Louis-Auguste Barré

“ L'interposition d'une plaque en métal (fonte ou tôle) est tout à fait indispensable, et si l'on voulait entrer franchement dans la voie des perfectionnements des planchers en fer, il faudrait disposer des coussinets en fonte à larges bases pour recevoir les extrémités des solives. Car il ne faut point perdre de vue que l'efficacité d'un fer à double T réside entièrement dans sa forme invariable, qu'il faut maintenir par tous les moyens possibles, en s'opposant aux efforts obliques qui se développent lorsque chaque fer d'un plancher agit presque isolément. ”

“ Pour nous résumer, le fer à double T symétrique présente la forme la plus rationnelle, la plus économique, mais pour qu'il donne son maximum de résistance, il exige une pose précise, un entretoisement rigide, invariable ; de plus, il est bon de rappeler un fait important au point de vue pratique dans l'étude des profils, c'est que les meilleures proportions des dimensions d'un fer évidé ne sont pas connues ; c'est ce qui explique le grand nombre de modèles de fers laminés, si variés d'une usine à l'autre. ”

“ Aussi, pour rester dans les limites de l'élasticité et pour se mettre en dehors des différences qui résultent de la provenance des fers et de leur mode de fabrication, est-il prudent de ne jamais soumettre le fer laminé, soit par extension, soit par compression, à un effort supérieur à une fraction de la charge de rupture, fraction qui varie suivant le degré de sécurité qu'on veut obtenir ou suivant les risques de la construction. ”

“ Nous concilierons de tout ce qui précède que, dans l'étude d'un projet de plancher métallique, si la portée est restreinte, il y a lieu de faire la comparaison des deux systèmes, l'un comprenant des fers identiques, l'autre des poutrelles principales entretoisées par de petits fers, afin de déterminer lequel est le plus économique, eu égard à la portée donnée et à l'épaisseur dont on peut disposer. Si la portée est un peu grande, il n'y a pas à hésiter, c'est le second système qui doit être appliqué. ”

“ Nous donnons dans ces tableaux non pas des moyennes, mais des valeurs minima et maxima, parce qu'en pratique, les valeurs moyennes des expériences peuvent conduire à une erreur préjudiciable, soit à la sécurité, soit à l'économie. Il faut que le constructeur connaisse ses matériaux, ou qu'il leur accorde une confiance motivée, afin de leur appliquer des coëfficients convenables ; sans quoi, les calculs qu'ils faits n'ayant
aucune base, ils ne peuvent lui être d'aucune utilité. ”

“ La non-symétrie serait motivée pour la fonte, soumise à la flexion, parce que les efforts de rupture par traction et par compression diffèrent bien plus entre eux que pour le fer laminé. Ainsi, toute disposition non symétrique d'une solive évidée en fer laminé, qui n'est pas motivée par quelques considérations particulières d'agencement ou de construction générale, doit être rejetée au point de vue de l'économie de la matière. ”

“ Dans l'emploi du bois, c'est le cube qu'il faut diminuer, parce que les pièces de bois de gros échantillon coûtent fort cher, ou mieux, il faut établir la proportion la plus économique-des équarrissages des diverses pièces qui donne le minimum de déchet, tandis que dans l'emploi du métal (fonte ou fer) , il s'agit de réaliser le minimum de poids en proportionnant les évidements des supports à leur portée. ”

“ L'économie augmenterait encore si la distribution permettait toujours de loger les poutres principales très-hautes dans les cloisons, en complétant l'ossature par des poutres occupant toute l'épaisseur du plancher. Mais, indépendamment de l'économie de la matière à réaliser, il y a aussi certaines exigences de construction à satisfaire ; par exemple, il faut loger les lambourdes et placer dessus le parquet, de manière que l'épaisseur totale des planchers ne soit pas au détriment de la hauteur des étages. ”

“ Souvent, afin de reporter la matière là où elle travaille au maximum, on forme les tables de deux, trois, quatre et même cinq tôles juxtaposées et réunies entre elles et à l'âme par des rivets. Toutefois l'épaisseur des tables est limitée pratiquement par la difficulté de bien river entre elles des tôles formant une grande épaisseur ; de même la grande hauteur des poutres, qui théoriquement produit une économie, est limitée par la condition de la rigidité d'un système de tôles assemblées qui exige des moyens de consolidation très-dispendieux. ”

“ La forme à triple T doit être rejetée au point de vue de l'économie, parce que, dans la région centrale du support, là où la matière travaille peu, soit à l'extension, soit à la compression, la nervure intermédiaire accumule un excès de matière qui pourrait être reporté en haut et en bas pour renforcer les bourrelets, où elle travaillerait au maximum d'effort ; mais il faut reconnaître que ces fers à triple T peuvent rendre quelques services dans la construction de planchers dont les remplissages sont des voûtes en briques s'appuyant sur les nervures intermédiaires du fer. ”

“ L'effet utile de la courbure est manifeste, c'est de surélever la toiture, afin de rendre les combles plus habitables.
L'ossature en fer forme la charpente principale, mais cette charpente est mixte ; ainsi les arêtiers sont recouverts de bois et les chevrons sont en bois ; par dessus se trouve un lattis général recouvert d'ardoises.
Il est utile de signaler une tendance dans les constructions actuelles des combles ; c'est la charpente mixte, qui consiste à construire en fer
les fermes et toutes les pièces principales et à prendre le bois pour former les chevrons et les accessoires. ”

“ Il y a économie de matière à employer les fers de gros échantillons, c'est-à-dire ceux de grande hauteur. A hauteur égale, les fers larges ailes sont plus économiques que les fers ordinaires à petites ailes, les poutres en tôles de grandes dimensions sont plus économiques que les fers à larges ailes ; elles emploient, eu égard à leur résistance, moins de matière que les fers laminés, et l'économie relative augmente aussi très-rapidement avec la hauteur des poutres, l'épaisseur des tables horizontales et celle des cornières. ”

“ Ainsi, les conditions d'économie des supports métalliques sont essentiellement différentes de celles des supports en bois, puisque le métal réalise une économie qui dépend du profil que nous lui donnons, à volonté, tandis que le bois a nécessairement une forme rectangulaire imposée par sa nature même. ”

“ On arrive ainsi à étabir cette loi empirique très-approximative : pour un support, qu'il soit plein ou évidé à la manière d'un fer laminé à double T ou d'une poutre en tôle, ou bien qu'il soit cylindrique, elliptique, plein ou creux, la charge moyenne de flexion ne dépend que du rapport de la portée du solide à l'une de ses dimensions transversales ”

“ Le tableau donne la résistance pour une portée d'un mètre de longueur, mais il peut servir pour une portée quelconque en vertu de ce
principe : la résistance d'une poutre est en raison invérse de sa longueur, en faisant abstraction de son propre poids.
Enfin, dans les mêmes tableaux, pl. 17, des droites a, b, c, etc., donnent sur l'échelle horizontale supérieure, à droite, le poids approximatif par mètre courant de chaque poutre A, B, C, etc., suivant la hauteur de la poutre. ”

“ Le constructeur doit savoir juger les matériaux qu'il emploie, afin d'y appliquer judicieusement un coëfficient de sécurité convenable, en rapport avec leur qualité et aussi avec les risques de la construction qu'il projette. ”

“ Le fait élémentaire déduit au n° 20, savoir : que la charge moyenne de flexion, par unité de section transversale, est proportionnelle au rapport ( 1) de la hauteur d'un solide plein à sa longueur (section rectangulaire circulaire ou elliptique) nous a conduit à rechercher l'expression de la charge moyenne de flexion par unité de section transversale d'un solide évidé symétrique à double T, afin d'avoir au moins une règle empirique qui permit une comparaison rapide entre les résistances des poutres en tôles, dont les profils sont si variables. ”

“ Mais, le métal étant plus cher que les autres matériaux de construction, le problème, alors déjà si complexe, des supports métalliques, se compliquait de la question d'économie, de sorte qu'il y eut à rechercher les formes des supports qui répondraient à la fois au maximum de résistance et au minimum de poids. ”

“ Pendant les premières années, les fers à double T servaient seulement à la construction des planchers et poitrails, dont la portée dans œuvre ne dépassait guère 6 à 7 mètres ; et lorsqu'on voulut franchir de plus grandes espaces, les fers du commerce devinrent insuffisants, et l'on fut obligé, pour généraliser leur principe (de bonne répartition de la matière) de leur substituer d'autres supports plus puissants, mais de même profil. ”

“ L'emploi du métal dans les bâtiments est presque exclusif à Paris, et l'usage de la fonte comme supports verticaux (colonnes ou consoles) , celui du fer laminé, sous forme de solives à doubles T, pour planchers et combles, prend un développement considérable en France. L'Exposition universelle de 1867 présentait de nombreux échantillons de fers laminés (pour planchers) fabriqués par les usines de France, et même bon nombre de pays de l'Europe avaient exposé aussi des séries très-remarquables de fers laminés. ”

“ En comparant les résultats d'expérience à la compression de Rondelet et ceux plus récents d'Hodkinson sur les poteaux en bois, les formules de M. Love, qui résument les nombreuses expériences que M. Hodkinson a faites en Angleterre sur les colonnes pleines et creuses en fonte et en fer (soumises à la compression) , les lois générales de Navier sur la flexion des solides, et aussi une table précieuse des expériences, faites par Buffon sur la flexion des bois ”

“ Cependant, sans vouloir infirmer les principes précédents, nous croyons qu'il est nécessaire d'entrer dans quelques détails concernant leurs applications aux constructions métalliques, parce que le métal réalise une économie qui est inhérente à la forme même des solides évidés, sous laquelle il est employé, et, d'après ce qui a été dit sur la propriété de ces solides évidés, pour une hauteur donnée de planchers, la plus grande économie serait réalisée en donnant la même hauteur à toutes les poutrelles. ”

“ Pour épargner aux constructeurs une recherche laborieuse qui présente toujours des chances d'erreurs, nous avons construit des tableaux donnant immédiatement la résistance des colonnes en fonte pleines et creuses, suivant leurs hauteurs, leurs diamètres et leurs épaisseurs, et un tableau qui permet de vérifier le diamètre et l'épaisseur d'une colonne pleine ou creuse dont la charge est donnée. ”

“ L'expérience apprend qu'une telle poutre, composée de tôles rivées et réunies par des cornières, se comporte, à la flexion, à très-peu près suivant les mêmes lois qu'une solive d'une seule pièce, mais à la condition expresse, absolue que l'âme et les plates-bandes, ou tables horizontales (le haut et le bas de la poutre) n'éprouvent pas de voilement ou de déformation gauche.
Comme nous l'avons dit, la hauteur d'une poutre en tôle peut atteindre plusieurs mètres, mais dans tous les cas, les tôles verticales varient peu d'épaisseur, àpeuprès du simple au double : 10 à 1 millim. ”

“ Ce qui atténue l'élévation des coëfficients, adoptés par certains praticiens, c'est qu'en général le calcul d'un plancher se fait dans l'hypothèse de surcharges accidentelles de peu de durée ; car s'il s'agissait d'un plancher pour magasins chargés d'une manière permanente, on ne devrait, dans aucun cas, dépasser le coëfficient 8 kilog., à moins d'être parfaitement renseigné sur la qualité des fers employés. ”

“ La considération de la similitude conduit à la loi économique suivante : 5° Pour deux supports de sections semblables et de même portée dans œuvre (fers à T, ou rails, symétriques ou non) , les carrés des résistances ou les carrés des charges uniformes entre les points d'appui sont proportionnels aux cubes des poids par mètre courant des supports.
Enfin nous avons cherché une loi générale qui permît de comparer rapidement les résistances des grandes poutres en tôle, n'ayant entre elles aucune relation de portée ou de hauteur ou de largeur de table. ”

“ La poutre en tôle, exécutée avec soin, présente un système dont toutes les parties obéissent simultanément aux lois de la flexion ; tandis que les fers à double T doivent être considérés comme isolés, attendu que les frettes et les coins employés pour les relier sont impuissants à établir la rigidité du système. ”

“ On comprend que les parties ou fibres les plus éloignées de l'axe neutre ne devront jamais être soumises à un effort qui déterminerait leur rupture ou même des déformattons très-sensibles de la solive, car ces déformations persisteraient après la suppression de la surcharge et la résistance de la solive serait diminuée et sa forme altérée. ”