Les Ponts aux États-Unis
LES PONTS AUX ÉTATS-UNIS
Depuis une trentaine d’années, on connaît en Europe, sous le nom de ponts américains ou ponts tubulaires, des ponts plats, en bois ou en fer, composés de pièces très-courtes, assemblées au moyen de nombreux boulons. Plus anciennement, l’Amérique nous avait déjà donné le modèle des ponts suspendus ; mais ceux-ci, après une vogue momentanée, finirent par être mis au rebut. On ne leur trouvait pas assez de solidité, tandis que les ponts tubulaires obtiennent, en définitive, beaucoup de succès dans tous les pays où la pierre de belle qualité est rare.
On construit maintenant des ponts tubulaires partout, sur les chemins de fer et sur les chemins vicinaux. Leur défaut principal est d’être assez laids d’aspect. De plus ils coûtent encore cher, parce qu’ils exigent une grande quantité de métal. Il était intéressant de savoir que ces deux types de construction sont devenus dans le pays qui les a inventés. C’est ce que nous apprend le bel ouvrage de M. Malézieux sur les travaux publics aux États-Unis d’Amérique, en 1870. Cet ingénieur, envoyé en mission dans le nouveau monde par le gouvernement français, en a rapporté des documents précieux sur les travaux du génie civil au delà de l’Atlantique[1].
Dans les ponts tubulaires que l’on fabrique en France et dans les autres contrées de l’Europe, les pièces métalliques sont entrecroisées en forme de treillis et toutes boulonnées ensemble. Elles sont toutes solidaires et travaillent alternativement par extension et par compression, ce qui est défavorable à la résistance. Les Américains ont fait en sorte que les pièces travaillent toujours dans le même sens, les unes par extension, les autres par compression. Il faut éviter autant que possible ce dernier mode de travail qui convient moins au métal. On peut s’en convaincre par une démonstration bien simple. Que l’on imagine un fil de fer d’un kilomètre de long, suspendu verticalement au-dessus de la terre ; il restera en place sans se rompre ; le fer travaille alors par extension. Que l’on imagine à côté un fil de même diamètre et de dix mètres de longueur seulement, planté verticalement, dans le sol ; il s’affaissera en se tordant sur lui-même ; dans ce cas, le fer travaille par compression, il possède une bien moindre résistance. Les ingénieurs des États-Unis donnent avec raison un plus fort diamètre aux poutres qui sont destinées à être comprimées ; quant aux autres pièces, ils ne leur donnent qu’une grosseur mathématiquement calculée, en raison des efforts qu’elles doivent supporter.
La figure 1 montre comment cette théorie s’applique à des ponts de chemins de fer. Dans ce modèle, la semelle supérieure et les montants verticaux subissent seuls un effet de compression ; on peut les fabriquer en fonte. Toutes les autres pièces sont étirées ; elles sont nécessairement en fer. On remarquera que les entretoises obliques sont pourvues de tendeurs à vis, en sorte que la tension supportée par chacune puisse être convenablement réglée.
Des ponts analogues à celui que nous venons de décrire ont été mis en pratique partout, aux États-Unis, sur les grands fleuves, ainsi que sur les petites rivières, et quelquefois avec une hardiesse surprenante. On en va juger par quelques exemples.
Le pont de Louisville, sur l’Ohio, a 1 620 mètres de long, entre les deux culées. La figure ci-jointe n’en représente qu’une partie. Il comprend deux travées marinières, l’une de 116 mètres et l’autre de 107, deux travées de pont tournant ayant ensemble 81 mètres, et 23 autres travées dont 6 ont 75 mètres d’ouverture. Ce pont supporte une voie de chemin de fer et deux trottoirs latéraux pour les piétons. Il a coûté, dit-on, 8 millions de francs.
Le pont de Saint-Louis, sur le Mississipi, a une travée centrale de 159 mètres d’ouverture entre deux travées latérales de 151 mètres. Sur un fleuve comme le Mississipi, qui roule, pendant les crues, des arbres entiers et même des îlots arrachés à ses rives, il est de première importance de diminuer le nombre des piles ; c’est pourquoi les travées ont été faites si larges. C’est aussi d’ailleurs l’intérêt de la navigation. Ce pont, de 15 mètres de large, a deux étages superposés ; les trains de chemin de fer passent sur la semelle inférieure et les voitures ordinaires sur la semelle supérieure.
À Omaha, sur le Missouri, il s’agissait de réunir le chemin de fer du Pacifique, dont cette ville est le point de départ, avec les chemins de fer venant de Saint-Louis et de Chicago. Le Missouri a des crues de 8 à 9 mètres, et, afin que le pont ne fût pas une gêne pour les bateaux, le gouvernement exigeait que le tablier fût placé à 15 mètres au moins au-dessus des plus hautes eaux. Il y a 11 travées de 76 mètres chacune.
Les ingénieurs américains ont construit, depuis dix ans, une vingtaine de ces grands ponts, et ils en construisent d’autres chaque année. Les travées de 150 mètres d’ouverture ne les effrayent pas ; mais, quand certaines conditions locales exigent que les piles soient encore plus espacées, ils ont recours aux ponts suspendus qu’ils ont perfectionnés au point d’en faire une invention presque nouvelle.
On sait quel est le grand vice des ponts suspendus ; ils manquent de stabilité. Dès qu’un lourd fardeau se meut sur leur tablier, ils oscillent d’une façon inquiétante, parfois dangereuse, comme l’accident d’Angers l’a fait voir, il y a vingt et quelques années. Comment les Américains y ont-ils remédié ? D’abord, ils ont donné au tablier une forme tubulaire de même que dans les ponts métalliques précédemment décrits, ce qui lui donne de la rigidité ; puis, au lieu de laisser descendre les câbles de suspension dans des plans verticaux parallèles, ils les ont écartés au sommet, rapprochés au milieu, ce qui empêche le balancement latéral ; enfin, comme ressource accessoire, ils ont attaché le tablier aux piles par des haubans qui ont en outre l’avantage de soulager les câbles. Et tout cela leur a si bien réussi qu’ils en sont venus à faire passer des locomotives sur des ponts suspendus.
Les diagrammes montrent ces diverses dispositions ; on y voit figurer les haubans. Sur les coupes transversales qui les accompagnent, on distingue la forme tubulaire des tabliers et l’inclinaison des câbles par rapport au plan vertical. Ajoutons quelques détails propres aux deux ponts représentés sur ces figures.
Le premier, le pont d’aval du Niagara, fut construit en 1855 (fig. 2). La hauteur des rives au-dessus du fleuve (75 mètres) ne permettait pas de songer à un pont d’un autre genre. La travée unique a 250 mètres d’ouverture. Le tablier, supporté par 4 câbles, a 7m,30 de large et donne passage, dans l’intérieur, aux voitures ordinaires ainsi qu’aux piétons, au-dessus, aux trains de chemin de fer.
Le pont de Cincinnati a été ouvert à la circulation le 1er janvier 1867 (fig. 3). La travée centrale a 322 mètres entre les points de suspension. Sur une largeur totale de 11 mètres, il y a deux voies de fer à ornières pour voitures ordinaires et deux trottoirs extérieurs, avec garde-fous pour les piétons. Le lendemain de l’ouverture de ce pont, 75 000 personnes y passèrent dans un espace de huit heures, soit pour leurs besoins, soit pour jouir du panorama que présentent les rives pittoresques de l’Ohio.
Enfin, l’œuvre la plus remarquable en ce genre est assurément le pont de la rivière de l’Est, à New-York, que l’on construisait lors du voyage de M. Malézieux et qui n’est pas encore livré à la circulation. Entre la ville de New-York, qui compte 926 000 habitants, et son faubourg de Brooklyn, qui en compte 397 000, s’étend un bras de mer, que l’on nomme la rivière de l’Est. C’est l’une des entrées du port de New-York ; aussi les ingénieurs du congrès ne veulent-ils y permettre aucune construction qui gênerait les mouvements des navires. Jusqu’alors on se rend de la ville au faubourg par des bacs à vapeur (ferry boats), qui transportent annuellement plus de 40 millions de personnes, sans compter les voitures. Le prix du passage est de deux cents par tête, ce qui équivaut à dix centimes.
Lorsqu’une compagnie offrit de construire un pont, on lui posa pour conditions de ménager une hauteur de 41 mètres entre le niveau des hautes mers et le dessous du tablier, et de laisser au milieu de la rivière un passage libre de 493 mètres de large. Cela étant, un pont suspendu devenait seul possible. Il fut décidé qu’en outre de la travée centrale de 493 mètres, il y en aurait deux autres de 287, et enfin deux viaducs d’accès, l’un de 440 mètres, l’autre de 287 mètres, afin d’arriver à la hauteur prescrite sans trop grande pente.
Le pont aura 26 mètres de largeur totale, comprenant deux voies de chemin de fer, quatre voies à rails plats pour les voitures ordinaires, et une passerelle pour les piétons. On n’y admettra pas les locomotives ; les wagons seront traînés par des câbles et des machines fixes. Comme dernier détail, ajoutons que les deux piles bâties au milieu de la rivière doivent avoir 84 mètres de hauteur au-dessus des hautes eaux, et qu’il a fallu en descendre les fondations à 25 mètres au-dessous des plus basses mers.
Le lecteur aura saisi tout ce qu’il y a d’original dans ces constructions américaines. Les ingénieurs des États-Unis se sont trouvés en présence d’obstacles qui semblaient insurmontables. L’expérience acquise par leurs confrères d’Europe ne leur pouvait être d’un grand secours, car il n’y a guère de fleuves si larges dans les contrées civilisées de l’ancien monde. Ils ont su résoudre ces difficultés par des procédés nouveaux, et en même temps il se sont gardés d’entreprendre des constructions trop coûteuses ou trop aventureuses. En chaque cas particulier, la solution adoptée par eux est satisfaisante et économique. C’est une conséquence de leur esprit positif et calculateur.
- ↑ Nous nous faisons un devoir d’adresser à M. Malézieux nos remerciements pour avoir bien voulu nous autoriser à reproduire les documents si intéressants que la science lui doit. On parlera bientôt des observations que ce savant ingénieur a faites sur les chemins de fer américains. G. T.