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ils deviennent ainsi indesserrables, sans qu'on ait besoin de recourir à des artifices compliqués.

Pour assurer la rigidité du joint et diminuer autant que possible Técartement des éclisses au passage des charges, il y a intérêt à augmenter le serrage des boulons. Mais il faut toutefois que l'effort maximum supporté par ces derniers ne dépasse pas la limite d'élasticité correspondante à leur section totale. Cet effort se compose de l'effort permanent provenant du serrage et de l'effet des charges mobiles. Plus ce dernier sera faible, plus les éclisses pourront être serrées énergiquement et moins elles seront exposées à bâiller. Cette considération a conduit à diminuer Pinclinaison des éclisses sur l'horizontale.

Soit en effet P le poids que le rail chargé reporte sur

l'éclisse. Ce poids peut se décomposer en deux forces normales aux portées et égales chacune à P 2cos« Leur composante horizontale qui est égale à

Fig.157. |tg,

tend à écarter les éclisses. Mais il faut en retrancher la composante horizontale du frottement qui agit en sens inverse. Le frottement de l'éclisse sur les portées sous

P Pf

une pression normale ^ ost égal à ^

^ 2 cos a ^2

cos«

et sa

composante horizontale est

Pf

Pf

cos « = -7^

^COSa""""^ 2

IjGs éclisses sont donc en somme soumises à un effort horizontal

F=|-(tg — f)

Autrefois, en raison des nécessités du laminage, les portées d' éclisses étaient très inclinées sur l'horizontale : dans l'ancien rail type Orléans et État on avait, en adoptant pour fia valeur 0, 20,

Dans ces conditions, on ne pouvait pas serrer les boulons assez énergiquement, et les éclisses bâillaient au bout de peu de temps.

Actuellement en France, l'inclinaison des portées d' éclisses sur l'horizontale est de 1/2, ce qui réduit F à

Cette valeur est relativement faible, car, en donnant à P la valeur de 16 T, elle ne dépasse pas 2400 kilogs. En Allemagne on va encore plus loin, et l'inclinaison est réduite à 1/2,5, 1/3 et même 1/4. Dans ces conditions, les boulons n'ont guère plus à supporter que l'effort provenant du serrage, mais, avec le profil qui en résulte pour le champignon, les rails deviennent difficiles à laminer.

Les éclisses étaient autrefois de simples plaques de fer ; on a reconnu progressivement la nécessité de renforcer leurs sections pour augmenter la rigidité du joint on les a allongées pour la même raison et en outre, comme nous l'avons déjà indiqué, pour empêcher le cheminement du rail dans le sens longitudinal ; aujourd'hui on les fait en acier et on leur donne diverses formes profilées destinées à augmenter leur moment d'inertie.

Avec les rails à double champignon, on prolonge les éclisses par la partie inférieure jusqu'en dessous du rail, ce qui augmente leur hauteur et par conséquent leur moment d'inertie ; on leur Fig. i58.

donne en outre une longueur suffisante pour qu'elles butent contre les coussinets afin d'empêcher le cheminement du rail. Avec le rail Vignole, on donne aux éclisses la forme de cornières, ce qui augmente également leur moment d'inertie ; et en outre, dans le même but que précédemment, on appuie leur base sur les traverses entre lesquelles se trouve le joint, et on y perce des trous dans lesquels passent les crampons ou les tirefonds. On emploie également avec le rail Vignole en Allemagne des éclisses dont le prolongement inférieur descend au-dessous du patin dans toute la partie comprise entre les traverses de joint.

Fig. 159.

Fig. 161.

Le poids des éclisses, qui n'est guère que de 9 à 10 kilogs dans les anciennes voies, s'élève jusqu'à environ 20 kilogs dans les nouveaux modèles ; il est même beaucoup plus élevé dans certains types et atteint 26 kilogs

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dans la nouvelle voie du Nord, et 35 kilogs dans la voie du P. L. M. à rails de 47 kilogs.

180. — Trairerses. — Rôle des traverses . — Les traverses répartissent sur le ballast la charge que supporte la voie ; elles entretoisent les rails et maintiennent leur inclinaison constante. Sur une voie normale et avecles charges actuelles, les traverses en bois doivent avoir au moins de 0" 20 à 0"* 30 de largeur, 2°» 50 de longueur et de 0°" 14 à 0™ 18 de hauteur. La largeur a une très grande importance ; en effet, on ne bourre pas les traverses sur toute leur longueur, car, comme elles fléchissent au passage du train, elles risqueraient de se briser ou de basculer ; c'est seulement au droit du point d'application de la charge, c'est-à-dire sous les rails et à environ 0" 20 de part et d'autre de l'axe de ceux-<5i que les traverses reposent sur le ballast ; au delà, l'intensité du bourrage va en décroissant comme l'indique

Fig. 162.

la courbe ci-dessus qui est conforme aussi bien à la pratique qu'à la théorie. Lorsque la pression par cent, carré sur le ballast est trop forte, la traverse tend à se débourrer, parce que le bloc de ballast sur lequel elle repose se désagrège, ou que le sol placé en dessous s'écrase. Il est bon de ne pas descendre au-dessous de la largeur de 0" 22.

La longueur des traverses est, comme leur largeur, commandée par les conditions dans lesquelles se fait le bourrage; leur assiette est beaucoup meilleure lorsqu'elles sont longues que lorsqu'elles sont courtes. La

longueur ne doit pas descendre au-dessous de 2" 40 et il est bon qu'elle atteigne au moins 2°* 50.

Il est important de ne pas donner aux traverses une épaisseur trop faible, parce qu'en diminuant leur résistance, on s'expose à les voir se briser et que la solidarité entre les rails qu'elles supportent est d'autant mieux assurée qu'elles sont plus rigides. Il faut tenir compte en outre avec les voies Vignole sans selles, et même avec les voies Vignole munies de selles et avec les voies à coussinets si la surface d'appui est insuffisante, de la diminution d'épaisseur qui résulte des resabotages successifs et qui affaiblit la traverse sur une largeur de 0™ 15 à 0" 30 au droit de chacun des rails.

Pour les voies parcourues par des machines de faible poids la largeur des traverses peut descendre à 0" 18 et pour les voies étroites leur largeur peut descendre à 1°" 80.

181 . — TravemMs en 1iol«« — Bois employés hahituellement. — Les traverses en bois sont généralement en chêne, hêtre, pin ou sapin. Dans certains pays on emploie également quelques autres essences notamment le mélèze. Le chêne, le hêtre et, dans une certaine mesure, le pin, supportent seuls le Vignole sans selle.

Les traverses, dès qu'elles sont mises en place, sont dans de mauvaises conditions de conservation ; elles sont écrasées par le rail, la selle ou le coussinet ; les resabotages les affaiblissent progressivement avec le rail Vignole, et même avec le rail à double champignon si le coussinet est trop petit ; elles sont soumises à des alternatives de sécheresse et d'humidité et exposées à la pourriture qu'il est impossible d'éviter. Quand le ballast est très perméable elles se conservent mieux ; mais

le ballast finit toujours par se mêler plus ou moins à la terre de la plateforme et à celle qu'apporte le vent, et sa perméabilité diminue.

La durée des traverses blanches, c'est-à-dire qui n'ont pas subi de préparation spéciale destinée à empêcher la pourriture, est variable selon l'importance des causes de destruction que nous venons d'énumérer, selon l'essence et la qualité du bois dont elles sont formées, selon le climat, la nature du ballast et celle de la plateforme. On peut admettre qu'en France les traverses en chêne durent en moyenne de douze à quinze ans ; il y en a qui durent beaucoup plus, mais il y en a aussi qui durent notablement moins. La qualité du chêne est extrêmement variable : les arbres qui ont poussé dans un terrain sec et rocailleux donnent un bois très dur et qui résiste pendant longtemps à la pourriture ; ceux qui ont poussé dans des terrains bas et humides donnent un bois mou et qui pourrit très vite. La proportion d'aubier qu'on tolère dans les traverses a aussi une grande influence, car l'aubier s'attaque très rapidement. Les cahiers des charges stipulent en général, il est vrai, que les traverses doivent être sans aubier ; mais cette clause n'est pas exécutable d'une manière absolue dans les conditions de prix admises habituellement.

Les traverses en hêtre, pin et sapin dureraient très peu si elles n'étaient pas injectées, mais on les emploie rarement sans préparation.

Injection. — Le but de l'injection des bois est de remplacer dans leurs canaux les substances putrescibles par des substances imputrescibles et antiseptiques.

On a imaginé un certain nombre de procédés d'injection. Le premier, celui du docteur Boucherie,

consistait à utiliser la force ascensionnelle de la sève pour aspirer le liquide injecteur à sa suite dans l'arbre encore sur pied ; à cette méthode, trop primitive bien que très ingénieuse, on a ensuite substitué l'injection sous pression après abatage de l'arbre, mais on opérait encore sur le terrain même en installant un réservoir surélevé. Actuellement on procède uniquement en vase clos ; on fait le vide dans un récipient contenant les traverses, puis on introduit du liquide qu'on comprime à six atmosphères environ. Dans certaines compagnies notamment à la compagnie de l'Est, on étuve d'abord les traverses à 80® pour les sécher.

Les antiseptiques en usage sont de deux sortes : les sels métalliques solubles et les huiles lourdes de houille désignées généralement sous le nom de créosote. Les sels métalliques employés le plus habituellement sont le sulfate de cuivre et le chlorure de zinc. Le sulfate de cuivre a été pendant longtemps seul en usage ; il a l'inconvénient d'attaquer le métal des rails et de ne pas former une solution assez fluide pour bien pénétrer dans les vaisseaux du bois. Le chlorure de zinc est d'un usage général en Allemagne, il a l'avantage d'être d'un emploi très économique ; on le fabrique avec de l'acide chlorhydrique, qui est un résidu encombrant de la fabrication de l'acide sulfurique. Mais il est incolore, ce qui ne permet pas de constater facilement sa pénétration dans le bois. On emploie pour l'injection une dissolution concentrée à raison de 33 litres de chlorure par mètre cube d'eau. Les traverses en pin et sapin et en hêtre absorbent de 25 à 35 litres de dissolution, les traverses en chêne de 2 à 4 litres.

L'emploi des sels solubles présente certains inconvénients. Ils peuvent rendre les traverses gélives ; mais

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cela n'est à craindre que dans les pays très froids et où l'hiver dure longtemps. En France les gelées ne sont pas assez fortes et assez prolongées pour pénétrer le bois, et le climat est assez chaud pendant une partie de Tannée pour permettre l'évaporation de l'eau contenue dans les traverses ; il suffit de les faire sécher en les empilant en grilles, de manière à permettre à l'air de circuler facilement dans les tas. Les sels solublesont aussi l'inconvénient de se délaver facilement ; c'est-àdire d'être emportés par l'eau qui se trouve en contact avec la traverse lorsque celle-ci est dans un lieu humide.

La créosote a l'avantage de n'être pas soluble, ce qui rend impossibles le délavage et l'action de la gelée ; en outre il paraît résulter d'essais faits en Allemagne et en Russie qu'elle augmente de 25 à 30 0/0 la résistance à la compression, tandis que l'emploi des sels solubles la diminuerait. Le défaut de la créosote est d'être très chère et, comme elle est un sous-produit de la fabrication du gaz, l'extension de son emploi ne peut qu'en augmenter le prix. La quantité de créosote employée est très variable selon le degré auquel on pousse l'injection. En général, on arrête celle-ci avant qu'elle soit complète pour diminuer la dépense. Le chêne absorbe de 5 à 8 kilogs de créosote ; le hêtre, le pin et le sapin de 8 à 30 kilogs. L'injection doit être faite à une température de 40^ environ pour rendre la matière plus fluide.

La composition chimique de la créosote a une grande importance. Cette substance doit ses propriétés à la naphtaline et à l'acide phénique ; il faut par conséquent qu'elles y entrent en proportion suffisante. En France elle renferme habituellement au moins 15 0/0 de naphtaline et 5 0/0 d'acide phénique ; mais en Angleterre

elle ne contient que 10 0/0 de naphtaline et 4 0/0 d'acide phénique. En Allemagne, elle renferme seulement 3 0/0 de naphtaline et 8 0/0 d'acide phénique. Ces différences expliquent que, d'après les renseignements recueillis, l'injection de la créosote donne en Allemagne des résultats beaucoup moins satisfaisants qu'en France. Toutefois la quantité de naphtaline ne doit pas dépasser 25 0/0, parce que, si elle est en proportion plus grande, elle diminue la fluidité dans une trop forte proportion.

Pour supprimer les inconvénients des sels métalliques, on a imaginé depuis quelques années de faire l'injection avec un mélange de créosote et de dissolution de chlorure de zinc. Sur le réseau de l'Etat français, où ce procédé est en usage, on ajoute un vingtième de créosote à la dissolution de chlorure de zinc. Le chlorure pénètre dans les parties profondes du bois et la créosote empâte les couches superficielles de manière à rendre le délavage impossible. Ce procédé n'est employé que depuis quelques années ; il parait devoir donner de bons résultats.

L'injection augmente la durée des bois dans une proportion variable, selon leur essence et selon les conditions dans lesquelles elle a été faite. Elle est nécessaire pour les bois tendres, dont elle peut au moins doubler la durée lorsqu'elle est bien faite ; en particulier les traverses en hêtre, qui pourrissent très vite lorsqu'elles sont employées vierges, peuvent d'après les Ingénieurs des compagnies de l'Est et de l'Ouest durer au moins 25 ans lorsqu'elles sont injectées d'une quantité suffisante de créosote. L'injection est moins utile pour le chêne ; elle parait néanmoins, d'après les résultats déjà constatés, augmenter sa durée d'au moins un quart

à un tiers, en retardant la destruction de l'aubier. D'après les données qui précèdent on peut admettre actuellement comme durée moyenne pour le chêne et le hêtre injectés de 16 à 25 ans, pour le pin et le sapin de 12 à 16 ans, et il est permis d'espérer qu'avec les perfectionnements apportés à l'injection les résultats seront encore meilleurs dans l'avenir.

Les prix de l'injection sont très variables, selon les matières employées et les conditions dans lesquelles s'effectue l'opération. La dépense de créosotage peut être évaluée de 1 franc à 2 francs par traverse selon que les traverses sont ou non étuvées et selon la quantité de matière employée. L'injection au chlorure de zinc revient à environ 0 fr. 20 pour le chêne et Ofr. 60 pour le pin. Lorsqu'on mélange de la créosote au chlorure de zinc, le prix s'élève à 0 fr. 30 pour le chêne et 0 fr. 70 pour le pin. Quelque soit le procédé employé, il y a, à notre avis, intérêt à faire l'injection complète, c'est-àdire à faire absorber à la traverse tout ce qu'elle peut absorber.

Avant leur emploi, on conserve les traverses empilées. Pour les empêcher de se fendre ou pour empêcher les fentes déjà faites de s'aggraver, on les consolide par des fers plats repliés en S ou des Fig. 168. , ,^ r r

boulons.

Traverses en bois exotiques. — Le bas prix des transports rend aujourd'hui possible en Europe l'emploi de bois exotiques, qui peuvent être appelés à rendre de très grands services en raison de leur dureté et de leur résistance à la pourriture. On essaie en Hollande, depuis quelques années, le bois de Teck de Java. Il est probable également que des essais seront faits à bref délai

en France avec le Quebracho Colorado de l'Amérique du Sud, qui renferme une quantité considérable de tannin et résiste presque indéfiniment à la pourriture même dans les conditions les plus défavorables. Ces bois sont, malgré leur dureté, assez faciles à travailler avec les outils en usage pour le sabotage des traverses.

Equarrissage et sabotage des traverses. — Les traverses sont équarries à la hache ou à la scie. Le sabotage à la main se fait à l'herminette. Le travail diflfère suivant que la traverse est destinée à supporter des rails à double champignon ou des rails Vignole. Dans le premier cas, il suffit d'aplanir et de rendre horizontale la face supérieure au droit de l'embase du coussinet, et de percer les trous pour les chevillettes ou les tirefonds. Le perçage doit toujours se faire de part en part de la traverse afin que l'eau ne puisse pas séjourner dans la cavité. Pour s'assurer que les faces dressées sont bien planes, horizontales et exactement au même niveau, et pour fixer l'emplacement des trous, on se sert d'un gabarit de sabotage. Cet outil se compose de deux bouts de rails qu'on emmanche dans les coussinets et qui sont réunis au moyen d'une sorte de fourche et d'une entretoise très rigide, à la distance normale. On fait des retouches jusqu'à ce que le gabarit s'applique exactement, puis on perce les trous. Avec le rail Vignole, l'opération est un peu différente : les faces à dresser sont toujours planes, mais elles sont inclinées sur l'horizontale, à 1/20 en général. Ce n'est d'ailleurs pas une complication bien grande surtout si on n'emploie pas de selle, à cause de la faible largeur de l'entaille. Le gabarit se compose de deux bouts de rails réunis et maintenus à l'iuclinaison normale au moyen d'une entretoise. Lorsqu'on veut produire un épaulement.

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il suffit de faire l'entaille à la profondeur nécessaire.

Le travail à Pherminette est délicat et devient difficile quand le plan à dresser a des dimensions notables, comme cela arrive avec les grands coussinets. Aussi emploie-t-on de plus en plus le sabotage mécanique. Quand il est exécuté avec de bonnes machines, il donne des résultats qui satisfont mathématiquement aux conditions imposées, et par conséquent un ajustage presque parfait. L'inconvénientest que, si Poutil n'est pas réglable, le sabotage se fait en laissant toujours la même épaisseur de bois, et que parfois il entame la traverse sur une assez grande profondeur et l'endommage par conséquent, tandis qu'un saboteur habile n'en enlève à la main que juste ce qui est nécessaire. Si les outils sont réglables, c'est un supplément de temps et de dépense. On perce à la tarière les trous qui doivent recevoir les tirefonds ou les crampons. Le perçage se fait, pour les traverses destinées à des voies à double champignon, en passant Poutil par les trous des coussinets ; pour les traverses destinées à des voies Vignole, en le faisant passer par des trous percés dans le gabarit de sabotage. On perce toujours les trous avec un diamètre inférieur à celui du tirefond ou du crampon. Pour les tirefonds, le diamètre des trous ne doit pas être supérieur de plus d'un à deux millimètres au diamètre du noyau ; pour les crampons, il doit être inférieur de deux millimètres à celui de la tige.

On coaltare les entailles au pinceau avant d'appliquer sur le bois le coussinet ou le patin du rail, et Ton trempe dans le coaltar les tirefonds et les crampons avant de les enfoncer, de manière à préserver autant que possible de la pourriture les parties en contact avec le métal.

18)9. — !rrairer«e« métalliques. — L'emploi des traverses métalliques est justifié par différents avantages. D'abord, dans les pays chauds y compris l'Algérie, les traverses en bois durent si peu qu'elles entraînent une dépense considérable. En Europe, le développement progressif des voies entraîne une consommation de traverses de plus en plus forte ; sans doute le bois ne viendra pas à manquer, mais son prix pourra augmenter notablement. Ce fait ne s'est pas produit jusqu'à présent parce que le développement des chemins de fer a permis d'exploiter successivement les bois de régions qui étaient jusqu'alors restées inexploitées ; il faut néanmoins le considérer comme probable dans un avenir plus ou moins rapproché. On peut arriver de deux manières à réduire la consommation des traverses: la première est de prolonger la durée des traverses en bois par les procédés d'injection, et la seconde de se servir du métal pour leur fabrication.

Nous avons vu précédemment comment on cherche à prolonger la durée des traverses en bois, soit par l'injection, soit par le choix d'essences spéciales; mais la question n'est pas actuellement résolue d'une manière suffisamment complète pour que l'étude des supports métalliques n'offre pas un très sérieux intérêt. Les traverses métalliques sont peu répandues en France ; le réseau de l'État seul les emploie (il en possède actuellement sur environ 170 kilomètres). Mais en Allemagne le développement des voies entièrement métalliques atteint 12000 kilomètres ; il s'élève en Suisse à 800 kilomètres et en Hollande à 600 kilomètres. En Asie, la moitié des voies est posée sur traverses métalliques.

Le seul type de traverses d'un usage courant en Europe est le type Vautherin en forme d'auge renversée.

Fig. 164.

Ces traverses, inventées par Pingénieur français Vautherin vers 1860, ont été expérimentées en France notamment sur les réseaux du P. L. M. et de l'Est 1867. Elles n'ont pas réussi et ne pouvaient réussir à vers cette époque ; le prix élevé du métal ne permettait pas de leur donner les dimensions nécessaires pour qu'elles aient une bonne assiette et pour que les attaches ne finissent pas par se disloquer. Ces essais ont été abandonnés en France mais continués en Allemagne par la Direction des chemins de fer d'Elberfeld, qui est arrivée à rendre pratiques les traverses en métal en leur donnant des dimensions analogues à celles des traverses en bois. Le bas prix de l'acier permet actuellement de faire au prix de 140 à 170 francs la tonne des traverses de 2^ 50 de longueur, de 0"* 22 à 0"^ 25 de largeur à la base, pesant 55 à 60 kilogs, et ayant une rigidité suffisante et une épaisseur convenable pour recevoir les attaches. Dans ces conditions, la traverse coûte de 8 à 10 francs en chiffres ronds.

L'expérience a conduit à modifier légèrement le type Vautherin. On a adopté successivement la traveree Hilf en forme de ^ ^ avec une hauteur de T^ k

8*^°^ puis une traverse en forme de / \ avec un

bourrelet le long des arêtes inférieures : ce bourrelet a pour but de rendre la traverse plus résistante au choc des outils pendant le bourrage et d'augmenter le moment d'inertie dans le sens vertical. C'est ce dernier type qui est aujourd'hui adopté presque partout. On emploie toutefois aussi en Allemagne, sur une assez grande échelle, la traverse Haarman, ou traverse en

forme de chapeau, ,-/~\-^ qui ne parait pas présenter de sérieux avantages. Une autre forme qui donne de bons résultats est la forme cannelée I LJ I (type Boyenval et Ponsard). Elle a l'avantage d'augmenter le moment d'inertie en reportant une portion du métal à la partie inférieure ; mais, pour diminuer l'excédant de poids provenant des âmes verticales, on est conduit à donner à ces dernières une épaisseur qui paraît insuffisante.

Sauf en France, la traverse métallique est employée exclusivement avec le rail Vignole, ce qui s'explique non seulement parce que le rail Vignole est le seul en usage en Allemagne et dans les pays voisins, mais encore parce que l'inconvénient de l'écrasement sous le patin du rail, qui est à craindre avec le bois, l'est peu avec le métal. Le rail repose sur la traverse, soit directement, soit par l'intermédiaire d'une selle. La selle est dans ce cas en forme de coin, c'est-à-dire que sa face supérieure est inclinée sur sa face inférieure de façon à donner au rail Tinclinaison normale. Lorsque le rail repose directement sur la traverse, la forme de cette dernière doit donner au rail l'inclinaison voulue. Primitivement, on employait des traverses courbes, mais elles avaient l'inconvénient d'ofirir une mauvaise assiette, et de se déformer suivant l'intensité du pig. i65.

bourrage en changeant de courbure. On emploie actuellement des traverses coudées, horizontales dans leur partie médiane, recourbées aux extrémités. Ce Fig. i66.

coudage est facile à obtenir avec l'acier doux en comprimant la traverse dans une matrice. Mais ce type est encore sujet à la déformation. Il n'en est pas de même

TT

De

Tni-coupe3 avfx points

Fig. 167.

du type Post dans lequel la courbure est obtenue ou moyen d'un laminoir de forme spéciale qui donne une barre ondulée à section variable. Cette méthode permet en outre d'obtenir un renforcement de la table supérieure au droit du rail ; elle présente toutefois des inconvénients, car le laminage n'est pas très facile et le perçage des trous, pour être fait avec précision, exige plus de précautions.

Les traverses sont fermées aux extrémités par le rabattement de la table supérieure, de façon à emprisonner le noyau de ballast rendu compact par le bourrage. Ce noyau est souvent très solide et il adhère à la traverse au point que l'on peut quelquefois le soulever avec elle. De cette façon, c'est le frottement du ballast sur le ballast qui résiste aux mouvements horizontaux.

La forme des attaches du rail sur la traverse est très variable. Elle peut se ramener à deux types : celui du boulon avec crapaud et celui de la clavette avec prisonniers. Le crapaud est une équerre dont un des côtés s'appuie sur la traverse et dont l'autre est serré au

Boule

CIJ^

Crapaud

plan supènttur jHan inférieur

CE

Fig. 168.

moyen d'un boulon sur le patin du rail de façon à l'empêcher de se soulever ; pour s'opposer aux mouvements transversaux, le crapaud porte à sa partie inférieure un talon qui pénètre dans une mortaise de la traverse. Le crapaud a l'inconvénient de laisser du jeu dans le sens horizontal. Il constitue cependant une bonne attache.

Lorsqu'on emploie la selle, on la munit quelquefois à une de ses extrémités d'une double griflfe qui saisit

Fig. 160.

d'une part le patin du rail et de l'autre la table supérieure de la traverse dans laquelle un trou est pratiqué à cet effet. On supprime ainsi le crapaud et le boulon dont la griffe joue le rôle.

Les prisonniers sont également des pièces qui saisissent à la fois le patin du rail et la table supérieure de la traverse. On les maintient en place, et avec eux le patin du rail, au moyen d'une clavette, pièce verticale en forme de coin qu'on chasse à coups de marteau.

Fig. 170.

Cette attache est très simple et elle a l'avantage de s^opposer à tout déplacement horizontal du rail. Le reproche qu'on lui fait de se desserrer et d'être facile à enlever n'est pas fondé en réalité ; mais il faut beaucoup de précision dans la fabrication et les prisonniers prennent à lalongue un jeu qui rend leur remplacement nécessaire.

Les traverses métalliques se prêtent également à la pose sur coussinets. On a employé en Angleterre sans succès le type Webb : le coussinet, dans ce type, est composé de trois pièces d'acier embouti rivées à la riveuse hydraulique sur la traverse, et formant une chambre dans laquelle le rail est maintenu par un coin. Le défaut de ce système est que les ri vetsy travaillent à l'arrachement des têtes plutôt qu'au cisaillement ; il n'a pas réussi.

Fi«- 171. Au réseau de TÉtat français, on

emploie tout simplement un coussinet ordinaire en fonte, fixé au moyen de boulons a tête en forme de chapeau de gendarme. L'embase porte en outre un talon qui pénètre dans une mortaise de la traverse et maintient le coussinet dans le sens transversal. Il y a cependant toujours un certain jeu comme dans l'attache à crapaud, mais cela n'a pas en fait une grande importance. La crainte exprimée par quelques ingénieurs qu'il ne se casse beaucoup de coussinets sur les traverses métalliques ne s'est pas réalisée ; il y a moins de ruptures de coussinets avec les traverses métalliques qu'avec les traverses en bois. Les avantages du coussinet sur les traverses métalliques sont les suivants. Le coin forme tampon et amortit les chocs ; on est affranchi de la sujétion de

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déformer la traverse pour donner au rail son inclinaison ; enfin on n'a pas à craindre l'usure de la traverse par son contact avec le patin du rail sous l'influence du sable silicieux.

Les types de traverses métalliques que nous venons de décrire sont les seuls qui soient entrés dans la pratique courante en Europe ; il en existe un grand nombre d'autres qui ne diflTèrent en général des précédents que par des détails, ou qui n'ont pas encore la sanction de Pexpérience,

Durée des traverses métalliques. — Il n'y a pas assez longtemps que l'on emploie les traverses métalliques dans de bonnes conditions pour que l'expérience permette de se prononcer sur leur durée. Cependant, selon toute probabilité, cette durée sera très grande et c'est là un des principaux arguments en faveur de leur emploi. Les traverses jouissent de la même immunité que les rails contre l'oxydation, tant qu'elles sont en service. Sauf dans des cas très rares où elles peuvent être attaquées chimiquement, comme lorsque le ballast est formé de scories de forge, ou dans des souterrains où séjourne de la fumée contenant des sulfures, c'est par les attaches que les traverses doivent périr. On a beaucoup discuté au sujet des chances de destruction qu'offrent ces attaches ; il vaut mieux essayer de se rendre un compte précis des efforts et des résistances. Les efforts transversaux exercés par les essieux sur les attaches des rails ne paraissent pas dépasser 3000 kilogs normalement et dans des cas exceptionnels de 7000 kilogs à 8000 kilogs. Examinons l'effet de ces efforts sur les traverses du type État français. Des expériences directes ont permis de reconnaître que les parois des trous ne commencent à se fendre que sous un effort

d'environ 12000 kilogs ; avec le coussinet, le frottement produit par le serrage des boulons doit suffire la plupart du temps pour faire équilibre aux efforts transversaux. Dans ces conditions, même avec une répétition indéfinie des efforts, les traverses doivent se maintenir intactes. Certaines traverses ont éprouvé des ruptures aux lumières. C'est en effet là le point faible. Les fissures qui se produisent ont surtout pour cause unpoinçonnage défectueux. Sous l'influence de l'énorme pression qu'ils éprouvent au contact du métal à percer, les poinçons se déforment peu à peu et il se produit des bavures qui déchirent les parois des trous ; on peut s'en assurer en examinant les traverses avant leur emploi : si les angles des trous sont trop vifs, et si le perçage n'a pas été très soigné, on en trouve presque toujours dans lesquelles il existe des commencements de fissure. Avec un poinçonnage bien fait et une forme de lumières rationnelle, cet inconvénient est moins à craindre et, en tout cas, on peut y remédier en forant de petits trous aux extrémités des fentes qui ont pu se produire ; cela suffit pour en arrêter la propagation.

C'est au nombre des trains et non au nombre d'années qu'il faut compter la durée des traverses métalliques, puisque c'est le passage des charges, et non le séjour dans le ballast, qui les altère. D'après les données actuelles, les types satisfaisants pourront supporter le passage d'au moins 150000 à 200000 trains ; sur les lignes qui forment la très grande majorité du réseau Français, cela correspondrait à une durée de 30 à 50 ans et même plus. Avec des attaches bien étudiées et un perçage soigné, le chiffre de 200000 trains pourra, selon toute probabilité, être dépassé de beaucoup. Il y a actuellement, sur le réseau de l'État, des traverses qui,

après le passage deplusde 50000 trains sont absolument danslemêmeétat qu'au moment de leur pose. On aégalement cité, au Congrès des chemins de fer de St-Pétersbourg, des traverses posées sur le réseau Nord Empereur Ferdinand, en Autriche, depuis 1883 et qui ont supporté le passage de 80000 trains sans présenter la moindre trace d'usure du métal ou de déformation des trous.

Avantages et inconvénients de la traverse métallique. — Les traverses métalliques ont pour avantages : leur durée, leur valeur encore importante après usure (0, 40 de la valeur primitive), leur plus grande résistance au ripage (puisque la résistance est alors le frottement du ballast sur ballast et non plus le frottement du bois sur ballast), Téconomie de ballast résultant de leur insensibilité aux intempéries qui permet de ne pas les recouvrir, la facilité de les réemployer sans déchet en cas de dépose de la voie, enfin la conservation des éléments de la voie dans le même état, qui afiranchit de toutes les sujétions telles que les resabotages, retirefonnages et autres mains d'oeuvre que Pemploi des traverses en bois rend souvent nécessaires au bout de six ou sept ans. La très longue durée des rails d'acier, jointe à l'accroissement constant de la vitesse et de la charge des essieux, augmente d'ailleurs l'importance de l'inaltérabilité relative des traverses. L'insuffisance fréquente de l'assiette des traverses en bois vers la fin de leur existence, l'altération des surfaces d'appui et le jeu que prennent dans les trous les tire-fonds et les crampons sont aujourd'hui des inconvénients beaucoup plus sérieux qu'ils ne l'étaient autrefois, lorsque les vitesses et les charges étaient relativement faibles et les voies refaites à neuf tous les 20 ou 30 ans au

maximum. Il faut ajouter, toutefois, que si l'emploi du métal permet d'avoir des attaches beaucoup moins sujettes à se disloquer, lorsqu'elles sont bien étudiées, il supprime l'avantage, qu'offrent les traverses en bois, de permettre la réfection sur place du sabotage et du perçage dans des conditions peu coûteuses et avec une perfection suffisante.

Les inconvénients des traverses métalliques sont les suivants. D'abord leur prix est élevé ; puis elles sont moins rigides que les traverses en bois, du moins avec les dimensions qu'on peut pratiquement leur donner ; elles ne s'accommodent pas d'un mauvais ballast, parce qu'alors le noyau ne tient pas ; elles peuvent se déformer sous le passage des trains, si leur forme n'est pas bonne ; enfin elles ne paraissent pas indiquées pour les lignes exceptionnellement fréquentées puisque leur durée doit être comptée au nombre de trains, tandis que, au moins avec le rail à double champignon, la durée de la traverse en bois est à peu près indépendante de ce nombre. Il faut ajouter que l'injection soignée des bois augmente leur durée, et que les précautions prises pour améliorer les attaches, notamment celles des coussinets, et l'augmentation de la base de ceux-ci diminueront dans l'avenir les mains d'oeuvre de resabotage, retirefonnage etc.; mais il est vrai aussi que le prix des traverses en bois doit augmenter.

La conclusion de cette étude est qu'il ne faut pas avoir de parti pris pour ou contre les traverses métalliques ; leur emploi est subordonné à leur prix et aux conditions dans lesquelles on se trouve. Le prix de 10 francs paraît être un maximum qu'il ne faut pas dépasser sensiblement, quand on fait la comparaison avec les traverses en chêne injecté qui reviennent entre

5 fr. 50 et 6 francs. Au-dessous de 10 francs, il faut considérer qu'on peut faire avec les traverses en métal une économie de 2 à 3 francs sur le prix du ballast et le poids des coussinets. On peut presque sûrement compter sur un entretien plus économique, au moins à partir de la dixième année, sur les lignes dont la fréquentation n'est pas exceptionnelle.

L'opinion des ingénieurs de chemins de fer est loin d'être unanime au sujet des avantages et des inconvénients des traverses métalliques. Tandis que certains, surtout en Allemagne, estiment que la traverse en bois a fait son temps et doit être remplacée dans un délai relativement court par la traverse métallique, d'autres condamnent au contraire celle-ci d'une manière absolue, ou tout au plus la reconnaissent admissible sur des lignes sans importance, à trafic réduit et à faible vitesse. L'absolutisme des premiers n'est pas justifié par les faits ; mais la condamnation prononcée par les seconds n'est pas mieux fondée. Si de pareilles divergences ont pu se produire, ce n'est pas seulement parce que la passion ou tout au moins des considérations en dehors de l'ordre technique sont intervenues dans la discussion ; c'est aussi parce qu'on a attribué aux traverses métalliques les conséquences de fautes imputables à ceux qui les ont employées sans précautions suffisantes. Les deux grands défauts qui leur ont été reprochés, la production rapide de fissures et le manque de stabilité, tiennent surtout, à notre avis, à un perçage défectueux. Les fissures sont le résultat de l'altération des poinçons dont le métal en s'écrasant produit des déchirures sur les bords des trous ; le manque de stabilité provient des mouvements transversaux résultant de l'inégalité

de la largeur de la voie lorsque récartement des trous n'est pas rigoureusement constant.

183. — BaiiMt. — Rôle du ballast. — Le ballast répartit les pressions sur la plateforme et donne à la voie une assiette uniforme ; il doit être nécessairement perméable car, s'il renferme de l'argile, il se gonfle à l'humidité, et le bourrage ne se maintient pas ; sa perméabilité facilite l'écoulement des eaux et diminue par suite la rapidité de la pourriture des traverses.

Le meilleur ballast est celui qui peut faire sous la traverse un bloc incompressible et inattaquable à l'humidité : la pierre cassée, le sable siliceux, le gravier rugueux, le mélange de sable et de gravier sont également bons. Chacun d'eux a ses partisans et ses adversaires ; mais il importe peu d'avoir un avis sur le meilleur ballast théorique, parce qu'il faut se contenter de celui qu'on trouve, pourvu qu'il soit bon. La pierre cassée, dure, non gélive, bien cassée, donne un ballast parfait ; mais elle coûte cher. La pierre cassée médiocre ne vaut pas le bon gravier, et la pierre cassée gélive ne vaut pas même le mauvais sable. Certains ingénieurs pensent qu'il faut un peu d'argile dans le ballast pour l'agglomérer ; en fait, il vaut mieux qu'il n'y en ait pas du tout ; elle rend le ballast hygrométrique, ce qui nuit à la stabilité de la voie, et elle facilite son agglomération en une sorte de béton qui rend le bourrage difficile, et quelquefois impossible. L'important, c'est que le ballast prenne de la consistance sous la traverse ; ainsi le ballast en galets ronds est toujours plus ou moins dangereux, car il facilite le ripage de la voie qui peut occasionner des déraillements. On peut quelquefois employer les laitiers de hauts-fourneaux qui donnent de bons

résultats quand ils sont vitrifiés. Il faut rejeter les gores ou granits en décomposition ainsi que le sable terreux.

Il ne suffit pas que le ballast soit de bonne qualité au moment de son emploi ; il faut qu'il conserve cette qualité. Aussi, du moment que la plateforme est un peu argileuse, elle doit être soigneusement assainie. Sans cela, rhumidité imbibe l'argile et la rend molle; le ballast s'y enfonce au passage des trains, fait remonter la glaise qui s'y incorpore peu à peu, et on finit par n'avoir plus qu'un mélange de ballast et de terre qui est détestable, parce qu'il n'est pas perméable et parce qu'il empêche le bourrage de se maintenir. On a alors ce que l'on appelle des traverses danseuses qui sautent au passage des trains et manquent de stabilité. Un bon entretien de la voie est presque impossible tant que la plateforme n'est pas asséchée.

Dans tous les cas, le ballast exige un entretien comme le reste de la voie. On a l'habitude de donner aux banquettes de chaque côté du rail une largeur d'un mètre ; cette largeur, plus que suffisante pour l'assiette de la voie, fournit une réserve pour les bourrages successifs que rend nécessaire l'onfouissage du ballast dans la plateforme. Cette réserve finit à la longue par s'épuiser : sur les remblais élevés, ce fait se produit souvent dès les premières années ; il faut alors faire un rechargement. Mais cela ne suffit pas : le ballast s'altère, la glaise remonte, le vent y apporte des matières terreuses, et, quelque soin que l'on ait mis à enlever l'herbe, la végétation y forme de l'humus ; pour que la voie ne devienne pas mauvaise, surtout pour qu'elle puisse être entretenue avec économie, il faut, selon sa qualité, purger ou changer le ballast. On purge la pierre et le gros gravier en les passant à la claie ; on ne purge

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pas le sable, mais on le remplace quand il est devenu terreux. Le ballast peut durer de quinze à trente ans, si la plateforme est convenablement assainie ; dans le cas contraire, le délai peut être beaucoup moindre.

Le prix du ballast est très variable. Dans certaines ballastières de sable, on peut avoir ce dernier tout chargé pour 0 fr. 30 à 0,fr. 40 le mètre cube, ce qui, avec les frais accessoires (droits de carrière, ripage des voies, etc.), ne le fait pas revenir à plus de 0 fr. 50 ou 0 fr. 60 en wagons. Dans d'autres cas, il faut enlever une forte découverte, suivre des veines peu épaisses, quelquefois draguer, et le prix peut s'élever à 1 fr. 50, 2 francs et même 2 fr. 50. La pierre cassée coûte généralement de 1 franc à 1 fr. 50 d'extraction et de 1 fr. 25 à 2 francs de cassage, plus 0 fr. 35 pour chargement, soit une moyenne de 2 fr. 50 à 4 fr. 00 en ballastière. Avec le prix d'extraction on compte généralement les droits de carrière^ c'est-à-dire les frais d'acquisition ou d'occupation temporaire des terrains dans lesquels on extrait le ballast. La plupart du temps ces frais sont très peu élevés, parce que le ballast se trouve en forte épaisseur dans des terrains de peu de valeur. Mais, dans les contrées où le ballast est rare, on est quelquefois obligé de l'extraire en faible épaisseur dans des vallées riches, près d'habitations, etc. ; le droit de carrière peut alors s'élever à 0 fr. 50 et même plus par mètre cube. Il faut ajouter le prix du transport ; celui-ci varie non seulement avec la distance, mais encore avec le profil de la ligne, et, si on est en voie exploitée, avec le nombre et la répartition des trains qui circulent ; on peut l'évaluer de 0 fr. 03 à 0 fr. 06 par mètre cube et par kilomètre. Enfin, on compte dans le prix du ballast son déchargement et habituellement son emploi,

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parce qu'il y a intérêt à faire faire les deux opérations parles mêmes hommes ; ces frais peuvent représenter de 0 fr. 30 à 0 fr. 60 par mètre cube.

On voit que le prix du ballast est très variable ; lorsqu'il s'agit de choisir celui-ci, on doit comparer non seulement les dépenses, mais aussi et surtout les qualités. Il faut avant tout avoir de bon ballast ; c'est à cette condition seulement qu'on peut avoir des lignes sur lesquelles la circulation à grande vitesse soit tout à fait sûre et dont l'entretien ne soit pas coûteux. Pour cela, il ne faut pas hésiter à faire venir le ballast de très loin : le prix peut s'élever jusqu'à 6 francs par mètre cube sans trop grever les dépenses de construction ou de renouvellement. Il faut se préoccuper du prix de revient total et de la qualité, mais non du prix de transport en particulier. Ce serait une erreur que d'établir en principe qu'on ne peut payer du sable ou du gravier aussi cher que de la pierre cassée. Il vaut encore mieux payer 8 francs du bon sable ou du bon gravier qu'on fera venir par exemple de deux cents kilomètres de distance, que payer 4 francs de la pierre cassée tendre et gélive.