I. — DE LA VOIE EN GÉNÉRAL

L’établissement des chemins de fer a pour but, en diminuant les efforts de traction, d'abaisser le prix de transport des voyageurs et des marchandises, d’obtenir une plus grande rapidité dans la transmission des personnes et des choses, d’accroître les relations commerciales et de développer la richesse nationale.

Les premières conditions de l’établissement des chemins de fer résident donc ; 1° dans l’adoption de faibles pentes ou rampes; 2° dans l’adoption des courbes à grand rayon. Il en résulte nécessairement que les chemins de fer sont coûteux d’établissement.

La pente maxima d’une route ordinaire correspond au coefficient de roulement 0m,33; ce n’est que lorsqu’on dépasse cette pente que le véhicule tend à redescendre par son propre poids. Or avec une pente de 0m,33, l’effort de traction sur palier est doublé sur les routes ordinaires ; sur les chemins de fer, ce chiffre est abaissé à 0m,00i, d’où résulte la condition de pentes très-faibles dans la construction de ces derniers ; car dans la pratique on doit chercher à s’éloigner le plus possible de ce maximum de pente. Cependant si le trafic du chemin de fer doit être de faible importance, il peut y avoir lieu de chercher à diminuer le plus possible les dépenses de construction aux dépens des frais de traction; on est alors conduit à adopter des pentes de 0m,0125, 0m,015, etc,

La solidarité établie entre chacune des roues d’un même essieu d’une locomotive ou d’un véhicule impose la marche en ligne droite; la circulation dans les courbes s’obtient par le jeu laissé entre le rail et le boudin des roues. On comprend facilement que ces conditions de la construction du matériel ne peuvent se concilier qu’avec des courbes d’un grand rayon. On a essayé cependant de rendre les roues indépendantes des essieux alin de diminuer le rayon des courbes; les différents systèmes proposés ont été condamnés par l’expérience; ainsi le chemin de fer de Paris à Orsay et Limours a été établi dans ces conditions, mais cet exemple n’a pas été suivi. Sur les grandes lignes à trafic important, sur lesquelles circulent des trains à grande vitesse, on a adopté des rayons de 800 à 1000 mètres. On abaisse à 300 mètres le rayon des coui’bes dans les gares et dans les chemins de fer d’ordre secondaire sur lesquels la vitesse des trains est généralement faible, on a adopté des rayons de 5 à 600 mètres. Il est évident qu’en diminuant la largeur de la voie et rapprochant les essieux, on peut réduire également le rayon des courbes ; nous étudierons dans un autre chapitre les conditions d’établissement des chemins de fer dits à voie étroite. Ces conditions de pente faible et de grand rayon exigent des travaux nombreux et importants. On est quelquefois obligé de traverser une montagne ou un amas de terre, et par suite on est amené à construire un tunnel ou à creuser une tranchée. Cette tranchée est faite avec une inclinaison de talus qui varie suivant la nature du terrain. Les tranchées faites dans les rochers peuvent avoir une pente très-forte, mais variable suivant la profondeur de la tranchée; dans les terres ébouleuses ou argileuses, les pentessont nécessairement faibles. D’autres travaux d’art se présentent dans l’établissement d’un chemin de fer en vallée, le niveau de la plate-forme peut exiger l’établissement de remblais ou la construction de viaducs. Nous donnons (fig. 1 et 2, pl. XXVIII) les profils en travers d’un chemin de fer en remblai et en tranchée du type généralement employé. Les travaux de terrassement une fois exécutés , on procède à la pose de la voie. En général les rails sont fixés à des traverses en bois reposant elles-mêmes sur une couche de ballast. En France la largeur de la

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voie, c’est-à-dire la distance des rails mesurée entre les champignons est do Im,445. Cette dimension nous vient d’Angleterre; elle a été adoptée par Stephenson, concurremment avec la largeur de 2m,I0 à 2m,12 proposée par Brunei,

Ces largeurs de voie ont été adoptées non-seulement dans des pays différents, mais encore dans le même pays. A mesure que les voies ferrées se construisaient, leur liaison devenait de plus en plus nécessaire; on reconnut la nécessité d’adopter une largeur unique. Les raccordements des deux voies pouvaient, il est vrai, se faire au moyen d’un troisième rail, mais alors la composition do chaque train ne devait comprendre qu'un seul type de matériel : celui de l'une des deux voies, et ne pouvait pas associer des véhicules des deux types. Des inconvénients de toutes sortes résultaient de cette situation, et l’adoption de la voie de lm,445 est devenue de plus en plus générale. Quelques pays ont cependant adopté la voie large de 2m,t0, proposée par Brunei, quoique cette largeur ne présentât pas d’avantage réel au point de vue de la vitesse des trains et de la puissance de traction des machines. En outre, cette grande largeur demande des courbes d’un grand rayon, et une emprise de terrain beaucoup plus considérable qu’avec la voie normale de 1 m,44o.

Dans un but politique, quelques pays ont cru devoir adopter une largeur de voie différente de celle des pays voisins; la défense du pays en temps de guerre n’est pas ainsi puissamment aidée, car l’utilisation de cette voie large par le matériel ordinaire est rendue possible après des travaux devant lesquels ne doit pas reculer une armée envahissante. Certains chemins de fer à faible trafic ont été établis avec une voie plus restreinte que celle de lm,445; on a ainsi économisé un certain espace de terrain, et on a réduit les frais d’établissement de la voie. Cependant les inconvénients résultant des transbordements de marchandises font souvent reculer devant l’adoption d’une voie dont la largeur est différente de celle généralement adoptée dans le pays.

Les types de rails sont très-nombreux; il y a deux espèces de rails principalement employés : ce sont les rails à double champignon et les rails à patin. Dès l’origine on a préféré les rails en fer aux rails en fonte; ces derniers devaient être d’une qualité excellente, tandis que le fer employé à la fabrication des rails est toujours de qualité inférieure. Il en est résulté que la différence des prix militait en faveur des rails en fer; aujourd’hui, ainsi que nous le montrerons plus loin, les rails en acier tendent à remplacer presque complètement les rails en fer. Les rails à double champignon sont symétriques ou à champignons inégaux; mais la lutte est surtout établie entre le rail à champignons égaux et le rail vignole ou à patins. Des expériences nombreuses et répétées, faites par les ingénieurs allemands, a résulté l’adoption presque générale du rail à patin sur les chemins de fer de l’Allemagne.

En France, le rail à champignons égaux a eu ses défenseurs qui prétendaient le retourner quatre fois, et par suite obtenir une durée plus grande que celle du rail à patin. Lorsqu’on retourne le rail il se présente, au droit des coussinets, des encoches qui produisent une trépidation des trains, et qui, souvent, sont assez profondes pour s’opposer à l’emploi du rail retourné. La face supérieure du rail est également déformée, et le contact avec le coussinet n'est pas toujours satisfaisant. Enfin ajoutons que la deuxième période d’emploi du rail ainsi retourné est loin d’être égale à la première. Un autre inconvénient de la voie formée de rails à double champignon, c’est d'être beaucoup plus bruyante que la voie établie avec des rails à patin. Après avoir employé pendant de longues années le rail à double champignon, certaines compagnies ont fini par adopter définitivement le rail à patin. Ce rail à patin peut être retourné bout à bout ainsi que le rail à double champignon. Un calcul très-simple, basé sur le prix et la durée des rails à patin et des rails à champignons égaux, ainsi que sur le

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prix et la durée des coussinets, montre que, par suite de la suppression des coussinets et de l’économie qui en découle dans l’établissement de la voie, le remplacement du rail à patin usé s’effectue sans qu’il en résulte une dépense supérieure à celle de l’emploi du rail à champignons égaux retourné quatre fois. Le rail à double champignon se place sur les traverses par l’intermédiaire de coussinets en fonte, tandis que le rail à patin se pose directement sur lestraverses auxquelles il se fixe au moyen de tirefonds, de chevilles ou crampons. Par suite, la pose de la voie en rails vignole est beaucoup plus facile et plus rapide ; mais dans l’entretien de la voie, l’avantage est au rail à double champignon.

Les rails à double champignon se font en fer homogène à grains, tandis que dans le fer à patin la partie inférieure qui doit résister à la traction est faite en fer à nerf; la partie supérieure, qui a besoin de dureté, est faite en fer à grain; l’âme ou la partie moyenne du rail est en fer métis. Nous n’entrerons pas dans le détail de la fabrication des rails, laquelle sera traitée avec les développements nécessaires dans une autre partie de ces études. La figure 3, pl. XXVIII, représente le profil du rail en fer de la Compagnie de Paris-Lyon-Méditerrannée. La partie supérieure du champignon est toujours bombée ; le rayon de ce bombement a été déterminé par la pratique; il varie de 15 à 20 centimètres. Les causes de destruction des rails en fer tiennent essentiellement à leur mode de fabrication. Le métal n’est pas homogène; les diverses fibres du fer tendent à se désouder, et la face supérieure s’use avec une certaine rapidité. On a songé à remplacer le fer par l’acier dont la fabrication est arrivée à un degré satisfaisant de perfection ainsi qu’à un prix peu élevé. L’acier présente les qualités requises pour une longue durée ; il est d’abord fondu avant d’être laminé, ce qui lui donne de l’homogénéité, et les différentes parties ne tendent pas à se désouder. Enfin le rail d’acier s’use d’une manière uniforme et avec beaucoup moins de rapidité que le rail de fer, et présente une résistance presque double de celle du fer.

Les expériences comparatives faites par la Cic du Nord français sur les deux matières ont montré les qualités de résistance du rail en acier. Lorsque la compression ou la tension des fibres dépasse 17 à 18 kilogrammes par millimètre carré, les rails en fer conservent des déformations permanentes très-sensibles; la compression ou la tension peut atteindre 38 kilogrammes pour les rails en acier avant qu’il en soit de même. La résistance à la rupture s’élève à 28 et 36 kilogrammes par millimètre carré pour les rails en fer, et à 65 et 75 kilogrammes pour les rails en acier. Au choc, les rails de fer ne résistent pas à une puissance vive dépassant en moyenne 400 kilogrammètres ; pour les rails d’acier, cette résistance dépasse 900 kilogrammètres.

La qualité de l’acier exigée par le chemin de fer du Nord français est définie par les essais suivants que nous extrayons du cahier des charges.

« Première épreuve (à la pression). — Chaque rail soumis à l’essai sera placé de champ sur deux points d’appui espacés de lm,10,et devra supporter pendant 5 minutes au milieu de l’intervalle des points d’appui : d° sans conserver de flèche permanente sensible après l’épreuve, une pressionde 17,000 kilogrammes; 2° sans dépasser une flèche de 25 millimètres une pression de 30,000 kilogrammes.

« Deuxième épreuve. — Chacune des deux moitiés de barre cassée placée de champ sur deux supports espacés de lm,10, lesquels seront fixés sur une enclume de 10,000 kilogrammes devra supporter sans se rompre le choc d’un marteau de 300 kilogrammes tombant sur la barre au milieu de l’intervalle des points d’appui de 2m,25 de hauteur.

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Sous des hauteurs successives de.

Les flèches prises ne devront pas/ s'écarter sensiblement de . \ 1

La substitution des rails en acier aux rails en fer a exigé une étude nouvelle du profil en raison des qualités indiquées plus haut. La Ci0 de Paris-Lyon-Méditerrannée, dont le trafic est très-important sur certaines de ses lignes et dont les trains sont très-chargés, avait primitivement adopté un rail en acier d’un poids supérieur au rail de fer, et elle motivait cette augmentation par l’accroissement de la vitesse des trains et par l’augmentation de la puissance de ses machines à marchandises. Les motifs invoqués par la Cie du Nord pour l’adoption du rail de 30 kilogrammes dont le .profil est représenté figure 4, pl. XXVII 1, sont les suivants : t° L’usure lente et régulière des rails en acier par suite, leur plus grande durée; 2° La résistance de l’acier comparée à celle du fer. Les expériences faites par la Cio du Nord sur les rails en fer de toutes provenances ont démontré que les meilleurs d’entre eux ne résistent pas sur son réseau à une circulation de plus de vingt millions de tonnes; pour les rails de qualité ordinaire, ce chiffre n’atteint même pas quatorze millions de tonnes. Tous les essais faits sur les rails en acier montrent au contraire que leur champignon s’use uniformément d’un millimètre d’épaisseur pour une circulation de vingt millions de tonnes, et comme le profil de ces rails est étudié en vue d’une usure de 2 m/m, on peut estimer que la durée des rails en acier répondra à une circulation d’au moins deux cents millions de tonnes, c’est-à-dire que leur durée dépassera dix fois celle des rails en fer. La substitution des rails en acier aux rails en fer correspond donc à une notable économie d’entretien en même temps qu’elle accroît la sécurité de l'exploitation. En raison des qualités de résistance des rails en acier, il est rationel de substituer aux rails en fer des rails en acier dont le poids par mètre courant est inférieur au poids correspondant des rails en fer il faut prévoir quel sera l’accroissement du trafic, car pour les lignes importantes ayant des trains lourds et de grandes vitesses, le rail de 30 kilogr. exige un trop grand nombre de traverses, il vaut mieux lui substituer un rail d’un poids supérieur.

La Compagnie des chemins de fer de l’Ouest a adopté deux modèles de rails d’acier; l’un du type vignole (fig. 5, pl. XXVIII), du poids de 30 kilogr. le mètre courant; l’autre à deux champignons égaux (fig. 6, pl. XXVIII), est du poids de 38k,730. Nous extrayons du cahier des charges de cette compagnie les épreuves auxquelles doivent être soumis ces deux types de rails.

« Les rails seront classés avec soin, dans l’usine, en séries provenant de la » fabrication d’un ou de plusieurs jours. Les agents préposés à la réception » choisiront dans chaque série un certain nombre de rails qui devront être sou- » mis aux épreuves suivantes :

» Première épreuve. — Chacun de ces rails, placé de champ sur deux points » d’appui espacés de I mètre, devra supporter pendant cinq minutes, au milieu » de l’intervalle des points d’appui :

» 1° Sans conserver de flèche permanente sensible après l’épreuve :

» Une pression de 16,000 kilogr. pour les rails à double champignon;

— 14,000 kilogr. pour les rails vignoles.

» 2° Sans que la flèche sous charge soit supérieure à 0m,006 :

» Une pression de 25,000 kilogr. pour les rails à double champignon;

— 22,000 kilogr. pour les rails vignoles.

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» deuxième épreuve. — La môme barre placée dans les mêmes conditions » supportera sans se rompre au milieu de l’intervalle des points d’appui :

» Une pression de 40,000 kilogr. pour les rails à double champignon ;

— 35,000 kilogr. pour les rails vignoles.

» On augmentera ensuite la pression jusqu’à la rupture.

» Troisième épreuve. — Chacune des deux moitiés de la barre cassée placée » sur deux points d’appui espacés de un mètre dix centimètres devra supporter » sans se rompre le choc d’un marteau de trois cents kilogrammes tombant de » deux mètres de hauteur au milieu de l’intervalle des points d’appui.

Sous des hauteurs de chute suc-1

cessives de . j

Les flèches prises ne devront pas^ 1

s’écarter sensiblement de . . . .j 2o /

» Pour cette épreuve, les deux » enclume en fonte de 10,000 kilogrammes, reposant elle-même sur un massif » de maçonnerie de un mètre de hauteur et de trois mètres carré trois dixièmes » de surface à la base. »>

La comparaison des épreuves exigées pour ces deux types de rails en acier fait bien ressortir les avantages présentés par le rail vignole.

Nous avons dit plus haut que l’abaissement du prix des rails en acier avait rendue générale la substitution de ces derniers aux rails en fer; en effet, la première commande de rails en acier faite pour le chemin de fer de l’Ouest date de 1859; le prix était de 90 fr. les 100 kilogr., environ quatre fois plus élevé que le prix des rails en fer à cette époque. Actuellement, le prix des rails en acier est, dans certains pays, égal au prix des rails en fer en France; il est encore supérieur de 15 à 18 pour cent.

La durée de garantie des usines est plus considérable pour les rails en acier que pour les rails en fer : elle est généralement de 6 années pour les premiers et de 2 à 3 années pour les seconds. Les vérifications contradictoires après expiration de la garantie ont donné comme rebut à la Cie de l’Ouest une moyenne de 3,131 % pour les rails en fer, et de 0,352 % pour les rails en acier

Eclissage. — Les joints des rails sont placés généralement en porte à faux, ce qui donne les meilleures conditions théoriques et pratiques de résistance. On réunit les extrémités des rails au moyen de plaques en fer appelées éclisses, serrées au moyen de boulons. Dans le but d’obtenir un roulement plus doux qu’avec la pose à joints correspondant sur la même traverse, on a placé les deux joints des rails sur deux traverses voisines; les chocs dus aux passages des deux joints n’étant plus simultanés, leur action sur le mouvement de la voiture est atténuée par ce seul fait. La rudesse même de chacun de ces chocs est adoucie : f° parce que la traverse du joint, au lieu d’être sollicitée au déversement à chacune de ses extrémités, est, au contraire, maintenue à l'une d’elles par la pression continue du rail qu’elle supporte; 2° parce que, recevant des secousses moins violentes, elle conserve mieux le bourrage; 3° parce que si le joint cède au passage d’une roue, la voiture, soutenue par les trois autres roues, n’est pas libre de suivre le mouvement. Les éclisses s’appliquent aussi bien aux rails à patin qu’aux rails à double champignon ; avec ces derniers rails, lorsque le joint est placé sur la traverse, on emploie des coussinets-éclisses la plupart du temps en fonte, mais aussi en fer.

3m/rn

Rails à double champignon.

Rails Vignoles.

supports seront en fonte assis sur une

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La fig. 7, pl. XXVIII, représente l’éclissage d’un joint en porte à faux employé par la Cie de l'Ouest pour ses nouveaux rails en acier. Ainsi qu’on peut le remarquer, cet éclissage exige deux éclisses de même section, mais de longueurs différentes. L’éclisse intérieure vient s’appuyer par ses extrémités sur le bec des coussinets du contre-joint, afin de s’opposer au mouvement longitudinal de la voie. L’éclisse intérieure est plus courte afin de laisser un jeu suffisant entre chacune de ses extrémités et le coussinet pour le serrage des coins.

Lafig. 8, pl. XXVIII, représente l’éclissage d’un joint en porte à faux pour rails vignole en acier employé également à la Cie de l’Ouest. Ici les deux éclisses sont de longueurs égales; le mouvement longitudinal de la voie est combattu par une pièce de buttée fixée à la traverse par deux tirefonds. Le rail à double champignon repose sur des coussinets en fonte et y est assujetti au moyen d’un coin en bois. Les coussinets doivent avoir une longueur suffisante pour assurer une bonne assise sur les traverses ; on les y fixe au moyen de deux tirefonds en fer.

Dans les courbes, on emploie pour le rail extérieur des coussinets plus larges, dits à 3 nervures, et on les fixe sur les traverses au moyen de 3 tirefonds. Le rail ii patin se place sur les traverses sans intermédiaire; il y estfixé solidement au moyen de chevillettes, de crampons ou de tirefonds. On a quelquefois interposé entre le patin du rail et la traverse un matelas en feutre imprégné de goudron qui rend la voie plus douce et qui présente quelques avantages.

Traverses. — Afin de donner à la voie l’assiette suffisante pour maintenir l’écartement constant entre les rails, on pose ceux-ci, ainsi que nous l’avons déjiidit, sur des traverses en bois. Il est nécessaire que les traverses aient une liaison intime avec le sol et soient parfaitement assises. Les traverses sont en chêne, en hêtre, en sapin, etc. ; suivant les climats, on préfère l’une ou l’autre de ces essences. En France, les traverses en bois de chêne sans aubier ont généralement 0m, 22 de base sur 0ra, 14 de hauteur et 2ra,70 de longueur; elles sont dressées à la scie sur quatre faces.

La Cic de l’Ouest a adopté les dimensions suivantes (fig. 26, 27, 28 et 29) pour les traverses en bois de chêne avec aubier ou en bois de hêtre avec une tolérance de 0m,0I'à 0m,02:

Fig. 20, 27, 28 el 29. — Traverses en bois de chêne avec aubier ou en bois de hclre.

Cette compagnie française fait injecter les traverses à la créosote au moyen du vide et de la pression. La créosote provient de la distillation du goudron des usines il gaz; elle doit renfermer au moins cinq pour cent d’acide phénique. On remplit de traverses un cylindre dans lequel on fait le vide au moyen d’une machine pneumatique. Après avoir maintenu le vide pendant une heure environ, on fait pénétrer la créosote (préalablement élevée <T la température de 30 degrés centigrades) par la pression atmosphérique d’abord, puis au moyen de pompes foulantes jusqu’à ce que le cylindre soit rempli, et on maintientla pression constante. Les traverses en chêne doivent avoir l’aubier entièrement imprégné de créosote; les traverses en hêtre ayant les dimensions indiquées ci-dessus doivent absorber environ 15 litres de créosote. Une modification à ce

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mode d’opérer porte le nom de procédé Blythe. Avant d’injecter la créosote au moyen du vide ou de la pression, on chauffe préalablement les traverses dans un cylindre ad hoc par un courant de vapeur d’eau mélangée de vapeurs carburées ; on n'exige alors qu’une absorption de 12 litres de créosote en outre de la quantité de créosote absorbée dans la première phase de l'opération. Les procédés de conservation des traverses sont très-nombreux. On emploie, en outre de la créosote, le sulfate de cuivre, le bichlorure de mercure, le chlorure de zinc, etc. On emploie surtout la créosote dans les pays liouillers, et c’est le cas de l’Angleterre qui applique ce procédé aux sapins du Nord. En France, en Autriche, en Allemagne, on utilise principalement le sulfate de cuivre.

La société autrichienne 1 R P des chemins de fer de l'État utilise les mines de pyrites de fer et de minerais de cuivre qu’elle possède pour la fabrication de l’acide sulfurique et la préparation du sulfate de cuivre. Les injections par le procédé Boucherie ont été appliquées par ceLte compagnie à toutes sortes d’essences, principalement au hêtre dont elle possède des forêts importantes. La dissolution de sulfate de cuivre doit renfermer fk,500 grammes par hectolitre d’eau, eL, après l’injection, les parties les moins bien préparées doivent contenir une proportion d’au moins 5k,500 par stère. On vérifie la préparation des traverses au moyen d’un réactif composé de 90 grammes de cyano-ferrure do potassium dissout dans un litre d’eau. On applique ce réactif sur la surface des bois préparés, qui doit prendre une coloration rouge si le bois l’enferme une assez grande quantité de sulfate de cuivre. Comme avec la créosote, la préparation du bois peut avoir lieu en vase clos, on introduit les traverses dans un cylindre clos, et on injecte de la vapeur afin d’éliminer l’air; puis on fait un vide énergique d’à peu près Üm,06 de mercure. On maintient ce vide de façon que le bois soit entièrement dépourvu d’humidité. On remplit alors le cylindre d’une dissolution de lk,5 à 2k,5 de sulfate de cuivre par hectolitre d’eau dont la température n’est pas inférieure à 50 degrés; puis on refoule cette dissolution jusqu’à ce que la pression s'élève à environ 12 atmosphères. On maintient cette pression pendant plus d’une demi-heure.

La C'“ d’Orléans fait carboniser la surface de ses traverses, suivant le procédé de M. Lapparent. On emploie à cet elfet un appareil spécial dans les Annales du génie civil auxquelles nous renvoyons nos lecteurs. La traverse est présentée sur toutes ses faces à la flamme d’un foyer dont l’intensité est excitée par une soufflerie à double vent à moyenne pression. Les compagnies de chemins de fer emploient de préférence le chêne préparé ou non, mais, en raison de leur situation géographique, et surtout en présence du prix élevé de ces traverses, elles ont été amenées à essayer diverses essences et divers procédés de préparation.

En Belgique, l'administration impose l’emploi des traverses en bois de chêne, tout en se réservant d’admettre quelques essences préparées suivant des procédés agréés par le Ministi’e.

Quelques chemins de fer allemands emploient presque exclusivement le chêne, qui se trouve d'ailleurs dans les contrées qu’ils traversent ; cependant, en général, les chemins allemands emploient des traverses de toutes sortes d'essences préparées. Nous éviterons de donner, même approximativement, la durée des traverses préparées; les résultats obtenus jusqu’à ce jour varient tellement qu’il est impossible, quant à présent du moins, d’en tirer des conséquences suffisamment rigoureuses. Le chêne non préparé dure à peu près deux fois autant que le sapin non préparé ; il en est de même lorsque ces deux sortes de bois sont préparées par le même procédé. Après le sapin, comme durée, vient le pin, puis le hêtre. Non préparés, ces bois suivent à peu près la même échelle de durée, les uns par rapport aux autres, que le chêne et le sapin. Préparés, le

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hêtre et le pin durent à peu près autant l’un que l’autre, mais moins longtemps que le sapin.

Elaboration des traverses. — Lorsque la voie est formée de rails à double champignon, le coussinet est disposé de manière à donner lui-même l’inclinaison au rail. Au contraire, lorsque le rail est à patin, la traverse reçoit des entailles inclinées vers l’intérieur de la voie. Ces entailles sont faites soit à la main, soit à la machine; ce dernier moyen assure une plus grande exactitude. La vérification des dimensions et de l’inclinaison des entailles se fait au moyen de gabarits qui portent des trous correspondant exactement aux crampons ou tirefonds. Dans le sabotage à la machine, on exécute en même temps le perçage des trous au moyen de traverses qui peuvent se mouvoir à la demande, et qui permettent ainsi de régler à volonté l’écartement des trous. Le contact du fer et du bois amène une destruction rapide des traverses; lorsque celles-ci sont préparées au sulfate de cuivre, les chevilles subissent une altération qu’il est important d'arrêter. La galvanisation des chevilles et des crampons est un moyen énergique de combattre ces altérations, et on l’a appliqué avec succès; on y joint un goudronnage des trous qui donne également de bons résultats.

Voies sur longrines. — D’après le type du rail adopté et en raison de certaines exigences, on a été amené à poser les rails sur des longrines en bois. Ces voies sont coûteuses, et on cherche le plus possible à éviter de les employer. Nous renvoyons nos lecteurs à la description des voies pour tramways.

Voies métalliques. — Le prix toujours croissant des traverses en bois préparées ou non, ainsi que l’insuflisance de la production des forêts dans la plupart des pays ont fait rechercher les moyens de supprimer l’emploi des traverses en bois dans l’établissement des voies ferrées. On a d’abord proposé l’emploi de traverses composées permettant d'utiliser les bois de faibles dimensions, puis dilférents types de traverses métalliques. Nous nous abstiendrons de passer en revue les dilférents types de voies métalliques qui ont été essayés jusqu’à ce jour; une étude très-complète et très-soignée en a été faite par M. Sambuc, ingénieur civil, dans les Etudessur l’ Exposition de 1867 publiées par M. Lacroix.

Alin d’éviter les répétitions, nous renvoyons nos lecteurs à cet ouvrage, et nous nous contenterons de mentionner, avec les détails nécessaires, les innovations que nous avons relevées à l’Exposition.

Ballast. — Les traverses sont placées et maintenues sur le sol au moyen d’une couche de ballast. Le ballast doit être perméable, afin de ne pas garder l’humidité; il doit permettre un bourrage serré sous les traverses, et résister au vent et au passage des trains. Le ballast fortement bourré sous les traverses doit répartir la pression exercée par le passage du train au sol naturel; il doit donc avoir une épaisseur variable suivant la pression qui lui est transmise. Le gravier est le meilleur ballast, surtout s’il provient des rivières. Le gravier extrait des carrières est moins perméable, par suite de la quantité d’argile qu'il contient toujours en proportion variable. Le sable, qui parait en premier examen satisfaire aux conditions indiquées plus haut, présente l’inconvénientde se soulever par le passage des trains, de s’introduire dans les joints des pièces de locomotives, et de détériorer rapidement leur mécanisme. Les galets ne se prêtent pas au bourrage des traverses, et se déplacent facilement; ils sont trèsperméables. L’association du sable et de la pierre cassée donne de mauvais résultats. Diverses sortes de roches peuvent être empolyées avec succès, mais il faut en excepter les roches trop friables, comme la craie et les roches argileuses.

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Dans certains pays, comme le nord de la France, où, eu l’absence de pierres naturelles de construction, les produits céramiques sont exclusivement employés à la construction des maisons et des édifices, ie's débris de briques peuvent très bien servir de ballast. Le mâchefer donne d’assez bons résultats, ainsi que les laitiers des hauts fourneaux.

Assainissement des tranchées et remblais. — L’assèchement de la plateforme, la consolidation et l’assainissement des talus, des remblais et tranchées présentent quelquefois de grandes difficultés. Lorsque le ballast se trouve étendu sur une couche imperméable, il est nécessaire d’assurer l’écoulement de l’eau dans les fossés établis le long de la voie. On pratique, à cet effet, des revers d’eau dirigés transversalement à la voie, et qui déversent l’eau dans les rigoles longitudinales. On a appliqué souvent le drainage, qui s’oppose au mélange du ballast et des terres argileuses, et qui donne de bons résultats.

Nous ne passerons pas en revue les divers moyens employés pour la consolidation des talus, car cela nous entraînerait hors du cadre qui nous est imposé. Disons seulement que les plantes à racines profondes et touffues sont les meilleures et peuvent êti'e recommandées, tant que la nature du sol qui compose les talus ne s’oppose pas à leur emploi. Dans certains cas, les murs de soutènement sont rendus indispensables ; ce moyen coûteux n’est pas toujours efficace. Au contraire, le procédé qui porte le nom de procédé de Sazilly est souvent d’un très grand effet.

Dispositions spéciales de certaines parties de la voie. — Les diverses manœuvres que l’on est obligé de faire subir au matériel roulant dans l'exploitation d’une voie ferrée, exigent l’établissement de voies auxiliaires, appellées voies de garage. Si la voie est unique, lorsque deux trains marchant en sens contraire viennent à se rencontrer dans une des gares du réseau, l’un d’eux est dirigé sur une voie d’évitement qui communique avec la première, au moyen d’un appareil spécial nommé aiguillage.

Dans les gares, il est nécessaire de classer les voitures et les wagons sur des voies différentes, afin de pouvoir à volonté prendre chacun des types de voitures ou wagons dans la proportion exigée par le trafic, ensuivant les directions assignées à chacun d’eux; ici encore il est nécessaire de faire communiquer entre elles les diverses voies dont on dispose. En outre des aiguillages on est amené à employer les plaques tournantes et les chariots roulants.

Jonctions de voies. — On a essayé différents types d’aiguilles pour faire communiquer deux voies entre elles, et on s’est arrêté à une disposition unique. Toute jonction de deux voies se compose nécessairement d’un changement de voies ou de deux aiguilles et d’un croisement de voies. Soit une voie AC, A C' et une deuxième voie AB, A'B' communiquant avec la première, on établit toujours la ligne extérieure des rails sans solution de continuité, les rails AB et A'C' sont fixes; au contraire, les rails intérieurs EC et E"B' sont mobiles dans leurs parties ED et E'D' autour des points D et D’ ; ces rails s’appellent les aiguilles. Au point F de rencontre des rails intérieurs se place l’appareil spécial appelé croisement de voies.

Les aiguilles sont manœuvrées au moyen d’un levier à contre-poids, et quel que soit le type du rail, à double champignon ou vignole, elles glissent sur des coussinets spéciaux fixés solidement aux traverses. On fait exclusivement les aiguilles en acier. Les pointes des croisements appelées aussi pointes de cœur sont faites en général en acier fondu et forgé ; on en a fait également en acier fondu seulement, et aussi en fonte dure. On construit encore des changements

LES CHEMINS DE FER

triples, mais en établissant toujours la tile des rails extérieurs continue. Il est nécessaire de faire ralentir les trains au passade des aiguilles, car, quels que soient les soins que l’on apporte à leur établissement, une fausse manœuvre ou un

Fig. 30. — Jonctions de voies.

manque d’attention de l’aiguilleur, peut amener de très-graves accidents; malgré le contre-poids, il faut exiger de l’agent chargé de la manœuvre des aiguilles de tenir le levier pendant le passage des trains, afin d'assurer l'application complète de l’aiguille contre le rail fixe.

Traversée oblique. — Lorsque deux voies se traversent sans communiquer l’une avec l’autre, on a ce que l’on appelle une traversée oblique. Les rails en se rencontrant donnent lieu à l’établissement de deux croisements analogues à ceux des jonctions de voies et à deux dispositions spéciales on A. On observe

Fig. 31. — Traversée oblique.

toujours cette règle de la continuité des rails extérieurs et ou assure le passage des roues au moyen de contre- rails avec pattes de lièvre. Il est quelquefois nécessaire de faire communiquer entre elles et dans toutes les directions deux voies qui se coupent sous un angle très-aigu (entre 3°30 et 7°30), on emploie alors un appareil usité en Angleterre et qui comprend quatre changements de voies, deux croisements et traversées doubles et deux croisements simples. Les quatre changements de voies sont manœuvrés par un seul levier, on est ainsi certain que les aiguilles prendront bien ensemble la position nécessaire.

DE LA VOIE EN GÉNÉRAL

Cet appareil a été adopté depuis par la Compagnie de l’Ouest français qui en expose uu spécimen. Il est facile de se rendre compte de la complication à laquelle on est amené par suite de l’augmentation du nombre des voies et de leurs positions respectives ; on doit donc chercher à diminuer la distance entre les appareils, mais sans cependant sacrifier la largeur des rayons de courbes de raccordement. Dans la demi-traversée dont nous avons parlé plus haut, on peut être amené à descendre jusqu’à 130 mètres de rayon; ce doit être une exception.

Traversée rectangulaire. — Lorsque deux voies se coupent sous un angle droit, on a une traversée rectangulaire. On doit éviter de placer ces traversées sur les voies principales autrement que dans les gares. Dans tous les cas, on conserve leur continuité aux rails de la voie principale et on coupe les rails de la voie secondaire, qui sont placés à un niveau plus élevé que les précédents, de manière à permettre le passage des boudins des roues. Lorsque les voies ont une importance égale, on coupoles rails des deux voies qui sont placés au même niveau. 11 est absolument indispensable d’exiger le ralentissement au passage de ces points faibles.

Plaques tournantes. — Lorsque l’on veut mettre en communication deux voies qui se coupent à angle droit, on emploie les plaques tournantes. Ces plaques sont formées d’un plateau tournant, d’un pivot, d’un plateau dormant et de galets de roulements. Les dimensions des plaques tournantes varient nécessairement suivant le type du matériel roulant. Dans les lignes secondaires sur lesquelles ne circulent pas de trains à grande vitesse, la distance des essieux peut être réduite au minimum, et par suite, les plaques dont le diamètre dépend principalement de la distance des essieux des véhicules peuvent être de faibles dimensions. Au contraire, si le matériel doit marcher à grande vitesse, il est nécessaire de lui donner la plus grande stabilité possible, et par conséquent d’augmenter la distance des essieux; il en résulte nécessairement un diamètre plus grand des plaques tournantes.

Indépendamment du matériel roulant, il y a lieu de considérer les plaques tournantes pour locomotives et tenders, qui sont de plus grandes dimensions que les premières. Lorsque la plaque ne permet pas de faire tourner la locomotive avec le tender, on a une perte de temps très-considérable, et souvent il est indispensable de pouvoir faire cette manœuvre très-rapidement; c’est le cas qui se présente lorsque par suite d'un rebroussement de la voie on est obligé de faire tourner la machine pendant le cours d’un voyage ; on emploie alors des ponts tournants qui permettent la manœuvre de la locomotive avec son tender. Les ponts tournants sont placés principalement à l’entrée des dépôts ou remises de locomotives.

Chariots roulants. — Pour mettre en communication plusieurs voies parallèles on emploie des chariots roulants. L’inconvénient des chariots roulants est d'exiger une voie spéciale de roulement en contre-bas des voies ordinaires. Cette fosse dans laquelle circule le chariot présente beaucoup d’inconvénients et on a cherché à la supprimer du moins en partie; la Compagnie de l’Ouest remplace la fosse générale par trois petites fosses de faible largeur. Une autre solution est présentée par le chariot Dunn. Les roues du wagon montent au moyen d'un plan incliné qui peut se replier sur le chariot, et elles reposent sur leurs boudins. Dans les ateliers où l’emploi du chariot est continu, on le fait mouvoir mécaniquement au moyen d’une locomobile montée sur ce chariot qui atteint alors de plus grandes dimensions.