23 JUILLET 1921 LE GËNIE CIVIL 87
En définitive, selon la nature et la fonction de l'organe, le
régime du mécanisme dont il fait partie, l'ingénieur constate
que c'est, tantôt la charge, tantôt la surcharge qui domine, mais,
comme souvent, il est maître du régime, il peut faire varier leur
rapport à son gré. S'il s'agit d'un moteur, par exemple, il pourra
souvent avoir le choix entre une machine lente (charges négli-
geables) et une machine rapide (charges prédominantes).
A sécurité égale, l'emploi des alliages légers offre au construc-
teur une très grande liberté, mais il est évident que les organes
devront être appropriés aux métaux légers, et c'est la conception
même des machines qui doit être modifiée.
*
* *
Il convient, pour comparer les alliages légers à l'acier, de con-
sidérer les grandeurs qui mesurent leurs propriétés mécaniques,
grandeurs qui interviennent, soit isolément, soit ensemble, dans
les diverses applications qui peuvent en être faites. Les princi-
pales de ces grandeurs sont : la densité D', la résistance à la
traction R', et le coefficient d'élasticité E'. Si on calcule le rapport
de ces grandeurs à celui des grandeurs correspondantes D, H,
et E, pour l'acier, on trouve qu'on a très approximativement :
C est un coefficient caractéristique du métal léger ou ultra-
léger, comparé à l'acier. Il est égal à : 2,8 pour les alliages usuels
d'aluminium; 4,2, pour les alliages usuels de magnésium.
L'existence de cette constante peut être le fait d'un simple
hasard; elle a certainement, en ce qui concerne la constitution de
la matière, une signification dont il serait intéressant de constater
la généralité et de tirer des conclusions philosophiques. Quoi qu'il
en soit, on peut déjà tirer de ces égalités fondamentales, pour les
alliages légers ou ultra-légers, des conclusions pratiques qui
montrent quel avenir industriel est réservé à ces alliages.
M. de Fleury démontre qu'en vertu de la relation [1], des
organes soumis uniquement à la charge n'ont besoin que de
sections et dimensions identiques, pour posséder une même
solidité et une même sécurité, avec les mêmes déformations et
mêmes limites d'emploi, qu'il s'agisse d'acier ou de métal léger.
Par exemple, la portée limite de poutres identiques sans
surcharge, la hauteur de chute limite, la vitesse limite des chocs
ou de rotation d'organes identiques de formes et sections seront
les mêmes, qu'il s'agisse d'acier ou d'aluminium ou de magné-
sium. En effet, il y a proportionnalité entre les efforts propor-
tionnés aux masses, c'est-à-dire aux densités, et les résistances
de la matière.
Mais le calcul montre que, dans ce cas, il n'y a besoin, pour
obtenir un usage et une sécurité identiques, que d'un poids de
métal égal à :
37 du poids de l'acier pour l'emploi d'aluminium ;
24 du poids de l'acier pour l'emploi du magnésium.
M. de Fleury démontre ensuite qu'au seul point de vue des
surcharges, il y a nouvelle diminution de poids en employant les
alliages légers, parce qu'on peut augmenter les sections et, par
suite, d'une manière considérable, les moments d'inertie et les
moments résistants de ces sections.
Ce gain est variable suivant les modes divers de travail ; plu-
sieurs exemples de calculs sont donnés par l'auteur.
En flexion, par exemple, à surcharges et portées égales, dans
l'hypothèse de sections semblables, il n'y a besoin que d'un poids
de métal égal à :
70 du poids de l'acier pour l'aluminium;
60 du poids de l'acier pour le magnésium.
Dans le cas mixte où il existe, dans une construction d'en-
semble en acier, un rapport déterminé entre la charge et la sur-
charge, on voit que, dans une construction en métal léger, pour
les parties correspondant à la charge, il ne sera pas nécessaire
d'accroître la section des organes. Pour la part correspondant à
la surcharge, la section devra être renforcée ; cependant, il en
résultera même un gain de poids considérable sur la charge.
M. de Fleury cite de nombreux exemples d'applications de ces
principes en construction mécanique et automobile, applications
qu'il a réalisées pratiquement : rotors, bielles, pistons, manivelles,
poulies, perceuses portatives, coussinets, etc.
Au point de vue statique, l'emploi des métaux légers permet
de reculer considérablement les limites des surcharges, c'est-à-
dire, soit des tonnages utiles, soit des dimensions, partout où
les métaux pourront être protégés d'une façon efficace contre
les agents atmosphériques.
Envisageant l'avenir, M. de Fleury fait ressortir la possibilité
d'une formule d'automobile, capable de transformer complète-
ment les conditions économiques d'emploi de ces voitures. Voici
comment se répartiraient les poids, charges et surcharges, de trois
automobiles rendant les mêmes services qui seraient construites
en acier, en aluminium ou en magnésium :
Acier. AI. Mg.
Charge : kilogrammes
Fraction affectée à supporter la charge 200 74 48
Fraction affectée à supporter la surcharge 200 144 124
Surcharges organiques. 150 150 150
Poids du véhicule à vide 550 368 322
Surcharges utiles 250 250 250
Poids du véhicule chargé en ordre de marche 800 618 572
Les véhicules en métaux légers, outre leur rigidité plus grande,
posséderaient une suspension infiniment meilleure que ceux en
acier et une meilleure adhérence sur mauvaise route. En effet, le
rapport entre les masses suspendues et les masses non suspen-
dues serait très amélioré, toute la surcharge suspendue restant
constante.
En outre, la consommation d'essence et des pièces sujettes à
usure serait très diminuée, et cela dans le rapport des poids
totaux, qui sont bien moindres dans le cas des métaux légers que
dans celui de l'acier. Un moteur plus faible suffirait aussi, à
effort de traction égal, à assurer des vitesses commerciales égales.
Il y a, de plus, égalité de confort entre les deux véhicules.
L'expérience faite avec une automobile toute en aluminium
sauf 150 kilogr. environ de pièces qui, inévitablement, doivent
être faites en acier, a confirmé toutes ces prévisions.
D'après ses recherches, qui remontent à plus de deux ans,
M. de Fleury pense que le magnésium sera, à bref délai, un
émule de l'aluminium, au moins pour certains organes de
construction mécanique, du fait de sa densité encore plus faible
que celle de l'aluminium.
Il n'est pas douteux qu'en s'inspirant des considérations qui
précèdent et en tirant toutes les déductions qu'elles comportent,
l'emploi des alliages légers ou ultra-légers provoquera une révo-
lution dans la construction métallique, qu'il s'agisse d'ouvrages
travaillant statiquement ou d'organes en mouvement, car, pour
tirer de cet emploi tous les avantages qu'il peut procurer, il ne
suffira pas de remplacer simplement tel organe construit jusqu'à
présent en métaux lourds usuels, il faudra envisager la totalité de
la structure ou l'ensemble du mécanisme et le remplacement
complet ou presque complet des métaux lourds par un métal
léger. On sera ainsi amené infailliblement à des formes et à des
dimensions nouvelles, auxquelles notre esprit et notre œil ne sont
pas préparés et qui sont de nature à changer complètement nos
idées sur l'esthétique des ouvrages métalliques.
E. L.
VARIÉTÉS
Trompe à mercure, d'encombrement réduit.
A la séance de l'Académie des Sciences, du 27 juin, M. Henry Le
Chatelier a présenté une note de M. G. RANQUE, décrivant une trompe
à mercure de dimensions réduites, de son invention. Cet appareil est
susceptible de rendre de grands services dans les laboratoires, aussi
reproduisons-nous cette note in extenso.
En vue de fournir aux laboratoires disposant de crédits res-
treints, un moyen de faire des vides de l'ordre du centième de
millimètre, nous avons mis au point un appareil de faible encom-
brement, peu fragile, et n'utilisant que 400 grammes de mercure
environ ; cet appareil est de construction relativement facile et
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