CHAPITRE XXXV

CHEMIN DE FER AÉRIEN (eLEVATED R.R.) DE NEW- YORK

INTRODUCTION

On sait que la ville de New- York, dont la population^ d'après le recensement de 1880, s'élève à 1206 590 âmes, occupe la plus grande partie de Tlle de Manhattan, dont la largeur ne dépasse guère, entre THudson et la rivière de l'Est, 3500 mètres, tandis que sa longueur, mesurée dans la partie centrale, de la pointe de la Batterie À la rivière de Harlem, est de plus de 15 kilomètres (pi. XXIX). La population est surtout concentrée dans l'espace triangulaire compris entre Canal Street et la pointe méridionale de l'île, où se trouve le quartier des affaires, et où la circulation, toujours extrêmement active, devient énorme au commencement et à la fin de la journée, aux heures de départ et d'arrivée de toutes les personnes qui ont leurs occupations dans ce quartier et leur résidence dans la partie septentrionale.

Les relevés annuels du mouvement des voyageurs sur les tramways et les lignes d'omnibus en 1873 n'ont pas constaté moins de 148 millions de personnes transportées sur l'ensemble de ces lignes, soit une moyenne par jour de plus de 400 000, dont plus de la moitié dans l'espace de quelques heures, matin et soir. Les principaux courants de circulation, dirigés dans le sens de la longueur de l'tle et empruntant vers le Nord les longues avenues qui embrassent le Parc Central, se croisant avec ceux qui aboutissent par les rues transversales aux bacs à vapeur traversant la rivière de l'Est et l'Hudson, il en résultait, pour les tramways marchant dans ces deux directions perpendiculaires, et se suivant dans le même sens à des intervalles de quelques minutes, des arrêts multipliés et des dangers de collision qui, eu égard à l'encombrement habituel des

rues dans les quartiers les plus populeux, les rendaient tout à fait insuffisants pour satisfaire aux exigences de la circulation et de la sécurité publique.

Cette situation ne pouvait manquer d'appeler un remède. On songea tout d'abord à établir à New-York des chemins de fer souterrains comme ceux de Londres, et un premier essai de voie souterraine eut lieu près de City-Hall, mais il ne tarda pas à être abandonné. L'exécution d'une pareille ligne était loin de se présenter dans des conditions aussi favorables qu'à Londres; au lieu d'être ouvert dans des couches d'argile, le tunnel devait être percé partout dans la roche granitique; situé en outre sur la plus grande partie de sa longueur en contre-bas des plus hautes mers, il était exposé à des inflltrations abondantes; enfin la configuration de la ville condu.isant à lui donner une bien plus grande longueur qu'à Londres, où le tracé du Metropolitan Railway, qui se rapproche d'une circonférence, permet de desservir avec un faible développement des quartiers très étendus. Une estimation de la dépense, faite par MM. Evans, Chesbrough et Greene en 1869, ne portait pas le prix du kilomètre 4 moins de 10 millions de francs; aussi, bien que le chemin de fer souterrain eût été recommandé par un comité du Sénat de New-York, on dut chercher une autre solution moins coûteuse.

L'établissement d'un chemin de fer en tranchée, qui, sauf dans certaines avenues dont il aurait pu occuper la partie centrale, entraînait des dépenses considérables d'expropriation, évaluées dans les estimations les plus modérées à 15 millions 1/2 par kilomètre, ne parut pas davantage praticable.

La solution à laquelle on s'est arrêté, et qui s'applique seulement au transport des voyageurs, à l'exclusion des marchandises, celle d'un réseau de voies ferrées portées par un système de viaducs métalliques établis dans les rues, a passé par de longues péripéties avant d'être définitivement adoptée.

Dès Tannée 1866, un projet avait été présenté par M. Ch. Harvey pour l'installation d'une voie ainsi suspendue sur 800 mètres de longueur dans Greenwich street à partir de Battery place. Une Compagnie obtint l'année suivante la concession de cette ligne d'essai, qu'on exploita d'abord avec un câble sans fin mû par des machines fixes. Cette Compagnie tomba en faillite, et ce n'est qu'en 1872 que sa concession fut reprise par une Compagnie nouvelle, celle du

New-York Elevated R.R., qui prolongea la ligne dans Greenwich Street et dans la neuvième avenue jusqu'à la trente-quatrième rue, de manière à lui donner une longueur totale de 6 kilomètres, et l'exploita régulièrement à partir de 1873 avec de petites locomotives à quatre roues.

Cette exploitation était encore beaucoup trop restreinte pour donner des résultats sérieux, et la question du transport rapide des voyageurs (rapid tratisit) n'a véritablement avancé qu'après avoir fait l'objet de nouvelles études, entreprises par la Société américaine des ingénieurs civils, chargée à la fois de la recherche des meilleurs moyens à appliquer à ce transport, et de l'élude des dispositions législatives spéciales destinées à lever les obstacles que cette application pourrait rencontrer au point de vue légal.

Un remarquable rapport d'un comité de la Société des ingénieurs civils, en date du 30 janvier 1875, a tracé le programme que les nouvelles voies devaient remplir, pour résoudre dans des conditions réellement pratiques le problème des transports rapides à bon marché. Parlant de ce principe que les conditions d'exploitation de ces voies devaient être toutes ditTérentes de celles d'un chemin de fer ordinaire, en ce que, comme sur les tramways, on devait chercher plutôt à augmenter la fréquence que la charge des trains, ce qui devait conduire & y faire circuler un matériel essentiellement léger, la commission s'est prononcée tout d'abord en faveur du système aérien, comme le seul susceptible de mettre cette légèreté du matériel à profit pour introduire de sérieuses économies dans la construction.

Les conclusions du rapport de la commission étaient : l"* qu'il y avait lieu d'établir deux lignes parallèles, une de chaque côté du Parc Central, susceptibles d'être complétées plus tard par des embranchements ; 2'' que ces lignes devaient être établies avec deux voies au-dessus des rues, et ne pas coûter plus de 2 100 000 à 3 300 000 francs par kilomètre ; 3» qu'il n'y avait pas lieu de fixer de types uniformes pour l'infrastructure, qu'on devait laisser libre de s'adapter partout aux circonstances locales; 4<» que cette infrastructure, ainsi que le matériel roulant, devaient satisfaire à des conditions particulières de légèreté; 5" que, s'il n'était pas possible de décider l'industrie privée à entreprendre les travaux, la ville de New- York ne devait pas hésiter à s'en charger.

Un peu plus tard, en juin 1875, la législature procéda à la nomi-

Dation d'une commission de cinq membres pour fixer les tracés et les systèmes généraux de construction applicables à chacune' des parties du réseau. L'établissement des voies dans chaque rue était toutefois subordonné au consentement de la majorité des propriétaires riverains, ou, à défaut de ce consentement, à l'avis favorable d'une commission spéciale nommée par la Cour suprême de TËtat de New- York.

La première de ces commissions s'est arrêtée à un double réseau de lignes, correspondant chacun à une concession particulière. Celle de la Compagnie du New- York Elevated R.R. devait comprendre, avec la ligne de Greenwich street et de la neuvième avenue située à Touest du Parc Central, une autre ligne située à Test du même parc, partant aussi de Battery place et empruntant d'abord Pearl street, puis la troisième avenue jusqu'à la rivière de Harlem, soit un réseau total d'environ 28 kilomètres.

La concession du Gilbert Elevated R.R. présentait également deux branches, partant de Battery place, et abbutissant, l'une par Church street, West Broadway et la sixième avenue, à l'extrémité méridionale du Central Park ; l'autre, dirigée par Christie street et la deuxième avenue vers la rivière de Harlem, soit une longueur totale de 16^,5.

Ces deux concessions devaient comprendre en outre des embranchements transversaux destinés à relier les différentes lignes entre elles et avec la gare centrale du New- York Central et Harlem R.R., ainsi qu'à divers points d'embarquement des ferry-boats de la rivière de l'Est.

La construction de ces lignes a été entravée un certain temps par des réclamations élevées à la fois contre la loi qui en avait autorisé l'exécution, et contre son application par les commissaires.

Ces difficultés finirent par être levées par l'intervention des tribunaux, qui décidèrent que les deux Compagnies avaient pleins pouvoirs pour continuer les lignes commencées, et qu'il y serait passé outre, malgré l'opposition des particuliers, dont les droits restaient d'ailleurs réservés en ce qui touchait les dommages qu'ils pouvaient éprouver, et dès lors les Compagnies purent pousser avec une très grande activité la construction des deux réseaux, sur lesquels, à la fin de 1879, avait été déjà mise en exploitation une longueur de lignes de 45 kilomètres.

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Infrastructure.

Système de construction. — Suivant la longueur des rues et le genre des habitations en bordure, différents systèmes ont été employés pour rinfrastruclure ; ils diffèrent à la fois par la position des supports et des voies, et par le mode de construction du tablier.

Le premier de ces systèmes, employé surtout par la Compagnie du New-York Elevated, est caractérisé par des supports isolés, placés généralement sur le bord des trottoirs et portant directement la voie; il existait déjà dans Greenwich street, où la voie, qui était unique, reposait, par l'intermédiaire de traverses et de fermes longitudinales en fer à double T & âme pleine, sur une lile de colonnes.

Les fermes longitudinales fléchissaient très sensiblement sous la eharge des machines, si légères qu'elles fussent, et les colonnes manquaient de stabilité. En donnant une plus forte section aux colonnes formées de quatre fers & double T recourbés en consoles à leur partie supérieure, et reliés sur toute leur hauteur par des barres de treillis, et en renforçant également les fermes longitudinales, on est parvenu, sans changer le mode de construction de l'infrastructure, à en accroître beaucoup la résistance.

A son extrémité inférieure, chaque colonne est engagée dans une embase en fonte scellée au moyen de boulons dans un massif de maçonnerie qui a 2 mètres en carré à la base et au moins l">,22 de hauteur.

Les colonnes sont espacées longitudinalement de 13'",20, et les poutres en tôle rivée qu'elles supportent laissent au-dessus du sol une hauteur libre de 4",42 (pi. XXIX, fig. 1, et pi. XXX, fig. 1).

Après un sérieux examen, la stabilité de ce système de construction, qui avait été tout d'abord contestée, a été généralement admise. On a reconnu qu'il ne pouvait jamais être soumis qu*à des effets transversaux très faibles, et que, malgré le jeu laissé entre les fermes longitudinales pour leur libre dilatation, les efforts longitudinaux susceptibles de se développer au passage des trains étaient très efficacement combattu s par le double cours continu de longrines en bois appliquées sur les traverses de la voie pour servir de garde-rails, sur lesquelles les variations de température sont sans effet.

Le système que nous venons de décrire est surtout bien appro* prié aux rues étroites, occupées principalement, soit par des entre-

pots et des magasins en gros, soit par des logements de peu de valeur, où il permet de bien dégager la voie charretière au grand avantage de la grosse circulation, sans que le voisinage des voies ferrées puisse avoir alors pour les propriétés riveraines des inconvénients sérieux.

Dans les rues plus spacieuses, à trottoirs plus larges, bordées de constructions dé même nature, les inconvénients de ce voisinage sont encore moins sensibles. Aussi a-t-on été conduit à appliquer ce système aux rues Bowery et New-Bowery, occupant la partie centrale de la ville, qui ont respectivement 13 et 18 mètres de largcur de voie charretière, avec d'autant plus de raison que les rues ont une énorme fréquentation de voitures de toute espèce.

Pour les rues bordées par des magasins de luxe ou des habitations d'une certaine valeur, dont l'achalandage ou la location pourraient souffrir d'une trop grande proximité des voies ferrées, il est au contraire rationnel de sacrifier dans une certaine mesure la voie charretière aux trottoirs ; c*est le parti que Ton a pris pour un grand nombre de voies comprises dans le réseau de la Gilbert Elevated C^, où la double voie ferrée est portée par un système d'entretoises à treillis traversant la rue (pi. XXX, fig. 2 à 6) et reposant sur des colonnes placées sur la voie charretière.

Ce système, caractérisé par des entretoises transversales régnant au-dessus de la voie charretière, dont la double voie occupe en projection la partie centrale, a été appliqué à la 6"" avenue et & la rue West Broadway, qui ont respectivement des largeurs de 18°»,30 et 15", 15 entre trottoirs. L'infrastructure de la voie dans cette dernière rue, représentée par les fig. 2 à 6, pi. XXX, a été construite par la maison Clarke, Reeves et &, de Philadelphie. Des entretoises, dont l'espacement d'axe en axe ne dépasse pas 2">,65, sont supportées par des fermes longitudinales du système Pratt, laissant au-dessus de la chaussée une hauteur libre de 4"',42. Les colonnes qui supportent ces fermes d'environ 15 mètres sont du type de l'usine de Phenixville (t. I, p. 133), à six segments; elles reposent par une surface sphérique sur l'embase de fondation. Le but de cette disposition est d'assurer une bonne répartition des charges, lors même que les colonnes prendraient un certain mouvement ; on peut se demander s'il n'eût pas été préférable de donner à l'encastrement plus de rigidité, de manière à prévenir complètement tout mouvement. Ces colonnes sont remplies intérieurement de mortier de ciment.

Les fermes longitudinales ont été calculées pour supporter par mètre courant :

Une charge roulante de 2250 kilog.

Un poids mort de 525

Total 2775 kilog.

La charge roulante admise par l'usine de Phenixville sur les ponts de chemins de fer pour des portées de 15 mètres, étant de 4500 kilogrammes (t. (, p. 130), a subi une réduction de 38 pour 100.

Dans les avenues de grande largeur, la position centrale donnée aux voies ferrées est celle qui, sans entraver sensiblement la circulation des voitures, dégage le mieux les propriétés riveraines. Les deux Compagnies du New- York Elevated et du Gilbert Elevated' ont appliqué respectivement, dans ce cas, les types représentés pi. XXIX, fig. 1, et pi. XXX, fig. 1, qui laissent entre les bordures de trottoirs et les supports un intervalle suffisant pour une ligne de tramways.

Dans la sixième avenue, construite par la Compagnie du Gilbert Elevated, les fermes établies dans le système Pratt forment gardecorps, ainsi que le montrent les figures 2 et 3 de la planche XXX.

Le système de construction du New-York Elevated, qui transmet directement aux supports les charges agissant au sommet des fermes (deck plan) est évidemment plus économique que celui du Gilbert Elevated, où les charges agissent en bas [ihrough plan\ en raison de l'addition des entretoises dont le poids augmente avec Técartement transversal des points d'appui.

Dans les parcs et & travers les terrains non bâtis qu'elles traversent au nord de New-York, les deux lignes du New-York et du Gilbert Elevated sont établies sur de véritables viaducs métalliques analogues à ceux que l'on rencontre sur les chemins de fer proprement dits ((restle ivorks) ; les palées des eslacades y sont réunies par des entraits et des tirants, et les colonnes sont supportées par des massifs de fondation en maçonnerie s'élevant à une certaine hauteur au-dessus du sol.

Montage, — Le montage de Tinfrastruciure sur le New-York Elevated R.R. a été fait en deux parties. La grue (derrick) servant à dresser les colonnes était portée sur un camion tiré par deux chevaux et présentait au sommet de sa flèche une fourche en

forme d'M servant à fixer deux palans. La colonne, suspendue un peu au-dessus de son centre de gravité, venait en se dressant passer dans la fourciic du derrick; une colonne était ainsi mise en place en dix minutes.

Pour le levage des fermes, on se servait de deux wagons plats circulant sur les fermes déjà montées et portant l'un, un derrick, l'autre une petite machine à vapeur actionnant le derrick. La mise en place d'une ferme ne demandait pas plus d'un quart d'heure.

Sur le Gilbert Elevated, on a employé des échafauds roulants surmontés de grues qui servaient à la fois à dresser les colonnes et à mettre les fermes en place.

Pour les assemblages, on a eu recours exclusivement à la rivure sur le réseau du New-York Elevated; sur celui du Gilbert Elevated on a employé concurremment la rivure et les boulons d'articulation [pin connection).

Le profil en long de la voie ne présente partout que des déclivités assez faibles; les plus fortes varient entre 5 et 10 millimètres par mètre ; quant au rayon des courbes, il s^abaisse dans certains tournants jusqu'à 27 mètres.

La voie avait d'abord été établie avec une largeur inférieure à la largeur normale sur le premier tronçon de Greenwich street ; elle a été postérieurement portée à la largeur normale. On a également changé le profil des rails et leur mode de fixation ; on a fini par adopter des rails en acier de 28 kilogrammes par mètre courant reposant sur des traverses en yelloio pine de 2",45x0"*, 175X0", 15, espacées de 0",6l et fixées sur les fermes longitudinales par des boulons. Des garde-rails en même bois de 0"»,20 x0",175, entaillés à la rencontre des traverses, sont boulonnés sur ces pièces; la surface de ces garde-rails, dont nous avons déjà eu l'occasion de signaler l'importance au point de vue de la résistance aux efforts longitudinaux, est protégée par un bordage en bois blanc de O^fib d'épaisseur.

Il n'y avait d'abord qu'une seule voie dans Greenwich street et pas de plaque tournante pour les machines ; les trains composés de 2 à 3 voitures marchaient successivement machine en tête et machine en queue par séries de 2 à 3 dans chaque sens. Le trajet

aller et retour entre la Batterie et la trente-quatrième rue exigeait en moyenne dans ces conditions près de 35 minutes.

Vers le milieu de l'année 1878, on avait déjà beaucoup amélioré le service en doublant la voie sur une certaine longueur et en établissant à quelques stations des voies d'évitement, ce qui permettait de faire partir des trains tous les quarts d'heure ; mais il est évident que des lignes appelées à recevoir à certains moments de la journée une énorme affluence de voyageurs, comme les chemins de fer aériens de New-York, ne pouvaient être convenablement desservies qu'à la condition d'être sur toute leur longueur à double voie, de manière à permettre de multiplier à volonté les trains dans chaque sens.

Actuellement la double voie est partout posée sur toutes les lignes qui, à la fin de l'année 1881, avaient un développement de 51*=,5, et les stations, espacées de 300 à 5C0 mètres, reçoivent, par les deux côtés de la voie, les voyageurs, pour lesquels on a établi en conséquence deux abris et deux escaliers symétriquement disposés.

La planche XXXI donne, fig. 1 à 4, les plan, coupe et élévation d'une de ces stations, située à l'intersection à angle droit de deux rues, et la figure 5 de la même planche donne le plan d'une station située à l'intersection oblique de deux autres rues. Les raccordements des voies dans les stations sont établis ainsi que l'indique la figure 6 de la planche XXXI.

IHatéiiel roalAnt.

L'économie de l'exploitation et une bonne adaptation de ce service aux exigences de la circulation impliquaient essentiellement, ainsi que nous en avons déjà fait la remarque, l'emploi d'un matériel léger, se prêtant à une réduction notable du poids mort et offrant sous ce rapport les mômes avantages que les voitures des tramways^ combinés avec ceux d'une plus grande puissance de transport et d'une allure plus rapide.

On s'était déjà inspiré de cette idée sur le premier tramway de Greenwich street, où chaque^train ne comprenait que trois voitures pesant chacune, à vide, 5 tonnes, et avec un nombre maximum de 48 voyageurs, 8*,6; ces trains étaient remorqués par de petites machines dont le poids ne dépassait pas 5 tonnes toutes garnies. On a toutefois reconnu plus tard, ainsi que nous allons le voir, la

Décessité de faire dans la construction du matériel une part plus grande aux exigences du trafic en augmentant la puissance des machines, et en apportant aux voitures primitives des modifications qui en ont accru notablement le poids.

Voitures. — Les premières voitures, qui avaient une longueur de 10",82 intérieurement et 12"',65 extérieurement y compris les platesformes extrêmes, avec une largeur de â'^'^ld, avaient cela de particulier, que la partie centrale, dans l'intérêt de la stabilité, en était établie & un niveau plus bas que les extrémités. On a renoncé à c«tle disposition incommode dans les nouvelles voitures sur les deux lignes.

Sur le New- York Eievated, on a employé pendant quelque temps des cars construits par Jackson et Sharp de Wilmington, différant des cars ordinaires en ce que Ton y entrait par deux portes latérales, placées au centre (pi. XXIX, fig. 3). Les portes extrêmes ne servaient que pour le passage des conducteurs. A l'intérieur du car et à Tune de ses extrémités il y avait un poêle. Des sièges amovibles pouvaient être placés devant les portes latérales, dont une seule, celle du côté droit (les trains prennent la voie de droite) était ouverte dans chaque trajet.

Ces nouveaux cars, dont les ouvertures latérales, plus commodes pour le service, offraient l'inconvénient d'interrompre les armatures de consolidation longitudinales, avaient pour un nombre de voyageurs égal à celui des premières un poids beaucoup plus considérable; ils ne pesaient pas moins de 8^5.

Dans les derniers cars fournis par la Compagnie Pullman, on est revenu complètement à la disposition des cars tels que les construit généralement cette Compagnie. Les caisses ont iS^'jBOdelong et 2'",64 de large. Les portes sont placées aux extrémités; dans la partie centrale, les bancs, disposés transversalement et espacés de l'^jôO de centre à centre, sont au nombre de 4 de chaque côté et offrent chacun 2 places ; il y a en outre aux extrémités des bancs longitudinaux contenant chacun 8 places, ce qui fait encore un nombre total de 48 places (pi. II, flg. 1 et 2).

Pour faciliter le passage des trains dans les courbes très raides, on a adopté un système d'attelage des voitures dans lequel les points d attache des barres d'attelage sont reportés à 2'°,13 en arrière des poitrails, arrondis en conséquence, ainsi que le montrent les figures 3 et 4 de la planche II.

CHiP. XXXV-

Les châssis des tnicks portent six ressorts elliptiques et deux ressorts spéciaux sur chaque levier d'égalisation des charges ; ces leviers, en cas de rupture des essieux, peuvent glisser sur la voie.

Les roues, de 0",763 de diamètre et 1",525 d'écartement d*axe en axe dans chaque truck, sont à disques en papier suivant le mode de construction ordinaire des Pullman cars ; les trucks sont distants de 9'",44 d'axe en axe.

Locomotives. — Les locomotives étaient d'abord, sur le New-York Elevaled, des locomotives-tenders à quatre roues dont le poids ne dépassait pas 5 tonnes. Dans les nouvelles machines, beaucoup plus puissantes et destinées à marcher avec une vitesse bien supérieure, ce poids s'élève jusqu'à 12 tonnes. Elles sont d'ailleurs établies sur plusieurs types : les unes sont symétriques avec train articulé à l'avant et à l'arrière, de manière à pouvoir marcher indifféremment dans les deux sens; telles sont celles du Gilbert Elevated R.R., fournies par l'atelier de Grant à Paterson ; les autres employées sur le New-York Elevated R.R. proviennent de l'usine de Baldwin et ont été établies sur le type Forney déjà décrit (p. 148).

Le tableau ci-après résume les principales données relatives aux diverses machines employées sur les chemins de fer aériens de New-York.

DKSKiNATION DES ÉLÉMENTS.

Cylindres

Diamètre

Courâe

Diamètre

Roues motrices. . . .{ Distance d'axe en axe

des essieux

Base totale

Roues des trucks. . . | Diamètre

( L-ngueur

Boîie à feu j Largeur

( Hauteur

Chaudière en acier . | Diamètre

Diamètre

Toids total de la machine garnie

L Charge sur chaque roue motrice Capacité du tender

Tubes.