DES DIFFICULTÉS QUE LES INGÉNIEURS SONT ACCOUTUMÉS À FRANCHIR EN
CREUSANT DES CANAUX.
Différences entre un canal et une rivière; un canal consomme
beaucoup moins d'eau; le canal du Midi comparé à la Seine.--Ce
qu'on nomme un _bief_.--En quoi consiste une _écluse_, ou
appareil en maçonnerie pour passer d'un bief à l'autre.--Ce qu'on
appelle la _pente rachetée_ par un canal, ou la _chute rachetée_
par une écluse; _contre-pente_.--La difficulté d'un canal dépend
principalement de la longueur du canal et de la somme des pentes
et contre-pentes.--Exemples des longueurs ainsi que des pentes et
contre-pentes de canaux français, américains ou
anglais.--Conversion de ces canaux, qui sont à dimensions
ordinaires, en canaux pareils au canal Calédonien ou au canal
hollandais du Nord.--De l'approvisionnement d'eau des
canaux.--Les régions des tropiques, surtout dans l'isthme,
semblent devoir offrir sous ce rapport plus de facilités que nos
pays tempérés de l'Europe.
Après ces réflexions préliminaires, nous pourrions entrer plus avant
dans le sujet. Au préalable, pourtant, il n'est pas inutile de donner
une idée des difficultés que l'art est accoutumé à affronter et à
vaincre, et de déterminer exactement le sens de quelques termes
techniques dont nous serons obligé fréquemment de nous servir.
Les canaux, tels qu'on les construit depuis l'invention des écluses
par les Italiens au XVe siècle, sont des lignes de navigation fort
différentes des rivières. Toute rivière coule dans un lit légèrement
en pente, et a un courant plus ou moins fort. C'est ainsi que les
anciens s'efforçaient de creuser des canaux, et ils réussissaient
rarement dans cette imitation de la nature. Un canal à la moderne n'a
pas de courant, et se forme d'une série de bassins creusés de main
d'homme, plus ou moins longs, quelquefois de plusieurs lieues, étagés
à la suite les uns des autres, chacun parfaitement de niveau. On
dirait d'un escalier aux marches très étroites entre la rampe et le
mur, mais fort longues dans l'autre sens, tandis qu'une rivière peut
se comparer à un plan incliné très doux. Dans une rivière, l'eau coule
à des hauteurs très variables, selon les saisons; dans un canal, elle
est introduite artificiellement, juste en quantité suffisante pour
qu'il y en ait toujours une même profondeur déterminée d'avance. À ces
dispositions, on trouve l'avantage non seulement de s'affranchir des
courants, mais encore d'obtenir, au moyen d'une quantité d'eau à peine
égale à ce que roule un faible ruisseau, une navigation plus
permanente et plus commode que celle qu'offrent de grands fleuves. La
navigation du canal du Midi, par exemple, est préférable à celle de la
Seine, du moins dans l'état où ce beau fleuve est laissé. Cependant la
Seine débite, quand elle est au plus bas, après les chaleurs de la
canicule, 100 à 120 mètres cubes (100,000 à 120,000 litres) par
seconde. Le canal du Midi, en cela remarquable, il est vrai, n'en
dépense pas la centième partie. Un mètre cube par seconde suffit à ses
besoins.
Faire un canal de niveau d'une extrémité à l'autre, est impossible
dans la plupart des cas[29]. Un canal se compose donc, je le répète,
de pièces d'eau successives dont chacune est de niveau, et par
conséquent sans courant. Ces bassins, appelés _biefs_, s'échelonnent
les uns à la suite des autres, comme feraient de longs gradins. Ainsi,
d'un bief à l'autre, le niveau change brusquement; communément, la
différence de niveau entre deux biefs qui se succèdent est de 2 mètres
et demi à 3 mètres. À la séparation de deux biefs est toujours placée
une _écluse_, construction en maçonnerie garnie de portes, qui sert à
faire passer un bateau du bief supérieur dans le bief inférieur, ou
réciproquement. Il n'est personne qui n'ait vu fonctionner une écluse;
nous avons en Europe et dans l'Amérique du Nord assez de canaux pour
cela. Au surplus, la manoeuvre se fait ainsi: une écluse est un
passage entre deux murs massifs, long et large autant qu'il le faut
pour recevoir un bateau, et fermé de deux portes adossées, l'une au
bassin supérieur, l'autre au bassin inférieur. Quand on ouvre la porte
d'en haut, en fermant celle d'en bas, l'écluse est en communication
avec le bassin supérieur, et l'eau s'y établit au même niveau qu'en ce
bassin. Si on ouvre la porte d'en bas en tenant close celle d'en haut,
l'écluse est en rapport avec le bassin inférieur, et prend de même son
niveau. Le jeu de l'écluse résulte de cette faculté d'y avoir
alternativement l'eau au même niveau qu'en chacun des deux biefs. Le
bateau y est introduit en ouvrant la porte du côté par lequel il
arrive. Ensuite on ferme cette porte pour ouvrir l'autre, et on n'a
plus qu'à le pousser en avant.
[Note 29: Le canal hollandais du Nord est pourtant ainsi;
mais la Hollande est un pays exceptionnellement nivelé par la
nature.]
La différence de niveau entre deux bassins ou biefs successifs est ce
qu'on nomme la _pente_ (ou bien la _chute_) _rachetée_ par l'écluse
qui les sépare, ou, pour mieux dire, qui les unit.
Le point de partage d'un canal est celui où les bassins ou biefs,
après avoir monté, semblables à des gradins successifs, pendant un
certain espace, cessent de s'élever ainsi au-dessus les uns des autres
pour se mettre à descendre en sens opposé; cette _pente_ nouvelle
prend le nom de _contre-pente_. Tous les canaux n'ont pas de point de
partage, car il en est où les biefs vont toujours en montant sans
jamais redescendre. Il est des canaux, au contraire, qui présentent
successivement plusieurs points de partage; ils ont alors plusieurs
_pentes_ et _contre-pentes_.
La difficulté et les frais de l'établissement d'un canal dépendent
principalement de deux éléments, la longueur du parcours et la somme
des _pentes_ et des _contre-pentes_ à _racheter_ par les _écluses_.
Toutes choses égales d'ailleurs, plus un canal est long, il coûte
cher. De même, les écluses étant des ouvrages dispendieux, leur
multiplicité influe beaucoup sur le chiffre de la dépense.
Pour fixer les idées sur la longueur des canaux qu'on pourrait
entreprendre et sur l'élévation qu'on est autorisé par l'expérience à
faire gravir à un canal, citons quelques exemples de canaux achevés ou
en cours d'exécution.
Quant à la longueur, on est habitué à faire parcourir aux canaux
ordinaires des espaces indéfinis. Le canal de Bourgogne et le canal du
Midi ont chacun 240 kilomètres; le canal de la Marne au Rhin en a 300;
le canal du Berri, 320; le canal du Rhône au Rhin, 349; le canal de
Nantes à Brest, 374; la série des canaux qui unissent Londres à
Liverpool, 425. Dans l'État de New-York, le canal Érié, digne à tous
égards de son nom de Grand Canal, a 586 kilomètres; les canaux compris
dans la ligne de Philadelphie à l'Ohio en ont 445; le canal de la
Chesapeake à l'Ohio en aura 549; plusieurs autres canaux des
États-Unis ont de 400 à 550 kilomètres.
Les pentes que les ingénieurs rachètent sans trop d'efforts, au moyen
d'écluses distribuées sur le parcours d'un canal, sont considérables
quand il s'agit d'un canal ordinaire. Le canal du Berri a 246 mètres
de pente ou de contre-pente à racheter, et 115 écluses; le canal du
Midi, 252 mètres et 99 écluses; le canal du Rhône au Rhin, 393 et 160
écluses; le canal de Bourgogne, 501 mètres et 191 écluses; le canal de
Nantes à Brest, 555 mètres et 238 écluses.
Les canaux anglais offrent moins de pente à racheter que ceux de la
France. La suite des canaux qui s'étendent de Londres à Liverpool
présente 443 mètres de pente et de contre-pente et 185 écluses. Sur
celui de tous les canaux de l'Angleterre qui a le point de partage le
plus élevé, le canal de Leominster, cette élévation est de 142 mètres
au-dessus de l'une des extrémités.
En Amérique, sur le canal Érié, la somme des pentes et des
contre-pentes n'est que de 210 mètres avec 83 écluses. Les deux canaux
qui, avec deux chemins de fer, forment la ligne de Philadelphie au
fleuve Ohio, ont 358 mètres de pente et 151 écluses. Le magnifique
canal de la Chesapeake à l'Ohio aura 963 mètres de pente et de
contre-pente et 398 écluses, et dans la première partie actuellement
achevée, il présente 176 mètres de pente et 74 écluses.
Mais il s'agirait ici de dimensions inusitées. La cuvette d'un canal
maritime tel que le canal Calédonien représente une excavation huit
fois et demie plus grande que celle d'un des canaux habituels de la
France, dits à grande section, et en France une écluse telle qu'il la
faudrait sur le canal des deux océans coûterait quatre à cinq fois
plus qu'une écluse ordinaire. Ainsi, pour comparer avec une
approximation grossière les divers canaux que nous avons passés en
revue au canal projeté de l'isthme, il faudrait réduire leur longueur
dans le rapport de 8-1/2 à 1, et la pente qui y est rachetée par des
écluses ou le nombre de celles-ci dans le rapport de 4 ou 5 à 1. À ce
compte, le canal de Nantes à Brest équivaudrait pour l'isthme à un
canal de 44 kilomètres, qui aurait une pente ou contre-pente à
racheter de 123 mètres, ou encore 53 écluses. Le canal Érié agrandi
représenterait pour l'isthme un canal d'environ 100 kilomètres avec 20
écluses, rachetant 44 mètres de pente et de contre-pente.
Une difficulté qu'il est bon de prévoir lorsqu'on creuse des canaux
est celle de les fournir d'eau[30]. Sous ce rapport, le climat des
tropiques présente plus d'avantage que celui de nos pays tempérés. On
évalue que dans les régions intertropicales du Nouveau-Monde, là
particulièrement où le sol est couvert de forêts, l'eau pluviale est
cinq à six fois abondante plus qu'à Paris[31]. On y aurait donc assez
de facilité pour remplir des réservoirs. L'évaporation, à la vérité,
est plus grande entre les tropiques; mais M. de Humboldt, à la suite
de recherches et d'expériences faites avec soin, estime qu'elle ne
l'est que dans le rapport de 16 à 10. L'affluence des eaux pluviales
pour une même superficie étant supérieure dans le rapport de 50 ou 60
à 10 comparativement à Paris, et de 40 à 10 vis-à-vis de l'Europe
méridionale, il s'ensuit que, tout compte fait, l'isthme de Panama
n'aurait, de ce côté, rien à envier à l'Europe. Nous verrons
d'ailleurs bientôt que, dans la direction qui se recommande le plus,
on aurait peu à s'inquiéter de l'approvisionnement du canal. C'est un
service que la nature semble, là, avoir pris à coeur d'assurer.
[Note 30: On ne s'en est pas toujours assez préoccupé en
France.]
[Note 31: L'eau pluviale représente tous les ans à Paris
une couche de 50 à 55 centimètres: entre les tropiques, dans
le nouveau continent, c'est communément de 2 mètres 70
centimètres à 3 mètres.]
Retournons enfin à la description de l'isthme, en reprenant
successivement les cinq localités signalées plus haut pour la faible
largeur à laquelle l'isthme s'y réduit.