La Galerie des Machines

Paris 1889 - Architecture, pavilions
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La Galerie des Machines

Message par worldfairs » 24 mai 2017 10:19 pm

PALAIS DES MACHINES
Architecte : M. DUTERT. — Ingénieur : M. V. CONTAMIN.

La quatrième exposition mondiale de Paris allait engendrer la construction de deux des plus célèbres ouvrages d'art du 19ème siècle, la Tour Eiffel et la Galerie des Machines.

Dans la Galerie des Machines, qui, avec ses supports en fer forgé en quasi-suspension, couvrait une énorme superficie, les visiteurs de l'expo pouvaient assister en direct à une véritable symphonie de machines à vapeur et de dynamos. Les spectacles de danse présentés par les peuples exotiques connurent également un très grand succès et l'Exposition universelle marqua la toute première confrontation massive des européens avec des cultures et des univers étrangers.
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Re: La Galerie des Machines

Message par worldfairs » 07 sept. 2018 08:50 am

Galerie des machines - Plans
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Re: La Galerie des Machines

Message par worldfairs » 07 sept. 2018 09:41 am

Texte extrait de la "REVUE TECHNIQUE DE L'EXPOSITION UNIVERSELLE"

OSSATURE DU PALAIS.— DESCRIPTION DE LA FERME.

Le Palais des Machines comprend :
1° Une grande nef (dont le plan est rectangulaire) de 420 mètres de longueur sur 115m,30 de largeur. Ces deux dimensions sont mesurées extérieurement. L'ouverture libre (intérieure) mesure 106m,90.
2° En plus, deux galeries extérieures et latérales, règnent sur les longs côtés de 420 mètres du Palais des Machines, Ces galeries de 15 mètres de largeur comprennent un étage, situé à 8 mètres au-dessus du sol, qui permet de faire le tour du Palais des Machines, en passant à l'intérieur près deux verrières d'extrémités de la nef, sur deux tribunes adossées aux deux pignons et portées par des piliers métalliques.

Dans le premier projet de l'architecte, les galeries latérales de 15 mètres devaient régner sur les quatre côtés du Palais des Machines, et ce dernier devait être couvert par une voûte en arc de cloître barlongue, terminée par deux croupes extrêmes. On jugea que cette construction serait dispendieuse et la Commission de contrôle et de finances invita l'architecte à modifier son projet. Dès lors, il fut adopté de terminer le Palais des Machines par deux pignons verticaux et de constituer la grande ferme par des arcs métalliques, en ogive surbaissée franchissant la largeur de 115m,30 sans aucun appui intermédiaire, en laissant une hauteur sous clef de 43m,50.

On peut remarquer que cette grande hauteur de 43m,50 n'était pas nécessaire au point de vue de l'aménagement intérieur ; mais elle était une con- séquence de la grande portée de 115 mètres. Ces grandes dimensions ont rendu manifeste la puissance de l'industrie française et le progrès de l'art des constructions métalliques. Ces fermes au nombre de vingt, en comprenant celles d'extrémités, sont distantes de 21m,50 dans la partie courante du Palais, mais au milieu de la longueur de celui-ci, l’écartement des fermes est de 26m,40 et à chacune des extrémités du Palais, la distance des deux dernières fermes est de 25m,20.

On peut se faire une idée de l'emplacement libre du Palais des Machines en se représentant que la colonne Vendôme pourrait être dressée sous la clef de ses fermes et que le Palais de l'Industrie, aux Champs-Elysées, est moitié moins long et moitié moins large que le Palais des Machines. Ce dernier couvre donc une étendue superficielle quadruple de celle du Palais de l'Industrie. La couverture du Palais des Machines est en zinc, le tiers inférieur est plein et les deux tiers supérieurs sont vitrés. L'accès des galeries latérales et contiguës au Palais des Machines et celui du
premier étage se faisaient par quatre escaliers à double volée en fer, munis de marches en bois et rampe en fer forgé.

\Un grand vestibule, surmonté d'une coupole, servait d'entrée au Palais des Machines. Ce vestibule était placé au milieu de la longueur du Palais sur le côté opposé à l'École militaire et reliait ce Palais à une galerie de 30 mètres de largeur et une longueur de 167 mètres, placée perpendiculairement au grand axe du Palais des Machines. Un escalier à double révolution reliait la petite galerie antérieure m du Palais des Machines à la Galerie centrale de 30 mètres. Dans cette galerie de 30 mètres, débouchaient, sur ses deux longs côtés, les quatorze galeries des industries diverses, divisées en deux groupes dont il sera parlé plus loin. Revenons à la ferme métallique du Palais des Machines pour en compléter la description. Cette ferme, formée de deux volées, est articulée à son sommet et à chacun de ses deux pieds-droits. La portée d'axe en axe des rotules inférieures est de 110m, 60. Chaque volée est constituée par une poutre à caisson dont la dimension normale (à la naissance) est de 3m,70. A son sommet, la hauteur de la poutre est réduite à 3 mètres. Cette dimension est maintenue jusqu'à la première panne à partir de laquelle
elle diminue graduellement jusqu'au sommet de la ferme où elle présente une hauteur verticale de 3 mètres. L'épaisseur horizontale de cette ferme en caisson est un peu variable : 0m,70 au sommet et 0m,90 à la base, près du sol, c'est-à-dire un peu avant l'articulation inférieure.

La ferme présente, en profil, à l'intrados, deux âmes ou tôles de (450 X 9) millimètres qui laissent entre elles un intervalle de 0m,400. Ces âmes sont reliées à l'intrados par des semelles de (750 X 7) millimètres qui règnent sur toute l'étendue des arcs et par quatre cornières de (100 X 100 X 10) millimètres. Dans la région de la ferme, la plus fatiguée, c'est-à-dire depuis le pied jusqu'à la deuxième panne (en montant), il y a six tôles de 8 millimètres d'épaisseur formant les semelles ou tables ; puis le nombre des tôles se réduit à quatre dont les longueurs vont en décroissant vers le sommet. Dans cette région, à l'intrados, il n'y a plus qu'une tôle de 11 millimètres d'épaisseur sur une longueur de 9m,30.

L'espace de 0m,400, laissé entre les deux âmes, à l'intrados et à l'extrados a permis de loger les croisillons inclinés et les montants normaux de la ferme, lesquels entretoisent les deux membrures de la ferme et fractionnent cette dernière en panneaux alternativement larges et étroits. Cette alternance produit un excellent effet au point de vue décoratif. Cette inégalité des panneaux n'a pas empêché de placer à égale distance horizontale, de 10m,59, les pannes qui devaient être maintenues verticales à cause de leur grande hauteur et de leur grande portée, sans quoi il eut été difficile d'obtenir leur rigidité.

A l'extrados de la ferme, la sixième tôle a été supprimée et remplacée par deux cornières de 0m,110 X 0m,110 X 0m,011, qui ont servi à l'assemblage du tympan avec la ferme. La planche 32-33 donne le détail des montants et des croisillons. Chaque montant est placé normalement à la courbure générale de l'arc. Il comprend une âme de 0m,382 X 0m,007, et quatre cornières de (80 X 60 X 7) millimètres. Il s'assemble à l'extrados et à l'intrados de la ferme avec les deux âmes de cette dernière à l'aide de quatre cornières de (70 X 70 X 7) millimètres. Les croisillons sont, comme il a été dit, placés entre les âmes des poutres (ces dernières sont au nombre de quatre). Ils sont constitués chacun par une âme de 0m,382 X 7 et de quatre cornières de (80 X 60 X 7) millimètres. Dans la région de la ferme, près des naissances, les croisillons et les montants sont renforcés. Le montant est constitué par une âme de 0m,382 X 0m,007, et de deux semelles de 0m,200 X 0m,010, le tout assemblé par des cornières de 70 X 70 X 10 (millimètres).

Au sommet de la ferme, les panneaux supportent des efforts de compression très considérables, évalués à 119,840 kilogrammes, dans l'hypothèse d'un vent animé d'une vitesse de 50 mètres par seconde. Aussi, en cette région, la ferme a-t-elle été fortement consolidée. Les pignons d'extrémité, sur les avenues de La Bourdonnais et de Suffren, comprennent des ossatures métalliques, formant rideaux, qui ont été richement décorées. La partie métallique a été exécutée par MM. Baudet et Donon, constructeurs. Sur la membrure d'intrados de la ferme de 115 mètres, est fixée une échelle de service. Des trous d'homme, ménagés dans les montants de cette ferme, permettent .de la visiter intérieurement dans toute son étendue. Au sommet, le dernier panneau présente un passage qui donne accès sur l'extrados de la ferme, où l'échelle de service se continue. A sa base ou naissance, la poutre à caisson porte un coussinet eu fonte par l'intermédiaire duquel elle repose sur une rotule en fonte ajustée au tour. Cette rotule est encastrée dans un sabot également en fonte, fixé sur une plaque de fondation ancrée très solidement dans un massif de maçonnerie. Des coins d'acier chassés entre la plaque de fondation et le sabot, ont permis de régler rigoureusement la position définitive de la ferme. Les articulations inférieures ont facilité le montage de la ferme. Au sommet de la ferme, le pivot de l'articulation est en acier, et s'emboîte dans deux coussinets en fonte reliés aux deux volées de la poutre. Un collier en fer forgé enserre extérieurement les deux coussinets et s'oppose à leur écartement. Les fermes sont entretoisées entre elles, au sommet par une poutre en treillis, par des arcs dans les régions moyennes, et à la partie inférieure par un chéneau.

Par demi-travée, cinq pannes soutiennent les rampants de la couverture et la partie vitrée. Ces pannes sont placées dans des plans verticaux. Elles s'assemblent avec l'âme des fermes au droit des panneaux du treillis. Une panne spéciale supporte le chéneau. Cette dernière est formée par une âme de 1m,05 de hauteur sur 0m,008 d'épaisseur, par deux semelles de 0m,300X0m,009 ; le tout assemblé par quatre cornières de 70 X 70 X 7 (millimètres).

Des montants, constitués par une âme et quatre cornières, empêchent le voile- ment de cette poutre et servent en même temps à l'assemblage des chevrons du côté intérieur et des consoles de chéneau du côté extérieur de la grande nef. Chaque ferme est à deux versants et porte au sommet deux pannes de faîtage qui supportent un terrasson de visite avec garde-fous. Ce terrasson est fixé in- variablement à l'une des pannes, et peut se mouvoir au moyen de rouleaux qui se déplacent sur l'autre panne ; cette disposition permet la dilatation de la ferme. On a calculé les pannes en les considérant comme des pièces reposant sur deux appuis, et recevant trois charges isolées:
1° la charge des chevrons;
2° celle du vitrage porté par les chevrons ;
3° la charge uniforme de la panne. Ce calcul a conduit à lui donner au milieu de sa longueur une hauteur de 1m,80; on a fait varier la hauteur de la panne en la réduisant à ses deux extrémités, afin de satisfaire à des considérations de décoration. Les pannes courantes ont la forme d'une poutre à treillis en N, dans laquelle les barres, qui travaillent à l'extension, sont deux fers plats de 0m,120x0m,008, moisant les deux âmes de 0m,350. Les pannes qui portent les chéneaux sont constituées par une âme de 0m,050 de hauteur et de 0m,008 d'épaisseur, deux semelles de 0m,300 X 0m,009, le tout réuni par quatre cornières de (70 X 70 X 7 millimètres). En outre, des montants, comprenant une âme et quatre cornières, maintiennent le devers de cette poutre, et servent en même temps à assembler les chevrons du côté extérieur et les consoles du chéneau du côté extérieur de la grande nef. Chaque travée est divisée en quatre parties par trois longerons assemblés aux pannes. Ces longerons reçoivent les petites pannes et les fers à vitrage de la couverture.

Latéralement, les fermes sont reliées entre elles par des poutres à treillis, au niveau du plancher du premier étage des bas-côtés, et, sous le chéneau, par des arcs à treillis et des parties pleines avec châssis ouvrants. Le poids d'une ferme courante est de 207 tonnes ; celui d'une travée de pannes chevrons et fers à vitrasse compris, est de 118 tonnes; celui des éléments, formant parois verticales, tels que chéneaux, sablières, arc d'une travée, est de 48 tonnes et demie ; les formes de tête posent chacune 250 tonnes. La grande nef a exigé 9 225 tonnes de fer. La surface d'appui de chaque rotule et la naissance de la ferme, étant an-dessous du coussinet, de 68 décimètres carrés, il en résulte que le poids des 9 225 tonnes était porté sur une surface de 28 mètres carrés, ce qui donne une pression moyenne de 329 kilogrammes par centimètre carré, c'est-à-dire 3 kil. 29 par millimètre carré. C'est une pression très faible, d'où il résulte une grande sécurité.

Rideaux en fer des pignons. — Ces rideaux métalliques constituent les deux pignons de la Galerie des Machines ; l'un sur l'avenue Suffren, l'autre sur l'avenue de La Bourdonnais. Ils ont été exécutés par MM. Baudet et Donon.


Rideaux en fer des pignons. — Ces rideaux métalliques constituent les deux pignons de la Galerie des Machines ; l'un sur l'avenue Suffren, l'autre sur l'avenue de La Bourdonnais. Ils ont été exécutés par MM. Baudet et Donon.

Description des chevrons de la grande ferme de 115 mètres. — Les pannes sont entretoisées par trois cours de chevrons allant du faîtage au
chéneau. Ces chevrons portent une série de petites pannes recevant les fers à vitrage. Il y ainsi trois chevrons entre deux pannes consécutives. Les pannes, comme il a été dit, sont verticales et ont une portée courante de 21m,50, sauf pour la travée centrale qui est de 26m,40 et pour les deux travées extrêmes qui sont de 25m,295. Avec de telles longueurs, il était nécessaire d'entretoiser fortement les pannes pour les empêcher de se voiler.

Considérations sur les articulations des fermes. — Différence caractéristique entre une ferme à tirant et une ferme à articulations. — Dans une
ferme à tirant horizontal, la poussée oblique de chaque arbalétrier est contrebalancée par le tirant qui est soumis à une traction longitudinale égale à la composante horizontale de la poussée oblique. Dans une ferme à articulation, comme celle de la grande Galerie des Machines, la poussée existe toujours et doit être détruite par le mode de fixation des pieds-droits, comme dans une culée de pont.

Il en résulte que le pied-droit, c'est-à-dire l'articulation inférieure, doit reposer sur une construction en maçonnerie ne pouvant glisser et exigeant des soins particuliers.

La construction de ces petites fondations entraînent à des dépenses qui peuvent cependant être inférieures à celles d'un tirant. Ainsi, suivant M. Alfred Picard, inspecteur des Ponts et Chaussées, la poussée horizontale dans la grande ferme de la Galerie des Machines, pouvant dépasser 120 000 kilogrammes la section du tirant à raison d'un effort de 4 kilogrammes par millimètre carré eût été de 30000 millimètres carrés et ce tirant eût pesé avec ses couvre-joints 35000 kilogrammes. La dépense y compris les supports, les caniveaux et les regards (parce que nécessairement ce tirant eût été placé sous le sol) eût été supérieure à 15 000 francs. Or, le prix moyen de deux culées n'a pas dépassé 8500 francs par ferme. Il avait donc ici économie à supprimer les tirants. Cependant, il faut tenir compte que l'agencement de l'articulation inférieure est dispendieuse et exige une construction particulière.

Galeries latérales du Palais des Machines. — Ces galeries de 17m,50 de largeur s'étendent seulement sur les deux longs côtés (de 115 mètres) du Palais des Machines. Leur hauteur est de 22 mètres. Leur ossature est constituée par deux séries d'arcs en fer. Une série comprend des arcs placés dans le plan même des grandes fermes du Palais des Machines. Chacun de ces arcs est assemblé avec la partie verticale du tympan de la ferme de 115 mètres. Les autres arcs, formant une autre série, sont placés perpendiculairement aux premiers, c'est-à- dire parallèlement au grand axe du Palais des Machines. Les travées de la Galerie des Machines présentent, comme il a été dit, trois sortes de dimensions : 21m,50 pour les travées courantes, 25m,295 pour les deux travées extrêmes et 26m,40 pour la travée centrale. Les arcs en façade des galeries latérales représentés, ont aussi trois dimensions différentes correspondant aux précédentes. Les galeries latérales de 15 mètres sont divisées dans leur hauteur par un
plancher, situé à 8 mètres au-dessus du sol. Ce plancher porte de vastes tribunes d'où la vue peut s'étendre dans le Palais des Machines.

L'arc en façade est constitué par une tôle découpée suivant le profil de l'arc et dont les deux membrures supérieure et inférieure sont formées par deux cornières de (80 X 80 X 9) millimètres et par une semelle de 0m,300 X 0'm,008. Ces membrures sont réunies de distance en distance par des montants qui donnent de la raideur au système et qui servent à attacher les consoles en tôle et cornières, supportant le couronnement de la membrure supérieure des arcs. Les pieds-droits des arcs en façade sont identiques à ceux des arcs intérieurs. Ces pieds-droits portent une poutre pleine horizontale qui repose sur deux colonnes intermédiaires. Cette poutre reçoit les solives du plancher. Au-dessus de cette poutre horizontale,
en façade, se trouve un remplissage en briques qui porte les verrières, les- quelles permettent d'éclairer le premier étage des galeries latérales.

Vitrage, couverture et parquetage du Palais des Machines. — Il a été dit que la couverture de la grande nef des machines est en partie pleine et en partie vitrée. Les zones pleines comprennent, d'une part, les deux travées extrêmes et, d'autre part, sur chaque versant, l'espace compris entre les chéneaux et la première panne en montant.

Ces zones pleines se composent de petites pannes en fer portant un chevron- nage en bois ; par dessus, il y a un voligeage à la partie supérieure du chevron- nage et à sa partie inférieure un plancher qui a servi à l'applique des toiles peintes et des staffs, formant la décoration intérieure de la voûte de la grande nef.Les parties pleines dé la couverture sont des feuilles de zinc de 2 mètres sur 0m,80 s'agrafant l'une sur l'autre à pli vif sans entailles. Chaque feuille de zinc est maintenue en tête par deux pattes d'agrafe en zinc et, sur chacun des reliefs de côté, par deux pattes passant sous le tasseau et rabattues sur le relief. Les couvre-joints d'un mètre de longueur sont fixés dans des gaines à dilatation. Au sommet de la ferme de 115 mètres est établi un chemin de faîtage en zinc pouvant servir aux réparations.

La zone vitrée de la grande nef est couverte de feuilles de verre, striées sur leur face inférieure, de 5 millimètres d'épaisseur et de 1m,90 à 2 mètres de longueur sur 0m,506 de largeur. Elles sont posées latéralement sur de petits fers à T soutenus par des pannes en fer. On a eu soin de laisser, entre les lames de verre et les pannes, un vide qui permet la ventilation et l'écoulement des eaux de condensation produites par la buée intérieure. Sur place, les verres ont été dépolis au moyen d'une mixture de lait et de blanc de Meudon.

Sur les deux pignons, aux extrémités de la grande nef, les verres sont teintés afin d'atténuer l'éclat de la lumière. La coupole du vestibule central du Palais des Machines dont on a parlé ci- dessus se termine à sa base par un chéneau circulaire en zone. Les pendentifs et les voussures sont revêtus de feuilles de plomb.

L'écoulement des eaux pluviales a fait l'objet d'études minutieuses pour toutes les constructions de l'Exposition.

Pour la Galerie des Machines, cet écoulement est assuré par deux chéneaux parallèles à son axe et placés en bas du vitrage de la grande nef, ces chéneaux ayant leurs points bas sur l'extrados des grandes fermes ; d'autres rigoles secondaires et d'autres chéneaux des descentes placés sur les façades extérieures complètent ce service important.

Le parquetage du rez-de -chaussée de la Galerie des Machines était constitué par des frises de sapin, clouées sur des lambourdes. Ces dernières étaient placées sur le sol et consolidées par des piquets de chêne, disposés en quinconce.

Au premier étage des galeries latérales, les lambourdes portant les frises, étaient simplement posées sur les solives en fer et maintenues au moyen de cales en bois.

Dépenses se l'apportant au palais des Machines.
Terrassements et maçonnerie 533.089 fr.
Constructions métalliques 5.533.189
Charpente en bois, menuiserie carrelage et parquetage 335.458
Couverture et plomberie 256.503
Vitrerie 219.695
Décoration. — Sculpture et peinture .... 428.178
Travaux divers 39 . 682
Frais d'agence 194.377
Total.. 7.541.071 fr.

Cette dépense fait ressortir le prix du mètre carré couvert à 121 francs.
Si l'on se reporte au plan général, on voit figuré en V, en avant de la grande Galerie des Machines, le vestibule qui lui sert d'entrée. Nous allons donner quelques détails de construction de ce vestibule.
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Re: La Galerie des Machines

Message par worldfairs » 07 sept. 2018 01:11 pm

Texte extrait de la "REVUE TECHNIQUE DE L'EXPOSITION UNIVERSELLE"

Coupole du Vestibule d'entrée du Palais des machines.

La galerie centrale de 30 mètres est reliée à la grande galerie de 115 mètres des machines par un pavillon ou vestibule rectangulaire de 30 X 36m,80 sur- monté d'un dôme de 25m,60 de diamètre. Ce pavillon est muni, de chaque côté, de deux arrières voussures de 4m, 60 de profondeur.

Chacune de ces voussures abrite un escalier monumental qui aboutit aux tribunes du premier étage du Palais des Machines.

Ce vestibule de raccordement est situé au milieu de la longueur (420 mètres) du palais, du côté opposé à l'Ecole Militaire, entre la Galerie des Machines dont il forme l'entrée monumentale et la Galerie centrale de 30 mètres. Ce vestibule est surmonté d'une coupole surbaissée. Son ossature métallique est constituée par quatre grands piliers de 22 mètres de hauteur, portant par l'intermédiaire de quatre arcs métalliques qui s'appuient sur eux, une ceinture en fer de 25m, 66 de diamètre, soutenue sur le milieu de chacun des quatre arcs. Le poids d'une partie de cette ceinture est reporté directement sur les quatre piliers par l'intermédiaire de contre-forts métalliques qui forment avec le des- sous de la ceinture quatre voûtes en pendentifs. La coupole de l'édifice comprend seize fermes qui butent par leur partie supérieure sur une ceinture métallique de 10 mètres de diamètre, laquelle porte un lanterneau d'aération. Ce lanterneau comprend aussi seize fermes. Les fermes de la coupole et celles du lanterneau sont entretoisées par des pannes circulaires qui portent les fers à vitrage et le chevronnage. La couverture est en zinc. Le comble présente un double plafond vitré. Les bas côtés et le vestibule central ont employé 3 530 tonnes de fer. La coupole a été montée par MM. Moreau frères.
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