Deux boîtes (q), garnies de segments en bronze, poussés par des ressorts en acier, maintiennent le régulateur rigoureusement dans l'axe du cylindre inté rieur qui lui sert d'enveloppe. Ces segments ont pour effet d'empêcher le passage de l'eau autour du régulateur pendant le mouvement de translation longitudinale de celui-ci.

Dans l'intérieur du régulateur se meut un piston (r) de 0,055 de diamètre, garni de cuirs emboutis, sur les deux faces duquel l'eau motrice vient alternativement exercer sa pression; le mouvement de va-et-vient a une course de 0,120; une bielle le transforme en mouvement de rotation continu en agissant sur un arbre coudé.

L'eau, après avoir exercé sa pression sur le piston, s'échappe par deux tuyaux disposés à l'arrière et de chaque côté du cylindre moteur.

Deux volants (s), montés sur les extrémités de l'arbre coudé, régularisent le mouvement.

Chariot ou affût portant les machines à forer. Les travaux d'excavation d'un souterrain peuvent nécessiter l'emploi de plusieurs machines à forer, lesquelles doivent au besoin fonctionner simultanément.

Pour remplir ce but, un chariot ou affût a été étudié. Ce chariot se compose de deux flasques en tôle et cornières maintenues d'écartement par des entretoises fixées haut et bas auxdites flasques.

Ce bâti est muni de deux paires de roues qui reposent sur des rails. Chaque flasque porte à l'avant deux vis verticales autour desquelles se meuvent quatre écrous. Ces écrous supportent deux à deux des traverses en fer, qui peuvent monter et descendre le long des vis en conservant un parallélisme rigoureux.

Ce mouvement est obtenu par une douille en fonte en deux pièces, qui enveloppe les traverses. Cette douille porte une roue conique à chacune de ses extrémitės, laquelle engrène avec une roue d'égal diamètre faisant corps avec les écrous.

On conçoit, d'après cette disposition, qu'il suffit d'imprimer à la douille un mouvement de rotation, au moyen d'un levier à rochet, pour amener la traverse à la hauteur convenable.

Deux cadres en fonte reposent chacun sur une des traverses. Ces cadres portent à l'arrière deux barres fixées aux montants du chariot par une chape et un boulon, et au cadre lui-même par une douille et deux écrous.

Les deux traverses sont indépendantes l'une de l'autre, et l'on peut, par conséquent, monter et descendre chaque cadre isolément; de plus, le cadre peut prendre autour de la traverse une inclinaison qui varie de 0° à 40° environ.

Chaque cadre peut recevoir quatre machines à forer. Ces machines se fixent sur les cadres par quatre crampons à vis; elles peuvent ainsi, dans le plan de chaque cadre, prendre la direction reconnue convenable pour les trous de mine.

Des tuyaux en caoutchouc amènent l'eau au moteur. D'autres tuyaux servent à l'évacuation du liquide à la sortie du cylindre moteur. Huit robinets-clapets, munis chacun d'un volant, sont fixés sur l'un des bras du bâti. Ils servent à régler l'introduction de l'eau dans les cylindres des moteurs.

Un réservoir d'air, placé à l'arrière du bâti et au milieu d'un tuyau transversal en fonte, est destiné à amortir les chocs qui pourraient se produire dans les conduits, par la variation de vitesse de l'eau motrice.

Ce tuyau transversal est relié à la conduite principale qui amène l'eau sous pression à l'arrière du bâti, par un tuyau en caoutchouc.

Ce tuyau en caoutchouc permet au chariot d'avancer ou de reculer de quelques mètres, sans qu'il soit nécessaire d'allonger ou de raccourcir la conduite principale.

Enfin, le chariot est muni de quatre vis de calage, qui ont pour but de le maintenir en place, malgré les efforts qui s'exercent sur chacune des machines à forer.

Les deux vis de l'extrémité font en même temps disparaître le porte-à-faux du bâti.

L'objet de l'exposition est la mise en expérimentation de la machine à forer, sur des blocs choisis parmi les plus durs, dans divers souterrains en cours d'exécution et sur divers autres blocs minéraux, provenant des carrières les plus résistantes.

Les expériences faites avant l'emploi de la machine, avec application de la bague annulaire, système Leschot, ont semblé établir qu'une dépense de 75 litres d'eau à huit atmosphères, produit cent tours de foret qui réalisent les résultats suivants :

Micaschistes anciens, souterrain de Port-Vendres, quand on trouve peu de quartz, 0,030;

Les mêmes, quand il se trouve de fortes veines de quartz, de 0,010 à 0,015; Quartz pur provenant du déblai du souterrain du mont Cenis, 0,014; Dans un calcaire dolomitique très-dur, susceptible de poli, provenant du souterrain de Cantegals sur la ligne de Montpellier à Rodez, 0,020;

Avec la pression de huit atmosphères, on peut conduire la machine à 250 tours par minute.

Dans ces conditions, on obtient donc les résultats suivants :

Micaschistes anciens, souterrain de Port-Vendres, quand on trouve peu de quartz, 0m,075;

Les mêmes, quand il se trouve de fortes veines de quartz compacte, de 0,025 à 0,031;

Quartz pur provenant des déblais du souterrain du mont Cenis, parfaitement régulier, 0,035;

Dans le calcaire dolomitique très-dur du souterrain de Cantegals, 0,050.

Il résulte de l'ensemble des calculs et des expériences que nous avons faits et qui sont consignés dans divers rapports à la Compagnie, qu'au moyen de notre système de machine à forer et en employant les bagues Leschot, qui paraissent donner les meilleurs résultats dans le plus grand nombre de roches, on peut, sans tenir compte des frais d'installation, évaluer à 1 fr. 50 le prix d'un mètre courant de trou de mine qui, avec les moyens ordinaires, revient à 6 francs.

Il en résulte également qu'avec l'emploi du chariot, un avancement de 10 mètres par mois en petite galerie, peut être porté facilement à 40 mètres.

Enfin, ces deux avantages peuvent être obtenus avec une diminution sur la dépense générale.

Il n'est pas permis, en l'absence d'une expérience complète, d'être affirmatif et précis sur ce dernier point; néanmoins, on peut dire qu'il résulte de l'ensemble des renseignements qu'il a été possible de recueillir aujourd'hui, que l'application de notre méthode semble devoir donner, dans le cas où l'eau doi être élevée artificiellement, une économie de 15 p. 100 sur le prix de la galerie d'avancement.

Si l'on avait l'eau élevée naturellement, cette économie serait au moins de 40 p. 100.

Avantages économiques des perforateurs mécaniques.

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Les perfora

teurs mécaniques n'ont pas seulement pour effet d'affranchir le mineur d'un travail fort pénible, ils réalisent en outre de notables économies de temps et d'argent.

Nous verrons plus loin le parti qu'on en a tiré au mont Cenis; mais nous allons indiquer dès mainter int quelques résultats obtenus avec divers appareils.

Dans les bancs de dureté ordinaire, le perforateur O' Bergstrom, employé en Suède, a fourni un avancement de un pied par jour, avec une économie de 20 à 25 p. 100 sur les anciennes méthodes, la nitroglycérine étant substituée à la poudre ordinaire.

Aux États-Unis, le prix du mètre cube de déblai a été réduit de moitié par la machine Haupt, et, dans le même temps, on a obtenu quatre fois plus de travail. Il est vrai que cette machine n'est guère applicable qu'aux grandes sections. En général, les perforateurs donnent une économie sensible de fleurets; ceuxci sont dans de meilleures conditions, car ils sont lancés contre la roche avec plus de vigueur, agissent plus efficacement et se déforment moins vite. On peut réaliser aussi une certaine économie de poudre, parce que les perforateurs permettent de creuser des trous de mine dans des directions inaccessibles aux ouvriers.

L'appareil Doering produisait une économie de 75 p. 100, avec un avancement triple dans le même temps. En une minute, on creusait un trou de 0,034 de profondeur dans la dolomite dure, de 0,04 à 0,05 dans le granit dur et de 0,08 dans le calcaire de Portland.

Dans des grès siliceux, l'appareil à tarière, manœuvré à la main, du système Lisbeth, a donné une dépense totale de 7 fr. 85 par mètre cube, alors qu'avec l'ancien système on dépensait 11 fr. 88.

Le perforateur de la Roche-Tolay réduit, comme nous l'avons vu de 1,50 à 6 francs le prix du mètre courant de trou de mine. Mais la bague Leschot, qui coûte 175 francs, doit être remplacée quand elle a percé 200 mètres de trou, et alors elle se revend 100 francs; l'appareil complet coûte 2,500 francs. Il faut tenir compte de l'amortissement et du prix croissant du diamant noir, ce qui réduit sensiblement les avantages de l'appareil.

L'emploi de l'eau comprimée est surtout avantageux lorsqu'on dispose, près des têtes de tunnel, d'une chute d'eau puissante: cette circonstance se rencontre assez souvent en pays de montague. On conçoit que les avantages du système iraient bien vite en décroissant, s'il fallait recourir à une machine à vapeur pour comprimer l'eau en dehors du tunnel.

Les perforateurs dont on s'est servi en Allemagne, pour creuser les puits de mine, ont produit partout une économie d'argent et surtout une économie d'hommes et de temps.

L'emploi des perforateurs mécaniques, mus par l'air ou par l'eau comprimés, doit donc être recommandé et généralisé; en le combinant avec l'emploi de la dynamite et des mines simultanées, on arrivera certainement à percer en peu de temps et à peu de frais des tunnels d'une grande longueur. On pourra même songer à l'exécution de souterrains qu'il serait insensé d'entreprendre avec les anciennes méthodes.

La construction des tunnels n'a pris naissance que lorsqu'on a senti le besoin de recourir à des voies de communication perfectionnées routes, canaux, chemins de fer.

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Dans les pays accidentés, les routes ont souvent à franchir des montagnes élevées; la plupart du temps, il est possible de développer le tracé sur les flancs de la montagne et d'arriver à un col, après une série de rampes et de lacets; mais il arrive quelquefois que cette méthode devient impraticable et conduit à adopter des pentes trop fortes et des courbes de trop faible rayon : en même temps, la dépense devient considérable à cause de l'importance des déblais, des remblais et des murs de soutènement. On trouve alors un avantage marqué, sous tous les rapports, à se creuser un chemin à travers la montagne, à la franchir en souterrain avec une pente faible et autant que possible en ligne droite.

Sans doute, une pareille solution offre des inconvénients à la circulation des piétons et des véhicules, lorsque la longueur du souterrain dépasse une certaine limite on y remédie par un éclairage continu, et quelques lampes à réflecteurs suffisent à éclairer le passage.

Dans les vallées profondes et encaissées, comme celles que parcourent les torrents, les routes tracées à flanc de coteau exigeraient souvent des déblais et, par suite, des dépenses bien supérieures à celles que demande la construction d'un tunnel. Quelquefois même on rencontre des contre-forts aigus, qu'il est presque impossible de contourner et qu'il faut percer; cependant cette circonstance se présente plus fréquemment pour les chemins de fer que pour les routes ordinaires.

Il arrive encore qu'une voie de communication passe dans une ville en contre-bas du sol des rues, et qu'on est forcé d'adopter des souterrains pour ménager les propriétés existantes et éviter des expropriations coûteuses.

Si les tunnels sont quelquefois nécessaires pour des routes ordinaires, ils le sont très-souvent pour les chemins de fer et les canaux, qui n'admettent que des pentes faibles et des courbes à grand rayon.

La construction des chemins de fer a donné lieu à l'établissement de nom

breux souterrains, travaux remarquables dont la longueur a bien des fois dépassé plusieurs kilomètres.

Quel est le point de transition entre la tranchée à ciel ouvert et le tunnel? Pour quelle profondeur l'un devient-il préférable à l'autre? On ne peut faire à cette question de réponse précise. Cela dépend de la nature des terrains.

Soit p le prix moyen du mètre cube de déblai à ciel ouvert, h la profondeur de la tranchée, t la pente des talus, I la largeur de la plate-forme, P le prix d'un mètre courant de tunnel dans le terrain dont il s'agit; le cube de la tranchée par mètre courant est

Ih+ht,

et il sera indifférent d'adopter une tranchée ou un tunuel, lorsqu'on aura l'égalité

ph (l+ht) P

Exemple: Soit une plate-forme de 10 mètres et un talus de 45°, dans un terrain où le déblai d'un mètre cube coûte en moyenne 2 francs, le mètre courant de tunnel coûtant 1,200 francs, on aura l'équation

2h (10+h)=1200,

dont la racine positive, la seule qui convienne à la question, est h=20.

Ainsi, au delà de 20 mètres de profondeur, il sera avantageux d'exécuter un tunnel.

Si le prix moyen du déblai atteignait 4 ou 5 francs, c'est-à-dire s'il s'agissait de rocher, la profondeur au delà de laquelle on devrait préférer le tunnel serait encore moindre; mais, il faut remarquer que dans ce cas, on peut réduire la largeur de plate-forme et rapprocher considérablement les talus de la verticale, ce qui rend la tranchée plus longtemps avantageuse.

Aussi est-il bien rare qu'on adopte un tunnel avant d'atteindre une profondeur d'au moins 15 à 20 mètres.

Un souterrain présente toujours de grands inconvénients, qui ne peuvent être compensés que par une économie notable.

DIVERSES MÉTHODES D'EXÉCUTION DES TUNNELS

Nous donnerons plus loin quelques exemples qui feront nettement comprendre dans tous leurs détails les méthodes de construction des souterrains, mais il convient d'abord de les exposer d'une manière générale.

On ne distingue que deux méthodes principales de construction des souterrains :

1o La méthode belge, ou par sections divisées;

2o La méthode anglaise, ou par section entière.

1o Méthode belge. Dans un terrain de bonne consistance, voici en général comment on applique la méthode belge figure 1, planche IV.

On commence par percer au sommet de la voûte une galerie de mine 1, qui descend jusqu'aux naissances ou au moins jusqu'à un niveau inférieur au joint