TRAVAUX DE TERRASSEMENTS

Importance des déblais et des remblais. — Moyenne du prix de revient de ces travaux. — Sondages pour l'étude g-éologiquc des terrains. — Terrassements pai^ voie de compensation, de dépôts ou d'emprunts. — Ouverture d'une tranchée; déblais principaux des chemins do fer de France et de l'étranger. — Travaux de consolidation. — La tranchée de la Loupe. — Établissement ot consolidation des remblais.

Voici le moment de l'exécution venu : à l'œuvre donc !

Pioches, pelles, brouettes, tombereaux et >vagons, au besoin poudres et mines vont travailler, vont jouer de concert, et désormais sans relâche. Les chantiers s'ouvrent sur toute la ligne ; entrepreneurs, ouvriers, manœuvres, tous à leur poste, sont prêts à attaquer le terrain. Suivons-les dans leurs travaux variés, et assistons à leurs principales opérations.

Le mouvement du sol et les transports de terre, en un mot les terrassements, se présentent naturellement au début des travaux. Viendront ensuite les ouvrages d'art, ceux où l'architecture joue le rôle principal, et qui font partie essentielle de la voie, du champ de traction. Ces deux ordres de travaux achevés, — le plus souvent on les

mène de front, — nous ferons voir comment on procède à l'installation du matériel fixe, traverses, rails, aiguilles, plaques, etc.

Pour donner une idée de l'importance des travaux de terrassement, je poserai tout d'abord des chiffres : si Ton consulte le budget des dépenses totales des principaux chemins de fer de France, matériel compris, on trouve que les terrassements absorbent à eux seuls le quart de ce budget, ou, si l'on veut, une somme trois fois supérieure à celle qui est consacrée aux ouvrages d'art.

Ainsi, le prix moyen, par kilomètre, des grandes lignes françaises ressort à 463,000 fr. environ, matériel compris ^ Or, sur ce chiffre, les travaux de terrassement figurent pour plus de 110,000 fr., les travaux d'art, seulement pour 40,000. Que ces proportions varient avec les différentes lignes, on le conçoit : le sol est plus ou moins accidenté, la main-d'œuvre plus ou moins chère, la nature géologique des terrains plus ou moins favorable à l'exécution des travaux.

Par exemple, tandis que, sur la ligne de Lyon à Avignon, le cube des terrassements ne s'élève qu'à 29,000 mètres par kilomètre, le chemin de Mulhouse, dont le cube total des terrassements s'élève au nombre énorme de i4,000,000 de mètres, donne 38,000 mètres en moyenne par kilomètre, et celui de Londres à Brigton 75,000 mètres cubes.

Voilà pour la quantité. La qualité varie plus encore; ici, les terrains sont fermes, consistants, et se tassent avec facilité : les terrassements s'y exécuteront dans les meilleures conditions possibles. Là, au contraire, le sol est

* Nous n'avons rien dit du prix des terrains. Il est vrai que ce prix varie considérablement suivant les lieux; le prix moyen kilométrique varie lui-même beaucoup selon les lignes ; tandis qu'il est de 18,500 fr. sur le chemin d'Andrezieux à Roanne, il monte à 45,000 fr. sur celui <îe Tours à Nantes.

marécageux, mouvant, sillonné d'infiltrations : il occa^ sionnera de grandes dépenses pour la consolidation et l'assèchement des talus, soit dans les tranchées, soit dans les remblais. 11 arrive aussi qu'il faut se frayer un passage dans les pays montagneux, trancher dans le roc vif, conditions souvent moins onéreuses toutefois que le passage dans les marais ou dans les tourbes.

Vous voyez donc qu'il n'a pas suffi à l'ingénieur, pour établir son devis, de consulter les profils en long ou cm travers: ces documents, tout géométriques, lui ont pu dire quelle serait la profondeur de cette tranchée, l'élévation de ce remblai. Mais quelle inclinaison faut-il donner au talus, par suite quelle largeur de terrain le chemin de fer absorbera -t-il en tel ou tel point; quel sera àè^ lors le cube des terrassements? c'est ce que l'étude géologique du sol a pu lui permettre de calculer avec précision. Des sondages, souvent très-rapprochés, sont nécessités par cette étude et fournissent des éléments qu'il faudra combiner avec une foule d'autres : action des pluies, des gelées et du dégel, des températures extrêmes dans lejv saisons froides et chaudes, des sources et suintementsd'eau, et nombre de circonstances infiniment variables^* dont l'omission pourrait être plus tard la source de rudesmécomptes.

Les plus savantes prévisions du reste, il faut en convenir, ne sont pas exemptes d'écueils, et l'imprévu joue quelquefois son rôle dans la confection de ces grands travaux. Raison de plus, pour l'ingénieur, de faire un constant appel à la science, et d'éviter ainsi les réparations et les retouches, le plus souvent fort dispendieuses, surtout (piand le chemin de fer est construit. Telle réparation a r.oûté deux lois la valeur du travail primitif, exécuté dansles mêmes conditions normales.

Les travaux de terrassements, on le sait, sont de deux sortes. Tantôt le sol dépasse le niveau fixé pour le che-

min : ce sont alors des tranchées qu'il faut ouvrir ; en style du métier, on doit exécuter un débhi. Tantôt le sol est au-dessous du niveau de la voie : ce sont des jetées qu'il faut édifier dans ce cas, ou, si l'on veut, des remblais. Tout cela n'est, pas nouveau, et, bien avant de construire des chemins de fer, on faisait des déblais et des remblais, pour les routes, les fortifications, les canaux. Mais en quelle faible proportion? C'est ce qu'il est permis de constater, aujourd'hui que les terrassements ont pris, dans les chemins de fer, un si énorme développement. Aussi a-t-on dû inventer de nouveaux procédés, créer pour ainsi dire un art nouveau, avec ses règles, ses engins; art dont le progrès, comme presque tous ceux de cette grande industrie des chemins de fer, ont réagi sur toutes les autres industries, privées ou publiques.

Bien que les travaux de terrassements comprennent deux opérations distinctes, et comme opposées, à savoir le creusement des tranchées et l'édification des remblais, en réalité, ce sont le plus souvent deux opérations qui se compensent et s'exécutent simultanément : les terres provenant de la tranchée sont transportées sur l'axe du remblai et servent à le former. On dit, dans ce cas, qu'on opère par voie de compensation.

Mais la distance de la tranchée au lieu du remblai estelle assez considérable pour rendre le système de compensation trop coûteux, on est obligé de déposer les terres, provenant du déblai, de côté et d'autre du chemin; circonstance qui se présente aussi, d'ailleurs, lorsque le cube de la tranchée dépasse celui des remblais voisins: on opère ainsi par voie de dépôt.

— Comment alors, demanderez-vous peut-être, édifier le remblai, dans la première de ces deux hypothèses?

— En empruntant aux terrains voisins de la ligne les matériaux nécessaires : le remblai est exécuté alors par voie d*emprunt. Les traces de ces derniers travaux restent

souvent visibles le long de la plupart des lignes, sous la forme de mares où séjournent les eaux, ou bien, dans les endroits secs, de sortes de carrières d'où la végétation a généralement disparu.

Ces divers modes de procéder s'emploient suivant les circonstances, quelquefois même simultanément sur le même tronçon. Le système de compensation est évidemment préférable, lorsqu'il est possible; mais, outre la raison tirée de la distance, il y en a une seconde qui empêche souvent l'ingénieur d'y avoir recours : c'est lorsque la nature des terrains extraits de la tranchée les rend impropres à la construction d'un bon remblai.

Les généralités qui précèdent, bien que fort simples en théorie, n'en sont pas moins dans la pratique d'une extrême importance, surtout au point de vue, si grave dans de telles entreprises, du prix de revient.

L'avenir d'une ligne en peut dépendre.

C'est à l'habileté du constructeur, de soumettre tous ces éléments divers aux règles précises du calcul, comme aux prévisions de l'expérience, de façon à être toujours certain de suivre ]a route la plus sûre, et en même temps la plus réellement économique.

Mais arrivons aux détails. Commençons par l'ouverture d'une tranchée.

Voyez-vous ce massif de terre, dont une coupe en travers du tracé vous donne le profil {fig. 19) ?

C'est dans ce bloc qu'il faut mordre, en déblayant tout le terrain compris entre la chaussée et les talus, tels qu'ils sont indiqués par les lignes du profil. Supposons d'abord que la plus grande profondeur de la tranchée ne dépasse pas 5 à 6 mètres. Voici comment alors on opérera :

On commencera par creuser une tranchée A, à bords verticaux ou inclinés, suivant le degré de consistance du terrain, et l'on retroussera, de chaque côté, en a et en b,

les terres qui proviendront de cetle tranchée. Les li couettes et les tombereaux sudisent â cette première opération. La •cunette A achevée — tel est le nom qu'on donne à celte petite tranchée auxiliaire — on pose sur le fond une voie.

mic li^nede rails, sur laquelle peuvent circuler les wagons, spécialement construits pour les travaux de terrassements. D'ordinaire on ménage une pente douce, qui facilite la soplie des wagons chargés de terre, sans porter obstacle au retour des wagons vides. Cette voie provisoire conduit au lieu de déchargement, c'est-à-dire sur l'axe du remblai, si l'on procède par compensation. Puis, on attaque à la pioche et â la pelle les massifs B et C, ainsi que les terres primitivement reti'oussées en a et en b. La tranchée est alors ouverte dans toute sa longueur.

La profondeur de la tranchée est-elle plus considérable, — celle de Pont-su r-Yon ne {chemin de fer de Paris à Lyon) a jusqu'à 20 métros de hauteur, — on sera obligé de creuser la tranchée par étages successifs, en ouvrant deux ou plusieurs cunettes munies de leurs voies provisoires. Le dessin que voici fera compnindre l'ordre des travaux, chaque massif portant un numéro qui exprime le l'ang de sa disparition.

Le transport des terres se fait de deux manières. S'il

PKENIERE PARTIE. -

s'agit de celles qui proviennent des cunettes, c'est à la brouette et au tombereau qu'on les enlève. Pour les autres,

tig. 10. — Oaverture d'une trancbéc profondi

c'est le plus souvent l'afTaire des wagons circulant sur les voies provisoires, wagonsque traînent leschevaux, ou que leur propre poids fait descendre le long du plan incliné formé par le fond même de la cunetli-.

Dirai-je un mot des outils? Qui ne connaît la pioche et la pelle? qui ne connaît la brouette, ce modeste instrument, si utile, si admirablement proportionné à la force musculaire et aux mouvements de l'homme ? C'est aussi le tombereau, dont la construction grossière, mais par cela même solide et économique, convient à merveille a ce genre de travaux.

Tous ces engins ont été étudiés dans leurs détails, et les ingénieurs n'ont pas cru déroger par la recherche de perfectionnements, on apparence minimes, mais en somme fort importants. C'est ainsi que les wagons de terrassement sont construits de façon à verser à volonté leur charge, sur le côté ou sur le devant, â l'extrémité du remblai : l'opération du versement était facilitée autrefois par une sorte de pont en charpente, mobile sur des rails èta-

blis au bas du remblai ; en style du métier, ces appareils se nomment baleines. Mais l'emploi des baleines disparait de plus en plus.

Voilà bien des détails, sur un genre de travaux qui n'est pas particulier aux chemins de fer, qu'on exécutait et (ju'on exécute encore pour cent autres objets, et qui est plus ou moins connu de tout le monde. Mais c'est à ces vastes entreprises, que l'art des terrassements doit ses progrès ; la nécessité d'exécuter rapidement d'énormes tran-^ chées, ou d'édifier des remblais immenses, a rendu nécessaire l'emploi de méthodes nouvelles, et d'engins nouveaux ou perfectionnés. C'est à ce titre que j'insiste sur celle partie importante de l'établissement d'un rail-way.

Et cependant, je n'ai rien dit encore des doubles ou triples voies, qui s'entre-croisent de telle sorte, sur les chantiers de déblais, que les wagons vides ou* pleins ne puissent se gêner dans leur marche en sens inverse ; je n'ai pas décrit la forme des wagons employés , celle des brouettes, des tombereaux et des wagonnets; j'ai passé sous silence l'organisation des chantiers, les conditions qui rendent préférable, tantôt l'emploi de la brouette, tantôt celui des tombereaux voitures par des chevaux, tantôt enfin celui des wagons remorqués par la vapeur. Dans ce dernier cas, la locomotive ne devient économique que s'il s'agit de cubes considérables, de 20,000 métrés au minimum.

Mais en ai-je dit assez pour me faire comprendre, ou mieux, pour faire comprendre l'opération? cela suffit.

Je citerai parmi les déblais les plus importants : Sur les chemins de fer de France, les deux tranchées qui comprennent le grand remblai de la vallée de Malaunay, ligne de Rouen au Havre.: chacune de ces tranchées cube •250,000 mètres, tandis que le remblai offre un volume d'environ 600,000 mètres; ce qui a permis d'opérer par voie de compensation ;

La tranchée de Poincy, ligne de Strasbourg, qui a près de 2 kilomètres de longueur, 16 mètres dans sa plus grande hauteur, et qui a fourni 500,000 mètres cubes de déblais ;

Celle de Pont-sur-Yonne, dont la hauteur maximum est de 20 mètres, et qui cube 500,000 mètres environ.

Sur les chemins de fer étrangers, on remarque la tranchée de Gadelbach, entre Ulm et Augsbourg, qui a donné 1 ,000,000 de mètres cubes, et celle du Tring, sur le chemio de Birmingham à Londres, dont le volume dépasse 1,400,000 mètres. La masse de terre, enlevée dans ce dernier déblai, et ramassée sous la forme d'un cube, dépasserait de 24 mètres en hauteur le sommet du Panthéon, et pèserait en moyenne 1,200,000 kilogrammes. Qu'on évalue, d'après cela, la quantité de travail nécessité par le transport de cette masse, déposée en cavaliers sur les bords d'une tranchée qui est longue de 4 kilomètres et qui atteint jusqu'à 17 mètres de profondeur !

Voulez-vous avoir une idée aproximative du prix de revient de ces grands travaux? Sachez qu'un mètre cube déterre, la charge d'un wagon, coûte, pour être transporté à la distance d'un kilomètre, 95 centimes s'il est traîné par des chevaux, 92 centimes si la locomotive est le moteur. Je ne parle ici que du prix du transport. La fouille des terrains est souvent bien plus dispendieuse, surtout dans les tranchées profondes, où la nature du sol n est pas connue d'avance ; des sondages, des puits creusés dans Taxe du tracé sont alors nécessaires, et augmentent considérablement le chiffre du prix de revient. Et si Ton rencontre des couches de terrains ébouleux et aquifères, des tourbes, des marais, la dépense s'accroît encore.

Malheureusement, pourquoi faut-il que de tels travaux n'absorbent pas seulement que de l'argent ? Ils dévorent quelquefois, trop souvent, b^las! des vies d'hommes, et

58 LES CHEiMlNS DE FER.

le confort d'un voyage rapide et agréable s'obtient aux dépens du désespoir et de la misère de plus d'une famille. Du reste, disons-le à l'honneur de l'industrie, en cas d'accident, les chefs, les ingénieurs, les entrepreneurs, sont des premiers au danger, des premiers à prodiguer leurs efforts, à exposer leur vie pour sauver les victimes.

11 est encore une considération qui influe beaucoup sur les dépenses des travaux de terrassement, c'est la rapidité plus ou moins grande avec laquelle ces travaux s'exécutent. Des vues toutes spéculatives, indépendantes de la yolonté de l'ingénieur, et d'ailleurs fort légitimes, peuvent décider une compagnie à pousser avec la plus grande célérité l'achèvement d'une ligne, lien résulte, soit l'emploi de moyens spéciaux et fortcoûteux, soit, par l'affluence des demandes, un renchérissement dans la main-d'œuvre. Mais après tout, si l'on tient compte de l'intérêt du capital engagé dans la construction, et des bénéfices provenant d'une exploitation plus prompte, il est possible qu'il y ait économie à procéder de cette façon pour l'établissement de certaines lignes de fer.

En moyenne, on enlève, des deux extrémités d'une tranchée, de 800 à 1,000 mètres cubes par jour. A ce compte la grande tranchée du Tring aurait exigé, comme on voit, trois années de travail.

Mais tout n'est pas dit, pour l'achèvement des tranchées, quand le mouvement des terres est effectué. Il faut alors procéder aux travaux de consolidation et d'assainissenjent, qui viennent enfler encore la dépense, quelquefois dans des proportions énormes. Nous en avons dit un mol plus haut : il n'est pas, je crois, superflu d'insister sur ce point délicat. Combien de fois est-il arrivé que, la tranchée finie, Ja voie construite, le chemin livré à l'exploitation, des éboulements imprévus ont soudainement encombré la tranchée et interrompu la circulation ! Le plus souvent, ces éboulements ont pour cause le glissement des

terres sur les couches glaiseuses inclinées, devenues lisses par la pénétration des eaux jusqu'à leur surface ; il arrive aussi que ces couches elles-mêmes, gonflées par les influences atmosphériques, sont entraînées par l'action dissolvante des dégels ou des pluies. Enfin les infiltrations des sources viennent creuser les talus à diverses hauteurs, et nombre d'accidents de ce genre, qu'il n'est pas toujours facile de prévoir, s'ajoutent à ces causes de destruction si fréquentes, dont il faut réparer promptement les effets, quand on n'a pu les prévenir. Murs de soutènement, revêtements en pierres sèches, gazonnages, établissement de tuyaux de drainage, de rigoles pierrées, voilà autant de moyens employés soit isolément, soit simultanément, suivant les circonstances.

Qui n'a jeté un coup d'œil sur les bords des tranchées, et ne s'est émerveillé de voir les immenses travaux de maçonnerie dont elles sont revêtues? Si l'œil du voyageur pouvait pénétrer dans les flancs des masses de terre qui les forment, il serait plus surpris encore, en énumérant les procédés variés et ingénieux que l'art du constructeur a empruntés à la science, pour leur consolidation et leur assainissement. Ce sont, il est vrai, choses peu attrayantes à voir, surtout lorsque le convoi, lancé à toute vapeur, passe comme la flèche le long des talus. L'œil se fatigue alors à suivre, sans rien distinguer, les longues raies blanches, jaunâtres, grises ou verdoyantes, qui forment tout l'horizon d'une portière de voiture, et volontiers revient à l'intérieur du wagon.

On ferait un livre de ce qu'on ne voit pas ou de ce qu'on voit mal en voyageant : voilà précisément pourquoi j'ai cru devoir appuyer sur l'importance de ces travaux, sans l'intelligence desquels il serait difficile de se former une juste idée de la construction d'un chemin de fer.

Terminons par un exemple.

Sur les confins des départements d'Eure-et-Loir et de

m LES CHEMINS DE FER.

rOrne, à peu de distance du bourg de la Loupe, la seconde section du chemin de fer de l'Ouest coupe, en se dirigeant vers Nogent-le-Rotrou, un monticule considérable, qu'elle devait d'abord traverser en tunnel. Des puits furent même. creusés pour le percement du souterrain ; mais les ingé* nieurs se ravisèrent, et décidèrent l'ouverture d'une tranr chée. C'est une des plus considérables des chemins de France, comme on peut en juger par les nombres suivants : elle s'étend sur une longueur de 4 kilomètres, H atteint jusqu'à 16 mètres, dans sa plus grande profondeur. Les terres déblayées ont fourni le nombre énorme de 4,100,000 mètres cubes, c'est-à-dire autant que la grande tranchée du Tring, citée plus haut. Pendant plusieurs années, 1,100 ouvriers, en moyenne, ont travaillé à l'achèvement de cette œuvre gigantesque, qui a nécessité la plupart des travaux de consolidation et d'assainissement dont il vient d'être question. La figure ci-aprés donne une idée de l'organisation des ateliers, et montre que la maçonnerie a dû marcher de pair avec les déblais.

Sur la droite du dessin, une partie des murs de revêtement est déjà terminée, et les déblais de la partie supérieure s'effectuent toujours. Les motifs de cette marche simultanée des terrassements et des travaux de consolidation étaient pressants, en effet. Des masses de terres glaiseuses eussent glissé sans cela jusqu'au fond de la tranchée, et rendu le travail impossible : d'épais murs de soutènement, haut de quatre mètres, retiennent ces masses dans les points les plus dangereux. Puis, au-dessus, s'étend une banquette qui garantit la voie contre les éboulements supérieurs. Des pierrées assainissent en outre le haut des talus, que borde de part et d'autre une partie des terres, retroussées en cavaliers.

Sur la moitié de la tranchée, la voie est horizontale. A ce palier sucxîèdent deux rampes de cinq à h'iit millièmes

de pente. Enfin, njoutons ce détail particulier ; les puits, creusés pour le tunnel en projet, servent â l'assainissement des talus, dont ils conduisent toutes les sources ramifiées jusqu'aux sables inférieurs à l'argile.

Tranchée de la Loupe; vue générale dee ti^idui.

Un mot maintenant des remblais : je serai bref. Comment les établit-on? Comment les consolide-t-on ? A quels accidents, à quelles diffiailtès donnent-ils lieu? C'est à ces trois questions que je vais successivement répondre.

Les remblais — on l'a \u — se forment par voie de compensation, quand les terres d'une tranchée sont de bonne nature, et que la distance n'en rend pas le transport trop coûteux ; ou par voie d'emprunt, pour les motifs contraires. Eh bien, il est constant que les meilleurs rem- J)lais sont ceux qu'on a fait exécuter au tombereau : dans

ce cas les couches successives sont pilonées par les roues des véhicules et par les pieds des chevaux, avantage que n'offre pas l'emploi des wagons, puisqu'alors les terres ne se tassent que sous leur propre poids. Qu'en résulte-t-il? Que les remblais au tombereau sont moins sujets à s'écrouler et que les tassements ultérieurs y sont beaucoup moindres. Ce dernier avantage n*est pas à dédaigner, si l'on songe que l'ingénieur doit prévoir, calculer d'avance les tassements d'un remblai, en proportion de la hauteur que donnent les profils, pour éviter, une fois la voie posée, les remaniements de terrain.

Les causes de dégradation des remblais sont aussi de diverses natures. Ici, c'est le sol qui s'affaisse sous le poids des masses de terres rapportées; là, des éboulements, dus au défaut d'homogénéité des matériaux qui composent le remblai. Dans le premier cas, il arrive que le sol compressible cède sous le poids énorme, et que les remblais pénétrent à une certaine profondeur, engloutissant de la sorte les résultats d'un travail long et dispendieux. C'est ce qui est arrivé sur la ligne de Mulhouse : le grand remblai de la Méance s'est enfoncé à une profondeur de cinq mètres ; et deux cent mille mètres cubes de terre, près de la moitié de la masse totale, ont été enfouis, perdus pour l'œuvre qu'il s'agissait d'édifier.

A cela, double remède. On emploie des matériaux moins pesants, résidus de houille, plâtras, débris de construction, etc. Ou bien encore, on élargit la base du remblai, ce qui diminue la pression sur un même point, mais aussi ce qui augmente d'autant la surface occupée par le chemin de fer.

Si le remblai doit être composé de couches glaiseuses, l'ingénieur préviendra les inconvénients de cette sorte do terre qui s'amollit sous l'action des pluies, se dégrade et donne lieu à des glissements et à des éboulements, en la recouvrant d'épaisses couches d'autre nature. Enfin, il faut

aussi prévoir et prévenir le glissement d*un remblai, construit sur le flanc d'un coteau, d'une pente un peu prononcée. C'est à la solution de tous ces problèmes qu'il fait bon voir nos ingénieurs lutter d'invention et d'habileté, variant les moyens selon les circonstances, et joignant les leçons de l'expérience aux considérations de la théorie !

Il resterait donc beaucoup à dire, beaucoup à voir, en ce qui concerne les travaux de terrassement, les remblais et les tranchées ; mais c'est l'affaire des ouvrages spéciaux, non celle d'un simple récit des travaux que nécessite la construction d'une voie ferrée. Ajoutons seulement que l'inclinaison des talus, dans les remblais comme dans les tranchées, varie suivant une foule de circonstances qui tiennent à la nature du sol, des matériaux, et au prix d'achat des terrains ; que, dans le cas où la voie traverse des terres d'un grand prix, dans les villes ou à leurs abords, on diminue l'inclinaison des talus, par suite la surface qu'occupe le chemin, en les recouvrant, soit de murs en maçonnerie, soit depierréesen pierres sèches : c'est là un moyen qui sert aussi à préserver les couches extérieures des vicissitudes atmosphériques, quand il ya danger d'éboulement. Le chemin de fer de Vincennes traverse à Paris le faubourg Saint-Antoine, sur un véritable viaduc dont les arcades sont construites, mi-partie en pierres de taille, mi-partie en briques. Mais l'établissement de la voie est alors une question d'art, non plus de terrassement.