VII. Des pente

Il n'est pas toujours possible de conserver sur toute l'étendue , ou même sur de grandes parties de l'étendue d'un chemin de fer, la régularité de la pente. Ou bien ce sont des difficultés physiques qui s'y opposent; ou bien un esprit d'écjnomie bien entendu fait à l'ingénieur une loi diadopter un profil qui , moins parfait, remplira mieux le but qu'il doit atteindre. On doit cependant mettre une grande circonspection à ne pas adopter inconsidérément des dispositions qui seraient de nature à entraîner dans une trop grande augmentation de frais sur le service des transports. Les dépenses que l'on éviterait aux dépens du système des pentes pourraient avoir pour résultat plus lard de causer la ruine de l'entreprise. C'en pourrait être assez pour mettre le chemin hors d'étal de profiler des améliorations qui seront proba-

108 CHAP1TBB III.

Moment apportées à la construction des moteurs , et même , s'il arrivait qu'à laide de moyens qui ne seraient pas applicables à ce chemin, on parvint à exécuter les transports à un prix beaucoup moins élevé , il pourrait devenir indispensable d'abandonner la ligne construite , et d'en établir une nouvelle. En effet , le profil d'un chemin de fer dépend de sa direction , et cette direction elle-même est imposée par la condition du moindre déblai et du moindre remblai. Si l'on fait varier l'un , il faut donc modifier l'autre ; ou, en d'autres termes, un changement dans le système des pentes ne peut s'effectuer qu'autant qu'on change le tracé. Mais comme l'ouverture d'une communication aussi importante fait toujours monter considérablement la valeur des terrains qui l'avoisinent ; comme il ne tarde pas à s'élever sur son passage des constructions , des usines , des fabriques , qu'elle dessert par des embranchements , on voit quelles énormes indemnités on aurait à payer si Ton voulait modifier la ligne , en se tenant près de sa direction primitive. On n'a donc, eu ce cas , rien de mieux a faire que d'en créer une nouvelle , tout à fait indépendante de la première,

Ainsi que je l'ai déjà fait observer , il est indispensable qu'un nivellement parfaitement exact, sur la précision duquel il ne puisse rester aucun doute , précède tout autre opération graphique et le commencement de tous travaux , surtout dans les lignes hérissées de grandes et nombreuses difficultés. Les points de cette triangulation servent de repères pour des opérations secondaires , et l'on n'est plus exposé , dès lors , qu'à des erreurs de peu d'importance , qu'il est facile de reconnaître et de corriger.

L'exactitude que l'on est obligé de mettre dans la distribution de la pente, et le faible taux auquel sont assujettis ordinairement les chemins de fer , rendraient les différences insensibles au niveau d'eau , aussi est-il nécessaire que chaque employé , chef d'une division , ait à sa disposition un niveau à bulle d'air , construit avec toute la perfection possible dans les limites d'un prix abordable pour les praticiens.

Il arrive souvent que les points de nivellement intermédiaire que l'on a rattachés au réseau général , manquent de tixilé.II est des terrains assujettis à des conditions d équilibre qui éprouvent , dans leurs positions respectives, des changements dont il est impossible de se faire une idée; tels sont ,

DU JRACÉ DBS CHEMINS DE FER. 101)

par exemple , la défleetion ou le gonflement des points environnant les remblais, qui se «Mit ressentir quelquefois jusqu'à une grande distance , les mouvements en amont et en aval des grandes tranchées, ou autres variations générales ou particulières. C'est pour cela que l'on ne saurait faire des vérifications trop fréquentes , quelle que soit d'ailleurs la sécurité qu'inspire la fixité des points que Ton croit avoir établis d'une manière invariable.

Les points désignés dans chaque chantier au nivea^à bulle d'air , sont répartis , au niveau d'eau , par les entrepreneurs et les cantonniers dans tous les endroits où cela est nécessaire. Ces ouvriers emploient aussi , à cet effet, les ni volettes ou règles légères en bois , auxquelles on donne un coup de scie à la hauteur de l'œil , aûn d'y placer une feuille de papier pliée en deux, dont on se sert comme d'une mire. Ce petit instrument , simple et peu coûteux , s'établit facilement en l'assujetissantavec quelques pierres sur les rails ; il offre , pour égaliser les pentes d'un point à une autre beaucoup plus de commodité et de précision que le niveau d'eau.

Lorsqu'une ligne de chemin de fer doit être dirigée parallèlement au cours d'un fleuve, la pente , ordinairement assez douce que suivent les eaux , est d'un grand secours pour la répartition de la pente dn chemin , surtout si l'on peut maintenir la ligne dans la vallée où coule le fleuve. Il ne faut pas cependant oublier de tenir compte de certains inconvénients particuliers à une telle position. Les fleuves sont souvent snjels à éprouver datas le volume de leurs eaux de grandes variations. La plupart couvrent et abandonnent successivement , et plusieurs fois par an , certaines parties de la vallée où leur lit est creusé ; et dans chacune de ces crues , ils déposent sur leurs rives des matières terreuses qu'ils charrient. Pendant les premières années, ces atlerrissements s'élèvent avec une assez grande promptitude; mais la fréquence de leurs submersions ne pouvaut être qu'en raison inverse de leur hauteur, lorsqu'ils ont atteint le niveau de la hauteur moyenne des crues ordinaires, la progression de leur élévation devient extrêmement lente. Sur les bords du Rhône dans les endroits où peut sepandre une grande masse d'eau et où le courant n'est pas assez rapide pour empêcher le limon de se déposer, on calcule que, pendant les premières années , le sol monte de 0'" , 20 r par an. Au bout de trente ans, lt;s îles vi les rives se sont élevées moyennement de 2 mètres , et leur

hauteur au-dessus de l'étiage est d'environ 3 mètres; elles ne sont plus alors immergées qu'une fois ou deux par an. C'est alors seulement au il convient d'en profiter pour y établir la chaussée d'un chemin de fer.

Ces terrains n'ont pas en général , une grande valeur , car on ne peut y bâtir , ni les mettre en culture réglée ; et l'on peut les obtenir à un prix d'autant plus bas, que la chaussée , construite sur le bjrd du fleuve, préserve des inondations toute la partie de la vallée qui s'étend au delà , et permet ainsi d'en tirer un parti beaucoup plus profitable.

Les crues extraordinaires qui , sur le Rhône , s'élèvent en moyennes à 5 mètres au-dessus de. l'étiage , sont très-rares , et ne succèdent guère qu'à cinquante ou soixante ans d'intervalle. Pour la portion du chemin de fer de Saint-Kticnne, qui est latérale au Rhône, j'ai pensé qu'il était suflisant de donner à la chaussé 1 mètre au-dessus du point le plus élevé qui , de mémoire d'homme, ait été atteint par les eaux. Me réglant donc d'après les traces que j'ai retrouvées en divers endroits , j'ai établi la voie à 6 mètres au-dessus de l'étiage.

Mais si l'on veut s'astreindre à suivre les bords d'un fleuve , et à rester à une hauteur constamment égale au-dessus de ses eaux , il faut renoncer à avoir une pente régulière ; car la pente n'est jamais répartie également sur le cours entier ; et lors même qu'elle le serait , comme la ligne ne peut suivre tous les détours , qu'elle s'éloigne où se rapproche suivant qu'elle y est forcée par les exigences du tracé, sa longueur développée n'est plus égale à celle du fleuve , et la relation de pente ne peut être la même.

!1 existe entre les diverses parties du même fleuve de grandes différences dans le rapport de leur hauteur à l'étiage» à leur hauteur pendant les crues. Le dégré de rapidité des eaux . la forme de leur lit, ta nature des terrains sur lesquels elles s epandent , les obtacles quelles peuvent rencontrer dans la longueur de la vallée , etc. , sont autant de causes qui peuvent en relarder ou en favoriser l'écoulement.

Lors donc qu'on a fixé la hauteur des points de départ et d'arrivée, ce n'est pas sur l'étiage qu'il laut se guider pour déterminer la hauteur des points intermédiaires. On s'attache à retrouver, à des distances aussi courtes que possible, des repères des plus grandes crues , et on lie ces points entre eux pur des pentes régulières, au moyen d'opérations partielles.

Ces précautions ne mettent pas cependant les chaussées à

l'abri de loutc invasion des eaux ; la hauteur des crues peut éprouver postérieurement des variations locales , par suite de circonstances dont l'influence deviendra permanente. C'est ce qui arriverait si l'on établissait une nouvelle chaussée, soit à côté du chemin de fer, soit sur la rive opposée; si l'on construisait des digues à marteau , si l'on faisait dos plantations considérables sur des terrains où les eaux trouvaient auparavant un libre débouché. Ce sont autant de cas dont il faut calculer la probabilité, et l'on ne doit pas reculer devant les sacriûces que conseille la prudence , pour prévenir les inconvénients auxquels on peut craindre de sl* trouver exposé.

La pente des grandes rivières, comme de tous les cours d'eau en général , est d'autant moins rapide qu'on la considère plus près de l'embouchure. La pente du Jlliônc, entre Lyon et la mer, est de 0,0004835; entre Lyon et Givors, elle est de 0,0005. Ces variations de la pente sont peu considérables vers l'embouchure, par ce que l'énorme volume d'eau que débouche le fleuve tend , à mesure qu'il approche de la mer, à égaliser le niveau ; mais elles sont bien plus sensibles vers lesaffluents et près de la source. Ainsi le cours du Giers, qui se jette dans le Rhône à Givors. et celui de Janon , qui s'unit à lui à Sainl-Chamond , présentent la section A , B , C , D, E (pl. 2, fig.6).

La ville de Givors, éloignée de 3C,000 mètres de Saint- Etienne par le développement du chemin de fer actuel , se trouve à 353 ,n , 90 e plus bas que cette dernière ville. Il est évident que le tracé qui aurait maintenu la régularité de la pente entre ces deux points aurait été le plus convenable; mais l'ordonnance royale nous imposait l'obligation formelle de faire passer la ligne par Rive-dc-Giers ; et d'ailleurs cette ville était trop importante , par ses houillères et par les débouchés qu'elle offrait au chemin , pour que l'on pût penser à la faire desservir par un embranchement. Je ne me suis donc pas occupé d'étudier ce projet qu'il m'était interdit d'adopter , et qui , je n'en doute pas , aurait été d'une exétion plus difficile et plus dispendieuse que celui qu'on a suivi; il est vrai que le développement devenant un peu plus long, la pente moyenne n'aurait guère dépassé 0 ,n , 009 par mMrc. Dans l'état actuel des choses, la corde AB (pl. 2, fig. 6) , de Givors à Rive-de-Gn rs, est de 15,000 mètres, et la flèche xy f ou la plus grande distance verticale du lit du

Gicrs à la ligne du chemin, est de 14 mètres; entre Rive-de- Gicrs et Terre-Noire, la corde BC a 17,000 mètres, et la flèche v*27 mètres. Enfin, si l'on eût adopté une seule pente , la ligne AC eut été de 32,000 mètres, et la flèche fw, de 80 mètres.

Les lignes yx , tu , vz , donnent la mesure des plus grandes hauteurs auxquelles puissent s'élever les remblais pour rétablissement des chemins. C est une limite à laquelle on si» trouve assez souvent forcé d'atteindre , quand le tracé suit un torrent dont le cours fait de rapides inflexions, et qui est encaissé dans des vallées dont les bords ont une grande déclivité. On comprend toute la prudence, toute Ta maturité qu'il faut apporter à l'examen des avantages ou des inconvénients qu'il peut y avoir à adopter un tracé qui se tienne plus éloigné ou plus rapproché des cours d'eau. C'est une question sur laquelle on ne doit jamais s'exposer à prononcer tant que Ton n'a pas acquis une connaissance exacte du régime des rivières et de la nature des vallées où elles coulent. Souvent , après avoir fait cette élude, on donne la préférence à un tracé qui n'aurait pas paru d'abord le plus simple et le plus naturel , et qui pourtant est le seul qui puisse remplir le but qu'on se propose. Il arrive, par exemple, que pour passer du versant d'une mer ou d'un gr»d fleuve dans un autre , le point dont on doit faire choix n'est pas , à beaucoup près, le moins élevé; c'est ainsi que, pour le chemin de fer de Saint-Étienne à Lyon , j'ai dû choisir la vallée du Janon et franchir le col de Terre-Noire plutôt que celui du Langonen , qui est cependant moins élevé de 28 mètres. J'ai figuré en EFH le profil de ce dernier col , afin qu'on puisse le comparer avec le tracé que j'ai adopté. L'inspection seule de ce profil montre qu'il eût fallu concentrer la plus grande partie de la pente entre le point H cl le point E , a moins de faire un percement très-long , ou de s'éloigner beaucoup de Saint-Chamond , ce qui aurait entraîné dans des travaux considérables.

La considération générale de la direction et de la pente des cours d'eau a été souvent l'objet des méditations dc> physiciens et des hydrographes. M. Brisson , directeur de l'école des ponts et chaussées, est entré à ce sujet dans des détails qui témoignent de la profondeur avec laquelle il a étudié ces questions ».On a même cherché à déterminer analytiquemenl

1 Essai sur le système de navigation intérieure de la France, Paris , 1829 , préface , page III.

l'équation de la courbe qui représente en moyenne la section du cours des rivières en général ; mais il est évident que trop d'accidents particuliers viennent compliquer le problème, pour que sa solution puisse jamais être d'aucune utilité.

Au résumé , comme il est rare que , sur une longue ligne , on puisse conserver le même taux de pente, on doit, autant que possible, faire choix de directions qui permettent de tracer des pentes égales entre les points de sujétion. La hauteur verticale de ces points et leur distance entre eux déterminent la limitede l'inclinaison de la pente qui doit les réunir. Entre les deux extrêmes de cette limite on peut ét iblir trois divisions dont je vais traiter successivement.

1° Des plans inclines. Le service des plans inclinés est toujours sujet à de nombreux inconvénients, et l'on ne doit avoir recours à ce moyen que lorsqu'on ne peut pas faire autrement. La moindre négligence dans les minutieuses précautions qu'ils exigent peut causer de graves accidents. Nous avons surtout , en France, trop peu de fonds à faire sur l'exactitude et sur le zèle de nos ouvriers , pour leur confier sans appréhension le soin de surveiller les machines qui y sont employées. Il est bien nécessaire de ne s'en remettre , pour cette tâche 1 ? qu'à des hommes éprouvés. Les Anglais sont , à cet égard , bien mieux partagés que nous , car l'insouciance et l'incurie sont des défauts que l'on trouve rarement dans leurs ouvriers.

Quand on ne peut éviter d'employer un plan incliné , il convient de le faire aussi court qne possible. On prolonge autant qu'on le peut la rampe qui doit être pratiquée par les locomotives ou par les chevaux , et Ton donne au plan une inclinaison telle , que la gravité puisse vaincre facilement la résistance des cordes et des poulies qui rattacKent , à la descente , les convois aux machines fixes , et qui servent ensuite à les remonter.

Il est bon encore , si Von n'y est forcé , de ne pas faire décrire de courbe au plan incliné , afin que l'œil en embrasse à la fois toute l'étendue ; que d'une station à l'autre on aperçoive le moindre obstacle qui pourrait contrarier le mouvement , et que les signaux puissent être donnés et reçus avec facilité. D'ailleurs , quand la voie suit une courbe , il est inévitable de donner une inclinaison aux poulies qui soutiennent les cables ; le frottement s'en augmente , et les câbles en sont moins sûrement retenus dans la poulie ; en sorte

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