est formé : 1° de deux tables en bois de sapin que les piseurs des environs de Lyon appellent banches, composées de planches solidement assemblées et fortifiées par des traverses et enfin munies de poignées, 2° de châssis pour soutenir les deux banches: ces hanches ont ordinairement 3 mètres de longueur sur 0^m,90 ou 1 mètre de hauteur. L’épaisseur du mur donne l’écartement des deux banches, écartement qui est variable et arbitraire.

Le pisé doit être élevé sur un soubassement soit en pierre, soit en brique, pour le préserver de l’humidité qui pourrait facilement le détériorer.

Les banches ajustées en place, on met entre elles une couche de terre d’environ 0^m,10 d’épaisseur qu’on étale avec les pieds; ensuite cette terre est massée au moyen d’un pilon jusqu’à ce qu’elle soit réduite à peu près de la moitié de son épaisseur. On continue cette opération jusqu’à ce que l’encaissement soit rempli. La couche de terre doit être terminée par des plans inclinés à 60 degrés.

L’encaissement rempli, on le démonte et on le repose à la suite pour former un nouveau massif de même forme que le précédent, et qui se relie avec lui par un joint incliné à 60 degrés.

Quand une assise de pisé est faite, en procédant comme nous venons de le dire, on en commence une autre en s’y prenant de la même manière, mais en observant toutefois d’incliner les faces de joint à 60 degrés en sens inverse, en passant d’une assise à une autre et en faisant tomber les joints de l’assise supérieure sur le milieu de l’assise inférieure, comme on le pratique dans la construction de la brique et de la pierre de taille.

Pour construire l’angle droit d’un mur, il faut ajouter à l’extrémité où se trouve cet angle, une troisième banche, que l’on fixe solidement, cependant de manière à pouvoir être facilement démontée, une fois le moule mobile rempli. Il faut aussi que les assises d’angle soient montées en liaison, c’est-à-dire en faisant recouvrir l’assise faite dans une des deux directions de l’angle par celle qui se trouve dans la direction perpendiculaire ou d’équerre, de manière à obtenir un véritable enchevêtrement des assises successives aux angles.

Lorsque les murs de pisé sont terminés, il faut, avant de lès recouvrir d’un enduit quelconque, les laisser bien sécher pendant quelque temps, en raison de la température du pays et de la saison où ils ont été faits. L’expérience a prouvé que dans un pays tempéré, comme le département du Rhône, par exemple, les murs en pisé de 0^m,48 à 0^m,55 d’épaisseur, achevés vers le commencement de mai, étaient assez secs à la fin de septembre ou au commencement d’octobre, pour être recouverts d’enduits, et que ceux qui étaient achevés en juillet, et même en août, pouvaient encore être-enduits avant l’hiver; enfin, que pour ceux terminés plus tard il fallait attendre au moins six mois après l’achèvement de l’ouvrage. Il est inutile de dire que si ce terme arrivait dans un temps de gelée ou à une époque où elle serait encore à craindre, il faudrait différer. Il est encore convenable de ne pas construire les murs en pisé dans les temps humides et pluvieux.

Au lieu d’employer de la terre argileuse pour faire le pisé, on se sert dans les pays du nord et du centre de l’Europe, d’un mélange de chaux et de sable additionné soit de brique ou de tuileau pilé, soit de cendre de forge, de pouzzolane ou de ciment en petite quantité, le tout fortement pilonné dans des moules entièrement semblables à ceux du pisé ordinaire.

Voici quelques compositions de cette sorte de pisé qui sont données comme ayant parfaitement réussi.

On obtient ainsi un pisé d’une prise assez prompte pour les cas ordinaires.

Lorsqu’on veut une prise plus rapide et une dureté plus grande, on emploie:

Tout le secret de celte fabrication, une fois le mélange convenablement composé et humecté, consiste dans le pilonnage, qui doit être aussi complet que possible.

On peut confectionner de cette façon des blocs de pierre factice en forme parallélipipédique, qu’on maçonne ensuite comme les pierres de taille ordinaires.

Quand les murs de pisé sont bien construits, ils durent longtemps, témoins ceux d’Espagne élevés par Annibal, et qu’on voyait encore avec étonnement deux siècles plus tard au dire de Pline l’Ancien. Il paraît qu’à Marseille on se servait, d’après Vitruve, au lieu de tuiles, de pisé mêlé de paille, pour couvrir les maisons.

On fait aussi des voûtes en pisé.

Les pierres moulées

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Les pierres artificielles moulées sont constituées par 7 à 10 volumes de sable, 1 à 2 volume de chaux, 1/2 volume de ciment de Portland.

Carreaux de plâtre

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On utilise fréquemment des carreaux de plâtre creux ou pleins pour l’exécution de cloisons légères.

Le Béton armé

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Le béton armé est une matière composée d’une ossature métallique noyée dans du béton. Les mots béton armé et ciment armé sont si couramment employés indistinctement l’un pour l’autre, que dans le langage ordinaire ils sont devenus synonymes; il est toutefois bon de rappeler qu’au point de vue technique le béton est du ciment auquel on a ajouté du sable, du gravier, de la pierraille, et qu’en réalité dans tous les travaux c’est le béton armé que l’on emploie; le ciment armé n’est guère employé que dans les cas où la résistance n’a qu’une importance secondaire comme par exemple dans la construction de minces cloisons de séparation de pièces, de bureaux etc.

L’histoire du béton armé et celle du ciment armé se confondent. C’est en 1855 que l’on voit une première application officielle du ciment armé réalisée par Lambot dans la construction d’un figurant à l’exposition de cette date. Auparavant, de ci de là, certains esprits ingénieux avaient formé avec un treillis de barres de fer une carcasse qu’ils recouvraient et empâtaient ensuite avec du ciment. En 1861 François Coignet énonce les premiers principes du béton armé et en indique certaines applications. En 1865 Joseph Monier prend en France un brevet concernant les caisses et bassins mobiles en fer et ciment. Puis en Angleterre Fairbairn, en Amérique Ward, Hyatt, Ransome se livrent à des recherches sur le béton armé ; en 1889 Bordenave crée un système de tuyau avec ce matériau; en 1892 apparaissent deux nouveaux systèmes: ceux de Edmond Coignet et de Hennebique, et enfin en 1895 Hennebique fait breveter un système qui a donné au béton armé son véritable essor en lui permettant d’embrasser tout le bâtiment.

D’autre part le béton armé se développait à l’étranger où en 1880 Monier prenait des brevets en Allemagne et en Autriche; ces pays ont su tirer un profit merveilleux des procédés des inventeurs français; Moller, Wünsch, Molan, Koenen, Rabitz sont ceux qui dans ces pays se sont le plus dévoués à la cause du béton armé.

Les dernières expositions de Paris, Dusseldorf, Saint-Louis, Rome ont été la consécration officielle du béton armé.

Dans le béton armé le béton et le métal doivent former un tout homogène dans lequel le béton travaille à la compression et le métal à l’extension. L’homogénéité est indispensable afin que les forces élastiques se transmettent du béton au métal et que la réunion des deux matériaux fassent réellement un nouveau corps. Le métal emprisonné dans le béton est complètement à l’abri des influences extérieures tout en conservant ses qualités physiques et chimiques. La rouille ne l’altère plus et on a même constaté qu’une barre de fer placée rouillée dans le béton perdait sa rouille au bout d’un certain temps. Les changements brusques de température n’ont plus d’action sur le métal. Cependant il faut avoir bien soin pour maintenir ces qualités de n’employer que du fer qui ne soit ni galvanisé, ni peint, et du béton qui ne contienne aucun principe capable de corroder le fer.

Le béton armé perméable au début devient imperméable au bout de peu de temps et d’autant plus rapidement que le ciment entrant dans sa composition est employé en plus grande quantité. Pour les ouvrages destinés à retenir ou contenir de l’eau, on obtient toujours l’étanchéité nécessaire soit en augmentant la quantité de ciment du béton soit en recouvrant le béton d’un enduit au mortier riche. Cette étanchéité du béton le rend très intéressant au point de vue hygiénique dans la construction des hôpitaux où les murs et les planchers ne se laissent plus pénétrer par les germes épidémiques; un simple lavage suffit à entretenir une propreté irréprochable.

Le béton armé est plus sonore que la maçonnerie mais moins sonore que le métal. Il est impénétrable, ce qui constitue une gêne quand on a des travaux à exécuter dans une installation terminée. Aussi adopte-t-on souvent le béton armé pour la carcasse du bâtiment et remplit-on les panneaux de matériaux ordinaires. Par contre l’avantage de cette dureté du béton armé est qu’il est absolument inattaquable par la dent des rongeurs.

Le béton armé a une grande souplesse, ce qui est pour lui une supériorité sur le métal et la maçonnerie; il se moule aisément et se prête aux formes les plus compliquées.

Une des très grandes qualités du béton armé c’est son incombustibilité ; il se comporte admirablement au feu le plus violent alors que le bois est consumé, que la pierre est calcinée et éclate sous l’action de l’eau que l’on jette; et enfin que le fer a un rôle déplorable, les poutrelles de plancher se dilatant et faisant écrouler les murs, et les colonnes de fer se pliant et s’effondrant.

Le béton armé étant mauvais conducteur de la chaleur, s’il est fortement chauffé à sa surface, la chaleur ne se transmet pas dans sa masse et n’arrive pas au métal; sa masse ne prend pas la température élevée que prend dans ces conditions une poutre de fer; la chose est si vraie que dans les expériences on peut mettre la main sur une paroi de 8 à 12 centimètres d’épaisseur dont la face opposée est chauffée au rouge. Voici d’ailleurs les expériences d’incombustibilité auxquelles ont été soumis presque tous les systèmes de béton armé. On construit en béton armé un petit bâtiment que l’on clôture et qui est couvert par une planche que l’on charge au taux maximum prévu; ce petit bâtiment est rempli de matériaux très combustibles; l’incendie est allumé et entretenu de façon à produire rapidement une température intérieure de 1.000 à 1.500 degrés. Cette température est maintenue une heure ou deux, puis le feu est éteint à l’aide de jets d’eau. Lorsque le plancher est refroidi on le décharge puis on le charge à nouveau pour constater la résistance qu’il offre encore. Les résultats de ces expériences ont toujours été satisfaisants.

Pratiquement, de grands incendies comme celui d’une partie de la ville de Baltimore ont démontré que les constructions en béton armé se comportaient remarquablement bien dans de pareils sinistres.

Toutefois il faut bien se pénétrer que le béton armé n’est pas totalement incombustible et qu’après l’assaut du feu il faut soigneusement visiter la construction pour en refaire les parties endommagées.

Un des phénomènes contre lequel le béton armé permet de lutter utilement c’est le tremblement de terre. A ce point de vue les désastres de San Francisco et de Messine ont été concluants. Les constructions en béton, armé ont résisté. Dans les constructions ordinaires, en effet, les matériaux n’ont pas cette cohésion absolue qui caractérise le béton armé et au moment du tremblement de terre chacun d’eux vibre pour son propre compte, ce qui entraîne la dislocation de l’édifice. Le béton armé forme au contraire un tout qui suivra les ondulations du terrain à la façon d’un bloc continu et élastique.

Le béton armé est donc un matériau de construction qui présente de grandes qualités: nous signalions plus haut que les dernières grandes expositions en avaient consacré l’emploi, nous ajouterons qu’il a pris récemment droit de cité, même dans les constructions artistiques: le dernier théâtre construit à Paris, le théâtre des Champs-Elysées, réservé aux représentations les plus élégantes, est construit tout entier en béton armé : cependant il a fallu remédier ici à l’apparence grisâtre et peu agréable du béton armé en revêtant toute la façade du monument par du marbre. Mais les parties intérieures sont restées telles quelles et l’ensemble de l’édifice ne laisse rien à désirer au point de vue esthétique.

Constitution du béton armé.

Les matériaux qui entrent dans la composition du béton armé doivent être choisis avec le plus grand soin: la proportion de ces matériaux entre eux varie avec l’ouvrage que l’on a à construire et il n’est pas possible de donner des règles générales pour cette proportion.

Le béton se compose de ciment, de sable et de gravier.

Le ciment doit être à prise lente et régulière; quelquefois dans des cas tout à fait particuliers on fait usage deciment à prise rapide, comme par exemple lorsqu’il s’agit d’une réparation à exécuter très vite, pour certains travaux hydrauliques notamment: mais il faut alors agir avec beaucoup de prudence.

Le véritable ciment qui convient aux constructions en béton armé est le ciment Portland artificiel à prise lente. Rappelons que le ciment Portland provient de la cuisson d’un calcaire argileux contenant 20 à 25 pour 100 d’argile; les ciments de Vassy, de Pouilly, de Bourgogne sont au contraire à prise rapide et proviennent de la cuisson d’un calcaire argileux contenant 25 à 35 pour 100 d’argile.

Le meilleur sable à employer est le sable propre, à grains anguleux: la grosseur de ces grains varie avec l’épaisseur des pièces et la largeur des mailles de l’armature métallique.

Le gravier doit également être très propre: Les dimensions de ses éléments ne doivent guère dépasser 3 centimètres.

Le dosage du béton a, on le conçoit, une grosse importance: à titre d’indication nous pouvons signaler que dans le système Hennebique on utilise la proportion de 300 kilogs de ciment pour 0^m3,400 de sable et 0^m3,850 de gravier et pierrailles.

D’une façon générale il est recommandé, quand on a un travail d’une certaine importance à effectuer, de faire un essai préalable pour bien connaître la qualité du ciment, du sable et du gravier que l’on va utiliser.

L’ossature métallique qui au début était exclusivement faite en fer, est souvent maintenant constituée par de l’acier: on emploie ce métal surtout dans les pièces fortement chargées.

La disposition de l’ossature métallique est très variable avec les constructeurs: dans tous les cas elle présente deux sortes de pièces; les pièces principales faites pour la résistance aux efforts, et les pièces secondaires destinées à établir la liaison entre l’ossature et le béton de façon à obtenir un tout bien homogène.

Souvent les pièces principales sont des fers ronds et les pièces secondaires des pièces plates ou «étriers» : elles affectent par exemple la disposition indiquée sur le croquis A; on renforce fréquemment l’ossature en plaçant une seconde barre de fer rond au-dessus de la première et en la pliant de façon à obtenir la forme figurée au croquis B. On peut également adopter la disposition du croquis C. Au lieu de fers ronds et d’étriers on fait souvent usage du métal appelé «Métal déployé », qui est le produit obtenu en étirant les fragments d’une tôle d’acier découpée de façon à leur donner une forme de losanges: ces losanges se placent les uns à côté des autres de façon que leurs parties évidées se superposent comme le montre la figure D.

Fig. 38.

Quelquefois il arrive que le béton devient secondaire et n’est plus utilisé que comme enveloppe protectrice, l’armature métallique assurant par elle-même la résistance, de la bâtisse; dans ce cas l’ossature prend la forme indiquée sur le croquis (système Matrai).

Le béton se prépare à la main ou par moyens mécaniques; cette dernière manière de faire est la meilleure, mais nécessite des frais spéciaux de matériel. La préparation des, fers se réduit à des opérations simples effectuées sur le chantier même sans ouvriers spéciaux quand les différentes pièces de l’ossature métallique de la construction ne demandent aucun assemblage entre elles. Dans certains cas au contraire la construction exige que les différentes pièces métalliques soient réunies entre elles; il faut alors une main-d’œuvre plus considérable.

Pour la constitution définitive de l’ouvrage on emploie deux procédés: ou bien on exécute l’ouvrage tout entier à son emplacement, ou bien certaines parties ou quelquefois même tous les éléments sont moulés à l’avance dans un chantier séparé. Le premier procédé est le plus fréquent dans les ouvrages de quelque importance: le béton mis en place à l’état mou reçoit la forme extérieure de l’ouvrage à construire à l’aide de moules que l’on nomme coffrages; ces moules emprisonnent la masse jusqu’à ce qu’elle soit capable de se soutenir par elle-même; la résistance finale de l’ouvrage est assurée par un «damage» soigné pendant la pose, damage qui consiste à fouler le béton au fur et à mesure qu’on l’ajoute avec l’outil appelé «dame», l’armature doit avoir une disposition telle qu’elle laisse toute facilité pour cette opération. Dans plusieurs systèmes les armatures ne présentent pas par elles-mêmes de résistance et ne peuvent tenir sans le béton qui les englobe. Les fers se placent alors après l’établissement du coffrage au fur et à mesure de la pose du béton. Dans d’autres systèmes l’armature métallique forme une carcasse métallique complète qui peut être établie avant le coffrage.

Après l’enlèvement du coffrage, la construction est en général recouverte d’un enduit qui lui donne un aspect plus agréable, mais rien n’empêche au point de vue résistance qu’elle reste telle qu’elle sort des coffrages. La pose de l’enduit demande des ouvriers spéciaux, car elle exige de grands soins pour obtenir un ton de parement uniforme.

Un des grands avantages du béton armé est la rapidité avec laquelle on l’utilise, rapidité due à ce que l’on utilise seulement des matériaux d’emploi courant sans engins de levage puissants. sans moyens de transports particuliers; l’économie est incontestablement très grande sur les constructions métalliques ou en maçonnerie.

On trouvera dans la circulaire ministérielle relative à l’emploi du béton armé tous les renseignements nécessaires à l’application du béton armé et l’indication des précautions à prendre dans son emploi, précautions rendues obligatoires par cette circulaire.

Métaux

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On emploie plusieurs métaux dans la construction. Les plus usuels sont: le fer, le cuivre, le zinc, l’étain et le plomb:

Lé fer joue surtout un grand rôle dans la construction. Toutefois un habile constructeur sait en ménager l’emploi. Une trop grande quantité de fer n’ajoute pas toujours à la solidité des bâtiments; cette solidité est surtout obtenue par une combinaison judicieuse des parties verticales de maçonnerie avec les chaînes horizontales en fer.

Le fer est extrait du minerai qui le produit par la fusion dans des fourneaux. Après la fonte, le fer est coulé en barres plus ou moins grosses, et, à la suite d’une manutention particulière, on obtient le fer à forger. Le fer coulé en barres appelées gueuses est nommé fer de fonte ou fer cru. La masse principale du fer cru est du fer combiné avec différentes proportions de carbone. Le fer cru contient de deux à six pour cent de carbone; il est très aigre, très cassant et oppose une résistance extraordinaire au poids et à la pression. Le fer ductile du commerce se nomme fer en barres, de formes et de dimensions diverses. Le beau fer forgé a ordinairement une couleur gris clair, une cassure nerveuse et à pointes déliées; il est doué d’une ténacité considérable, mais qui varie beaucoup suivant le degré de pureté des différentes sortes de fer.

Il faut toujours préférer les fers méplats, qui ont plus d’épaisseur que de largeur, aux fers carrés.

Les fers dont les surfaces ne sont que forgées sont moins susceptibles de s’oxyder que ceux qui sont limés; les scellements dans le plâtre s’oxydent beaucoup: ceux faits dans le mortier ne s’oxydent presque pas.

Une barre de fer forgé de 1^m,94904 de longueur s’allonge de de sa longueur, depuis le terme de congélation jusqu’à celui de l’eau bouillante, c’est-à-dire pour 100 degrés centigrades ou par degré, en supposant la dilatation proportionnelle.

Le fer s’emploie dans le bâtiment pour des chaînes, des tirants, des ancres, des étriers, des boulons; dans la serrurerie pour un grand nombre d’objets.

Le fer est laminé pour en faire de la tôle, du fer-blanc, etc.

Dans l’emploi du fer il faut surtout s’assurer de la bonté du grain, de sa texture: on y arrive en cassant un barreau, car les cassures anciennes n’éclairent pas sur la qualité du fer. Un œil exercé peut, avant d’avoir vu le grain, savoir la qualité du métal.

La meilleure manière, et aussi la plus simple, pour connaître la qualité du fer, c’est d’entamer avec un ciseau ou une lime le travers de la barre que l’on pose ensuite à faux, en l’appuyant sur deux soutiens distants l’un de l’autre, ou en l’appuyant simplement contre quelque objet stable. On frappe alors avec la partie d’un marteau formée en coin sur l’endroit limé ou entaillé. Dans le cas ou le barreau cède et plie, s’il faut le retourner plusieurs fois avant qu’il se rompe, c’est preuve que le fer est doux: s’il dégage beaucoup de calorique en se rompant, c’est un autre indice de sa bonne qualité. Enfin si le marteau marque les empreintes sur ce fer et semble le pétrir, on peut en conclure qu’il sera doux, à froid du moins. Le fer aigre se brise sur-le-champ, et ne produit pas de chaleur bien sensible à l’endroit de la cassure.

Le fer absorbe le gaz oxygène à la température la plus élevée, et décompose l’eau à l’aide de la chaleur rouge. Les trois centimètres cubes de fer de Berri pèsent 153 grammes 12 décigrammes. Les trente-trois centimètres cubes pèsent 243 kilogrammes 682 grammes, et forgé 283 kilogrammes 925 grammes. Sa pesanteur spécifique, sous la température moyenne, comparée à celle de l’eau prise pour l’unité, est de 7,783.

Le poids spécifique ou densité est un nombre proportionnel qui exprime combien de fois un corps pèse plus ou moins qu’un volume d’eau égal au volume de ce corps. On prend pour unité un kilogramme ou mille grammes, poids dans le vide d’un décimètre (dixième de mètre) cube d’eau distillée à la température de 4 degrés centigrades.

Par exemple, si une sphère en verre massive pèse cinq fois autant qu’une sphère massive en bois, le poids spécifique du verre au bois serait comme 5 à 1.

Si un mètre cube d’eau pèse 1,000 kilogrammes et un mètre cube de chaux 800 kilogrammes, le poids spécifique de l’eau sera au poids spécifique de la chaux comme 1,000 à 800 ou 10 à 8. On admet d’habitude l’eau comme unité = 1, le poids spécifique de la chaux vive sortant du four = 0,88.

Le cuivre est d’un usage beaucoup plus restreint que le fer, et sert principalement pour la serrurerie.

Le cuivre est d’une couleur rouge jaunâtre particulière et très brillante; sa saveur est astringente et nauséabonde; lorsqu’il a été tenu et frotté pendant quelque temps dans les mains, celles-ci acquièrent une odeur désagréable particulière. Le cuivre est extrêmement ductile; il se laisse marteler et laminer à froid, et plus il est pur, plus aussi il est malléable; mais il est moins dur et moins dense que le fer.

Le cuivre fond dès qu’il est chauffé à blanc; le cuivre fondu donne une masse poreuse avec soufflures. De là des inconvénients dans l’emploi de la fonte de cuivre. Dans quelques pays du nord de l’Europe, on se sert de la tôle de cuivre pour couvertures, gouttières et tuyaux de descente, à cause de sa longue durée et de la facilité avec laquelle on la travaille. Le cuivre étant exposé à l’air, sa surface se ternit par degrés, et se recouvre d’une croûte verdâtre d’un bel effet (oxyde amené par l’acide carbonique de l’atmosphère). Cette croûte est très compacte et abrite le métal de toute transformation postérieure.

Allié au zinc, le cuivre forme le laiton. Le cuivre n’est altéré par l’eau qu’avec le concours de l’air; la surface en contact avec l’eau se recouvre alors d’une croûte verte connue sous le nom de vert-de-gris, ou sous-acétate de cuivre impur, composé d’acide acétique, de peroxyde de cuivre, d’eau et d’impuretés. Son poids spécifique est 8,87 lorsqu’il est écroui. Le cuivre vient principalement de Sibérie et de l’Amérique septentrionale.

Le zinc est un métal de couleur bleue blanchâtre; il est brillant, cassant et peut cependant être laminé pour en faire de la tôle. Le zinc ne s’oxyde pas à l’air, mais promptement au contact du plâtre. Il est employé pour couvertures et gouttières. On peut s’en servir sans l’enduire de peinture. L’humidité le couvre d’une croûte d’acide carbonique (oxyde de zinc), qui le préserve. On s’en sert pour faire des ornements pour l’extérieur des maisons.

Lorsqu’on frotte le zinc pendant quelque temps entre les doigts, il les noircit en leur communiquant un goût particulier, et il émet une odeur sensible. Chauffé à environ 100 degrés centigrades, il devient très malléable. Le zinc fond à la température de 360 degrés centigrades, et si on augmente la chaleur, il s’évapore; il se ternit promptement à l’air, mais il y éprouve à peine d’autre changement. Lorsqu’on le garde sous l’eau, sa surface se noircit sussitôt; l’eau est lentement décomposée; il y a émission de gaz hydrogène et combinaison d’oxygène avec le métal.

La plupart des acides attaquent le zinc et le dissolvent. Il ne faut pas l’employer pour des couvertures exposées à des vapeurs humides qui feraient agir le tannin du bois sur la tôle de zinc.

L’étain est un métal ductile, d’un gris blanc, employé pour l’étamage du fer, la soudure du zinc et du plomb. La tôle de fer étamée était employée pour les gouttières anciennement.

Le plomb a une couleur d’un bleu grisâtre qui est très brillante. Ce métal est mou, ductile, résistant, déteint et s’oxyde difficilement. Le plomb laminé sert dans la couverture et dans la maçonnerie pour scellement de fers divers. On l’emploie aussi pour tuyaux d’eau et de gaz.

Nous ne devons point omettre de parler ici d’une matière essentielle dans le bâtiment: il s’agit du verre, qui est un mélange liquéfié de silex et de plusieurs oxydes métalliques. Son usage est généralement connu et apprécié. On en distingue plusieurs qualités.

Bois

Table des matières

Le bois de construction, tiré en général de la partie ligneuse des troncs d’arbre, est employé à des usages très divers dans la construction. On distingue dans le tronc des arbres:

1° Le bois, composé d’une masse de fibres compactes qui résultent du serrement progressif des filaments de l’aubier;

2° L’aubier, situé entre l’écorce et le bois, avec lequel il s’identifie par l’effet de la végétation; c’est un bois tendre et imparfait, attaqué par les vers;

3° L’écorce, substance molle, remplie de gerçures; elle est formée du liber ou livret, qui est sa partie intérieure, et de l’épiderme, qui est son enveloppe extérieure.

Le bois se tire des arbres qui perdent leurs feuilles en automne aussi bien que des arbres verts à feuilles aciculaires. Le temps le plus convenable pour la coupe des bois est du mois d’octobre au mois de février.

Les bois les plus employés en construction sont: le chêne, le pin et le sapin.

Bois divers

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Le bois de chêne est d’une grande importance dans la construction, parce que, employé pour soutenir ou pour porter, il est de tous les bois le plus propre à cet effet, et, de plus, d’une durée plus longue que tous les autres bois. Le chêne résiste parfaitement aux alternatives de l’humidité et de la sécheresse; il se conserve parfaitement dans l’eau, où il prend une couleur noire, qui le fait ressembler à l’ébène. Dans l’eau, le chêne peut être employé vert; mais il n’en est point de même quand il doit être employé au-dessus du sol ou à l’air. Dans le dernier cas, il doit avoir plusieurs années de coupe. Il faut aussi éviter de l’employer pour des assemblages avant qu’il soit bien sec; autrement il se tourmente, se déjette et se rapetisse.

Le bois de chêne robur est fort dur, liant et difficile à travailler. Il n’est bon que pour les ouvrages rustiques, qui ne demandent que de la solidité. Sa couleur est d’un rouge brun clair.

Le quercus est le chêne proprement dit; il croît plus haut que le robur; son bois, quoique très dur, est moins rustique et se travaille plus facilement; sa couleur brune rougeâtre tire sur le jaune. C’est le chêne qui convient le mieux pour les grandes pièces de charpente, telles que les poutres. Il se fend plus facilement que le robur.

Le cerrus est une espèce particulière de chêne qui croît surtout en Italie. Il s’élève haut et fort droit; son bois ressemble à celui du liège, mais il est moins dur. Comme celui du robur, son bois peut être parfaitement fendu.

Le chêne ægilops, arbre court à tronc régulièrement circulaire, a un bois très compact et dur, plus serré que le bois du robur et, comme celui-ci, sec et cassant.

Le bois du hêtre est plein et dur, propre à la charpente, à la menuiserie et à une infinité d’ouvrages, mais il est sujet à être piqué des vers: pour l’en garantir il faut le faire tremper quelque temps dans l’eau et l’exposer ensuite à la fumée. Lorsqu’il est bien sec, il est plus sujet à se fendre et à se rompre que le chêne. On ne doit donc l’employer pour les grosses charpentes qu’à défaut d’autres bois ou de bois meilleur.

L’aulne a un bois d’une texture fine et serrée, d’une belle couleur, et qui se travaille bien; il se conserve longtemps dans l’eau, où il se durcit. Il est excellent pour les pilotis et pour les autres constructions analogues.

Le bois de l’orme est plein, ferme et liant, difficile à travailler et sujet à se tourmenter. Peu convenable à la charpente, on s’en sert pour les corps de pompe et pour le charronnage.

Le charme donne un bois d’un blanc grisâtre, tirant un peu sur le jaune: ce bois est très dur et compact, et ne peut servir à la charpente ni à la menuiserie. Il n’est bon que pour le charronnage et les ouvrages du tour.

Les différentes espèces de peupliers, noirs, blancs, trembles, argentés et d’Italie, s’emploient dans la construction des bâtiments. Le peuplier de Lombardie, dont le bois est le plus dur et le plus droit, est propre à la charpente; les autres espèces de peupliers, dont le bois est également léger, tendre et facile à travailler, se débitent en planches et en voliges. La volige fixée sur les chevrons sert à clouer l’ardoise ou le zinc.

Poids du mètre cube de 21 espèces de bois.

A titre de comparaison, le mètre cube d’eau pèse 1,000 kilogr.

D’après cette table, il sera facile de trouver le poids d’une pièce de bois d’un équarrissage donné, sans la peser. Il suffira d’en chercher le cube et de multiplier ce cube par le nombre correspondant du bois dans la table ci-dessus. Supposons une pièce de frêne de 4 mètres de longueur sur 28 centimètres de largeur et 21 centimètres de hauteur; son volume sera désigné par 4 multiplié par 28 multiplié par 21, ce qui donnera en nombre rond 23 centimètres. Multipliez ces 23 centimètres par le nombre 760 de la table, nombre qui correspond au frêne, et vous trouverez 174 kilogrammes 80 centièmes.

Les arbres verts à feuilles aciculaires, ou semblables à des aiguilles, fournissent un bois résineux; la texture de ce bois est moins dense et moins uniforme que celle du chêne. Ce bois est en général peu flexible et sujet à se fendre.

Le pin des bois (pinus sylvestris) vient de la Russie, de la Suède, de la Norvège et du Danemark. Son bois est rouge ou jaunâtre; le rouge vient principalement de Riga. Il est importé en France en troncs bruts et surtout en madriers, dont on fait des planches pour la menuiserie. Le sapin jaune vient de Suède. Quand ces arbres sont encore jeunes, la couleur du bois est jaune et l’aubier blanc; lorsqu’ils sont âgés, les cercles qui indiquent la pousse des années sont rouge vif et l’aubier est jaune. Le bois est très résineux.

Le mélèze (pinus larix) est résineux, comme le pin des bois. Son bois est presque blanc; mais lorsqu’il est exposé à l’air, il a l’inconvénient de se noircir au bout de quelques années. Cet arbre perd sa verdure en hiver; il croît souvent jusqu’à une élévation de 30 mètres, surtout dans un bon terrain; son bois, de couleur brunâtre, quelquefois jaune rouge quand il est vieux, est élastique, tenace et serré. On peut employer ce bois pour des poutres de longue portée; et comme il renferme beaucoup de résine, il peut même être employé aux charpentes de rez-de-chaussée, tant planchers que pans de bois, car les variétés du chaud et du froid, de la sécheresse et de l’humidité, ne lui portent aucun préjudice.

Le sapin (pinus abies), qui croît dans les Alpes, dans les Pyrénées et dans les Vosges, est un arbre svelte et à tige droite. Ses branches diminuent de bas en haut et forment de cet arbre une sorte de pyramide, assez régulière. Son grain est fin et ses fibres très flexibles. Comme le bois en est peu résineux, il ne peut pas être employé à proximité du sol et ne doit servir que dans les intérieurs. Il y a des sapins rouges et blancs. Dans les pays où ils sont abondants, on emploie les sapins blancs pour en faire des découpures, des ornements, comme aux chalets suisses, par exemple. Le sapin peut servir pour de petites poutres, pour des solives et des planchers. Quand le sapin est chargé verticalement, il est d’un cinquième plus fort que le chêne.

Le pin (picea), ou pesse, est un arbre vert dont les feuilles sont pointues, courtes, étroites, roides et plus vertes que celles du sapin; elles sont rangées autour d’un filet commun, de manière à former ensemble un rameau arrondi, hérissé de brins, à l’extrémité des branches. Son bois, plus lourd et plus serré que celui du sapin vulgaire, est aussi plus résineux et d’une couleur rouge jaunâtre. Il se conserve dans l’eau, mais se gâte s’il est soumis à la variation de l’humidité et de la sécheresse. Pour les ouvrages intérieurs, le bois de ce pin est préférable à celui du sapin commun.

Une autre espèce d’arbre résineux: le pitchpin, nous vient d’Amérique (de Géorgie et de Floride notamment): C’est un bois d’une résistance supérieure à celle des bois de sapin; sa couleur est un jaune orange; il offre de grandes dimensions, il est droit avec peu de défauts; en raison de son prix il est réservé soit aux charpentes apparentes particulièrement soignées soit aux travaux de menuiserie.

Remarqués générales à tous les bois.

Les bois ont beau être secs, au printemps et en automne ils font toujours un certain effet; ils se dilatent ou se rétrécissent. L’auteur de ce livre avait du bois de chêne scié depuis trente ans en planches, provenant de la charpente d’une cathédrale de France, charpente qui, par son système, indiquait qu’elle était de la fin du treizième siècle. Ce bois de chêne était certainement très sec, puisqu’il avait été exposé pendant trente ans à la chaleur sous le comble d’une maison de campagne: il était cependant sujet à des craquements au moins d’avril et au mois d’octobre.

Quoique la fibre ligneuse du bois, même celle des bois les plus légers, soit plus pesante que l’eau, la plupart des bois sont cependant plus légers que l’eau. Au moment de son abatage, tout bois est plus pesant que lorsqu’il est resté un certain temps à l’air ou qu’il est séché artificiellement. Le poids spécifique de la plupart des bois du centre de l’Europe, et séchés à l’air, est 0,6 à 0,8, peu d’espèces exceptées. Quant à déterminer au juste la pesanteur réelle et effective du bois, elle varie beaucoup, car elle dépend de son degré d’aquosité, de l’époque de l’abatage, de l’âge, du sol, etc., et enfin de l’arbre. Le bois pesant est ordinairement dur.

L’expérience enseigne que le bois qui reste constamment dans l’eau tend plutôt à se durcir qu’à s’attendrir; aussi dans la construction toutes espèces de bois peuvent être employées dans l’eau. Il n’y aurait qu’une exception à faire, et ce serait dans le cas où l’eau serait en communication avec des sources acidifères. Rien toutefois n’est plus préjudiciable au bois que les alternatives de l’humidité avec la sécheresse.

Si l’on expose au soleil du bois récemment abattu, il sèche, il diminue, s’amoindrit, sa circonférence se rapetisse; mais si ce bois reçoit ensuite de l’humidité, par la pluie par exemple, sa circonférence sera de nouveau altérée, elle se développera et le bois gonflera.

L’amoindrissement du bois provient de la disparition des parties aqueuses de la sève. La quantité de la sève et de l’eau contenues dans le bois récemment abattu diffèrent selon son âge et selon l’époque où on l’a mis bas. Les arbres sont généralement haut montés en sève au printemps. Le charmecontient environ 20 p. 100 d’eau, le chêne 35 p. 100, le sapin 37 p. 100, le pin 45 p. 100, et le saule va même jusqu’à 60 p. 100. Quand le bois est resté exposé à l’air et refendu, il ne contient tout au plus que 20 à 25 p. 100 d’eau; c’est ce qu’on nomme la dessiccation naturelle. La quantité aqueuse du bois ne descend au-dessous de 10 p. 100 que lorsque le bois est refendu en petites parties minces et soumis à une dessiccation artificielle.

Pour parer le plus possible aux variations du bois, il faut avoir soin:

1° D’abattre les arbres dans la saison où ils ont le moins de sève, c’est-à-dire à la fin de l’automne ou au commencement de l’hiver;

2° De débiter de suite, ou le plus tôt possible, l’arbre abattu dans les plus petits échantillons qu’on veut obtenir, afin de hâter leur dessiccation, que l’écorce retarde toujours;

3° De métamorphoser de telle sorte les parties de la sève qu’elles ne conservent plus la propriété de pomper l’eau, ce qui s’opère en y introduisant d’autres substances.

On abat les arbres en les entaillant avec une cognée pour les faire tomber, ou bien en coupant leurs racines pour les enlever en les faisant pivoter, ou bien enfin en les déracinant. Quand on se sert de la cognée, on entaille l’arbre du côté où il doit tomber; l’entaille doit pénétrer jusqu’au milieu du tronc. Ensuite on pratique du côté opposé une autre entaille, plus élevée que la première d’environ huit à neuf centimètres. L’arbre tombe d’ordinaire quand la seconde entaille est arrivée au tiers du tronc.

L’abatage se fait aussi en sciant les arbres par le pied. On scie d’abord d’un côté et ensuite de l’autre un peu plus haut, et dans ce second trait de scie on introduit des coins à mesure que le trait devient plus profond, afin de faciliter l’action de la scie et d’accélérer la chute de l’arbre, qu’on peut, si l’on veut, diriger au moyen de cordages dans la direction voulue. Quand on abat des arbres sur le versant d’une montagne, il est bon de les faire tomber du côté qui remonte, et il ne faut jamais aussi abattre d’arbres pendant de grands vents, parce qu’alors l’arbre tombe plus tôt qu’il ne doit et est susceptible de se fendre.

Les arbres abattus sont écimés: c’est-à-dire qu’on en retranche la cime pour ne laisser au tronc que le bois destiné à la charpente. On doit éviter de renverser les arbres sur de grosses branches susceptibles d’être équarries, de peur qu’elles ne se brisent par le choc qu’elles éprouvent en tombant: si la situation de l’arbre ne permettait pas de tenir compte de cette observation, il serait prudent de détacher les branches avant la chute du tronc.

Quand on a écimé et ébranché l’arbre, on le taille régulièrement à quatre faces sur sa longueur: c’est ce qui s’appelle l’équarrir. Ensuite, comme plus les pièces sont petites, plus aussi la dessiccation a lieu promptement, on débite le bois le plus tôt possible de la grosseur de l’échantillon dont on a besoin.

Les troncs non équarris sèchent plus vite dans leur aubier que dans leur noyau; et comme l’aubier se retire plus que le bois, il se fait à la surface des gerçures longitudinales, tandis qu’aux extrémités se forment des fentes. Pour parer à cet inconvénient, on colle du papier sur les extrémités, ou on les enduit d’huile ou de glaise. Quant aux gerçures longitudinales, on peut les empêcher de se produire en n’écorçant pas trop promptement, afin de ne pas précipiter la dessiccation. Pour que cette dernière se produise uniformément, il faut avoir soin de ne pas laisser le bois sur la terre, mais de le placer sur des couchis en le laissant exposé à toutes les variations de l’atmosphère et de manière à ce que des courants d’air s’établissent autour de lui avec la plus grande facilité. Il est bon aussi de le changer de place et de le retourner souvent.

Les bois débités sont empilés et séparés les uns des autres au moyen de cales. Plus la différence entre l’épaisseur et la largeur des bois est grande, moins aussi a lieu une dessiccation uniforme. C’est pour cette raison qu’il faut faire sécher lentement et à l’ombre les madriers et les planches et les changer de position.

On emploie assez souvent les moyens artificiels de dessiccation des bois de construction. Ils consistent à faire sécher le bois dans des emplacements chauffés à cet effet, ou bien à introduire dans des appareils en fer où sont placés les bois, de la vapeur chauffée de 125 à 175 degrés centigrades. Cette vapeur enlève aux bois leur humidité, ainsi que le ferait une atmosphère chaude et sèche. Mais il est à noter que l’emploi de ces moyens artificiels a comme inconvénient de dessécher trop le bois qui reprend au contact de l’air, une partie de l’humidité qu’on lui a enlevée, et de faire perdre au bois de sa flexibilité et de sa résistance.

Le moyen le plus usuel et le plus simple pour enlever la sève du bois, c’est de le faire flotter dans une eau courante; alors les divers fluides qui constituent la sève sont dissous peu à peu et lavés par le courant. Mais plus le bois a d’épaisseur, plus aussi ce procédé prend de temps: Avant la flottaison, il est donc préférable de lui donner les dimensions voulues. Les bois d’un puissant équarrissage demandent à rester plusieurs années dans l’eau, bien que quelques mois d’été donnent déjà un résultat très sensible. L’eau chaude, ou plutôt l’eau bouillante donne le même résultat, mais elle ne peut être employée que pour de très petites dimensions. Il est bon de faire remarquer que le bois flotté perd un peu de sa résistance, car l’eau enlève des matières gommeuses qui aggloméraient les fibres.

Comme la sève et les sels ne peuvent être entièrement expulsés du bois par les moyens dont nous venons de parler, que, de plus, les fibres qui le composent conservent toujours l’inconvénient d’attirer l’humidité, il faut, pour obvier à cet inconvénient, enduire le bois de matières impénétrables à l’eau, dont nous parlerons plus loin.

La sève ne cause pas seulement l’amoindrissement et le gonflement du bois, elle amène encore sa pourriture, car elle provoque sans cesse l’humidité extérieure; ensuite la chaleur la fait fermenter et se corrompre, ce qui doit nécessairement influer sur les fibres du bois. Selon le plus ou le moins d’humidité active, on pourrait classer la pourriture en pourriture humide et en pourriture sèche.

La dernière est une épidémie végétale, contre laquelle tous les préservatifs sont impuissants. Elle se manifeste parla croissance de champignons qui, se nourrissant des substances et fluides du bois, en accélèrent la destruction. Le champignon apparaît sous la forme de taches blanches, qui finissent par recouvrir le bois d’abord d’une peau blanchâtre, et d’une odeur désagréable. Cette peau, à peine de quelques millimètres d’épaisseur, ressemble au liège en croissant; elle atteint quelquefois plusieurs centimètres d’épaisseur, et finit enfin par couvrir comme une masse l’entière superficie du bois. Les très fines racines de ces champignons pénètrent profondément dans l’épaisseur du bois; on aperçoit aussi des points blancs, logés dans les pores du bois. Ils infectent le bois sain du voisinage et couvrent même quelquefois la pierre, le mortier, etc.

Ce dangereux champignon, qu’on pourrait appeler domestique, naît surtout dans les endroits où la lumière ne pénètre pas, et où l’air ne se renouvelle pas.

La manière la plus simple de se préserver de ce champignon est donc d’éviter l’emploi du bois dans les lieux où il pourrait être atteint de la corruption par le manque de lumière et d’air. Car depuis l’invention ou la découverte de la photographie, on sait quelle est l’action de la lumière sur les objets qu’elle frappe. Si pourtant l’on était absolument forcé d’employer le bois dans des conditions où il pourrait s’altérer, comme nous venons de le dire, on devra se servir de bois bien sain, ayant atteint sa maturité et surtout bien sec: en second lieu, on fera en sorte d’en éloigner tout accès d’humidité, et dans le cas où on ne le pourrait, il faudrait au moins aviser à laisser pénétrer la lumière dans la place où le bois sera employé, et l’exposer de manière à subir de la ventilation. C’est ce qu’on néglige beaucoup trop en France.

Cependant il y a des cas où l’on ne peut tenir compte des précautions que nous venons de recommander. Alors il faut choisir le bois qui résiste le mieux à l’humidité, et le mettre à l’abri des inconvénients dont nous avons parlé précédemment, tels que le chêne, l’orme, le mélèze, le pin, le sapin, le hêtre, l’aune, le bouleau, ou même que les bois de peuplier et de saule. On peut aussi employer comme préservatifs des enduits de goudron, de peinture à l’huile appliquée sur le bois quand il est sec. Enfin il est bon de passer au feu la surface ou l’extrémité qui doivent être cachées ou enterrées, jusqu’à ce qu’elles commencent à charbonner.

Depuis l’établissement des chemins de fer, on a fait de nombreux essais pour découvrir le moyen de préserver le bois de la pourriture. On l’imprègne de matières empyreumatiques, qui agissent contre la corruption, telles que créosote, acide pyroligneux, goudron, etc. On a encore essayé l’injection de solutions de divers sels: de deux sels, par exemple, qu’on présumait devoir se composer réciproquement et former dans le bois de nouveaux précipités, indissolubles dans l’eau.

Les principaux liquides employés pour imprégner les bois afin de paralyser en partie l’effet des substances corruptrices et d’introduire dans les pores du bois des matières susceptibles d’empêcher la pourriture, sont les suivants:

La créosote brute provenant de la distillation des goudrons;

Le chlorure de zinc;

Le sulfate de cuivre;

Le sulfate de fer;

Les huiles essentielles;

L’acide pyroligneux.

Le chlorure de sodium ou sel marin ordinaire a été essayé, mais il a comme inconvénient d’être déliquescent et de maintenir humide la cellulose du bois; il provoque rapidement la rouille des pièces métalliques. L’acide pyroligneux a les mêmes inconvénients.

Le choix de ces matières dépend de la nature et de la qualité du bois. D’après les expériences actuelles, il est assez difficile de recommander lequel des liquides énoncés doit être préféré à l’autre dans la conservation des bois.

L’imprégnation du bois par ces substances se fait par deux procédés: soit par pression, soit par imbibition.

Le procédé par pression consiste à introduire dans un orifice pratiqué dans le bois l’extrémité d’un tuyau qui amène le liquide sous pression; le bois à injecter est débité en billes et c’est au milieu de ces billes que l’on pratique l’orifice. Le procédé par imbibition consiste à immerger le bois dans le liquide antiseptique, mais après l’avoir soumis à l’action de la vapeur sous pression en vase clos, vapeur qui chasse du bois les gaz et les liquides qui y sont contenus; ces derniers auraient rendu très difficile la pénétration du bois par imbibition.

Le chlorure de zinc a sur tous les sels métalliques l’avantage du bon marché ; il n’altère point la teinte des bois de sapin, prend la couleur à l’huile et n’empêche point l’action de la colle-forte.

Avec le sulfate de cuivre, on ne peut se servir de la couleur à l’huile, qui au bout d’un certain temps s’écaille et se détache.

Quant au chlorure de zinc, voici sa préparation: on brise des plaques de zinc en petits morceaux, on les place dans des pots de terre et on y verse de l’acide muriatique; l’ébullition produit, au moyen de l’acide muriatique, de l’oxyde de zinc. On laisse reposer la solution plusieurs jours, au moins quarante-huit heures, afin d’y conserver le moins possible d’acide superflu. La solution, ainsi préparée pendant un temps. sec et chaud, atteint 56 à 58° Baumé, mais dans un temps humide et froid elle n’arrive qu’à 52°. Au moyen d’un bain de sable chaud, on peut arriver également à la. première température désignée. Trois parties pesantes d’acide muriatique suffisent pour dissoudre une partie de zinc. Il est bon toutefois d’avoir une plus grande quantité de zinc quand on fait la manipulation, afin d’empêcher une surabondance d’acide muriatique.

Les solutions du sulfate de cuivre sont employées de 2 1/2 à 4° Baumé : elles se composent de 500 grammes de sulfate de cuivre et 12 kil. 500 d’eau, ce qui donne une solution de 3 1/2 degrés Baumé.

Les solutions de sulfate de fer se font à 6° Baumé, avec 500 grammes de sulfate et 9 kilogrammes d’eau.

Lorsque l’on veut se contenter d’enduire entièrement les bois pour les préserver contre les agents atmosphériques de destruction, on les goudronne: on se sert d’un mélange de brai sec et de brai liquide ou goudron, substances provenant de la distillation imparfaite du bois de pin; le mélange de ces deux matières forme une autre matière, appelée brai gras. On peut aussi utiliser le coaltar, qui est un goudron provenant de la distillation de la houille.

Avant d’appliquer le goudron il est nécessaire de bien nettoyer les surfaces qui le recevront. Le goudron s’étale à la brosse. Pour en accélérer la dessiccation on peut le mélanger à 5 ou 10 pour cent de son poids de poudre de chaux ou de ciment. Le goudronnage ne peut s’appliquer qu’aux charpentes grossières exposées à l’air; pour les pièces de bois des habitations on utilise la peinture à l’huile qu’on applique sur les bois suffisamment secs: il faut en effet éviter de renfermer de l’humidité dans ces derniers, car ils pourriraient en peu de temps. Nous conseillons notamment l’emploi d’une espèce de peinture très en usage en Suède. Cette peinture peut même être appliquée à l’extérieur sur des pièces de charpente exposées à l’air; elle se compose:

1 kilog. 500 grammes de colophane dissous par la chaleur dans 10 kilogr. d’huile de baleine.

5 kilogr. de farine de seigle pétris en pâte dans 15 kilogr. d’eau froide.

2 kilogr. de chlorate de zinc dissous dans 45 kilog. d’eau chaude.

La pâte farineuse est mêlée à la solution de chlorate de zinc et bien mariée avec elle; ensuite quand le mélange est terminé, on y ajoute la solution de colophane et d’huile de baleine. Enfin, on pétrit le tout pour en faire une masse d’égale épaisseur. On prétend encore en Suède que cette peinture, à laquelle on peut ajouter du carbonate de fer, de l’ocre ou de la terre d’ombre, ou enfin toute autre couleur terreuse, préserve le bois également de l’humidité et de l’action du ver.

Il nous reste encore à parler ici d’une cause fréquente de l’altération des bois, et qui n’est pas une des moins dangereuses; il s’agit des vers. On sait que des larves de plusieurs espèces et surtout le ptinus attaquent la charpente; et le ver produit par ce dernier insecte est surtout pernicieux, parce qu’il laboure le bois en y faisant des trous longitudinaux, c’est-à-dire en suivant la direction des fibres et des petits canaux contenant la sève. La larve de ce petit scarabée établit de petites galeries parallèles dans la longueur du bois, séparées à peine les unes des autres par de petites cloisons fort minces. Cet insecte s’attaque surtout aux vieux bois, ou bien aux bois avec aubier.

Une longue expérience a prouvé que les vers attaquent les bois qui ont été abattus pendant l’été au moment de la plus grande activité de la sève et surtout si ces bois sont mis en œuvre trop tôt, sans qu’on leur ait laissé le temps de se sécher convenablement. On évite les vers en écorçant les bois avant de les abattre en précipitant ainsi la maturité de l’aubier, c’est-à-dire en accélérant sa conversion en bois. Le meilleur moyen d’éviter le ver, c’est dans tous les cas de n’employer que le cœur des arbres. Tout bois séché à une chaleur de 100 à 125 degrés centigrades n’est que très rarement attaqué. Il y a aussi tout lieu d’admettre que les bois imprégnés des matières dont nous avons parlé plus haut sont à l’abri de la funeste action des vers.

La chaux

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La chaux pure est appelée en chimie le protoxyde de calcium; elle a de très fortes proportions alcalines. La chaux est caustique et change en vert les bleus végétaux. Elle est très difficile à fusionner, mais contribue puissamment à fusionner d’autres corps terreux. A une température ordinaire, l’eau pure peut dissoudre de son propre poids de chaux; mais l’eau bouillante en dissout une plus petite quantité. Sa base métallique pure ne se trouve jamais à l’état naturel, pas plus que son protoxyde, la chaux pure. Si l’on exposait la chaux pure pendant un temps très court même, elle absorberait l’eau et l’acide carbonique de l’atmosphère. On la trouve donc dans un état de carbonate et sous-carbonate de chaux, dans lequel elle est contenue à un degré considérable. La chaux vendue dans le commerce est obtenue par la calcination de ces carbonates, opération qui consiste à enlever par la chaleur l’acide carbonique qu’elle contient naturellement.

Les minéraux qui contiennent le carbonate de chaux, et qui sont désignés sous le nom générique de pierres calcaires, sont de natures très diverses. Ils sont le plus habituellement composés de carbonate de chaux, de magnésie, d’oxyde de fer, de manganèse, de silicate et d’alumine, combinés dans des proportions qui varient; on les trouve aussi avec un mélange d’argile, soit bitumineux ou non, de sable quartzeux et d’une quantité d’autres matières.

Chaque espèce de pierre calcaire produit une chaux de qualité différente, diverse de couleur et de poids, qui absorbe l’eau avec plus ou moins d’avidité ; de la nature de la pierre dépend encore le degré de dureté que la chaux acquiert dans le mortier où elle est employée. Toutefois la nature physique de la pierre n’est en aucune manière un guide sûr pour apprécier la bonne ou mauvaise qualité de la chaux qu’elle peut fournir. L’analyse chimique d’un petit échantillon ou d’une petite portion de chaux donne fréquemment un résultat très différent de celui obtenu dans la pratique. Il faut donc uniquement s’en rapporter à l’expérience.

Le carbonate de chaux se trouve dans presque toutes les; formations géologiques; mais il est rare de le rencontrer dans les formations primitives. Il est plus abondant dans les roches de transition, et il constitue la plus grande masse des formations secondaires et tertiaires. On l’utilise soit pour en extraire des pierres à bâtir, soit pour le calciner et en faire de la chaux. Les roches calcaires des formations primitives ainsi que les séries de transition primitives fournissent la plus grande quantité des pierres travaillées sous le nom de marbres. Les roches calcaires et tertiaires contiennent le carbonate de chaux avec des mélanges d’argile et d’autres matières qui les rendent susceptibles de fournir de la chaux.

A la suite d’une cuisson ou calcination suffisante pour en dégager le gaz acide carbonique, la pierre à chaux a considérablement perdu de son poids, et ce qui reste a la propriété d’absorber l’eau soit en dégageant de la chaleur ou non. Alors aussi elle se fend, et tombe en morceaux au contact de l’eau. Quand on entreprend ce qu’on nomme son extinction, elle passe à l’état de chaux hydratée.

Les principaux caractères de l’hydrate de chaux, c’est qu’il est’ blanc et pulvérulent, et beaucoup moins caustique que la chaux vive. Quand il est exposé au feu ou seulement à la friction, il se dégage facilement de ses parties aqueuses; mais il demande un haut degré de chaleur pour dégager toutes les parties d’eau qui sont entrées dans sa composition. Toutefois il existe encore aujourd’hui une grande incertitude sur l’action chimique des hydrates. Ils passent généralement pour ne point absorber l’oxygène.

La proportion du sable à mêler dans le mortier varie selon la nature de la chaux et selon la qualité du sable. Dans les chaux riches on peut mêler de 50 à 240 pour 100 de volume de la p4te, mais au delà de cette proportion la résistance diminue.

Dans les chaux hydrauliques la proportion du sable est de 50 à 180 pour 100 de la pâte.

Les meilleures chaux hydrauliques perdent leurs qualités quand elles restent longtemps exposées à l’air: il est donc bon de ne les employer qu’au moment même de leur mélange avec le sable,. afin d’assurer leur réduction complète en hydrate et leur amalgame parfait avec le sable. Au contraire, les chaux riches, absorbant difficilement l’acide carbonique, comme nous l’avons dit plus haut, gagnent à être exposées un certain temps au contact de l’atmosphère.

M. Vicat a prouvé par ses expériences que toutes les chaux perdent de leur force si elles sont préparées avec trop d’eau. Il est donc préférable d’humecter les matériaux à mettre en œuvre, d’employer un mortier épais, au lieu de se servir d’un mortier liquide comme les maçons ont souvent l’habitude de le faire.

Certaines conditions de l’état atmosphérique attaquent les matières et nuisent à leur qualité. Ainsi les mortiers faits en été sont moins bons que ceux faits en hiver. Cela provient sans doute de la dessiccation trop rapide du mortier; M. Vicat assure même qu’ils perdent quatre cinquièmes de leur énergie s’ils sèchent avec trop de rapidité. Il recommande donc pour la maçonnerie faite pendant l’été de l’arroser de temps en temps.

L’évaporation de l’eau de l’acide carbonique en solution est une condition essentielle pour la bonne qualité des chaux hydrauliques. Leur succès dépend, jusqu’à un certain point, de la manière modérée, lente et graduelle dont elles absorbent ce gaz dans l’atmosphère.

Comme la chaux réduite en pâte ne remplit que les creux des matériaux avec lesquels elle est mêlée, il y a nécessairement une diminution considérable de volume sur les matières respectives prises isolément. Le montant exact de cette diminution varie naturellement selon la chaux et le sable employés; mais on peut admettre en thèse générale qu’elle est environ les trois quarts de leurs volumes réunis. Pour déterminer ce fait par une formule convenable, si a est égal au volume de la chaux, b au volume du sable, alors a ajouté à b (a + b) multiplié par 0,75 sera le volume du mortier qu’ils produiront.

L’emploi que l’on doit faire du mortier modifie aussi la proportion du sable qui doit y entrer. Car il faut employer moins de sable quand le mortier est employé sous terre dan s l’eau ou dans des lieux humides que lorsqu’il est exposé à l’air et à ses influences diverses.

Du mortier

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On appelle en général mortier une composition destinée à unir fortement les pierres et à faire corps avec elles, et qui employée molle durcit ensuite. Le mortier est formé de chaux et de sable mélangés au moyen d’eau. Pour des constructions peu importantes, comme hangars, murs d’enceinte, etc., on se sert quelquefois et dans certains pays, d’argile au lieu de chaux; mais cette dernière est toujours préférable dans tous les cas.

Comme le mortier de chaux ne résiste que médiocrement à l’action du feu, qui calcine et décompose la chaux, il faut avoir soin de maçonner les cheminées et leurs tuyaux en mortier de terre argileuse.

Il y a certaines espèces de chaux qui non seulement ne se dureissent pas dans l’eau ou à l’humidité, mais qui se détériorent, tandis que d’autres au contraire font durcir le mortier dans l’eau.

Quant au mortier de terre argileuse, il ne résiste pas à l’humidité et encore moins à l’action de l’eau. A l’exception de la chaux hydraulique, qui durcit dans l’eau, l’air est indispensable à tous les mortiers de chaux, d’abord pour les sécher et ensuite pour les durcir.

La chaux est produite par là calcination du calcaire; cette calcination enlève l’acide carbonique et l’humidité de la pierre à chaux, et la substance qui reste ainsi purifiée par l’action ignée produit la chaux vive propre aux mortiers.

Les calcaires les plus purs produisent ce qu’on appelle la chaux grasse, qui demande beaucoup d’eau pour être éteinte, supporte une grande quantité de sable, et fournit par suite beaucoup de mortier; mais cette chaux est très lente à durcir à l’air, elle n’y prend même jamais une grande consistance, et reste tendre dans les lieux humides.

Les calcaires mélangés de silicates alumineux, et principalement de silicates hydratés, produisent au contraire la chaux maigre ou la chaux hydraulique. Moins productive que la chaux grasse, en ce qu’elle absorbe beaucoup moins d’eau et supporte peu le sable, elle a l’avantage immense de durcir promptement à l’air et dans les endroits humides, et on doit l’employer lorsqu’on tient plus à la solidité qu’à l’économie. La chaux hydraulique durcit même dans l’eau, circonstance qui la rend indispensable pour toutes les constructions hydrauliques, où les mortiers de chaux grasse se délayeraient complètement.

On ne trouve pas partout des calcaires capables de produire de la chaux maigre, ou hydraulique; mais on parvient à en faire artificiellement lorsqu’on peut se procurer de la craie ou des marnes calcaires susceptibles de se délayer à l’eau. On les réduit en bouillie épaisse, qu’on mélange avec des matières argileuses délayées ou des scories volcaniques, des scories de forges, des briques ou des poteries réduites en poudre fine; on en fait alors des pains, qu’on laisse sécher et qu’on cuit ensuite comme le calcaire lui-même. Lorsqu’on n’a pas de calcaire délayable. on peut employer la chaux ordinaire de la localité, qu’on laisse éteindre à l’air: on en mêle ensuite la poussière avec des silicates argileux délayés ou broyés; on fait une pâte du tout avec un peu d’eau, et on forme comme précédemment des pains, qu’on laisse sécher pour les recuire de nouveau. Ce procédé a l’inconvénient de coûter cher, à cause de la double cuisson.

Pour faire de la bonne chaux, il faut choisir les pierres calcaires les plus dures, les plus pesantes, celles dont le grain est fin, homogène, et dont la texture, ou liaison des parties, est la plus compacte. Les cailloux calcaires et les marbres font d’excellente chaux.

La pierre est convertie en chaux au moyen d’un four, qui ne doit être chauffé que par degrés; il faut que le degré de chaleur aille toujours en augmentant, sans interruption. Chaque fournée ne doit contenir qu’une seule espèce de pierre, d’une même carrière, s’il est possible, afin que la chaux qui en provient soit d’une même qualité. Nous n’entrerons pas plus avant dans la fabrication de la chaux, parce que cette fabrication n’est pas du ressort du constructeur amateur, qui emploie les matériaux tels que les livre le commerce. Disons seulement en dernier lieu qu’il est utile d’employer la chaux le plus tôt possible après sa cuisson.

Quand la chaux nouvellement fabriquée est arrosée d’eau, elle pompe cette eau jusqu’à un quart de son propre poids (poids de la chaux), et gonfle pour se réduire ensuite en peu de temps en une poudre blanche et sèche. Dans cette transformation de la pierre à chaux cuite en poudre sèche et facilement triturable (hydrate de chaux), il se dégage une assez grande quantité de calorique, qui forme une vapeur d’une odeur particulière, et qui en s’échappant entraîne de la substance calcaire décomposée. Alors si l’on ajoute une plus grande quantité d’eau à la chaux éteinte, la poudre calcaire se change en une bouillie nommée lait de chaux, qui sert pour faire le mortier destiné à lier les matériaux entre eux dans la maçonnerie.

La chaux éteinte gagne en qualité lorsqu’elle est préservée du contact de l’air et conservée pendant un certain temps dans des fosses humides. Dans beaucoup de localités, on a l’habitude d’éteindre la chaux dans une sorte de caisse carrée en bois, de 2 mètres à 2^m,60 en tous sens, et d’environ 60 centimètres de profondeur, afin que le manœuvre puisse broyer ou triturer commodément la masse calcaire avec le croc à chaux. Le fond de cette caisse est un peu incliné vers le côté où l’on a creusé en terre la fosse destinée à recevoir la chaux éteinte. Sur ce même côté on a pratiqué une ouverture destinée à laisser échapper la matière, ouverture qui est fermée au moyen d’une trappe à coulisse.

On met dans la. caisse en bois ou dans tout autre récipient, formé d’un fond de bois entouré d’un bourrelet de terre, par exemple, une quantité de chaux égale au quart du volume du contenant, puis on jette dessus autant d’eau que le chaux peut en absorber: on la laisse ensuite reposer jusqu’à ce qu’elle se fende ou se convertisse en poudre. Alors on y mêle assez d’eau pour produire une bouillie liquide et ayant toujours soin de triturer la masse avec un croc ou rabot. Quand le tout est bien mêlé et qu’on n’y remarque plus de petits morceaux de chaux non dissous, on ouvre la trappe et laisse couler la chaux éteinte dans la fosse disposée à cet effet.

Dans le cas où l’on aurait mis trop peu d’eau, il se trouverait encore des parcelles de calcaire non éteintes; ces grains non encore dissous se dissolvent peu à peu dans la fosse en question.

Quand la chaux qu’on a laissée couler dans la fosse est assez évaporée, il s’y forme des fentes ou gerçures à la superficie; il faut alors la préserver de l’action de l’air, qui serait nuisible, parce que cette action de l’air y introduirait de l’acide carbonique. On peut facilement obvier à cet inconvénient, en couvrant la fosse d’une couche de sable de 40 à 60 centimètres. Le séjour prolongé de la chaux dans une fosse humide et recouverte de sable produit une masse homogène, et la terre calcaire fait intimement corps avec l’eau. Or, le mortier composé avec de la chaux préparée ainsi dans une fosse où elle est restée un certain temps est préférable au mortier fait avec de la chaux éteinte au moment même de son emploi. Le premier est plus compact, plus serré et plus dur.

Il est prudent de ne pas jeter l’eau trop précipitamment sur la chaux qu’on veut éteindre, car il est prouvé que les parties chaudes et non encore dissoutes de la chaux se fondent mal, surtout si l’extinction se fait avec de l’eau froide. Plus cette eau est froide, plus aussi son action est nuisible dans l’opération de l’extinction de la chaux échauffée. La condition de l’eau exerce une grande influence sur le résultat de l’extinction calcaire. Aussi l’eau potable, l’eau de rivière ou d’étang est préférable à l’eau de puits, et dans tous les cas il faut éviter de se servir de l’eau sale qui à la longue produit le salpêtre. L’eau salée a le même inconvénient.

On éteint la chaux maigre dès qu’elle sort du four: on la baigne pendant quelques secondes dans l’eau jusqu’à ce qu’elle semble se réduire en poudre: alors on la sort de l’eau. Si l’on veut l’éteindre complètement, la réduire réellement en poudre, il faut la concasser en petits morceaux de deux à trois centimètres cubes de volume, afin que la vapeur d’eau amenée par le calorique puisse pénétrer la chaux et la dissoudre. Si l’on met la chaux en poudre obtenue par immersion à l’abri de l’humidité, on peut la conserver assez longtemps; mais il vaut mieux l’employer aussitôt qu’elle a été éteinte: le mortier est plus liant, il prend et durcit plus vite.

La bonté du mortier dépend autant de la manière dont il est préparé que de la qualité des matières qui le composent. Il est donc essentiel que cette opération soit faite avec toutes les précautions qu’exigent les qualités de ces matières.

Mais les procédés à suivre peuvent plutôt s’indiquer que se prescrire d’une manière absolue, les doses en quantités dépendant toujours des qualités des matières, qui varient selon les localités.

Ainsi, il y a de la chaux vive, comme celle de Melun, qui absorbe en s’éteignant deux fois et demie son poids d’eau pour former une pâte moyennement liquide, comme il faut qu’elle soit pour faire le mortier ordinaire sans être obligé d’y ajouter de l’eau.

D’autres qualités de chaux ne consomment, pour former une pâte de même consistance, qu’une quantité d’eau égale à son poids. Pour faire un bon mortier avec la première de ces pâtes (chaux de Melun), il faut mêler trois parties de sable de rivière avec une partie et demie de chaux; en faisant usage de la seconde pâte, il en faut deux parties pour trois du même sable. — Dans le premier mortier la quantité de chaux en pâte est moitié de celle du sable, tandis que dans le second elle en est les deux tiers.

Pour la fondation des bâtiments on prendra de la chaux grasse (non hydraulique et éteinte par fusion) dans la proportion de 0^m,370 cubés et du sable de rivière 0^m,950 cubes.

Pour pavage de cours, chaux grasse un peu hydraulique 0^m,340 et 0^m,820 cubes de ciment de tuileaux.

Pour réservoirs, etc., chaux grasse un peu hydraulique 0^m, 250 cubes, 0^m,940 cubes de sable de rivière et 0^m,200 cubes de pouzzolane ou matière analogue.

Pour travaux quelconques dans l’eau, chaux hydraulique très énergique 0^m,360 cubes, 1 mètre cube de sable de rivière et 0^m,040 de pouzzolane.

Pour faire les joints, 2 parties de chaux hydraulique, 2 parties de sable et 1 partie de bon ciment romain.

Lorsque le mortier, le bon mortier hydraulique, est entièrement confectionné, on ajoute, pour faire du béton, la pierraille ou les cailloux qui doivent le constituer, et le mélange s’effectue encore à l’aide de pilons ou de massettes (fixées au bout de manches en bois, et dont nous avons déjà parlé plus haut), en battant avec force et vitesse. Nous revindrons plus tard sur remploi du béton.

Indices de la bonne cuisson de la chaux

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«La chaux vive, de quelque nature qu’elle soit, pour être cuite au degré convenable, doit fuser promptement et complètement dans l’eau. Si elle est trop calcinée, elle reste quelquefois un jour ou deux dans l’eau sans avoir subi une extinction complète. Pour être de bonne qualité, les chaux ne doivent contenir aucune matière étrangère, ni aucun biscuit ou durillon de quelque nature que ce soit.

«Les bonnes chaux hydrauliques bien cuites se reconnaissent facilement à leur légèreté, à leur consistance crayeuse, et à l’effervescence qu’elles font avec l’eau, lorsqu’elles n’ont pas encore été éventées. Quand, au contraire, elles sont lourdes, compactes, vitrifiées légèrement sur les arêtes des morceaux, et longtemps inactives après l’immersion, c’est que le terme de la bonne cuisson a été dépassé. Si elles fusent superficiellement, en laissant un noyau, c’est que la cuisson est incomplète.

«Les pierres à chaux perdent dans leur calcination parfaite environ 0,45 de leur poids primitif, par l’effet de l’évaporation de toute l’eau et de l’acide carbonique qu’elles contiennent. La diminution est moins grande en volume qu’en poids; quoique très variable selon les diverses espèces de pierres, on l’évalue assez généralement à 0,1 ou à 0,2 du volume primitif. On conçoit que cette évaluation ne peut être qu’approximative, car la pierre calcaire se réduisant en fragments plus minimes à la calcination, la même mesure en contiendra une quantité moindre après cette opération qu’avant, attendu que plus on divise la chaux, plus le volume d’une masse est considérable ().»

Du sable

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Le sable est une matière composée de parties détachées qui tiennent le milieu entre la terre et les pierres, des débris desquelles elles paraissent formées; il y a autant de sables qu’il y a d’espèces de pierres: il y a des sables vitreux, quartzeux, calcaires et argileux. Il y a des sables de rivière et des sables fossiles ou de carrière. Le gros sable est nommé gravier. Il faut que le sable destiné au mortier soit propre, c’est-à-dire exempt de mélange de terre. En général le meilleur sable est celui qui, étant frotté dans la main, rend un petit bruit sec, effet que ne produit pas celui qui est terreux ou sans aspérités.

On reconnaît encore que le sable est de bonne qualité, dit Vitruve, lorsque après en avoir répandu sur un vêtement blanc, on le rejette en secouant l’étoffe, et qu’il n’y laisse aucune trace. On peut purifier tout sable de la terre qui pourrait s’y trouver en le lavant. Le sable fossile, ou de fouille ou de carrière, est préférable au sable de rivière, parce que le premier est prismatique et anguleux, tandis que le second est de forme ronde. Les grains de sable ronds n’adhèrent entre eux que sur peu de points et laissent de grands intervalles, tandis que les grains du sable fossile sont prismatiques et anguleux; dans la trituration ou préparation du mortier leurs faces finissent par devenir adhérentes et laissent peu d’interstices. Si l’on est forcé d’employer le sable de rivière, faute de sable de fouille ou de carrière, et si la rivière reçoit des immondices, son sable devra être lavé, parce que, sans cela, il serait nuisible aux constructions, de même que l’eau sale est contraire à l’extinction de la chaux, comme nous l’avons dit plus haut.

Il a été généralement reconnu que la meilleure eau pour la préparation du mortier est l’eau de pluie ou de citerne. L’eau de rivière quand elle est limpide est bonne aussi. L’eau la moins bonne pour le mortier est l’eau de puits.

Avant de faire le mélange de l’eau et du sable avec la chaux, il faut qu’elle ait été ramenée à l’état de pâte bien homogène de consistance argileuse. Après vingt-quatre heures d’extinction la fermeté de la chaux est déjà telle qu’on ne peut la diviser sans pioche, ou au moins sans une pelle tranchante. On peut toutefois la ramener facilement à l’état de pâte convenable en la battant verticalement avec des massettes en fonte, fichées au bout de manches en bois. On y mêle ensuite le sable sans addition d’eau, ce qui est indispensable pour obtenir un mortier solide, mais ce que les maçons évitent de faire, comme étant plus pénible; généralement ils ajoutent assez d’eau pour que le mélange qu’ils ont l’habitude de faire ne demande que le quart du temps nécessaire. On obtient ainsi des mortiers dont la résistance se trouve diminuée de moitié, des deux tiers et même des quatre cinquièmes.

Il faut que la chaux soit complètement éteinte avant d’ajouter le sable, et que tout travail ait cessé, ce dont on peut s’assurer par le refroidissement qui survient après l’effervescence. Lorsque la trituration du mortier a rendu le mélange aussi parfait que possible, une plus longue manipulation devient nuisible aux chaux hydrauliques, par le renouvellement des contacts avec l’air, qui les détériore tandis qu’il améliore les chaux grasses; les mortiers à chaux grasse doivent donc être battus le plus longtemps possible, et les mortiers à chaux hydraulique au contraire ne doivent l’être qu’autant que cela est nécessaire pour que la chaux adhère à chaque grain de sable et l’enveloppe entièrement.

Il est bon que le mortier soit fabriqué à couvert, soit pour éviter une dessiccation trop rapide dans lasaison des chaleurs, soit pour le préserver des pluies qui bien les détuiraient les qualités. Lorsqu’on construit dans la saison des chaleurs, il faut, ainsi que nous l’avons déjà dit, entretenir l’humidité des mortiers en arrosant les maçonneries, surtout si l’on emploie des chaux hydrauliques, afin que le mortier conserve quelque temps l’eau nécessaire à sa solidification.

Du plâtre

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Le gypse des environs de Paris, appelé plâtre lorsqu’il a été calciné en poudre, se fige rapidement en masse solide lorsque, après les deux opérations dont nous venons de parler, on lui. rend. par le gâchage, l’eau qu’il avait perdue. Le plâtre peut être considéré comme une espèce de chaux qui n’a besoin du mélange d’aucune autre matière que de l’eau pour former un corps solide, d’une dureté moyenne. Quoique le plâtre ne résiste pas aussi longtemps aux intempéries de l’air et à l’humidité, c’est cependant une matière fort commode pour la construction des maisons ordinaires, surtout à Paris et dans ses environs, où il est de bonne qualité, lorsqu’il est employé convenablement.

Le plâtre s’attache également aux pierres et aux bois; aussi s’en sert-on avec avantage pour la construction des murs, des voûtes et pour les enduits. On recouvre les cloisons, les pans de bois, les planchers, etc.

Tout constructeur doit bien se pénétrer de ce fait: c’est que le plâtre gâché augmente de volume en faisant corps, tandis que le mortier diminue, surtout lorsqu’il n’a pas été massé. Il y a donc de grandes précautions à prendre lorsqu’on se sert du plâtre pour certains ouvrages, tels que les voûtes, les cheminées qu’on adosse aux murs isolés, les plafonds et autres ouvrages qui seront énumérés dans la suite.

Les pierres à plâtre des environs de Paris sont d’un blanc grisâtre. Leur fracture présente une texture plus ou moins irrégulière, mêlée de particules brillantes, semblables à celles d’un marbre à gros grains.

On nomme à Paris et dans les environs plâtres au panier les plâtres les plus communs réduits en poudre par le broyage au moyen de meules et tels qu’ils sortent du moulin.

On nomme plâtres au sas, les plâtres plus fins, passés au tamis de crin, et enfin plâtres au tamis de soie les plâtres particulièrement affectés pour les travaux intérieurs du plafonnage et d’enduits faits avec soin.

Le plâtre en poudre s’emploie en le versant au moment même de l’emploi dans une certaine quantité d’eau, et en remuant ce mélange avec une truelle de cuivre, jusqu’au moment où il forme une pâte plus ou moins liquide. Lorsque la pâte a une consistance assez ferme, qui lui permet de faire prise presque immédiatement, le plâtre est dit gâché serré. Il est gâché clair, au contraire, quand la quantité d’eau employée en a fait une pâte ou bouillie plus ou moins liquide et dont la prise n’a lieu qu’au bout d’un certain temps.

Comme les chemins de fer transportent au loin le plâtre de Paris, et cela à un prix assez modique, on peut l’employer pour plafonds et moulures à des distances assez éloignées de ses carrières. On ne le fera pas venir en poudre, mais en pierre.

Le meilleur procédé pour cuire la pierre à plâtre consiste d’abord à lui communiquer une chaleur modérée, pour dessécher l’humidité qu’elle contient; on augmente ensuite graduellement le feu pour lui donner le degré de cuisson convenable, ce qui exige environ vingt-quatre heures. Lorsque le plâtre n’est pas assez cuit, il est aride et forme un corps peu solide; lorsqu’il est trop cuit, en le gâchant on trouve qu’il n’est pas assez gras. Quand le plâtre est cuit à propos, l’ouvrier sent en le maniant qu’il est doux et qu’il s’attache aux doigts. C’est surtout à cette qualité que l’on peut reconnaître le bon plâtre.

Le plâtre doit être réduit en. poudre aussitôt qu’il est cuit, soit en le battant, soit en l’écrasant avec des meules ou cylindres de pierre, parce qu’il perd de sa qualité, pour peu qu’il reste exposé à l’air; le soleil, en l’échauffant, le fait fermenter; l’humidité diminue sa force, et l’air emporte la plus grande partie de ses sels. C’est ce qui lui fait perdre son onctuosité et la faculté de durcir promptement et de former un corps solide. Ce plâtre ne s’unit alors que faiblement aux matières qu’il doit lier, et si l’on en fait des enduits, ils gercent.

Si le plâtre vient de loin, il est nécessaire de le renfermer dans des tonneaux et de le placer dans des lieux secs à l’abri des ardeurs du soleil.

Avec l’ocre jaune mêlée au plâtre en le gâchant, on peut lui donner une couleur de pierre; l’ocre brune ou rouge donnera un ton de brique; de l’ocre jaune et un peu de noir mêlés au plâtre donnent un ton de granit dont on peut se servir convenablement pour les enduits extérieurs des rez-de-chaussées.

Dans les constructions usuelles, qui, par leur destination, ne comportent pas nécessairement l’emploi des matériaux de grandes dimensions, tels que la pierre dont on se sert pour les édifices publics, le plâtre sert à décorer les façades construites en moellons. Ainsi appliqué, le plâtre se trouve à la vérité exposé aux pluies, qui le détériorent; mais sa durée est encore suffisante eu égard à la nature de l’édifice et de la dépense peu considérable qu’il occasionne comparativement à celle des décorations en pierre. On en a fait pendant longtemps un usage considérable dans la construction des tuyaux de cheminée, quoique le feu altère les qualités du plâtre; mais on pouvait ainsi les élever en ne leur donnant que de faibles épaisseurs et sans charger les murs et les planchers qui les recevaient.

On a fini par reconnaître les inconvénients qui en résultaient, et qui se manifestaient par des crevasses susceptibles d’occasionner de graves accidents. On a été ainsi amené à substituer la brique au plâtre dans la construction de ces tuyaux.

Le plâtre ordinaire se compose de 32,91 parties de terre calcaire, de 46,31 d’acide sulfureux et de 20,78 d’eau.

Si le plâtre est mis en contact avec le fer, il en détruit la qualité au moyen de l’acide sulfureux, l’oxyde fortement, et cela en rapport du temps que le plâtre met à sécher. Il est donc prudent de ne pas abuser du plâtre pour scellements et surtout dans les lieux où il ne peut sécher promptement ou qui seraient constamment exposés à l’humidité.

Dans les pays où le plâtre est rare et cher, on en fait un mélange avec de la chaux dans les proportions suivantes: pour faire les enduits extérieurs, un peu rustiques, on prend trois parties de mortier de chaux, qu’on mêle à une partie de mortier de plâtre (de plâtre gâché). Ce mélange neutralise, par le gonflement du plâtre, la diminution de volume de la chaux et empêche par là les gerçures et fentes qui se font quelquefois dans les enduits en chaux lorsqu’ils sèchent et se durcissent. Pour un enduit qui doit sécher très promptement, on ajoute, dans les pays où le plâtre est rare, une certaine quantité de sable quartzeux, d’ordinaire à 2 parties de plâtre en poudre, 1 partie de sable. Cette espèce d’enduit peut être employée à des épaisseurs assez fortes sans se gercer, et comme elle durcit promptement, elle convient pour former les premières charges destinées à recevoir les corniches, et encore pour enduire des pans de bois. Pour traîner les corniches, on se sert dans les mêmes pays de ce qu’on y nomme stuc de plâtre, composé de 3 parties de chaux fraîchement éteinte, d’une partie de sable et de quatre parties de mortier de plâtre.

Quand le plâtre est trop cuit, il est scarifié, et n’est pas susceptible de former une bouillie par l’addition d’eau; si le plâtre n’est pas assez cuit, la poudre ne se dissout pas dans l’eau et tombe au fond, comme le ferait le sable.

Ciments

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On appelle ciment des subtances mêlées à la chaux grasse, et qui ont la propriété de rendre cette chaux hydraulique.

1° La pouzzolane est un produit volcanique, amas de petits fragments scoriacés ou rappilli, accumulés autour des volcans, ou amas de matières terreuses qui en renferment une quantité plus ou moins grande. On en emploie le sable que le vent a dispersé à des distances considérables des volcans. Les pouzzolanes des environs de Naples sont grises, jaunes, brunes et noires. Celle de Rome est d’un rouge brun mêlé de particules brillantes d’un jaune métallique. On trouve de la pouzzolane dans presque tous les lieux où il y a eu des volcans. En France, nous en avons dans les départements de l’Ardèche, de la Haute-Loire, du Puy-de-Dôme et de la Haute-Vienne.

2° Le trass ou tuf volcanique, qu’on trouve en Italie et sur les bords du Rhin, particulièrement près d’Andernach, lorsqu’il est broyé et mêlé avec de la chaux grasse, produit bientôt dans l’eau une masse dure..

3° Ciment de tuileaux. Poudre faite avec des tuileaux pilés, qui mêlée avec de la chaux forme un mortier résistant à l’eau et à l’humidité. Il faut seulement que les tuileaux soient bien cuits; ceux qui ont servi pour les toits sont préférables aux tuileaux neufs et encore plus aux briques, qu’on a quelquefois l’habitude d’employer. — Le ciment dit de fontainier est fait avec de la poudre de poterie de grès, de mâchefer, de tuileaux et de pierre meulière; le tout broyé avec de la bonne chaux vive, produit un ciment excellent, qui durcit dans l’eau.

4° Le ciment anglais de Parker, nommé ciment romain, contient 55,4 parties de terre calcaire, 36 parties de terre argileuse graveleuse et 6 parties d’oxyde de fer. On peut aussi ajouter à 6 parties de ciment 4 parties de sable sans qu’il perde de sa qualité hydraulique. L’imitation française de ce ciment contient 54 parties de terre calcaire, 31 parties de terre argileuse graveleuse et 15 d’oxyde de fer, et comporte une addition de sable égale à celle du ciment anglais.

5° Le ciment, dit de Portland, qui vient d’Angleterre, où il fut composé, en 1824, par John Aspdin. Il a la couleur de la pierre, est inaltérable à l’air, à la gelée et à la chaleur.

Une sorte particulière de calcaire argileux donne immédiatement des chaux hydrauliques à la cuisson. Si le calcaire renferme de 10 à 12 pour 100 d’argile, il aura des propriétés hydrauliques. La chaux qui en provient, gâchée avec de l’eau, durcira en vingt jours environ dans les lieux humides ou sous l’eau. Quand le calcaire renferme de 20 à 25 pour 100 d’argile, la chaux gâchée fait prise en deux ou trois jours. En dernier lieu, enfin, si le calcaire renferme de 25 à 35 pour 100 d’argile, la chaux fait prise en quelques heures, et on lui donne le nom de chaux à ciment.

En 1756, J. Smeaton observa le premier que la chaux provenant de la cuisson de calcaires contenant de l’argile jouissait de la propriété de durcir sous l’eau. En 1796, Parker prenait un brevet pour l’exploitation d’un calcaire très argileux produisant une matière analogue à la chaux hydraulique, mais à prise beaucoup plus énergique, à laquelle il donna le nom de roman ciment, ciment romain, nom conservé depuis par les industriels français, pour les produits analogues qu’ils découvrirent postérieurement, et au nombre desquels on classe, par rang d’ancienneté, le ciment de Pouilly, découvert par M. Lacordaire, et le ciment de Vassy, découvert en 1831 par M. Gariel. Les espèces les plus réputées en France sont les ciments de Vassy (Yonne), de Pouilly (Côte-d’Or), de Portland, de Boulogne (Pas-de-Calais) et de Grenoble (Isère).

Le ciment de Vassy provient d’un calcaire argileux et magnésien dur, d’une couleur bleu cendré, que l’on trouve immédiatement au-dessus du liais, et dont la composition chimique est:

Réduit par la calcination, sa couleur devient jaune terne. Quand ce ciment est fabriqué, on l’enferme dans des barriques goudronnées et garnies à l’intérieur, pour en faciliter le transport et en assurer la conservation. A la suite de la cuisson, l’analyse donne la composition de ce ciment:

L’avarie du ciment a pour cause principale l’humidité de l’air. Elle se manifeste d’abord au contact des parois de la barrique, puis elle gagne lentement, mais progressivement, jusqu’au centre; il arrive assez souvent que le contenu d’une barrique est avarié à la surface, tandis qu’il est d’excellente qualité au centre. Pour que le ciment puisse être réputé non avarié et propre à un bon emploi, il faut que les fragments désagglomérés que l’on retire de la barrique cèdent facilement sous la pression des doigts, et que sa couleur n’ait éprouvé aucune altération, c’est-à-dire ne soit pas devenue blanchâtre. On est quelquefois obligé d’employer des barres de fer pour retirer le ciment des barriques, et souvent il faut avoir recours à la truelle du gâcheur. Là quantité de mortier obtenue est à peu près proportionnelle au poids du ciment employé ; c’est pour cette raison que le prix de celui-ci est fixé d’après le poids, et non selon le volume.

Il est d’usage, dans le commerce du ciment, de compter le poids des barriques au même prix que leur contenu. Le poids de l’enveloppe varie de 0,08 à 0,12 du poids total, suivant la densité et l’épaisseur du bois, soit 0,1 en moyenne. Chaque barrique contient de 100 à 235 litres de ciment, et pèse de 130 à 300 kilogrammes.

Le ciment s’emploie sous forme de mortier, avec ou sans sable, en y ajoutant une quantité d’eau égale à environ la moitié de son volume: cette quantité d’eau varie légèrement suivant la température et d’après le degré d’humidité du sable.

Un mètre cube de ciment en poudre, pris à la densité de 0,96 et converti en mortier sans mélange de sable, perd 17 pour 100 de son volume et ne donne que 0^m,83 de mortier.

On emploie rarement le ciment pur; on le mélange ordinairement avec une certaine quantité de sable dur, purgé de vase et de toute matière terreuse. On obtient ainsi un mortier plus résistant, moins sujet à se fendiller à la surface et beaucoup plus économique. Les mortiers de ciment pur ne sont guère en usage que pour le cas où un durcissement instantané est nécessaire, par exemple pour l’étanchement de sources dans les radiers des bassins et écluses, ou pour d’autres cas analogues.

Le ciment qui rient d’être employé est d’un jaune terre très foncé ; mais en séchant il prend une couleur qui a beaucoup d’analogie avec celle de la pierre de taille.

Des mastics

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Les mastics sont composés de matières ou subtances diverses, que l’huile de lin ou le feu doivent mélanger ou dissoudre.

1° Le mastic à l’huile sert à réparer les cassures de la pierre. Dans la pierre de taille il remplit les joints, qu’il fait presque disparaître.

2° Le mastic à chaud, bon à faire certains joints, à refaire des angles cassés, est formé d’une partie de goudron, 1/2 partie de colophane et 1/5 de poudre de tuileaux, qu’on fond en remuant sur un feu lent; on peut encore employer la colophane chaude mélangée de grès en poudre.

Un des meilleurs mastics connus en France est celui de Dhil. Sa composition a longtemps été tenue secrète, mais le principe de sa fabrication consiste dans le mélange de poudre de brique pilée ou d’argile bien calcinée, de litharge, de protoxyde rouge de plomb et peut-être de quelque matière étrangère et inconnue.

Au nombre des mastics qui approchent de celui de Dhil pour la qualité, nous en citerons un inventé par M. Thénard. Ce mastic lithargé est composé de 93 parties d’argile calcinée, pulvérisées et de 7 parties de litharge, réduite en poudre très fine. On le prépare avec une quantité suffisante d’huile de lin pure, pour lui donner la consistance du plâtre gâché ; on l’applique comme celui-ci, en ayant soin de nettoyer le mur auparavant et en l’ayant humecté avec une éponge trempée dans l’huile.

A La Rochelle, les officiers du génie ont employé en 1826 une sorte de mastic qui avait une grande analogie avec celui de Dhil. Il se composait de 14 parties en volume de sable caillouteux, 14 parties de pierre calcaire pulvérisée, en poids de litharge (des poids réunis du sable et de la pierre) et du poids total des ingrédients d’huile de lin.

Ces poudres avaient préalablement été séchées dans un four; car on découvrit que l’affinité du mélange avec l’huile dépendait de l’état de dessiccation des matières ainsi que du commencement d’une calcination qui semblait en voie de s’être produite. Ce mastic, employé avec de l’huile de la manière habituelle, fut appliqué sur les surfaces après qu’elles eurent été imprégnées d’huile.

3° Mastic hydraulique, fait avec un mélange de tuf en poudre, de sang de bœuf et de chaux pulvérisée.

4° Mastic pour scellement de fer dans la pierre; composé d’une partie de chaux hydraulique, deux parties de poudre de tuileaux et d’une demi-partie de limaille de fer, mis en pâte au moyen d’huile de lin.

5° Mastic gras, pour jointoiement de tuyaux en fonte: formé de minium, de poudre de tuileaux, de sable fin et d’huile de lin, bien mélangés.

6° Le mastic de vitrier, composé de céruse ou de craie et d’huile de lin.

7° Le mastic de menuisier, destiné à réparer le bois, comme trous, gerçures etc., etc., formé d’ocre, de céruse ou de blanc d’Espagne et d’huile de lin. On y mêle quelquefois aussi un peu de sable fin ou de poudre de tuileaux.

Couleurs

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Au nombre des matières préservatives on compte les enduits des murs, l’application des couleurs à l’huile et autres.

Indépendamment de l’usage du mortier comme matière à liaison, on emploie encore le mortier pour en recouvrir la superficie des murs, afin de la préserver des intempéries de l’air ou pour obtenir des surfaces plus unies et plus régulières et par conséquent plus agréables aussi à l’œil. L’opération de l’application des enduits à l’extérieur est dite ravaler, en terme du métier. Ravaler est donc l’action de faire un enduit sur un mur de moellon ou de brique, soit tout uni, soit en y figurant en saillie des champs, des naissances, des tables de plâtre ou de mortier. Mais on dit aussi faire, un ravalement lorsque l’on ripe ou gratte et blanchit une façade de pierre de taille.

Un enduit de chaux ou de plâtre, d’une épaisseur de 2 centimètres à 34 millimètres, a pour but de garantir les murs de la pénétration de l’eau et de l’humidité filtrant par les joints; l’enduit empêche aussi les matières soulevées par le vent de venir se fixer sur les parois des murs. Nous aurons encore à revenir plus loin sur les avantages des enduits.

Au moyen de l’application des couleurs, on cherche également à garantir le bois, le fer et même la maçonnerie des injures de l’atmosphère; on s’en sert pour l’agrément de la vue.

1° Le badigeon ne s’emploie que sur les enduits de mortier de chaux ou de plâtre: il consiste dans l’application d’un lait de chaux soit naturel, soit coloré en jaune ou brun. Le badigeon doit être appliqué en plusieurs couches afin de ne pas s’effeuiller ou tomber: en trois couches légères, par exemple.

2° Peinture à la colle ou en détrempe, préparée avec de la colle forte chauffée modérément; on lui donne presque toutes les nuances connues. L’eau collée doit être employée dans une certaine proportion avec la couleur, parce que les couleurs deviennent foncées par un excès de colle, et peu durables s’il n’y a pas assez de colle dans le mélange. Quand on veut peindre à la colle un mur avec un enduit de chaux, et que la superficie n’en est pas trop étendue, on peut imprimer l’enduit qu’on veut peindre avec du lait et de l’eau.

3° Peinture à l’huile. Si les couleurs de la détrempe sont broyées à l’eau, celle-ci est broyée à l’huile. On se sert comme base, dans la peinture à l’huile, de blanc et surtout de blanc de zinc. Presque toutes les surfaces à peindre sont d’abord imprimées avec une couche de blanc ou de gris, ou se rapprochant de la dernière couche à poser. Le fer seul s’imprime au minium ou oxyde de plomb, d’un rouge orangé ou jaunâtre.

Toutes les couleurs non en détrempe, mais à l’huile ou mélangées d’autres substances grasses ou résineuses, ne doivent être appliquées sur les corps que lorsque ceux-ci sont complètement secs ou séchés. Pour les couches d’impression à l’huile qui précèdent le rebouchage des trous faits par les clous, des nœuds ou des gerçures, il faut ne mettre que peu de couleur dans l’huile afin que cette huile pénètre le plus possible dans le corps imprimé. Pour les seconde et troisième couches, au contraire, le corps liquide à étendre doit être saturé ou rassasié de la matière colorante ou couleur, en sorte qu’on ne puisse l’étendre qu’avec une certaine difficulté.

Pour composer une bonne couleur à l’huile de lin bien limpide ou claire, ajoutez-y la moitié de son poids de litharge d’argent; faites bouillir lentement et constamment ce mélange sur un feu de charbon de bois modéré pendant deux ou trois heures en remuant toujours; laissez alors refroidir pendant une couple d’heures, au bout desquelles vous versez avec précaution l’huile bouillie en retenant au fond ce qui s’y sera déposé. Ce fond broyé ensuite peut être employé à peindre des corps exposés à l’extérieur aux injures du temps. On prend quelquefois aussi, au lieu d’huile de lin, de l’huile de pavot, de noix ou de chènevis.

Pour faire sécher promptement une couche de couleur à l’huile, on ajoute à 500 grammes de couleur de 30 à 45 grammes de siccatif. Cette matière est faite d’égales parties de plâtre calciné, de terre d’ombre brûlée, de minium et de litharge d’argent, mêlées avec de l’huile de lin et bouillies pendant huit à neuf heures sur un feu lent. Ensuite on y ajoute de l’huile de térébenthine pour délayer davantage ce mélange. Sur un kilogramme des substances nommées, on compte 1 litre et demi d’huile de lin et 8 litres d’huile de térébenthine.

Pour donner aux corps et surfaces peints à l’huile du brillant ou luisant, on les recouvre d’une couche de vernis que fournit le commerce.

Quand on veut conserver la couleur et le travail naturel du bois, on l’enduit d’une couche d’huile naturelle, sans couleur aucune. On peut aussi se servir pour le même objet du vernis dont nous venons de parler.

Nous avons vu, à propos du bois, l’emploi du goudron dont on se sert aussi dans certains cas pour protéger de l’humidité le fer et la maçonnerie.

Asphaltes et bitumes

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La France possède un assez grand nombre de dépôts bitumineux; il s’en trouve dans les tufs basaltiques en Auvergne, dans les sables tertiaires à Gabian près de Pézenas, à Lobsann et Beschelbrunn dans le Bas-Rhin, dans les dépôts crétacés supérieurs à Orthez et Caupenne près de Dax, à Seyssel près de la perte du Rhône dans l’Isère, etc.

Les bitumes qui sont naturellement huileux, plus ou moins visqueux, comme à Beschelbrunn et dans un grand nombre de lieux de l’Allemagne, ne sont pas employés dans la construction. Les bitumes propres au bâtiment sont mélangés avec des calcaires en poudre, avec des sables, des graviers, pour le dallage des trottoirs, des terrasses, pour des tuyaux de conduite, des réservoirs, etc., etc.

On nomme aussi momie une couleur brune qu’on tire du bitume.

L’asphalte est un minerai bitumineux, à gangue calcaire, de couleur brune foncée, tirant sur le noir; c’est une matière qui se ramollit quand on la chauffe dans une chaudière, et qui est inflammable, indissoluble dans l’eau et très imperméable. L’asphalte pur est composé de carbone, d’environ 80 pour 100 d’eau, d’oxygène et d’une petite quantité d’azote; cette matière pure est insoluble dans l’alcool.

L’asphalte employé dans les constructions se tire principalement des mines du Val-Travers dans le canton de Neufchâtel (Suisse), de Chavaroche (Savoie), de Rocca-Secca près de Naples, de Seyssel. On en trouve également en Sicile. La roche asphaltique y est à gangue calcaire imprégnée de bitume; on l’extrait à la mine. Une partie est cassée en morceaux de 3 à 4 millimètres de côté, mise dans des tonneaux et livrée au commerce; l’autre partie est réduite en poudre, dont les quatre cinquièmes sont livrés au commerce dans des tonneaux, et l’autre cinquième réduit en mastic bitumineux par une addition de 2,5 à 4,5 pour 100 de son poids de bitume ductile. Le mélange se compose en moyenne de 84,5 parties de calcaire et 15,5 de bitume: on l’opère à chaud dans une chaudière, d’où on le tire pour le mettre en pain à l’aide de moules; refroidis, ces pains se solidifient et sont ainsi livrés au commerce. Ils ont 50 centimètres de longueur, 33 de largeur et 11 d’épaisseur.

Pur ou mélangé de sable, le mastic bitumineux sert aux dallages intérieurs et extérieurs, aux sols de terrasse, quelquefois aux couvertures de bâtiment, aux chapes de pont, etc. On peut aussi l’employer pour couronner l’épaisseur d’un mur de soubassement, pour empêcher l’humidité de monter; mais il faut que cette opération soit faite avec beaucoup de soin et de précaution.

A Seyssel, l’asphalte est réduit en poudre, puis converti en mastic bitumineux, en y mélangeant, par fusion dans des chaudières, de 4,5 à 14 parties pour 100 de bitume de Bastennes ou de Gaujac. Ce mastic est coulé en pains, que l’on transporte sur le lieu des travaux. Là, on le concasse pour le refondre avec du bitume et avec du gravier desséché. Pour les dallages habituels de trottoirs, on ajoute 4 pour 100 de bitume et 50 pour 100 de gravier; ces proportions varient toutefois suivant la destination des dallages.

Bitumes

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Les bitumes sont des matières glutineuses, visqueuses, ou sèches et fragiles, brunes ou noires, fondant assez facilement à la chaleur, les unes à 100 degrés ou même au-dessous, les autres à une température plus élevée. Il y a des bitumes solubles, d’autres sont insolubles. La plupart sont attaqués par l’éther ou par l’essence de térébenthine. A la distillation et après épuration les bitumes deviennent plus ou moins limpides, et ne présentent plus qu’un carbure d’hydrogène. On pense que les bitumes sont des mélanges en toutes proportions de carbure d’hydrogène huileux, plus ou moins abondant, avec des composés formés de carbone, hydrogène et oxygène, dont les uns sont analogues à l’asphalte et dont les autres ont quelques rapports avec la houille maigre.

Le bitume se trouve à l’état natif en Auvergne, au Mexique, à Cuba, à Trinidad.

Stucs

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Le stuc est une composition, ou sorte d’enduit, connue des anciens Romains, et qui au moyen de la peinture et du polissage parvient à imiter parfaitement le marbre. C’est au moyen de chaux mêlée à de la poudre calcaire, de craie, de plâtre et de différentes autres matières qu’on obtient cet enduit, qui acquiert en peu de temps une grande dureté. Dans les constructions on se sert de stuc pour revêtir des colonnes, des pilastres, des murs, des panneaux et des plinthes; on en forme même quelquefois des moulures, des bas-reliefs et autres objets de décoration.

Le stuc est employé aussi pour protéger des parois extérieures exposées à l’air ou à l’humidité ; mais dans ce cas on ne doit faire usage que de matériaux qui puissent résister à l’action de l’eau. Comme les substances pour faire le stuc ne sont pas de même nature dans les diverses localités, sa composition doit naturellement varier selon les lieux; mais pour obtenir un enduit d’une grande dureté, et pouvant bien conserver le poli, une des principales conditions à remplir, c’est de réduire les différents ingrédients à l’état de la poudre la plus fine possible; il faut ensuite qu’ils puissent se solidifier promptement.

On distingue deux sortes de stucs, le stuc en chaux et le stuc en plâtre. Il est clair que le premier, qui est le meilleur, doit être rangé parmi les ciments; mais sa couleur désagréable l’empêche d’être employé, du moins pour la décoration architectonique. On peut cependant, lorsqu’on a quelque humidité à craindre, l’utiliser comme première couche, sur laquelle on applique ensuite une préparation plus agréable à la vue.

On a l’habitude en Italie d’exécuter les stucs en trois couches. Le stuc en chaux se fait avec un mortier de chaux et du sable fin tamisé ; on mélange ce mortier avec soin jusqu’à ce qu’il ne reste plus de grumeaux. On fait une sorte de bassin sur une palette, avec une certaine quantité de ce mortier; on y verse de l’eau, sur laquelle on sème avec la main une quantité de plâtre nécessaire pour l’absorber; puis on se hâte de faire le mélange du plâtre gâché et du mortier, afin de l’employer le plus promptement possible. Ce mélange, qui contient 2 parties de plâtre gâché pour 1 de mortier, sert à former la masse des corniches et moulures, ou la couche intérieure des enduits pleins. Pour les dernières couches de l’ébauche, la quantité de plâtre gâché n’est plus que de 1 partie contre 3 de mortier.

La masse étant ainsi formée, on la laisse sécher jusqu’à ce qu’elle ne contienne plus d’humidité à l’intérieur, avant de poser la dernière couche ou le stuc proprement dit. Cette dernière couche est faite d’un mélange de quantités égales de chaux et de marbre en poudre tamisée. La chaux doit être choisie morceau par morceau, afin d’éviter ceux non cuits et les biscuits; on l’éteint par immersion; puis on l’écrase sur un marbre avec une molette, comme on le fait pour la peinture. Après quatre ou cinq mois d’extinction, on mêle cette chaux avec la poudre de marbre sans y ajouter d’eau, et on broie jusqu’à ce que le mélange soit parfait.

Une fois que l’on a préparé une certaine quantité de cette pâte, on mouille l’ébauche, c’est-à-dire les premières couches jusqu’à ce qu’elle n’absorbe plus d’eau, et avec un pinceau on applique dessus un peu de stuc, que l’on a délayé dans un vase. Alors, au moyen d’une spatule, on applique une couche de stuc dur, dont, à mesure qu’elle sèche, on détermine les formes et à laquelle on donne le poli avec des ébauchoirs en acier et du linge mouillé enveloppé autour du doigt ou même avec le doigt seul.

Le stuc à la chaux peut s’employer à l’extérieur comme à l’intérieur; seulement, dans le premier cas, l’ébauche ou les premières couches doivent être faites entièrement avec du mortier de chaux hydraulique.

Le stuc en plâtre s’obtient en gâchant du plâtre de premier choix dans une dissolution de colle forte. On commence par choisir du bon plâtre bien cuit, on l’écrase dans un mortier en fonte ou sous une meule, puis on le passe dans un tamis de soie bien fin. Quelquefois même, afin d’être plus sùr de son plâtre, on choisit le meilleur et le plus blanc sulfate de chaux, on le casse en morceaux de la grosseur d’un œuf et on le fait cuire dans un four de boulanger très chaud et dont l’ouverture est hermétiquement fermée. Après avoir préparé, au moyen d’un crépi, la surface sur laquelle le stuc doit être appliqué, l’ouvrier gâche son plâtre à stucquer dans une caisse où il a fait fondre une quantité de colle de Flandre suffisante pour que la dissolution ne soit pas trop claire; c’est à l’expérience à guider pour le degré de force à lui donner. Le plâtre maigre exige plus de colle que le plâtre gras et onctueux au toucher. Le plâtre ainsi gâché fait prise plus lentement que s’il était gâché à l’eau pure.

On peut remplacer la colle de Flandre par d’autres matières gélatineuses. Ainsi, si l’on veut obtenir du stuc blanc, il faut employer une colle incolore, de la colle de poisson, par exemple. Pour avoir des stucs colorés en jaune ou en vert, on ajoute de l’hydrate de peroxyde de fer ou de l’oxyde de chrome. On obtient d’autres couleurs avec les oxydes de manganèse, de cuivre, les hydrocarbonates de cuivre, etc. Le plâtre étant gâché et remué, on l’emploie à la manière ordinaire. Si l’on veut donner au stuc un aspect rubané ou marbré, on fait dans l’enduit des veines que l’on remplit avec du plâtre gâché coloré. On imite les brèches en introduisant dans la pâte des fragments de stuc coloré. Les granits se font, comme les brèches, en taillant le stuc, et en remplissant les trous avec une pâte ayant la couleur des cristaux qu’on veut représenter.

Quelquefois le stuc s’applique liquide, à l’aide d’une brosse; dans ce cas on en superpose une vingtaine de couches sur la surface que l’on veut recouvrir. Pour polir le stuc on emploie le grès pilé et une molette de pierre; il présente alors des cavités qu’on rebouche avec du stuc liquide plus chargé de gélatine. On le passe à la pierre ponce, puis on rebouche de nouveau les cavités, et on répète l’opération jusqu’à ce que la surface soit bien unie. On lui donne alors un poli plus parfait avec pierre la de touche, et on relève ce poli en le frottant avec des chiffons légèrement enduits de cire. Avant de commencer le polissage, les surfaces doivent être parfaitement dressées, surtout lorsqu’elles sont grandes; car les flaches, qui deviennent plus sensibles par l’effet du poli, seraient d’un effet désagréable.

Le stuc en plâtre est d’un usage très fréquent, mais il n’a de durée que dans les appartements et autres lieux secs.

LIVRE DEUXIÈME

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LA SCIENCE DES CONSTRUCTIONS

CHAPITRE PREMIER

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Des liaisons, des murs

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Toutes les constructions ont un but identique et général, qui est de limiter un ou plusieurs espaces verticalement et horizontalement, et de telle sorte qu’ils offrent le plus de solidité et le plus de durée possible. La construction n’est donc pas autre chose que l’établissement des limites d’un espace donné, limites qui ont des noms divers selon la position qu’elles occupent dans la bâtisse, comme murs, plafond, planchers, toits, portes, fenêtres, etc. C’est la réunion de ces parties diverses de la bâtisse qui constitue ce qu’on nomme la construction. Chacune de ces parties est soumise à de certaines conditions, pour concourir convenablement au but désiré ; et bien que semblables entre elles sous certains points, elles en diffèrent totalement sous d’autres. Il en est de même des matières ou substances employées à l’édification des différentes parties de la bâtisse; car leurs qualités diverses rendent tels et tels matériaux propres à certaines constructions et impropres à d’autres. Chaque construction est donc formée, composée de matériaux divers. La manière et la façon de les unir ou de les lier entre eux dépend de leurs qualités particulières, ainsi que du but que se propose le constructeur. Il y a donc plusieurs moyens d’unir entre eux les matériaux, d’en faire un ou plusieurs corps, et c’est le résumé de tous ces moyens qui constitue la théorie de la liaison ou de l’assemblage.

Les constructions du genre le plus simple sont: 1° les murs en général, ou la maçonnerie, proprement dite bâtisse, et 2° la réunion des bois de charpente. Nous ne nous occuperons ici que des murs, et plus tard de la charpente.

Des murs

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On appelle ainsi des assises horizontales de pierre ou de brique, posées les unes sur les autres, assises liées entre elles au moyen du mortier ou toute autre espèce de procédé, et cela suivant les dimensions voulues données par la théorie et l’expérience.

Dans des circonstances identiques, des murs épais résisteront davantage à la chute ou à l’écroulement que des murs trop minces ou de peu d’épaisseur. Il est cependant inutile d’élever des murs d’une trop forte épaisseur; mais il suffit d’en déterminer la stabilité au moyen de règles résultant de l’expérience et de la pratique. C’est ainsi que l’expérience montre que certains murs de bâtiment demandent des dimensions déterminées pour être solides, et que pour cela il faut employer de bonnes liaisons et observer une coupe des pierres régulière et selon les règles de l’art.

La maçonnerie en pierre et la maçonnerie en briques sont donc la solidarité réciproque et la stabilité des pierres ou des briques. Cette solidarité est atteinte quand le corps de chaque pierre couvre le joint formé par les pierres inférieures, c’est-à-dire qu’il faut que les joints se croisent et qu’il ne s’en trouve pas l’un sur l’autre dans deux assises différentes.

La coupe des pierres consiste à tailler les pierres d’après leur forme et leur configuration. En effet, si l’on se représente une pierre quelconque dans un mur ordinaire, il sera évident que cette pierre conservera plus facilement sa position dans le cas où ses surfaces supérieures et inférieures auront une position horizontale et ses surfaces latérales une position verticale.

Pour faire des murs solides et durables, il faut aussi n’employer que de bons matériaux, d’une bonne qualité et lier ces matériaux par de bons mortiers. Il faut, en dernier lieu, donner de la durée aux murs en appliquant sur leur superficie des. enduits, que l’on rendra plus solides encore en les recouvrant de couches de badigeon, de couleur à l’huile ou autre.

Les murs doivent porter, enceindre et séparer. Les murs qui ne font que porter sont nommés murs de fondation. Ces murs donnent une base solide aux constructions; on les établit à une profondeur plus ou moins forte de la superficie du sol, sur le terrain naturel et solide, et on les monte généralement jusqu’au niveau du plancher du rez-de-chaussée, ou même, mais pour certaines constructions seulement, jusqu’à une hauteur convenable pour se garantir de l’eau du sol ou de l’eau de pluie.

Les murs de fondation supportent tout le poids du bâtiment, en le répartissant d’une façon uniforme et normale sur le sol, qui, comme on le sait, est compressible à un certain degré. Ils sont destinés aussi à préserver le bâtiment des changements ou modifications que la gelée serait susceptible de faire subir à un sol humide; car la gelée et le dégel dilatent et étendent le sol, le rendent meuble et le décomposent quelquefois. C’est même pour cette raison qu’on enfonce les murs de fondation assez avant en terre pour que la gelée ne puisse les atteindre, surtout quand il n’y a pas de caves sous le bâtiment, comme par exemple pour des écuries, des remises ou des hangars. Il est dans tous les cas convenable de donner aux murs de fondation au moins un mètre de profondeur, si le sol est bon à cette distance. Mais nous parlerons d’une manière plus détaillée des fondations à l’article spécial qui les concerne.

Les murs enceignent dès qu’ils sont destinés à limiter au-dessus du sol certains espaces. Lorsqu’on utilise les espaces compris entre les murs de fondation d’un bâtiment quelconque, espaces formés par l’enlèvement des terres et limités horizontalement par un plancher ou une voûte, les murs de fondation en question deviennent alors des murs de cave, et dans ce cas ces murs enceignent autant qu’ils supportent. Ils servent aussi à maintenir dans les caves une température invariable et égale; à préserver l’intérieur des eaux pluviales, à supporter le poids et la poussée des voûtes établies dessus, à résister enfin à la pressi on des terres adjacentes.

Les autres murs qui s’élèvent au-dessus des murs de fondation forment ce qu’on nomme le rez-de-chaussée et les étages. Il y a dans ces murs deux catégories: dans la première on compte les murs de pourtour, ou murs extérieurs d’une construction quelconque; dans la seconde sont rangés les murs qui divisent et constituent les espaces ou pièces demandées: on les nomme murs de refend.

Les murs formant les étages se supportent eux-mêmes; ces murs ont pour objet de garantir les espaces ou pièces intérieures des intempéries des saisons, soit de la chaleur, soit du froid ou de l’humidité, tandis que les murs de refend sont destinés à recevoir une partie des constructions supérieures et à déverser un certain poids sur les murs de pourtour et de fondation. Les murs de refend servent aussi à l’établissement des voûtes de cave et au maintien des planchers et de la charpente.

Pour la construction des murs de fondation il faut n’employer que des matériaux de nature à ne pas attirer l’humidité, afin que les murs du rez-de-chaussée et des étages se maintiennent secs et en bon état; on doit en outre donner une bonne épaisseur à ces murs de fondation pour obtenir et maintenir une température invariable. Pour les murs de pourtour, les matériaux doivent être mauvais conducteurs de la chaleur et inattaquables à la gelée. Enfin, on doit se servir de matériaux légers pour les murs hors de terre et de matériaux pesants pour les murs de fondation, qui ont tout le poids des murs de pourtour et de refend à supporter.

Quant à la nature des matériaux, on distingue quatre genres différents de maçonnerie, celles en brique, en moellon, en pierre de taille, et la quatrième qu’on nomme maçonnerie mixte.

La maçonnerie en brique est le plus communément employée dans les pays de plaines ou dans les contrées où la pierre est absente ou trop dure pour être facilement façonnée. On se sert cependant de la brique dans les lieux où il se trouve de la pierre en abondance et où elle est taillée sans demander trop de main-d’œuvre. Dans ce cas la maçonnerie en brique est une question de goût, de fantaisie. La maçonnerie en brique est surtout employée dans le nord-est et le sud de la France.

La brique a une forme rectangulaire; sa longueur est ordinairement double de sa largeur et son épaisseur est égale à la moitié de la largeur. Les briques moyennes, dont on fait le plus usage, ont de 22 à 24 centimètres de longueur, sur 11 ou 12 centimètres de largeur, et 55 millimètres à 6 centimètres d’épaisseur. C’est avec cette espèce de briques qu’on élève les murs, qu’on fait les revêtements, les voûtes, les cloisons et les languettes de cheminées.

Les grandes briques ont depuis 30 jusqu’à 36 centimètres de longueur, sur 20 à 24 de largeur et de 4 à 5 centimètres d’épaisseur. On les pose de champ (sur une des petites faces longitudinales) pour former des cloisons et des voûtes de peu d’épaisseur.

On fait usage à Paris et dans les environs: 1° de la brique du département de l’Yonne, connue sous le nom de brique de Bourgogne: elle est bien cuite et très résistante; — 2° de la brique de Montereau et de Solins (département de Seine-et-Marne): elle ressemble beaucoup à la brique de Bourgogne; — 3° de la brique de Sarcelles (département de Seine-et-Oise), peu résistante et fragile; — et 4° de la brique des environs de Paris, brique dite du pays, très cassante.

Tableau des briques employées à Paris et dans les environs.

Il y a des briques qui résistent au feu; on s’en sert pour la construction des appareils métallurgiques et des foyers; ces briques, nommées réfractaires, sont composées d’argile pure, sans chaux et sans fer.

Il y a aussi des briques creuses qu’on emploie pour les légers ouvrages; elles ont la forme prismatique des autres briques ordinaires, mais elles ne sont pas entièrement creuses, elles ont des cavités selon leur longueur, formées par des cloisons longitudinales. V. fig. 37, page 60.

Pour former les conduits de cheminée dans les murs, les tuyaux de fosses d’aisances, etc., on se sert de poteries de formes et de dimensions diverses, qu’on place en les ajoutant les unes sur les autres jusqu’à la hauteur voulue.

Enfin, il y a des murs isolés, qui n’ont rien à supporter au-dessus d’eux et qui n’enceignent que de très vastes espaces, comme parcs, jardins, cours, etc. Ces murs doivent surtout être construits en matériaux de qualité durable, inattaquables à la gelée et à la pluie. Dans certains pays de l’Europe, et surtout dans le sud, on élève ces murs d’enceinte pleins jusqu’à une hauteur de 1 à 2 mètres: au-dessus de cette élévation on les construit à jour en formant diverses combinaisons au moyen de la brique ordinaire.

Ces murs isolés-d’enceinte doivent toujours recevoir une couverture pour préserver leur sommet des eaux pluviales et de la gelée; cette couverture s’appelle couronnement, mot qui s’applique aussi à la terminaison de tout mur qui n’est pas couvert par le toit d’un bâtiment. Ces couronnements peuvent être en pierres de taille, en briques, en poteries, en tuiles, en ardoises, etc. Quand un mur est mitoyen, c’est-à-dire quand une moitié du mur, en longueur et en hauteur, appartient à un propriétaire, et l’autre moitié à un autre propriétaire, on fait le couronnement en forme de toit à deux pans ou deux rampants (fig. 39), afin que l’eau qui tombe sur le mur soit partagée de moitié entre les deux propriétaires.

Fig. 39.

Fig. 40.

Fig. 41.

Fig. 42.

La couverture d’un mur se nomme aussi chaperon quand ce mur, comme nous venons de le dire, a deux égouts ou larmiers à l’extrémité inférieure de chacun des petits rampants. Quand le mur n’a qu’un propriétaire, il n’a qu’un égout et un rampant dont l’égout est du côté de la propriété (fig. 40). Plus les matériaux employés au couronnement d’un mur d’enceinte sont durs, moins on est obligé de leur donner de pente, plus ils sont tendres, plus aussi leur pente doit être rapide.

La forme et le volume des murs dépendent de leur destination ainsi que de leurs rapports avec l’ensemble de la construction.

De l’épaisseur des murs

Table des matières

Il n’y a pas de lois absolues pour l’épaisseur des murs et des piliers, parce que ces lois sont soumises à diverses exigences et conditions qui varient à l’infini, selon les circonstances.

Nous n’appellerons donc l’attention du constructeur que sur les conditions essentielles qui régissent cette question, et que nous ne lui indiquerons que comme jalons qui pourront le guider dans certains cas.

L’épaisseur d’un mur dépend de la charge qu’il doit supporter ainsi que du poids des matériaux dont il est formé. Quant à la charge verticale, il y a à considérer la stabilité compressive des diverses assises horizontales du mur par rapport à leurs sections transversales. Tantôt c’est l’assise inférieure qui a à supporter proportionnellement la plus forte charge; tantôt c’est une assise plus élevée qui supporte cette charge, quand par exemple le mur contient des baies de portes, de fenêtres, etc.

La résistance d’un mur à la charge qu’il porte dépend des matériaux principaux dont il est construit, de la bonne liaison ou appareil des pierres naturelles ou artificielles dont il est formé, et enfin du mortier destiné à faire de cette agglomération de substances un tout compact. Il est très rare que l’épaisseur d’un mur soit déterminée par sa seule stabilité, parce que généralement d’autres exigences commandent une épaisseur plus forte et autre que celle requise par la stabilité naturelle, tandis que les dimensions des piliers isolés, qui ne sont assujettis qu’à une pression verticale peuvent facilement se déterminer. Nous ferons remarquer que ces piliers ne doivent avoir qu’une hauteur proportionnelle à leur superficie horizontale pour les empêcher de se rompre.

Dans aucune construction on ne rencontre de piliers en pierre qui aient au delà de onze fois leur épaisseur pour élévation. Les murs qui sont montés à une hauteur plus considérable que onze fois leur épaisseur doivent être retenus dans leur à-plomb ou position normale par des chaînes et des annexes.

On calcule aussi l’épaisseur des murs d’après la résistance qu’ils doivent offrir à la pression oblique effectuée par le vent et les ouragans, la poussée des voûtes ou celle d’autres parties de la construction, telles que poutres, solives, etc. Quant aux murs isolés ou piliers, ils sont regardés comme solides quand ils ont pour épaisseur de 1/6 à 1/8 de leur élévation, d’une solidité moyenne quand ils ont 1/10 d’épaisseur de leur hauteur, et enfin d’une solidité douteuse s’ils n’ont qu’un douzième de leur élévation pour épaisseur.

Pour connaître l’épaisseur à donner à un mur, il n’y a donc qu’à diviser sa hauteur par 1/6, 1/8, 1/10, suivant le plus ou moins de stabilité qu’on veut lui donner.

Indépendamment de l’élévation des murs et de son rapport à l’épaisseur, la longueur des murs isolés influe aussi sur l’épaisseur qu’on doit leur donner. Un mur d’une longueur considérable, par exemple, est sujet à des oscillations pendant de fortes tempêtes, et ces oscillations longtemps continuées compromettent l’aplomb des murs Quand leur longueur est infiniment plus considérable que leur élévation, il est d’usage de les renforcer par leur épaisseur elle-même, ou par des piliers ou des contreforts élevés à des distances égales les uns des autres. Si les matériaux sont rares et par conséquent coûteux, il faudra employer le dernier moyen pour la consolidation des murs isolés ou d’enceinte. Ceci s’applique non seulement aux murs de clôture ou autres murs isolés, mais encore à des murs de pourtour ou de face qui ne sont point reliés et consolidés par des murs transversaux ou de refend, ou maintenus dans leur aplomb par des couvertures ou charpentes sans poussée. Ordinairement les murs des bâtiments sont consolidés et reliés entre eux par des murs transversaux ou de refend et ces derniers contribuent puissamment à la stabilité des murs de pourtour.

L’épaisseur des murs peut encore être modifiée par la dimension des matériaux. Des murs en brique, par exemple, peuvent être construits en une demi, ou en une brique entière, en une brique et demie et en deux briques. On peut élever des murs en pierres de taille de toutes épaisseurs, tandis qu’on ne donne qu’une épaisseur déterminée aux murs en moellons, qui ne dépasse guère 0^m,48 à 0^m,50, à cause des parpaings qu’ils nécessitent, et qui dans leur longueur ne dépassent pas ces mesures ordinairement. Quant aux murs en pisé, on doit leur donner une épaisseur de 0^m,35 et mieux encore de 0^m,48, lorsque le pisé est à la chaux. Dans le cas où le pisé serait à la chaux hydraulique, comme on le pratique dans quelques parties de l’Allemagne, on peut ne donner à ces murs que 0^m,15 à 0^m,17 d’épaisseur.

Les murs en pisé de terre argileuse ne doivent être élevés qu’à une hauteur de 5 à 6 mètres, les murs en pisé à chaux ne doivent avoir que deux étages. Les murs en briques et en pierres peuvent être montés à des hauteurs indéterminées quand on leur donne une épaisseur en rapport avec leur élévation.

Il résulte d’une infinité d’observations faites par l’architecte Rondelet et consignées dans son grand ouvrage intitulé : Traité théorique et pratique de l’art de bâtir, qu’on peut se servir des calculs suivants pour déterminer les épaisseurs à donner aux murs.

Supposez que le rectangle ABCD (fig. 43) soit la face d’un des grands murs qui doivent renfermer l’espace rectangulaire EFGH. Tirez la diagonale BD et portez dessus de B en d la huitième partie de la hauteur AB si l’on veut lui donner beaucoup de solidité, la neuvième ou dixième partie pour une solidité moyenne, et la onzième ou douzième pour une construction légère. Si par le point d on mène une parallèle à AB, l’intervalle compris entre cette parallèle et la ligne AB indiquera l’épaisseur à donner aux grands murs EF, GH dont la longueur est égale à AD.

Fig. 43.

On aura l’épaisseur des murs EG, FH, en portant leur longueur de A en D′, et, après avoir tiré la diagonale BD′, on opérera comme pour les premiers.

On peut encore déterminer par le calcul l’épaisseur des murs que nous avons trouvée géométriquement. Faites une figure en proportion comme pour les exemples précédents et une simple règle de trois. La figure étant faite sur une échelle assez grande pour indiquer les centimètres, on mesurera avec cette échelle la longueur de la diagonale; connaissant par ce moyen les trois côtés du triangle ABD semblable au petit triangle Bed, on aura BD est à Bd comme AD est à ed. Exemple:

Supposons que la longueur du mur désigné par AD soit de 20 mètres et sa hauteur AB de 10 mètres, on trouvera la longueur de la diagonale de 22^m,50; en prenant la neuvième partie de la hauteur AB, ou 1^m,11 pour l’épaisseur à porter sur la diagonale de B en d, on dira: si 22^m,50 donnent 1^m,11, combien donneront 20 mètres, et on trouvera pour la valeur de ed 1 mètre.

Autre exemple: supposons la longueur du mur AD de 9^m,09 et sa hauteur 3^m,89, on trouvera la longueur de la diagonale de 9^m,90; en prenant la neuvième partie de la hauteur, ou 0^m,43 pour l’épaisseur à porter sur la diagonale, on dira:

9^m,90: 9^m,09:: 43: x, et l’on trouvera 0^m,39.

Cependant, nous le répétons, comme dans la composition des édifices et des maisons les murs se combinent les uns avec les autres, il en résulte qu’avec une moindre épaisseur que celle trouvée par la règle précédente ils peuvent quelquefois avoir une stabilité suffisante.

Il est facile de concevoir aussi que la résistance d’un mur placé entre deux autres murs sera d’autant plus grande que ces deux murs seront plus près l’un de l’autre; de manière que dans un rapprochement extrême le déchirement serait impossible, et que dans un grand éloignement la partie du milieu ne résisterait guère plus qu’un mur isolé.

Les murs qui renferment un espace sont dans le cas du mur précédent, parce qu’ils se soutiennent mutuellement par leurs extrémités: ainsi leur épaisseur doit augmenter en raison de leur longueur.

Dans les maisons ordinaires, où la hauteur des planchers ne dépasse pas 3^m,90 à 4^m,90, pour trouver l’épaisseur des murs intérieurs ou de refend, il ne faut avoir égard qu’à la largeur de l’espace qu’ils divisent et au nombre de planchers qu’ils ont à soutenir. Quant aux murs de face, qui sont isolés d’un côté dans toute leur hauteur, il faut avoir égard à l’épaisseur du bâtiment et à son élévation. Ainsi un corps de logis simple exige des murs de face plus épais qu’un corps de logis double de même genre et de même hauteur, parce que leur stabilité est en raison inverse de leur largeur.

POIDS DU MÈTRE CUBE DES PRINCIPAUX MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION

(A titre de comparaison le mètre cube d’eau pèse 1000 kilogs.)

Pour les bois se reporter au tableau de la page 77.

CHAPITRE II

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Des fondements

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Il y a dans toutes les constructions deux causes qui tendent à les détruire; l’une est le tassement, et l’autre la poussée. Ces deux causes de destruction sont le résultat de la pesanteur. Dans le tassement les corps agissent de haut en bas, verticalement avec toute l’énergie de leur poids, pour presser, comprimer et quelquefois même pour écraser ceux qui les soutiennent. Dans la poussée, la pesanteur ne pouvant agir librement, selon la direction qui lui est naturelle, tend à écarter les obstacles qui l’empêchent de la suivre.

Pour empêcher ces deux causes de destruction, il faut surtout apporter une scrupuleuse attention au terrain sur lequel on veut bâtir.

La solidité et la durée d’une construction quelconque dépendent, surtout et avant tout, de la nature du sol sur lequel elle est élevée; il faut que ce sol soit capable de résister au poids qu’on lui fait supporter, et que la maçonnerie achevée, elle ne soit pas exposée à faire de mouvements n’importe en quel sens. Le meilleur sol pour bâtir sera donc celui qui n’éprouvera aucune atteinte de l’effet de la pesanteur du bâtiment qu’on élèvera sur ce sol. Un sol peut être bon pour y établir une construction légère, mais il peut ne pas être assez solide ou assez ferme pour porter sans inconvénient, sans accident, une construction d’un poids considérable: d’où il résulte que la qualité du sol ou du terrain peut être subordonnée au poids plus ou moins grand qu’on établit dessus, c’est-à-dire qu’un terrain convenable pour une bâtisse légère peut ne pas, convenir pour y élever une construction d’un poids considérable.

Si le sol est d’une nature identique dans toute l’étendue du bâtiment, et si le poids du bâtiment est également réparti dans toute sa superficie, le tassement du sol peut avoir lieu sans préjudice pour la construction, par la raison que le tassement général et égal n’opère point de ruptures dans les murs. Si au contraire la charge constituée par un bâtiment est inégalement combinée, si par. exemple il y a des portions plus hautes et plus massives les unes que les autres, il s’ensuivra une pression inégale du sol qui aura pour conséquence d’opérer des déchirements ou des lézardes dans la construction.

Il peut arriver encore que par l’inégale fermeté du sol, ainsi que par l’inégale répartition du poids, le bâtiment subisse des tassements seulement dans certains endroits et non dans d’autres, ce qui amène également des ruptures et des crevasses.

Quand on a la liberté du choix, on doit éviter des sols comme ceux que nous venons d’indiquer. Mais si au contraire on est contraint par une cause ou une autre à bâtir sur un mauvais sol, on doit prendre certaines précautions pour rendre un mauvais sol en état de porter sans fâcheux résultats des constructions pesantes quelconques.

Le sol pourrait être classé en quatre catégories selon la résistance qu’il oppose à la construction élevée dessus.

La première comprendrait les roches dures, qui résistent parfaitement au poids élevé dessus et qui n’en subissent aucune action. Ces roches ne se fouillent pas, on doit les travailler à la pioche, ou les faire sauter au moyen de la mine.

La seconde comprendrait les sols graveleux et les terrains sablonneux fermes, qui, encaissés dans des étendues limitées, ne sont pas susceptibles de compression.

La troisième comprendrait les terrains susceptibles de compression, sans pour cela s’étendre latéralement. On y rangerait les terrains argileux, les terres grasses, les terres végétales et tourbeuses.

La quatrième classe, enfin, comprendrait les terrains compressibles et qui étant comprimés s’échappent dans les directions latérales. Dans cette quatrième catégorie on rangerait les plus mauvais terrains à bâtir, tels que terrains à tourbe, marais, terrains d’alluvion et terrains rapportés.

La science qui a pour objet de sonder le sol et de bien établir les fondements a, de tout temps, été reconnue si importante, que depuis l’antiquité elle n’a pour ainsi dire subi aucun progrès et que les conseils du romain Vitruve peuvent toujours être suivis avec sûreté. Et qu’on n’oublie pas que les effets et les défectuosités causés par la négligence de ne pas avoir assez sérieusement sondé la nature du terrain à bâtir sont et restent éternellement irréparables.

Comme il arrive que diverses natures de sol alternent en couches plus ou moins profondes dans un même terrain à bâtir, il est indispensable, surtout si le bâtiment à élever offre une certaine superficie, de sonder le terrain scupuleusement en plusieurs endroits, si toutefois il n’est pas déjà suffisamment connu par des fouilles adjacentes. Mais encore dans ce cas on ne doit tirer de conséquences que si les couches naturelles des substances dont est formé le terrain s’étendent régulièrement aux alentours et si l’expérience a confirmé l’identité du terrain à bâtir avec celui où il a déjà été bâti. C’est en s’informant auprès des constructeurs du voisinage qu’on peut acquérir ces renseignements. Lors de la fouille des murs de fondation, il peut arriver qu’on rencontre plusieurs natures de sol dans des endroits divers; dans ce cas il devient on ne peut plus urgent de fouiller le terrain dans toute l’étendue de la construction avant d’aller plus loin.

Souvent on arrive aussi à s’assurer de la nature du sol en creusant un puits afin d’avoir de l’eau à proximité pour les besoins de la maçonnerie. Le puits est un trou vertical en terre qui enseigne quelles sont les couches de substances qui constituent le terrain à bâtir.

Si le terrain est d’une nature sèche, on peut le sonder en creusant des trous d’une certaine profondeur. Ces trous peuvent être pratiqués aux points principaux de la construction future, aux principaux angles, sur l’emplacement des caves, par exemple. Il serait inutile de les pratiquer en dehors du périmètre de la fouille; on perdrait du temps et de l’argent. Ces trous creusés aux extrémités doivent être descendus à la profondeur nécessaire pour s’assurer de la qualité du sol.

Quand le terrain est aqueux on le fouille jusqu’à l’eau, et à partir du niveau de l’eau on se sert de la sonde. A cet effet on emploie des instruments divers suivant les contrées.

Du sondage

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Les sondes sont une espèce de tire-bouchon-cuillère qui fore et enlève: la sonde proprement dite est rivée ou soudée à une barre de fer de 27 millimètres environ, carrée, et dont on augmente indéfiniment la longueur en y adaptant des rallonges ainsi que le fait voir la fig. 44. A la deuxième rallonge du haut est adaptée une poignée comme aux fortes tarières de charpentier et destinée à faire manœuvrer la sonde: ces différentes parties en constituent l’assemblage. Nous donnons dans la figure quatre de ces parties: a est le sommet, b une des rallonges, c une cuillère et d un évidoir. A la pièce de sommet se trouve ce qu’on nomme un œil, avec une ouverture carrée dans laquelle on pratique la poignée destinée à faire fonctionner l’instrument. A son extrémité inférieure est un bourrelet carré avec une mortaise qui doit recevoir un tenon destiné à assujettir la rallonge. La pièce intermédiaire b a également à son sommet un bourrelet muni d’un tenon qui est destiné à entrer dans la mortaise de la pièce précédente. En bas cette pièce a, comme la première, un bourrelet avec une mortaise. Quand une pièce est entée ou emboîtée dans l’autre, ces deux pièces sont maintenues ensemble au moyen d’une cheville rivée. C’est de cette façon qu’on construit des sondes d’une grande longueur et qui descendent aux profondeurs voulues. La cuillère de notre figure sert pour sonder des terrains sablonneux et des terrains meubles, tandis que la sonde d est employée pour des terrains argileux et des terres grasses.

Fig. 44.

On comprendra facilement que les deux sondes dont nous venons de parler ne sont pas propres à ramener à la surface le sol foré ; car si la sonde opérait dans l’eau elle ne ramènerait rien. On a donc inventé un autre moyen de s’assurer de la nature d’un sol dans l’eau.

A cet effet on emploie la sonde ou cuillère à soupape. A une sorte de potence de brimbale (fig. 44) est pratiquée une sonde cylindrique avec une pointe tranchante placée en contre-bas. Dans la partie inférieure et à l’intérieur du cylindre est adapté un petit bourrelet qui rapetisse l’orifice du cylindre. Cet orifice est fermé au moyen d’une soupape à charnière. Maintenant on comprendra aisément que quand la sonde fonctionne, la soupape est soulevée par l’action de la terre forée et que le cylindre en est rempli. En retirant la sonde, le poids de la terre entrée dans la cuillère fait par sa pression fermer la soupape, et laisse arriver la substance qui y est contenue à la surface du sol, dût-elle traverser des nappes d’eau.

Pour traverser ou percer des couches de cailloux roulés, limons ou calcaires, on se sert, au lieu de la cuillère, d’un outil en forme de poinçon, et qui ressemble à l’extrémité des pieux qui servent aux pilotis. Cet outil fonctionne au moyen d’un mouton ou d’un appareil à levier, qui fait monter et descendre le poinçon par chocs.

Quant aux forages de bancs de pierre, on se sert pour les effectuer d’outils qui font les fonctions de marteaux, qui pulvérisent et broyent la substance dure sur laquelle ils frappent. L’extrémité de ces marteaux est forgée en forme de coin; d’autres sont à cinq pointes, comme une sorte de griffe, opérant par la pression de leur pesanteur en tombant, et on les tourne tant soit peu horizontalement à chaque choc qu’on leur imprime.

Gomme les sondages ne doivent servir qu’à s’assurer de l’état et de la qualité du terrain à bâtir, il est inutile de les poursuivre au delà de la profondeur nécessaire pour offrir une résistance convenable.

Le roc, quand ses masses ne recouvrent pas en couches de petite épaisseur des cavités inférieures, est sans contredit le meilleur sol à bâtir. Des terres fermes, comprimées, au nombre desquelles on compte le gravier, le gros sable pierreux, en général des couches identiques de terre d’une grande épaisseur, offrent un bon sol pour la construction, si toutefois elles sont exemptes d’humidité et n’alternent pas avec des couches de terre meuble. Dans le cas où des tranches horizontales de terre comprimées et fermes alternent avec des couches meubles, il ne faut pas fouiller les couches fermes, mais au contraire les utiliser pour y asseoir la base des murs de fondation. On peut même considérer comme un bon sol le sable fin s’il se montre en fortes et épaisses couches. Un lit de sable de 2 mètres à 2^m,60 d’épaisseur suffit, en effet, pour supporter sans danger un bâtiment de trois étages.

Les sols argileux et glaiseux d’une moindre épaisseur offrent moins de sécurité que des sols secs, parce qu’ils sont souvent détrempés par la pénétration des eaux pluviales; ils sont alors plus facilement comprimés de haut en bas et peuvent s’échapper latéralement.

L’infiltration des eaux dans des terres fermes est très préjudiciable aux constructions, surtout pendant les fortes gelées. Il est donc prudent de descendre tous les murs de fondation au moins à une profondeur assez grande pour que la plus forte gelée ne puisse pas en atteindre le pied, c’est-à-dire à un mètre de profondeur dans nos climats du Nord.

On doit considérer comme mauvais sol tout terrain aqueux, marécageux, tout terrain rapporté, tourbeux, d’alluvion ou chargé de sable provenant de sources: et il faut bien se garder d’élever directement des constructions sur de pareils sols. Mais s’ils sont recouverts de bancs de sable d’une certaine épaisseur, ils gagnent alors une grande solidité, et deviennent capables de résister à des poids considérables.

Quand on est obligé de jeter des fondations sur des terres légères ou poreuses, ou qui ont dû être remuées, il faut préalablement les battre jusqu’au refus du mouton ou autre machine dont le choc soit proportionné à la charge des constructions qu’on doit établir dessus. Sur ce sol bien battu on construira les fondements comme nous l’indiquerons plus loin pour les bons sols.

Le battage du sol est souvent préférable et moins coûteux que le pilotage, parce que la terre comprimée par les pieux oppose quelquefois une telle résistance et occasionne un frottement si considérable, qu’il empêche l’enfoncement des pilots, quoiqu’ils n’aient pas atteint le bon sol. Le battage d’un terrain compressible et la maçonnerie des fondations établies dessus effectuent, au contraire, d’avance le tassement dont la terre est susceptible, et la rendent assez ferme pour résister à la charge qu’elle doit soutenir, sans crainte de réaction.

Il faut renfermer et dessécher les sables mobiles et ceux à travers lesquels suinte l’eau. On fait usage pour cette opération de pilotis et de palplanches ou mandrins plantés dans le sol comme des pieux, pourvu qu’ils puissent pénétrer assez avant dans la couche de terrain inférieure, pour résister aux effets de la mobilité du sable et faciliter l’épuisement de l’eau, s’il en est pénétré.

Le meilleur moyen pour établir des fondements solides sur cette espèce de sol c’est d’étendre sur toute la superficie de l’espace renfermé par les pieux ou les palplanches une forte couche de béton ou de maçonnerie en blocage à bain de mortier, ainsi que nous l’indiquerons plus loin. Sur cette couche bien battue, nivelée et arrosée, on posera à 35 ou à 65 centimètres en retraite une assise de forts libages (gros moellons équarris grossièrement) aussi à bain de mortier, et battus pour servir de base aux fondations des murs ou points d’appui.

Pour former l’enceinte on se sert d’un double rang de pieux réunis par des palplanches, dont l’intervalle est rempli de glaise ou de terre franche; ainsi faite, cette enceinte convient également pour les terres marécageuses et les fondements dans l’eau. Pour élever cette espèce d’enceinte nommée batardeau, on pratique dans des pieux, plantés à très peu de distance les uns des autres, des rainures dans lesquelles on fait entrer des palplanches ou madriers en bois de chêne taillés en pointe par le bas. La largeur intérieure de cette espèce d’encaissement peut avoir depuis 1 jusqu’à 4 mètres, en raison de son étendue et de la puissance de l’eau.

Quant aux fondements dans la glaise, il est dangereux de creuser ou de piloter dans un tel terrain. Pour construire dessus d’une manière solide, il faut poser les fondements du bâtiment sur un grillage de charpente recouvert de plates-formes. Ce grillage est formé de pièces de bois longitudinales et transversales de 25 à 30 centimètres d’équarrissage, assemblées à queue d’aronde. Sur ce grillage enfoncé de son épaisseur dans la glaise, on forme un plancher de niveau dans toute son étendue avec des madriers jointifs de 8 à 10 centimètres d’épaisseur et chevillés sur les pièces de bois de grillage. C’est ensuite sur ce plancher qu’on établit la première assise de libages pour la fondation des murs. Pour éviter tout tassement inégal, il faut construire tous les murs ensemble et par assise générale, c’est-à-dire ne commencer de nouvelle assise qu’après avoir entièrement achevé celle de dessous dans tout son pourtour.

Il faut agir de même pour établir des fondations sur la tourbe, sur les terrains vaseux et marécageux. Mais il faut que l’épaisseur et la consistance du terrain vaseux soient partout égales, afin que le tassement se fasse uniformément et de manière que toutes les parties élevées au-dessus conservent leur aplomb.

On compte parmi les fonds solides les rocs, les masses de carrières non fouillées, le gravier, les terrains pierreux, le gros sable mêlé de terre, le tuf, les terres franches et compactes qui n’ont pas été remuées.

Les mauvais terrains sont les terrains formés de sable fin (plus il est fin plus il est mauvais), ceux qui sont formés de décombres, de terres rapportées, etc.; les terrains tourbeux, vaseux, marécageux doivent subir une préparation avant d’y asseoir les bâtiments. On ne doit jamais fonder une construction quelconque directement sur la surface du sol. Après avoir enlevé la terre franche, il faut creuser le sol jusqu’à ce que l’on rencontre un bon sol, capable de porter ce que l’on veut élever dessus. Pour de petites constructions il y a lieu d’enfoncer les fondements jusqu’à 75 centimètres ou 1 mètre, et pour les murs de cave, il faut les descendre jusqu’à 1 mètre au-dessous de leur niveau.

Lorsqu’on veut fonder solidement, il faut que la première assise soit faite en libages, c’est-à-dire en grosses pierres sans parement, dont les lits soient dressés et piqués à la grosse pointe. On pose cette assise, après avoir bien nivelé et battu le sol, sur un lit de mortier, ou sur la terre, mais après l’avoir arrosée avec un lait de chaux. Cette première assise doit être battue à la hie ou demoiselle; le surplus peut être construit en gros moellons posés à bain de mortier et battus à mesure, avec des chaînes en libages sous les points d’appui et les parties les plus chargées, en proportionnant leur épaisseur à la charge qu’ils ont à soutenir.

Lorsqu’on s’est assuré qu’il n’y a pas de cavités sous le roc ou sous la masse apparente de carrière, et que l’épaisseur du sol est assez forte pour soutenir sans se rompre le poids des constructions qu’on se propose d’élever au-dessus, on commence par faire dresser les parties sur lesquelles doivent poser les premières assises. Si le roc est trop inégal, on le divise par banquettes ou gradins de niveau, et afin que les parties basses ne soient pas dans le cas de tasser, il faut, s’il est possible, les construire en pierre de taille ou libages posés sans mortier, jusqu’à la hauteur de l’arasement général. Si l’on est obligé de construire en maçonnerie de moellons et mortier, il faut avoir soin de la battre par assise, pour diminuer autant que possible l’effet du tassement. Lorsqu’on sera arrivé à l’arasement général, il sera à propos de laisser reposer l’ouvrage pendant quelque temps, pour que la maçonnerie puisse acquérir une certaine consistance avant de construire dessus.

La fermeté d’un sol, tel que le roc, peut aussi permettre de n’établir les fondements que sur des points d’appui éloignés les uns des autres et réunis par des arcs.

Pour établir des fondements dans l’eau ou dans un endroit qu’on ne peut mettre à sec, on enlève auparavant avec des dragues la vase qui est au fond. Ensuite l’on plante deux files de pilots ou pieux l’une parallèle à l’autre, placées à une distance proportionnée à l’élévation de l’eau, et tenues ensemble par des liernes et entretoises; ensuite on enfonce dans l’intérieur du batardeau, le long de ces pilots, des files de palplanches, formant un coffre que l’on remplit de glaise ou d’autre terre liante. La vase doit préalablement être enlevée pour asseoir le batardeau, afin d’empêcher que l’eau ne filtre par le fond, ce qui arriverait immanquablement. A défaut de glaise, on peut employer de la terre; plus elle sera forte et grasse, mieux elle vaudra: il faut prendre garde qu’il ne s’y trouve ni branche ni racine, ni cailloux ni graviers; on la jette dans le batardeau par lits de 35 centimètres d’épaisseur, qu’on réduit en la battant à 20 ou 22 centimètres.

Les batardeaux en terre doivent avoir une épaisseur égale à la profondeur de l’eau, depuis 1 mètre jusqu’à 3; mais on ne leur donne jamais moins d’un mètre d’épaisseur. Pour les profondeurs au-dessus de 3 mètres, on se contente d’ajouter 33 centimètres pour 1 mètre de profondeur de plus; ainsi pour 3^m,90, 4^m,90, 5^m,85, 6^m,80, etc., on donne 3^m,25, 3^m,60, 3^m,90, 4^m,25 d’épaisseur. Lorsque les batardeaux sont remplis de glaise, il suffit de leur donner pour épaisseur les deux tiers de la hauteur de l’eau, à partir de 1 mètre jusqu’à 3, et d’augmenter cette épaisseur pour les profondeurs au-dessus de 3 mètres, comme nous venons de l’indiquer. Mais c’est plutôt l’expérience que le calcul qui a déterminé ces épaisseurs.

Du béton

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Le béton peut être regardé comme une maçonnerie coulée, formée de pierres ou briques concassées à la grosseur d’un petit œuf, et de mortier hydraulique en quantité telle que les pierres y soient entièrement noyées et retenues. Ainsi fait, le béton présente une masse compacte et uniforme, qui lorsque son ensemble a fait prise offre en peu de temps une résistance assez solide. Une couche ou assise de béton pouvant être considérée comme formant un seul morceau, une seule masse, on comprend de suite les services qu’il peut rendre pour la fondation des bâtiments. Une couche de béton de 11 centimètres d’épaisseur peut supporter un poids de 380 kilogrammes sans se rompre. Aussi si l’on étend une masse de béton de 55 centimètres à 1 mètre d’épaisseur sur le plus mauvais sol, en donnant à cette masse une largeur en rapport avec la compressibilité du sol, il est impossible d’admettre aucune séparation des matières composant cette masse compacte. La mise en œuvre du béton n’amenant aucun choc, aucune commotion du sol, il est donc préférable à toute autre matière pour fondement dans un mauvais sol.

La bonne qualité du béton dépend surtout de la qualité de la chaux hydraulique et de l’addition du trass au ciment, de la pureté et de la vivacité des arêtes des pierres employées, et enfin du mélange soigneux des matières qui le composent. Il ne faut mettre dans le béton que la quantité de mortier nécessaire pour envelopper les pierres concassées et remplir les interstices qui pourraient s’établir. La proportion du mortier ne doit pas dépasser les 2/5 cubes de la totalité de la masse. Dans des fondements à sec, au-dessus de l’eau, afin d’obvier à une prise (dureté) trop précipitée, on peut ajouter à la chaux hydraulique 1/8 à 1/4 de son volume de chaux grasse et plus de sable dans les mêmes proportions.

On prépare le béton sur une aire ou plancher formé de fortes planches, de madriers ou de dalles; ce plancher aura de 12 à 14 mètres de longueur, de 3 à 5 mètres de largeur. A une des extrémités longitudinales de ce plancher on placera une couche de mortier hydraulique, et sur cette couche on étendra également les pierres concassées du volume environ d’une grosse noix ou d’un petit œuf. Deux ou trois ouvriers munis de forts râteaux à dents de fer tireront la masse à eux, de manière à ce que les pierres en mouvement soient amalgamées avec le mortier mu en même temps; d’autres ouvriers placés en face des premiers, et munis de pelles, ramassent les pierres et le mortier restés en route pour les jeter ensuite dans la masse ou sur le tas en mouvement.

Quand le plancher a été parcouru de cette manière, les ouvriers changent de position et recommencent l’opération de nouveau en roulant la masse avec leurs rateaux. Quand elle est bien triturée ou amalgamée, on la dépose en tas. Elle peut être employée le lendemain; mais il vaut infiniment mieux s’en servir immédiatement.

On peut aussi faire ce béton par des moyens mécaniques, mais ce procédé n’est généralement employé que pour de grands travaux. Sur un sol de médiocre résistance, on peut éviter des fondations trop profondes ou trop épaisses, en établissant un béton de deux ou trois fois la largeur des murs à construire et en donnant à cette couche de béton une épaisseur de 40 à 55 centimètres.

S’il s’agit de murs élevés portant des poids considérables, on donnera à cette couche de 80 centimètres à 1 mètre d’épaisseur. Indépendamment de la sécurité qu’offre la couche de béton contre des tassements partiels, elle empêche encore l’humidité du sol inférieur de s’élever dans les murs.

L’eau de source n’est pas un obstacle à l’emploi du béton: car ce dernier la refoule et acquiert une dureté d’autant plus forte que l’eau le submerge pendant un certain temps.

Lorsqu’on veut obtenir un béton tout à fait imperméable et susceptible de résister à de fortes pressions d’eau, il est indispensable que le mortier remplisse complètement tout le vide existant dans la pierraille, et pour cela il est nécessaire que la quantité de mortier soit au moins égale au volume du vide. Ordinairement même, pour être bien sûr d’un remplissage complet, on en augmente la quantité d’environ 1/4 du volume du vide.

Mais lorsque les constructions ne sont pas soumises à des pressions d’eau et qu’elles s’exécutent dans des lieux secs, et lorsqu’il s’agit seulement d’obtenir des massifs incompressibles, on peut se borner à ajouter à la pierraille une quantité de mortier égale seulement à celle du vide qu’elle renferme, ou même un peu moindre.

D’après des expériences faites dans un grand nombre de chantiers, une masse de pierre concassée dont les morceaux ne dépassent pas la grosseur d’un petit œuf contient à peu près 38 pour 100 de vide quand les morceaux ne sont pas tous de grosseur uniforme, tandis que le volume du vide atteint 48 pour 100 quand tous les morceaux sont de grosseur uniforme; ainsi dans 1 mètre cube de biscailloux propres à faire du béton, on peut évaluer qu’il y a environ 520 à 620 décimètres cubes de parties solides et de 380 à 486 décimètres cubes de vide. Ces données peuvent être prises comme moyennes; mais si l’on veut opérer avec exactitude, on peut déterminer le vide relatif d’une masse de pierraille en procédant comme il suit:

«On prend un tonneau ou un bac bien étanché, et dont la capacité a été préalablement bien cubée; on le remplit avec de la pierraille concassée et préparée pour la fabrication du béton, qu’on a pris la précaution de mouiller préalablement et de laisser égoutter, afin de faire absorber par la pierre toute l’eau qu’elle peut retenir dans ses pores.

«Puis avec un vase préalablement jaugé, on verse de l’eau dans le tonneau rempli de pierraille, et l’on continue l’opération jusqu’à ce qu’on voie l’eau affleurer au bord du vase. «On constate ainsi: 1° La capacité égale à celle du tonneau occupée par la pierraille; 2° Le volume des vides qu’elle contient, et qui est évidemment égal à celui de la quantité d’eau qu’on aura pu y verser sans la faire déborder du tonneau. On aura donc, de cette façon, la proportion du vide au plein de la pierraille, et l’on pourra, d’après cela, en se basant sur ce qui a été dit plus haut, déterminer les quantités proportionnelles de pierraille et de mortier nécessaires pour constituer un bon mélange.»

«Voici au surplus quelques dosages indiqués par MM. Laroque et Claudel, qui pourront servir de types dans un grand nombre de cas.

«Le transport du béton fabriqué, lorsque par les dispositions mêmes du chantier il n’arrive pas directement aux endroit où il doit être mis en œuvre, se fait dans des brouettes ou dans de petits wagons basculant en avant ou de côté, et parfois s’ouvrant par le fond au moyen de clapets () pour laisser écouler la matière qu’ils contiennent à l’emplacement convenable.

«Lorsqu’on travaille à sec, le béton se prend à la pelle et se pose par couches sur terrain préparé, en le laissant couler suivant son talus naturel sur les bords du massif. On prend soin seulement de le poser par couches régulières de 20 à 25 centimètres d’épaisseur, qu’on affermit en les pilonnant avec des dames en fer ou en bois. Lorsque le travail a été interrompu et que la dernière couche de béton a pu prendre corps, on doit, avant de poser une nouvelle couche, arroser l’ancienne couche pour faciliter la soudure entre les deux couches et leur permettre de ne faire qu’un seul corps.

«Lorsque le bétonnage doit être circonscrit par des faces verticales ou moins inclinées que celles du talus qu’il prend naturellement au moment où on l’emploie, on se sert d’un coffrage suffisamment solide fait en bois et en planches, offrant intérieurement la forme du massif de béton à construire, et on y étend la matière par couches de 20 à 25 centimètres d’épaisseur, comme dans le cas précédent. Ces coffrages peuvent être faits de manière à pouvoir être démontés et à servir ainsi successivement à la confection de diverses parties de mur ou de massif, d’une façon analogue à ce qui se pratique pour les constructions en pisé.

«Malgré toutes les précautions que l’on prend lorsqu’on coule du béton sous l’eau, il arrive toujours qu’une certaine quantité de la chaux du mortier se délaye et forme ce qu’on appelle une laitance, qu’il est important d’enlever; on réverve pour cela à proximité du massif de béton une dépression dans laquelle ces laitances se rassemblent et d’où on les enlève de temps à autre avec des louches ou des augets à clapet, et l’on a soin de procéder à l’étalage successif du béton de manière à chasser, par le fait même de l’opération, les laitances précédemment formées vers le point préparé pour les recevoir.

«En général, dans nos climats il ne faut pas travailler aux ouvrages de maçonnerie avant le 1er mars ni après le 1er novembre. » (DEMANET.)

Dans le cas où l’on serait obligé de circonscrire l’espace où l’on veut jeter des fondements dans l’eau, on s’y prendra de la manière suivante pour pouvoir travailler à sec. On enfoncera une rangée de pilots ou pieux extérieurs D descendant plus bas que le fond de la couche de béton, en les joignant aussi bien que possible pour empêcher la pénétration de l’eau et en les maintenant au-dessus du niveau de l’eau au moyen de traverses comme on peut le voir dans la fig. 45. En dedans de ces deux rangées de pieux, on étend le massif horizontal de béton A dans la totalité de l’étendue contenue entre les deux rangées de pilots. Avant que ce massif ne soit entièrement pris, ce qui s’opère dans un temps plus ou moins long, de deux à trois jours environ, o n enfonce, à une distance de 65 centimètres à 1 mètre de distance de la première rangée de gros pieux, une cloison b en palplanches taillées en chanfrein ou en biseau vers le bas, de manière à ce que son pied entre de 8 à 10 centimètres dans le massif de béton. Ces palplanches sont maintenues à leur sommet par des soles ou sablières longitudinales c. Ces préparatifs terminés, on remplit de béton l’espace BB compris entre la rangée de gros pieux et les palplanches, jusqu’à une hauteur un peu au delà du niveau le plus élevé de l’eau. Quand le béton est pris, on vide l’espace compris entre le fond et les deux murs de béton, et alors on maçonne à sec.

Fig. 45.

On ne peut répéter trop souvent que la première condition pour obtenir un bon béton, c’est que la chaux soit parfaitement convertie en hydrate avant son mélange avec les matières qu’elle est destinée à envelopper. Il faut donc d’abord la réduire à l’état de pâte épaisse, ensuite la changer en mortier avant d’y mêler les cailloux concassés. Au lieu de jeter le béton de la surface du sol sur l’endroit où il doit être employé, et où on le laisse s’asseoir comme il peut, on devrait le rouler et le tasser; car lorsque le béton est précipité d’une certaine élévation, les matériaux se séparent les uns des autres, et alors le fond du béton est privé de la proportion de chaux qui doit lui revenir.

Pour les travaux hydrauliques, où la prise du béton doit être rapide, on peut faire un excellent béton avec un mélange de chaux hydraulique, de pouzzolane et de sable. Les proportions suivantes sont données comme ayant eu les meilleurs résultats:

30 parties de chaux hydraulique, très énergique, mesurée en volume avant l’extinction.

30 — de trass d’Andernach,

30 — de sable,

20 — de gravier,

40 — de cailloux concassés, pierre calcaire dure.

Après manipulation ces proportions diminuent d’un cinquième de volume; on prépare d’abord le mortier, et ensuite on y ajoute les cailloux et le gravier. Dans le cas où l’on emploierait la pouzzolane d’Italie, les proportions seraient comme il suit (mesurées en volume comme précédemment):

33 parties de chaux hydraulique énergique, dosée avant l’extinction,

45 — de-pouzzolane,

22 — de sable,

60 — de cailloux concassés en gros gravier.

Le premier de ces deux bétons doit être employé immédiatement après sa préparation, et le second doit être exposé à l’air pendant douze heures environ avant de servir.

Dans le cas où l’on ferait emploi de glaise cuite et de briques pilées, les proportions seront les mêmes qu’avec le trass; mais cette matière ne doit pas être employée dans l’eau de mer. Si à la chaux hydraulique on substitue des chaux riches, grasses, la dose de la pouzzolane naturelle ou artificielle sera augmentée et celle du cailloux ou gravier diminuée.

Fondements

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Par ce qui précède, on voit que nous entendons par le mot fondement la partie de la construction qui est destinée uniquement à servir de base à la bâtisse qui doit être élevée au-dessus. On désigne par fondement naturel un terrain ou base solide sur lequel on peut bâtir en toute sûreté. Quand il s’agit de fondement artificiel, il est formé de bois de charpente, de béton ou de fascines, etc., placées sur un sol trop mou ou trop mouvant pour supporter par lui-même le poids d’un bâtiment, ce qui nécessite l’emploi d’une combinaison afin de répartir le poids également sur une surface plus étendue.

Toute construction formée d’assises, soit de pierres, soit de briques, tassera jusqu’à un certain degré, et à peu d’exceptions près tous les terrains sont plus ou moins compressibles sous le poids ou la charge qui est élevée sur eux. Il s’agit donc surtout de chercher à faire opérer uniformément ce tassement et surtout à le prévenir, afin que le bâtiment élevé se maintienne intact, sans vice et sans lézardes, comme sans fentes et sans crevasses. Pour y parvenir, il s’agit de répartir également le poids sur une grande étendue, et ensuite d’empêcher les matériaux employés de s’échapper de côté.

Il y a différents genres de fondements, qu’on pourrait diviser en deux grandes catégories:

1° Les fondements construits dans le cas où le sol naturel est suffisamment ferme et solide pour supporter le poids de la construction future;

2° Les fondements construits dans le cas où une plate-forme artificielle est nécessaire par suite de la compressibilité du sol.

Ensuite, on aura encore: 1° les fondations dans lesquelles l’eau n’offre aucun obstacle à l’exécution des travaux, et 2° les fondations faites dans l’eau.

Quand le sol est bon et à l’abri de l’air et de l’eau, comme la roche ou le gravier durci, on n’a besoin que de niveler les fouilles creusées pour les murs de fondation, de sorte que la maçonnerie s’élève d’un même niveau. Si la constructoin à élever était importante et si l’on trouvait des parties compressibles ou des irrégularités dans le fond solide, il vaut mieux employer le béton, qui est presque incompressible à toute forte pression, excepté à celle produite par un choc.

Dans le cas où il serait absolument nécessaire que certaines portions des fondements s’élevassent moins haut les unes que les autres, il faut avoir soin de tenir les joints aussi minces que possible, ou bien il faut exécuter ces parties inférieures en ciment ou en mortier compact. Sans cette précaution il serait difficile de conserver de niveau les joints de la construction future; car le tassement se ferait précisément sur les points où ces joints se trouveraient en plus grand nombre.

Quand on rencontre un sol qui est sujet à subir l’influence de l’air et de l’eau, il faut le protéger contre cette influence en enfonçant les fondements assez avant pour qu’ils soient hors d’atteinte des chaleurs de l’été ainsi que des gelées de l’hiver. On peut aussi, pour soustraire un sol à cette influence, y étendre de niveau et en suivant les fouilles des murs, une couche de béton. C’est pour avoir négligé ces précautions qu’on voit fréquemment des bâtiments nouvellement élevés sur des fondements peu profonds sérieusement compromis par la contraction et l’expansion du sol.

Il y a d’autres sols qui, bien que pour être remués ils aient exigé l’action de la mine, se décomposent néanmoins rapidement au contact de l’atmosphère, et subissent une action chimique qui détruit complètement leur cohésion. Il y a aussi des lits dans la formation du liais qui à première vue ont l’apparence de roches dures, mais qui se changent en boue ou en poussière après avoir été exposés peu de temps à l’air.

En ce cas, on doit laisser ce sol le moins longtemps possible en contact avec l’air et le recouvrir promptement.

Quand le bon sol se trouve en dessous d’un sol meuble ou mouvant, la dépense est quelquefois trop forte pour enlever le mauvais sol. Alors on élève un certain nombre de supports qui, s’appuyant sur le bon sol, traversent le sol mouvant, et sur ces supports on construit la plate-forme destinée à supporter la construction future. Cette opération peut être faite de plusieurs manières; voici celles qu’on emploie généralement:

1° On creuse des trous à travers le terrain meuble, qu’on remplit ensuite de sable, de gravier ou de béton, ou de toute autre matière incompressible. On enfonce en terre de forts pieux jusqu’au bon sol: et aussitôt qu’on les retire, on remplit de sable le vide qu’ils laissent.

2° On enfonce des pieux en bois ou en fer à travers le mauvais sol jusqu’à ce qu’ils atteignent le bon sol.

3° On visse des pieux dans le terrain jusqu’à ce qu’ils atteignent le bon sol.

4° Des cylindres creux en fonte sont descendus jusqu’à ce qu’ils reposent sur le bon sol; afin de faciliter la descente de ces tuyaux, on les vide au fur et à mesure qu’ils se remplissent de mauvaise terre.

Dans le cas contraire, où une croûte de bon sol s’appuie sur un fond dangereux, il faut y toucher le moins possible, et s’abstenir de tout ébranlement du sol soit en pilotant soit en enfonçant des pieux ou en enployant d’autres moyens semblables. Mais on réduira, autant que faire se peut, le poids de la construction à élever dessus, et l’on en répartira la pesanteur sur la plus grande étendue horizontale possible.

Quand le mauvais sol est seulement compressible, on peut lui faire faire son tassement extrême en chargeant les fondements avant de commencer la construction, qui alors peut être continuée sans crainte.

Si le mauvais sol sous la bonne croûte se composait d’argile humide et délayée, il faudrait avoir soin de ne pas faire de tranchées trop profondes ou d’égouts dans son voisinage, car ils pourraient occasionner un glissement considérable.

Si le mauvais sol est du sable, il n’y a que peu ou point de tassement à craindre tant que ce sol ne sera pas entamé. Mais s’il était exposé à l’action de l’eau, on ne peut nullement compter sur un sol pareil, car il est constamment exposé à être miné. Ainsi une haute cheminée se maintient parfaitement d’aplomb pendant de longues années sur un sol formé de sable sec, et elle peut être détruite dans quelques jours si on creuse un puits dans ses environs, ou si l’on établit un égout à une distancs même assez considérable de la cheminée.

Il faut donc apporter un soin particulier dans l’établissement des constructions des égouts, tranchées, etc., situés dans le voisisinage de bâtiments achevés, quand on connaît l’existence d’un sol compressible et meuble sous un bon sol à bâtir.

Enfin, si le sol inférieur était d’une nature tourbeuse, l’on devrait drainer l’emplacement de la bâtisse avant de commencer les constructions, et cela aussi parfaitement que possible.

Nous avons à nous occuper maintenant des récentes méthodes employées pour établir des fondements dans l’eau. On a remarqué que le système de pieux en bois situés en partie hors de l’eau était préjudiciable, vu que la pourriture les gagnait au niveau de l’eau. Dans des lieux soumis à la marée, le bois est bientôt attaqué par les vers et détruit par les ravages qu’ils y font.

On a donc eu recours à des pieux en fonte soit pleins soit creux, carrés ou circulaires. Quand ces pieux sont creux, on en retire, la terre au moyen d’un forage pratiqué dans l’intérieur des pieux, afin de faciliter leur descente. On peut enfoncer ainsi facilement des pieux en fonte dans du gravier ou dans de la craie. Toutefois les pieux ou cylindres en fer de fonte ne sont pas de longue durée dans l’eau salée; la fonte s’y ramollit à tel point qu’elle a pu être entamée par le couteau.

Le système de pieux à vis a été employé avec succès dans la construction aux bords de la mer, dans celle de phares, par exemple, ainsi que dans des cas où d’autres systèmes auraient échoué. Les pieux à vis sont d’un bon emploi dans les lieux où toute autre méthode ne peut être pratiquée, par exemple, dans des bancs de sable, soit dans les rivières, soit dans la mer.

On a aussi imaginé de faire des fondations au moyen de cylindres creux en fonte. On les laisse s’enfoncer par leur propre poids en ayant soin de retirer la terre de l’intérieur, ou bien on les enfonce au moyen de l’air comprimé. Enfin on a inventé de les visser dans le sol, comme on le pratique pour les pieux simples. Quand les cylindres creux en question ont un grand diamètre, il est d’usage de les remplir de béton ou de maçonnerie, et dans ce cas on peut les considérer comme des caissons plutôt que comme des pieux.

Bien qu’il soit fréquemment employé, nous ne recommandons pourtant pas l’usage de chasser des pieux dans un terrain mou, afin de le consolider, car on broye le sol et on le fait ressembler à une pâte délayée. Dans ce cas, au lieu d’enfoncer des pieux, il vaut mieux creuser ou forer des trous avec une forte tarière, et cela à une profondeur considérable, puis on les remplit de sable, qui, ayant presque la propriété d’agir comme un liquide, est un bon ingrédient pour répartir la pression sur tous les points d’une étendue de grande dimension. Un pieu en bois ne transmet en effet la pression que de haut en bas selon la direction de sa longueur; tandis qu’une pile de sable transmet le poids dont on la charge non seulement au fond ou à sa base, mais encore sur les côtés, c’est-à-dire latéralement, et n’ébranle point le sol par les vibrations produites par l’enfoncement des pieux.

Il y a enfin de nombreux cas dans lesquels une large tranchée remplie de sable sec serait une meilleure précaution à employer pour empêcher le tassement que l’emploi des grils en charpente, le béton ou tout autre expédient destiné à répartir simplement la pression sur le sens vertical.

Si le sol est à moitié liquide, c’est-à-dire s’il est formé de boue, de vase ou de tourbe, l’opération pour le consolider est des plus difficiles. On ne doit alors jamais manquer de construire une plate-forme solide, inébranlable, sur laquelle flottera la construction future, comme si elle flottait sur le sol liquide lui-même, et dans lequel elle s’enfoncera à une profondeur considérable. On éprouve alors les fondements en les chargeant aussi fortement que possible, et d’un poids équivalent à celui du bâtiment qu’on veut élever dessus. Par ce moyen, qui, il est vrai, demande du temps et de la main-d’œuvre, on parviendra du moins à éviter des tassements désastreux.

Fondements dans l’eau

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Nous avons maintenant à parler des fondements de la plus difficile espèce, c’est-à-dire de ceux qui se pratiquent dans l’eau, dans des terrains mous et d’alluvion.

Si le terrain est passablement ferme, on peut le circonscrire par un batardeau. Mais dans ce moyen de procéder il y a toujours à craindre que le terrain ne soit soulevé par la pression de l’eau, aussi est-il en général nécessaire de lester le terrain, c’est-à-dire de le charger de nombreuses pierres placées sur des madriers afin d’éviter les accidents. Il est quelquefois prudent d’opérer par petites parties et de compléter une portion avant que la fouille d’une autre ne soit commencée.

Quand le sol est à moitié liquide, l’exécution d’un batardeau devient impossible. Alors le moyen le plus efficace est de faire plonger l’ouvrage par caissons, le fond ayant été préalablement couvert d’un lit de fascines, chargé de maçonnerie en moellon ou en brique. Ces lits de fascines sont très usuels en Hollande pour les ouvrages hydrauliques; ils sont quelquefois de très grande dimension et de 60 à 90 centimètres d’épaisseur. Ils sont formés de bottes de fascines se croisant à angles droits, assujetties par des cordes goudronnées et consolidées par. des perches ainsi que par des liens d’osier. Ces sortes de plates-formes sont alors chargées de gravier et de cailloux et plongées dans l’eau au moyen de cordages qui les dirigent vers les lieux où elles doivent se loger, et où on les fixe par des pieux, qui les traversent.

Caves citernées

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On est quelquefois dans la nécessité de construire à proximité d’un cours d’eau ou dans un sol marécageux. Dans ce cas, il faut mettre les caves à l’abri d’une inondation accidentelle ou de l’infiltration des eaux permanentes; cela doit se faire pendant la construction primitive. On se rendra compte par l’expérience de la plus haute élévation des inondations partielles, et ensuite, dans le second cas, du niveau le plus élevé des eaux permanentes. Pour élever au-dessus des murs imperméables, on emploiera la meulière quand la localité en présente, et, à défaut de ces matériaux, on se servira de briques cuites, maçonnées en chaux hydraulique avec un soin tout particulier, jusqu’à la hauteur déterminée par les eaux adjacentes, ou jusqu’au premier plancher (ou du rez-de-chaussée). Les parois de ces murs extérieurs, ou de pourtour du bâtiment, seront recouvertes d’un enduit en mortier de chaux hydraulique ou mieux de ciment romain. On s’assure ainsi de l’imperméabilité à l’intérieur.

Quant au fond des caves, nous renvoyons à ce que nous avons dit de l’emploi du béton dans les fondements. Plus on emploiera de pieux en béton, mieux cela vaudra. On peut les distancer de 0^m,50 de centre à centre, et si le sol est très imprégné d’eau, on pratiquera un coulage de béton dans des rigoles transversales et longitudinales de 0^m,30 de largeur. Au-dessus de cette préparation, comme fond ou sol des caves, on établira une couche de béton de 0^m,30 d’épaisseur, bien pilonnée, afin de ne laisser aucun interstice par où pourrait s’introduire une infiltration quelconque. Au-dessus de cette couche de béton, on pourra pratiquer un carrelage soit en brique ou autre, en employant toujours un mortier de chaux hydraulique. Nous répétons que l’ensemble de ce travail doit être fait avec le plus grand soin; il faudra surtout veiller à ce que la couche de ciment verticale pénètre bien dans les joints, s’y agrafe, pour ainsi dire, afin d’amener la plus grande solidité possible.

Cette construction est identiquement la même que celle des fosses d’aisances, seulement sur une bien plus grande étendue et sauf la voûte: elle pourra aussi servir pour la construction des citernes, qui, elles, doivent être voûtées comme les fosses d’aisances.

On conçoit que si la citerne conserve l’eau qu’on y conduit, la construction que nous venons d’indiquer empêchera l’eau extérieure de pénétrer dans le bas du bâtiment.

La profondeur de ces caves citernées est arbitraire, elles peuvent être plus ou moins profondes, selon le désir du propriétaire. Mais leur élévation n’est point telle, surtout si l’habitation est exposée à des inondations fluviales. Il faut se rendre compte de leur maximum d’élévation, par l’expérience, et n’établir qu’à 0^m,30 ou même 0^m,40 en hauteur au-dessus de ce maximum, l’appui des soupiraux ou bais destinés à éclairer le sous-sol. C’est le niveau des hautes inondations ainsi que la hauteur des soupiraux ou baies en question qui détermineront la hauteur de la cave hors de terre, ainsi que la hauteur du premier plancher, qui ne doit naturellement jamais être atteint par l’eau soit accidentelle, soit permanente.

Les fondements sur lesquels reposeront les perrons doivent être établis avec le plus grand soin pour éviter les tassements et la destruction. Il faudra encore employer le béton pour leur donner la solidité nécessaire.

Nous le répétons encore une fois, il faut que l’établissement des caves citernées soit fait avec les meilleurs matériaux et avec tout le soin possible.

Des empatements

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En commençant l’édification d’un bâtiment, il est d’usage de prolonger les premières assises de fond bien au delà de la partie verticale qui doit s’élever dessus. Ces saillies ou assises premières, plus étendues que les suivantes qui les surmontent, sont nommées empatement en terme de construction.

On répartit ainsi le poids élevé dessus, sur une surface plus développée; ce qui diminue la compression verticale du sol.

Et dans le cas de constructions isolées établies sur des bases comparativement restreintes, on les protège contre le danger d’être jetées hors d’aplomb par l’action du vent.

Supposons, par exemple, une cheminée de 30 mètres d’élévation, placée sur une base de 3 mètres carrés. La compression du sol sous le vent au degré de 0,0075 suffirait pour faire surplomber la cheminée de 0,152. Mais si l’on élargit la base jusqu’à 6 mètres carrés, on ne double pas seulement la puissance par laquelle la fondation résistera à la force du vent, mais la surface qui supporte étant quadruplée en étendue, la résistance totale est huit fois plus considérable que dans le premier cas.

Pour que les empatements produisent leur effet voulu, il faut les relier solidement à l’œuvre générale: ils doivent être, de plus, assez solides pour résister au poids des murs de refend qui les traverseront.

Malheureusement on néglige trop souvent la construction des empâtements, et c’est en partie la négligence apportée dans ce détail qui cause souvent la ruine de bâtisses qui sous les autres rapports ont été bien entendues.

Plus une pierre est placée en contre-bas ou profondément dans un bâtiment, plus aussi est puissant le poids qu’elle a à supporter; de là augmentation de péril par les irrégularités dans le travail des assises qui devraient être posées d’aplomb et de nouveau avec autant et plus de soin même que les parties supérieures de la construction.

Il ne doit exister aucun joint au delà des faces de la maçonnerie supérieure, excepté dans le cas où l’empâtement est formé de plusieurs assises; toutes les pierres doivent pénétrer dans l’œuvre de 10 centimètres. Car si l’on ne tient pas compte de ces règles, les empatements ne recevront pas le poids de la maçonnerie supérieure et deviendront inutiles (fig. 46).

Fig. 46.

Il faut que la saillie de chaque assise, l’une en dessous l’autre, soit calculée d’après le poids de la maçonnerie supérieure: autrement, si ces saillies étaient trop grandes, le poids supérieur ferait fendre l’empâtement du haut en bas, ainsi qu’on le voit dans la fig. 47.

Fig. 47.

Lorsqu’on élève de fortes masses de maçonnerie, telles que des têtes de pont et autres, l’augmentation proportionnelle de la surface qui supporte au moyen de la saillie des empâtements est très minime, car il y a en général un grand danger que ces empatements ne soient rompus par le tassement du corps de l’ouvrage. Il est donc d’usage dans ce cas de ne donner qu’une petite saillie aux assises de l’empâtement et de le monter en face un peu biaise, ainsi que le montre la ligne ponctuée de la fig. 48, ou bien encore de l’élever en forme d’escalier, dont les marches auraient très peu de giron.

On ne saurait trop éviter les empatements exécutés en mauvais et petits matériaux et en mortier, car ce dernier par sa facile compression causera des mouvements dans la maçonnerie supérieure. Le meilleur moyen lorsqu’on se sert de cailloux, c’est de les casser en grosseur moyenne, et de les placer à sec dans les tranchées, c’est-à-dire sans mortier; alors ils forment un fond solide et inflexible. Si les matériaux ne consistaient qu’en petits cailloux, il faudrait employer du mortier de ciment. Le tout ne formant ainsi qu’une masse compacte et solide, la grandeur, la forme et la taille des matériaux importeraient peu.

Fig. 48.

Dans là construction en brique, évitez autant que possible les joints intérieurs des faces de la maçonnerie. On établit ordinairement les empatements avec de simples assises de briques; il faut ensuite que les faces d’empâtement ne présentent que des largeurs de brique, c’est-à-dire une demi-brique à plat, et qu’elles n’aient en saillie les unes sous les autres qu’un quart de brique, excepté dans les cas où les murs n’auraient que 22 centimètres d’épaisseur.

Si l’on désirait continuer l’empâtement sur toute la longueur du bâtiment, afin d’y introduire une liaison dans ce sens, il faut alors que les assises aient double rang de briques, dans lesquels les boutisses (dont la plus grande longueur est dans le corps d’un mur) doivent être placées au-dessus des panneresses (dont la plus grande longueur est en vue), lesquelles formeront le rang inférieur. Voyez les fig. 49, 50, 51 et 52.

Fig. 49.

Fig. 50.

Il semble presque superflu d’ajouter que les briques employées dans les empatements doivent être aussi dures que possible et avoir un son clair et sonore. Quant à l’assise de fond de l’empatement des briques, il faut toujours la construire en un double rang de briques.

Fig. 51.

Fig. 52.

On ne saurait apporter assez de soins à l’établissement des assises formant empatement d’un bâtiment quelconque, car c’est de cet établissement que dépend la solidité de l’œuvre. Si les rangs inférieurs ne sont point solidement fondés, régulièrement posés, si des fentes ou des vides sont laissés dans les assises de la maçonnerie, ou si les matériaux eux-mêmes sont de mauvaise qualité et mal liés, tôt ou tard les funestes effets d’une mauvaise construction se feront sentir, et souvent tous les efforts pour y remédier seront inutiles.

Avant de terminer ces observations sur les empâtements, il faut signaler un système imprudent dans l’emploi d’arcs renversés établis sous des baies ou de grands espaces vides, système vicieux qui conduit souvent à de sérieux accidents. L’arc renversé ne devrait être employé que lorsqu’on peut lui donner deux points d’appui ou deux culées, une de chaque côté. S’il est pratiqué à l’angle d’un bâtiment, comme l’indique la fig. 53, l’effet d’un tassement quelconque fera devier l’encoignure de la verticale, comme l’indique la même figure, dans laquelle on a un peu exagéré les lignes ponctuées afin de mieux faire comprendre l’effet qui se produit.

Fig. 53.

De l’emploi des madriers pour fondements

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Quand on élève des bâtiments sur un sol mou, et lorsqu’une grande surface est nécessaire pour les supporter convenablement, on a très souvent recours à l’emploi de madriers, mais dans le cas seulement où le bois n’est pas exposé à pourrir. Si le sol est humide et si le bois est sec, il y a peu de danger; mais si le terrain est sec, ou bien s’il est exposé à des alternatives d’humidité et de sécheresse, il ne faut pas employer de bois sans lui avoir fait subir auparavant une opération pour assurer sa conservation. On trouvera dans ce livre quels sont ces moyens de conservation du bois, et nous renvoyons à l’article qui en fait mention.

Le grand avantage du bois, c’est qu’il résiste à des actions transversales, c’est-à-dire d’équerre sur sa longueur, soit verticales, soit horizontales: il cède d’une manière presque insensible, et pour cette raison on peut le faire servir à un empâtement très étendu, sans pour cela augmenter à l’excès les assises fondamentales de la maçonnerie. La meilleure manière d’employer le bois en dessous des murs, c’est de le couper en petites longueurs, et de le placer en travers de la fondation, c’est-à-dire d’équerre sur les murs, puis de le relier en longueur par des pièces longitudinales, ayant pour épaisseur celle de la première assise de maçonnerie, et solidement chevillées et clouées sur les madriers de fond (fig. 54).

On pose souvent les madriers sur des traverses ou supports, et l’espace vide entre les traverses est rempli de terre fortement damée ou pilonnée. Mais ce système exige de grandes précautions: il n’est pas sans danger s’il est imparfaitement exécuté. Il vaut donc mieux combler le vide de béton jusqu’à la face supérieure des traverses, afin que les madriers soient appuyés entièrement sur une surface solide et bien de niveau.

Fig. 54.

Quand le sol est seulement mou et non liquide, on le consolide en y enfonçant des pieux jusqu’à ce qu’il devienne si ferme et si incompressible, que les pieux refusent de s’y enfoncer par le frottement latéral. Une seconde manière de consolider ce terrain, c’est d’y établir une plate-forme de fascines, de charpentes ou de béton; cette plate-forme se pratique entre le mauvais sol et les constructions qu’on veut élever au-dessus. On fait ainsi une répartition égale du poids sur une grande étendue.

Ces deux systèmes sont souvent combinés ensemble. On entoure le sol de pieux derrière lesquels sont placés des madriers ou des palplanches afin d’empêcher l’éboulement des terres. Alors on consolide le sol en y enfonçant des pieux à une petite distance les uns des autres. Quand cette opération est terminée, on coupe de niveau la tête de tous les pieux enfoncés, on enlève la terre ou tous autres matériaux intermédiaires sur une profondeur de 60 à 90 centimètres. Ces excavations ou déblais faits, on les remplace par du béton; ensuite on couvre la surface horizontale de madriers (le sapin en est exclu) sur lesquels on élève enfin la maçonnerie de fondation. Quelquefois on ne place pas les madriers sur la tête des pieux, mais sur une sorte de gril, formé de pièces horizontales, placées d’équerre les unes sur les autres, ainsi que l’indique la figure 55.

Fig. 55.

De l’emploi du sable pour fondements.

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Depuis des siècles on s’est servi de sable comme moyen de répartition du poids en construction. Il peut sembler étrange au premier abord qu’une matière pour ainsi dire liquide, sans cohésion, et dont l’instabilité est proverbiale, puisse être d’une utilité quelconque dans les fondements des constructions, et surtout quand on réfléchit que le sable ressemble, beaucoup à un fluide et que, non retenu, il peut à peine être maintenu sur une pente quelconque. Mais c’est précisément grâce à cette instabilité que le sable répartit le poids placé au-dessus non seulement dans une direction verticale, mais encore dans un sens horizontal; la pression latérale exercée sur les côtés des tranchées de fouille allège ainsi considérablement celle qui s’opère sur le fond. Ce système de fondation au moyen du sable est impraticable dans un terrain très mou; car le sable tend à s’abaisser et s’y enfoncerait peu à peu. Mais dans tous les cas où le sol bien que mou offrirait cependant une consistance assez grande pour que le sable se maintienne emprisonné, l’usage du sable offre plusieurs avantages quant à la dépense et à la solidité de l’œuvre.

Il y a deux manières d’employer le sable, en couches ou en piles. — Si on veut en former un tapis ou plate-forme, il faut commencer par enlever le sol mou à 60 ou 90 centimètres de profondeur: on y jette alors le sable, qu’on a soin de bien pilonner par couches et par parties à mesure qu’il y est introduit; cette opération est nécessaire pour forcer le sable à se loger contre les parois verticales de la fouille. Si ce travail est bien fait, tout le tassement, s’il y en a, se fera uniformément.

La surface supérieure de la couche de sable peut être protégée de différentes manières, soit en employant certains matériaux, soit en la pavant. Il faut avoir soin que le fond de la maçonnerie à élever sur les fondements soit à une profondeur telle qu’il se trouve à l’abri de toutes eaux venant de la superficie supérieure du sol ou de toute autre cause de ruine.

L’emploi du sable en piles verticales est un moyen peu dispendieux et très efficace d’établir des fondements dans des cas où l’on ne pourrait et où l’on ne voudrait pas, pour une cause ou une autre, faire usage de madriers. Cependant le sable en piles ne serait pas suffisant dans un terrain meuble ou humide, car le sable se ferait jour à travers le sol avoisinant.

On fait les piles de sable en chassant en terre des pieux en bois de moyenne longueur; on retire ensuite les pieux, et les trous qu’ils laissent sont remplis de sable, qu’on a soin de bien pilonner, afin qu’il garnisse entièrement le vide. Dans les cas où la solidité des piles ou pieux est due à la pression du sol qui les entoure, les piles en sable sont préférables aux pieux en bois, parce qu’un pieu en bois n’effectue la pression que dans le sens vertical; il n’exerce aucun effet latéral sur le sol à travers lequel il passe, excepté dans le moment où il est chassé ; tandis que la pile verticale de sable communiquant la pression non seulement au fond du trou qu’elle fait, mais encore aux côtés du trou qu’elle remplit, agit donc par conséquent sur une forte étendue de surface.

La disposition à donner au sol au-dessus de la tête des piles de sable est très simple. On peut le couvrir de madriers, de béton, de maçonnerie, afin d’empêcher le sable de monter et de s’échapper, ce qui résulterait infailliblement de la compression latérale exercée par les piles. Sur la plate-forme ainsi formée on élève la maçonnerie comme d’habitude.

Il est bon d’étendre une couche de cailloux concassés, de gravier, de glaise cuite ou de toute autre matière dure semblable, au-dessus de la superficie des fondements.

De l’emploi du béton dans les fondements

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Nous avons vu plus haut comment se faisait le béton, voyons maintenant comment on l’emploie dans des ouvrages sous-marins, et dans les endroits où le sol ne peut être desséché.

Pour pouvoir donner aux terrains compressibles un certain degré de résistance, on y enfonce, de distance en distance, dans les tranchées de fouille, un pieu en bois, qu’on retire aussitôt pour remplir l’alvéole qu’il laisse avec du béton fortement pilonné au fur et à mesure de la pose. On fait autant de ces pieux en béton que cela est nécessaire pour rendre le sol résistant, puis on recouvre ce sol d’une couche de béton bien pilonnée.

Le pieu qu’on enfonce doit avoir de 1 mètre à 1^m,60 de longueur, et de 0^m,18 à 0^m,25 de diamètre à la partie supérieure; sa tête doit être garnie d’une frette en fer, pour résister au choc du mouton ou du maillet, et il est percé d’un trou dans lequel on passe une pince ou une barre de fer, qui sert, pendant le battage, à remuer et à tourner le pieu au fur et à mesure qu’on l’enfonce, de manière à lisser les parois de l’alvéole et à leur donner une certaine consistance, qui permet la pose du béton sans qu’elles s’éboulent; ce mouvement imprimé au pieu le rend facile à retirer quand il est entièrement enfoncé.

On conçoit que, sur un sol consolidé par des pieux en béton, on peut encore faire usage d’une plate-forme en bois pour bien répartir la pression; mais le plus souvent on emploie une couche de béton assez forte pour qu’elle ne puisse se briser.

Il n’y a pas de difficulté, comme on voit, dans l’emploi du béton à sec; mais il n’en est point ainsi quand il doit être utilisé dans l’eau. Quoique le cadre de cet ouvrage soit restreint, et qu’il ne doive pas entrer dans des détails qui ne se rapportent pas directement à la construction ordinaire, nous croyons cependant convenable de consacrer quelques paragraphes à l’emploi du béton dans l’eau. Un propriétaire peut avoir une construction à élever au bord d’un lac, d’un ruisseau ou d’un fleuve: il peut vouloir faire un pont dans son parc. Nous allons donc l’aider dans ses opérations et le mettre à même d’exécuter ses projets.

L’immersion du béton en eau profonde présente généralement assez de difficultés. Pour des profondeurs d’eau qui ne dépassent pas de 1^m,50 à 2 mètres, on adopte généralement le coulage au talus, qui consiste à descendre d’abord, au moyen d’une coulotte et d’une caisse en planches, une certaine quantité de béton pour former un talus naturel, jusqu’au niveau de l’eau. On fait ensuite progresser ce talus, en posant le béton hors de l’eau sur la crète de ce talus, comme s’il s’agissait d’un remblai. De temps à autre on facilite le glissement au moyen de la pelle. Le béton chasse devant lui la laitance, qu’on a soin d’enlever, au fur et à mesure qu’elle se forme, au moyen de la drague à main ou de pompes. Le coulage au talus est fréquemment employé pour les massifs de radiers ou de fondations de ponts, quand la profondeur d’eau ne passe pas 2 mètres.

Quand la profondeur d’eau excède 2 mètres, le coulage du béton se fait au moyen d’une trémie, ou mieux avec des caisses prismatiques ou demi-cylindriques que l’on descend au fond de l’eau où on les vide, soit en les basculant, soit en ouvrant une soupape. La caisse demi-cylindrique présente sur les autres l’avantage de diminuer les remaniements du béton sous l’eau, et de le maintenir autant que possible à sa consistance première, en réduisant son délayement et la formation de la laitance.

La laitance (chaux détrempée) se produit toujours en plus ou moins grande quantité, suivant les précautions apportées à l’immersion; elle est formée en grande partie par la chaux délayée, mais aussi par la vase qni s’est déposée sur le fond après le dragage, et qui se soulève quand on coule le béton. C’est afin de remplacer la chaux qui s’échappe sous forme de laitance, qu’on en force un peu la dose dans le mortier employé à la fabrication du béton destiné à être coulé.

Quand le béton est coulé dans une enceinte non fermée, la laitance est entraînée naturellement par l’eau s’il existe un petit courant; mais si, au contraire, l’enceinte est bien close, l’eau ne peut se renouveler, et la laitance se dépose en si grande quantité qu’il devient nécessaire de l’enlever.

L’immersion du béton doit se faire sans secousse, afin d’éviter tout délayement; la caisse doit être parfaitement remplie, et la surface du béton égalisée avec le plat de la pelle, de manière à la rendre presque lisse, et par suite plus propre à s’opposer à la pénétration de l’eau dans le béton. La caisse ne doit être vidée que quand elle arrive à 30 ou 40 centimètres du fond.

Quand il y a un courant, les couches de caissée, auxquelles on peut donner environ 1 mètre de hauteur, se forment en allant de l’amont vers l’aval, afin de favoriser l’écoulement de la laitance, qui se trouve naturellement entraînée en avant sur la couche inférieure, où elle se dépose, et d’où on l’enlève avec la drague à main ou mieux au moyen d’une pompe.

Les caissées doivent être descendues les unes sur les autres jusqu’à ce que le tas ait la hauteur qu’on veut donner à la couche. Quand un tas est formé, on avance le treuil sur l’emplacement du tas suivant, et on continue ainsi de suite par zones de tas, en ayant soin de toujours comprimer le béton au fur et à mesure de sa pose avec un pilon muni d’un long manche. La laitance va se déposer entre les bases des cônes formant les sommets des tas, d’où il est très important de l’enlever à mesure de sa formation, et surtout avant de placer dessus du nouveau béton, sans quoi elle formerait une espèce de vide sans consistance dans la masse. On facilite l’enlèvement de la laitance en la chassant avec un balai vers la couche inférieure, ou même vers un puisard disposé exprès pour faciliter son aspiration par des pompes. Quand une couche de caissée de 1 mètre environ d’épaisseur est coulée, on en pose dessus une nouvelle, et l’on continue ainsi de suite jusqu’à ce que le massif de béton arrive à la hauteur voulue.

Au lieu de faire l’immersion du béton par couches horizontales de caissées, pour faciliter l’écoulement de la laitance, on peut aussi le couler par gradins allongés donnant lieu à un talus de 28 de base pour 4 à 5 de hauteur.

Le coulage aux talus avec des caissées a été employé avantageusement pour de grandes profondeurs d’eau. Toute la hauteur de béton se mène d’une seule couche, que l’on pose par bandes appliquées les unes contre les autres, montées successivement du fond jusqu’à la surface, et ayant un talus de 1 et 1/2 à 2 de base pour 1 de hauteur. Sous cette inclinaison, et à cause de la perte du poids due à l’immersion, il ne se produit aucun éboulement ni roulement de pierrailles, surtout si l’on emploie le béton aussi ferme que possible, et qu’on ne le comprime pas trop au fur et à mesure de sa pose. La laitance ne se forme qu’en petite quantité, et elle descend au pied du talus, d’où on l’enlève facilement.

Du battage des pieux ou pilotis. — De la sonnette à tiraudes.

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La méthode la plus usuelle employée pour le battage des pieux consiste en une succession de coups donnés par une lourde masse en bois ou en fer, nommée mouton, et qui est élevée par une corde ou une chaîne agissant sur une poulie fixée au sommet d’un assemblage vertical de charpente, nommé sonnette, et qui retombe en liberté sur le pieu à battre.

La construction de la sonnette est très simple, quelle que soit la nature de la force employée ou la manière dont elle est utilisée, il y a peu de différence dans la combinaison des principales parties qui la composent. Les parties principales de la sonnette sont les montants, pièces de charpente verticales et destinées à diriger le mouton dans sa descente ou chute.

Il y a deux espèces de ces machines, que l’on nomme sonnettes à tiraudes et sonnettes à déclic.

La sonnette à tiraudes (fig. 56) a une disposition fort simple. Sa base horizontale est triangulaire; elle est nommée enrayure, et se compose d’une forte pièce de charpente, nommée semelle aa, sur laquelle une autre, appelée queue (b) vient s’assembler d’équerre; viennent ensuite deux contre-fiches (cc), pièces biaises, assemblées à tenon et mortaises dans la semelle aa et la queue b, et destinées à maintenir ces deux pièces dans leur position respective. Pour donner de la stabilité à la sonnette, on place sur l’extrémité de la queue des pierres ou une masse de fer, mais de manière à ne pas gêner les hommes qui doivent manœuvrer le. mouton.

Fig. 56.

La partie verticale d’une sonnette se compose de deux montants dd, qu’on nomme aussi jumelles, assemblés sur la semelle aa; ces deux montants sont réunis à leur sommet par une clef ou tête, appelée aussi chapeau, et maintenus par deux pièces biaises ou contre-fiches (ee), qui, s’appuyant sur la semelle aa, empêchent tout déversement latéral des jumelles.

Afin de maintenir les jumelles verticales de l’arrière à l’avant, on emploie une cinquième pièce de charpente biaise ou arc-boutant (h). Cet arc-boutant est traversé par de fortes chevilles en bois, qui servent d’échelons pour monter jusqu’au sommet de la sonnette; et cette disposition lui a fait donner entre autres dénominations, celles d’échelette et de rancher.

Entre les jumelles est placée une poulie fixe (g).

La masse de bois ou de fer m, ou mouton, glisse en avant et entre les deux jumelles; elle y est maintenue par des pièces de bois (nn) nommées guides. A l’anneau ou au crochet pratiqué au centre et au sommet de la masse prismatique, ou mouton, est attachée une corde qui passe sur la poulie g, et à l’extrémité de cette corde, de l’autre côté de la poulie, en r, s’attachent les plus petites cordes (qr, qr, etc.), nommées tiraudes, sur lesquelles agissent les manœuvres qui doivent faire fonctionner la machine.

Un pieu étant placé sous le mouton et maintenu aussi verticalement que possible au moyen d’un guide (o), nommé bonhomme auquel il est attaché par une corde, et qui glisse entre les jumelles, s’enfoncera successivement dans le sol, par le choc réitéré du mouton.

Un charpentier, qu’on désigne sous le nom d’enrimeur, dirige la manœuvre de la machine. Aidé des manœuvres, il met le pilotis en fiche, c’est-à-dire dans la position verticale correspondant à l’axe du mouton, l’attache au bonhomme et le maintient le mieux possible dans sa direction, pendant le battage.

il s’agit maintenant de savoir le nombre de coups qu’un mouton peut frapper par minute.

Supposons que la somme du poids et des résistances provenant des frottements et de la raideur de la corde (résistances qu’on peut calculer séparément) soit de 180 kilogrammes. Une des conséquences générales déduites d’expériences faites sur les moteurs animés, c’est qu’un manœuvre élevant des poids avec une corde et une poulie (ce qui l’oblige à faire descendre la corde à vide), élève avec un effort moyen 10 kilogrammes avec une vitesse de 0^m,20 par seconde.

Supposons que la hauteur à laquelle doit être élevé le mouton soit de 1^m,30. Il faut pour arriver au résultat demandé diviser la hauteur 1^m,30 par 0^m,20 le quotient 6,5 exprime le nombre de secondes qu’il faut pour chaque coup de mouton, et exprime le nombre de coups de mouton par minute exigible des ouvriers une fois que le pilotis est mis en place. Comme 60” divisées par 6,5 = 9,23 ce nombre est le nombre demandé.

Si un homme ne produit qu’un effort moyen de 18 kilogrammes, il faudra donc pour faire un travail suivi avec le mouton de 180 kilogrammes, en travaillant six heures effectives par jour, employer dix hommes.

Comme pour mettre le pilotis en fiche, ainsi que pour les petits repos qu’il faut accorder aux ouvriers, il y a environ un tiers du temps total employé ; si l’on compte ensuite le nombre des coups de mouton d’après le temps total, il n’y aura que six coups de mouton donnés par minute. Mais alors la durée du travail ou plutôt de la journée, au lieu d’être de six heures, devra être portée à neuf heures.

Dans les chantiers de construction, on exige ordinairement des ouvriers dix coups de mouton par minute, et on leur fait donner trente coups de suite. Ces trente coups forment ce qu’on nomme une volée, et après chaque volée on leur donne un petit repos.

Le mouton est une forte masse, prismatique, ordinairement parallélipipédique, soit en bois, soit en fonte de fer, qui est destiné à frapper avec force comme un gros marteau sur la tête des pieux pour les enfoncer dans le sol. Il peut être fait avec un bout de poutre; il doit être fretté ou cerclé à ses deux extrémités supérieure et inférieure, et avoir un poids tel que huit à dix hommes puissent facilement le lever, c’est-à-dire de 144 à 180 kilogrammes.

Dans les pays où, comme en Allemagne par exemple, l’on construit des sonnettes à un seul montant, le mouton est maintenu dans sa position au moyen de guides ou bras encastrés, et ces bras eux-mêmes sont munis de boulons mobiles transversaux, qui glissent sur les faces de derrière et de devant du montant, et qui permettent aux guides de glisser à leur tour sur les faces latérales de ce dernier. Mais cette sorte de machine ne peut être employée que dans des travaux légers, où il ne s’agit que d’enfoncer des pieux de moyenne grosseur à peu de profondeur.

Fig. 57.

Voici comment cette sonnette est construite:

Sur la semelle a s’élève le montant b, d’environ 5 mètres de hauteur, assemblé à tenon et mortaise dans la semelle et consolidé au moyen de deux équerres placées sur les faces latérales ainsi que l’indiquent les figures 57,58. La position verticale et à angle droit du montant sur la semelle est assurée latéralement par deux pièces biaises ou contrefiches (cc), assemblées à tenon et mortaise dans le montant et dans la semelle. A leur extrémité supérieure, elles sont encore consolidées par un boulon à écrou (f). Cette machine, composée de la semelle, du montant et des contrefiches, est posée sur une sorte de plancher, formé de poutrelles et de madriers sur lesquels se placent les ouvriers, et de manière à ce qu’elle se trouve derrière le pieu à battre. A l’extrémité supérieure du montant, de chaque côté, est pratiqué un œil en fer dans lequel passe un crochet fixé à un montant léger ou gaule qui aboutit au plancher. Ces deux petits montants biais (dd) maintiennent le montant principal dans sa position verticale, et servent aussi à maintenir la sonnette en équilibre quand on la change de place ou de position. Ces deux petits arcs-boutants dd sont ferrés en pointe à leur extrémité inférieure.

Fig. 58.

La poulie e, sur laquelle est conduite la corde qui soulève le mouton, est pratiquée dans une mortaise spacieuse qui traverse le montant principal de part en part. La tête du montant est consolidée par une ferrure boulonnée, dans laquelle tourne aussi l’axe de la poulie, ainsi que l’indique la fig. 58.

Les figures 59, 60 montrent le mouton de face et de côté. La dimension horizontale du mouton est terminée par celle du montant, car il faut que les guides ou bras encastrés puissent glisser le long des deux faces latérales de ce montant, en ayant soin de laisser pour le jeu une petite distance de deux à trois millimètres. Supposons que l’épaisseur du montant soit de 18 centimètres, celle des guides ou bras de 10, on aura pour la longueur horizontale de chaque face du mouton 38 centimètres 4 millimètres. Il est clair que la hauteur du mouton est déterminée par le poids qu’on lui donne: cette hauteur est d’ordinaire de 1 mètre à 1^m,30. Les guides du mouton encastrés entièrement dans ce dernier, comme nous l’avons déjà dit, sont assujettis entre eux et au mouton par quatre boulons à vis et écrou. Sur chacune des faces du mouton, on pratique quatre ferrures verticales en fer méplat, dont huit maintiennent de plus les guides sur les faces latérales. Ces seize ferrures verticales forment crochet à celles de leurs extrémités aboutissant au haut et au bas du mouton, et maintiennent ainsi les frettes ou cercles inférieur et supérieur. Les quatre boulons traversant les guides devant et derrière le montant b, formant office de galets, doivent avoir leur œil garni d’une boîte cylindrique en métal et de préférence en cuivre. D’un côté le boulon a une tête fixe, mais de l’autre une petite ouverture oblongue et longitudinale, dans laquelle est passée une clavette à ressort.

Fig. 59.

Fig. 60.

L’anneau destiné à assujettir la corde qui doit faire manœuvrer le mouton peut être forgé à l’extrémité d’une barre de fer qui elle-même descend au milieu du mouton, où elle est maintenue par un boulon transversal (fig. 61). Au lieu d’anneau on emploie quelquefois un crochet fixé à une traverse en fer repliée sur deux faces du mouton et maintenue par la frette supérieure.

Fig. 61.

On concevra facilement que pour l’établissement d’une sonnette il ne faut employer que du bois bien sec et ne subissant en aucune manière l’influence de l’air. Il faut aussi avoir soin que les assemblages soient faits avec précision, que les boulons faisant fonction de galets roulent et glissent bien, et enfin que les équerres et autres ouvrages de serrurerie soient convenablement ajustés et posés.

Il va sans dire que la sonnette doit être posée de manière à ce que le milieu de la face inférieure du mouton frappe bien verticalement la tête du pieu à enfoncer. Il faut bien se mettre dans l’esprit que des soins que l’on apporte à la bonne confection de la sonnette et du mouton, ainsi qu’aux ouvrages qu’on exécute par leur moyen, dépendent la bonté et la perfection des constructions futures qu’on élèvera dessus.

Si la sonnette a deux jumelles, le mouton, s’il est en bois, aura huit guides au lieu de quatre. Ces guides seront en bois, comme le mouton, et en bois de charme de préférence. Ces huit guides ne feront que quatre pièces de charpente; car chacun des quatre guides traversera le mouton, ainsi que l’indiquent les fig. 61, 62, et sera boulonné à travers ce dernier. La conduite du mouton se fait sûrement; mû entre deux montants, il est propre à battre des pieux sur un plan incliné quand ces pieux doivent prendre une position biaise.

Fig. 62.

On se sert, dans la plus grande partie de l’Allemagne septentrionale, d’une sorte de sonnette très simple et très solide. Au sommet, des jumelles sont maintenues dans leur position verticale et parallèle par une clef horizontale qui est assemblée sur chacune d’elles à queue d’aronde et boulonnée; le déversement de l’avant à l’arrière est empêché par deux fortes contre-fiches. L’axe de la poulie est posé au milieu de l’épaisseur de bois des contrefiches de derrière, lesquelles sont reliées, en outre, par une autre clef, pour chacune d’elles, aux jumelles. Les deux contrefiches servent de montants dans lesquels sont pratiqués des échelons afin de faciliter l’ascension des ouvriers au sommet de la sonnette, pour pouvoir graisser la poulie, y faire passer la corde et faire en général toutes les dispositions nécessaires à la mise en fiche et au mouvement de la machine.

Si le mouton est en bois, il aura huit guides ou bras, comme l’indique la fig. 61; si au contraire il est en fonte, il aura sur ses flancs des côtes saillantes, ou languettes qui glisseront dans des rainures pratiquées dans les jumelles.

Quant à la poulie sur laquelle se meut la corde, elle est en bois quand le mouton lui-même est en bois, et s’il est en fonte la poulie est également en fer. Le diamètre de la poulie est déterminé par la grosseur de la corde employée; ce diamètre doit être d’autant plus étendu que la corde est forte. Plus la poulie est petite, plus aussi est considérable la perte de la traction amenée par la raideur de la corde, et plus encore est fort le frottement de l’axe de la poulie.

Si le mouton est en bois et léger, d’un poids de 150 kilogrammes, par exemple, le diamètre de la poulie ne devra point être moindre de 45 à 48 centimètres, et le diamètre de la poulie augmente en raison du poids du mouton dans une proportion telle que ce diamètre devra être d’un mètre pour un poids de 500 kilogrammes.

S’il s’agit d’enfoncer des pieux dans un sol recouvert d’eau, on établira la sonnette sur un plancher porté soit par des chevalets s’il y a peu d’eau, soit par des bateaux si l’eau présente trop de profondeur ou trop de rapidité pour établir les chevalets.

De la sonnette à déclic

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La sonnette à déclic ne diffère de la sonnette à tirandes qu’en ce que la corde du mouton, au lieu d’être directement tirée par des hommes, vient s’enrouler sur le corps d’un treuil à engrenage. Une roue dentée est fixée sur l’arbre du corps du treuil. Cette roue engrène avec un pignon, dont l’arbre porte à chaque bout une manivelle. L’arbre du pignon peut glisser dans le sens de sa longueur, de manière à dégager le pignon de la roue d’engrenage, et ce mouvement s’opère par les soins d’un ouvrier lorsque le mouton est élevé à la hauteur convenable.

La grande roue et le corps du treuil, entraînés par le poids du mouton, tournent alors en sens inverse, et le mouton vient frapper le pieu à battre. La corde, filant avec beaucoup de rapidité, continuerait à se dérouler après la chute du mouton, en vertu de la vitesse acquise. Pour obvier à cet excès de déroulement qui occasionnerait une perte de temps, sur l’arbre du treuil est placé un frein double, et l’ouvrier qui a désengrené le pignon serre fortement ce frein aussitôt qu’il entend le coup du mouton. Pendant cette manœuvre, les ouvriers continuent à tourner les manivelles, toujours dans le sens convenable, pour élever le mouton, et, il n’y a qu’à rengrener le pignon après chaque coup.

Cette disposition de sonnette exige une surveillance attentive du travail vers la fin du battage, pour s’assurer que le pilotis a atteint le refus jugé nécessaire: attendu que l’ouvrier qui manœuvre le frein peut en faire usage pour amortir le coup du mouton. On peut se mettre à l’abri de cette fraude en adaptant à ce mouton l’appareil à détente, au moyen duquel le mouton, se séparant de la corde lorsqu’il a atteint la hauteur voulue, retombe sans entrave. D’après des expériences, on a calculé que dans une hauteur de 1 mètre 30 centimètres le mouton doit donner 9 coups par minute.

S’il s’agit d’enfoncer des pieux dans un sol recouvert d’eau, lorsque le guide du pilotis a atteint la semelle de la sonnette, on se sert pour continuer le battage d’un faux-pieu fretté des deux bouts, maintenu sur la tête du pilotis par une fiche en fer et attachée au bonhomme.

Les sonnettes à déclic permettent de se servir facilement de lourds moutons du poids de 400 à 500 kilogrammes et même au delà, procurant une grande économie (dans des travaux considérables et d’importance) dans la main-d’œuvre du battage des pieux. Suivant les observations faites, toutes choses égales d’ailleurs, ces frais ne seraient que 0,65 à 0,70 de ceux qu’entraîne la sonnette à tiraudes.

Nous avons parlé plus haut d’un appareil à détente, nous allons en donner la description. La fig. 63 offre la coupe de cet appareil. Le crochet à détente se meut sur un axe horizontal dont les points d’appui son t pratiqués dans un bloc mobile et dont la fig. 64 donne le plan. Dès que le crochet du haut du bloc mobile, retourné sur la face de la sonnette, frappe avec son extrémité oblongue et arrondie du haut, contre la clef ou étrésillon, le crochet en continuant à être élevé s’échappe dans sa partie inférieure de l’œil ou anneau dans lequel il était passé, et le mouton tombe de haut en bas. Une bascule du même genre est figurée dans les fig. 65 et 66, qui en donnent l’élévation et le côté latéral. Dans l’exemple précédent le chapeau de la détente est en fer, tandis que dans le dernier il est remplacé par une pièce de bois solidement boulonnée et glissant dans les rainures des jumelles. Ce chapeau empêche le crochet de dépasser la hauteur voulue, et sert à le faire basculer. Le chapeau qui dirige le crochet est posé au-dessus de lui, et, composé lui-même de deux pièces de charpente épaisses, il enveloppe une courte barre de fer, qui à son extrémité supérieure a un œil dans lequel est attachée la corde de manœuvre; à son extrémité inférieure cette barre a une fourchette, à travers laquelle passe un boulon à écrou qui réunit le crochet à la fourchette au point où la bascule du premier doit avoir lieu par son évolution.

Fig. 63

Fig. 64 et 64.

On se sert beaucoup en Allemagne de la sonnette à déclic et de l’appareil à détente. Si la force du manœuvre dans ce genre de sonnette est double de ce qu’elle est dans les sonnettes à tiraudes, la première a encore un autre et grand avantage, celui de pouvoir élever le mouton à une hauteur du double de celle qu’atteint la sonnette à tiraudes. Il résulte d’expériences faites avec les deux sonnettes, enfonçant, avec des moutons de poids égal, des pieux de même grosseur et de même longueur à une même profondeur dans le même sol, que la sonnette à tiraudes manœuvrée par vingt-deux hommes et un charpentier ne pouvait faire monter le mouton qu’à 1^m,57, tandis que celle à déclic et détente faisait monter à chaque effort le mouton à 4 mètres: chaque sonnette battait 48 pieux; or celle à tiraudes mit 28 jours et l’autre seulement 18 à faire cet ouvrage.

Fig. 65.

Fig. 66.

Il s’ensuit donc que la sonnette à tiraudes nécessitait pour un même travail huit fois plus d’ouvriers et qu’elle employait plus d’un tiers de temps de plus que la sonnette à déclic et à détente. Si l’on considère encore que quatre ouvriers employés aux manivelles d’un treuil convenablement établi sont capables d’élever un mouton pesant de 5 à 600 kilogrammes à 3^m,75, jusqu’à 7^m,50, on verra l’avantage qu’il y aura à se servir de la sonnette à déclic et à détente pour des fondements de quelque étendue.

La tête ou couronne de tout pieu ou pilotis doit être armée d’un cercle de fer pour l’empêcher d’éclater. Quand le battage s’est prolongé sur un pieu, les fibres de la tête de ce pieu sont comprimées et deviennent spongieuses; cet état forme un lit mou, qui nuit à l’effet du mouton. Il est convenable de couper alors le pieu jusqu’au bois ferme, et de le fretter de nouveau avec grand soin avant de continuer le battage.

Des pieux ou pilotis

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Il résulte de nombreuses expériences sur la résistance des bois, que des cubes en bois posés debout, c’est-à-dire dont la direction des fibres est verticale, ne sont écrasés que lorsqu’on charge le centimètre carré :

pour le chêne, de 384 à 461 kilogrammes;

— sapin, de 438 à 461 —

La compression qui précède l’écrasement est de 1/3 pour le bois de chêne et de la 1/2 pour le bois de sapin, de leur hauteur. Or comme la résistance des bois debout ou des pieux diminue dès qu’ils commencent à plier et qu’ils plient d’autant plus qu’ils ont plus de longueur, cette diminution dépend de la hauteur et de la surface transversale. Rondelet donne la progression suivante de la force des bois dans le rapport de leur hauteur ou longueur avec leur surface:

Pour que cependant ces expériences puissent trouver leur application dans la pratique, Rondelet donne pour règle, en supposant qu’il se trouve une infinité de circonstances qui peuvent doubler ou tripler l’effort d’un poids ou d’une charge, qu’il est prudent de ne compter la force d’un poteau dont la hauteur n’excède pas dix fois la longueur de sa base, qu’à raison de 48 kilogrammes par centimètre carré, et pour un poteau dont la hauteur serait de quinze fois la longueur de la base seulement 38 kilogrammes par centimètre carré.

Si l’on admet pour la stabilité d’un pieu 1/7 du poids qu’il faut pour l’écraser, on aura les nombres du tableau suivant, que Rondelet indique comme poids pour les bois selon le rapport de leur hauteur à la plus petite superficie de leur face transversale.

Quant aux pieux, en s’aidant du résultat des expériences faites par Rondelet, on pourrait trouver un guide dans les essais faits par Hodgkinson sur la résistance des bois de forme cylindrique posés verticalement dans la direction longitudinale de leurs fibres. Hogkinson à trouvé par des expériences faites sur des bois de forme cylindrique de 25,4 millimètres de diamètre et 50,8 millimètres de hauteur, dont la hauteur était par conséquent double du diamètre de la surface transversale, les résistances des bois comme il suit:

POIDS EN KILOGRAMMES PAR CENTIMÈTRE CARRÉ QUI AMENA L’ÉCRASEMENT.

Hodgkinson dit que les pieux en bois de chêne ont une résistance qu’on peut calculer au moyen de la formule suivante: que P soit le poids qu’ils peuvent supporter, exprimé en kilogrammes, que a soit la plus petite mesure et b la plus grande de la surface transversale, exprimées en centimètres, et l la longueur ou hauteur des pieux en décimètres, on aura:

pour des pieux carrés: P kilogrammes = 2565 ; pour des pieux rectangulaires: P kilogrammes = 2565 .

Comme on ne doit admettre que 1/10 du poids pour la résistance de pieux battus, de celui qui amènerait l’écrasement, Hodgkinson donne la formule qui suit:

pour des pieux carrés en bois de chêne: P = en kilog. 256,5 pour des pieux rectangulaires en chêne: P = en kilog. 256,5 pour des pieux carrés en pin des bois: P = 214,2 ; pour des pieux rectanguluires: P = 214,2 .

La profondeur à laquelle doivent être battus ou enfoncés les pieux et le poids destiné à les battre dépendent de la qualité du sol et de la charge que doit supporter le pieu. On admet en général que le poids du mouton dans le battage sur la tête du pieu doit être le double du poids que doit supporter le pieu une fois enfoncé, et qu’il faut poursuivre le battage jusqu’à ce que le poids du mouton à une même élévation ne produise plus après chaque volée que 2 à 3 millimètres d’effet. Dans les fondements de bâtiments de très grand poids, on ne considère la stabilité absolue des pieux que lorsqu’à la suite de trois volées successives ils ne s’enfoncent pas au delà de 2 à 3 millimètres.

Il est impossible d’indiquer la hauteur du battage d’un pieu opéré par un certain poids du mouton, et il est tout aussi impossible de préciser par la nature du battage combien un pieu pourrait supporter de charge une fois enfoncé. C’est ce que l’expérience seule peut apprendre: car dans un sol de nature égale le battage des pieux est quelquefois différent, et dans un sol de nature inégale le battage est nécessairement inégal dès que les couches de matières à travers lesquelles les pieux sont chassés se trouvent différentes. On a vu quelquefois que le battage dans un sol d’inégale nature n’enfonçait plus les pieux que de 2 ou 3 millimètres à la suite de volées régulières et de repos intermédiaires, et qu’ils arrivaient ainsi à la stabilité absolue. Cependant, en reprenant le battage au bout de quelques jours, le pieu s’enfonçait de nouveau à chaque volée, et cela de plusieurs millimètres et quelquefois même de quelques centimètres.

C’est au charpentier enrimeur à savoir, d’après le mouvement plus ou moins régulier des pieux, s’il faut continuer l’action du mouton pour arriver à la stabilité voulue des pieux, ou bien s’il est utile d’interrompre le battage pendant quelques jours afin de consommer alors cette stabilité d’une manière absolue.

Comme on est obligé pour les fondements d’enfoncer plusieurs rangées parallèles de pieux les unes à la suite de autres, il s’agit de savoir s’il faut commencer par les rangées intérieures ou extérieures du bâtiment. Il faut commencer par la rangée de pieux extérieure, continuer par la rangée intérieure et terminer par la ou les rangées intermédiaires.

Le battage des pieux extérieurs comprime le sol également sur les deux côtés, en sorte que les pieux qui devront y être enfoncés trouveront plus de fermeté de terrain, et par conséquent n’auront pas besoin d’être enfoncés aussi profondément que les pieux des rangées extérieures.

Si les pieux intermédiaires ou du milieu étaient battus en premier, il s’ensuivrait infailliblement que les pieux des rangées extérieures, trouvant une plus forte résistance vers le milieu du sol comprimé, s’enfonceraient d’aplomb par l’action du mouton, comprimeraient encore latéralement le sol du milieu déjà lui-même comprimé, le soulèveraient, le rendraient meuble, ce qui ébranlerait les pieux du centre.

Il est bon aussi de repasser le battage des rangées du milieu si les pieux qui les composent doivent atteindre la stabilité absolue avant d’y faire porter le poids définitif.

Quand la fouille est assez profondément pratiquée pour commencer le battage tracé d’après le plan par le constructeur, on fouille encore le sol pour y placer chaque pieu, et cela aussi profondément que le permet la nature du sol. Ensuite on place le pieu contre la sonnette, de manière à ce qu’il se trouve en dessous et au milieu du mouton; cette opération s’appelle l’enfermer. Si les pieux sont d’une longueur considérable, il faut nécessairement placer la sonnette sur un échafaudage ou de forts chevalets. Dès „ que l’enrimeur a légèrement enfoncé le pieu en terre, soit en l’ayant tourné, soit en l’ayant soulevé pour ensuite le laisser retomber, il doit l’assujettir avec un lien quelconque, une corde ou une chaîne, au montant ou aux jumelles. Cette opération peut se répéter en haut et en bas du pieu.

Puis on commence le battage avec le mouton, d’abord lentement avec des intervalles réguliers entre les coups; peu après on peut battre plus vite jusqu’à ce qu’on ait atteint le nombre voulu par minute. Dans le cours du battage, à un tiers de sa hauteur à partir du bas, le pieu est embrassé par des cordes ou chaînes pour qu’on puisse le maintenir par des leviers dans la direction qu’il doit avoir. Afin de pouvoir le plomber, on aura tiré au chantier trois lignes parallèles au moyen de coups de cordeau à l’axe du pieu et dans sa longueur, et qui, en étant plombées, devront toujours tomber d’aplomb avec le centre du pieu.

Pour manœuvrer la sonnette et surtout tirer le mouton, il faut choisir des hommes jeunes et robustes, qu’on place en cercle sur Je plancher, et en plusieurs cercles si le mouton est d’un grand poids, les hommes de petite taille au centre et les hommes grands en dehors, pour que l’action du tirage soit identique dans les cercles. Le cercle intérieur doit être formé d’un nombre d’hommes tel qu’ils ne se gênent point dans leurs mouvements et avoir la face tournée vers le nœud d’où partent les tiraudes. Il faut exiger que les hommes manœuvrent avec un ensemble parfait.

Après un certain nombre de coups, on crie aux ouvriers employés à cette corvée: au renard, pour les faire cesser tous en même temps, et au lard pour les faire recommencer. Ce commandement est prononcé par l’enrimeur. Aux mots de au lard, ils doivent faire un effort qui fasse monter le mouton au moins à 1^m,50 ou à 1^m,90. Si le commandement est bien exécuté, si les hommes agissent ensemble et avec énergie, le mouton s’élèvera à une hauteur encore plus considérable.

Extraction d’anciens pilotis

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Dans le cas où l’emplacement destiné à recevoir des fondements offrirait d’anciens pieux dont on ne pourrait se servir pour une cause quelconque et qu’il faudrait faire disparaître; quand dans le battage de pieux nouveaux ceux-ci ne s’enfoncent pas d’une manière satisfaisante et convenable, ou bien quand il s’agit, après les fondements achevés, d’enlever des pieux ayant servi à des batardeaux, voici comment il faudra opérer. Pour extraire un ancien ou nouveau pieu du sol, il faut lui faire subir un ébranlement en le frappant sur ses côtés; ensuite il faut rendre le terrain qui l’enveloppe aussi meuble que possible. Si l’emplacement est libre on se servira ensuite d’un levier puissant, formé d’une poutrelle.

Le point d’appui du levier doit être posé le plus près possible du pieu à extraire; ce levier est adapté à une machine de charpente composée de deux semelles, de deux petits montants, maintenus par des contre-fiches, coiffés d’un chapeau et munis d’une poulie. Le point d’appui a pour base une poutrelle posée en travers; il peut aussi être formé d’un pieu battu; ou bien, si l’un et l’autre sont impossibles à pratiquer, on se servira d’un châssis épais en chêne et fortement boulonné. Pour élever le levier, on se sert d’une corde et d’une poulie qui tourne entre les deux montants. Dès que la partie la plus étendue du levier est levée et que la plus courte est abaissée, son extrémité est reliée au pieu à extraire par une chaîne, très courte et tendue dès l’origine afin d’empêcher l’arrière du levier de s’abaisser, avant que la manœuvre ne soit commencée. Alors les manœuvres saisissent les tiraudes fixées à l’extrémité supérieure du levier et commencent l’opération.

Quelquefois cependant on fait une amélioration au levier, qui consiste à le ferrer à son extrémité d’un fort crochet auquel est attachée la chaîne fixée au pieu à arracher. Ensuite on le munit d’un axe qui tourne sur des supports fixés sur les semelles, et qui sert de point d’appui quand on change la machine de place. On peut voir par son étendue qu’elle n’est pas praticable dans tous les cas; et s’il s’agit d’extraire des pieux dans l’eau, on devra utiliser des chevalets ou des bateaux.

Enture des pieux

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Le cas peut se présenter que la longueur d’un pilotis ne suffise pas pour le battre jusqu’au bon sol. Dans ce cas il faut pratiquer une enture, c’est-à-dire greffer un prolongement de pieu sur celui qui est déjà battu. Les deux faces à joindre bout à bout doivent être taillées bien d’équerre sur l’axe du pieu et rendues aussi lisses que possible avec le rabot. Il y a plusieurs sortes d’entures. La liaison la plus simple est celle qui consiste à cercler d’un anneau de fer de 8 à 11 centimètres de largeur le pilotis battu, de telle sorte que la moitié de la longueur de l’anneau ou cercle s’emboîte sur le pilotis en question, tandis que l’autre moitié reste saillante pour recevoir le pied de l’enture. Cette sorte de frette sera entaillée de son épaisseur dans les deux parties à enter, ainsi que l’indique la fig. 67 en a. Afin d’augmenter l’adhésion des deux faces horizontales, on enfoncera dans l’axe du pieu et verticalement un clou à deux pointes, dont on facilitera la pénétration dans les deux pièces à unir, en amorçant des trous où ils doivent entrer. Il ne faut jamais faire d’entures biaises ni employer de chevilles transversales dans l’opération dont nous parlons, parce que toute autre liaison non horizontale serait brisée par l’action du mouton qui frappera dessus.

Fig. 67.

Dans le cas où des pieux entés seront battus par un mouton d’un très grand poids, on se sert d’un disque en fer pour empêcher la compression réciproque des deux faces horizontales des pieux. Ce disque se placera dans l’enture et sera adhérent à la frette extérieure, et supportera aussi le clou central à deux pointes (fig. 67). Quand les travaux sont étendus et considérables, cet appareil d’une pièce, composé du disque, de la frette et du clou, sera en fer fondu. Dans tous les cas le fer forgé sera préférable. Si l’on voulait encore consolider cette enture, on emploierait des bandes de fer méplat placées longitudinalement, clouées sur le pieu ou vissées à travers la frette.

Ferrure des pieux

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La grosseur des pieux dépend en partie de leur longueur, mais en partie aussi du poids que doit supporter chaque pieu isolé du grillage; cette grosseur dépend encore de l’espèce de bois employé. Pour se rendre compte de la longueur à donner aux pieux, il faut enfoncer des pieux d’essai; c’est la manière la plus sûre d’arriver à un bon résultat. Cependant on a admis dans la pratique que pour des pieux d’une longueur de 3 mètres à 3^m,80, leur diamètre doit être à la tête de 24 à 26 centimètres; pour une longueur de 5 mètres, 30 centimètres à la tête. Si la longueur des pieux dépasse 5 mètres, leur diamètre doit augmenter de 25 millimètres au moins pour chaque mètre cinquante centimètres en plus des 5 mètres.

Les bois les plus estimés pour l’usage des pieux sont le mélèze, le sapin (non saigné), le hêtre et le chêne. On choisira toujours des bois sains, bien droits, sans nœuds et sans fentes. La plus petite grosseur du pieu sera placée en bas pour entrer dans le sol; et, afin que le battage se fasse avec plus de facilité, on écorcera les pieux avant de les enfoncer. Les pieux circulaires, cylindriques s’enfoncent plus facilement que les pieux équarris.

Fig. 68.

Afin de mieux percer le sol et ouvrir un passage facile entre les pierres, il est généralement d’usage de munir le bas du pieu d’une pointe en fer, nommée sabot.

On taillera le bout du pieu en forme de pyramide à quatre faces, comme le montre la fig. 68. Cette pyramide devra avoir pour hauteur une fois et demie ou double du diamètre du pieu; quand le sol est léger ou meuble, on peut même prendre pour hauteur de la pyramide trois fois le diamètre inférieur du pieu. La pointe ne doit pas être taillée trop aigüe, mais former presque une pyramide tronquée, comme l’indique encore la même figure, et dont les côtés n’auront que 4 à 5 centimètres de longueur.

La fig. 69 donne la forme du sabot et la manière de le fixer à l’extrémité du pieu. Ce sabot sera en fer forgé et fixé sur les quatre faces pyramidales au moyen de clous qui traverseront les branches du sabot, comme l’indique suffisamment la fig. 69.

Nous avons donné précédemment, page 159, la manière de calculer la résistance des bois par centimètre carré, et nous y renvoyons le lecteur.

Fig. 69.

Des grillages sur pilotis

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Le grillage en charpente posé sur des pieux enfoncés dans le sol étant destiné à former un appui ou une base horizontale pour la maçonnerie qui s’élève dessus, nous aurons à nous occuper des dispositions diverses à donner à la pose des grillages et des moyens à employer pour empêcher le terrain comprimé par le battage des pieux de devenir meuble.

On pose habituellement les pièces longitudinales d’un grillage directement sur la tête des pilotis, et on les y fixe par des tenons, puis on place d’équerre sur les pièces longitudinales les pièces transversales, qu’on consolide en les assemblant au moyen d’entailles à mi-bois. Comme les pieux doivent toujours être battus à distance égale les uns des autres, tant dans la longueur que dans la largeur, et qu’on doit poser les pièces transversales verticalement sur l’axe des pilotis, il s’ensuit que ces pièces forment en se croisant avec les pièces longitudinales de véritables grils.

On peut ne pas entailler les pièces en question et les poser les unes transversalement sur les autres, ainsi que l’indique la fig. 70. On les entaille aussi à mi-bois (fig. 71), ce qui produit un grand affaiblissement des bois. Il vaut donc mieux ne les entailler qu’au quart ou au tiers du bois; cette dernière manière est souvent pratiquée dans les grandes constructions de l’État en Angleterre, dans lesquelles on emploie de très fortes pièces de bois pour les grillages de fondements. Quand les pièces du grillage sont entaillées à mi-bois, les pièces longitudinales et les pièces transversales présentent leur face supérieure sur un même niveau, et les madriers peuvent se placer sans avoir égard aux traverses qui ne sont pas saillantes. Il n’en est point de même quand les pièces en question sont entaillées au quart ou au tiers du bois; alors les traverses forment saillie sur les pièces longitudinales, et par conséquent les madriers ne remplissent que les espaces intermédiaires et arrivent de niveau avec la face supérieure des traverses (fig. 72).

Fig. 70.

Fig. 71.

Fig. 72.

Nous avons dit plus haut que les pièces longitudinales du grillage étaient fixées aux pieux par des tenons. Lorsque les pièces posées dans les deux directions sont entaillées au quart du bois à leur intersection, le tenon est moins long que la largeur de la pièce qui le coiffe: il n’aura pour hauteur que les deux tiers de sa longueur, et la mortaise n’aura juste de profondeur que ce qu’il faut pour loger le tenon. On chasse légèrement dans ce dernier deux coins en bois, suffisamment pour qu’ils tiennent, et l’on pose de suite les pièces de charpente longitudinales. Dès que le tenon entre dans la mortaise, et que les coins en rencontrent le fond, ils sont chassés encore par des coups de maillet appliqués sur la pièce. Comme on voit, la mortaise est à queue d’aronde, l’enfoncement des coins étend le tenon, qui vient de se loger solidement contre les deux faces biaises de la mortaise.

Fig. 73.

Des grillages sans pilotis, ou fondations sur racinaux

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On emploie quelquefois, par surcroit de précaution, des grillages sans pilotis. On en fait usage dans le cas où le sol a pu être convenablement comprimé, où il n’est pas susceptible de glisser latéralement, et enfin où il est assez solide pour porter le poids du bâtiment si ce poids est réparti sur une plus grande surface que celle offerte par les murs de fondation. Si l’extension des fondements dans un terrain de moyenne solidité est d’un grand avantage, il en est de même à plus forte raison dans un terrain d’inégale fermeté, où certaines parties seulement sont susceptibles de supporter un poids plus considérable que d’autres. Dans le cas où le terrain présenterait des inégalités de fermeté, le grillage sans pilotis offre un moyen d’obvier à cet inconvénient.

Mais il n’atteindra ce but que s’il est construit avec grand soin, si le bois est de bonne qualité et d’épaisseur convenable, si enfin les fondations qu’on élève au-dessus ont de bonnes liaisons: autrement ce grillage fléchirait dans les endroits où le sol n’est pas suffisamment résistant. Toutefois le grillage n’aura de durée qu’autant qu’il sera toujours submergé ; s’il était alternativement exposé à l’humidité et à la sécheresse, ou s’il était établi dans un sol tout à fait sec, le grillage pourrirait et s’écraserait avec le temps.

Le grillage sans pieux se fait avec deux rangées de sablières ou racinaux, pièces de charpente méplates, se croisant à angle, droit. Entaillées aux points d’intersection, elles forment un assemblage solide et homogène. Dans la figure 74, on voit un grillage dont les pièces transversales sont placées directement sur le sol et dont la longueur est un peu supérieure à l’épaisseur de la fondation. Sur ces pièces en sont posées d’autres, d’équerre et longitudinalement. Toutes ces sortes de sablières se posent à 1 mètre, 1^m,20 les unes des autres, et à leur intersection elles sont entaillées à un huitième de leur épaisseur. Les traverses doivent être d’un seul morceau. Il est clair que les sablières longitudinales seront évidemment formées de plusieurs pièces de charpente, mais il faut que leurs abouts reposent toujours au milieu d’une traverse et ensuite que leurs jonctions ne se fassent pas sur la même traverse, mais qu’elles se contrarient comme dans la maçonnerie de pierres de taille ou de briques. Au-dessus de ce gril ou grillage en charpente, on pose des madriers de chêne en travers, de 8 à 9 centimètres de largeur, et qu’on fixe avec de forts clous ou des chevillettes, de manière à former une espèce de plancher sur lequel on élève les fondations.

Fig. 74.

Fig. 75.

La figure 75 représente un grillage où les pièces longitudinales b sont directement placées sur le sol et où les traverses a les couronnent. Ces dernières sont entaillées d’un quart de leur épaisseur sur les pièces longitudinales, également entaillées d’un quart, en sorte que les traverses ne forment saillie que de la moitié de leur hauteur sur les sablières longitudinales. L’espace qui reste entre les traverses est garni de madriers c d’une épaisseur telle que leur face supérieure soit de niveau avec celles des traverses.

CHAPITRE III

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Maçonnerie Construction en brique

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Les murs en brique se composent de briques et de mortier. Les briques constituent la masse des murs, le mortier est destiné à combler les interstices qui sont formés par l’assemblage des briques; il est encore destiné à lier des briques entre elles pour en faire un tout homogène et compact. Comme pour faire de bons murs en brique il faut que les matériaux soient d’une bonne qualité, il importe beaucoup que le constructeur apporte un grand soin dans le choix de ses matériaux. Il faut aussi avoir soin que les joints formés par le mortier ou par toute autre espèce de matière pour former liaison, ne soient pas trop épais; et enfin que la liaison soit appropriée au but que les murs doivent remplir. On doit également prévoir les inconvénients auxquels les diverses liaisons seront exposées dans la suite.

Les dimensions des briques donnent ordinairement l’épaisseur des murs. Cependant cette épaisseur peut varier et faire exception à la règle. Toute brique a une épaisseur déterminée, qui varie de 0^m,045 à 0^m,055.

Mais la déviation de sa forme, résultat de la cuisson, fait que tout en posant les briques les unes à côté des autres, il y aura toujours des intervalles; ces irrégularités sont compensées par le mortier. Afin que la pression du haut se fasse également sentir sur les pierres ou briques inférieures, il faut veiller à ce que chaque brique ait un lit égal de mortier, c’est-à-dire que la mince couche de mortier sur laquelle on pose la brique soit également étendue sur la superficie qui doit recevoir la brique supérieure. En thèse générale, l’épaisseur des joints dépend du plus ou moins de régularité des briques, et ensuite de la nature plus ou moins graveleuse du sable avec lequel est formé le mortier.

L’épaisseur des joints dans une maçonnerie soignée peut être 0^m,01 et ne doit pas dépasser 0^m,013.

Il faut commencer par étendre avec la truelle une couche de mortier sur le lit de pose, y poser ensuite la brique qu’on frotte sur le mortier ou qu’on frappe avec la truelle jusqu’à ce qu’elle ait pris une position stable.

Il faut que les murs en brique soient élevés par assises horizontales qui s’alignent au cordeau et qui prennent le nom de tas. Les joints verticaux seront remplis de mortier au moyen de la truelle; l’exacte juxtaposition des matériaux est obtenue par le choc ou le frottement de la brique dans le mortier ou toute autre espèce de liaison.

Pour bien lier et consolider des briques entre elles, il faut avoir soin que les joints verticaux ne tombent pas l’un sur l’autre, mais qu’ils alternent.

Quand la brique est de bonne qualité, on peut l’employer pour élever des cloisons portant charpente. La brique se pose alors à plat; elle donnera une épaisseur de cloison égale à sa largeur (de 0^m,107), ou demi-brique, sans enduit des deux côtés, bien entendu.

Fig. 76.

Voici comment se fait ce genre de construction en brique:

Fig. 77.

Pour des cloisons qui n’ont point de charpentes à porter, on peut employer la brique sur champ, c’est-à-dire placée sur son épaisseur, ainsi que le montre la fig. 77.

La fig. 76 donnera des assises de 0^m,4 cent. 1/2 à 5 cent. 1/2 de hauteur, et la fig. 77 en donnera de 0^m,10 cent. 1/2 environ, sans compter l’épaisseur des joints.

La fig. 78 donne la manière de poser les briques pour former un mur dit d’épaisseur de brique. Dans ce cas, c’est la longueur de la brique qui forme l’épaisseur du mur.

Fig. 78.

Un mur d’épaisseur de brique peut aussi être formé par des briques posées en travers comme celles de la fig. 79, alternant avec deux briques à plat, formant la largeur du mur au moyen de leurs deux largeurs réunies.

On élève des murs en brique et demie d’épaisseur: dans ce cas on place en travers une longueur de brique contre laquelle s’appuie une brique en largeur (fig. 80). A est une assise et B en est une autre; elles doivent ainsi alterner afin de contrarier les joints et former une bonne liaison.

Fig. 79.

Fig. 80.

Un système compliqué de croisement de joints et qui offre la meilleure de toutes les liaisons dans la maçonnerie en brique, est ce qu’on nomme liaison en croix, ou liaison cruciforme, ou en losange, parce que effectivement dans cet appareil on voit paraître de distance en distance des croix de Saint-André.

Fig. 81.

Supposons un mur d’une brique d’épaisseur; admettons que la première assise soit formée de briques dont la plus petite face se présente à nous; au-dessus de cette première assise s’en élèvera une autre de briques, qui nous font voir leur plus longue face; une troisième assise sera la répétition de la première, mais (fig. 81) la quatrième assise ne sera pas la répétition de la seconde. Les briques seront posées dans la même direction que celles de la seconde assise, c’est-à-dire en longueur, mais non point comme nous l’indiquons par l’assise ponctuée, où les joints aaa sont perpendiculaires sur les joints AAA de la seconde assise. Ces joints au contraire devront tomber au milieu des briques oooo de la seconde assise, ainsi que le montre la figure 82. Quatre assises semblables seront montées jusqu’à la hauteur voulue. En continuant ainsi les assises comme dans la fig. 83, on verra paraître régulièrement les croix de Saint-André dont nous avons parlé.

Fig. 82.

Fig. 83.

La figure 84 fait voir un mur en liaison cruciforme de deux briques d’épaisseur.

Les bons ouvriers briqueteurs construisent en liaison cruciforme, les médiocres se contentent du système où toujours les assises 1, 3, 5, etc.; 2, 4, 6, etc. (fig. 85) se ressemblent, comme le montre la fig. 86.

Nous avons maintenant à nous occuper des têtes de mur ou angles de maçonnerie de brique et des retours d’angle. Nous commencerons par un angle d’après le système de liaison en croix. Supposons qu’il s’agisse d’arrêter l’appareil en question dans un plan vertical en AB (fig. 85), passant par un joint de briques posées en longueur, il restera à la 1^re, 3^e, 5^e, 7^e, etc., assise des vides de 1/4 de brique, qu’il faut remplir pour arriver à l’aplomb de la ligne AB; de même il restera à la 2^e, 6e, etc., assise des vides d’une demi-brique. Pour remplir ces derniers vides, il n’y a pas d’inconvénient à se servir de demi-briques, mais il n’en est point de même pour les autres vides, qui ne sont que d’un quart de brique. Au lieu de ces quarts de briques à l’extrémité, on y substitue une demi-brique à la suite, on place le quart de brique, ce qui conserve la solidité de l’angle. La figure 87 fera aisément comprendre cette manière de former les angles ou têtes de mur en maçonnerie de brique. Quant au retour d’angle dans l’intérieur, pour murs de refend ou cloisons, l’appareil en donne l’amorce, soit en vides, soit en briques en saillie. Il est essentiel de veiller à ce que les murs et cloisons intérieurs soient bien liés aux murs extérieurs de la construction.

Fig. 84.

Fig. 85.

Fig. 86.

Fig. 87.

Fig. 88.

Quand on a des briques de diverses couleurs ou des briques vitrifiées, ou d’un rouge jaunâtre ou violettes, etc., on peut facilement rompre la monotonie d’un mur en brique en composant avec des briques de même nuance des bandes horizontales, des losanges, des compartiments, etc.

Dans les figures 88, 89, 90, nous donnons des combinaisons de briques, dont on peut se servir pour des constructions diverses, soit d’utilité, soit d’agrément.

Dans quelques pays, surtout dans le midi, on se sert dans la construction de briques non cuites au feu, mais simplement séchées au soleil. On les confectionne avec de la terre argileuse ou de l’argile mélangée quelquefois de foin ou de paille hachée. Quand on a d’autres matériaux à sa portée, il faut les employer de préférence aux briques crues.

Fig. 89.

Fig. 90.