L'ingénieur, 1 mars 1957, Printemps

PR INTEMPS 1957 43EME AN NEE 1 69 CANADIENNE TRIMESTRIELLE REVUE Au seuil d’une vie de progrès.Il connaît la fascination des "grands projets, pourquoi il a choisi le génie comme professic L’oeuvre de l’ingénieur professionnel — une aventure continuelle vers le progrès—se rencontre partout au Canada, aujourd’hui.Cette oeuvre se manifeste de multiples façons—avions à réaction qui sillonnent le ciel .cours d’eau détournés pour se transformer en énergie électrique .systèmes microondes pour la transmission à distance des signaux de télévision .autostrades qui accélèrent la circulation et modifient la silhouette des villes .pipelines géants qui traversent plaines et montagnes.La clairvoyance, l’initiative, le jugement ordonné de l’ingénieur sont essentiels au progrès de notre ère fertile en nouveautés techniques.Toucher un interrupteur domestique met en oeuvre, pour vous, tout un système d’outillage électrique compliqué.L’électricité ne peut pas être emmagasinée—elle est produite et livrée instantanément à la vitesse de la lumière.En fait, de votre interrupteur, vous remontez à la source même de l’énergie électrique par l’entremise de câbles, compteurs, transformateurs, sous-stations, appareils de coupure, génératrices, turbines.Ce procédé incroyable .sûr, de tout repos, de prix modique .nous vient de la dextérité de l’ingénieur professionnel.Le besoin d’ingénieurs grandit de pair avec le Canada.Il y a 20 ans à peine, de 700 travailleurs un seul était ingénieur diplômé .aujourd’hui on en compte un par 150.Canadian General Electric en emploie près d’un millier .environ un par 20 employés—et le besoin s’accroît sans cesse afin de satisfaire à la demande toujours croissante pour l’équipement nécessaire à la génération et à la transmission de l’énergie électrique et pour la fabrication des innombrables produits qui la mettent en oeuvre.Depuis au delà de 50 ans, notre compagnie maintient un programme d’entraînement destiné aux ingénieurs diplômés.Dans nos usines, ces ingénieurs acquièrent des connaissances approfondies des principes théoriques et pratiques de fabrication, de dessin et d’installation.Appelé "Test-Course”, ce cours postscolaire a formé un grand nombre des ingénieurs professionnels engagés aujourd’hui dans divers domaines de l’industrie canadienne.Le champ d’action des ingénieurs est appelé à s’étendre davantage au Canada où le peuple est si conscient de l’utilité de l’électricité que la demande pour cette commodité est doublée tous les dix ans! Des ingénieurs s’adonnent aujourd’hui au dessin de produits nouveaux et à l’élaboration d’industries qui n’existaient pas il y a quelques années alors que de nombreux développements électriques tels que la télévision, étaient encore à l’état de projet.La première usine d’énergie atomique du Canada ouvre de nouveaux horizons pour la génération de l’électricité; les nombreux problèmes complexes rencontrés au cours de cette réalisation présentent au génie électrique le plus grand défi de tous les temps.Canadian General Electric construit cette usine aux Rapides Des Joachims près de Chalk River, pour l’Energie Atomique du Canada Limitée et l’Hydro-Ontario.Nous voyons là un seul des formidables projets qui démontrent le rôle important joué par les ingénieurs professionnels .les hommes-clefs de l’expansion de notre nation.Le progrès est notre plus important produit CANADIAN GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED ! I SCIENCES ECONOM I E ARTS I I CONSEIL DE L’ASSOCIATION DES DIPLÔMÉS DE POLYTECHNIQUE Officiers : MM.J.G.Chénevert.Ing.P.président Henri Gaudefroy, D.Sc., Ing.P., 1er vice-président Lucien Perrault, Ing.P., 2ème vice-président Jacques Laurence, M.Sc., Ing.P., secrétaire trésorier Directeurs : MM.J.-C.Chagnon, Roger Charland, René Dansereau, Jean Dussault, Guy Dionne, Léo Roy, Jean Barcelo, E.Bouchard, Guy L.Blain, Yvon Gariépy, C.-R.Laberge, Conrad Laverdure.Directeurs ex-officio : MM.Léon A.Duchastel de Montrouge, Maurice Gérin, Philippe A.Dupuis.Représentants : MM.Léopold Fontaine et René Rioux, section de Québec François-J.Leduc, section Ottawa-Hu" Jacques Limoges Ontario Henri Gaudefroy, nique Gabriel Meunier, Polytechnique.section du Nord de Québec et Corporation de l'Ecole Polytech-Association des étudiants de • COMITÉ D’ADMINISTRATION DE L’INGÉNIEUR MM.Philippe A.Dupuis.Ing.P., président Ernest Lavigne, D.Sc., Ing.P., secrétaire administratif Jacques M.Décary, L.S.C., trésorier Ignace Brouillet, D.Sc.A., Ing.P., président de la Corporation de l'Ecole Polytechnique Henri Gaudefroy, D.Sc., Ing.P., directeur de i Ecole Polytechnique.REVUE TRIMESTRIELLE CANADIENNE MARS 1957 ‘ ' SOUS-STATIONS ÉLECTRIQUES DE LA MÉTROPOLE par Robert-A.Boyd, log.P.9 LES ÉCHECS — LE JEU DE L’HOMME DE SCIENCE par Claude Gauliti, B.A., B.Pb.15 PROGRÈS LES PLUS RÉCENTS DANS L’INDUSTRIE DES PÂTES ET PAPIERS par Fraok-L.Mitchell, O.B.E., M.E.I.C.18 LES MILLE ET UN USAGES DE L ALUMINIUM par Cl au de-P.Beaubien, Ing.P.25 ENREGISTREMENT ÉLECTRONIQUE DES DIAGRAMMES EFFORTS-TEMPS ET EFFORTS ALLONGEMENTS DES MÉTAUX SOUS CHARGES DYNAMIQUES par Julien Dubuc, log.P.et Georges Welter, D.Sc.31 COMITÉ SCIENTIFIQUE DE L’INGÉNIEUR MM.Jean-C.Bernier, M.Sc., Ing.P., directeur du Centre de recherches à Polytechnique — président Roger-P.Langlois, M.Sc., Ing.P., professeur agrégé à Polytechnique — secrétaire Roger Brais, Ph.D., Ing.P., professeur titulaire à Polytechnique Georges Welter, D.Sc., professeur titulaire à Polytechnique.LE CÂBLE TÉLÉPHONIQUE TRANSATLANTIQUE par Gerard Maosell .39 LES PROBLÈMES DE L ENSEIGNEMENT par l'Honorable Yves Prêt os, C.R.41 VIE DE L’ÉCOLE .45 ADMINISTRATION E.Lavigne secrétaire RÉDACTION Louis Trudel, Ing.P.rédacteur en chef PUBLICITÉ Représentants Les Editions Commerciales Inc.3587, ave Papineau, Montréal 24 VIE DE L’ASSOCIATION .47 NOUVELLES DES DIPLÔMÉS .53 REVUE DES LIVRES .56 INDEX DES ANNONCEURS.72 EDITEURS - L'Association des Diplômés de Polytechnique, 1430, rue St-Denis, Montréal 18, Canada.Tel.: MA.5311.— Parution: mars, iu.n, septembre et décembre.’ - Imprimeurs: Pierre Des Marais.Abonnements: Canada et Etats-Unis $5 par année autres pays $6 - Autonsee comme envoi posta de là seconde classe, Ministère des Postes, Ottawa.— Droits d'auteurs: Les auteurs des articles publies dans L i NGENI EUR, conservent I enbere responsabilisé des théories ou des opinions émises par eux.— ^La reproduction des gravures et du texte des articles parus d'en indiquer la source et de faire teni ____________ _ du texte des articles la Rédaction un exemplaire de la publication les reproduisant.dans L’INGENIEUR est permise à la condition Tirage certifié : Membre de la Canadian Circulations Audit Board. y W5T Ik .© 4 E7 i 2 —PRINTEMPS 1957 UNE ERE RE PROGRES.GRÂEE A L’ÉLEETRIEITÉ! L’électricité ne cesse d’ouvrir à l’homme de nouveaux et merveilleux horizons.Les progrès que nous lui devons déjà, et qui nous paraissent souvent tenir du prodige, ne sont qu’un prélude à de nouveaux développements dont nous pouvons attendre une vie encore meilleure.L’industrie et l’économie du Québec, l’une et l’autre en plein essor, sont dans plusieurs domaines tributaires de l’énergie hydroélectrique produite et distribuée par la Shawinigan.Pour faire face à la demande sans cesse croissante de la région qu elle dessert, la Shawinigan s’est fixé un programme d’expansion à long terme qui comprend notamment une centrale de six groupes générateurs, dont elle a entrepris la construction au Rapide Beaumont.Grâce à l’apport des 246,200 kilowatts que pourra fournir cette centrale, la puissance totale des aménagements de la Shawinigan sur le St-Maurice sera porté à plus de 1,500,000 kilowatts.En étendant constamment son réseau de production et de distribution, facteur essentiel de progrès, la Shawinigan contribue à l’avènement d’une ère nouvelle, la plus magnifique des temps modernes.companies associées et filiales â ocO»« V I èrK> S.L'INGÉNIEUR LA C-l-L PRESENTE LE NOUVEL EXPLOSEUR SHOT KING v / TYPE CONDENSATEUR A DECHARGE J HAUT DÉBIT DE COURANT Capacité allant jusqu'à 1200 détonateurs électriques montés en série dans des circuits parallèles; peut être accrue par l'adjonction d'un condensateur auxiliaire.ROBUSTE COFFRE ETANCHE en acier de forte épaisseur, résistant aux conditions les plus rigoureuses.L'ensemble est compact et se transporte facilement; il pèse 34 lb.A l’un des bureaux de vente de la C-l-L, on se fera un plaisir de vous fournir des renseignements complets sur l'exploseur “Shot King” et son emploi dans vos opérations de sautage à l’électricité.435> Explosifs PRATIQUE COMPARTIMENT D'EMMAGASINAGE pour les accessoires d'essais et l'appareil auxiliaire.Le couvercle amovible contient la manivelle et le mode d'emploi.PAS DE PILES SECHES à remplacer .aucune nécessité d'alimenter continuellement les condensateurs.f r LES DISPOSITIFS DE SÉCURITÉ comportent une commande à deux mains et un commutateur de mise à feu d'un modèle exclusif .le coup ne peut détoner avant que le voltage requis ne soit atteint.La tension résiduelle s'élimine automatiquement.Tous explosifs et auxiliaires de sautage Partout au Canada L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 3 QUEL EST VOTRE Routes poussiéreuses?nst la riïfiunstï ! Lutte contre la glace?U&'fovf', Brvnner Mono Améliorez l'entretien des routes de gravier sans frais supplémentaires.Utilisez le Chlorure de Calcium Brunner Mond avec du sol liant pour réduire les heures de travail de vos équipes, épargner le gravier de la route et obtenir une surface lisse, dure, sans poussière, qui est plus résistante avec un minimum d'entretien.Hâtez le traitement du béton.Le Chlorure de Calcium Brunner Mond donne un produit plus dense, plus fort, plus malléable, avec une proportion plus basse eau-ciment.Le Chlorure de Calcium Brunner Mond hâte le durcissement, diminue la période de "protection", réduit le gel au minimum.Traitement du béton?Lutte plus efficace contre la glace.Les abrasifs traités avec le Chlorure de Calcium Brunner Mond pénètrent à fond.Le vent ne peut pas les emporter, ce qui réduit les frais de main-d'oeuvre et de matériaux, assure des arrêts plus rapides avec plus de sécurité.66£mMt&ùtÊcitm, Brenner Mond On y gagne à employer le Chlorure de Calcium Brunner Mond.Nos ingénieurs seront heureux d'en discuter avec vous.Brunner, Mond Canada Sales Limited MONTRÉAL TORONTO “Plus d’Éconuuiie Plus de Sécurité »» PRINTEMPS 1957 L'INGÉNIEUR If I ¦7 ^0 5>°SS?La célébrité de ce spectacle, conçue et construite pour une opération à toute épreuve, se gagne par le pays, les faveurs de tous les connaisseurs.Elle diffère des autres unités autonomes, en ce qu'elle peut être munie du genre et de la marque de brûleur répondant le mieux aux besoins particuliers de chacun.Ceci permet d'obtenir un générateur parfaitement adapté, et qui offre les meilleures garanties locales de service.Dominion Bridge Company se porte garant de l'unité complète.Des centaines de ces chaudières, déjà en opération, ont fait leurs preuves.?: "LA VEDETTE DE LHEURE" X ?Nous aimerions vous renseigner davantage.Ecrivez-nous et demandez la Brochure No BYY-120.DÉPARTEMENTS: CHAUDRONNERIE • MÉCANIQUE • STRUCTURE • ENTREPÔT Usines à : Montréal • Ottawa • Toronto • Winnipeg • Calgary • Vancouver Compagnies associées à : Amherst, N.S.° Québec • Sault Ste-Marie ° Edmonton L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 5 JS ' V b- ahhf — — _ .—s HjTTfrr ! | if» ! ¦ CHARPENTES et PLANCHERS «•> BÉTON Cl MEMT CANADA (A) ÉDIFICE DE BUREAUX 550 ouest, rue Sherbrooke, Montréal.Architect* e: Greenspoon, Freed lander & Dunne, Montréal.Ingénieur conseil: Irving S.Backler, Montréal.Entrepreneurs généraux: Anglin-Norcross Corporation Ltd., Montréal# (B) NOUVEAU BÂTIMENT DES POSTES Kegina, Saskatchewan.Architectes: Stock.Ramsay & Associates, Regina.Entrepreneurs généraux: Smith Brothers & Wilson Ltd., Regina.(C) HÔTEL TORONTONIAN, Toronto.Architectes: Page & Steele, Toronto.Structure: Hoo|>er & Yolles.Toronto.Entrepreneurs et propriétaires: Dominion Hotels & Development Corp.(D) IMMEUBLE REGENT PARK Immeuble à appartements, Toronto.Architecte: J.E.Hoare, Jr., Toronto.Structure: Wallace Carruthers & Associates Ltd.Entrepreneurs généraux: Milne & Nicholls Limited, Toronto.(E) ÉDIFICE CENTURY, Montréal.Architectes: Greenspoon, Freedlander & Dunne, Montréal.Ingénieur conseil: Pierre M.d’Allemagne, Montréal.Entrepreneurs généraux: Louis Donolo Incorporated, Montréal.L’analyse comparée des soumissions et des prix de revient démontre que les charpentes et planchers en béton peuvent réduire de 25% les frais de construction.Grâce au béton armé, charpentes et planchers peuvent être construits simultanément.Plombiers, électriciens, maçons et autres corps de métiers peuvent travailler à mesure qu’on édifie la structure.L’économie de temps est considérable.Coût initial modéré, durabilité, protection contre le feu et entretien minime font que le béton est le matériau idéal pour la construction d’hôtels, hôpitaux, écoles, usines, appartements et bureaux.Canada Cement Company Limited IMMEUBLE CANADA CEMENT, MONTRÉAL Bureaux de vente à: Moncton • Québec • Montréal * Ottawa • Toronto Winnipeg • Calgary • Edmonton Pour tou* vos travaux de bétonnage, exigez les produits Canada Cernent, conçus et ir.is au point par une compagnie canadienne pour répondre aux besoins canadiens.Demandez ie ciment Canada Portland en sac gris.6 — PRINTEMPS 1957 L’INGÉNIEUR A l'Hôpital Notre-Dame de l'Espérance, Ville St-Laurent, Que., 2 chaudières Babcock du type G "Integral-Furnace" fournissent la vapeur pour le chauffage et le service de la buanderie.Chaque chaudière a une capacité en vapeur de 8,000 Ibs.à 100 psi.La chaudière à vapeur Babcock, type G "INTEGRAL-FURNACE" est compacte, très efficace pour le développement de la vapeur, avec refroidisseur intégral à l'eau et entourée d'une cloison d'acier isolée.Disponible dans toute qrandeur et choix d'opération varié, avec fournaise équipée pour chauffer soit au charbon bitumineux, lignite, anthracite, coke, huile, ou bois.VAPEUR OPÉRATRICE - VAPEUR MOTRICE BABCOCK - WILCOX and GOLDIE • McCULLOCH LIMITED, Galt.Ont.MONTRÉAL - TORONTO - CALGARY - VANCOUVER Wfif-*" iHUpi meme source vTtuiffii'i mm® i _ Une seule et accessoires de soudage Trouver au même endroit tout l’outillage et les autres articles de soudage et de découpage qu’il vous faut est aussi avantageux et profitable que faire ses emplettes dans un magasin à rayons moderne ou un centre d’achat.Canadian Liquid Air vous offre une gamme complète de: ?Gaz à souder (oxygène, acétylène, argon) ?Outillage de soudage et de découpage L.A.?Machines à souder à Tare Miller CA et CC ?Electrodes en acier doux et inoxydable ?Electrodes et pièces de remplacement résistant à l’usure et formant des surfaces dures ?Baguettes à soudure au chalumeau ?Fournitures générales de soudage Nos services techniques, riches d'une expérience d'un demi-siècle dans le soudage, sont également à votre disposition.Canadian LIQUID AIR Company — LIMITED ____—- ST-JEAN, SYDNEY, HALIFAX, MONCTON, BATHURST, QUÉBEC, SOREL, MONTRÉAL, CORNWALL, BROCKVILLE, TORONTO, HAMILTON, NIAGARA FALLS, WATERLOO, LONDON, SARNIA, WINDSOR, SUDBURY, PORT ARTHUR, WINNIPEG, REGINA, SASKATOON, EDMONTON, CALGARY, RED DEER, CRANBROOK, VANCOUVER, VICTORIA, KITIMAT.8 — PRINTEMPS 1957 L'INGÉNIEUR SOUS-STATIONS ÉLECTRIQUES DE LA MÉTROPOLE par Robert A.Boyd, Ing.P.Ingénieur surintendant, Section des Stations, Division Métropolitaine de I’eKploitation, Hydro-Québec.Bachelier ès arts, l’auteur entrait à Polytechnique en 1938, où il reçut ses diplômes d'ingénieur dans l’option mécanique et électricité en 1943.Ingénieur en plans et devis à la Dominion Rubber pendant 18 mois, il passait à l'Hydro-Québec en décembre 1944, à la Division des projets techniques.Permuté à la Section des Stations en 1946, il est nommé contrôleur des opérateurs en novembre 1947.En juin 1948, il devient assistant de l’ingénieur surintendant, puis ingénieur surintendant adjoint et enfin ingénieur surintendant de cette section.L’auteur est membre de la Corporation des Ingénieurs Professionnels, président du Comité des programmes de l’A.I E.E., (Section de Montréal), et président d un comité technique de la Canadian Electrical Association.La consommation d'énergie dans la région métropolitaine augmente si rapidement que l'Hy-dro-Québec doit multiplier à une allure sans cesse accélérée ses centrales génératrices, lignes de transport d'énergie, sous-stations et circuits de distribution.Si nous examinons la courbe des pointes annuelles, nous notons que la demande a doublé en sept ans dans la métropole.En 1949 la charge de pointe était de 499,-000 kilowatts, tandis qu'en 1956, elle atteignait 1,008,000 kilowatts.Il est probable quelle atteindra 2,000,000 de kilowatts en 1963.Cette énergie nous arrive de centrales génératrices plus ou moins lointaines au moyen de lignes de transport d'énergie à 300 KV., 120 KV.et 60 KV.C'est le rôle des sous-stations de répartir cette énergie dans les divers secteurs de la métropole et de la transformer à 25 KV., 12 KV.et 4 KV.pour la distribution aux clients.Actuellement 56 sous-stations ayant une puissance totale de transformation de 2,449,000 kilo-voltampères alimentent la métropole et plusieurs nouvelles sous-stations sont actuellement en construction pour répondre à la demande.Quels sont les principaux facteurs étudiés, lorsqu'on projette de construire une sous-station ?DEMANDE PRIMAIRE DU RESEAU DE MONTREAL POINTES ANNUELLES 3,000,000 2,000,000 1,000,000 900,000 900,000* 700,000- 600,000' 500,000 400,000- 300,000 00,000 90,000 80,000 70,000 60,000 50,000 40,000- 30,000- 20,000- 0,000 Fig.1.Courbe des pointes annuelles du réseau métropolitain.L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 9 Ce sont d'abord la continuité et la qualité du service.Là, il faut étudier la qualité des appareils, la flexibilité de leur agencement, la facilité d'entretien, le contrôle de la tension, l'arrangement des appareils de contrôle pour faciliter l'exploitation.Puis, tenant compte de la qualité et de la continuité du service, l'ingénieur doit comparer les coûts des différents genres de construction possible.On discute alors plus en détail le diagramme uniligne.On décide d'abord du nombre des circuits d'alimentation, des circuits de distribution et de leur tension.Puis il sera question des transformateurs et des régulateurs de tension et de leurs nombreuses variantes.Sera-t-il nécessaire d'installer des doubles barres omnibus principales, des barres omnibus auxiliaires et des bobines de réactance ?On étudie ensuite les contrôles, les relais de protection et une foule d'autres considérations, comme la puissance de rupture des interrupteurs, les types de sectionneurs et les parafoudres.Les sous-stations de l'Hydro-Québec sont construites selon les principes les plus modernes.Le diagramme uniligne reproduit ici illustre la plupart des exigences suivantes : Fig.2.Diagramme uniligne typique d’une sous-station.1 — Chaque interrupteur à haute tension peut être ouvert pour l’entretien sans affecter la livraison de l’énergie à la sous-station.2 — Un transformateur peut être mis hors tension sans trop surcharger les autres transformateurs de la sous-station.3 — Une ligne de transport d’énergie peut être mise hors tension sans diminuer la quantité d’énergie livrée à une sous-station.4 — Chaque interrupteur des circuits de distribution peut être remplacé par un interrupteur auxiliaire sans que l’abonné s’en aperçoive.5 — Tous les circuits à 4 KV.servant à la distribution commerciale et domiciliaire sont munis d’un régulateur de tension qui garde la tension constante chez l’abonné.Fig.3.Sous-station dans un quartier domiciliaire de Montréal.kMfllfefef* msmm ¦ BARRES PRINCIPALES BARRES AUXILIAIRES 4 KV 4 KV SERVICE AUXILIAIRE SERVICE AUXILIAIRE TRANSFORMATEUR TRANSFORMATEUR AAÀAA AAA/W vww x/VvV\A -\AAAA VWW no 2 NO I 12 KV.12 KV 60 4 60 KV.60-1 60 3 LIGNE a 60 K V LIGNE P 60 KV 10 —PRINTEMPS 1957 L’INGÉNIEUR S9Lg|4$i8tl Sa&ËS& PpHttftStftli •»l|9| t> \ y » * xS ¦ ¦ ¦ an* 6 — Le système de contrôle et de protection par relais doit fournir une protection parfaite pour l’abonné, le personnel des sous-stations et les appareils.Dans un quartier commercial, nous avons construit une autre sous-station télécommandée d'un type de construction commerciale s'harmonisant avec le voisinage (Fig.4).Ici tous les appareils et leurs appareillages de commande se trouvent à l'intérieur de la bâtisse.Pour éviter les risques d'incendie, aucun appareil n'est dans l'huile.Les transformateurs, les interrupteurs, les régulateurs de tension sont à sec.Ces régulateurs à sec sont de conception récente et ils ont été construits à la demande expresse de l'Hydro-Québec.Ces régulateurs peuvent augmenter ou diminuer la tension de 71/2 pour cent.7 — Les appareils doivent être les meilleurs que puissent justifier les considérations de service et d’économie.Le genre de construction et le type d'équipement varient selon l'importance de la sous-station, le site et les règlements municipaux de zonage et de construction.Dans un quartier domiciliaire, nous construisons une sous-station qui a l'apparence d'une résidence.La sous-station de la Fig.3 a une puissance de transformation de 15,000 KVA et alimente sept feeders à 4 KV.Pour diminuer les risques d'incendie, il n'y a aucun appareil dans l'huile à l'intérieur de la bâtisse qui abrite les Fig.4.Sous-station dans un quartier commercial de Montréal.interrupteurs à air comprimé, la salle de commande, les relais, les compresseurs, les accumulateurs etc., tandis que dans la cour se trouvent les transformateurs et les régulateurs de tension dans l'huile.Cette sous-station est télécommandée d'un centre éloigné pouvant commander une vingtaine de sous-stations du même genre.Fig.5.Sous-station où tous les appareils sans huile ou à sec sont à l’intérieur de la bâtisse.Si nous entrons dans cette sous-station, nous voyons à l'avant-plan un transformateur à sec d'une puissance de 3750 KVA.Il est à noter qu'il est plus volumineux qu'un transformateur dans l'huile de même puissance.Au centre, ce sont les tableaux de commande avec ampèremètres, voltmètres et relais.En ouvrant les portes de ces tableaux, on verrait les interrupteurs à air comprimé des feeders à 4 KV.L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 11 àçsmU Ta i Fig.6.Interrupteurs dans l'huile à 120 KV.et struc-t u r e extérieure d'une grande station de la métropole.Fig.7.Transformateur de puis-sance de 40,000 KVA.Enroule-Y ments à 120 KV.et 60 KV.avec déphaseur et prises de réglage sous tension.Considérons maintenant les stations à grande puissance de transformation.Là encore, il y a deux types de construction : l'un où tous les appareils sont installés à l'extérieur et l'autre où une partie des appareils sont dans une bâtisse.Dans la Fig.6 nous voyons d'abord les interrupteurs à 120 KV., les doubles barres omnibus, les nombreux sectionneurs, les pa-rafoudres d'une de nos plus importantes stations.Ces interrupteurs sont dans l'huile, et répondent aux spécifications suivantes : Ampérage : 1200 amp.Tension : 138,000 volts Puissance de rupture : 3,500,000 KVA.Rapidité de rupture : 6 cycles Dans la boîte de commande de chacun de ces interrupteurs, il y a un système d'air comprimé qui sert à fermer l'interrupteur.Ce système a permis d'améliorer l'efficacité de ces interrupteurs en augmentant la puissance et la rapidité de rupture.Le transformateur de la Fig.7 fait partie d'un groupe de six appartenant à la même station.Il répond aux caractéristiques suivantes : ?» »** « - CT • w BR* jL U» z J yü ** SL Jjfcl , .¦jBgjfcy .IHp 1 12 —PRINTEMPS 1957 L'INGÉNIEUR ?'» s •for : 11 lilt! |]| Il MM» Fig.8.Salle de commande d'une grande station.Fig.9.Interrupteurs à air comprimé à 120 KV.dans une station toute intérieure.Puissance en été : 33,000 K VA.Puissance en hiver : 40,000 KVA.Système de refroidissement par radiateurs et circulation d’air par éventails.Il est muni d'un déphaseur qui permet de régler le transfert de kilowatts et de kilovoltampères, selon que l'exigent les conditions du réseau.Dans les enroulements à 120 KV., des prises de réglage permettent d'augmenter ou de diminuer la tension, pendant que le transformateur est en marche normale.La salle de commande de la Fig.8 est typique de nos grandes stations.Tout y est agencé pour faciliter l'exploitation de la station et assurer le meilleur service à l'abonné.On notera l'excellent arrangement des instruments de commande et de mesure et le système d'éclairage.PRINTEMPS 1957—13 Sri • » , Fig.10.Poste central de télécommande où l’on contrôle 14 sous-stations.Lorsque le site de la station ne permet pas l'installation d'appareils à l'extérieur, il faut construire une bâtisse pour les abriter.Dans la Fig.9, à l'avant-plan à gauche, on voit les câbles à 120 KV.qui alimentent la station, puis ce sont les interrupteurs à air comprimé, dont voici les caractéristiques : a) Charge sur les transformateurs b) Pression clans les réservoirs d’air comprimé c) Fonctionnement des accumulateurs d) Repérage de la fumée par système d’alarme e) Avertissement en cas d’ouverture d’un interrupteur En plus, un autre opérateur est chargé de faire l'inspection et les manoeuvres dans sept ou huit sous-stations dont il a la responsabilité.Ces deux opérateurs travaillent de concert peuvent assurer le bon fonctionnement de ces sous-stations avec un minimum de frais d'exploitation.Afin de contribuer à l'embellissement de la métropole, tous les ans nous soignons le terrassement autour de nos sous-stations, où nous plantons des arbustes et des fleurs.En plus de construire des sous-stations qui assurent un service efficace et continu, nous cherchons à donner à nos propriétés un aspect attrayant.Ampérage : 600 amp.Tension : 138,000 volts Puissance de rupture : 3,500,000 KVA.Rapidité de rupture : 2 à 3 cycles Ces interrupteurs sont très simples de construction et demandent très peu d'entretien.Depuis quelques années, nous avons construit 25 sous-stations de distribution d'une puissance de 15,000 à 25,000 KVA.dont l'alimentation est à 12 KV.et les feeders de distribution à 4 KV.Afin de diminuer les frais d'exploitation, il n'y a pas d'opérateur dans ces sous-stations, qui sont télécommandées d'un poste central.Dans ces centres, un opérateur peut diriger l'exploitation d'une vingtaine de sous-stations.Il y a un panneau de commande pour chacune des sous-stations télécommandées.Au moyen d'une paire de fils de téléphone, l'opérateur du centre peut ouvrir ou fermer les interrupteurs de la sous-station.Plusieurs appareils indicateurs l'assurent de la marche normale de la sous-station, en lui donnant les renseignements suivants : Fig.11.Ecusson fleuri de l’Hydro-Québec, embellissant une station dans un quartier fortement industrialisé.'fSBÊHS.' -£2î5ë , rlKüùt L ; ?: yv;.r- 14 —PRINTEMPS 1957 L'INGÉNIEUR Les échecs, jeu peu connu des Canadiens Le jeu d'échecs est encore chez nous presqu'un nouveau-né, comparativement à l'essor qu'il a pris dans d'autres pays.Il est en effet généralement plutôt rare que l'on entende parler de ce jeu intellectuel par excellence : certes a-t-on bien lu que les aventuriers de L'Egaré II s'y étaient adonnés durant toute leur périlleuse traversée ou encore que le diplomate russe, G.Popov, expulsé d'Ottawa, y fréquentait avec assiduité un club d'échecs.Mais quoi de plus?Combien savent qu'en 1956, fut tenu à Montréal un tournoi ouvert, organisé par la Fédération Canadienne des Echecs, auquel plus d'une nation avait envoyé des représentants ou que, cette année même, Toronto sera le siège du tournoi pour le championnat mondial junior, lequel réunit habituellement des concurrents d'au moins vingt-cinq pays ?Bien peu.C'est un fait que le grand public de notre pays et de notre province en particulier ignore généralement ce jeu, mais on s'étonne de constater que nos hommes de science s'y intéressent si peu.Le contraste est frappant en regard de la remarquable participation LES ECHECS Le jeu de l'homme de science par Claude Gaulin, 8.A., B.Ph.L'auteur est étudiant à la Faculté des Sciences de l’Université Laval de Québec.11 projette de faire sa carrière en physique.M.Gaulin a maintenant délaissé le jeu d’échecs pour se consacrer à la composition de problèmes d'échecs, durant ses loisirs."Even chess, inasmuch as it sharpens the intellect, may exhibit an indirect value for promoting truth".(A.Einstein) d'ingénieurs ou de mathématiciens étrangers à l'avancement du jeu d'échecs sous l'une ou l'autre de ses formes.Pour mieux le voir, brossons un bref tableau de cette activité débordante et de cet enthousiasme que nous n'avons pas encore en commun, en donnant au passage quelques exemples de personnalités scientifiques qui ne sont pas des moindres.Les formes du jeu et leur vogue à l’étranger Notons d'abord que la partie d'échecs, bien que la plus répandue, n'est pas la seule forme du jeu d'échecs : il en est d'autres relativement peu connues ici, mais fort populaires à l'étranger.Tel le problème d'échecs, qui avec ses milliers d'exemplaires, offre des ressources inépuisables et infinies.Telle l'étude qui, moins répandue, passionne cependant de nombreux théoriciens, joueurs ou pro-blémistes.Il y a d'abord la partie d'échecs : c'est le jeu tel qu'on le conçoit en général.Depuis plusieurs années déjà, viennent s'y ajouter un nombre toujours croissant de nouvelles vedettes.Et ceci n'est pas étonnant : en Russie (où deux millions d'écoliers jouent aux é-checs !) et dans plusieurs pays sa- tellites, les échecs constituent partie intégrante et obligatoire de l'enseignement scolaire; d'autre part, en Angleterre et dans plusieurs villes des Etats-Unis, comme à Milwaukee, "la Mecque des échecs", on s'en sert comme instrument de formation, dans le même but que l'on utilise chez nous les langues mortes.Bien que l'objectif premier ne soit pas de produire des joueurs d'échecs, cela ne peut que favoriser la découverte de joueurs prodiges, souvent fort précoces, tel ce jeune américain de Brooklyn, Bobby Fisher, âgé de treize ans, devant qui déjà des joueurs des mieux classés et des plus expérimentés mettent chapeau bas.Cependant, il existe présentement un décalage assez prononcé entre les joueurs russes et ceux des autres pays.Le champion du monde et près de 75 p.cent des meilleurs joueurs à l'heure actuelle sont des Russes.De même, quatre des cinq femmes les mieux classées au monde viennent de Russie, tout comme le champion junior mondial actuel, qui remporte déjà, malgré ses dix-huit ans, des victoires sur les plus forts joueurs de l'heure.Ajoutons que le gouvernement russe (dont les dirigeants et les diplomates sont pratiquement tous des joueurs) dépense L’INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957— 15 des milliers de dollars par année pour le développement des échecs et offre des privilèges à ses maîtres.Malgré ce déséquilibre, les autres pays possèdent de très forts joueurs, mais en nombre restreint.Mentionnons en passant quelques hommes de science, parmi les plus forts joueurs.Le champion mondial, le Dr Mikhail Botwinnik, est un ingénieur électricien renommé.Le champion yougoslave, Andriji Fuderer, est ingénieur chimiste, tout comme un ex-champion du même pays, le Dr M.Vid-mar.Notons aussi le champion anglais, C.H.O'D.Alexander, à qui on ne permit pas, pour raisons de sécurité, de participer à un tournoi international tenu à Moscou, à cause de l'importance des secrets atomiques majeurs qu'il possédait.Mentionnons enfin le Dr M.Euwe, champion hollandais, ex-champion mondial, P.Keres, éminent joueur russe; et deux exchampions mondiaux décédés : A.Anderssen et le Dr E.Lasker, tous des professeurs de mathématiques.Notre champion canadien, F.Anderson, de Toronto, est lui-même étudiant en actuariat.Outre la partie d'échecs, il y a aussi le problème d'échecs qui, depuis environ un siècle, jouit d'une popularité sans cesse grandissante en Europe et aux Etats-Unis.Remarquons que le problème diffère tout à fait de la partie d'échecs; il ne s'agit plus d'un duel entre deux humains aux capacités limitées et dont le rendement est fonction d'une multitude de facteurs, mais d'une production de l'esprit obéissant à des règles bien définies, où se retrouve une rigueur quasi-mathématique et où entrent en jeu des facteurs esthétiques.Le problème devient souvent une véritable expression du génie humain, une oeuvre qui étonne (il existe des problèmes où le mat se donne en quelques centaines de coups!), une nouvelle source de jouissances spirituelles inconnues du simple joueur et analogues à celles qu'éprouvent des musiciens ou des artistes devant une belle oeuvre.Et ce, à cause d'une logique, d'une rigueur et d'une beauté inhérentes, en plus des possibilités existant en nombre pratiquement infini.Le grand mathématicien G.H.Hardy a écrit: "Chess problems are the high-tunes of mathematics" ( cf.A Mathematician's Apology).Et d'ailleurs, on appelle le problème "la poésie des échecs".Les compositeurs de problèmes sont en assez grand nombre et comprennent une forte proportion d'hommes de science.Les pays dominants sont entre autres la Yougoslavie, l'Angleterre, la Hongrie, l'Argentine, les Etats-Unis, l'Italie, la France, l'Allemagne, la Roumanie.A noter que la Russie n'a pas prédominance cette fois.Citons quelques noms.L'une des sommités actuelles est un ingénieur yougoslave, N.Petrovic.T.R.Dawson, un très grand problé-miste anglais décédé, était une autorité en recherches sur le caoutchouc.Ajoutons A.F.Ianovcic, P.Vatarescu et le Dr O.Costachel, trois hommes de science roumains, les ingénieurs F.Mendès de Mo-raes (Brésilien), I.Mikan (Tchèque), F.Hladik (Tchèque), G.Au-thier (Français), Chs Pelle (Français), P.Farago, M.Sim (l'un de nos rares bons problémistes canadiens).Le président des Ecrivains scientifiques de France, M.F.Le-Lionnais est lui-même problémis-te.Notons enfin un solutionniste enthousiaste, ex-président de la British Chess Federation, le Prof.Sir Robert Robinson, gagnant du prix Nobel de chimie en 1947.Pour donner une petite idée de ce qu'est le problème d'échecs à ceux qui ne le connaissent pas, voici un exemple facile.Il s'agit d'une composition de l'auteur de ces lignes, problémiste à ses heures de loisir, qui est parue dans la revue L'Echiquier de France, juillet-août 1956 (voir diagramme).Dans la notation que nous emploierons, la première lettre (majuscule) désigne la pièce qui effectue le coup et ce qui suit, les cases de départ et d'arrivée de cette pièce, lors de ce coup.Le signe X indique une prise sur la case en question.La position du diagramme se résout par: un - T(d3-b3), menaçant de faire mat au coup suivant par 2- D(d7-d3).Les Noirs essaient donc d'empêcher ce mat, mais contre chacune de leurs réponses les Blancs trouvent un autre coup donnant le mat, coup qui doit être unique pour que le problème ait quelque valeur.Ainsi on a les variantes : un.C(é6-d4), 2- C(é8-d6) mat; un.C(é6-f4),2-Cé8-f6) mat; un., C(é6 x c5), 2-T(b3 x b4) mat; un.T(f2 - d2), 2- T(b3 - é3) mat; un.T(f2 - f3), 2- D(d7 x c6) mat; un.C(h3 - f4), 2- C(dl x f2) mat.Ce n'est là cependant qu'un simple exemple dans ce vaste et merveilleux domaine.Car non seulement existe-t-il de tels problèmes dits orthodoxes, où il s'agit de donner le mat en "n" coups, mais aussi des problèmes appelés féeriques, tels les mats dits inverses (où les Blancs obligent les Noirs à les mettre mat en "n" coups), les mats aidés (où les Noirs aident les Blancs à les mettre mat), les mats réflexes, etc.A cela s'ajoutent des problèmes où interviennent toutes sortes d'innovations; mentionnons les suivan- abcdefg h Les blancs jouent et font mat en deux coups.6_ PRINTEMPS 1957 L'INGÉNIEUR tes dues à des hommes de science : les échecs sur plan infini (N.Petrovic et Lav Rajcic), les échecs dans l'espace (Dr E.G.Kogbet-liant), les échecs fantasmagoriques (T.R.Dawson), les échecs cylindriques, atomiques, billard, brunnériens, etc.Disons quelques mots sur certaines d'entre elles qui intéresseront sûrement le lecteur.Dans les échecs cylindriques, on suppose que les colonnes verticales extrêmes de l'échiquier sont reliées de façon à former un cylindre.Cela augmente de beaucoup les possibilités de coups : ainsi dans le diagramme du problème déjà cité, le fou gl (le fou a une marche suivant les diagonales de même couleur que la case où il se trouve) peut prendre le pion b4 via les cases h2 et a3; de même, le fou cl peut aller sur d8, via b2, a3, h4, etc.On peut aussi supposer le cylindre formé par les deux rangées horizontales extrêmes : les Allemands composent même des problèmes sur échiquier cylindrique dans les deux sens à la fois.Dans les échecs sur plan infini, on suppose un échiquier illimité dont les rangées horizontales et verticales et les diagonales vers la gauche ou la droite concourent en des points à l'infini (points de rencontre de parallèles à l'infini).Il y aurait donc huit points à l'infini, si l'on tient compte des deux sens possibles (vers le bas, vers le haut, à gauche, à droite) : mais comme, par hypothèse, on suppose fermée la droite support de deux points à l'infini (que nous appelons +oo et —oo, puisque cet échiquier sur plan infini nécessite un système de quatre axes pour la notation), on ne garde que quatre de ces points à l'infini.Comme exemple des conséquences de cette innovation, référons au même diagramme annexe; la tour d3 (la tour a une marche rectiligne horizontale ou verticale) peut jouer sur un point à l'infini vers la gauche (pour le faire, on met la pièce à gauche, hors de l'échiquier) : de là, elle pourra à volonté revenir sur toute rangée horizontale et ce par la gauche ou la droite, puisque les deux points à l'infini qui s'y trouvent sont sur une courbe fermée.Nous ferons abstraction des autres règles.Outre la partie et le problème d'échecs, il y a aussi l'étude, laquelle forme une bonne partie de la base théorique des grands maîtres.Elle exige un esprit d'analyse très profond et intéresse surtout les théoriciens du jeu, les grands joueurs et plusieurs problémistes.Nous n'insistons pas : à signaler seulement que la proportion d'hommes de science y est forte, car un esprit scientifique y est à l'aise plus que tout autre.Un autre aspect du jeu Terminons par non pas tant une forme du jeu qu'un aspect particulier sous lequel de très nombreux mathématiciens l'ont considéré, de même que beaucoup d'ingénieurs.Il y a d'abord le côté possibilités et certains problèmes amusants, ainsi celui de trouver le nombre de façons possibles de faire le tour de l'échiquier avec un cavalier, sans pas- ser plus d'une fois sur chacune des cases; on a réussi à trouver que ce nombre est compris entre 31,054,144 et le nombre des combinaisons de 168 objets pris 63 à la fois (cf Bull, de la Soc.Math, de France, 1881, vol IX).Citons Euler, Bernouilli, Poincaré, Vandermonde, Wamsdorff, Roget, Newmann et Kasner qui ont consacré beaucoup de temps à ce genre de calculs.D'autre part, les échecs offrent un autre grand intérêt puisqu'une machine pouvant jouer aux échecs est le type idéal de machine pour expérimentation dans le développement de cerveaux électroniques (cf."A chess playing machine", par C.E.Shannon, Scientific American, 1950) ; 1T.B.M.en a déjà construit plusieurs dont l'une en montre à Montréal en novembre 1955, était en même temps une machine à tout faire ; elle y donna même une "conférence de presse" le 8 novembre ! Conclusion Ce tableau de la vogue actuelle à l'étranger des formes du jeu d'échecs nous montre bien que la part des hommes de science y est grande.Cependant il semble malheureux que cet enthousiasme soit presque confiné à l'étranger.Il est à espérer que l'intérêt pour le jeu d'échecs ne cesse de s'accroître, dans l'avenir, chez nos ingénieurs en particulier, car même si, comme le dit un proverbe hindou; "le jeu d'échecs est un lac dans lequel un moucheron peut se plonger, un éléphant s'y noyer", nos Canadiens sont capables de tout quand ils le veulent.L’INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 17 PROGRÈS LES PLUS RÉCENTS DANS L'INDUSTRIE DES PÂTES ET PAPIERS par Frank-L.Mitchell, O.B.E., M.E.I.C., gérant-général, Association Canadienne des Pâtes et Papiers, Montréal L’auteur est né en Jamaïque et fit ses études à l’université McGill de Montréal, où il obtint son diplôme en génie chimique en 1921.Il passa 11 ans au service de la compagnie Abitibi Power & Paper et deux ans au service de Provincial Paper.Il passa ensuite au service de Canadian International Paper à titre de gérant-adjoint de la division du papier-journal.Il fut plus tard gérant-général de Woods Manufacturing Co.et gérant des opérations de Alliance Paper Mills.Pendant la dernière guerre il fut coordonnateur adjoint de l’Administration des Pâtes et Papiers de la Commission des Prix et du Commerce en temps de Guerre.En janvier 1947, M.Mitchell fut nommé au poste qu’il occupe maintenant.Le papier, qui est à l'origine du progrès social, intellectuel et économique de l'humanité, a lui-même été l'objet de progrès techniques récents en ce qui concerne sa fabrication et celle de ses produits connexes, les pâtes de bois.Cependant, avant de faire une revue des avances réalisées dernièrement dans ce domaine, et du rôle qu'y jouent les ingénieurs, il convient d'examiner l'envergure actuelle de cette industrie si typiquement canadienne.L'industrie des pâtes et papiers continue de dominer notre scène économique.Le papier nous enveloppe, pour ainsi dire.Il retient l'économiste à chaque pas dans les replis de ses ramifications innombrables.Si la valeur brute de la production canadienne a doublé depuis la fin de la guerre, c'est grâce à l'apport précieux de l'industrie des pâtes et papiers, dont la production a triplé en dix ans.En effet, la valeur des 10 millions de tonnes de pâtes et papiers que le Canada produit annuellement dépasse la valeur réunie de toutes les récoltes canadiennes de blé et d'autres grains et la valeur to- tale de toute la production minérale du pays, y compris pétrole, métaux de base, métaux précieux, charbon, amiante et minerai de fer.Catégories principales Cette industrie est vraiment notre gagne-pain national.Il suffit, pour s'en rendre compte, de jeter un coup d'oeil sur la liste impressionnante et presque interminable de ses produits et sous-produits.D'abord, quatre catégories principales de produits : la pâte utilisée par les usines qui la transforment en d'autres produits, les papiers, les cartons, et les sous-produits.Puis, on constate que le papier est une foule de choses : journaux, livres et revues, billets de banque et papiers peints; que le carton va des récipients aux cartons-planches et aux cartons-toiture; que les pâtes se retrouvent sous la forme de rayonne, pellicules photographiques, cellophane, plastiques, explosifs, éponges et cuirs synthétiques; enfin, que l'industrie réussit encore à tirer autre chose du bois canadien qui lui fournit ses pâtes et papiers : alcool, levure, vanilline, additifs de ciment, stabilisateurs de sol, agglomérants de routes, térébenthine, résines liquides et produits chimiques pour tanner le cuir.Cette industrie née de la forêt canadienne engendre, directement ou indirectement, environ 15 pour cent du revenu de tous les Canadiens.La récolte du seul bois à pâte, son transport à l'usine, sa transformation finale et son expédition rapportent à la nation quelque quatre millions de dollars par jour.On compte 70,000 employés permanents dans ses boisés et ses usines, ainsi que 270,000 employés saisonniers.L'industrie paie en salaires plus de $400 millions par année pour le travail d'extraction et de transformation, et $200 millions annuellement en impôts aux gouvernements fédéral, provinciaux et municipaux.Sur dix wagons de marchandises en circulation au pays, au moins un transporte les produits de l'industrie papetière qui utilise le quart de l'énergie électrique produite par les centrales hydroélectriques au pays, dont elle a aménagé elle-même un bon nombre.Les papeteries sont aussi les plus importants acheteurs de matériaux et de services au pays.18 —PRINTEMPS 1957 L’INGÉNIEUR La seule consommation annuelle de papier et de carton au Canada constitue un commerce de $300 millions; or, on sait que plus de 90 pour cent de la production canadienne de pâtes et de papier-journal est vendue sur les marchés étrangers.Parmi les exportations canadiennes, ce sont les pâtes et papiers qui détiennent la première place.Leur valeur, qui représente le quart de nos exportations, dépasse celle de tous les produits agricoles et végétaux que le Canada expédie à l'étranger.En 1955, la valeur brute de la production de l'industrie canadienne des pâtes et papiers s'est élevée à $1,300,000,000.Cette industrie hautement technique, dont les opérations exigent une immobilisation de quelque $35,000 pour chaque ouvrier d'usine, consacre 61 pour cent de sa production à la fabrication du papier-journal, 23 pour cent à celle des pâtes, et 16 pour cent à celles des cartons, des papiers d'impression et d'emballage, des papiers et cartons de construction, et des sous-produits.Si elle consacre une proportion si élevée de sa production à la fabrication du papier-journal, c'est que ce produit si authentiquement canadien est l'un de ceux qui sont le plus en demande dans le monde entier.En effet, aux Etats-Unis, les qua-tre-cinquièmes des journaux sont imprimés sur du papier canadien, et la moitié du papier-journal du monde entier est acheté dans notre pays.130 usines La production ininterrompue de 130 usines, réparties dans toutes les régions du pays, est nécessaire pour approvisionner ce marché gigantesque.Et comme ce marché ne cesse de s'accroître à mesure qu'augmentent la population des pays, le nombre des lecteurs de journaux et revues et le nombre d'usages auxquels se prêtent les pâtes, ces usines ont dû avoir recours à nombre d'améliorations techniques peur accroître leur production, soit en perfectionnant les machines, soit en améliorant les méthodes de production et le rendement en général.Ce problème, celui de l'augmentation de la production, est d'ailleurs le problème de l'heure dans l'industrie, qui y a ajouté le facteur qualité, et non pas parce qu'il y a danger de détérioration sous ce rapport, mais parce que l'industrie vise à augmenter, plutôt qu'à maintenir, la qualité de ses produits.Les développements spectaculaires de nos ressources naturelles en ces derniers temps sont naturellement ceux qui nous viennent les premiers à l'esprit.Cependant, il s'est aussi accompli au cours des dernières années, dans l'industrie des pâtes et papiers, des progrès techniques immenses qui ont eu une influence considérable sur la production.Le développement qui s'est produit dans l'industrie a été méthodique et graduel.On a installé peu de nouvelles machines à pâtes et papiers, en raison de leur prix élevé.Par conséquent, les avances réalisées ont surtout été caractérisées par la modernisation et l'accélération des machines à grande vitesse déjà existantes.Ce faisant, on a pu améliorer graduellement leur rendement et porter le volume de la production au chiffre record d'aujourd'hui.Sous ce rapport, il convient de noter (a) les perfectionnements apportés aux commandes électriques, (b) l'augmentation du nombre des cylindres dans les séche-ries, (c) le contrôle de l'uniformité de la pâte à son passage de la caisse d'arrivée à la toile métallique, (d) le remplacement des épurateurs plats par des épurateurs centrifuges, et (e) le transport par succion du papier en voie de fabrication.Commandes électriques Quand on fait une étude du perfectionnement des commandes électriques des machines à papier, on constate à quel point les ingénieurs se sont efforcés de façon continuelle d'en améliorer le rendement.Ainsi, en améliorant les régulateurs de vitesse sur les anciennes commandes et en installant de nouvelles commandes, Usine de pâtes en construction à Hinton, Alberta.rts ^ ' : < '** * if* -n»i 1 ¦kw y mm * y * Z- L’INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957— 19 Un ingénieur forestier établit le tracé d'un chemin de halage.on a réussi à accélérer les machines.Fondamentalement, les commandes comprennent la commande à ligne d'arbres, avec soit la poulie conique, soit le différentiel mécanique pour le réglage du tirage, et les deux modèles de commandes sectionnelles, pourvues soit d'une génératrice ordinaire ou de génératrices individuelles pour chaque section.On se sert de régulateurs de différents modèles pour contrôler la vitesse du moteur par le moteur ou la génératrice et pour contrôler les sections.On a prétendu qu'il serait impossible de fabriquer du papier si ce n'était de son potentiel d'extension et qu'on peut allouer une traction totale de 5 p.100 entre le feutre et le dévidoir.Le moment critique survient lorsque la feuille passe par les divers séchoirs, car à mesure qu'elle s'assèche, elle devient plus raide, et la traction doit alors être plus précise.Il est important que la traction entre les sections ne change pas lorsqu'on augmente ou qu'on diminue la vitesse de la machine à papier.Les perfectionnements apportés aux régulateurs permettent d'éviter certains délais qui se produisaient au cours de cette phase de la production.Problèmes du séchage Parmi les facteurs qui ont contribué à augmenter la vitesse des machines, il y a en second lieu celui de l'augmentation de la capacité des sécheries.Le problème du séchage est complexe.Il dépend peut-être de plus de facteurs que toute autre opération relative à la fabrication du papier, y compris la vitesse de la machine à papier, la dimension de la sécherie, la durée du contact avec la feuille, etc.Il y a presque autant de façons d'aborder le problème du séchage qu'il y a d'experts dans ce domaine, et de plus, pendant que les machines à papier sont en marche, il peut se présenter une foule d'anomalies déroutantes qui n'ont absolument aucun rapport entre elles.Ainsi, une feuille se détachera du cylindre à plusieurs reprises; un cylindre donnera des signes de condensation trop élevée, alors que le cylindre adjacent donnera des signes du contraire; enfin, il s'accumulera sur un autre cylindre une couche de résine et d'éclats de bois.Il n'est donc pas étonnant qu'il ait été impossible, dans ce domaine, de réaliser des progrès révolutionnaires.Le séchage requiert une patience à toute épreuve, mais il fallait cependant, avant de pouvoir accélérer les machines, trouver une solution au problème créé par la vélocité des feuilles au point de contact avec la chaleur.La durée du contact du cylindre sécheur dans une machine à papier fonctionnant à 1,500 pieds par minute étant d'un peu plus de V3 de seconde, il était à craindre que la distribution de la chaleur dans le papier ne fût pas assez uniforme quand on augmenterait la vitesse de la machine.Les ingénieurs de l'industrie apportèrent une solution à ce problème en accroissant le nombre de cylindres, augmentant ainsi la capacité des sécheries et permettant d'accélérer les machines.Il est intéressant de passer en revue les principales phases du développement de la machine à papier Fourdrinier, et surtout celui de la machine à papier-journal, qui est celle qui a le plus profité de l'initiative de l'ingénieur.Historique de la machine à papier Vers 1900, c'est en Angleterre qu'on trouvait la plus grande machine à papier en existence ; elle mesurait 120 pouces de largeur et sa vitesse était d'environ' 200 pieds à la minute.Un peu plus tard, on installa aux Etats-Unis deux machines de 155 pouces de largeur fonctionnant à une vitesse de 420/475 pieds par minute.En 1909, on installa au Canada le premier cylindre coucheur aspirant et cette innovation fut des 20—PRINTEMPS 1957 L'INGÉNIEUR mieux réussies.Encore au Canada, en 1912, puis en 1919, on installa la première machine à 2V2 et à 3 bobines respectivement.Vers 1923, la pompe rotative à vide permit l'usage de cylindres coucheurs aspirants sur des machines plus larges et fonctionnant à une plus grande vitesse.Des méthodes d'alimentation automatique à air comprimé furent développées et appliquées au cylindre coucheur, aux presses, aux calandres et ailleurs, et ces innovations contribuèrent à accélérer les machines.Vinrent ensuite le cylindre de presse à vide, la règle de projection et les règles de pression, et les machines commencèrent en 1948 à atteindre une vitesse de 1,600 pieds par minute.Aujourd'hui, les machines à papier fonctionnent à des vitesses qui atteignent jusqu'à 2,000 pieds par minute, et on prévoit pour l'avenir des vitesses de 2,500 pieds par minute.Enfin, il existe présentement une machine de 340 pouces aux usines de la Great Lakes Paper Co.et une nouvelle machine à carton aux usines de la Canadian International Paper Co.à La Tuque, les deux plus grandes machines du genre dans le monde entier.Un troisième facteur dont l'accélération des machines dépend dans une mesure appréciable est la quantité de pâte qui peut passer de façon uniforme de la caisse d'arrivée à la toile métallique.Les ingénieurs ont réalisé des progrès dans ce domaine au moyen d'une caisse d'arrivée d'un nouveau modèle, pourvue d'un dispositif à air comprimé.Grâce à cette innovation intéressante au point de vue du mouvement des liquides, on peut disperser la floculation déjà formée en accélérant le passage de la pâte liquide à travers les orifices et réduire ensuite de façon considérable le degré d'agitation en faisant passer la pâte liquide à travers un ensemble alvéolaire de petits tuyaux.Dans les machines comportant cette innovation, l'air comprimé facilite la tâche du répartiteur de pâte en déterminant directement l'uniformité de la vélocité du passage de la pâte, de la caisse d'arrivée à la toile métallique.Cette uniformité une fois assurée, on peut ensuite accélérer la machine sans crainte de délais à la toile métallique.Le passage de la pâte de la toile métallique mobile au ruban de feutre et aux presses, puis aux cylindres sécheurs, nous amène au quatrième facteur dont dépend l'accélération de la production.Du cylindre aspirant de la toile à la première presse, la feuille est sans support, étant juste assez forte pour se soutenir d'elle-mê-me.Cette section est la source principale d'interruptions dans la partie humide, et l'accélération des machines multiplie ces interruptions.Là encore on a innové, en employant un nouveau dispositif de succion pour effectuer le passage de la feuille du cylindre aspirant de la toile à la section des presses.L'opération qui consiste à tamiser la pâte pour la débarrasser de ses impuretés, avant de la faire passer dans la caisse d'arrivée, puis sur la toile métallique mobile, est l'une de celles qui sont faites avec le plus de soins et qu'on a toujours cherché à améliorer.Les fibres de bois, quand elles sont mouillées, se collent l'une à l'autre par l'évaporation de l'eau : c'est là le phénomène fondamental de la fabrication du papier.Si, toutefois, il s'y présente quelque impureté ou quelque résidu de résine, la pâte reste dans un état colloïdal imparfait, ce qui a parfois pour résultat de produire des déchirures dans la feuille en voie de fabrication.Le remplacement récent des épurateurs plats par des épurateurs centrifuges a permis d'éliminer une foule de délais dans cette phase de la production; les centrifuges permettent d'obtenir une pâte plus pure, en séparant les matières non-fibreuses du reste de la pâte et en les rejetant.Cylindres-sécheurs dans une machine à papier-journal.IHfSPf f .L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 21 Utilisation des bois durs Parmi les améliorations qui ont contribué au progrès d'ensemble de l'industrie, il convient de noter l'introduction de la réduction semi-chimique du bois en pâte, laquelle en plus de donner un rendement plus élevé, permet une plus grande utilisation des bois durs.Ceux-ci, comme le tremble et le bouleau, qui croissent en abondance dans nos forêts, ne trouvaient que peu de débouchés et, en les utilisant, l'industrie des pâtes et papiers a réalisé d'importants progrès au quadruple point de vue économique, rendement de la forêt, diversification de la production et efficience.L'utilisation des bois durs présente de nombreux avantages.En premier lieu, une certaine proportion des frais de la récolte du bois (chemins, camps, etc.) étant fixes, plus une compagnie de pâtes et papiers tire de bois d'un parterre forestier, plus le coût du bois est abaissé.En récoltant les bois durs, les compagnies augmentent naturellement le volume effectif de bois produit par un secteur don- né.En second lieu, plus on peut tirer de cordes de bois par arpent, moins il faut d'arpents pour alimenter l'usine.Le territoire à exploiter devient plus petit, plus compact, moins difficile à administrer, requiert moins de zones, d'exploration, de chemins, et par conséquent devient moins coûteux.En troisième lieu, l'abattage des bois durs accroît le rendement de nos forêts, et permet l'établissement d'un plus grand nombre d'industries dans un territoire donné.Enfin, l'utilisation des bois durs assure aux fermiers qui vendent du bois aux compagnies de pâtes et papiers un revenu qui n'existait pas lorsque la récolte était limitée aux bois tendres.Pour revenir à la réduction semi-chimique du bois en pâte, mais dans le domaine expérimental, l'industrie, de concert avec l'Institut de recherche des pâtes et papiers, travaille à l'amélioration d'une phase importante de la production qui pourrait permettre éventuellement de réaliser de fortes économies d'énergie électrique et de frais d'outillage.Il s'agit, dans la production de la Partie inférieure d'un digesteur à pâte chimique.pâte mécanique, de remplacer le défibrage, qui se fait au moyen de meules de 5,000 h.p., par le déchiquetage du bois en copeaux et le raffinage de ceux-ci pour en arriver à la séparation des fibres.Après un traitement chimique limité, les fibres individuelles qui forment un copeau de bois restent généralement liées l'une à l'autre, mais moins fortement que dans un copeau qui n'a pas été soumis à l'action chimique.Cette attraction moléculaire des fibres, ainsi que l'énergie nécessaire pour effectuer leur séparation au moyen de raffinage, font en ce moment l'objet d'études et d'expériences dans l'industrie.Il serait peut-être bon d'ajouter que jusqu'ici, deux méthodes seulement ont été développées pour séparer les fibres de bois : la séparation mécanique, et l'extraction chimique de cette substance adhésive qu'est la lignine.Jusqu'à ces derniers temps, on croyait que pour obtenir une pâte écrue suffisamment défibrée, il était nécessaire d'extraire autant de lignine que possible sans extraire la cellulose.Le développement de la réduction semi-chimique a maintenant changé ce point de vue de façon radicale.Récupération En général, la machine à papier d'aujourd'hui devance les méthodes de réduction du bois en pâte.Il est toutefois certain que les ingénieurs combleront bientôt les lacunes qui existent dans ce domaine.La plupart des matières premières qui entrent dans la fabrication du papier contiennent de 40 à 50 pour cent de cellulose, le reste étant composé de lignine, matières grasses, résine, pectine, etc., qu'on peut extraire en les soumettant à l'action chimique.La réduction au bisulfite ne pouvait toutefois être jugée suffisamment économique tant qu'il se produirait une perte considérable 22— PRINTEMPS 1957 L’INGÉNIEUR mÈÊÊÊmÊk MMÊMM Batterie de broyeurs utilisés dans la fabrication de pâte mécanique.Hr-y- f-r*i ; SW 5àW ; ¦ ¦¦ : de substance de bois (c'est-à-dire de lignine) dans la lessive résiduaire.Certaines nouvelles méthodes de récupération ont placé l'emploi du procédé alcalin sur une base économique solide, et une autre amélioration s'annonce avec l'avènement des procédés de réduction en continu, bien que ceux-ci exigeront beaucoup d'ingéniosité dans la conception d'outillage approprié, l'application de méthodes propres à produire des pâtes au sulfate à rendement élevé, et la réduction semi-chimique.Enfin, parmi les améliorations accomplies et les recherches qui se poursuivent dans tous les secteurs de l'industrie, il y a encore les expériences sur l'épuration des déchets et l'assainissement des cours d'eau; le programme de réduction du bruit, surtout en ce qui concerne les dispositifs à succion; l'automatisation avec tous ses avantages; la préparation de la pâte et le contrôle électronique des innombrables mécanismes qui servent à la production.Le rôle présent et futur de l'ingénieur dans l'industrie Plusieurs centaines de professionnels possédant une formation technique travaillent dans l'industrie.La fabrication du papier, à l'origine un métier, est maintenant une opération industrielle tout à fait moderne de plus en plus tributaire des connaissances techniques de son personnel et des découvertes des savants.On compte dans l'industrie des ingénieurs civils, des ingénieurs chimistes, des ingénieurs mécaniciens, des ingénieurs électriciens et des ingénieurs forestiers.Si l'industrie des pâtes et papiers est une industrie vivante, c'est grâce au travail de ces professionnels.Il y a surtout trois domaines dans l'industrie où leurs connaissances techniques trouvent parti- culièrement une application.Le premier est dans l'administration des boisés et des usines.En raison de la complexité de plus en plus grande des opérations, l'industrie emploie un nombre grandissant de diplômés d'universités.Le second domaine où les connaissances techniques sont essentielles est la mise à l'essai des matières premières et des produits finis en vue de l'amélioration continuelle de l'efficience et de la qualité de la production.Ce travail se fait dans les propres laboratoires des usines.Le troisième domaine est celui de la recherche; avec le concours de nos ingénieurs, on s'y efforce d'étendre les connaissances scientifiques; de développer de nouvelles techniques de production, de nouvelles machines et de nouveaux produits; enfin, d'appliquer ces nouvelles connaissances au fonctionnement des usines.Plusieurs compagnies de pâtes et papiers, on l'a vu, ont leurs propres laboratoires de recherches, et l'industrie confie en plus une grande partie de ce travail à l'Ins- titut canadien de recherche des pâtes et papiers où des diplômés de McGill et de Polytechnique obtiennent leur maîtrise ou leur doctorat d'ingénieurs chimistes.Il existe en plus au sein de l'industrie la Section technique de l'Association canadienne des pâtes et papiers, dont le président actuel est le Dr Raimbault de Mon-tigny, directeur technique de la E.B.Eddy Co.et le premier Canadien français à occuper ce poste, et une Section forestière.Formée en 1915 et composée de personnes employées dans les usines de pâtes et papiers et industries connexes du monde entier, la Section technique a pour but de promouvoir un usage efficace des ressources naturelles, de favoriser l'application des sciences dans l'industrie, de faciliter les échanges d'idées et de procédés, de fournir les informations techniques et pratiques à l'égard de la fabrication des pâtes et papiers et d'encourager la recherche.Quant à la Section forestière, elle s'occupe aussi de recherche mais surtout dans le domaine de la forêt, des machines qu'on y emploie, de la sylviculture, etc.L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 23 Deux machines à papier-journal avec leurs sécheries respectives à l’arrière-plan.ISlfei f i 1,000 ingénieurs chimistes Il y a en ce moment près de 1,000 ingénieurs chimistes dans l'industrie; la majorité de ceux-ci sont employés pour diriger la réduction chimique du bois en pâte.Pour la fabrication du papier, l'usage de machines énormes et complexes exige un personnel nombreux dont les fonctions sont de voir au fonctionnement et à l'entretien de cet outillage coûteux; or la fabrication du papier étant à la fois un art et une science, les usines ont besoin de chimistes et d'ingénieurs mécaniciens en plus grand nombre que jamais.Dans la forêt, la fonction de ceux qui dirigent le travail — et plusieurs d'entre eux possèdent une formation universitaire — est d'assurer que le bois soit récolté et transporté aux usines, de manière efficace et intelligente, ainsi que de protéger les boisés et de les aménager de façon qu'ils produisent à perpétuité.Ingénieurs civils et ingénieurs mécaniciens Pour établir et maintenir son système de transport, qui est très étendu, l'industrie utilise les services de constructeurs de barrages, de chemins, de ponts, etc.Les ingénieurs civils et forestiers qui dirigent ce travail doivent préparer, longtemps d'avance, les lacs et les rivières pour le flottage des billes; ils doivent tracer et construire les routes et chemins de fer nécessaires; enfin, ils doivent faire l'inventaire des ressources de la forêt et en préparer la récolte sur une base à la fois scientifique et économique.Les ingénieurs mécaniciens, qui jouent un rôle important dans les usines de l'industrie et ailleurs, sont appelés à servir de façon de plus en plus appréciable dans un domaine qui accuse actuellement un retard sur les autres secteurs de l'industrie.Il s'agit de l'exploitation forestière, où les méthodes de coupe pourraient être améliorées, bien qu'aujourd'hui la scie mécanique ait remplacé la hache et la scie à main dans la proportion de 75 pour cent.Cependant, en forêt, bien que le transport soit maintenant motorisé dans une très large mesure, il n'y a encore rien qui ressemble à une chaîne de production.Il y a donc là place à de vastes progrès.La scie mécanique ne fait que signaler les immenses possibilités latentes d'amélioration technique dans l'exploitation forestière.Il convient ici de mentionner une innovation assez récente dans ce domaine, ne fut-ce que pour souligner l'importance d'un apport technique plus intensif et plus complet dans le domaine de l'exploitation forestière.Il s'agit du Logger Mark IV, qui est un transporteur, à double articulation, aussi souple qu'une araignée, et qui peut avancer ou reculer sur pratiquement n'importe quel genre de terrain tout en gardant ses quatre roues sur le sol.Ce nouveau véhicule, réalisé avec l'aide de la Section forestière de l'Association canadienne des pâtes et papiers, est surtout utile aux industries qui travaillent au développement ou à l'exploitation des ressources naturelles dans des régions dépourvues de routes.Il est facile de concevoir à quel point ce véhicule peut être utile pour l'exploitation forestière et ce n'est qu'un exemple entre mille de la façon dont les services des ingénieurs mécaniciens peuvent être précieux à l'industrie.En concluant, il convient de dire qu'il y a place pour beaucoup plus d'ingénieurs de toutes sortes dans l'industrie des pâtes et papiers.On sait que les ingénieurs y sont les bienvenus, qu'on les iecherche, qu'on a grand besoin d'eux.On rapporte que le nombre des ingénieurs canadiens-français qui se dirigent de ce côté-là s'accroît.Nul doute qu'ils y trouvent avantage à de nombreux points de vue, sans compter qu'ils contribuent à l'essor de cette industrie — notre industrie nationale.24—PRINTEMPS 1957 L’INGÉNIEUR LES MILLE ET UN USAGES DE L'ALUMINIUM par Claude-P.Beaubien, Ing.P.Directeur des Ventes, District de Montréal, Aluminum Company of Canada Limited Diplômé du Massachussetts Institute of Technology en 1934, l’auteur entre l’année suivante au service de la compagnie Aluminum.Quelques années plus tard, il occupe le poste de directeur du personnel aux usines de la compagnie à Shawinigan Falls, puis à Arvida.En 1946 il est nommé gérant du bureau des ventes de l’Aluminum à Québec et, quelques années plus tard, il permute à Montréal comme directeur des ventes du district.M.Beaubien est premier vice-président du Montreal Board of Trade.L'aluminium, dit-on, c'est "le métal de l'avenir".Mais c'est aussi le métal du présent, car on le rencontre à chaque pas — sous la forme d'ustensiles comme sous la forme d'un pont.L'aluminium fut lancé il y a environ un siècle; métal rare, sans commune mesure avec ceux qu'on connaissait déjà.Il coûtait si cher qu'on le réservait à l'orfèvrerie.Il reçut son nom d'un homme qui ne le vit jamais.En 1807, le grand savant anglais Sir Humphrey Davy en vint à la conclusion que l'alumine (oxyde d'aluminum) avait une base métallique; il ne put toutefois réussir à l'isoler.Ce qui ne l'empêcha pas de la baptiser "aluminum".Plus tard l'épellation "aluminium" prévalut.Certains pays de langue anglaise utilisent concurremment les deux orthographes.Si l'industrie de l'aluminium doit sa naissance aux découvertes d'un savant français, Henri Sainte-Claire Deville (1854), c'est un Américain, Charles Martin Hall, qui fit connaître en 1886 le procédé de réduction électrolytique sur lequel repose l'industrie moderne de l'aluminium.Le minerai d'où l'on tire l'alumine est la bauxite; il existe d'importants gisements de ce minerai un peu partout au monde.Le Ca- I NSSÉfj JL % /¦ nada reçoit son minerai principalement de la Guyane britannique et de la Jamaïque.La bauxite est acheminée vers les usines du Saguenay (Arvida et Isle-Mali-gne), dans la province de Québec, et de Kitimat, en Colombie-Britannique, qui extraient le métal et le coulent sous forme de blocs, ou lingots, exportés à l'étranger.Depuis son avènement relativement récent dans le domaine industriel, il y a une soi- xantaine d'années, l'aluminium a vu son utilisation augmenter de 9% par année; aujourd'hui, il figure parmi les cinq métaux les plus utilisés au monde.Pour le volume, il vient au deuxième rang; pour le poids, il n'est devancé que par l'acier, le cuivre et le zinc.D'un métal naturellement léger, la science a fait un métal fort.L'aluminium en lingot évolue grandement avant d'arriver à son Le pont d'Arvida, le premier pont routier au monde entièrement en aluminium, traverse le Saguenay à proximité de la centrale hydroélectrique de Shipshaw.L'érection de ce pont a exigé 360,000 livres d'aluminium alors qu'il aurait fallu 875,000 livres d'acier pour ériger une structure semblable.L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 25 Rampe d'aluminium installée sur le pont de la rue Sherbourne, à Toronto.usage définitif.Les nouveaux alliages réalisés en laboratoire expliquent dans une large mesure la popularité toujours croissante des produits de l'aluminium auprès du public.Dans les siècles passés, le bois, l'acier, le cuivre, l'étain et le zinc jouaient un rôle que tient avantageusement l'aluminium, grâce à sa légèreté, à sa résistance à la corrosion.Mais au début du siècle, l'aluminium faisait figure de nouveauté, et l'industrie attendait des preuves concrètes.La recherche d'une part, la construction d'ateliers de transformation d'autre part, firent apparaître les caractéristiques avantageuses de l'aluminium : un métal qui s'usine facilement, qui s'assemble et se plie admirablement, sources d'importantes économies qui expliquent sa faveur croissante.Aussi solide que l'acier doux mais n'en pesant que le tiers, l'aluminium est un métal ductile qui se prête à mille et un usages : tôles, fils, profilés.Il se forge, se moule, se réduit même en poudre.Sur le plan de la concurrence avec les autres métaux, l'aluminium a fait d'énormes progrès depuis un siècle et se vend déjà moins cher la livre que le cuivre, le zinc, l'étain et le plomb.L'acier reste son principal rival, puisqu'à volume égal, l'aluminium coûte deux fois et demie plus cher.Mais souvent sa résistance à la corrosion et les économies résultan- tes d'entretien et de réparation justifient amplement sa substitution à l'acier.On connaît bien le rôle joué par l'aluminium durant la dernière guerre; l'aviation en fut directement tributaire.La mise au point d'alliages de forte résistance a permis depuis à l'industrie aéronautique d'augmenter la vitesse et la robustesse des aérobus et cargos de l'air.Ces alliages d'aluminium ont également reçu de nombreuses applications structurales : camions, autobus, wagons, navires et ponts.On estime que vers 1960 les services d "utilité publique consommeront environ 820,000 tonnes de métal léger.L'aluminium pur est l'un des meilleurs conducteurs connus.Le câble alu-acier, (ACSR, aluminum cable steel reinforced), formé de fils d'aluminium enroulés sur une âme d'acier, plus léger que le câble de cuivre, apporte des économies importantes, du fait que les pylônes peuvent être plus espacés.Au surplus, une livre d'aluminium fait le travail électrique de deux livres de cuivre.Une grande compagnie américaine d'utilité publique faisait récemment parler d'elle en remplaçant par l'aluminium le cuivre d'une ligne de transport d'énergie de 145 milles.La seule revente du cuivre mis au rancart, en plus de défrayer le coût de l'aluminium, lui rapportera $150,000 de bénéfices.Il ne faut donc pas s'étonner que plus de 80% des lignes de haute tension du Canada et des Etats-Unis soient fabriquées en aluminium.Les applications électriques de l'aluminium ne se confinent d'ailleurs pas au matériel de haute tension.On en fait des conducteurs armés et isolés, tels le câble et le fil à l'épreuve des intempéries, les fils de construction, câbles de branchement, fils d'électro-aimant.Il prend également de l'importance dans le matériel apparenté, comme les conduits, accessoires de câble, gaines de câbles, génératrices et bobines de 26—PRINTEMPS 1957 L'INGÉNIEUR Les "murs rideaux", employés de plus en plus en architecture moderne, allient l'économie d'installation à la belle apparence.L'immeuble de B.C.Electric Co.Ltd.à Vancouver est le plus récent édifice canadien construit dans ce style.mÊSBÊBmKmSÊÊÊm iWfitr mMrtf _ génératrices, parafoudres, boîtiers de compteurs, douilles d'ampoules, armatures de condensateurs, et quincaillerie électrique en général.Les fabricants de matériaux de construction, déjà les plus gros consommateurs d'aluminium, comptent en utiliser cette année 15% de plus que l'an dernier.C'est sous forme de tôle ondulée qu'on le retrouve le plus souvent dans le bâtiment, avec prépondérance pour les toits et les murs de bâtiments industriels et agricoles; sa légèreté, sa robustesse, sa résistance, son fort pouvoir réfléchissant, son faible pouvoir d'émission prennent alors une importance particulière.L'aluminium surpasse tous les métaux et alliages courants pour ce qui est de réfléchir l'énergie de rayonnement, tout en émettant peu lui-même.Cela lui donne un grand avantage dans les pays à températures extrêmes, car son emploi dans les toits et les murs contribue hautement à stabiliser la température intérieure, simplifiant par là le travail de l'architecte dans la construction de bureaux, d'ateliers et d'habitations à toit bas et peu incliné.En outre, l'utilisation de revêtements d'aluminium pour les toits se répand de plus en plus, en raison de leur résistance aux intempéries, de leur assemblage et de leur installation faciles.On avance souvent que l'aluminium affiche une piètre tenue dans les régions côtières.C'est faux.Cette assertion provient sans doute du fait connu que d'autres matériaux, l'acier galvanisé, par exemple, se détériorent rapidement dans ces régions.Pour illustrer la résistance de l'aluminium à l'attaque des atmosphères marines, nous citerons le cas de Sixty Wall Tower, un des grands édifices de New-York, construit en 1931, et dont l'aluminium protège encore très bien la tour contre les ravages de l'air salin et de la fumée.Un examen récent montre que ces panneaux d'aluminium restent en excellent état, sans trace de corrosion.A Arvida, province de Québec, siège de la plus grande usine d'aluminium du monde, on construisait 271 maisons, en 1926, avec joints de toiture en tôle d'aluminium, noues et contours de cheminée compris.Plusieurs des toits furent recouverts de bardeaux d'aluminium.Joints et bardeaux sont encore intacts, et ils n'ont jamais nécessité d'entretien.Dans nos grandes villes, les nouveaux immeubles commerciaux étalent l'aluminium à profusion; quand une construction plus ancienne est modernisée, combien de fois ne se pare-t-elle pas de portes, de grilles et de fenêtres en aluminium.Dans les Un autre exemple de l'emploi du "mur rideau" en aluminium dans l'édifice des Toronto Harbor Commissioners.Ill «' i i Al ¦ L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 27 La tôle d'aluminium sert de revêtement extérieur des nouveaux édifices commerciaux et industriels.Ce revêtement connu sous le nom de "mur sandwich" présente des avantages marqués à cause de sa durée et de ses qualités d'isolation.ir quartiers d'habitation, les fenêtres en aluminium connaissent une popularité toujours grandissante auprès des Canadiens.Parce qu'elle ne rouille ni ne pourrit, la fenêtre en aluminium est définitivement incorporée à la charpente et n'a à peu près jamais besoin d'entretien.Elle conserve de longues années ses qualités décoratives, prenant avec le temps une belle patine qui l'har-monise avec la maçonnerie.Grâce à sa résistance à la corrosion, elle n'exige pas les peinturages répétés qui finissent par coûter cher.L'aluminium pouvant se profiler, cette méthode est mise à profit dans la fabrication des pièces de fenêtres.Chassé par le trou d'une filière, un peu comme le dentifrice par l'orifice de son tube, l'aluminium donne des pièces d'une précision extrême, ce qui facilite l'ajustage et l'assemblage.Avec des alliages à grande résistance on obtient des pièces minces et creuses, une distribution appropriée du métal donnant plus de solidité là où c'est nécessaire.Il est à la fois possible et souhaitable de prévoir des cadres étroits, pour loger le maxi- mum de verre dans une ouverture.La légèreté de l'aluminium étant encore augmentée par l'emploi de cadres creux, la pose des fenêtres préfabriquées est facile et rapide, n'exigeant ni réajustage ni peinture.Leur fonctionnement est doux et silencieux, et dans les modèles à guillotine, les anciens contre-poids ont fait place à des dispositifs moins encombrants, comme les compensations à ressorts ou à spirale.Grâce aux dimensions exactes qu'on obtient par le profilage des pièces de fenêtre en aluminium, tout fabricant compétent peut assurer un haut degré d'étanchéité à ses fenêtres.Les fenêtres en aluminium, à guillotine ou à battants, bien ajustées et faciles à manoeuvrer, contribuent donc fortement à conserver la chaleur.Les contre-fenêtres actuelles en a-luminium sont généralement conçues de façon à rendre facile le nettoyage des vitres, la maîtresse de maison pouvant, de l'intérieur, les laver des deux côtés avec un minimum d'effort.En outre, elles sont dans la plupart des cas munies de moustiquaires en aluminium, de sorte qu'elles restent installées à l'année longue.Le treillis no 16 en aluminium est lui-même tendu dans un châssis d'aluminium profilé, ce qui permet de remplacer la moustiquaire par la vitre en les faisant glisser toutes deux dans les mêmes rainures.L'emp!oi de l'aluminium dans la construction des wagons à bascuie permet une diminution du poids mort.1^' À 28 —PRINTEMPS I957 L’INGÉNIEUR La feuille mince d'aluminium possède de bonnes propriétés isolantes.Ici, on s'en sert dans les wagons frigorifiques.TU 1 * • «r -1" Les architectes à la page recherchent sans cesse de meilleurs matériaux de construction.Il ne faut donc pas s'étonner de voir l'aluminium si répandu dans le bâtiment.Innovation à la fois dans le style et dans la technique, le mur-rideau en aluminium, formé de tôle ou de panneaux profilés, posé sur une structure d'acier et s'appuyant sur un isolant léger, fait son apparition sur beaucoup de nos grands immeubles, grâce aux économies qu'il apporte en comparaison des murs conventionnels.Par exemple, l'hôtel Laurentien de Montréal, où il est entré plus de 250,000 livres d'aluminium.On y trouve également, pour l'aluminium, beaucoup d'utilisations tant d'ordre décoratif que purement utilitaire : marquise de l'entrée principale, façades de magasins en aluminium profilé, rampes et balustres rectangulaires en aluminium profilé, avec panneaux de verre, pour l'escalier principal et la balustrade de la mezzanine, moulure verticale des piliers dans le hall principal, canalisations de ventilation, et réflecteurs de chaleur aux radiateurs.L'aluminium entre de plus en plus dans la fabrication de l'outillage de construction, où légèreté et robustesse sont de première importance : mâts de charge, grues, treuils, pompes, coffrages, échafaudages.Il a fait ses preuves dans la construction des ponts, comme celui d'Arvida, tout en aluminium, construit il y a quelques années au-dessus du Saguenay.Nous connaissons pour la plupart le mobilier de plein air, fait en tuyau d'aluminium, si en vogue parce qu'il est léger et qu'il se rit des intempéries.Mais le tuyau d'aluminium sert également à l'irrigation des fermes.Même dans les régions du Canada où il pleut suffisamment d'ordinaire, l'arrosage uniforme et régulier au moyen d'un réseau de gicleurs augmente énormément la productivité — et fait plus que compenser l'achat du matériel nécessaire.Ces dernières années, dans la vallée de l'Okanagan, en Colombie-Britannique, l'aluminium a révolutionné l'exploitation des vergers en permettant l'usage, dans ces terrains accidentés, de réseaux d'arrosage légers et facilement transportables.Un homme transporte à lui seul de longs tubes, au travers des branches basses, sans difficulté.Dans le domaine du transport, la construction automobile consomme de plus en plus d'aluminium.Chaque fois que l'économie du fonctionnement compte plus que le prix d'achat, l'allégement est obtenu par l'aluminium.Cette préoccupation s'avère particulièrement vive dans les transports — camions et autobus — où l'on cherche à augmenter la charge utile et la durée, tout en diminuant la consommation d'essence et l'usure des pneus, grâce à la légèreté de l'aluminium.En 1946, il entrait 10 livres d'aluminium dans une auto; aujourd'hui, 35; on en prévoit 100 livres en 1970, 200 en 1980.Les seuls blocs moteurs absorberaient toute la production actuelle d'aluminium.Or General Motors et Ford commencent à couler des blocs moteurs en aluminium.Grands utilisateurs en puissance, les chemins de fer reconnaissent les avantages de l'aluminium, non seulement pour la réduction du poids, mais aussi pour faire échec à la corrosion dans L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 29 ggïSjjr wwmm T L'industrie du transport sur route met à profit les qualités de légèreté et de résistance de l'aluminium.les wagons frigorifiques à réservoirs de saumure, les wagons de marchandises et les wagons-citernes pour produits chimiques.L'une des compagnies canadiennes de chemins de fer a commandé deux mille wagons à toit d'aluminium dans le cadre de son programme de 1956.Les facteurs qui ont motivé cette décision étaient la légèreté et la résistance à la corrosion.Ces qualités permettent d'augmenter la charge utile et de réduire les frais d'entretien, puisque les toits ne nécessiteront pas de peinture.Il existe des exemples de trains de voyageurs complets réalisés en alliages d'aluminium, comme le train "Talgo", en Espagne, allégé de 75 °c.Les deux grands chemins de fer canadiens se tournent de plus en plus vers l'aluminium pour équiper leurs voitures de voyageurs; par exemple pour serpentins de chauffage et de refroidissement, tôles et panneaux pour les murs, boîtiers de batteries et cuves à glace, et pièces profilées pour les moulures de l'intérieur et les supports de claies à bagage.L'utilisation peut-être la mieux connue de l'aluminium, et l'une des premières, c'est dans les ustensiles de cuisine.Les chaudrons et casseroles, repoussés au tour ou moulés, restent inodores et non toxiques.Leur robustesse est évidente, puisqu'il en reste encore en service qui furent fabriqués au Canada il y a une quarantaine d'années.Aujourd'hui, le papier d'aluminium sert à l'emballage décoratif et protecteur d'un nombre incalculable de produits alimentaires, augmentant leur attrait commercial et conservant leur fraîcheur.Depuis nombre d'années, la poudre d'aluminium est utilisée comme pigment à peinture.La propriété qu'ont les flocons d'aluminium de s'orienter parallèlement à une surface est le principal facteur de durée et de résistance aux intempéries.Nombreuses sont les applications où l'on met à profit cette particularité de la peinture d'aluminium.Les particules du métal se forment en couches superposées qui, plus que toute autre peinture métallique, constituent une barrière efficace contre l'humidité, les vapeurs corrosives, l'air salin.L'effet d'obturation de ces particules permet d'utiliser l'aluminium sur la créosote, le goudron, l'asphalte, le bois, les teintures solubles dans l'huile.Quelle que soit la couleur du fond, une seule couche de peinture d'aluminium la masque entièrement.Réfléchissant de 60 à 75% de la lumière et de la chaleur, elle prouve très souvent sen utilité dans la pratique.Par exemple, la peinture des arches de pont, clôtures de routes, poteaux indicateurs, réservoirs et châteaux d'eau, qu'on rend ainsi très visibles; peinture intérieure des bureaux, grandes salles, usines, pour y augmenter la clarté; peinture des toits, immeubles et réservoirs d'emmagasinement, pour abaisser la chaleur intérieure, l'été.Les propriétés thermoisolantes de l'aluminium lui valent un indice peu élevé d'émissivité.La peinture d'aluminium réduit ainsi les déperditions de chaleur des chaudières, des tuyaux de vapeur et des fourneaux.En peinturant à l'aluminium la face intérieure des toits et des murs, on réduit efficacement la chaleur de la radiation solaire, et l'on conserve mieux la chaleur, l'hiver.Métal encore "jeune", l'aluminium se vend actuellement plus que tout autre métal non ferreux.Nous avons cité quelques exemples des avantages apportés par son utilisation.On compte au Canada plus d'un millier de compagnies qui fabriquent d'innombrables objets d'aluminium, en grande demande tant au pays qu'à l'étranger.La production nationale d'aluminium s'accroît de façon notable, pour répondre au fur et à mesure aux besoins des nouveaux débouchés.30 — PRINTEMPS 1957 L'INGÉNIEUR Enregistrement électronique des diagrammes efforts-temps et efforts-allongements des métaux sous charges dynamiques par JULIEN DUBUC, Ing.P.Professeur agrégé à l'Ecole Polytechnique de Montréal.GEORGES WELTER, D Sc.Professeur de mécanique appliquée et chef du Département de Résistance des Matériaux à l'Ecole Polytechnique de Montréal Né à Québec, M.Dubuc fit ses études secondaires au Collège Jean-de-Brébeuf de Montréal.Après ses études de génie à l’Ecole Polytechnique de Montréal, où il gradua en 1947, il devint assistant au Laboratoire des Essais des Matériaux de l’Ecole et il y obtint le grade de Maître ès Sciences Appliquées en 1950.Durant l’année académique 1950-51, il fit un stage d’études post-universitaires à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich en Suisse.M.Dubuc est maintenant Professeur Agrégé à l’Ecole Polytechnique de Montréal.Né au Luxembourg, le Docteur Georges Welter obtint son diplôme d’ingénieur en mécanique appliquée à l’Ecole Polytechnique de Charlottenburg en 1915.Cette institution lui conférait plus tard un doctorat pour ses travaux de recherches sur les aciers.Après une expérience d’une dizaine d’années dans les laboratoires industriels de recherches en métallurgie physique, il fut nommé en 1931 professeur à la faculté de Chimie et de Métallurgie de l’Ecole Polytechnique de Varsovie.Quelques années plus tard, il fondait l’Institut de Recherches Scientifiques en Métallurgie de cette université.Depuis 1941, le Docteur Welter est attaché au département d’Essais des Matériaux de l’Ecole Polytechnique de Montréal où il consacre son temps à l’enseignement, à la recherche et à la publication d’articles scientifiques, dont il a au-delà d’une centaine à son crédit.RÉSUMÉ Une meilleure connaissance des propriétés mécaniques des alliages métalliques sous des conditions de mise en charge dynamique devenant de plus en plus nécessaire, un appareillage électronique a été mis au point pour enregistrer les diagrammes efforts-temps et efforts-allongements dynamiques.Les efforts sont mesurés par un dynamomètre sur lequel sont fixés des extensomètres à résistance électrique variable alimentés par un bloc d’alimentation et un circuit à pentode spécialement développé pour cet usage.Les allongements sont mesurés par un extenso-mètre dynamique à cellule photo-électrique.Les diagrammes sont obtenus et photographiés sur l’écran d’un oscilloscope cathodique; quelques-uns de ces diagrammes sont présentés ici.Les résultats des essais dynamiques montrent que la résistance maximum est plus grande que dans les essais statiques; de plus, les propriétés de plasticité, comme l’allongement et la striction à la rupture, augmentent aussi par rapport aux valeurs statiques.SUMMARY A better knowledge of the mechanical properties of metals under impact stresses becoming more and more important, an electronic device was developped for recording dynamic stress-time and stress-strain diagrams.Stresses are measured by a dynamometer and variable resistance electric strain gages fed by a power-supply and a special pentode circuit.Strains are measured by a dynamic extensometer using a photo-electric cell.Diagrams are obtained and photographed on the screen of a cathode-ray oscilloscope; a few of these diagrams are shown here.Results of the impact tests have shown that maximum resistance is higher than for static tests; moreover, plastic properties, such as elongation and reduction of area at failure, also increase as compared to static values.L’INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 31 Introduction Depuis la lin du 19ième siècle, l'on sait que la résistance à la traction des métaux varie suivant la vitesse d'application des efforts.Une meilleure connaissance de ce phénomène est d'un grand intérêt non seulement théorique mais aussi pratique puisque l'industrie moderne pose des conditions de plus en plus exigeantes dans l'utilisation des alliages métalliques.En 1948, le Laboratoire des Essais des Matériaux de l'Ecole Polytechnique de Montréal entreprit l'étude et le développement d'une méthode expérimentale en vue d'étudier le comportement des alliages métalliques soumis à des vitesses de mise en charge correspondant à des conditions de choc.Le présent article a pour but de décrire la méthode expérimentale ainsi que l'appareillage spécial mis au point lors de ces travaux et de présenter quelques résultats de ce programme d'essais.Historique* Les premiers chercheurs avaient déjà reconnu à la fin du 19ième siècle que la résistance des métaux augmentait avec la vitesse de mise en charge.Ludwik ( 1 ), au début du 20ième siècle affirma clairement que la résistance interne d'un métal augmentait en premier lieu suivant les déformations permanentes et en second lieu suivant la vitesse de variation de ces déformations.En France, Guillery introduisit une nouvelle machine pour les essais au choc, dans laquelle les éprouvettes étaient fracturées par l'énergie cinétique d'un volant.Cette méthode a le grand avantage de permettre des vitesses de choc très élevées, relativement au mouton-pendule.*Ce bref résumé historique ne s'étend pas au-delà de juin 1950, date à laquelle se sont terminés les travaux décrits dans le présent article.0.226 0.675", Fig.1.Dimensions du dynamomètre et de l'éprouvette.Aux Etats-Unis, H.P.Mann (2) publia en 1936 les résultats d'essais à la traction à haute vitesse sur divers aciers et quelques bronzes.Sa méthode expérimentale ne permettait d'enregistrer que l'énergie à la rupture.Il observa pour chaque métal ce qu'il appela une "vitesse de transition", c'est-à-dire qu'au delà de cette vitesse critique, l'énergie nécessaire pour amener la rupture diminue considérablement.En 1938, D.S.Clark et G.Dàt-wyler (3) du California Institute of Technology, présentèrent les résultats de leurs travaux et principalement ce qui était, à ce moment, un dynamomètre tout-à-fait nouveau et intéressant.L'éprouvette était vissée à une extrémité d'un barreau d'acier sur lequel était collé un fil de constantan; la variation de la résistance électrique de ce fil étant proportionnelle à l'allongement du barreau 6L-807 Kcr7800 OHMS EXTENSO METRES SR-4 :4000 OHMS OSCILLOSCOPE D’ALIMENTATION BLOC Fig.2.Circuit à pentode.32 —PRINTEMPS 1957 L’INGÉNIEUR était donc aussi proportionnelle à la charge appliquée à l'éprouvette.Un simple circuit en potentiomètre relié à un oscilloscope cathodique permettait de photographier le diagramme force-temps qui en résultait.Les auteurs transformaient ensuite ce diagramme force-allongement par une méthode de calcul très discutable, étant données les connaissances actuelles sur la propagation des ondes de chocs.L'intérêt de cette publication ne réside pas tant dans les résultats quantitatifs que dans le développement d'un nouveau type de dynamomètre, d'autant plus qu'à ce moment l'extensomètre à résistance électrique variable n'était pas encore utilisé.Les résulta is de ces essais démontrèrent une augmentation des propriétés mécaniques des métaux sous charges dynamiques En 1940, G.Welter et S.Morski (4) publièrent des diagrammes efforts-déformations enregistrés durant des essais dynamiques par un système mécanique; les vitesses de choc allèrent jusqu'à cinq mètres par seconde.Ces auteurs observèrent aussi une augmentation des propriétés mécaniques sous des conditions de mise en charge dynamique.En 1940 encore, M.Manjoine et A.Nadai (5) publièrent les résultats de leurs travaux et ils conclurent que la déformation plastique était une fonction linéaire de la vitesse d'essai.La conclusion générale à tirer de ces travaux (et de plusieurs autres qui ne sont pas rapportés ici) est que la résistance maximum, l'allongement, la striction et l'énergie à la rupture augmentent, probablement linéairement, avec la vitesse de déformation.Ludwik découvrit la relation logarithmique entre les contraintes et la vitesse de déformation.*Ce chapitre est basé sur les références Nos 6, 7, 8, 9, 10 et 11.Propagation des ondes de choc* Lorsque des charges sont appliquées lentement à un corps solide, l'ensemble de ce corps se trouve sous contrainte.Mais lorsque les charges sont appliquées rapidement, les parties du solide éloignées des points d'application des charges sont contraintes plus tard, c'est-à-dire que les efforts se propagent à travers le solide sous forme d'une onde.La vitesse de propagation c de cette onde est donnée par l'équa- tion : c = E dans la- quelle E est le module d'élasticité du matériau et d, sa densité.L'inspection de cette équation montre que la vitesse de propagation est constante lorsque le module d'élasticité est constant, c'est-à-dire lorsque les contraintes ne dépassent pas la limite de proportionalité du matériau.Pour des efforts plus élevés, le module diminue et par conséquent la vitesse de propagation des ondes diminue aussi.L'on voit donc que Fig.3.Extensomètre dynamique à cellule photo-électrique.4 4 / «1—^ L - \j ; L'INGÉNIEUR PRINTEMPS 1957 — 33 m^îTîli éprouvette augmente d'une façon discontinue.Lorsque les efforts dépassent la limite élastique, ils se propagent à une vitesse décroissante et ils augmentent à un taux décroissant jusqu'à la rupture de l'éprouvette.La rupture se produit à la section pour laquelle la résultante des ondes d'efforts, incidentes et réfléchies, dépasse la résistance maximum du métal.