William Howe (architecte)
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Elias Howe (neveu) |
William Howe (Spencer, – Springfield ) est un ingénieur américain connu pour avoir inventé la ferme Howe, associant le métal et le bois.
Biographie
[modifier | modifier le code]William Howe est le fils d'Elias Howe Sr. et Polly (Bemis) Howe. Son père possédait une scierie. Il a appris le métier de charpentier très tôt. Après son apprentissage de charpentier il entre à l'académie de Leicester, dans la Massachusetts et en sort diplômé.
Il s'est marié en 1828 avec une fille d'un fermier de Charlton (Massachusetts), Azubah Stone.
William Howe fait partie d'une famille d'inventeurs. Un frère, Tyler Howe a inventé le sommier de lit à ressorts. Son autre frère, Elias Howe Jr. (1819-1867), a breveté la première machine à coudre.
William Howe s'est établi comme constructeur de bâtiments et de ponts. Il a été particulièrement connu pour ses églises, mais il s'est aussi intéressé aux ponts. Pour les construire, il a fondé la Howe Bridge Works en 1838.
Son premier pont a été construit à Warren, Comté de Worcester (Massachusetts), en 1838-1839 pour franchir la rivière Quaboag. Il a réussi à convaincre le capitaine William H. Swift qu'il avait une idée pour construire un pont léger, résistant et peu cher (Swift appartenait au Corps du génie de l'armée des États-Unis (United States Army Corps of Engineers) et était l'ingénieur en chef de la compagnie de chemin de fer Western Railroad, devenue la Boston and Albany Railroad par fusion de plusieurs compagnies).
Pour assurer la liaison avec la ligne de chemin de fer venant de New York par Albany, il fallait franchir le fleuve Connecticut à Springfield. La construction du pont était placé sous la supervision de trois ingénieurs formés à l'Académie militaire de West Point, William Gibbs McNeil, George Washington Whistler et William H. Swift. Ils prévoyaient de construire le pont avec un treillis mis au point par Stephen H. Long[1],[2] jusqu'à ce William Howe leur propose une solution plus économique[3].
En 1840, Howe s'est engagé à construire un second pont ferroviaire plus important au-dessus du Connecticut à Springfield, Massachusetts, pour la compagnie de chemin de fer Western railroad. Le pont a été livré en . Il a été remplacé en 1855.
Un premier brevet de treillis a été proposé par Howe, présenté le et breveté le sous le no 1685. Cette structure était plus complexe car elle intégrait une arche et n'avait pas de boulons verticaux[4].
Le treillis Howe fait l'objet d'un second brevet. L'origine du brevet vient d'une réflexion sur une charpente d'église qui avait fléchi et dont il devait reprendre la déformation. William Howe a cherché une conception de treillis permettant de corriger la déformation de la poutre.
L'une de ses variantes est composée de poutres entrecroisées dont les poinçons ont été remplacés par des tirants en acier. Les tirants sont équipés de tendeurs permettant leur rajustement périodique. Il s'agit de la première ferme qui allie le métal et le bois[5]. Elle gagna rapidement la faveur des compagnies de chemin de fer pour sa simplicité de construction et son comportement en service.
La ferme de Howe sera la norme des compagnies de chemin de fer d'Amérique du Nord jusqu'à l'apparition des ponts métalliques au début du XXe siècle[6].
Le , il reçoit ses lettres patentes protégeant la conception d'une ferme en bois et de ses variantes (Patente no 1711) pendant la construction du pont[7].
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Comparaison entre les treillis Howe et Pratt
En traits pleins, les membrures comprimées, en pointillés celles qui sont tendues -
Howe truss bridge, pont construit en 1840 par Howe, à Springfield -
Treillis Howe du Lancaster Covered Bridge, Comté de Tippecanoe, Indiana
En 1842, un des ouvriers de William Howe, Amasa Stone Jr (1818-1882), lui a acheté les droits d'utiliser son brevet des fermes Howe pour 40 000 US $ (ce qui correspondrait à 948 133 US $ de 2016). Cette somme avait été avancée à Amasa Stone Jr par un financier de Springfield, Azariah Boody (1815-1885). Ils ont formé la même année l'entreprise de construction de ponts Boody, Stone & Co qui ont construit de nombreux ponts en Nouvelle-Angleterre[8].
William Howe a apporté à son brevet des ajouts le [9].
La réussite de la réalisation du pont ferroviaire de Springfield a établi la réputation de William Howe. Un des ingénieurs ayant suivi la construction du pont, George Washington Whistler, quitte en 1842 la Western Railroad pour la Russie, où il obtient l'adjudication des ponts de la « ligne de chemin de fer Nicolas », voulue par l'empereur de Russie Nicolas Ier. En 1845, William Howe refuse le poste de directeur technique de cette ligne, destinée à relier Moscou et Saint-Pétersbourg. C'est son compatriote George Washington Whistler qui obtient l'adjudication de la section nord de la ligne[10]. En 1844, il charge l'ingénieur Jouravski du franchissement de la Verevia, l'un des plus grands ouvrages de la ligne, comportant 9 travées, une portée totale de 60 m et des piles hautes de 55 m. Jouravski, qui doit mettre en œuvre des poutres reconstituées par assemblage de madriers, étudie la répartition des contraintes de cisaillement dans le treillis de Howe[11].
Brevet
[modifier | modifier le code]Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « William Howe (architect) » (voir la liste des auteurs).
- (en) Bridgewright : Col. Stephen H. Long. Model of Improvement, par Will Truax
- US Patent n°1398
- (en) Brian Solomon, North American Railroad Bridges, p. 32-34, Voyageur Press, Saint Paul, 2008 (ISBN 978-0-7603-2527-8) (lire en ligne)
- (en) US Patent n°1685
- Jean Lefrançois, Les ponts couverts au Québec, héritage précieux, , 19 p. (lire en ligne), p. 14
- Arbour, Caron et Lefrançois 2005, p. 59-61.
- (en) US patent n°1711
- Amasa Stone Jr et Azariah Boody se sont séparés en 1847 en se répartissant les États, Stone prenant le Massachusetts, le Connecticut et le Rhode Island, et Boody le Maine, le Vermont et le New Hampshire. Andros Stone (né en 1824)(voir), le plus jeune frère d'Amasa Stone, a travaillé avec Azariah Boody pour construire les ponts de la ligne de chemin de fer Rutland & Burlington Railroad dans le Vermont. Amasa Stone est en relation avec Stillman Witt et Frederick Harbach en 1848 pour la construction de la ligne de chemin de fer Cleveland, Columbus & Cincinnati Railroad. L'entreprise Stone, Harris & Birney construit un pont sur le Connecticut pour la compagnie de chemin de fer Vermont & Massachusetts Railroad (voir).
- (en) US patent n°4726
- (en) D. A. Gasparini, K. Nizamiev et C. Tardini, « G. W. Whistler and the Howe Bridges on the Nikolaev Railway, 1842–1851 », Journal of Performance of Constructed Facilities, vol. 30, no 3, juin 2016) (DOI 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000791, lire en ligne)
- D'après (en) Timoshenko, History of strength of materials, McGraw-Hill Book Co., (réimpr. 1983, éd. Dover), 452 p., « Strength of Materials between 1833 and 1867 », p. 142.
Annexes
[modifier | modifier le code]Bibliographie
[modifier | modifier le code]- Gérald Arbour, Fernand Caron et Jean Lefrançois, Les ponts couverts du Québec, Les publications du Québec, , 216 p. (ISBN 2-551-19636-1)
- Antoine Picon: L'art de l'ingénieur., p. 228, Éditions du Centre Georges Pompidou, Paris 1997, (ISBN 2-85850-911-5)
- Charles Frederick Carter, The Howes - An Inventive New England Family, p. 266-268, Munsey's Magazine, 1893, Vol. 41
- Frank Griggs, Jr., Springfield Bridge for Western Railroad. First Railroad Bridge across the Connecticut River in Massachusetts, Structure, (lire en ligne)
- Lewis M. Prevost Jr., Description of Howe's patent truss bridges, carrying the western railroad over the Connecticut river at Springfield, Massachusetts, p. 289–303, Journal of the Franklin Institute, , volume 33, no 5
- Dario Gasparini, American Truss Bridge : Connections in the 19th Century. I : 1829-1850, p. 119-129, Journal of performance of constructed facilities, (lire en ligne)
