REPARTITION DE RAILS ENTRE PARIS ET ÉTIGNY

(264 kilomètres de voie simple)

Déténoralion du champignon Fentes longitudinales

ANlfltBS

Ecrasements

Détérioration du patin

Cassures longitudinales au droit de la traverse

Cassures transversales par le trou du patin. Cassures transversales en dehors du trou du patin.

Totaux des rails avariés

L'emploi d'un ballast en pierre cassée, la pose de selles en acier sur toutes les traverses, la substitution des tirefonds

aux che ville ttes et crampons sont les moyens qui paraissent les plus efficaces pour arrêter ce genre de détériorations en pareille circonstance.

3° Vitesse des trains. — La nature spéciale du ballast entre Paris et Etigny, en accélérant la détérioration des rails d'acier, met en relief les effets des principaux facteurs de Tusure, à savoir : la vitesse des trains et la pose de la voie.

Les résultats obtenus conduisent aux conclusions suivantes :

1« Quand la voie est à peu près en palier ou quand les pentes et les rampes sont réparties à peu près également, le coefficient moyen de détérioration est sensiblement le même sur les deux voies ;

2® Quand il y a pente ou rampe sur toute Tétendue de la subdivision, la voie en pente donne un coefficient plus élevé que la voie en rampe ; ainsi, pour des pentes moyennes de 2 à 3 millimètres par mètre, atteignant sur quelques points 5 millimètres, le rapport des deux valeurs varie de 2 à 3.

4» Pose de la voie. — Les fentes longitudinales des rails d'acier paraissent se produire plus souvent sur certains points de la voie et dépendre de la pose.

Aux passages à niveau, par exemple, les rails fendus au champignon sont plus nombreux qu'en pleine voie, et, surcertaines sections où les fissures du champignon sont très rares, les rails fendus proviennent exclusivement des passages à niveau. Ce qui semble être attribué à la boue du macadam apportée sur les rails par les roues des voitures.

Le nombre et remplacement des fentes longitudinales dépendent de Técartement des traverses, du sens des trains et du profil de la voie en plan. Les fentes longitudinales se produisent surtout au-dessus des traverses voisines du joint et, de préférence, sur la première traverse de contre-joint (fig. 150).

En alignement droit la file de laccotement se comporte différemment de celle de IVntre-voie ; sur cette dernière les fentes se produisent très rarement sur les traverses intermédiaires (7 fois en 1888), souvent sur la dernière traverse

(31 fois en 1888), et plus souvent encore sur la première traverse (100 fois en 1888).

Sur Faccotement Tinégalité entre les traverses extrêmes est moindre; mais, si les fissures ont légèrement diminué au-dessus de la première traverse (85 fois au lieu de 100), elles ont considérablement augmenté d'abord sur la dernière traverse (70 fois au lieu de 31) et sur les autres traverses; en somme, les fissures ont augmenté sur l'accotement de 54 0/0.

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Fio. 150.

L'usure régulière et les ruptures des rails d'acier sont également plus élevées sur l'accotement que du côté de l'entrevoie ; l'augmentation est de 25 0/0 pour la première et de 32 0/0 pour les secondes.

La raison de cette inégalité entre les deux files est que le débourrage plus rapide des traverses sur l'accotement amène rinclinaison du plan de la voie de ce côté et reporte une charge plus grande sur les rails.

En courbe, la surcharge est sur la file du petit rayon, aussi c'est sur cette file que les fissures, qui se produisent toujours en plus grand nombre sur la première traverse, sont les plus nombreuses; l'augmentation est encore plus importante, quand la file du petit rayon est en même temps sur Taccotement.

Sur Tentre-voie le bourrage se maintient généralement bien et parait sufOsant pour empêcher les fissures de se produire sur la dernière traverse.

$• Déclivités. — Quand les déclivités ne dépassent pas 5 à 8 millimètres, la courbe du coefficient de détérioration est très voisine de celle qui a été donnée par la ligne de Paris à Marseille.

Quand la déclivité atteint et dépasse 8 millimètres, le coeffi-

cienl augmente avec cette déclivité. Ainsi, pour la ligne «iu Hhône au Mont-Cenis,dontIa dixième partie présent^ entr? Saint-Michel et Modane, une déclivité de 30 millimètres, Ir coefficient a atteint 18, c'est-à-dire une valeur 21 fois plus élevée que sur la ligne de Paris à Marseille (croquis 149).

Généralement la valeur de ce coefficient reste sensiblement proportionnelle au coefficient théorique, c>>t-à-dir»* constante au-delà de 50.000 trains; c'est ce qui se présente pour les lignes ci-après :

C4efBr.««t

de délério'^iMi

Ligne de Lyon à Genève. ... (13 0/0 de déclivités de lo""}. 2,8i

— Livron à Privas . . — — 0.13

— Aix à Marseille.... — — 0.5^

— Saint-Germain-des-Fossés à la Bastide (35 0/0

de déclivités de 13—). 3,34

,., ^^. , ^ < 40 0/OdedécHvitésde !>- t , ^,

— bt-Etienne a Lyon j g q^^ __ 20— i ^'^

— La Bastide à Nfmes (20 0/0 — 23—) 5.63

— Rhône au Mont-Cenis (10 0/0 — 30—) 18.11

Sur cette dernière ligne, le coefficient de détérioration a augmenté jusqu'en 1882, pour redescendre en 1887 à 10,52.

On avait constaté, en 1882, que sur une section d'essai en rampe de 30 millimètres, dans le tunnel des Sordei-ett^rs 64 00 des rails d'acier étaient hors de service après deux ans et cinq mois de pose, et le passage de 2.000 trains seulement : tous les rails étaient fendus au champignon; sur la pente, au contraire, aucun rail ne présentait ce défaut. On reconnut que le sable jeté par les machines pour augmenter l'adhérence était la seule cause de cette détérioration. O sable provenait de l'Arc près Saint-Jean-de-Maurienne : « grosseur était irrégulière, il était composé de quartz et Jf schiste ardoisier; son infiuence, pour augmenter l'adhérencf, était médiocre, car il était jeté en quantité considérable.

A la suite d'inconvénients semblables constatés en Suisse et en Italie, on avait remplacé, dans ces pays, le sable parun jet d'eau chaude qui lavait le rail et donnait au.x roues une adhérence suffisante. Ce moyen, en dehors d'une dépense coûteuse, avait, paraîl-il, l'inconvénient de^ ne bien réussir

que dans les alignements droits et de réduire de plus de 7 O/O la puissance de la machine; c'est pourquoi le Service de la Traction préféra changer la nature du sable qui fut pris aux environs de Valence. Il était formé de grains réguliers de la grosseur de grains de mil, composé de quartz et <le feldspaths et plus dur que le sable primitif. L'adhérence que ce sable donna aux machines fut considérablement améliorée, et la diminution des rails remplacés en fut la conséquence : le nombre, qui était de 226 sur 16 kilomètres, en 1881, n'était plus que de 13, en i887.

Ainsi, quand Tadhérence des roues sur les rails est bonne, ceux-ci ne sont soumis à aucun frottement de glissement, et les fentes longitudinales ne se produisent plus, même en présence du sable jeté par les machines. Il faut en conclure que, pour développer les fissures dans le champignon des rails, la compression du sable contre le rail ne suftil pas ; il faut qu'il y ait glissement.

6*> Type des rails. — En comparant les coefficients de détérioration de différentes lignes de même latitude, posées avec des rails d'acier de types différents, mais de provenance semblable, et sur lesquelles les trains ont des vitesses comparables, on trouve t,40 comme rapport des coefficients de détérioration des rails P. L. M. et P. M.; le rapport des moments

1.141 d'inertie de ces rails est de ' =zrl,20, sensiblement plus

faible que le chiffre ci-dessus, ce qui tient sans doute à cette circonstance que fécartement des traverses est plus grand avec la voie P. L. M. A qu'avec la voie P. M.

Ainsi les détériorations de toute nature augmentent quand le rail fléchit davantage.

Les rails de la Compagnie du Nord confirment cette conclusion : des expériences faites sur des rails de 30 kilogrammes du Nord,d'ûgeà peu près égala celui des rails de 34 à 39 kilogrammes de la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée, avec une circulation à peu près comparable, ont donné une proportion de rails rebutés environ 3 fois moindre sur le réseau Paris-Lyon-Méditerranée que sur le réseau du Nord, dont les rails sont plus légers.

1^ Provenance. — On a remarqué que les rails en acier Martin (relativement plus doux) fabriqués avec une forte proportion de vieux rails donnaient un coefficient de détérioration pins élevé.

M. Couard arrive à cette conclusion :

A l'exception des tunnels, des fortes pentes, des entrées de gare et de la file extérieure des courbes de très faible rayon, Tusure régulière du champignon des rails d'acier n'est pas à craindre ; les rails seront détériorés avant d'arriver à leur usure limite.

Pour ces cas particuliers, qui ne constituent qu'une faible proportion des réseaux, on peut augmenter la durée du rail en augmentant ses dimensions.

Les ruptures transversales, aussi bien que les fissures longitudinales, semblent suivre une loi bien définie : le nombre des rails avariés depuis la pose augmente proportionnellement au carré du nombre des trains que les rails ont supporta

Ces avaries augmentent avec le tonnage, avec la vitesse, avec la flexion du rail et avec l'abaissement de la tempéra* ture.

Un rail d'acier durera d'autant plus qu'il fléchira moins et que Tacier sera moins sujet aux soufflures ; pour ces raisons l'acier dur doit être préféré à l'acier doux, et il paraît à propos d'employer des rails lourds; le bas prix de l'acier rend cette mesure facile et profitable, car l'augmentation de durée des rails aura pour conséquence la durée plus grande des traverses et du petit matériel et, par conséquent, la diminution des frais d'entretien.

Eulin, la nature du sable jeté par les machines, pour aucmenter l'adhérence des roues, doit être choisie avec soin, «r la durée des rails en dépend ; il en est de même du ballast: le gravier et la pierre cassée doivent être préférés au sable lin.