DES CHEMINS EN FER

Sur les routes cailloutées , avec quelque soin qu'elles soient entretenues, le frottement , surtout dans les mois pluvieux de Tannée, est très-considérable. Il est beaucoup moindr^sur les routes pavées ; mais la fréquence des chocs qui s'y produisent fatigue les chevaux et détruit promptement les voitures, Ces inconvéniens ont depuis long-temps fait naître l'idée (1) de modifier les* routes et de leur substituer des surfaces à la fois dures e*t polies. Des chemins en fer remplissent cette double condition. Sur ces chemins, le frottement de l'essieu est presque le seul que le moteur ait à vaincre. Aussi l'expérience a prouvé que les poids qu'une certaine force pourrait mettre en mouvement sur un chemin en fer et sur une route ordinaire , étaient entre eux , lorsque la pente était nulle , dans le rapport de 8 à i . Or , la force moyenne de l'homme est à peu près la septième partie de celle du cheval. On peut

A Florence, depuis long-temps, la partie du pavé sur laquelle s'appuient les roues est revêtue de marbre , celle que foulent les chevaux est construite en pierre commune.

donc considérer un homme et un cheval comme devant traîner le même poids, le premier sur une route en fer, le second sur une route ordinaire.

Un chemin en fer qui présenterait une surface métallique, dont la largeur égalerait celle du chemin lui-même, serait inexécutable, en raison des dépenses qu'exigerait sa construction. Les che- -vaux d'ailleurs ne pourraient y tirer avec facilité. Aussi doit-on se borner à revêtir de bandes de fer les zones étroites et parallèles , sur lesquelles se meuvent les roues. Ces bandes se nomment ornières. Deux ornières forment une voie. La largeur de chaque voie a pour mesure celle des voitures auxquelles le chemin est destiné. Il y a des chemins en fer à une voie et à deux voies. Sur les premiers , des ornières qui s'embranchent avec celles de la voie principale, et que l'on nomme tourne-hors , permettent aux voitures de se croiser. Une chaussée en gravier sépare les deux ornières de chaque voie. Un chemin en fer à deux voies n'a pas de tourne-hors.

Il y a des ornières de deux espèces : les unes plates et à rebords, les autres étroites, un peu convexes et sans rebords. Sur ces dernières, appelées ornières saillantes, les roues elles-mêmes ont des rebords qui maintiennent les voitures sur la direction qu'elles doivent suivre. La terre et le gravier s'amassent beaucoup moins sur les ornières saillantes et sans rebords que sur les

autres. Sous ce rapport elles leur sont préférables.

En Angleterre, les machines à vapeur sont au nombre des moteurs à l'aide desquels on exécute les transports sur les chemins en fer. On y distingue les machines à vapeur locomotives 7 et les machines à vapeur fixes ou stationnaires. Les premières sont placées sur des voitures dont les roues dentées engrènent avec des crémaillères qui régnent sur toute la longueur qui doit être parcourue. En imprimant un mouvement à ces roues, la vapeur fait avancer les voitures auxquelles sont attachés des chariots de transport. Les machines stationnaires sont établies de distance en distance , et font mouvoir des tambours sur lesquels s'enroulent de longues cordes qui tirent les chariots.

Les ornières sont construites avec du fer forgé ou coulé. .Le fer forgé a quelques avantages sur la fonte. Il est moins cassant , et sa surface présente moins d'aspérités. La fonte toutefois est plus généralement employée ; elle coûte moins et résiste plus long-temps , dit-on , à l'action de l'air et de l'eau. Les roues des chariots sont aussi en fonte.

La largeur des ornières plates est de 0,10, y compris le rebord dont la largeur est de a centimètres, et la hauteur de 5. Celle des ornières, dites étroites ou saillantes , n'est que de o,o54« Les roues à rebord ont une largeur de 0,10 , y

compris celle du rebord qui est de 3 centimètres- Ce rebord a 2 centimètres de saillie.

La longueur des barres dont se compose une ornière est de 1,20 ; leur épaisseur est de 0,0$ aux extrémités, et de o,ï4 au milieu. {Voyez Jig. 14 ) H y a plusieurs manières d'assembler les barres. Les figures 12, i3 et 1.4 représentent celle qui a été adoptée dans la construction du chemin en fer qui conduit de Saint-Etienne à Audrézieux sur la Loire. Ce chemin est à ornières saillantes, et n'a qu'une voie/

X représente un parai lélipipède ou dé en pierre , dont la base a o,4o de longueur, 0,2$ de largeur, et dont la hauteur est de o,3o. Deux trous de 0,02 au plus de diamètre, et profonds de 0,2 environ y sont creusés. Chaque trou reçoit une cheville en bois de chêne r chassée avec force et arrasée avec la surface supérieure du parallélipipède.

1 figure une pièce en fonte que Ton appelle siège ou support des barres. Deux trous pratiqués dans la base du siège répondent à ceux du parallélipipède, en sorte qu'au moyen de clous enfoncés dans les chevilles en bois, le siège et le dé sont unis solidement

Le siège présente deux saillies entre lesquelles sont assujéties les barres de fer qui portent les roues des chariots. Les saillies et les barres sont percées de trous qui reçoivent des boulons à clavettes. Ces boulons ont pour double objet de

fixer les barres sur les sièges , et d'unir les barres entre elles. 1

On établit les dés sur un lit de gravier fin. Les ornières sont presque jusqu'au niveau de leur surface supérieure, enterrées dans une tranchée qu'on remplit de gravier ou de cailloux brisés. Leur relief au-dessus de la surface du chemin n'excède pas 5 centimètres. Presque toujours le tassement des terres produit dans l'assiette des dés et des ornières quelques dérangemens auxquels il faut remédier.

La voie des chariots étant de i,5o, la largeur des accotemens et celle des fossés pouvant être réduites à i mètre , la largeur totale d'un chemin en fer à une voie peut être évaluée à 5,5o , et ne doit pas excéder 6 mètres. Celle d'un chemin en fer à deux voies peut varier de 8,20 à 8,70. La différence 2,70 se compose de r,5o largeur d'une voie, et de 1,20 intervalle de deux communications.

Dans les chariots qu'on emploie sur les chemins en fer, les essieux font corps avec les roues et tournent avec elles. Cette disposition ne permet pas que la voie des chariots change. Mais les caisses ont du jeu sur les essieux. Les roues des chariots, à Saint-Etienne, ont 0,70 de diamètre. Le diamètre des essieux est de o,o54- Chaque chariot pèse 800 kilogrammes. Le chargement des chariots est ordinairement de 2000 kilogrammes; il ne doit pas excéder 3ooo kitog.

Un cheval en traîne plusieurs; sa charge est eu général déterminée par l'inclinaison du chemin qu'il parcourt. De Saint-Etienue à Andrézieux t la route étant constamment en pente descendante, un seul cheval traînera 5 à 6 chariots.

Les chemins en fer construits eu pays de montagne se composent de plusieurs parties dont la pente est insensible , et qu'unissent des plans inclinés plus ou moins raides, sur lesquels les chariots s'élèvent à l'aide de machines. On évite ainsi le développement trop considérable qu'il serait nécessaire de donner aux chemins pour adoucir les pentes, de telle manière que les chevaux qui traînent un certain poids sur une partie de chemin horizontale, pussent, sans une fatigue excessive , l'élever sur les parties inclinées.

Le rapport des plans inclinés à leur base ne devrait pas excéder 777 (i) sur les routes où les

(1) Navier, de l'Etablissement d'un chemin en fer entre Paris et le Havre, Paris, 1826, pages 10, 14 et 17. Un bon cheval de voiture , sur un chemin en fer de niveau et à ornières saillantes, traîne un poids de 8,000 kilogrammes, et parcourt en huit heures une distance de Sa kilomètres. Dans le même temps., et avec le même effort, il élèverait de 3a kilomètres un poids dé 80 kilogrammes. Il pourrait élever avec la même vitesse un poids de 120 kilogrammes,, mais il ne serait capable de l'effort nécessaire que pendant un temps peu considérable. Or, lorsqu'un poids est placé sur un plan incliné dont la base est à la hauteur :: n : 1 , la pression qui s'exerce perpendiculairement au plan est à la force qui soïli-

chariots se mouvraient dans l'un comme dans l'autre sens. Le chemin dont nous avons fait mention étant presque exclusivement destiné à l'exportation des charbons de terre de Saint- Etienne , les voitures qui retourneront vers cette ville seront vides ou peu chargées. La pente peut donc sans inconvénient excéder Mais si elle était plus raide que—, il faudrait enrayer dans les descentes ; telle est la limite des pentes admises dans le tracé de ce chemin.

La nécessité d'adoucir les pentes des chemins en fer, oblige de changer fréquemment leur direction. Les courbes de raccordement sont des arcs de cercle de 75 à 100 mètres de rayon , auxquelles on substitue, dans l'exécution, des polygones réguliers dont les côtés ont une longueur <te quelques centimètres. La résistance qu'oppose au rebord du chariot l'ornière qui répond au plus grand cercle, l'emporte sur celle de l'ornière opposée. Pour diminuer l'inégalité, les constructeurs (1) du chemin en fer de Saint- , ' ■ -~ — > — < -

cite le poids à descend* e :: #1:1. Supposons la pression égal* an poids même de 8,000 kilogrammes que le cheval peut traîner snr une route de niveau , la force qui sollicitera le

«chariot à descendre sera égale a ; elle doit être détrutte

par l'excédant d'effort dont le cheval est capable pendant un temps peu considérable; ainsi, on doit avoir 120 —

4*o = 40 ; d'où n = 200.

(1) Les travaux sont dirigés par M. Beaunier, inspecteur général des mines.

Etienne ont imaginé d'exhausser l'ornière extérieure. Cette disposition offre, outre l'avantage que nous venons d'indiquer, celui de donner dans les tournans plus de stabilité aux voitures.