L'ingénieur, 1 septembre 1960, Automne

fl TBPp.ip SEP 28 1960 60 TO M N A INI REVUE TRIMESTRIELLE CANADIENNE v- • If PP^"^ J U"'l ¦ w Pour améliorer la circulation, on choisit le béton fait avec du Ci-dessus: Une section surélevée du boulevard Métropolitain à Montréal.Propriétaire: La Corporation Métropolitaine de Montréal.Président: Roland Chagnon, C.A.Ingénieurs-conseils: Lalonde, Girouard.Letendre, Brouillet et Carmel.Ci-dessous: La passerelle de la rue Dudemaine, qui enjambe la nouvelle autoroute des Laurentides.constitue l'une des plus longues portées (138'9") en béton précontraint jamais réalisées au Canada.Chacune des 14 poutres a un poids de 66 tonnes et une épaisseur de 69" au centre, s’amincissant à 56" aux extrémités.La chaussée comprend deux voies de 27 pieds chacune, séparées par une bande médiane de 4 pieds, et deux trottoirs de 6 pieds de chaque côté.Creaghan & Archibald Ltd., fournisseurs des poutres en béton précontraint: Bourgeois & Martineau, ingénieurs-conseils spécialistes en béton précontraint: Potenco Incorporated, distributeurs du groupe Freyssinet dans l'Est du Canada.cimeNT CANada La circulation, comme la température, est un éternel sujet de récriminations.MAIS, si l'on ne peut changer le temps qu'il fait, on peut améliorer la circulation.De fait, on est en train d'y pourvoir .grâce à des travaux à long terme qui bénéficient particulièrement de la durabilité et de la versatilité d'utilisation du béton: que ce soit pour pavages lisses, sûrs et durables, ou pour croisements à plusieurs niveaux, voies surélevées, autoroutes, ponts de tout type et de toutes dimensions.Pour les ouvrages de béton destinés à améliorer la circulation au Canada on utilise, la plupart du temps, le ciment Canada.Le personnel des ventes et du service technique de la compagnie Canada Cernent met gratuitement sa longue expérience à la disposition des ingénieurs-conseils et des services de voirie fédéraux, provinciaux et municipaux.Veuillez vous adresser à notre bureau le plus proche.Canada Cement Immeuble Canada Cernent, Square Phillips, Montréal, P O.BUREAUX DE VENTE: MONCTON • QUÉBEC • MONTRÉAL • OTTAWA TORONTO • WINNIPEG • REGINA • SASKATOON • CALGARY • EDMONTON I rr SCIENCES ¦ 1 ARTS mmm 1 ECONOMIE f CULTURE I REVUE TRIMESTRIELLE CANADIENNE AUTOMNE 1960 VOLUME 46 — No 183 CONSEIL DE L'ASSOCIATION DES DIPLÔMÉS DE POLYTECHNIQUE Officiers : MM.Georges Demers, président Charles-R.Laberge, 1er vice-président Emilien Dagenais, 2ème vice-président Jacques Laurence, secrétaire-trésorier Directeurs : MM.André Aird, J.-L.Bourret, Arthur Branchaud, Bernard Lavigueur, Claude Lefebvre, Pierre Mauffette, Guy Monty, Edouard Prévost, Lucien Rolland, Claude Rouleau, Georges-E.de Varennes.APPLICATIONS NOUVELLES DU GAZ NATUREL par Jean Archambault .9 Directeurs ex-officio : MM.J.-G.Chênevert, Henri Gaudefroy, Léo Roy.Représentants : MM.Arthur Branchaud et Georges Demers, section de Québec Marie-Louis Carrier, section Ottawa Hull Jacques Limoges, section du Nord de Québec et de l'Ontario Henri Gaudefroy, Corporation de l'Ecole Polytechnique Jules Bélanger, Association des étudiants de Polytechnique • COMITÉ D'ADMINISTRATION DE L'INGÉNIEUR MM.Léo Roy, président Ernest Lavigne, secrétaire-administratif Léo Gareau, trésorier Ignace Brouillet, président de la Corporation de l'Ecole Polytechnique Georges Demers, président de l'Association Henri Gaudefroy, directeur de l'Ecole Polytechnique Jacques Laurence, secrétaire de l'Association • COMITÉ SCIENTIFIQUE DE L'INGÉNIEUR MM.Jean-C.Bernier, directeur du Centre de recherches à Polytechnique — président Roger-P.Langlois, professeur agrégé à Polytechni que —¦ secrétaire Roger Brais, professeur titulaire à Polytechnique Georges Welter, professeur titulaire à Polytechnique • ADMINISTRATION Ernest Lavigne .secrétaire RÉDACTION Louis Trudel .rédacteur en chef PUBLICITÉ Représentants Les Éditions Commerciales Inc.4621, rue de Salaberry, Montréal 9 Tél.: FEderal 4-3450 ÉQUILIBRE THERMIQUE DANS LA PURIFICATION ZONALE DE L ALUMINIUM par Jean Lefebvre.15 EMPLOI DU JACOBIEN POUR LA DÉTERMINATION DE L'ÉQUATION DE CONTINUITÉ par Jacques Godin .18 SUR LE CALCUL AU CISAILLEMENT DES PLANCHERS DES PONTS-ROUTES par Serge Woinousky-Krieger .21 LA COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA .26*" COUP D’OEIL SUR L INDUSTRIE ET SUR LA TECHNOLOGIE .37 VIE DE L’ÉCOLE .39 VIE DE L'ASSOCIATION .42 NOUVELLES DES DIPLÔMÉS .44 REVUE DES LIVRES .46 ^ INDEX DES ANNONCEURS .56 PHOTO DE COUVERT!IRE Le four de la cimenterie de Miron Ciment Inc., le plus grand du genre au monde.Ce four rotatif, d’un diamètre de 15 pieds et d’une longueur de 550 pieds, est chauffé au gaz naturel et permettra une production annuelle de quelque quatre millions de barils.EDITEURS: L'Association des Diplômés de Polytechnique, C.P.501, Snowdon, Montréal 29, Canada.Tél.: RE.9-2451.— Parution: mars, |uin septembre et décembre.— Imprimeurs : Pierre Des Marais.— Abonnements : Canada et Etats-Unis $5 par année, autres pays $6.— Autorisée comme envoi postal de la seconde classe, Ministère des Postes, Ottawa.— Droits d'auteurs: Les auteurs des articles publiés dans L'INGENIEUR conservent I entière responsabilité des theories ou des opinions émises par eux.— La reproduction des gravures et du texte des articles parus dans L'INGENIEUR est permise à la condition d en indiquer la source et de faire tenir à la Rédaction un exemplaire de la publication les reproduisant.Tirage certifié : Membre de la Canadian Circulations Audit Board.ccxm détonateurs électriques à retardement type LPV GAMME COMPLÈTE DE SEIZE INTERVALLES (O À 15) ASSURANT UNE PRÉCISION DE SAUTAGE SANS PRÉCÉDENT SEIZE INTERVALLES (0 à 15) offrent un choix suffisant pour obtenir les meilleurs résultats.Le minutage extrêmement précis assure les résultats recherchés en évitant le chevauchement des explosions.Dispositifs de court-circuitage et fils avec isolant plastique.DOUILLE MONOPliCE SANS ORIFICES, supprimant les ratés dus au marteau d’air ou d’eau.La douille courte facilite la confection des amorces.UTILISABLES avec tous les voltages communément employés pour le sautage à retardement ordinaire.BOUCHON DE CAOUTCHOUC et sertissure circulaire, assurant l'étanchéité du détonateur.ASSEMBLAGE À LA MACHINE, assurant un rendement uniforme et constant.Pour de plus amples renseignements, adressez-vous au plus proche bureau de ventes des explosifs C-I-L ou écrivez à la Canadian Industries Limited, Division des Explosifs, C.P.10, Montréal, P.Q.Explosifs Explosifs à toutes fins.partout au Canada 'Marque déposée des détonateurs à retardement de type “Long Period Ventless”.2 —AUTOMNE I960 L'INGÉNIEUR ALLIS-CHALMERS VOUS OFFRE.ACCOUPLE- MENTS COURROIES EN V CONCASSEURS REDUCTEURS DE VITESSE MOTEURS ET COMMANDES COM- TAMIS PRESSEURS VIBRATEURS CONDENSEURS TURBINES CONTROLE ÉLECTRIQUE VANNES La marque de confiance POMPES FOURS ROTATIFS CANADIAN ALLIS-CHALMERS B.P.37, MONTRÉAL, CANADA tUIS (HAIMIRS 60-C-1F L'INGÉNIEUR AUTOMNE I960 L’utilisation du procédé de reproduction, noir sur blanc de type diazo, des tracés de plans d’ingénieurs et d’architectes s’accroît au rythme accéléré.Ce procédé comporte des fac-similés fidèles, de lecture facile (sous forme de positifs et non de négatifs), des copies originales ou des tracés et de plus, il écourte le temps consacré aux dessins et amoindrit les frais de reproduction.La maison Bruning, récemment fusionnée avec Paragon Revolute, est désormais en mesure de fournir le plus vaste choix de machines et de matériaux de reproduction, soit à sec ou humide, en noir sur blanc.Modèle Copyflex 320 — Machine à tirage conçue pour reproduire des tracés mesurant,: jusqu'à 42 pouces de largeur.Economique.^ peu encombrante.Caméra de reproduction réduite Revolute — Transparences de format réduit effectuées directement des dessins originaux, pour reproduction instantanée, avec l'appareil de photo-calque ou de type diazo.Caméra planétaire Dea-Graph à microfilm — Définition garantie de l'image à 120 lignes au millimètre et à 30x de réduction.On peut 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numérotés : 1 ?2D 3D 4 D 5 D 6D 7D 8D 9D 10 D 11 D NOM POSITION COMPAGNIE RUE VILLE i I I Matériaux.Bruning fournit les matériaux requis pour le dessin ou la reproduction en noir sur blanc de type diazo ou en miniature.TIRAGE DIAZO ÈCONOMIQ Appareil de pose Copyflex, modèle 42 — Pour installation sur une table ou au mur.Reproduction en noir sur blanc.Cet appareil, bien que léger, peut imprimer jusqu'à 42 pouces de largeur.BRUNIND D'UN RENDEMENT SUPÉRIEUR CHARLES BR LM NC CO., L 3 7 ADVANCE ROAD, TORONTO, ONT Le Revolute Meteor "60” — Fonctionnement aisé, entretien facile.Le Meteor "60" est silencieux, étant actionné par un régulateur électronique de vitesse.Modèle Copyflex 430 — Machine à reproduction noir sur blanc, peu coûteuse, de grosseur moyenne, qui peut absorber des rouleaux ordinaires de 42" ou des rames à feuilles multiples.La Revolute Rochette — Une nouvelle machine de tirage diazo à sec, pourvue d'un simple régulateur à bouton unique, et de rouleaux de développement perforés, en acier inoxydable.Modèle Copyflex 300 — Une machine de table, compacte, complète et peu coûteuse.Largeur d’impression, 30".I w 1 Revolute Star — Les modèles de reproduction à 54 , 42 et 24 pouces tirent jusqu'à 75 pieds à la minute.Utilisation continue, prévue avec le minimum d’entretien.Modèle 675 Copyflex — Reproduction à fort rendement.Haute qualité et travail économique de cette machine surbaissée, profilée et super-actionnée. Hier encore un compte d électricité n était qu une facture d éclairage Il y a 80 ans seulement, Thomas Edison inventait la première ampoule électrique.Cette innovation allait donner naissance à l’une des industries les plus importantes qui soient.Aujourd’hui, cette précieuse auxiliaire qu’est l’électricité, en plus d’éclairer nos maisons, cuit et refroidit nos aliments facilite les travaux domestiques et agricoles, fait marcher nos usines, nous apporte nouvelles et divertissements, protège notre santé, contribue enfin de mille et une façons à notre bien-être, à notre confort et à notre prospérité.Depuis plus d’un demi-siècle la Shawinigan tient un rôle de premier plan dans le développement de l'industrie électrique canadienne.Depuis la mise en service de sa première centrale de 7,500 kw en 1903, la compagnie n’a cessé de réaliser de solides progrès.Elle possède aujourd’hui sur le Saint-Laurent sept usines hydrauliques d’une puissance totale de 1,510,600 kilowatts.6 —AUTOMNE I960 L'INGÉNIEUR r H O P t I T s MIHIIS N E R G I E A^ÉLECTRIQUE Quantité limitée ! Découper et mettre à la poste sans tarder.ALLIED CHEMICAL CANADA, LTD.PRODUITS BRUNNER MONO 1 450, rue City Councillors, Montréal 2, P.Q.Veuillez m’envoyer les résultats des essais faits par le New York State Thruway avec des mélanges de sel et de chlorure de calcium.NOM _____________________________ ADRESSE__________________________ OCCUPATION_______________________ VILLE_______________________PR OV L .touchant l'économie et Vefficacité des mélanges de chlorure de calcium et de sel pour fondre la neige et la glace Ce rapport contient de précieuses données sur le coût et les proportions, les méthodes employées pour le mélange, l’entreposage et la manutention, ainsi que les résultats obtenus en hiver par le New York State Highway Authority.Ces essais peuvent vous être d’une grande utilité dans l’orientation de votre programme d'entretien routier pour l'hiver qui vient.Ce rapport est absolument gratuit et ne vous engage en rien.Remplissez simplement le coupon et mettez-le à la poste aujourd’hui même.ALLIED CHEMICAL CANADA, LTD.PRODUITS BRUNNER MOND 1450, RUE CITY COUNCILLORS, MONTREAL 2 (P.Q.) 100 NORTH QUEEN STREET, TORONTO 18 (ONT.) 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ENGINEERED THOMAS & BETTS LIMITED 751 Victoria Square • Montréal, Québec Bureaux de vente et entrepôts : Saint-Jean, N.B.• Toronto • Montréal Winnipeg • Saskatoon • Calgary • Edmonton • Vancouver Filerie adéquate avec HOUSEPOWER entier 8 — AUTOMNE I960 L'I NGÉN I EUR C'est auprès de l'industrie, du commerce et des centres domiciliaires que le gaz naturel a fait depuis un an ses gains les plus sensationnels.Selon les estimations les plus sérieuses, la consommation prévue de cette nouvelle clientèle de la Corporation de Gaz Naturel du Québec atteindra le niveau de V2 milliard de pieds cubes en août prochain et le total accumulé de la consommation annuelle correspondant aux ventes sous contrat devrait atteindre 12 milliards de pieds cubes à la même date.Cette consommation considérable, ajoutée à celle des 17,000 nouvelles installations de chauffage domestique en service au cours de l'hiver écoulé, représente un volume de gaz supérieur à la consommation totale de gaz dans la région montréalaise l'an dernier.Ces chiffres deviennent encore plus révélateurs si l'on observe que les ventes à cette catégorie de clients n'ont pu commencer qu'en août 1959, à la suite de la ratification par la Régie de l'électricité et du gaz d'un tarif spécial à l'intention des consommateurs de volumes considérables.Ces consommateurs obtiennent le gaz à un prix inférieur à celui du service ordinaire et continu, mais acceptent d'utiliser un autre combustible pendant les périodes les plus froides de l'hiver.APPLICATIONS NOUVELLES DU GAZ NATUREL par Jean Archambault, Ing.P.Directeur des ventes, Nouveaux Projets, Corporation de Gaz Naturel du Québec, Montréal Le nouveau tarif favorise au mieux l'intérêt de l'industrie en mettant à sa disposition un combustible incomparable pendant la presque totalité de son activité.Il permet d'autre part à la compagnie du gaz de faire une meilleure répartition de son approvisionnement.Ses surplus d'été se trouvent utilisés sans que les clients du chauffage domiciliaire n'aient à en souffrir pendant les grands froids de l'hiver.Il est à prévoir que cette tendance de l'industrie à utiliser de plus en plus de gaz naturel se poursuivra au cours des prochaines années, tant la supériorité de ce combustible est incontestée chez les usagers industriels et commerciaux.Dans les autres domaines également, la Corporation consolide ses positions.En fait, c'est au cours de 1959 que les affaires de la compagnie ont démarré pour de bon.En 1958, il a fallu compléter la conversion et établir définitivement les divers services.De plus, on a dû attendre jusqu'à la fin de septembre la ratification des tarifs s'appliquant au gaz naturel.En janvier 1959, la Corporation ne devait enregistrer que 264 ventes d'appareils.Au cours de 1959, cependant, le nombre des nouvelles installations majeures atteint 35,000 dont plus de 17,000 dans le domaine du chauffage, depuis les radiateurs, les poêles-cuisinières et les appareils de chauffage central.On effectuait chaque mois de très importantes conversions au gaz, en particulier dans le domaine domiciliaire.Le temps n'est pas éloigné où la situation dans la région de Montréal ne sera pas différente de ce qu'elle est dans la région de Toronto, où toute la nouvelle construction est installée au gaz dans la proportion de 85%.Ces progrès ont été particulièrement remarquables en décembre, alors qu'on nota une augmentation de 56% du volume des ventes de gaz au regard de décembre de l'année précédente.Par ailleurs.les revenus bruts s'établissaient à $1,307,109 pour décembre 1959, soit une augmentation de $410,354 ou de 46% pour la même période.Les progrès se faisaient sentir de mois en mois : des 35,000 appareils installés au cours de l'année.23% l'ont été au cours des six premiers mois et 77% durant les six derniers mois de l'année.Afin d'être en mesure de répondre à la demande grandissante de gaz, la Corporation s'est assuré par contrat à long terme tout l'approvisionnement dont la région montréalaise pourra avoir besoin.C'est ainsi que les livraisons en provenance de l'Alberta ont été portées à 46 millions de L'INGÉNIEUR AUTOMNE 1960 — 9 Le gazoduc de la rive sud en place sous le tablier du pont Jacques-Cartier.Vue prise de l’île Ste-Hélène.tm a i > a >: :> ' pieds cubes le 1er novembre dernier.D'année en année, des augmentations successives vont élever l'approvisionnement quotidien au point qu'il atteindra 112 millions de pieds cubes en 1963, soit alors l'équivalent d'une livraison quotidienne de 4,000 tonnes de charbon ou de 600,000 à 700,000 gallons d'huile.Du gaz pour l'industrie Ce n'est évidemment qu'après une étude scientifique des vertus des divers combustibles que les chefs d'entreprise adoptent le gaz.Les raisons principales de leur préférence semblent être la très grande flexibilité et l'extraordinaire rapidité du chauffage au gaz.Après expérience, plusieurs industriels se sont rendu compte que certaines opérations, celles du séchage du sable, par exemple, se font plus rapidement et plus facilement au moyen de gaz, et qu'il en résulte une économie appréciable de combustible.La fabrication de l'asphalte, en particulier, est un domaine où le gaz obtient des résultats éton- nants.La flamme du gaz, que l'on peut pour ainsi dire allonger à volonté, permet d'exercer l'action du chauffage plus avant dans la masse, ce qui se traduit par une efficacité plus grande d'opération et une économie de combustible et de main-d'oeuvre.En particulier, le gaz naturel se prête admirablement au chauffage direct.Ainsi est-il tout indiqué pour le travail à chaud des métaux et du verre et pour toutes les opérations de conditionnement.Il ne faut pas chercher ailleurs l'explication du fait que de grandes entreprises comme la Steel Company of Canada et la Dominion Steel and Coal Corp.Ltd., adoptent le gaz naturel dans plusieurs usines de la région de Montréal.La Steel Company La Stelco ouvrait son usine McMaster, à Contrecoeur, à l'automne de 1959.Il s'agit d'une tuyauterie de $10 millions, qui se dresse sur un vaste terrain offrant tout l'espace souhaitable pour d'autres développements éventuels.La méthode qu'on y applique à la fabrication des tuyaux est le procédé continu de soudure par rapprochement.Cette usine a été la première à être desservie par le gaz naturel, à la suite de la construction, au coût de $5 millions, d'une canalisation maîtresse qui met le gaz au service des industries et des résidents de la Rive Sud depuis Contrecoeur, à l'est, jusqu'à Can-diac, à l'ouest.En établissant ainsi ces canalisations longues d'une trentaine de milles, la Corporation a voulu que le gaz naturel s'associât au progrès industriel, commercial et industriel de cette région, promise à l'expansion la plus dynamique au cours des prochaines années.Les espoirs des dirigeants de la Corporation sont déjà pleinement justifiés par le nombre, la diversité et l'importance des usines, commerces et centres d'habitation de la Rive Sud qui adoptent le gaz naturel comme combustible principal.L'usine McMaster n'est pas la seule division de la Stelco à utiliser le gaz naturel.En fait, elle emploie ce combustible dans bon nombre de ses usines, aux divers procédés de fabrication.Il est également intéressant de noter que la Stelco produit la presque totalité des fers à chevaux en usage au Canada.Elle en exporte même en grandes quantités aux États-Unis.Contrairement à ce qu'on croirait, il s'agit d'une industrie fort rentable, en raison de la grande popularité des chevaux dans les territoires isolés, où se produisent en ce moment des progrès très rapides.Autres industries Diverses autres industries tirent avantage de l'une ou l'autre des caractéristiques du gaz.A Montréal, la ville reconnue comme la plus industrialisée au Canada, la facilité d'adaptation du gaz ne 10 —AUTOMNE I960 L’INGÉNIEUR devait pas tarder à être mise en valeur : le nombre des industries qui ont effectué la conversion au gaz naturel est déjà considérable et il augmente tous les jours.Mentionnons la Dominion Engineering Co.Ltd., à Lachine, dont l'énorme chaufferie utilise maintenant le gaz.Cette industrie de machinerie lourde et de grands laminoirs utilise également une assez grande quantité de gaz naturel pour le découpage du métal, de préférence à l'acétylène.La pratique se répand d'ailleurs parmi bon nombre d'autres industries.Le coût du gaz naturel à cette fin s'établit environ au dixième de celui de l'acétylène.Aux ateliers de Ville Jacques-Cartier et de Longueuil de la Canadian Pratt 6 Whitney, on emploiera du gaz naturel pour divers travaux et traitements qu'on fait subir au métal.On sait que l'entreprise construit des turbines et des moteurs d'avions.Elle produit également le fameux hélicoptère Sikorsky.A Varennes, la Canadian Titanium Pigments Limited utilisera du gaz naturel pour l'extraction d'oxyde de titanium des scories venues de Sorel.La majeure partie de cet oxyde est destinée à l'industrie canadienne de la fabrication des peintures.La Montreal Fast Print Limited emploie le gaz naturel en sérigraphie et en divers autres procédés d'impression sur les tissus.On y imprime les pièces de tissu à la manière d'un journal : sur des rotatives.De plus, le gaz y est irremplaçable pour le séchage rapide des couleurs.Les tissus ainsi imprimés servent à la fabrication de tentures, vêtements, etc.Le gaz naturel est également indispensable à l'activité de la Rosemount Barrel and Drum Inc., une industrie qui se spécialise dans la remise en état des tonneaux et contenants métalliques utilisés pour le transport de divers produits, en particulier de combustibles et de carburants, vers les avant-postes du Grand Nord.L'entreprise se charge de récupérer les contenants — disséminés en une multiple d'endroits généralement d'accès difficile — et de les remettre à l'état de neuf.Mentionnons encore la W.H.Schwartz, de Candiac, industrie de produits alimentaires, qui se sert du gaz naturel entre autres choses pour le rôtissage des cacahuètes; Iroquois Glass, de Candiac également, une fabrique de bouteilles et de contenants de verre; American Can et Continental Can, dont tout l'outillage est converti au gaz naturel.Le gaz y sert non seulement à la soudure des contenants, mais également à l'impression lithographique des étiquettes.Solac, une filiale de la Canadian General Electric, établie dans la partie nord de Montréal, se consacre à la fabrication de lampes électriques spéciales, dont les ampoules à vapeur de mercure, pour l'éclairage des rues dans les centres urbains.Du gaz pour fondre la neige Un usage du gaz naturel qui semble devoir prendre de plus en plus d'importance au cours des prochaines années, c'est son emploi pour fondre la neige.Le magazine Cités et Villes, livraison d'avril, présentait un fort intéressant reportage sur le fondeur à neige de la ville d'Outremont.Il s'agit d'une fosse de 30 pieds de longueur sur 20 de largeur et 5 de profondeur dans laquelle les camions remplis de neige déversent leur charge directement sur l'échappement de 11 puissants brûleurs Eclipse enfermés dans des tubes d'acier de 12 pouces de diamètre.L'appareil peut fondre 127 tonnes de neige à la minute.Dans le passé, la ville d'Outremont devait entasser la neige dans les parcs et terrains de jeux de la municipalité.La présence" du nouvel appareil mettra fin à cette pratique, qui retardait l'ouverture de ces terrains publics.Nombre de municipalités ont suivi de près les travaux à Outremont et il est à prévoir que d'autres municipalités suivront son exem- Procédé continu de soudure par rapprochement, à la fabrique de la Stelco, à Contrecoeur.L'INGÉNIEUR AUTOMNE I960— 11 pie.Lelimination de la neige est pour toutes les administrations municipales un problème très aigu, dont le gaz naturel semble offrir la solution.Miron et Frères Si la diversité des industries utilisant le gaz naturel est considérable, l'entreprise qui tient la première place pour le volume de gaz consommé est à coup sûr la nouvelle cimenterie de Miron » ïfji'Æ.Jr % r Vat:^ .U ques ont été établies, à la suite des importantes découvertes de gaz naturel effectuées principalement en Alberta.Ces entreprises se sont consacrées à tirer du gaz naturel la gamme presque infinie de produits pétro-chimiques dont il est la source.Elles traitent le gaz naturel non plus comme combustible, mais comme matière première.Rien ne s'oppose à ce que de semblables industries prennent naissance dans la région montréalaise, puisque le gaz naturel s'y trouve en quantités presque illimitées et à des prix très abordables.Notons que nous nous trouvons au coeur de ce qu'on est convenu d'appeler la "vallée de la chimie", une région qui s'étend de l'ouest de l'Ontario jusqu'à Shawinigan, en passant par Montréal-Est, le plus grand centre de raffinage au Canada.Il n'est donc pas impossible que le gaz naturel soit employé un jour ou l'autre par l'industrie chimique et pétrochimique québécoise.Expansion du côté commercial Du côté commercial, les gains du gaz dans la région de Montréal ne se comptent plus.Restaurants, boulangeries, pâtisseries, hôtels ont été les premiers à reconnaître les avantages exclusifs de la propreté, de la rapidité et de la flexibilité du gaz.Toutes ces qualités ont une égale importance lorsqu'il s'agit de cuisson d'aliments.Dans le cas des boulangeries et des pâtisseries, l'économie de temps de réchauffage des fours est un autre motif important de l'adoption du gaz par un grand nombre de ces entreprises.Là où il fallait autrefois plusieurs heures de chauffage intensif pour amener un four d'une certaine importance à la température désirée, il suffit d'une heure ou moins de chauffage par le gaz pour arriver au même résultat.Une telle économie de temps et de main-d'oeuvre ne pouvait pas être négligée dans une industrie où la concurrence est des plus vives.Quant aux restaurants et aux salles à manger d'hôtels, les avantages qu'on a considérés sont la rapidité et la flexibilité.Dans les grands comme dans les petits établissements, la rapidité du service est toujours de la plus grande importance, en raison de l'affluence qui se produit toujours aux mêmes heures.Un peu plus de vitesse à la cuisine peut être l'élément du succès dans ce genre d'entreprise.D'ailleurs, les cuisiniers de carrière sont généralement férus de la cuisson au gaz.Seul le gaz permet en effet l'ajustement exact de la flamme selon la dimension d'un récipient et le volume de son contenu, conditions à leurs yeux essentielles pour l'obtention de résultats vraiment satisfaisants, vraiment dignes d'authentiques gourmets.Au surplus, les brûleurs de surface des cuisinières modernes sont munis de thermostats qui "prennent" constamment la température du récipient et font automatiquement baisser la flamme au moment opportun.Le restaurant Kon-Tiki et l'hôtel Reine Elizabeth ont fait équiper au gaz leurs cuisines.Il en va de même de la très grande majorité des salles à manger et restaurants de la métropole et des environs.Parmi les boulangeries et pâtisseries utilisant le gaz naturel, figurent Wonder Bakeries Limited, James Stracham, les biscuiteries Christie Brown & Co.Ltd., pour n'en citer que quelques-unes.Les nouveaux immeubles commerciaux ou à bureaux, les centres d'achats, les hôpitaux et autres grandes institutions où l'espace coûte cher adoptent de plus en plus le gaz naturel pour tous leurs services : chauffage des locaux, chauffage de l'eau et incinération.Il en va de même d'un grand nombre de maisons de rapport qui ajoutent en plus un quatrième service, celui de la cuisson.Expansion domiciliaire C'est le cas de Norgate, le plus grand centre domiciliaire du gen- L’I NGÉN I EUR AUTOMNE I960— 13 re.au Canada, dont les 75 immeubles et les 1,133 appartements bénéficient de services tout-au-gaz.C'est également le cas des appartements Cavalier, qui groupent 240 logements.Parmi les autres centres d'habitation où le gaz naturel sera le combustible principal, mentionnons encore les Habitations Jeanne Mance, ensemble de 840 appartements modernes dans l'est de la métropole, et les appartements Dixie Gardens, à Lachine.Sur la rive sud, mentionnons les centres domiciliaires de Candiac et de Boucherville.La consommation combinée de ces dernières installations représente plusieurs centaines de millions de pieds cubes de gaz par an.Les entrepreneurs et constructeurs de maisons épargnent de $150 à $200 par maison du seul fait de l'installation du chauffage au gaz.Ce fait explique en partie la popularité du gaz dans les quartiers neufs desservis par le réseau de la Corporation.En effet, cette popularité serait de courte durée si les acheteurs éventuels ne trouvaient leur avantage aussi à disposer de services au gaz chez eux.En fait, la plus grande efficacité et la plus grande rapidité de chauffage du gaz le font préférer aux anciens combustibles.Dans le cas du chauffage, le gaz rivalise sur un pied d'égalité avec l'huile légère, du point de vue du prix du combustible lui-même.Les nombreux avantages secondaires du gaz — élimination des réservoirs, suppression des frais d'entretien de l'appareil de chauffage, diminution des frais d'entretien des locaux par suite de la propreté plus grande du chauffage au gaz, confort accru et contrôle plus parfait de la température — impliquent en réalité une économie substantielle à longue échéance.Un autre facteur qui contribue à accentuer encore les progrès du gaz dans les nouveaux quartiers domiciliaires est le fait que la Corporation de Gaz Naturel consent des prêts en deuxième hypothèque aux acheteurs de maisons qui en font la demande, à la condition que leur future maison soit équipée d'appareils à gaz, en particulier pour le chauffage des locaux et le chauffage de l'eau.Comme on l'a vu par les exemples donnés plus haut, la population et l'industrie montréalaise ont accepté d'emblée le gaz naturel.En deux ans, la Corporation de Gaz Naturel du Québec s'est imposée à tous, après être partie pour ainsi dire à zéro.A l'époque du gaz artificiel, la rareté du gaz avait en effet interdit, depuis de nombreuses années, tout effort d'expansion.La nouvelle compagnie dut donc former tout un personnel non seulement de vente, mais aussi d'entretien; elle dut même dans plusieurs cas s'occuper de familiariser les plombiers avec les problèmes particuliers des installations à gaz.Déjà, cette compagnie jeune et dynamique participe de façon fort importante à la vie économique de la région.Dans une causerie prononcée le 9 décembre 1959, le vice-président administrateur de la Corporation, M.Leonard Milano, déclarait qu'au cours de l'année qui se terminait, l'industrie du gaz naturel avait apporté un chiffre d'affaires supplémentaire de $8 millions aux marchands d'appareils à gaz, aux plombiers et aux entrepreneurs en chauffage.La Corporation emploie 1,600 personnes, soit une augmentation de plus de 900 sur le nombre d'employés transférés de l'Hydro-Québec et l'équivalent d'une importante industrie de la métropole.La Corporation verse annuellement $6 millions en salaires; elle fait en plus des achats pour quelque $5 millions à l'avantage d'environ 500 entreprises canadiennes; elle verse en impôts au profit des maisons d'enseignement et des divers services publics, tels que santé publique, service de police et de protection contre les incendies, une somme de $1 million; elle a effectué au cours de l'année écoulée plus de $12 millions en travaux d'expansion du réseau, dont la construction du prolongement desservant la Rive Sud.On prévoit en outre un programme de travaux de $44 millions pour l'expansion et la mise en valeur des services de distribution d'ici 1963, si la demande du public continue de s'accroître au rythme actuel.On se rend compte du brillant avenir auquel l'industrie montréalaise du gaz est appelée si on jette un regard sur les chiffres de l'utilisation du gaz naturel aux Etats-Unis.En effet, plus de la moitié des 51 millions de maisons y sont chauffées au gaz, dont 80% depuis la seconde grande guerre seulement; nos voisins achètent près de quatre fois plus de chauffe-eau à gaz que de chauffe-eau électriques, soit, pour l'année 1958 seulement, près de 3 millions.Aux Etats-Unis encore, on comptait, en janvier 1959, 41 millions d'usagers utilisant plus de 100 millions d'appareils et on considère que l'industrie gazière s'y conquiert chaque année environ un million de nouveaux clients.Les usagers domestiques du gaz comptaient à cette date pour 38 millions, ce qui revient à dire que plus de 100 millions d'Américains vivent au gaz.Il convient d'ajouter que nos voisins s'y connaissent en bien-être et en confort puisqu'ils jouissent du niveau de vie le plus élevé au monde.C'est donc avec optimisme que la Corporation de Gaz Naturel du Québec envisage l'avenir.Dès maintenant, elle sait qu'elle peut compter sur l'appui de la population montréalaise et elle entend être en tout point digne de cette confiance.14 —AUTOMNE I960 L‘l NGÉN I EU R EQUILIBRE THERMIQUE DANS LA PURIFICATION ZONALE DE L'ALUMINIUM por Jean Lefebvre, Ing.P.* SOMMAIRE Depuis quelques années, la méthode de la zone fondue prend de plus en plus d'importance dans l'industrie (ex : germanium et silicium pour semi-conducteurs) et en recherche sur les caractéristiques des métaux.Un bon rendement de cette méthode nécessite entre autres, une longueur de zone fondue constante durant tout le temps de son déplacement d'une extrémité à l'autre du lingot.Cette condition est très difficile à réaliser si le métal à purifier est bon conducteur de la chaleur comme par exemple, l'aluminium.Il a donc été jugé utile d'étudier la purification zonale de l'aluminium au point de vue thermique dans le but de déterminer les conditions d'équilibre qui permettraient d'améliorer le rendement de la méthode, en maintenant constante la longueur de la zone fondue.SYNOPSIS In recent years, zone melting has grown in importance commercially (for example : germanium and silicon for the semi-conductor industry) and in research on the properties of metals.The efficiency of the method is based among other things on keeping the molten zone of constant length during its travel along the ingot.If the metal to be purified is a good thermal conductor, such as aluminum, this condition is difficult to realize.It was therefore found important to study the heat flow occurring during the zone purification of aluminum, in order to determine the equilibrium conditions which will help improve the efficiency of the method by maintaining a molten zone of constant length.* Surveillance du travail : Monsieur Rémi Tougas, M.Sc.A., Ing.P.; Chef du Département : Monsieur André Hone, D.Sc., Ing.P La purification zonale Le procédé de purification zonale d'un métal est basé sur le diagramme d'équilibre de l'alliage et consiste à déplacer une zone de métal liquide dans un lingot solide (1).La purification se fait à l'interface de solidification.En pratique, on n'a pas toujours besoin d'avoir un métal ultra purifié, et souvent, après 7 ou 8 passages de zone, on obtient une purification satisfaisante.Cependant, il est utile de pouvoir connaître sans analyse la courbe de la distribution réelle des solutés dans le lingot.Le cas de l'aluminium A cause de sa grande conductibilité thermique, l'aluminium distribue rapidement dans toute sa masse, la chaleur qu'il reçoit en un point.Les régions qui se trouvent de chaque côté de la zone fondue sont donc à des températures voisines du point de fusion de l'aluminium.’Quand on fait voyager la zone liquide le long du lingot, surviennent ordinairement des changements de longueur de la zone dus au fait que l'écoulement de chaleur ne peut être symétrique de part et d'autre de la zone liquide.Nécessité d'une zone de longueur constante Après un passage de la zone fondue, la répartition normale du soluté nous est donnée par les relations suivantes (1) : a) Entre O et (L-i), L étant la longueur du lingot, et 1, la longueur de la zone fondue : kx C l jr - MW e L/O C : concentration initiale en soluté, DISTANCE LE LONG DU LINGOT Fig.1 — Répartition possible d'un soluté dans un lingot de purification zonale après un passage de la zone fondue, pour deux conditions différentes : (A) longueur de la zone fondue constante, (B) longueur de la zone fondue variable.L'INGÉNIEUR AUTOMNE I960— 15 11*0 We:*»i«^o«se —f D'où la nécessité de pouvoir maintenir au cours d'opérations de purification zonale une longueur de zone constante.Écoulement de la chaleur Un dispositif expérimental installé dans les laboratoires du Département de Génie Métallurgique de l'Ecole Polytechnique nous Fig.2 — Vue d'ensemble du dispositif utilisé dans le cours du présent travail pour la détermination des gradients de température le long d'un lingot de zone fondue pour différentes positions de la zone.C : concentration en un point x du lingot, k : coefficient de partage du système.b) Entre (L-i) et L : C W ~r~ = k{\-g) où g est la fraction solidifiée.Pour des valeurs moyennes et courantes de k, L et /, on pourrait obtenir, par exemple, une répartition du soluté semblable à celle donnée par la courbe (A) sur la figure 1.Si, par ailleurs, on refait les calculs en conservant k et L constants mais en faisant varier le paramètre 1 d'une façon similaire à celle observée en pratique, on obtient une courbe de distribution telle que celle illustrée sur la figure 1 (B).La forme de la courbe (B) est très difficile à prévoir en pratique et, après un certain nombre de passages durant lesquels la longueur de la zone a varié, il est à peu près impossible de donner la courbe de répartition réelle du soluté dans le métal.Il peut même arriver que dans certains cas on détruise ou à peu près, au cours d'un passage, la purification obtenue au cours des passages précédents.a fourni les données nécessaires aux calculs d'écoulement de chaleur.Ce dispositif, montré sur les figures 2 et 3, permettait de mesurer simultanément douze températures différentes à l'intérieur même du métal et à l'extérieur du tube du quartz.Les gradients de température de part et d'autre de la zone fondue étaient établis de la façon suivante : une fois les douze thermo-couples en place, on commençait le chauffage pour obtenir une zone à une position déterminée dans le lingot.Le chauffage était suivi sur le potentiomètre enregistreur, et une fois la zone fondue établie on s'assurait d'avoir obtenu un état d'équilibre — courbes de température parallèles — durant au moins dix minutes avant d'arrêter le chauffage.A partir des gradients de température ainsi obtenus, on a calculé l'écoulement de chaleur au moyen de deux méthodes différentes .a) Méthode approchée : L'aluminium étant excellent conducteur de la chaleur, on suppose que l'écoulement calorifique dépend surtout de ce métal.On Fig.3 — Gros plan de la portion centrale de la fig.2, montrant la position des thermo-couples dans le métal et à l'extérieur du tube de quartz.Tous ces couples sont reliés à un potentiomètre enregistreur à 12 canaux.16 —AUTOMNE I960 L'INGÉNIEUR étudie donc la répartition de la chaleur comme si le lingot d'aluminium était seul dans le système.b) Méthode classique : On étudie l'écoulement de la chaleur en tenant compte du montage réel du système : un tube de quartz à l'intérieur duquel se trouve le creuset d'alumine qui contient le lingot d'aluminium.Un léger courant d'argon circule dans le tube de quartz.Pour ces calculs, on a utilisé les relations classiques qui régissent la conduction, la radiation et la convection.L'écoulement de la chaleur le long de tout le lingot vers l'atmosphère a été déterminé au moyen de ces deux méthodes pour différentes positions de la zone fondue dans le lingot.Nous donnons un exemple du type de diagramme d'écoulement obtenu sur la figure 4.Conclusion Après étude comparée de ces différents diagrammes d'écoulement de chaleur et des gradients de température pour les différentes positions de la zone fondue le long du lingot, nous avons conclu que la façon la plus simple de stabiliser la zone fondue serait d'augmenter considérablement le gradient thermique dans les régions voisines de la zone liquide.Pour ce faire, nous avons < ?- CD LU (0 LINGOT D'ALUMINIUM ZONE FONDUE DISTANCE Fig.4 — Ecoulement de chaleur d'un lingot d'aluminium semPcirculaire lorsque la zone fondue est à une extrémité du lingot.Un isolant rend les pertes aux extrémités pratiquement nulles.suggéré d'abaisser rapidement la température extérieure du tube de quartz de part et d'autre de la zone fondue au moyen d'air comprimé ou d'eau froide.On poursuit actuellement un travail de recherche en ce sens.Ce travail fait partie du programme de recherches qui se poursuivent actuellement au Département de Génie Métallurgique de l'Ecole Polytechnique sur les méthodes susceptibles d'augmenter le rendement du procédé de purification des métaux par la méthode de la zone fondue.Ces travaux ont pu être entrepris grâce à une subvention du Conseil National des Recherches du Canada.Bibliographie (1) W.G.Pfann, "Zone Melting'', John Wiley z0> d- (8) Les coordonnées (x, y, z) de chaque élément à l'instant t, sont des fonctions continues de ses coordonnées initiales (xQ, y0, z0) et du temps t.Les variables x, y, z et t sont par définition les variables de Lagrange.Le principe de la conservation de la masse nous permettra d'écrire dmQ = dm (9) PodVo = pdV (10) ou bien dV Po = dVr (H) dV Le rapport -rrr qui existe entre le volume occupé a V 0 par une petite portion de fluide à l'instant t et le volume occupé par cette même portion quand t = O est interprété comme étant un Jacobien, donc d\> 7 = = 7 f> (x, y, z) d (x( 5* Zo) dx dx dx dxQ d>o dy dy dy dx0 ày0 dz o dz dz àz dxQ dVo àZo (13) Il est peut-être difficile de concevoir que le rapport 4X- = 7 mais par analogie a une dérivée ordinaire d* o la valeur absolue du Jacobien peut-être aussi interprétée comme étant la limite du rapport AV.xyz AV, (14) yol Zq, t): x = g (xQ, yQ' Zo' *) y h (xq, yG, Zo, d Z = n (xol yol Zq, t) (16) La masse de la particule à l'instant t sera représentée par JÏT P (x, y, z, t) dx dy dz- Rxyz (17) L’INGÉNIEUR AUTOMNE 1960—19 Le principe de conservation de la masse exige que cette intégrale soit constante.Nous pouvons dire que sa dérivée s'annule ^ P Z' ^ ^ ^Z = ^ (18) Rxyz Développons cette intégrale en faisant un changement de variables itSJJpdxdydz= Rxyz ê jirpu°' >,°'zo,t) Rx0 y0z0 » O.d (x, y, z) d{xQl yQl Zo) dxQ dy0 dzQ L'expression d {x, y, z) (19) représente un Jacobien d {x0, yQl z0) que nous remplacerons par l'abréviation usuelle J.Dérivons maintenant l'intégrale HT [17 7 + 17 p] dx° d>'° d-o = °¦ (20) *x0 y0 Zo Trouvons ce que vaut-^-.Développons tout d'abord le Jacobien J (13) en appelant dx dy i dz T-ax> 3— — bx', ~— OX0 OXQ OXq dx ' dyo .dy ^Wo hy, dz _ dx _ dy _ , dz _ Wo - Cy; âz ~ a* Ât " H àZ ¦ c*' 4* bx Cx 0 Nous aurons de même pour b = V y et c = V £.(V représente l'opérateur -2- i -f j -f ~r~ h).dx o dy0 dz0 Le Jacobien J peut donc s'écrire sous une forme nouvelle: 7 = Vx X V y • V s = Vx.V) X V^ (23) Dérivons l'équation (23) par rapport à t en suivant l'ordre cyclique: p = ËZî.xva dt dt av\VîXV^^.VxXV,.(24) dt dt Nous savons que: .aVx d2x dt dxn dt i + d:x dy o dt j + d~x dZo dt dvx ., di>x i i dvx i 4-pj + ^k = Vvx dxQ dyQ dzQ Aussi nous aurons dVy dt V i; X V ^ représente le rapport de deux quantités scalaires.A l'aide de transformations simples, nous pouvons montrer que ce rapport devient Appliquons le même raisonnement au dx 2ième et au 3ième terme; l'équation (29) prendra la forme: 1 d 7 dvx dvy dv% 7 dt dx dy dz (30) (31) = (£i+^i+êk)‘Ki + ^i + ^k) L'équation (31) est le produit scalaire V.v qui représente, par définition, la divergence du vecteur vitesse dont l'abréviation est div v.Elle peut être interprétée comme étant le taux de changement de volume par unité de volume de l'élément de fluide qui se déplace.Nous pouvons maintenant écrire l'équation (24) sous la forme ^2 = 7 div v (32) dt dl Dans l'équation (20), remplaçons —^ par 7 div v dt et revenons aux variables originales en employant la relation (12).Nous obtiendrons [3?+ div (pv)] dx dy dz = O.(33)