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News-Record, montre approximativement l'état de l'emplacement du barrage, après la catastrophe. Sur ce croquis ont été indiquées les deux formations principales du fond de la vallée, séparées par une veine de serpentine, affleurant à une quinzaine de mètres au-dessus du lit du cours d'eau. Cette roche a été trouvée par M. Bowers particulièrement molle et friable. Il en a été de même du conglomérat formant la partie supérieure de la vallée sur la rive droite : des échantillons de cette roche, immergés dans l'eau, se ramollissaient rapidement. La fondation n'était évidemment plus aussi ferme qu'avant saturation, lorsque le béton a été coulé. Il est curieux de signaler qu'une partie de la tranche demeurée stable s'est détachée sous la forme d'une plaque de 2m50 à 3 mètres d'épaisseur, correspondant au parement aval, sur toute la largeur de la tranche, et sur près de la moitié de sa hauteur (fig. 7 et 11). A 3 km environ en aval du barrage se trouvait une usine hydro-électrique contenant deux groupes turbo-alternateurs de 20000 ch chacun; cette usine était alimentée directement par l'aqueduc de Los Angeles, indépendamment du réservoir de San-Francisco. La superstructure de l'usine, la sous-station de transformation et le départ des lignes à haute tension furent détruits, mais la conduite forcée, les turbines et les alternateurs résistèrent au courant. Un des groupes continua même à tourner, produisant aux bornes des gerbes d'étincelles pendant plusieurs heures, jusqu'à ce qu'on eut fermé les vannes au départ des conduites forcées. Les routes établies dans le canyon, une partie des conduites de l'aqueduc, des lignes électriques, etc., furent détruites par le flot s'écoulant du réservoir. Des dégâts considérables ont été causés aux villes de Fillmore et Santa-Paula, partiellement inondées comme nous l'avons indiqué. Causes possibles de la rupture du barrage. — Plusieurs commissions techniques, géologiques et judiciaires ont été chargées de rechercher les causes de l'accident, et de fixer les responsabilités encourues par les constructeurs, en l'espèce les services techniques de la ville de Los Angeles. Les rapports de ces commissions permettront d'établir les causes de la rupture ; en attendant leur publication, on ne peut
à haute tension furent détruits, mais la conduite forcée, les turbines et les alternateurs résistèrent au courant. Un des groupes continua même à tourner, produisant aux bornes des gerbes d'étincelles pendant plusieurs heures, jusqu'à ce qu'on eut fermé les vannes au départ des conduites forcées. Les routes établies dans le canyon, une partie des conduites de l'aqueduc, des lignes électriques, etc., furent détruites par le flot s'écoulant du réservoir. Des dégâts considérables ont été causés aux villes de Fillmore et Santa-Paula, partiellement inondées comme nous l'avons indiqué. Causes possibles de la rupture du barrage. — Plusieurs commissions techniques, géologiques et judiciaires ont été chargées de rechercher les causes de l'accident, et de fixer les responsabilités encourues par les constructeurs, en l'espèce les services techniques de la ville de Los Angeles. Les rapports de ces commissions permettront d'établir les causes de la rupture ; en attendant leur publication, on ne peut émettre que quelques hypothèses générales. La possibilité d'un mouvement sismique a été envisagée; il ne semble pas cependant qu'aucun tremblement de terre sensible ait été enregistré par les stations voisines. On a également parlé de malveillance, et de la possibilité d'un attentat à la dynamite. M. Noetzli rappelle à ce sujet qu'au cours des travaux de construction de l'aqueduc, trois attentats à la dynamite ont été perpétrés contre divers ouvrages. Aucun indice n'a confirmé jusqu'ici la réalité d'un nouvel attentat. Des fuites s'étaient produites par infiltrations sous le barrage, comme nous l'avons indiqué, depuis la mise en eau du réservoir, mais elles n'avaient pas semblé inquiétantes, ne dépassant pas celles à la base de plusieurs ouvrages analogues. L'ouvrage, conçu suivant le type classique à gravité, n'avait pas été prévu pour supporter l'action d'une sous-pression à la base, ni dans un plan horizontal quelconque. Peut-être cette circonstance n'est-elle pas étrangère à l'accident. Il est à souhaiter que la cause en soit nettement éclaircie, car M. Noetzli rappelle que plus de 60 barrages américains ont une section plus faible que celle du barrage à gravité classique ; dans la plupart de ces ouvrages, on a tenu compte du supplément de résistance provenant
sujet qu'au cours des travaux de construction de l'aqueduc, trois attentats à la dynamite ont été perpétrés contre divers ouvrages. Aucun indice n'a confirmé jusqu'ici la réalité d'un nouvel attentat. Des fuites s'étaient produites par infiltrations sous le barrage, comme nous l'avons indiqué, depuis la mise en eau du réservoir, mais elles n'avaient pas semblé inquiétantes, ne dépassant pas celles à la base de plusieurs ouvrages analogues. L'ouvrage, conçu suivant le type classique à gravité, n'avait pas été prévu pour supporter l'action d'une sous-pression à la base, ni dans un plan horizontal quelconque. Peut-être cette circonstance n'est-elle pas étrangère à l'accident. Il est à souhaiter que la cause en soit nettement éclaircie, car M. Noetzli rappelle que plus de 60 barrages américains ont une section plus faible que celle du barrage à gravité classique ; dans la plupart de ces ouvrages, on a tenu compte du supplément de résistance provenant de la forme en arc. Dans le cas du barrage de San-Fran FIG. 11. — Etat de l'emplacement du barrage après la catastrophe (d'après l'Engineering News-Record). cis la forme arquée ne pouvait accroître la résistance, puisque les fissures avaient découpé l'ouvrage en claveaux indépendants. Dans son numéro du 29 mars, l'Engineering News-Record publie un nouvel article d'un ingénieur de Los Angeles, M. Ralph Bennett, dont les observations confirment et complètent celles que nous venons de résumer. Le béton constituant le barrage lui a semblé modérément dur, et sensiblement homogène. Le sol de fondation était capable de supporter une charge élevée, mais à condition d'être maintenu sec. Quand il est mouillé, ce schiste argileux se ramollit et devient plastique, il peut alors être entraîné par l'eau. C'est ainsi que des fuites s'étaient produites sous l'ouvrage, et qu'elles se sont sans doute élargies progressivement à mesure de l'augmentation de la charge dans le réservoir. Des affouillements se seraient alors produits sous le barrage, jusqu'à en détruire l'équilibre. Si la partie centrale a résisté, c'est précisément qu'elle était construite dans le lit même du cours d'eau, c'est-à-dire dans une partie constamment soumise à l'action de l'eau, et arrivée à un état stable dans
l'Engineering News-Record publie un nouvel article d'un ingénieur de Los Angeles, M. Ralph Bennett, dont les observations confirment et complètent celles que nous venons de résumer. Le béton constituant le barrage lui a semblé modérément dur, et sensiblement homogène. Le sol de fondation était capable de supporter une charge élevée, mais à condition d'être maintenu sec. Quand il est mouillé, ce schiste argileux se ramollit et devient plastique, il peut alors être entraîné par l'eau. C'est ainsi que des fuites s'étaient produites sous l'ouvrage, et qu'elles se sont sans doute élargies progressivement à mesure de l'augmentation de la charge dans le réservoir. Des affouillements se seraient alors produits sous le barrage, jusqu'à en détruire l'équilibre. Si la partie centrale a résisté, c'est précisément qu'elle était construite dans le lit même du cours d'eau, c'est-à-dire dans une partie constamment soumise à l'action de l'eau, et arrivée à un état stable dans ces conditions. La rupture semble donc due, non à la défectuosité du profil du barrage, mais à son établissement sur un terrain de fondation n'ayant qu'une résistance insuffisante aux infiltrations, et d'ailleurs non protégé par un mur parapelle. Lorsque les enquêtes officielles seront terminées, nous en indiquerons les résultats, qui ne manqueront pas de constituer un utile enseignement pour les ingénieurs chargés d'étudier la construction d'ouvrages de ce genre. P. C. MÉTALLURGIE L'AMÉLIORATION DES QUALITÉS DU PLOMB par de faibles additions d'étain et de cadmium. Les tuyaux de canalisations et les enrobages des câbles télégraphiques et téléphoniques sont souvent constitués de plomb pur; leur fabrication est effectuée par filage à l'aide de presses spéciales : le plomb est coulé dans le corps de presse et maintenu à une température bien déterminée de ramollissement; le tube ou le câble sont refroidis par un jet d'eau à la sortie de la filière. Ces tuyaux ou enrobages sont soumis aux critiques suivantes : 1° La résistance mécanique et la limite élastique du plomb pur sont insuffisantes, ce qui est grave pour les emplois, surtout au point de vue écrasement ; 2° La résistance aux efforts répétés et aux vibrations est très mauvaise, corollaire
ne manqueront pas de constituer un utile enseignement pour les ingénieurs chargés d'étudier la construction d'ouvrages de ce genre. P. C. MÉTALLURGIE L'AMÉLIORATION DES QUALITÉS DU PLOMB par de faibles additions d'étain et de cadmium. Les tuyaux de canalisations et les enrobages des câbles télégraphiques et téléphoniques sont souvent constitués de plomb pur; leur fabrication est effectuée par filage à l'aide de presses spéciales : le plomb est coulé dans le corps de presse et maintenu à une température bien déterminée de ramollissement; le tube ou le câble sont refroidis par un jet d'eau à la sortie de la filière. Ces tuyaux ou enrobages sont soumis aux critiques suivantes : 1° La résistance mécanique et la limite élastique du plomb pur sont insuffisantes, ce qui est grave pour les emplois, surtout au point de vue écrasement ; 2° La résistance aux efforts répétés et aux vibrations est très mauvaise, corollaire d'une élasticité que l'on peut considérer comme à peu près nulle ; les vibrations font « cristalliser » le plomb, lequel devient cassant; ceci a été spécialement constaté dans les emplois sur constructions métalliques; 3° Dans certains milieux (par exemple en milieu ammoniacal), le plomb pur se corrode vite. Des tentatives ont déjà été faites pour s'opposer à ces inconvénients : on a essayé d'ajouter au plomb de l'antimoine, ou de l'étain ou du cadmium, ceci sous des teneurs variant entre 0,5 et 3%. Mais aucune recherche systématique n'avait encore été entreprise, et nous avons pensé qu'il serait intéressant de dégrossir le problème par quelques essais rationnellement conduits. Nous avons d'abord cherché une orientation basée sur l'étude théorique et structurale des alliages binaires du plomb; les trois seuls susceptibles d'applications industrielles sont bien ceux énumérés plus haut. Résumons rapidement les résultats de ces premières investigations. Le plomb et l'antimoine ne présentent aucune miscibilité à l'état solide (fig. 1); les deux métaux gardent leur personnalité dans l'alliage. Au point de vue micrographique, on observe : a) De gros éléments de plomb de première cristallisation se déposant progressivement depuis une température un peu inférieure à 327° (point de fusion du plomb) jusqu'à
tentatives ont déjà été faites pour s'opposer à ces inconvénients : on a essayé d'ajouter au plomb de l'antimoine, ou de l'étain ou du cadmium, ceci sous des teneurs variant entre 0,5 et 3%. Mais aucune recherche systématique n'avait encore été entreprise, et nous avons pensé qu'il serait intéressant de dégrossir le problème par quelques essais rationnellement conduits. Nous avons d'abord cherché une orientation basée sur l'étude théorique et structurale des alliages binaires du plomb; les trois seuls susceptibles d'applications industrielles sont bien ceux énumérés plus haut. Résumons rapidement les résultats de ces premières investigations. Le plomb et l'antimoine ne présentent aucune miscibilité à l'état solide (fig. 1); les deux métaux gardent leur personnalité dans l'alliage. Au point de vue micrographique, on observe : a) De gros éléments de plomb de première cristallisation se déposant progressivement depuis une température un peu inférieure à 327° (point de fusion du plomb) jusqu'à 248° 5; b) Un fond eutectique renfermant dans son ensemble 13% d'antimoine et constitué par un fin agrégat de petits cristaux de plomb pur et de petits cristaux d'antimoine pur ; cet eutectique se solidifie à température constante à 248°5; il est naturellement d'autant plus abondant que l'alliage est plus riche en antimoine. Bien que l'addition d'antimoine soit séduisante au point de vue prix de revient, il n'est pas possible d'éliminer, surtout dans le genre de fabrication envisagé : a) Des défauts d'homogénéité macrographique de l'alliage et des ségrégations, du fait des considérations ci-dessus et de la différence assez grande des températures de fusion des deux constituants (630° pour l'antimoine); ceci a d'ailleurs été nettement constaté dans les essais industriels déjà effectués et n'a pas permis d'obtenir une continuité satisfaisante dans les résultats de fabrication; b) Une corrodabilité accentuée en raison des effets électrochimiques provoqués par cette juxtaposition de cristaux à forte différence de potentiels de dissolution (-0,12 pour le plomb et + 0,47 pour l'antimoine). Le plomb et l'étain présentent une miscibilité pour les alliages riches en plomb (fig. 2) ; cette miscibilité est même très accentuée pour les températures de l'ordre de 180° (elle atteint alors presque 20%
riche en antimoine. Bien que l'addition d'antimoine soit séduisante au point de vue prix de revient, il n'est pas possible d'éliminer, surtout dans le genre de fabrication envisagé : a) Des défauts d'homogénéité macrographique de l'alliage et des ségrégations, du fait des considérations ci-dessus et de la différence assez grande des températures de fusion des deux constituants (630° pour l'antimoine); ceci a d'ailleurs été nettement constaté dans les essais industriels déjà effectués et n'a pas permis d'obtenir une continuité satisfaisante dans les résultats de fabrication; b) Une corrodabilité accentuée en raison des effets électrochimiques provoqués par cette juxtaposition de cristaux à forte différence de potentiels de dissolution (-0,12 pour le plomb et + 0,47 pour l'antimoine). Le plomb et l'étain présentent une miscibilité pour les alliages riches en plomb (fig. 2) ; cette miscibilité est même très accentuée pour les températures de l'ordre de 180° (elle atteint alors presque 20% d'étain), mais elle se réduit considérément quand la température s'abaisse, et théoriquement elle devient presque nulle à température ordinaire; pratiquement (les essais micrographiques sont très difficiles à réaliser), la solution solide doit exister aux basses teneurs en étain, et ceci dans des conditions de stabilité suffisantes en raison de l'inertie moléculaire à basse température; on pourrait, d'ailleurs, par une trempe, forcer la teneur en étain dans la solution solide, mais alors il y aurait à craindre une instabilité, et le vieillissement pourrait entraîner une séparation physico-chimique et comme corollaire une aptitude à la corrosion, faible il est vrai, en raison du voisinage des forces électromotrices de dissolution. Les alliages à basse teneur en étain se solidifient dans un espace de température très réduit situé un peu au-dessous de la température de fusion du plomb. Nous avons donc supposé à priori que l'on pourrait essayer jusqu'à 2 ou 3% d'étain; les essais industriels (câble téléphonique Paris-Strasbourg) paraissent d'ailleurs l'avoir prouvé ; dans de telles conditions, on devait espérer l'homogénéité et une amélioration de la résistance à la corrosion. Le plomb et le cadmium donnent une solution solide jusqu'à 5 à 6% de cadmium (fig. 3) ; là encore, on a un
moléculaire à basse température; on pourrait, d'ailleurs, par une trempe, forcer la teneur en étain dans la solution solide, mais alors il y aurait à craindre une instabilité, et le vieillissement pourrait entraîner une séparation physico-chimique et comme corollaire une aptitude à la corrosion, faible il est vrai, en raison du voisinage des forces électromotrices de dissolution. Les alliages à basse teneur en étain se solidifient dans un espace de température très réduit situé un peu au-dessous de la température de fusion du plomb. Nous avons donc supposé à priori que l'on pourrait essayer jusqu'à 2 ou 3% d'étain; les essais industriels (câble téléphonique Paris-Strasbourg) paraissent d'ailleurs l'avoir prouvé ; dans de telles conditions, on devait espérer l'homogénéité et une amélioration de la résistance à la corrosion. Le plomb et le cadmium donnent une solution solide jusqu'à 5 à 6% de cadmium (fig. 3) ; là encore, on a un intervalle de solidification : lorsque la teneur en cadmium va de zéro aux proportions ci-dessus, le début de solidification tombe de 327° à 285° environ, et la fin de solidification de 327° à 249°. Des essais américains indiquent que, si l'on ajoute 3 de cadmium dans le plomb, la charge de rupture et la limite élastique sont relevées de 75 et la dureté de 50 %, pendant que les allongements ne s'abaissent que de 27 à 20 ; nous verrons plus loin que ces résultats sont erronés. Dans les alliages à plus forte teneur en cadmium, il y aurait lieu de craindre une certaine oxydabilité de l'alliage fondu; il n'est pas possible de dire si ce défaut se présentera pour les faibles proportions; seuls les essais permettront de s'en rendre compte et il y aura lieu de porter sur ce point une attention particulière. Notons que le point de fusion du cadmium (320°) est très voisin de celui du plomb. On peut donc faire porter ici les essais sur des alliages allant jusqu'à 3 de cadmium, avec toute probabilité de bonne homogénéité et de résistance à la corrosion améliorée. Enfin, il y a lieu d'essayer quelques alliages plus complexes, et
de rupture et la limite élastique sont relevées de 75 et la dureté de 50 %, pendant que les allongements ne s'abaissent que de 27 à 20 ; nous verrons plus loin que ces résultats sont erronés. Dans les alliages à plus forte teneur en cadmium, il y aurait lieu de craindre une certaine oxydabilité de l'alliage fondu; il n'est pas possible de dire si ce défaut se présentera pour les faibles proportions; seuls les essais permettront de s'en rendre compte et il y aura lieu de porter sur ce point une attention particulière. Notons que le point de fusion du cadmium (320°) est très voisin de celui du plomb. On peut donc faire porter ici les essais sur des alliages allant jusqu'à 3 de cadmium, avec toute probabilité de bonne homogénéité et de résistance à la corrosion améliorée. Enfin, il y a lieu d'essayer quelques alliages plus complexes, et les plus avantageux nous paraissent être, pour les motifs indiqués, ceux renfermant de l'étain et du cadmium, l'étain venant combattre l'oxydabilité possible à l'état liquide ou pâteux. Nous avons ainsi établi la liste suivante d'alliages à essayer, en tâchant de ne pas sortir des zones de solutions solides : Nos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Pb 98,5 97 98,5 97 98,5 97,5 98 98,5 97,5 Cd 1,5 3 0 0 0,5 0,5 1 1 2 Sn 0 0 1,5 3 1 2 1 0,5 0,5 tous les essais devant être menés comparativement au plomb pur (no 0 du tableau ci-contre). Elaboration des alliages. — Nous avons préparé nos alliages en creuset de carborundum, sous une protection de charbon de bois, dans un four Meker de laboratoire au gaz de ville ; les coulées ont été effectuées, aux environs de 500-550°, en moule métallique préalablement chauffé vers 150-200° ; nous avons ainsi coulé directement des éprouvettes de traction, de petits barreaux et des plaques, celles-ci destinées au laminage. Nous avons spécialement surveillé l'oxydabilité à l'état fondu ; nos pronostics se sont vérifiés, les alliages binaires au cadmium ont présenté une oxydabilité importante; dans les alliages ternaires, au
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Pb 98,5 97 98,5 97 98,5 97,5 98 98,5 97,5 Cd 1,5 3 0 0 0,5 0,5 1 1 2 Sn 0 0 1,5 3 1 2 1 0,5 0,5 tous les essais devant être menés comparativement au plomb pur (no 0 du tableau ci-contre). Elaboration des alliages. — Nous avons préparé nos alliages en creuset de carborundum, sous une protection de charbon de bois, dans un four Meker de laboratoire au gaz de ville ; les coulées ont été effectuées, aux environs de 500-550°, en moule métallique préalablement chauffé vers 150-200° ; nous avons ainsi coulé directement des éprouvettes de traction, de petits barreaux et des plaques, celles-ci destinées au laminage. Nous avons spécialement surveillé l'oxydabilité à l'état fondu ; nos pronostics se sont vérifiés, les alliages binaires au cadmium ont présenté une oxydabilité importante; dans les alliages ternaires, au contraire, l'étain apporte son influence bienfaisante et l'oxydabilité reste faible, sauf dans l'alliage n° 9 où elle devient moyenne. Essais effectués. — Nous avons réalisé : 1° Des essais de traction à la température ordinaire, à l'aide d'une machine Amsler sous puissance maximum de 1 tonne, sur barreaux cylindriques à tête (section utile 150 mm2, distance entre repères d'allongement : 140 mm) ; 2° Des essais d'écrasement à la température ordinaire, à l'aide de la machine Amsler sous puissance maximum de 2 tonnes, sur éprouvettes de section carrée (17 x 17 mm) et de 18 mm de hauteur; nous avons appliqué lentement un effort de 1500 kg et avons mesuré la réduction de hauteur; 3° Des essais d'écrasement à chaud, dans les mêmes conditions, la température s'abaissant de 180° à 150° au cours de l'essai; 4° Des essais de dureté à température ordinaire, avec balle de 10 mm de diamètre sous un effort de 250 kg; durée de montée à charge : 15 secondes ; maintien de charge nul ; 5° Des essais de dureté à chaud, dans les mêmes conditions, mais sous un effort de 50 kg seulement, la température s'abaissant de 1800 à 1700 au cours de l'essai
tête (section utile 150 mm2, distance entre repères d'allongement : 140 mm) ; 2° Des essais d'écrasement à la température ordinaire, à l'aide de la machine Amsler sous puissance maximum de 2 tonnes, sur éprouvettes de section carrée (17 x 17 mm) et de 18 mm de hauteur; nous avons appliqué lentement un effort de 1500 kg et avons mesuré la réduction de hauteur; 3° Des essais d'écrasement à chaud, dans les mêmes conditions, la température s'abaissant de 180° à 150° au cours de l'essai; 4° Des essais de dureté à température ordinaire, avec balle de 10 mm de diamètre sous un effort de 250 kg; durée de montée à charge : 15 secondes ; maintien de charge nul ; 5° Des essais de dureté à chaud, dans les mêmes conditions, mais sous un effort de 50 kg seulement, la température s'abaissant de 1800 à 1700 au cours de l'essai ; 6° Des essais de pliages répétés à température ordinaire, sur bandes de section rectangulaire : 10 x 3mm5, à l'étau, les pliages étant effectués à angle droit; les résultats sont indiqués en nombre de pliages simples; 7° Des essais de corrosion sur plaquettes partiellement immergées dans les réactifs d'attaque ; 8° Des essais de fusibilité sur les alliages ternaires. Les cinq premières séries d'essais ont été effectuées sur plomb et alliages bruts de coulée; la sixième et la septième sur des laminés, la réduction de section ayant été de moitié; nous noterons d'ailleurs plus loin l'aspect des produits après laminage. Nous remercions la Société Electro-Câble qui a bien voulu effectuer ces laminages et contrôler dans ses laboratoires les teneurs chimiques de nos alliages. Résultats d'essais. Composition chimique Ecrasement Brinell II:) Brinell £ « Traction S 1 QI Q N« cherchée obtenue £ £ «a a.®-"a 2 S LI Sn Cd Sn R E A « S g-a « g III CI voisine o trac..straces 1,5 de 0 31,0 8,5 13,0 4,8 1,1 7 1 1,5 — 1,74 traces 3,4 1,0 15,5 4,5 9,5 8,3 2,1 5 2 3,0 — 2,89 traces 4,8 2,0 13,5 3,0 9,0 11,4 2,4 3