Caisson (hydraulique)

“ La tour hydraulique a pour objet principal de transformer la pression artificielle en une pression naturelle. On porte une cuvette à une hauteur égale au point culminant du réseau : on relie cette cuvette aux pompes par un tuyau ascensionnel, dans lequel l'eau
est directement poussée par les pompes. ”

“ Le tuyau une fois rempli, on ferme le robinet qui met le tuyau de plomb en communication avec le réservoir, et on ouvre celui qui correspond à la presse hydraulique ; on la fait alors agir jusqu'à ce que l'eau jaillisse par une soupape, qui accuse la pression parle poids dont elle est chargée. On n'obtient ainsi qu'une pression momentanée, parce que la moindre variation de volume amène une détente ; pour la prolonger, il faudrait mettre le tuyau en communication avec un réservoir d'air d'une certaine capacité, mais c'est une précaution à laquelle on n'a pas recours ordinairement. ”

“ Ce qui est nouveau, le voici : jusqu'ici nous n'utilisions ces réserves d'énergie hydraulique que sur place; aujourd'hui, grâce à l'électricité, nous pouvons transporter à un endroit déterminé, même à de grandes distances, l'énergie d'une chute d'eau. Il suffit d'en recueillir l'effort au moyen d'une turbine qui actionne une dynamo, puis de relier cette dernière par un fil conducteur à une autre dynamo installée au loin et qui donnera le mouvement aux outils de l'atelier. ”

“ En suivant toujours le même mode d'essai, nous disons qu'une chaux est moyennement hydraulique quand sa prise n'a lieu que du sixième au huitième ou neuvième jour, et lorsque après quatre à cinq mois sa consistance est comparable à celle que prend à l'air une pâte argileuse pétrie à bonne consistance, et qu'enfin sa surface n'abandonne plus de chaux au bain d'immersion. ”

“ Outre les avantages qui résulteront de cette disposition, elle procurera le moyen de faire sur le mouvement uniforme de l'eau dans les tuyaux de conduite, des expériences nouvelles d'où dépendent maintenant les progrès de l'hydraulique.
La manœuvre des robinets d'arrêt exige l'emploi d'une assez grande force, quand ils ont un diamètre considérable. Ordinairement elle s'opère à l'aide de leviers, à l'extrémité desquels agissent un ou plusieurs hommes. ”

“ A chacune des écluses, on trouve les bâtiments destinés à fournir : d’une part, la force hydraulique nécessaire à la manœuvre des portes, vannes, cabestans, etc... ; d’autre part, la lumière électrique des terre-pleins des ports, des phares d’entrée et de sortie, et enfin des rives du Canal où la navigation de nuit est autorisée. Les machines hydrauliques ont une puissance totale de 26 chevaux et fournissent l’eau à la pression de 50 atmosphères ; elles sont desservies par des chaudières de 70 mètres carrés de surface de ehauffe et pourvues d’accumulateurs établis dans une tour. ”

“ Les réservoirs d'air consistent dans une capacité cylindrique interposée entre la pompe à eau, avec laquelle ils sont en communication, et la conduite ascensionnelle.
La tour hydraulique rend la vitesse de l'eau uniforme dans le réseau de distribution. Le rôle essentiel du réservoir d'air est beaucoup moins de rendre la vitesse uniforme, que de réduire, dans une grande proportion, la masse que le piston d'eau doit mettre en mouvement, et de lui permettre de prendre la vitesse qui convient aux organes de la machine, sans provoquer un surcroît de résistance. ”

“ Lorsqu'une lame embarque dans le bateau, les caissons d'air l'empêchent d'être submergé. Le caisson du fond étant traversé par huit tuyaux qui mettent l'intérieur du bateau en communication avec la mer, l'eau embarquée s'écoule par ces tuyaux et le bateau se vide de lui-même. ”

“ Caisson central. — Ce caisson présente en plan une forme rectangulaire, de 26 mètres sur 22. Son poids est de 216.933 kgs, et son tirant d’eau de 0 m, 379, soit le même que celui des caissons extrêmes lestés comme il est dit plus haut. Les trois tronçons se présentent ainsi, pour l’assemblage, dans les meilleures conditions possibles.
La forme simple du caisson central permet de calculer très facilement ses éléments de stabilité :
Déplacement
216 t, 933
Hauteur a du centre de gravité au-dessus du fond. ”

“ Une machine à vapeur extérieure refoule l'air dans la caisse; une seconde machine met en mouvement la noria, dont les godets versent dans un bateau le gravier qu'ils ont recueilli. Le caisson est suspendu à des verrins qui le font descendre peu à peu sous la pressa de la maçonnerie, dont le poids contre-balance au delà la sous-pression qui tendrait à soulever le caisson. ”

“ On démonte la partie supérieure des cheminées et l'on comble la tranchée creusée dans le lit de la Seine. L'eau intérieure du caisson sera épuisée soit par le haut, au moyen d'un tuyau posé par un scaphandrier; soit par le bas, après raccordement du caisson avec le tunnel ordinaire.
Jour et nuit, trente ouvriers spéciaux, dits tubistes, reconnus par un médecin exempts de toute affection cardiaque, débitent au pic un sol qui se compose de marne et de roches en formation. Parfois des bancs durs obligent de recourir à la mine ”

“ Pour la pile culée, les quatre caissons ont été juxtaposés sur la plate-forme inférieure de l'échafaudage, juste au-dessus de l'emplacement qu'ils devaient occuper; chacun d'eux est soutenu aux quatre angles par des vérins, ou tiges de fer terminées à la partie supérieure par une vis qui s'engage dans un écrou fixe; l'écrou fixe repose sur la plate-forme supérieure, et en le faisant tourner on fait descendre ou monter la vis, et l'angle du caisson suit le mouvement ”

“ Je connais un cas où le fonctionnement d'un ascenseur hydraulique chassa hors des brides des tuyaux de fer (et cela malgré l'existence d'un dôme d'air) , les garnitures des joints faites d'étoupe et de plomb. Il fallut assurer ces garnitures (HÓtel des Bains du Gurnigel) .
Afin d'avoir une action efficace, le dôme d'air doit être suffisamment grand.
L'ingénieur diplômé RÔSSLER recommande, lorsqu'il s'agit de machines à pistons, de lui donner une capacité de 8 à 10 fois le contenu du cylindre et, lorsqu'il s'agit de canalisations d'eau, de 5 fois le contenu de la colonne montante. ”

“ Tout courant électrique est assimilable à un courant d’eau circulant dans une canalisation, ouverte ou fermée, sous l’impulsion d’une pression ou d’une chute initiale. Le flux de liquide est réglé par cette pression ou par la différence de hauteur qui existe entre le point le plus haut et le point le plus bas de la canalisation. Pour une hauteur de chute déterminée, le débit ou intensité de l’écoulement dépend de la largeur et de la profondeur du canal, de sa longueur, de la nature plus ou moins rugueuse de ses parois, en un mot de la résistance de la conduite. ”

“ Sur cette chaudière se place un cylindre B en tôle dont le bord inférieur est reçu dans une rigole circulaire du bord supérieur de la chaudière formant occlusion hydraulique; il porte sur son bord supérieur une rainure semblable dans laquelle s'engage, également à occlusion hydraulique, un chapeau conique C qui porte un tuyau pour l'échappement de la vapeur. Le cylindre et le chapeau sont en tôle galvanisée de 3 millimètres d'épaisseur; ils sont doublés d'une toile en fil de fer qui maintient une couche de matière isolante. ”

“ Les manœuvres s'effectuent par la pression de l'eau à 52 atmosphères, fournie par les accumulateurs des docks. Le pivot forme le piston d'une presse hydraulique par laquelle le pont est soulevé. Par une légère montée du pivot le tablier se détache de ses appuis, et le mouvement de rotation est produit par deux petites presses hydrauliques attelées aux bouts d'une chaîne qui embrasse une couronne fixée sous le tablier. Si l'on veut soulever le tablier sans le faire tourner, on continue de faire monter le pivot ”

“ Dans la majeure partie des usines hydrauliques de notre pays, les cylindres moteurs sont si rapprochés du plancher supérieur que c'est à peine si un espace de 35 à 40 centimètres s'y trouve libre...
Que de malheurs irréparables on éviterait si l'on avait seulement soin de laisser entre le plancher supérieur et l'hydraulique un espace assez grand pour que le corps d'un homme en quelque position qu'il se trouve y puisse passer librement sans frottement ni choc... ”

“ En conséquence, il fut entendu que l'on proposerait définitivement le mode de fondations consistant, en résumé, dans l'enfoncement simultané, pour chacune de ces piles, de trois caissons en tôle juxtaposés, dont la descente pût être dirigée de telle sorte qu'elle fût la même régulièrement pour tous les caissons d'une pile, chaque caisson devant être garni de deux chambres à air avec leur cheminée, et d'une grande cheminée centrale de service, et des caissons en bois devant être superposés aux caissons en fer, au fur et à mesure de leur enfoncement dans le sol. ”

“ D'après M. Vicat, 100 parties de chaux grasse absorbent en se solidifiant 74 parties d'acide carbonique et en retiennent 17 d'eau.
2°. La chaux maigre. La chaux maigre est celle qui ne foisonne pas à l'extinction et elle durcit assez vite à l'air ; il y en a qui est hydraulique et d'autre qui ne l'est pas; à défaut d'autre, quand elle n'est pas hydraulique , on l'emploie aux mêmes usages que la chaux grasse.
3°. La chaux hydraulique. M. Vicat, inspecteur général des ponts et chaussées, a découvert les propriétés si importantes des chaux hydrauliques ”

“ 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 entrainée 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. ”

“ Ce phénomène est dû à ce que, par suite de la pression donnée par la pompe, de l'air se dissout dans l'eau et, lors de l'arrêt, cet air s'échappe par suite de la réduction de pression, formant des coussins d'air.
Une bonne méthode consiste à prolonger par un bout de tube vertical la canalisation générale, de façon à former en quelque sorte une boîte étanche d'emmagasinement d'air, terminée par un robinet purgeur qui dans ces conditions devra rarement être ouvert, l'air qui s'est expulsé de l'eau lors de l'arrêt se redissolvant lorsque la pompe est mise en marche. ”

“ A ce point de vue, on doit recommander la cuvette hydraulique adoptée à Paris, laquelle, par la sûreté de son jeu, est certainement le.
meilleur appareil qu'on puisse souhaiter, quand la disposition du branchement d'égoût en permet l'application. C'est simplement une cuvette en maçonnerie, reposant sur le sol du branchement et dans laquelle, le tuyau de chute débouche verticalement, de telle sorte que l'orifice libre de ce tuyau se trouve un peu au-dessous des bords de la cuvette. ”

“ Il fut établi d'abord au niveau du rebord supérieur du caisson; mais il dut être relevé deux fois pendant le fonçage.
Vers le 15 septembre on commença le fonçage; mais, au début, les oscillations de la marée gênèrent considérablement le travail. Le caisson avait été échoué à 1 m,50 environ au-dessus du zéro de l'échelle (1) , et sa tranche venait à sec à marée basse; à ce moment, l'emploi de l'air comprimé était inutile, et les ouvriers pouvaient travailler dans l'intérieur du caisson comme à l'air libre. ”

“ L'utilisation de la puissance motrice des eaux en mouvement est pratiquée depuis des siècles, et les roues hydrauliques à axe horizontal ou à axe vertical sont arrivées peu à peu à l'état de perfection que nous connaissons aujourd'hui. Ce ne sont point ces appareils, dans lesquels l'eau est reçue et agit à l'air libre, que nous nous proposons d'étudier ici; nous avons à considérer ceux qui reçoivent et transforment la pression de l'eau contenue dans des tuyaux et réservoirs fermés et qui l'utilisent comme un piston, mobile dans un cylindre, utilisé la tension de la vapeur. ”

“ Le poids brut d'un tuyau courbe de 1m,10 de longueur utile étant de 700 kilogrammes environ, il est évident que cette force est bien insuffisante pour déboîter les joints.
Il n'en est pas de même de la pression hydrostatique. A partir de 10 mètres au-dessous du niveau du plan d'eau amont, la résultante des pressions hydrostatiques exercées par l'eau contre les parois d'un tuyau courbe a une composante normale à l'axe du tuyau dirigée dans le sens centrifuge. ”

“ Le caisson arrivé au-dessus de cette assise, on l'immergeait en le remplissant d'eau. Si la pose était défectueuse, une pompe en aspirait l'eau, et le caisson recommençait à flotter. On répétait cette opération jusqu'au moment où le scaphandrier « téléphonait» (1) que l'opération avait réussi. Lorsque les trois côtés d'un bassin étaient terminés, les grues remplissaient les caissons de sable.
Ce système a un double avantage : premièrement il est très rapide et deuxièmement il permet d'exécuter simultanément deux travaux : la construction des quais et la formation des bassins. ”

“ Tuyaux de chute et tuyaux d'évent. — Un bon système de sièges réalisant l'occlusion hydraulique, absolue entre le tuyau de chute et l'habitation n'est pas tout, il y a lieu encore de se préoccuper de ce tuyau de chute lui-même. Sa direction presque absolument verticale ne doit pas présenter ces courbes que l'on rencontre parfois et qui sont une cause fréquente de stagnation; complètement imperméable, il doit posséder une grande résistance pour ne pas céder aux pressions latérales, qu s'exercent parfois par le tassement des murailles. ”

“ Un mur de chute placé a l'aval des tuyaux et de la chambre de vidange permet de diminuer sensiblement, le cube des déblais à la traversée du ravin et facilite la vidange du siphon qui se fait naturellement par les robinets-vannes avec conduite à la suite et sans le secours de pompes à épuisement.
Art. 2. — Tracé de l'axe du canal. ”

“ A mesure que la levée augmente, l'influence du coussinet, pour diminuer la contraction à l'entrée de cet ajutage, devient moindre ; parce que, malgré l'arrondissement de son bord inférieur, il n'a pas la forme exacte de la veine fluide , et que, le volume d'eau dépensé augmentant, la vitesse dans le tuyau intérieur, devient de plus en plus grande, ainsi que la convergence des filets vers l'orifice. ”