Joseph Monier (8 novembre 1823, Saint-Quentin-la-Poterie, France – 13 mars 1906, Paris) était un jardinier français et l’un des principaux inventeurs du béton armé.
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Vue d’ensemble
En tant que jardinier, Monier n’était pas satisfait des matériaux disponibles pour la fabrication des pots de fleurs. L’argile se cassait facilement et le bois s’usait mal et pouvait être cassé par les racines des plantes. Monier a commencé à fabriquer des pots et des bacs en béton, mais ceux-ci n’étaient pas assez stables. Afin de renforcer les récipients en béton, il a expérimenté l’utilisation d’un treillis de fer encastré. Il n’était pas le premier à expérimenter le béton armé, mais il a vu certaines des possibilités de cette technique et l’a largement promue.
Monier a présenté son invention à l’Exposition universelle de Paris en 1867. Il obtient son premier brevet le 16 juillet 1867, pour des bacs renforcés de fer destinés à l’horticulture. Il continue à trouver de nouvelles utilisations pour le matériau et obtient d’autres brevets : tuyaux et bassins en béton armé (1868) ; panneaux en béton armé pour les façades d’immeubles (1869) ; ponts en béton armé (1873) ; poutres en béton armé (1878). En 1875, le premier pont en béton armé jamais construit l’est au château du Chazelet. Monier en est le concepteur.
Le point important de l’idée de Monier était qu’elle combinait l’acier et le béton de telle sorte que les meilleures qualités de chaque matériau étaient mises à profit. Le béton est facile à obtenir et à façonner. Sa résistance à la compression ou à l’écrasement est considérable, mais sa résistance au cisaillement est quelque peu déficiente et sa résistance à la traction ou à l’arrachement est nettement plus faible. L’acier, quant à lui, est facile à obtenir sous des formes simples telles que de longues barres, et il est extrêmement résistant. Mais il est difficile et coûteux de le façonner dans des formes personnalisées. Le béton a été évité pour la fabrication de poutres, de dalles et de murs minces parce que son manque de résistance à la traction le condamnait à l’échec dans de telles circonstances. Mais si une dalle de béton est renforcée par un réseau de petites tiges d’acier sur sa surface inférieure, là où se produisent les contraintes de traction, sa résistance sera considérablement accrue.
François Hennébique voit les cuves et les réservoirs en béton armé de Monier à l’Exposition de Paris et commence à expérimenter les moyens d’appliquer ce nouveau matériau à la construction de bâtiments. La même année, il crée sa propre entreprise et, en 1892, il fait breveter un système de construction complet utilisant ce matériau.
En 1885, l’ingénieur allemand Gustav Adolf Wayss (1851-1917) achète le brevet de Monier et le développe. Il poursuit ses recherches sur l’utilisation du béton armé comme matériau de construction et fonde plusieurs entreprises de construction en béton armé (les plus connues sont Wayss & Freytag et Beton- und Monierbau AG).
Autres détails de la carrière et des projets
Saint-Quentin-la-Poterie se trouve à environ 5 km au nord d’Uzès et à quelque 30 km au nord de Nîmes. Joseph est l’un des dix enfants d’une famille d’horticulteurs au service du duc d’Uzès. Tous les bras étant nécessaires dans les champs, Joseph n’a pas été envoyé à l’école. À l’âge de 17 ans, il a fait ses preuves en tant que jardinier et le duc lui offre un poste dans son hôtel particulier à Paris. Joseph en profite pour suivre des cours du soir et apprend à lire et à écrire. Lorsque des amis du duc commencent à lui demander conseil, son horizon s’élargit et il commence à nouer des contacts de haut niveau qui marqueront la suite de sa carrière. En 1846, il quitte le service du duc pour occuper un poste au jardin des Tuileries, près du Louvre. Responsable de l’orangerie, il se met à la recherche d’un contenant plus durable pour les orangers, qui sont déplacés de l’extérieur vers les serres pendant l’hiver. Il commence à les fabriquer en ciment (mélangé à du sable, des cendres et/ou des briques réfractaires broyées) et à les renforcer avec une grille de tiges de fer. À l’époque, on pensait généralement que la dilatation et la contraction thermiques du fer encastré entraîneraient la rupture du béton. Il semble que Monier ait passé plusieurs années à expérimenter ses conteneurs afin de prouver que ce n’était pas le cas.
À une époque où les systèmes municipaux d’approvisionnement en eau n’existaient pas encore, Monier s’est rendu compte que ses récipients pouvaient servir à recueillir et à stocker l’eau pour les jardins. Il poursuit sa formation en suivant des cours d’horticulture et de paysagisme. En 1849, sans quitter son poste aux Tuileries, il ouvre un petit atelier et commence à s’occuper de projets paysagers. Ceux-ci l’amènent jusqu’à Strasbourg. La mode de l’époque est d’orner les grands jardins de rocailles et de grottes et de les réaliser en béton brut. Pour plus d’économie, il forme des blocs artificiels creux avec son ferrociment (français : « ciment et fer »). Il crée également de petits pavillons de jardin, en façonnant et en sculptant la surface du béton pour imiter les originaux rustiques en bois. En juillet 1867, il expose ses idées à la deuxième Exposition universelle de Paris. Le même mois, il dépose son premier brevet pour des récipients, qui lui est accordé sous le numéro 77165. Peu après, il dépose un brevet supplémentaire pour des tuyaux et un autre pour des bassins d’agrément. Parmi ses projets figurent un réservoir de 20 mètres cubes et un toit-terrasse. En 1869, son établissement comprend des bureaux, des ateliers et des serres, ainsi que des écuries pour huit chevaux de trait et trois chevaux d’attelage. En septembre de la même année, il dépose une demande de brevet pour des panneaux destinés à être utilisés pour le revêtement de bâtiments, ainsi que comme pavés et tuiles.
En 1870, il subit un revers important. Napoléon III avait déclaré la guerre à la Prusse avec des résultats désastreux. Paris est assiégé pendant quatre mois et, en décembre, des citoyens affamés envahissent la propriété de Monier et enlèvent tout ce qui est comestible, y compris les chevaux. Son gardien meurt en tentant de leur résister. En janvier 1871, les bombardements prussiens ruinent ce qui reste. Monier et sa famille s’accrochent pendant l’hiver rigoureux. Bien que la paix soit déclarée en mars, les citoyens de Paris refusent de céder. Monier et ses ouvriers commencent à reconstruire l’entreprise sous les rigueurs de la Commune.
Avec le retour à la vie normale, l’entreprise prospère. La réputation de Monier se répand surtout par le bouche à oreille. À cette époque, il construit un grand nombre de réservoirs. Bien que beaucoup soient de petite taille, un réservoir à Bougival (1872) avec un toit en dôme avait un volume de 130 mètres cubes. Deux réservoirs de 1000 mètres cubes chacun ont été construits à l’emplacement actuel de Bruyères à Sèvres. Le réservoir à deux étages de Pessac comporte une cuve de 10 mètres cubes perchée au-dessus d’une cuve de 20 mètres cubes, les colonnes de soutien étant en forme de troncs d’arbre.
Monier prend soin de vérifier auprès de ses clients, après quelques années, que ses produits ont bien fonctionné et d’obtenir des témoignages. Il compte parmi ses clients Alphonse de Rothschild, le baron Max de Springer et Monsieur Tapinart, marquis de Tillière. La plupart de ses projets se concentrent à l’ouest de Paris, où il réside, et plus particulièrement autour du village de Neuilly.
En 1873, Monier demande une extension du brevet 77165 pour couvrir les ponts et, en 1875, il construit son premier pont pour le marquis de Tillière. Il enjambe les douves du château sur une longueur de 14 mètres. Les poutres sont solidaires de la dalle et les garde-corps sont de style rustique, imitant le bois, technique décorative décrite aujourd’hui par le terme : faux bois.
Vers 1875, Monier construit un escalier menant aux bureaux situés au-dessus de son atelier et dépose un brevet pour cette forme de construction. Une autre demande, déposée en 1878, portait sur des traverses de chemin de fer en béton armé. Une fois accordée, cette demande est à l’origine d’une série d’ajouts ultérieurs. Elle indiquait clairement que le ciment protégeait le fer de la rouille. Une demande déposée en 1878 concernait des poutres en T en béton armé.
Au fur et à mesure que les municipalités développaient leurs réseaux d’adduction d’eau et d’égouts, le besoin de tuyaux augmentait, mais celui de réservoirs diminuait. Monier est obligé de s’éloigner des zones urbaines pour trouver des clients. En 1886, il obtient le brevet 175513 pour un système applicable aux habitations. La technique est illustrée par des photographies d’une maison de démonstration, en cours de construction, achevée et en cours de démolition. Monier décrit la maison comme étant à l’épreuve des tremblements de terre, de la glace, de l’humidité, de la chaleur et du feu, et reçoit une commande pour construire une telle maison à Nice, peut-être à la suite d’un récent tremblement de terre. Paul, le second fils de Monier, demande à travailler sur ce projet. Le 24 novembre 1887, Paul se tue en tombant de l’échafaudage. Le fils aîné de Monier, Pierre, ayant rompu ses relations avec son père à la suite d’une dispute familiale, Joseph se retrouve sans fils en âge de travailler pour l’aider dans son entreprise.
En juin 1888, la société « J Monier constructeur » est déclarée en faillite et, en avril 1889, elle est mise en liquidation. Cependant, en 1890, il crée une nouvelle entreprise : « L’Entreprise générale de travaux en ciment J Monier« . En 1891, il dépose une nouvelle demande de brevet : pour des conduits de câbles téléphoniques et électriques. C’est à cette époque que Monier construit son dernier projet connu, un réservoir de service pour une maison de retraite à Clamart, offert par Marie de Ferrari, duchesse de Galliera (coordonnées mondiales 48.79756, 2.261623). La structure du réservoir a une hauteur de 10 mètres et un diamètre de 8 mètres. Le sol du réservoir a une épaisseur de 8 cm et le toit de 5 cm. La décoration extérieure a été conçue par l’architecte Prosper Bobin dans un style néo-classique. Le réservoir existe toujours (2010).
Après cela, il semble que Joseph ait été au moins semi-retraité, vivant avec ses trois sœurs âgées et sa seconde femme.
Le fils de Monier, Pierre, s’était installé à Noyon après la rupture avec son père, avait fondé une famille et s’était lancé dans la même activité, sous le nom de « Monier fils« . Il est probablement revenu à Paris en 1889, où il a exposé à l’Exposition de cette année-là. Parmi les projets de l’entreprise figurent un bâtiment de blanchisserie en béton armé et des tuyaux pour une station d’épuration. Malheureusement, Pierre meurt prématurément, apparemment avant 1900, sans s’être réconcilié avec son père. Cette année-là, une entreprise se présente sous le nom de « Société des travaux en ciment de La Plaine-Saint-Denis, ancienne maison Monier fils » (c’est-à-dire anciennement « Monier fils« ). Parmi les projets réalisés par cette entreprise figurent un réservoir partiellement enterré à Vimoutier, un réservoir surélevé emblématique de style rustique à Pontorson, le pavillon cambodgien de l’Exposition de 1900 et deux réservoirs surélevés à Boullaye-Mivoie et Fonville, avec leur station de pompage associée.
À la retraite, Monier est harcelé par les huissiers et par le fisc, qui estime qu’il aurait dû recevoir d’importantes commissions pour ses nombreux brevets étrangers. Il se réfugie chez son fils Lucien, issu de sa seconde épouse. En 1902, un certain nombre de firmes étrangères ayant bénéficié de ses brevets font appel au président de la République française pour lui accorder une pension, le décrivant comme l’inventeur du béton armé et comme leur « ancien maître ». Ils ouvrent une souscription à son profit et les contributions viennent de loin. Une pétition est ensuite organisée pour qu’il obtienne un poste à la tête d’un kiosque à tabac de l’État. Monier exprime sa gratitude pour ces efforts dans une lettre publiée dans la revue « Le Ciment » en 1902. Il meurt le 13 mars 1906 et est enterré au cimetière municipal de Billancourt. La « Société des travaux en ciment » est toujours en activité cette année-là, lorsqu’elle participe à l’Exposition de Paris.
Brevets Monier hors de France
Monier a déposé des brevets dans de nombreux pays, en Europe et outre-mer. Certains d’entre eux ont été enregistrés au nom de l’agent de brevets, conformément à la législation locale, le brevet britannique de 1883 étant au nom de John Imray. En règle générale, les brevets étaient valables pendant 15 ans, mais il était nécessaire de payer une redevance annuelle importante pour les conserver. Monier a choisi de vendre ses droits en dehors de la France à des hommes d’affaires et des ingénieurs locaux moyennant une somme forfaitaire.
Le nom de Monier est largement diffusé grâce aux travaux de Gustav Adolf Wayss (1851-1917). Wayss a obtenu le contrôle des brevets Monier dans toute l’Allemagne et l’Autriche par un processus d’achat et de fusion, et a fait la promotion de la technique sous le nom de « Das System Monier » ou « Monierbau« . La recherche sur la science et les mathématiques des structures en béton armé a progressé rapidement au cours de la dernière décennie du 19e siècle. Les principaux contributeurs travaillant sous la bannière du Monierbau étaient Matthias Koenen et Emil Mörsch. Les travaux se sont d’abord concentrés sur les ponts en arc, et n’ont été étendus que plus tard aux bâtiments.
Le nom Monier en Australie
À partir des années 1890, des brevets ont été déposés au nom de Wayss en Australie. Au départ, les principaux produits étaient des tuyaux et des structures en arc utilisant le système Monier tel qu’il avait été affiné par Wayss et ses collègues. Les aqueducs de White’s Creek et de Johnston’s Creek sont les premières structures en arc renforcé en Australie. Ils ont été construits par des entreprises associées à Frank Moorhouse Gummow et à l’ingénieur William (Wilhelm) Julius Baltzer en 1897/8.
Les tuyaux Monier produits par Gummow Forrest & Co, assemblés bout à bout, ont été utilisés comme fondations tubulaires pour un certain nombre de ponts construits par le Département des travaux publics de la Nouvelle-Galles du Sud, le premier étant au-dessus de Cockle Creek près de Newcastle. Le nom de Joseph a été perpétué dans la Monier Pipe Company de Melbourne, et son successeur, la Monier Pipe & Reinforced Concrete Construction Company. L’ingénieur de ces sociétés était (Sir) John Monash. Une vingtaine de ponts en arc Monier ont été construits dans l’État de Victoria.
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